[发明专利]电动汽车的充电装置、充电系统和运行保护开关的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电动汽车的充电装置，借助于该装置经过充电电缆从供电网给电动汽车提供充电电流。由如此充电装置和建筑物的电气安装设备的保护开关形成的系统也属本发明，通过该保护开关充电电缆连接在供电网上。最后用于运行电动汽车的充电装置的保护开关的方法属于本发明。上述形式的充电装置例如可以用作电动汽车停车场的充电站，也就是说例如用作汽车充电站或用作已安装的充电设备的车棚。另外在标准IEC61851中给出了所提供的充电装置的、包含本发明的形式（IEC-国际电工委员会）。充电装置也可能特别涉及具有所谓ICCB(缆内控制盒)的充电电缆，其也作为IC-RCD(缆内残余电流器件（FI）)。

背景技术

电动汽车的充电装置通常必须具有一个保护开关，在识别故障电流的情况下该保护开关进行触发，也就是说中断充电电流。结合本发明对故障电流不仅理解为流经保护开关的漏电流而且也理解为经过电动汽车或经过周围物体流入地电位的接地故障电流。按照IEC61851-1 EVSE 2型（EVSE-Electric Vehicle Supply Equipment电动汽车供电设备）的充电电缆本身在充电电缆内通过ICCB提供故障电流保护（也就是保护开关、其触发设备和用于识别故障电流的附属探测装置）。

可是假如在电动汽车充电期间出现故障电流，充电装置的故障电流保护不是唯一的保护。在把充电装置连接在供电网上的电气安装设备中通常也安装故障电流保护装置。如果电动汽车通过建筑物、例如私人住宅的电气安装设备充电，则通常通过建筑物的故障电流保护装置传导充电电流。对此较多涉及所谓的组FI保护设备，经过该设备例如也可以同时保护住宅的插座电流回路。在电器安装的如此故障电流保护装置中额定故障电流的电流强度通常为30mA。

通过EVSE 2型充电电缆对电动汽车电池充电可能持续几个小时并且因此通常在夜里进行。对此在充电电缆内的故障电流保护装置应当尽可能动作，可是实际上存在安全重要的缺陷，因为在一些情况下不必要地中断充电过程并因此在第二天早上不能使用电动汽车。如此故障电流保护装置例如在较小、符合运行方式的漏电流的情况下不动作，其可能短时间流经故障电流保护装置的保护开关（PE-导体）。例如在转换负载时或在逆变器的开关过程中产生运行引起的漏电电流。其通常仅持续最多10ms的时间间隔。当然如此运行引起的漏电电流也不能完全忽略。如果忽略该漏电流，则可能触发建筑物电气安装设备的故障电流保护装置，如此不仅仅中断电动汽车的充电过程，而且也使建筑物中的电子设备与供电网分离。

发明内容

本发明任务在于，能够在供电网上鲁棒并且安全地运行电动汽车的充电装置。

通过按照权利要求1的充电装置、按照权利要求8的系统和按照权利要求9的方法解决该任务。通过从属权利要求给出了本发明的有益改进。

本发明的充电装置例如不仅可以用作充电站而且也可以用作可移动的电缆装置。在该充电装置中在充电电缆上布置一个探测设备、比如总电流互感器。该探测设备产生一个取决于在充电电缆芯线之间电流差的互感器信号。该互感器信号传输给充电装置的触发设备、也就是比如相应的电子触发电路，其根据互感器信号识别故障电流并且也许产生一个保护开关的触发信号以便中断充电电流。对此保护开关可以安装电动汽车中或安装在电气安装设备中，经过该保护开关充电电缆与供电网连接。可是保护开关也可能被集成在充电电缆本身中。在这种情况下本发明的充电装置能够作为ICCB使用。

在本发明的充电装置中为此附加设计触发设备，即：以一个预定的故障时间或延迟时间延迟地产生触发信号。对此触发信号延迟仅仅对于以下情况，即：通过互感器信号电流差表明，其数值上大于预定的下限触发值并且小于预定的上限触发值。换句话说本发明充电装置的触发电路或触发设备有选择地运行，也就是说不是在任何已识别的故障电流的情况下同样快速地触发保护开关。

本发明的充电装置具有这样的优点，其一方面能够可靠运行，在该充电装置中不会由于不危险的、仅仅短时间出现的漏电流而中断充电过程。同时当电流差高于上限触发值时无延迟地中断该充电过程。