用于保护充电电缆的方法和充电装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于保护给可电驱动的车辆(5)的牵引电池(3)充电的充电装置(1)的充电电缆(26)的方法。在该方法中，确定充电电缆(26)的载流能力。从存储器(32)中读取用于具有所确定的载流能力的充电电缆(26)的过载保护的数据，其中，该数据具有电流值和对应的切断时间。测量流过充电电缆(26)的充电电流的电流强度以形成电流值。如果电流值大于充电电缆(26)的所确定的载流能力，则根据所读取的数据确定对应该电流值的切断时间，开始时间测量(34)并且在达到切断时间时切断流过充电电缆的电流(56)。此外，本发明涉及一种充电装置。
【专利说明】用于保护充电电缆的方法和充电装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于保护给可电驱动的车辆的牵引电池充电的充电装置的充电 电缆的方法，以及一种这样的充电装置。
【背景技术】
[0002] 可电驱动的车辆具有牵引电池（蓄电池），其提供了行驶运行所需的电能。在需要 时，必须借助充电装置给放电后的电池再充电。此外，可电驱动的车辆的牵引电池与充电装 置借助充电电缆电连接。根据充电电缆的载流能力（导电能力），其具有不同的线路横截 面。例如有载流能力为13A的电缆。其它的电缆具有例如20A、32A或63A的载流能力。根 据标准IEC62196-2,这样的电缆配置有例如被构造为所谓的类型2插头的电插头。按照该 标准IEC62196-2,该插头于是在设置为用于不同大的载流能力的电缆时也具有相同的几何 规格。因此从插头的几何规格可能不能获悉与该插头连接的电缆适合哪种载流能力。也可 能会无意地混淆电缆。
[0003] 按照标准IEC61851-1，在这样的插头的情况下借助连接在插头的触点 "Proximity"与"PE"之间的电阻来说明（编码）电缆的载流能力。在此，特定的电阻值对 应电缆的特定的载流能力。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是，给出一种方法和装置，其能够在充电时安全并可靠 地保护充电电缆。
[0005] 该技术问题根据本发明通过按照独立权利要求的方法和充电装置得到解决。在从 属权利要求中给出了优选的技术方案。
[0006] 根据本发明给出了一种用于保护给可电驱动的车辆的牵引电池充电的充电装置 的充电电缆的方法，其中：
[0007] -确定充电电缆的载流能力；
[0008] -从存储器中读取用于具有所确定的载流能力的充电电缆的过载保护的数据，其 中所述数据具有电流值和所属的切断时间；
[0009] -测量流过充电电缆的充电电流的电流强度以形成电流值；以及
[0010]-如果电流值大于所确定的充电电缆的载流能力，则根据所读取的数据确定属于 所测量的电流值的切断时间，开始时间测量，并且在达到所述切断时间时切断流过充电电 缆的电流。
[0011] 该方法特别有利的是，由此实现了对于不同载流能力的充电电缆的过载保护。此 夕卜，仅需要在存储器（数据存储器）中保证存有具有相应的载流能力的充电电缆的过载保 护的数据。通过补充数据，能够以简单方式将该方法也用于具有其它载流能力的其它充电 电缆。
[0012] 充电电缆的载流能力在这里应理解为充电电缆承载或传输为其设置的额定电流 的能力。这样的载流能力如上所述例如可以是13A、20A、32A或63A。对应地例如有具有载 流能力是13A的充电电缆（13A充电电缆）、具有载流能力是20A的充电电缆（20A充电电 缆）、具有载流能力是32A的充电电缆（32A充电电缆）以及具有载流能力是63A的充电电 缆（63A充电电缆）。
[0013] 该方法可以被设计为，通过确定电阻值来确定充电电缆的载流能力，该电阻值相 当于充电电缆的两个触点之间的电阻的大小，其中，电阻的大小给出了充电电缆的载流能 力。换言之，在充电电缆的两个触点之间的电阻的大小给出了充电电缆的载流能力。借助 该电阻也编码了充电电缆的载流能力。
[0014] 例如可以确定如下电阻值，其相当于根据标准IEC62196构造的充电电缆插头的 触点"Proximity"与"PE"之间的电阻的大小。
[0015] 该方法可以被设计为，为实现附加的短路保护，将流过充电电缆的充电电流引导 通过线路保护开关。借助该线路保护开关可以除了过载保护外还实现对充电电缆的短路保 护。
