用于从ac供电系统对高压电池电力充电的方法和设备的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种用于从AC供电系统对高压电池、尤其是牵引用蓄电池电力充电的方法，该方法包括以下特征：该高压电池借助于一个充电装置(OBC)而被连接至该AC供电系统，该充电装置包括多个电压轨(L1，L2，L3)，其中，各电压轨(L1，L2，L3)都被指配有一个滤波电容器(Cy)；计算该AC供电系统的最高可能充电功率；在这些电压轨(L1，L2，L3)中选择至少一个电压轨(L1，L2，L3)，该至少一个电压轨对于经计算的充电功率是非必要的；并且关断被指配给非必要的电压轨(L1，L2，L3)的滤波电容器(Cy)。本发明进一步提供了相应的设备、相应的计算机程序和相应的存储介质。
【专利说明】
用于从AC供电系统对高压电池电力充电的方法和设备
技术领域
[0001] 本发明设及一种用于从AC供电系统对高压电池、尤其对牵引用蓄电池进行电力充 电的方法。本发明进一步设及相应的设备、相应的计算机程序和相应的存储介质。
【背景技术】
[0002] 用于电力驱动车辆的车辆侧充电设备是充分已知的。运类电力驱动车辆具有DC高 压电池，该DC高压电池可W经由一个车辆侧充电装置被连接至固定的AC供电系统，用W对 该DC高压电池充电。在运种情况下，该车辆侧充电装置包括一个输入滤波器，该输入滤波器 用于干扰抑制该AC供电系统方向上的线路传导发射。
[0003] 有时在所描述类型的供电系统中使用专用的安全干扰抑制电容器。为了抑制外导 体和中性导体相对于地的在相同相位中产生的所谓的共模干扰（GleichtaktstSrungeii)， 在此使用特别安全和防过电压的电容器。然而，其电容禪合导致电流，在通常工作条件下， 该电流本身经由保护导体在不希望的电流路径中流动。根据IEV 195-05-15,运种电流对于 电气工程师已知为泄漏电流，并且运种电流例如可W使漏电断路器跳闽。
[0004] 然后，如果将多个充电装置并联地电连接在车辆侧上用W增加电力充电功率，贝U 泄漏电流也会增加。作为结果，可能会超过法定规定。
[0005] US 5,672,952披露了用于减少泄漏电流的一种电池充电控制器，该电池充电控制 器对指配的充电装置的供电系统元件两端的电压进行监测，如果通道元件两端的电压基本 上等于零时，则该电池充电控制器打开开关，禁止电流流过该控制器。
[0006] 相比之下，US 2013/0308230A1提出一种用于车辆蓄电池的充电设备，该充电设备 包括绝缘电阻检测电路、充电电路、泄漏电流检测电路和去禪电路。该绝缘电阻检测电路包 含一个禪合电容器并且被安排在蓄电池与车身之间，W用于检测该蓄电池与该车身之间的 绝缘电阻。该充电电路将由交流电源供应的交流电转换成直流电，并且在输入端子和输出 端子并未绝缘的状态下W及在车身被联接到地的状态下对该蓄电池充电。该泄漏电流检测 电路检测该充电电路与地之间的泄漏电流。该去禪电路在该蓄电池的充电过程中使该绝缘 电阻检测电路与该蓄电池或该车身脱离联接。
【发明内容】
[0007] 本发明提供了在下述1、7、9-10中所述的用于从AC供电系统对高压电池进行电力 充电的方法、相应的设备、相应的计算机程序W及相应的存储介质。
[000引1. 一种用于从AC供电系统对高压电池电力充电的方法，其特征为W下特征：
[0009]-该高压电池借助于一个充电装置(OBC)而被连接至该AC供电系统，该充电装置包 括多个电压轨化1，L2，L3)，其中，各个电压轨化1，L2，L3)都指配有一个滤波电容器(Cy)， [0010]-计算该AC供电系统的最高可能充电功率，
[0011]-在运些电压轨化1，L2，L3)中选择至少一个电压轨化1，1^2，1^3)，该至少一个电压 轨对于经计算的充电功率是非必要的，并且
[0012]-关断被指配给非必要的电压轨化1，L2，L3)的滤波电容器(Cy)。
[001引 2.如上述1所述的方法，
[0014] 其特征在于
[0015] 被指配给一个电压轨化1，L2，L3)的滤波电容器(切)将该电压轨化1，L2，L3)连接 至该AC供电系统的一个保护导体(PE)，其中，该滤波电容器(Cy)是一个Y型电容器(Cy)。
