充电站的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种充电站（10），带有连接电动汽车（40）的充电电缆（30）的电充电端口（20）和具有在过载下断开流经过载防护装置（80）的充电电流（I1-I3）的开关装置（85）的过载防护装置（80），其中所述充电站（10）适合于在充电端口（20）读出说明充电电缆（30）的电负载容量的负载容量标识（K）。根据本发明设置，在充电站（10）的充电端口（20）连接单相或多相的馈线（70），经过所述馈线使充电电流（I1-I3）与充电电缆（30）的负载容量标识（K）无关地流向充电站（10）的充电端口（20），过载防护装置（80）连接在馈线（70）上并监视所述馈线，其中过载防护装置（80）是自动切换的过载防护装置（80），其对充电电缆（30）的至少两个负载容量标识（K）分别存储至少一个标识独特的触发标准（I16A-I70A），并且其中过载防护装置（80）适合于根据充电电缆（30）的负载容量标识（K）自动选择与至少一个负载容量标识（K）相对应的标识独特的触发标准（I16A-I70A）并根据所选择的触发标准（I16A-I70A）断开在馈线（70）上布置的过载防护装置（80）的开关装置（85）。
【专利说明】充电站
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种带有按照权利要求1的前序部分的特征的充电站。
【背景技术】
[0002]该类型的充电站例如由西门子公司基于产品名称Charge CP700A和CP500A来销售。这样的充电站配备有用于连接电动汽车的充电电缆的电充电端口，并且能够在充电端口读出明确说明所连接的充电电缆的电负载容量的负载容量标识。这些充电站具备用于在过载情况下断开充电电流的过载防护装置。
【发明内容】
[0003]本发明基于这样的技术问题，即给出一种充电站，其既实现了充电过程的可靠监视，而又可以成本低廉地制造。
[0004]上述技术问题按照本发明通过带有按照权利要求1的特征的充电站来解决。根据本发明的充电站的具有优势的构造在从属权利要求中给出。
[0005]然后根据本发明设置，在充电站的充电端口上连接单相或多相的馈线，通过所述馈线，充电电流与充电电缆的负载容量标识无关地流向充电站的充电端口，过载防护装置连接在馈线上并且监视所述馈线，其中所述过载防护装置是自动切换的过载防护装置，在其之中对于充电电缆的至少两个负载容量标识分别存储至少一个标识独特的触发标准，并且其中所述过载防护装置适合于，取决于充电电缆的负载容量标识自动选择与至少一个负载容量标识相对应的标识独特的触发标准并且取决于所选择的触发标准断开在馈线上布置的过载防护装置的开关装置。
[0006]根据本发明的充电站的一个主要的优点在于，充电过程借助唯一的过载防护装置可以完全被监视。在根据本发明的充电站的情况下也就是说充电电流与充电电缆的负载容量标识无关地始终通过相同的单相或多相的馈线传导到充电站的充电端口，从而通过监视该(中央)馈线可以借助唯一的过载防护装置实现充电过程的有效控制。当然例如出于冗余原因也可以在该(中央)馈线或其它位置还连接其它的或额外的过载防护装置，如果出于安全原因而希望这样做的话。
[0007]使得此类的充电站的制造变得尤其简单和随之具有优势的是，过载防护装置具有存储有至少两个标识独特的触发标准的存储器。
[0008]过载防护装置优选具有与存储器相连的计算装置，其适合于，结合所连接的充电电缆的分别的负载容量标识，从存储器中读出与至少一个该负载容量标识相对应的并且在存储器中存储的标识独特的触发标准。
[0009]考虑到特别高的故障安全而被看作具有优势的是，过载防护装置直接与充电端口相连接，并且适合于自行(或无需其它组件的介入)读出所连接的充电电缆的负载容量标识。
[0010]作为负载容量独特的触发标准可以存储有例如最大电流值、触发特征曲线和/或计算指引，其由计算装置在评估所测得的充电电流时被引用。术语触发标准因此被广义理解。
[0011]被看作具有优势的是，过载防护装置具有与计算装置相连接的测量装置，其确定明确说明馈线负载的测量值并且传输给计算装置。测量装置例如可以是测量经过馈线的电流的电流测量装置。
