用于保护充电线的方法以及充电装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于保护用来给能够用电驱动的车辆（5）的牵引用蓄电池（3）进行充电的充电线（26）的方法。在这种方法中，求取（50）所述充电线（26）的电流承载能力的额定值，在形成电流值（52）的情况下测量通过所述充电线（26）流动的电流的电流强度，在利用所述电流承载能力的额定值以及所述电流值的情况下求取用于所述充电线的温度的至少一个期待值（55）并且在形成至少一个温度值（57）的情况下测量所述充电线（26）的温度。将所述至少一个温度值与所述至少一个期待值进行比较（47），并且在所述至少一个温度值与所述至少一个期待值之间出现预先确定的偏差时，识别出故障（58）的存在。
【专利说明】用于保护充电线的方法以及充电装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于保护用来给能够用电驱动的车辆的牵引用蓄电池进行充电 的充电线的方法以及一种用于给这样的车辆的牵引用蓄电池充电的充电装置。
【背景技术】
[0002] 能够用电驱动的车辆具有牵引用蓄电池(蓄电池)，所述牵引用蓄电池提供对于行 车运行来说所需要的电能。被放电的电池在需要时必须借助于充电装置再次得到充电。为 此，借助于充电线将所述能够用电驱动的车辆的牵引用蓄电池和所述充电装置彼此电连接 起来。根据电流承载能力（电流传导能力)，存在着具有不同的导线截面的充电线。比如有 一些充电线，它们具有13A的电流承载能力。其它的充电线比如具有20A、32A或者63A的 电流承载能力。按照标准IEC 62196-2给这样的充电线比如配设电的插头，所述电的插头 比如构造为所谓的型号-2-插头。根据这个标准IEC 62196-2,这些插头而后也具有相同的 几何尺寸，如果它们被设置用于具有不同大小的电流承载能力的充电线。因此，根据所述插 头的几何尺寸不能识别，与所述插头相连接的充电线适合于何种电流承载能力。
[0003] 根据标准IEC 61851-1，对于这些插头来说借助于布置在所述插头的触头 "Proximity"与"PE"之间的电阻来说明（编码）所述充电线的电流承载能力。在此，将特定 的电阻值分配给所述充电线的特定的电流承载能力。在充电线-插孔中也存在着这样的电 阻。
【发明内容】
[0004] 本发明的任务是，说明一种方法和一种装置，所述方法和装置能够在充电时实现 对于充电线的安全而可靠的保护。
[0005] 该任务按照本发明通过按独立权利要求所述的一种方法和一种充电装置得到解 决。有利的设计方案在从属权利要求中得到了说明。
[0006] 按照本发明，说明一种用于保护用来给能够用电驱动的车辆的牵引用蓄电池充电 的充电线的方法，其中在所述方法中， -求取所述充电线的电流承载能力的额定值； -在形成电流值的情况下测量通过所述充电线流动的电流(充电电流）的电流强度； -在利用所述电流承载能力的额定值以及所述电流值的情况下求取至少一个用于所述 充电线的温度的期待值； -在形成至少一个温度值的情况下测量所述充电线的温度； -将所述至少一个温度值与所述至少一个期待值进行比较；并且 -在所述至少一个温度值与所述至少一个期待值之间出现预先确定的偏差时，识别出 故障的存在。
[0007] 在这种方法中，特别有利的是，如果在所述至少一个温度值与所述至少一个期待 值之间出现预先确定的偏差，则识别出故障的存在。由此防止：在所述充电线中出现不允许 的较高的温度，这可能导致所述充电线的、所述车辆的或者被连接到所述充电线上的充电 装置的损坏。此外，这样的不允许的较高的温度甚至可能导致与所述充电线接触或者停留 在所述充电线附近的使用者的伤害。这样的伤害或者损坏用所述方法可靠地得到避免。
[0008] 可以如此设计所述方法，从而将所述温度值与所述期待值进行比较，办法是： -求得所述温度值的时间上的变化； -求得所述期待值的时间上的变化；并且 -求得在所述温度值的时间上的变化与所述期待值的时间上的变化之间的偏差。
[0009] 其中如果所述偏差超过预先确定的极限值，则识别出故障的存在。