[0016] 3.如上述2所述的方法，
[0017] 其特征在于
[0018]该Y型电容器(切)是借助于将该Y型电容器(切)连接至该保护导体(PE)的一个金 属氧化物半导体场效应管（10)而被关断的。
[0019] 4.如上述3所述的方法，
[0020] 其特征在于
[0021] 该Y型电容器(切)是借助于该充电装置(OBC)的一个开关矩阵而被关断的，该开关 矩阵包括被选择的该金属氧化物半导体场效应管（10)。
[0022] 5.如上述1至4中任一项所述的方法，
[0023] 其特征在于
[0024] 计算该充电功率、选择所述电压轨化1，L2，L3) W及关断所述滤波电容器(切)包括 安全询问。
[0025] 6.如上述1至5中任一项所述的方法，
[00%] 其特征在于
[0027] 计算该充电功率包括AC电压测量(22)。
[0028] 7. -种用于尤其在如上述1至6中任一项所述的方法中从AC供电系统对高压电池 进行电力充电的设备，
[0029] 其特征为W下特征：
[0030] -该设备首先可连接至该高压电池并且其次可连接至该AC供电系统，
[0031] -该设备包括多个电压轨化1，L2，L3)和多个滤波电容器(Cy),其中各个电压轨 化1，L2，L3)都指配有一个滤波电容器(Cy)，
[0032] -该设备包括一个充电功率计算模块（12)，该充电功率计算模块用于计算该AC供 电系统的最高可能充电功率，
[0033] -该设备包括一个电压轨选择模块（14)，该电压轨选择模块被连接至该充电功率 计算模块（12)并且用于在运些电压轨化1，L2，L3)中选择对于经计算的充电功率是非必要 的电压轨化1，12，1^3)，并且
[0034] -该设备包括一个滤波电容器关断模块（16)，该滤波电容器关断模块被连接至该 电压轨选择模块（14)并且用于关断被指配给所述非必要的电压轨化1，L2，L3)的滤波电容 器(Cy)。
[0035] 8.如上述7所述的设备，
[0036] 其特征为
[0037] -个安全询问模块（18)被连接至该充电功率计算模块（12)、该电压轨选择模块 (14)和该滤波电容器关断模块(16)。
[0038] 9.-个计算机程序，该计算机程序被设计为实施如上述1至6中任一项所述的方法 的所有步骤。
[0039] 10. -种机器可读存储介质，该机器可读存储介质包括存储在其上的如上述9所述 的计算机程序。
[0040] 所提出的方法是基于对可用的W及连接的AC基础设施的智能识别。运种对边界参 数的W上评定使得有效且自适应的AC滤波器控制成为可能。运种解决方案的一个优点在于 减少了泄漏电流，运是由各电压轨的保护性断开来实现的。
[0041] 上述2-6和8中指明了本发明的进一步有利的实施例。就此而言，将电压轨连接至 AC供电系统的保护导体的滤波电容器能够被实施为根据IEC 60384-1的Y型电容器。运种具 有有限电容的电容器大大减少了由于短路造成的失效的风险，并且因此改善了所提出方法 的电气安全性和机械安全性。
[0042] 优选地，所述Y型电容器是借助于将该Y型电容器连接至该保护导体的一个金属氧 化物半导体场效应管而被关断的。相应的功率晶体管由快速开关时间W及稳定放大和响应 时间来识别。
【附图说明】
[0043] 在附图中展示了本发明的一个示例性实施例并且W下对其进行更详细的说明。
[0044] 图1展示了本发明的基本功能。
【具体实施方式】
[0045] 图1展示了根据本发明的基于用于电力驱动车辆的牵引用蓄电池(未示出）的车辆 侧充电装置OBC的一个实施例的方法的效果。为此目的，一个计算机程序被存储在该车辆的 相配的控制单元的机器可读存储介质上，所述计算机程序被设计用于执行W下所述的方法 步骤。
[0046] 在运种情况下，被实施为高压电池的牵引用蓄电池首先借助于充电装置OBC而连 接至该AC供电系统。为了增加抗干扰性，充电装置OBC具有一个供电系统滤波器，该供电系 统滤波器包括=个滤波电容器切，其中，被实施为Y型电容器切的滤波电容器切中的每个滤 波电容器可W将指配给其的充电装置OBC的电压轨L1、L2、L3连接至该AC供电系统的保护导 体PE。然而任选地，所述的各连接可W借助于一个金属氧化物半导体场效应管10而被中断， 该金属氧化物半导体场效应管被安排在相应的Y型电容器Cy与保护导体PE之间。