[0012]所述馈线可以是单相或多相的。在多相的馈线的情况下被看作具有优势的是，所述自动切换的过载防护装置监视多相的馈线的单相、多相或所有相。
[0013]在多相的馈线的情况下被看作具有优势的是，进行相位单独的监视和控制。过载防护装置优选适合于，与在馈线的相上的电流负载的对称性无关地执行多相的馈线的相的断开。
[0014]根据特别优选的构造设置，开关装置对于多相的馈线的每个相具有可以单独控制的开关，并且过载防护装置如此被构造，使得其单独地监视多相的馈线的相并且在过载情况下单独地断开。
[0015]为了达到过载防护装置的远程参数化而被看作具有优势的是，所述过载防护装置具有接口模块，并且所述过载防护装置的控制装置如此被编程，使得通过远程参数化可以实现标识独特的触发标准的变化。
[0016]本发明除此以外涉及到一种用于监视充电站的充电过程的方法，在所述充电站的电充电端口连接了电动汽车的提供有负载容量标识的充电电缆。
[0017]根据本发明与此类方法相关地设置，借助自动切换的过载防护装置来监视馈线，所述馈线连接到充电站的充电端口并且通过所述馈线使充电电流与充电电缆的负载容量标识无关地流向充电站的充电端口，其中取决于充电电缆的负载容量标识地从过载防护装置的存储器中读出与负载容量标识相对应的标识独特的触发标准，并且在过载情况下断开在馈线中布置的开关装置，所述过载情况借助过载防护装置按照所选择的触发标准来确定。
[0018]关于根据本发明的方法的优点参见上面描述的根据本发明的充电站的优点，因为根据本发明的充电站的优点基本上符合于根据本发明的方法的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]接下来结合实施例进一步解释本发明，在此示例性示出:
[0020]图1表示带有根据本发明的充电站的第一实施例，在所述充电站上通过充电电缆连接电动汽车，
[0021]图2表示带有根据本发明的充电站的第二实施例，其中所述充电站的过载防护装置直接与充电电缆的标识导体(Kennungsleiter)相连接并且读出充电电缆的负载容量标识，
[0022]图3表示带有根据本发明的充电站的第三实施例，其中所述电动汽车的充电借助电压源进行，和
[0023]图4表示带有根据本发明的充电站的第四实施例，其中在充电站的三相馈线上连接有三相充电电缆。
[0024]在附图中出于清晰性的考虑相同或类似的组件始终使用同样的附图标记。【具体实施方式】
[0025]在图1中可以识别出充电站10，其具有例如以电缆插座形式存在的充电端口 20。在充电站10的充电端口 20上连接有充电电缆30，其电连接充电端口 20与电动汽车40。所述电动汽车40通过充电电缆30由充电站10充电。
[0026]充电站10包括连接到充电端口 20的控制装置50。所述控制装置50控制可控电流源60，所述电流源生成为电动汽车40的充电而设置充电电流II。
[0027]在充电端口 20上连接有馈线70，所述馈线连接充电端口 20与可控电流源60并且实现在充电电缆30中的充电电流Il的馈电。所述馈线70在按照图1的实施例中是单相的，并且具有相线导体LI以及回线N。
[0028]图1示出，充电电缆30同样是单相的并且包括两根传输电流的导体，所述导体以附图标记LI’和N’标记。导体LI’在此与馈线70的相线导体LI相连,而导体N’与馈线70的回线N’相连。除此以外充电电缆30包括标识导体LK，其实现了明确说明充电电缆30的电负载容量的负载容量标识K的读出。所述负载容量标识K可以例如说明，充电电缆30最大允许负载电流16A、20A、32A、63A或70A。
[0029]除此以外在图1识别出，充电站10包括连接到馈线70的过载防护装置80。所述过载防护装置80包括电流测量装置81，其测量馈线70中的相线导体LI中的电流和生成相应的电流测量值Im。在电流测量装置81上连接有过载防护装置80的计算装置82。与该计算装置82连接有存储器83，在其之中存储有程序模块P。所述程序模块P含有控制程序，其定义了用于监视充电站10的计算装置82的工作方式。