[0016] 该方法还可以被设计为，根据所确定的载流能力将流过充电电缆的充电电流引导 通过多个（例如电并联连接的）线路保护开关中的一个。由此实现了附加的短路保护。借 助多个线路保护开关（即借助至少两个线路保护开关），在这里可以有利地实现对不同载 流能力的充电电缆的短路保护。在此，根据所确定的载流能力（即例如根据所确定的电阻 值）自动将充电电流引导经过至少两个线路保护开关的一个，而保持其它线路保护开关没 有充电电流。
[0017] 该方法也可以被设计为：
[0018] -借助第一开关装置（特别是借助开关或接触器（Schutz))切断流过充电电缆的 充电电流，该第一开关装置的功能被监视；以及
[0019] -在第一开关装置故障的情况下，借助第二开关装置切断流过充电电缆的充电电 流。在此，第二开关装置可以与第一开关装置电串联连接。在此特别有利的是，在第一开关 装置故障的情况下，也可以借助第二开关装置可靠地切断充电电流。
[0020] 该方法也可以被设计为，第二开关装置具有带有远程驱动器的线路保护开关、带 有工作电流触发器的线路保护开关或者带有远程驱动器的故障电流保护开关。在此可以有 利地使用也被用于实现短路保护的线路保护开关。在此，故障电流保护开关例如可以与线 路保护开关电串联连接。
[0021] 该方法可以如下运行，（为实现短路保护）既在具有第一载流能力的充电电缆的 情况下，也在具有在第一载流能力的50%至100%之间的载流能力的充电电缆的情况下， 将充电电流引导通过线路保护开关，该线路保护开关具有额定电流，该额定电流的水平相 当于第一载流能力，并且该线路保护开关具有触发特性C。在此特别有利的是，对于具有在 第一载流能力的50%至100%之间的载流能力的不同充电电缆，仅需要唯一的线路保护开 关用于短路保护。这个所需的线路保护开关具有相当于第一载流能力的额定电流。另外， 该线路保护开关具有触发特性C。
[0022] 该方法也可以如下运行：
[0023] -既在具有载流能力63A的充电电缆的情况下，也在具有载流能力32A的充电电缆 的情况下，将充电电流引导通过具有额定电流63A及触发特性C的线路保护开关；或者
[0024]-既在具有载流能力32A的充电电缆的情况下，也在具有载流能力20A的充电电缆 的情况下，将充电电流引导通过具有额定电流32A及触发特性C的线路保护开关；或者 [0025]-既在具有载流能力20A的充电电缆的情况下，也在具有载流能力13A的充电电缆 的情况下，将充电电流引导通过具有额定电流20A及触发特性C的线路保护开关。在此，对 于选择性地使用63A充电电缆与32A充电电缆仅需要应用唯一的具有额定电流63A及触发 特性C的线路保护开关。由此使所需的线路保护开关的数量急剧降低。因此，可以降低所 需的构造空间，以及节省重量和成本。
[0026] 根据本发明还给出了一种用于给可电驱动的车辆的牵引电池充电的充电装置，其 被构造为用于执行上面描述的方法或方法变化。
[0027] 所述充电装置同样具有上面结合根据本发明的方法给出的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0028] 以下根据实施例详细解释本发明。其中：
[0029] 图1示出了用于保护充电电缆的充电装置和方法的实施例，
[0030] 图2示出了用于保护充电电缆的充电装置和方法的另一个实施例，
[0031] 图3示出了线路保护开关的触发特性。
【具体实施方式】
[0032] 在图1中示出了用于给可电驱动的车辆5的牵引电池3充电的充电装置1。该充 电装置1借助连接电缆8与供电网10连接。电流从供电网10经过连接电缆8、故障电流保 护开关12和线路保护开关14被引导到充电装置1的开关装置16。该开关装置16例如可 以被构造成开关或接触器，特别是功率接触器。
[0033] 电流作为充电电流从开关装置16继续经过电流测量装置20被引导到充电装置1 的充电接口 22。该充电接口在实施例中被构造成充电插槽（充电插座）22。电流测量装置 20例如可以被构造成电流转换器或者具有电流测量功能的智能电表。
[0034] 在充电接口 22中能够插入充电电缆26的充电插头24。充电电缆26借助第二充 电插头28使充电装置1与可电驱动的车辆5电连接。充电电流从充电接口 22经过充电电 缆26被引导到可电驱动的车辆5,以便给机动车的牵引电池3充电。
