[发明专利]用于由供电网络对机动车辆的电池充电的车载安全系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于对机动车辆的电池充电的车载设备的用户安全性，并且更具体地讲涉及估算联接到用于对机动车辆的电池充电的设备上的供电网络的地线质量。

背景技术

在对电动式机动车辆的电池充电的过程中，强烈的电流通过供电网络朝向该车辆的电池行进。为了能够对车辆正确充电，这些电流被斩波，其方式为以便符合该供电网络的限制因素。

这些电流的斩波导致泄漏电流的出现，这些泄漏电流必须通过该供电网络的地线连接件连接物来消除。这个地线连接件被连接到该车辆的底盘并且因此为所有不希望的电流提供了一条路径。

为了确保完全安全的充电，就必须确保该地线连接件具有良好的质量，即，该地线路径的等效电阻与接触机动车辆的底盘的人将提供的电阻相比是低的。没有这个地线连接件，可能出现触电现象。如果一个人碰巧接触该车辆底盘，则他的身体将在充电器与大地之间建立连接，并且因此所有潜在危险的泄漏电流会穿过他而没有任何附加的控制设备。

差质量的、即其电阻相当于一个人的电阻的地线还允许一部分泄漏电流穿过个人的身体。的确，如果一个人碰巧接触充电车辆的底盘，在这种情况下，泄漏电流会具有相同电阻的两个平行的路径，因此一半的泄漏电流可能通过该个体返回至大地。

为了确保不可能出现触电，有必要确保在对机动车辆的电池充电之前该地线连接件的电阻值低于某一阈值。

为了能够估算供电网络的地线与零线之间的电阻，有可能将电流脉冲直接注入地线路径并且通过该网络零线回路折返，并且测量该零线与地线之间的电压。

在理想的情况下，注入到地线的电流以及电压被测量，该电压是所注入的电流根据欧姆定律的图像。于是通过将所测量的电压除以所测量的电流来获得该电阻值。

不幸的是，这不可能得到正确的结果，这是容易理解的，因为该零线与地线之间的电压非常紊乱。确实，如以上以及提及的，任何电气应用都会产生一定量的泄漏电流。由于这些电流还通过地线，它们扰乱了该零线与地线之间电压的测量。

例如，在其中驻车空间配备有充电点的住宅的情况下，有必要在由相邻的驻车空间运行的所有电池充电器严重扰动的环境中估算电阻。与该供电网络相关联的引起该零线和地线之间的电压随时间变化的缺陷可能添加到这些扰动电流中。

对于所有这些扰动而言，某些数据是已知的。在低频率时，尤其是对于低于1kHz的频率而言，这些扰动在供电网络的谐波(即，例如50Hz，100Hz，等)处生成并且具有最大幅值7V的有效电压和最大幅值6.6mA的电流。这些扰动水平是由EDF标准限定的。对于较高的频率而言，EDF标准预测扰动电流的幅值在1.5kHz时的6.6mA与15kHz时的66mA之间连续变化，该电流的幅值在高达150kHz时保持在66mA。

最终，最后的限制因素来自于一个事实，即人们不可能只是将任何电流送入地线中。尤其重要的是不会使这个电路连接到的网络跳闸。因此不可能发生幅值太高和/或持续时间太长的脉冲。

因此，挑战是不管所有的误差源而成功估算地线电阻，同时观察由必须将该系统嵌入到机动车辆上的约束所强加的限制因素，该机动车辆的处理器以10kHz的最大频率运行。

市场上存在对地线电阻进行估算的器具。这些器具含有远高于在机动车辆上可使用的计算能力，并且价格太高以致不能设想在每台机动车辆上都设置一个。

然而，这些器具并非配置成用于管理个体安全性的目的。确实，这些器具仅仅被配置成提供关于地线电阻值的信息。

专利申请CN 201 508 392描述了一种用于测量地线电阻的方法，使得有可能消除零线-地线电压中的单一频率。然而，由其他谐波产生的扰动不会被消除并且进一步干扰该地线-零线电压的测量并且因此干扰地线电阻的确定。

专利申请EP 1 482 317描述了一种用于注入非常高幅值的电流的方法，其方式为以便改善地线-零线电压的测量的信噪比。然而，该方法需要能够承受地线中的高电流峰值的合适环境，并且因而只适用于工厂，在那里跳闸装置容忍比通常在超过33mA就跳闸的家庭网络的跳闸装置高十倍至一千倍的泄露。

专利申请EP 642 027描述了一种依赖于注入地线与零线之间的电压的方法。然而，这样一种方法的实施需要对于结合到车辆中尺寸太过大的并且能够向网络强加电压的系统。

发明内容

本发明提出使用机动车辆上的车载系统并且使用一种用于估计车载地线电阻的方法使得有可能对由供电网络导致的扰动进行滤波来缓和这些缺点。