[0030]除了程序模块P，在存储器83中还存储有标识独特的触发标准，所述触发标准以附图标记I16A、I20A、I32A、I63A和I70A标识。标识独特的触发标准可以例如是触发特征曲线或触发曲线以及替代的最大值，如同例如最大电流值、最大功率值或最大能量值。
[0031]过载防护装置80还包括与计算装置82连接的接口模块84。所述接口模块84能够实现对过载防护装置80的远程参数化，例如可以通过接口模块84从外部对程序模块P并由此对计算装置82的工作方式进行远程参数设置。额外地或替代地，如果需要或显现有利时，可以通过其它标识独特的触发标准来代替所述标识独特的触发标准I16A至I70A。
[0032]过载防护装置80除此以外配备有包括开关85a的开关装置85。所述开关85a连接到馈线70的相线导体LI上，并且能够在由计算装置82生成相应的控制信号ST时，断开通过相线导体LI的充电电流Il并随之完全断开通过馈线70的充电电流。
[0033]根据图1的装置能够例如如下描述:
[0034]在充电电缆30被连接到充电站10的充电端口 20和随之在电动汽车40和充电站10之间的电连接被建立之后，控制装置50可以从连接到充电端口 20上的充电电缆30的标识导体LK读出负载容量标识K。所述负载容量标识K可以例如说明，充电电缆30可以负载哪一种最大充电电流。接下来示例性假设，所述负载容量标识K示出最大充电电流为32A。所述控制装置50随之如此控制可控电流源60，使得充电电流Il完全不会或至少不会长期超过预先规定的充电电流32A。
[0035]在充电过程期间过载防护装置80并行地或额外地监视充电过程，并且当最大充电电流32A被短时间或超过预先规定的时间间隔被超过时，借助开关装置85或借助开关85a中断充电过程。为此，计算装置82从控制装置50中读出说明了充电电缆30的负载容量的负载容量标识K。结合负载容量标识K由计算装置82再一次读取存储器83，并且从存储器83读出与负载容量标识K相对应的标识独特的触发标准。因为负载容量标识K说明了最大电流32A，计算装置82在根据图1的实施例的情况下从存储器83读出标识独特的触发标准I32A，并且使用于电流测量值Im的评估。
[0036]计算装置82结合所读出的标识独特的触发标准I32A对电流测量值Im评估和检查，充电电缆30是否过载。在最简单的情况下，当电流测量值Im说明充电电流超过最大电流值32A时，计算装置82始终能够操纵开关装置85。然而被视为特别具有优势的是，如果计算装置82在最大电流值32A被超过的情况下不是立刻中断充电过程，而是首先等待，是否充电电流Il长期或持续地超过最大电流值32A。例如计算装置82可以将电流测量值Im关于预先给定的时间段积分，并且当积分超过预先给定的极限值时，生成用于关掉开关85a的控制信号ST。电流测量值Im的评估的类型和在生成用于断开开关85a的控制信号ST时的操作方法通过标识独特的触发标准(或标识独特的多个触发标准)I32A来确定。触发标准I32A可以包括极限值(例如是最大电流值或最大积分值)和用于测量值Im的计算规则，以便获得关于充电过程的继续或终止的决定。术语触发标准因此被广义理解。
[0037]如果计算装置82在将触发标准I32A应用于电流测量值Im的情况下确定了充电电缆30过载，则其生成控制信号ST，借助所述控制信号将开关装置85的开关85a打开并将充电过程中断。
[0038]如同上面的实施例可以获悉，根据图1的充电站10这样的表现优异，尽管可以在引入不同的负载容量标识K下以不同的充电电流执行充电过程，但是可以借助唯一的过载防护装置80进行对充电过程的监视。这些是可行的，因为过载防护装置80连接在中央馈线70之上，而取决于分别的负载容量标识K执行馈线70的监视。
[0039]图2示出带有充电站10的装置，其中过载防护装置80直接与充电站10的充电端口 20相连接，从而充电电缆30的标识导体LK可以连接到过载防护装置80上。这些实现了过载防护装置80直接从充电电缆30读出负载容量标识K，并且与控制装置50无关地进行馈线70的负载容量标识独特的监视。
