[发明专利]用于充电电缆中的接地电阻识别的方法和设备

说明书

一种用于确定电池的充电电路中的保护导体的接地电阻的设备(17)，其特征在于，所述设备(17)包括：用于解耦合的电源整流器(1)、用于电压测量的构件(3)、用于限制所述测试电流并且在过压情况下转化能量的至少一个电阻(4)、用于将导通相减少到正电源电压半波的至少一个二极管(5)、用于操控的有源开关元件(6)、用于测量值检测的构件(7)、用于限制过压的过压保护装置(8)以及分析处理单元(9)。

技术领域

本发明涉及用于确定电池的充电电路中的保护导体的接地电阻的一种方法和一种设备。

在此，本发明属于用于电池电动车辆的充电电子装置技术领域。

背景技术

为了给电池电动车辆充电，需要专用于此的基础设施。除了到本地电网的连接以外，该基础设施主要包括多种插头类型和充电模式，借助这些插头类型和充电模式可以给相应的电池电动车辆充电。根据关于电池电动车辆导电充电的国际标准IEC 61851，规定了许多充电模式，而IEC 62196则参考了各种插头模式。在此，充电模式包括四个不同模式，其在模式1中给家用插座提供直至16A电流强度的慢速充电，并且在模式2中提供直至32A的单相或三相配置的充电。其他模式3和4包括借助直至250安培的快速充电以及借助直至400安培的直流快速充电。模式1和2允许使用标准插头系统、例如Schuko，由此能够连接到普通家用插座。在模式2中，需要存在所谓的IC-CPD，其缩写是“In Cable Control andProtection Device：缆上控制和保护装置”，也称为ICCB，缩写是“In Cable Control Box：电缆控制箱”。该设备承担用于通过电网的充电过程的安全功能和通信功能。在快速充电模式3和4的情况下不需要这种IC-CPD，因为这些功能在此由快速充电站承担。

IC-CPD相应地承担与车辆电子装置的通信，其中，例如从车辆的充电位置得知端口充电器的最大可能充电电流。然后通过IC-CPD相应地控制遵守该最大可能充电电流，由此，始终给电池电动车辆的充电位置提供最佳充电功率。此外，在借助Schuko连接到家用插座的情况下，IC-CPD还承担其他功能、例如确定极性、监视保护导体、检查PE导体与金属车身之间的电连接、用于避免电气事故的故障电流断路器(Fehlerstromschutzschalter)功能、在充电出现异常(例如电流波动)时监视或关断充电过程、以及在需要关断充电过程时对插头温度进行一般监视。

为了使IC-CPD能够实现这些功能，IC-CPD通常具有集成电路——大多数情况下带有相应固件的确定微控制器。

在标准IEC 62752中，该标准用于规定电动车辆的模式2充电运行中的标准，要求值为1.6kOhm的接地电阻识别，并且要求最大接地导体RMS电流为1mA。

然而，从现有技术中已知的解决方案允许小电流高阻地(大于1MOhm)地流向PE。这种解决方案是由德国专利申请DE 196 01 880A1所已知的用电器网络装置(Verbrauchernetzanordnung)，其具有至少一个外导体、承担保护功能的导体(在此通常称为保护导体)、必要时中性导体以及用于在其功能有效性方面监视保护导体的装置。

另一方面，在德国专利申请DE 10 2012 219 542A1中描述一种方法，该方法能够使测试电流间歇(intermittierend)流动，该方法使用借助至少一个电容器或二极管产生的参考电位，并且该方法不在每个周期中实施测试。

在欧洲专利申请中，描述了由FI开关与PE监视相结合的组合，该组合能够使测试电流高阻地持续流向PE。附加地，该电路具有传感器表面用户通过该传感器表面建立接地参考，由此可以检查保护导体的电压自由度。

然而，所有这些方案都没有解决如下问题：当接地电阻改变了1.6kOhm时，电流几乎不发生变化(仅变化0.16％)。因此，无法识别保护导体的低阻故障。

发明内容