[0047] 根据本发明，现在首先借助于AC电压测量22通过一个充电功率计算模块12(仅在 附图的下边缘处示意性地表示)计算该AC供电系统的最高可能充电功率。然后，如果需要的 话，连接至所述充电功率计算模块12的一个电压轨选择模块14在运些电压轨L1、L2、L3中选 择对于提供经计算的充电功率而言不是绝对必需的一个或多个电压轨Ll、L2、L3,并且将此 信息传递至连接的滤波电容器关断模块16。在此，充电功率计算模块12、电压轨选择模块14 和滤波电容器关断模块16在各自情况下双向地连接至相关联的安全询问模块18。
[0048] 滤波电容器关断模块16基于对其可用的控制指令最终选择一个相配的开关矩阵 并且使Y型电容器切与保护导体PE断开，该相配的开关矩阵至少部分地由金属氧化物半导 体场效应管10实现。W此方式，中断了从Y型电容器切经由金属氧化物半导体场效应管10进 入保护导体PE的可能的泄漏电流。
【主权项】
1. 一种用于从AC供电系统对高压电池电力充电的方法，其特征为以下特征： -该高压电池借助于一个充电装置(OBC)而被连接至该AC供电系统，该充电装置包括多 个电压轨(LI，L2，L3)，其中，各个电压轨(LI，L2，L3)都指配有一个滤波电容器(Cy)， -计算该AC供电系统的最高可能充电功率， -在这些电压轨(L1，L2，L3)中选择至少一个电压轨仏1，1^2儿3)，该至少一个电压轨对 于经计算的充电功率是非必要的，并且 -关断被指配给非必要的电压轨(L1，L2，L3)的滤波电容器(Cy)。2. 如权利要求1所述的方法， 其特征在于 被指配给一个电压轨(L1，L2，L3)的滤波电容器(Cy)将该电压轨(L1，L2，L3)连接至该 AC供电系统的一个保护导体(PE)，其中，该滤波电容器(Cy)是一个Y型电容器(Cy)。3. 如权利要求2所述的方法， 其特征在于 该Y型电容器(Cy)是借助于将该Y型电容器(Cy)连接至该保护导体(PE)的一个金属氧 化物半导体场效应管（10)而被关断的。4. 如权利要求3所述的方法， 其特征在于 该Y型电容器(Cy)是借助于该充电装置(OBC)的一个开关矩阵而被关断的，该开关矩阵 包括被选择的该金属氧化物半导体场效应管（10)。5. 如权利要求1至4中任一项所述的方法， 其特征在于 计算该充电功率、选择所述电压轨(L1，L2，L3)以及关断所述滤波电容器(Cy)包括安全 询问。6. 如权利要求1至5中任一项所述的方法， 其特征在于 计算该充电功率包括AC电压测量(22)。7. -种用于尤其在如权利要求1至6中任一项所述的方法中从AC供电系统对高压电池 进行电力充电的设备， 其特征为以下特征： -该设备首先可连接至该高压电池并且其次可连接至该AC供电系统， -该设备包括多个电压轨(L1，L2，L3)和多个滤波电容器(Cy)，其中各个电压轨(L1，L2， L3)都指配有一个滤波电容器(Cy)， -该设备包括一个充电功率计算模块（12)，该充电功率计算模块用于计算该AC供电系 统的最高可能充电功率， -该设备包括一个电压轨选择模块（14)，该电压轨选择模块被连接至该充电功率计算 模块（12)并且用于在这些电压轨(L1，L2，L3)中选择对于经计算的充电功率是非必要的电 压轨仏1儿2儿3)，并且 -该设备包括一个滤波电容器关断模块（16)，该滤波电容器关断模块被连接至该电压 轨选择模块（14)并且用于关断被指配给所述非必要的电压轨（L1，L2，L3)的滤波电容器 (Cy)〇8. 如权利要求7所述的设备， 其特征为 一个安全询问模块（18)被连接至该充电功率计算模块（12 )、该电压轨选择模块（14)和 该滤波电容器关断模块(16)。9. 一个计算机程序，该计算机程序被设计为实施如权利要求1至6中任一项所述的方法 的所有步骤。10. -种机器可读存储介质，该机器可读存储介质包括存储在其上的如权利要求9所述 的计算机程序。
【文档编号】H02J7/02GK105846519SQ201610056642
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年1月27日
【发明人】D·斯贝塞
【申请人】保时捷股份公司