[0040]不同于根据图1的实施例，过载防护装置80也可以在单独考虑充电电缆30的负载容量的下监视馈线70，而不必要求控制装置50的合作。即使控制装置50不完善地工作或完全损坏，过载防护装置80也可以阻止过高的充电电流Il被馈入到充电电缆30中，因为不同于根据图1的实施例，根据图2的过载防护装置80在关于负载容量标识K的接收方面与控制装置50的合作无关。
[0041]图3示出带有充电站10和电动汽车40的装置的实施例，在所述装置中电动汽车40的充电借助电压源100进行。如果充电电缆30将电动汽车40和充电站10连接起来，则充电电流Il由电压源100流向电动汽车40的方向。在这里充电过程的监视通过过载防护装置80独立进行，所述过载防护装置通过充电电缆30的标识导体LK读出说明了充电电缆30的负载容量的负载容量标识K。
[0042]随之过载防护装置80的计算装置82可以，如同这些在细节上联系图1所描述的，监视充电电流II，并且在存储在存储器83中的标识独特的触发标准被超过的情况下，当所获取的电流测量值Im根据标识独特的触发标准太高并出现或面临充电电缆过载时，打开开关装置85的开关85a。
[0043]图4示出实施例，其中充电电缆30是三相的，并且包括三根传输电流的相线导体L1’、L2’和L3’以及回线N’。额外相对于所谓的四根导体还存在有标识导体LK，其实现了负载容量标识K的读出。
[0044]充电站10的充电端口 20相应地同样设计用于三相端口。如此在图4中可以识别出，在充电端口 20上连接有包括三根相线导体LI’、L2’和L3’以及回线N的三相馈线70。通过三相馈线70使充电端口 20与三相电流源或电压源110相连接，其不受控地(或替代地通过在图4中未示出的控制装置控制地)将充电电流以相电流I1、12和13的形式通过三相馈线70和充电端口 20馈入到充电电缆30并随之馈入到电动汽车40。
[0045]不同于根据图1至3的实施例，根据图4的过载防护装置80同样三相地被实施。其包括三个布置在馈线70的相线导体L1、L2和L3之上的电流测量装置81a、81b和81c。由电流测量装置所测得的相线独立的电流测量值Iml、Im2和Im3到达计算装置82，其将这些测量值相线独立地评估。在此计算装置82使用负载容量标识K，所述负载容量标识由计算装置直接从充电端口 20或充电电缆30的标识导体LK获得。
[0046]在根据图4的实施例的情况下也存在过载防护装置80与充电端口 20之间的直接连接，以便实现通过过载防护装置80直接读出负载容量标识K，而无需充电站10的其它组件的介入。
[0047]如果计算装置82在读出标识独特的触发标准之后确定相电流测量值Iml、Im2和/或Im3过高，则其中断充电过程，其方法是要么仅仅断开过载所涉及的相线导体L1、L2和/或L3，或替代地中断整个充电过程，其方法是断开所有相线导体L1、L2和L3，即使仅仅单个相线导体被涉及。
[0048]为了断开单个的相线导体或所有相线导体，根据图4的过载防护装置80配备有总共包括三个开关85a、85b和85c的开关装置85。这三个开关分别对应于馈线70的一个相线导体，并且实现了馈线70的相线独立的断开。
[0049]尽管本发明通过优选的实施例在细节上被具体图示和描述，这并不通过所公开的示例限制了本发明，而其它变形也可以由专业人员由此推导出来，而不会脱离本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种充电站(10)，具有: -充电端口(20)，用于连接电动汽车(40)的充电电缆(30)，和 -带有开关装置(85)的过载防护装置(80)，该开关装置用于在过载情况下断开流经过载防护装置(80)的充电电流(11-13)， -其中所述充电站(10)适合于，在充电端口( 20)读出明确说明充电电缆(30)的电负载容量的负载容量标识(K ), 其特征在于， -在充电站(10)的充电端口(20)连接单相或多相的馈线(70)，经过所述馈线使所述充电电流(11-13)与充电电缆(30)的负载容量标识(K)无关地流向充电站(10)的充电端口(20)， -所述过载防护装置(80)连接在所述馈线(70)上并且监视所述馈线， -其中，所述过载防护装置(80)是自动切换的过载防护装置(80)，在其之中对于充电电缆(30)的至少两个负载容量标识(K)分别存储至少一个标识独特的触发标准(I16A-170A)，并且 -其中，所述过载防护装置(80)适合于，取决于充电电缆(30)的负载容量标识(K)自动选择与至少一个负 载容量标识(K)相对应的标识独特的触发标准(I16A-170A)，并且取决于所选择的触发标准(I16A-170A)断开在馈线(70)上布置的过载防护装置(80)的开关装置(85)。