[0010] 由此获得一种用于保护用来给能够用电驱动的车辆的牵引用蓄电池充电的充电 线的方法，其中在所述方法中， -求取所述充电线的电流承载能力的额定值； -在形成电流值的情况下测量通过所述充电线流动的电流的电流强度； -在利用所述电流承载能力的额定值以及所述电流值的情况下求取至少一个用于所述 充电线的温度的期待值； -在形成温度值的情况下测量所述充电线的温度； -求得所述温度值的时间上的变化； -求得所述期待值的时间上的变化；并且 -求得在所述温度值的时间上的变化与所述期待值的时间上的变化之间的偏差；并且 -如果所述偏差超过预先确定的极限值，则识别出故障的存在。
[0011] 在此有利地求得在所述温度值的时间上的变化与所述期待值的时间上的变化之 间的偏差，并且将其与极限值进行比较。这也有利地允许在出现近似的数值时可靠地识别 出故障。
[0012] 可以如此设计所述方法，从而在存在所述故障时降低或者切断通过所述充电线流 动的电流。通过通过所述充电线的电流的降低或者切断，来实现降低所述充电线的温度的 目的。
[0013] 也可以如此设计所述方法，从而借助于开关、具有工作电流断电器的线路保护开 关、具有远程驱动装置的线路保护开关或者具有远程驱动装置的故障电流保护开关来切断 所述电流。在此特别有利的是，线路保护开关和故障电流保护开关本身是可靠的并且经过 检验的开关，从而可以用这样的开关以可靠的方式方法来切断所述电流。
[0014] 可以如此设计所述方法，从而求取所述充电线的电流承载能力的额定值，办法是： 求取一种电阻值，该电阻值相当于在所述充电线的两个触头之间的电阻的大小，其中所述 电阻的大小表明所述充电线的电流承载能力。换句话说，所述在充电线的两个触头之间的 电阻的大小表明所述充电线的电流承载能力。因而借助于这种电阻对所述充电线的电流承 载能力进行了编码。比如可以求取一种电阻值，该电阻值相当于按照标准IEC 62196所构 成的插头的或者所述充电线的插孔的、触头"Proximity"与"PE"之间的电阻的大小。
[0015] 也可以如此执行所述方法，从而借助于布置在电的接口上的温度传感器来测量所 述充电线的温度。在充电时在这个接口上连接了所述充电线的电的触头。在此特别有利的 是，所述温度传感器布置在所述用于充电线的电的接口上。在此，所述充电线使所述电的接 口变热并且由此也使所述传感器变热。由此所述接口的温度传感器可以以足够的精度测量 所述充电线的温度。
[0016] 也可以如此设计所述方法，使得所述电的接口布置在用于给能够用电驱动的车辆 的牵引用蓄电池充电的充电装置上。在此，可以有利地在所述充电装置中执行所述方法。
[0017] 对于所述方法来说，所述电的接口可以构造为插座。这样的插座(也被称为充电插 座或者充电插孔）经常布置在所述充电装置上。
[0018] 对于所述方法来说，所述电的触头可以构造为所述充电线的插头的一部分。这样 的插头经常布置在充电线上，用于将所述充电线与充电装置连接起来。
[0019] 此外，按照本发明说明一种用于给能够用电驱动的车辆的牵引用蓄电池充电的充 电装置，该充电装置构造用于 -求取充电线的电流承载能力的额定值； -在形成电流值的情况下测量通过所述充电线流动的电流(充电电流）的电流强度； -在利用所述电流承载能力的额定值以及所述电流值的情况下求取至少一个用于所述 充电线的温度的期待值； -在形成至少一个温度值的情况下测量所述充电线的温度； -将所述至少一个温度值与所述至少一个期待值进行比较；并且 -如果在所述至少一个温度值与所述至少一个期待值之间出现预先确定的偏差，则识 别出故障的存在。
[0020] 可以如此设计所述充电装置，使得所述温度值与所述期待值的比较包括： -求得所述温度值的时间上的变化； -求得所述期待值的时间上的变化；并且 -求得在所述温度值的时间上的变化与所述期待值的时间上的变化之间的偏差。
[0021] 其中识别出故障的存在，如果所述偏差超过预先确定的极限值。
[0022] 由此获得一种用于给能够用电驱动的车辆的牵引用蓄电池充电的充电装置，该充 电装置构造用于： -求取充电线的电流承载能力的额定值； -在形成电流值的情况下测量通过所述充电线流动的电流的电流强度； -在利用所述电流承载能力的额定值以及所述电流值的情况下求取用于所述充电线的 温度的期待值； -在形成温度值的情况下测量所述充电线的温度； -求得所述温度值的时间上的变化； -求得所述期待值的时间上的变化；并且 -求得在所述温度值的时间上的变化与所述期待值的时间上的变化之间的偏差；并且 -如果所述偏差超过预先确定的极限值，则识别出故障的存在。
[0023] 这个充电装置可以构造用于在存在故障时降低或者切断通过所述充电线流动的 电流。