[0035] 充电插头24在实施例中被构造成所谓的类型2插头，其根据标准IEC62196-2构 造。该插头具有七个电触点：四个电触点用于传输三相交流电，一个触点"Pilot", 一个触 点 "Proximity"，一个触点 "PE"（标准 IEC61851-1)。在触点 "Proximity" 与 "PE" 之间在 插头24的内部安装了电阻48。借助该电阻元件48,根据标准IEC61851-1编码充电电缆26 的载流能力或额定电流。（同样的电阻也被安装在充电插头28中。）电阻48也被称为"邻 近电阻（Proximity-Widerstand)"。它给出了充电电缆的最大载流能力。在此，具有以下对 应关系：
[0036]
【权利要求】
1. 一种用于保护给能够电驱动的车辆（5)的牵引电池（3)充电的充电装置⑴的充电 电缆（26)的方法，其中包括： -确定所述充电电缆（26)的载流能力； -从存储器（32)中读取用于具有所确定的载流能力的充电电缆（26)的过载保护的数 据，其中，所述数据具有电流值和对应的切断时间； -测量流过所述充电电缆（26)的充电电流的电流强度以形成电流值；以及 -如果所述电流值大于所述充电电缆（26)的所确定的载流能力，则根据所读取的数据 确定与所述电流值对应的切断时间，开始时间测量（34)，并且在达到所述切断时间时切断 流过所述充电电缆的电流（56)。
2. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于， -通过确定电阻值来确定所述充电电缆（26)的载流能力，所述电阻值相当于在所述充 电电缆（26)的两个触点之间的电阻（48)的大小，其中，所述电阻（48)的大小给出了所述 充电电缆（26)的载流能力。
3. 按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于， -为实现附加的短路保护，将流过所述充电电缆（26)的充电电流引导通过线路保护开 关（14)。
4. 按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于， -为实现附加的短路保护，根据所确定的载流能力将流过所述充电电缆（26)的充电电 流引导通过多个线路保护开关（14'、70)中的一个。
5. 按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于， -借助第一开关装置（16)切断流过所述充电电缆（26)的充电电流，所述第一开关装置 的功能被监视；以及 -在所述第一开关装置（16)故障的情况下，借助第二开关装置（12、14)切断流过所述 充电电缆的充电电流。
6. 按照权利要求5所述的方法，其特征在于， -所述第二开关装置具有带有远程驱动器（36)的线路保护开关（14)、带有工作电流触 发器的线路保护开关或者带有远程驱动器（38)的故障电流保护开关（12)。
7. 按照权利要求3至6中任一项所述的方法，其特征在于， -既在具有第一载流能力的充电电缆（26)的情况下，也在具有在第一载流能力的50% 至100%之间的载流能力的充电电缆的情况下，将充电电流引导通过线路保护开关（14)， 所述线路保护开关具有额定电流，所述额定电流的水平相当于所述第一载流能力，并且所 述线路保护开关具有触发特性C。
8. 按照权利要求3至7中任一项所述的方法，其特征在于， -既在具有载流能力63A的充电电缆的情况下，也在具有载流能力32A的充电电缆的情 况下，将所述充电电流引导通过具有额定电流63A及触发特性C的线路保护开关；或者 -既在具有载流能力32A的充电电缆的情况下，也在具有载流能力20A的充电电缆的情 况下，将所述充电电流引导通过具有额定电流32A及触发特性C的线路保护开关；或者 -既在具有载流能力20A的充电电缆的情况下，也在具有载流能力13A的充电电缆的情 况下，将所述充电电流引导通过具有额定电流20A及触发特性C的线路保护开关。
9. 一种用于给能够电驱动的车辆（5)的牵引电池（3)充电的充电装置（1)，其被构造 为用于执行按照权利要求1至8中任一项所述的方法。
【文档编号】B60L11/18GK104093591SQ201280068491
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2012年2月3日 优先权日:2012年2月3日
【发明者】R.盖勒特, T.利德, M.诺勒韦卡 申请人:西门子公司