2.根据权利要求1所述的充电站(10)，其特征在于， -所述过载防护装置(80 )具有存储器(83 )，在其之中存储有至少两个标识独特的触发标准(I16A-170A)，并且 -所述过载防护装置(80)具有与存储器(83)相连的计算装置(82)，其适合于，结合所连接的充电电缆(30)的分别的负载容量标识(K)从存储器(83)中读出与至少一个该负载容量标识(K)相对应的并且在存储器(83)中存储的标识独特的触发标准(I 16A-170A)。
3.根据上述权利要求中任一项所述的充电站(10)，其特征在于，所述过载防护装置(80)直接与充电端口(20)相连接，并且能够自行读出所连接的充电电缆(30)的负载容量标识(K)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的充电站(10)，其特征在于，作为负载容量标识独特的触发标准(I16A-170A)存储有最大电流值、触发特征曲线和/或计算指引。
5.根据上述权利要求中任一项所述的充电站(10)，其特征在于，所述过载防护装置(80)具有与计算装置(82)相连接的测量装置(81a-81c)，所述测量装置确定明确说明馈线(70)的负载的测量值(Iml-1m3)，并且传输给计算装置(82)。
6.根据权利要求5所述的充电站(10)，其特征在于，所述测量装置是测量经过所述馈线(70)的电流的电流测量装置(81)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的充电站(10)，其特征在于， -所述馈线(70)是多相的，并且 -所述自动切换的过载防护装置(80)监视多相的馈线(70)的单相、多相或所有相。
8.根据权利要求7所述的充电站(10)，其特征在于， -所述开关装置(85 )对于多相的馈线(70 )的每一相具有单独的可控开关(85a-85c )，和 -所述过载防护装置(80)如此被构造，使得其单独监视多相的馈线(70)的相，并且在过载情况下单独断开。
9.根据权利要求7或8中任一项所述的充电站(10)，其特征在于，所述过载防护装置(80)适合于，与在馈线(70)的相上的电流负载的对称性无关地执行多相的馈线(70)的相的断开。
10.根据上述权利要求中任一项所述的充电站(10)，其特征在于， -所述过载防护装置(80 )具有接口模块(84 )，和 -所述过载防护装置(80)的控制装置(50)如此被编程，使得通过远程参数化能够改变标识独特的触发标准(116A-170A)。
11.一种用于监视充电站(10)的充电过程的方法，在充电站的电充电端口( 20)连接了电动汽车(40)的提供负载容量标识(K)的充电电缆(30)，其特征在于， -借助自动切换的过载防护装置(80)监视馈线(70)，所述馈线连接到充电站(10)的充电端口(20)，并且通过所述馈线使充电电流(I)与充电电缆(30)的负载容量标识(K)无关地流向充电站(10)的充电端口(20)， -其中，取决于充电电缆(30)的负载容量标识(K)地从过载防护装置(80)的存储器(83)中读出与负载容量标 识(K)相对应的标识独特的触发标准(I16A-170A)，并且在过载情况下断开在馈线(70)中布置的开关装置(85)，所述过载情况借助过载防护装置(80)按照所选择的触发标准(116A-170A)来确定。
【文档编号】H02J7/00GK103813931SQ201180073242
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2011年9月7日 优先权日:2011年9月7日
【发明者】R.格勒特 申请人:西门子公司