[0024] 所述充电装置可以构造用于借助于开关、具有工作电流断电器的线路保护开关、 具有远程驱动装置的线路保护开关或者具有远程驱动装置的故障电流保护开关来切断所 述电流。
[0025] 所述充电装置可以构造用于求取所述充电线的电流承载能力的额定值，办法是： 所述充电装置求取电阻值，该电阻值相当于在所述充电线的两个电的触头之间的电阻的大 小，其中所述电阻的大小表明所述充电线的电流承载能力。
[0026] 所述充电装置可以构造用于借助于布置在电的接口上的温度传感器来测量所述 充电线的温度，在充电时所述充电线的电的触头被连接到所述电的接口上。
[0027] 可以如此设计所述充电装置，使得所述电的接口布置在所述充电装置上。
[0028] 可以如此设计所述充电装置，使得所述电的接口构造为插座。
[0029] 也可以如此设计所述充电装置，使得所述电的触头构造为所述充电线的插头的部 件。
[0030] 这个充电装置同样具有上面结合所述按本发明的方法所说明的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0031] 下面借助于一种实施例对本发明进行详细解释。为此： 图1是充电装置以及用于保护充电线的方法的一种实施例；并且 图2是所述充电装置的控制机构的一种实施例。
【具体实施方式】
[0032] 在图1中示出了一种用于给能够用电驱动的车辆5的牵引用蓄电池3充电的充电 装置1。这个充电装置1借助于连接电缆8与能量供给网10相连接。电流由所述能量供给 网10通过连接电缆8、开关11 (比如接触器)、线路保护开关12和故障电流保护开关14被 传导给所述充电装置1的功率电子的标准组件16。所述功率电子的标准组件16比如可以 具有功率二极管、晶闸管和/或IGBTs，它用于影响通过所述充电装置流动的电流(充电电 流)。
[0033] 由所述功率电子的标准组件16将所述电流作为充电电流进一步通过电流测量机 构18来传导给所述充电装置1的电的接口（充电接口）20。在所述实施例中，这个接口 20 构造为插座(充电插座、充电插孔)。所述电流测量机构10比如可以构造为电流转换器或者 也可以构造为具有电流测量功能的智能电表。
[0034] 充电线26的插头24 (充电插头）能够插入到所述电的接口 20中。这个插头24 具有所述充电线的电的触头，所述电的触头在充电时与所述充电装置1电连接。所述充电 线26借助于光耦28 (充电光耦）将所述充电装置1与所述能够用电驱动的车辆5电连接 起来。所述充电电流由所述电的接口 20通过所述充电线26被传导给所述能够用电驱动的 车辆5,用于给其牵引用蓄电池3充电。
[0035] 所述充电插头24在所述实施例中构造为根据标准IEC 62196-2构成的、所谓的 型号-2-插头。这种插头具有七个电的触头：四个用于传 输三相交流电的触头，一个触头 "Pilot"，一个触头"Proximity"并且一个触头"PE"（标准IEC 61851-1)。在所述触头 "Proximity"与"PE"之间，在所述插头24的内部安装了电阻32。借助于这个电阻-结构 元件32,按照标准IEC 61851-1给所述充电线26的电流承载能力或者额定电流进行编码。 (所述光耦28具有同类的电阻)。所述电阻32也被称为"Proximity电阻"。它表明所述充 电线的最大的电流承载能力。在此适用以下分配关系：
【权利要求】
1. 用于保护用来给能够用电驱动的车辆（5)的牵引用蓄电池（3)进行充电的充电线 (26)的方法，其中在这种方法中 -求取（50 )所述充电线（26 )的电流承载能力的额定值； -在形成电流值（52 )的情况下测量通过所述充电线（26 )流动的电流的电流强度； -在利用所述电流承载能力的额定值以及所述电流值的情况下求取用于所述充电线的 温度的至少一个期待值（55); -在形成至少一个温度值（57)的情况下测量所述充电线（26)的温度； -将所述至少一个温度值与所述至少一个期待值进行比较（47 )，并且 -在所述至少一个温度值与所述至少一个期待值之间出现预先确定的偏差时，识别出 故障（58)的存在。
2. 按权利要求1所述的方法， 其特征在于， -将所述温度值与所述期待值进行比较（47)，办法是： _求得所述温度值的时间上的变化； _求得所述期待值的时间上的变化；并且 -求得（47)在所述温度值的时间上的变化与所述期待值的时间上的变化之间的偏差； 并且 -如果所述偏差超过预先确定的极限值，则识别出故障（58)的存在。
3. 按权利要求1或2所述的方法， 其特征在于， -在存在故障时降低（66)或者切断（60、62、64)通过所述充电线流动的电流。
4. 按前述权利要求中任一项所述的方法， 其特征在于， -借助于开关（11)、具有工作电流断电器（44)的线路保护开关（12)、具有远程驱动装 置的线路保护开关或者具有远程驱动装置（42)的故障电流保护开关（14)来切断所述电 流。
5. 按前述权利要求中任一项所述的方法， 其特征在于， _求取所述充电线的电流承载能力的额定值，办法是：求取电阻值（50)，该电阻值相当 于在所述充电线（26)的两个触头之间的电阻的大小，其中所述电阻（32)的大小表明所述 充电线（26 )的电流承载能力。
6. 按前述权利要求中任一项所述的方法， 其特征在于， -借助于布置在电的接口（20)上的温度传感器（34)来测量所述充电线的温度，在充电 时所述充电线的电的触头被连接到所述电的接口上。
7. 按权利要求6所述的方法， 其特征在于， -所述电的接口（20)布置在用于给能够用电驱动的车辆（5)的牵引用蓄电池（3)充电 的充电装置（1)上。
8. 按权利要求6或7所述的方法， 其特征在于， -所述电的接口构造为插座（20 )。
9. 按权利要求6到8中任一项所述的方法， 其特征在于， -所述电的触头构造为所述充电线（26)的插头（24)的部件。
10. 用于给能够用电驱动的车辆（5 )的牵引用蓄电池（3 )充电的充电装置（1 )，该充电 装置构造用于 -求取充电线的电流承载能力的额定值（50 ); -在形成电流值（52)的情况下测量（18)通过所述充电线（26)流动的电流的电流强 度； -在利用所述电流承载能力的额定值以及所述电流值的情况下求取用于所述充电线的 温度的至少一个期待值（55); -在形成至少一个温度值（57)的情况下测量所述充电线（26)的温度； -将所述至少一个温度值与所述至少一个期待值进行比较（47);并且 -如果在所述至少一个温度值与所述至少一个期待值之间出现预先确定的偏差，则识 别出故障（58)的存在。
11. 按权利要求10所述的充电装置， 其特征在于， -所述温度值与所述期待值的比较（47)包括： _求得所述温度值的时间上的变化； _求得所述期待值的时间上的变化；并且 -求得在所述温度值的时间上的变化与所述期待值的时间上的变化之间的偏差（47); 并且 -识别出故障（58)的存在，如果所述偏差超过预先确定的极限值。
12. 按权利要求10或11所述的充电装置， 其特征在于， -该充电装置构造用于在存在故障时降低（66)或者切断（60、62、64)通过所述充电线 (26)流动的电流。
13. 按权利要求10到12中任一项所述的充电装置， 其特征在于， -该充电装置构造用于借助于开关（11)、具有工作电流断电器（44)的线路保护开关 (12)、具有远程驱动装置的线路保护开关或者具有远程驱动装置（42)的故障电流保护开关 (14)来切断所述电流。
14. 按权利要求10到13中任一项所述的充电装置， 其特征在于， _该充电装置构造用于求取所述充电线的电流承载能力的额定值，办法是：所述充电 装置求得电阻值（50)，该电阻值相当于在所述充电线（26)的两个电的触头之间的电阻 (32)的大小，其中所述电阻（32)的大小表明所述充电线（26)的电流承载能力。
15. 按权利要求10到14中任一项所述的充电装置， 其特征在于， -该充电装置构造用于借助于布置在电的接口（20)上的温度传感器（34)来测量所述 充电线的温度，在充电时所述充电线（26 )的电的触头被连接到所述电的接口上。
16. 按权利要求15所述的充电装置， 其特征在于， -所述电的接口（20)布置在所述充电装置（1)上。
17. 按权利要求15或16所述的充电装置， 其特征在于， -所述电的接口构造为插座（20 )。
18. 按权利要求15到17中任一项所述的充电装置， 其特征在于， -所述电的触头构造为所述充电线（26)的插头（24)的部件。
【文档编号】B60L11/18GK104487277SQ201280074908
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2012年7月26日 优先权日:2012年7月26日
【发明者】吕德 T., 诺莱魏卡 M. 申请人:西门子公司