[发明专利]用于将充电外围控制器集成到未电流隔离的充电装置中的方法和系统

说明书

一种用于集成充电外围控制器(220)的方法，其中在无变压器的交流电充电装置(202)中通过安全电路来实现接触安全，其中该交流电充电装置(202)在其输入侧由充电插座(122)供应交流电，其中通过该交流电充电装置(202)在其输出侧提供用于给高压电池充电的直流电(106)，并且其中由该充电外围控制器(220)来控制充电插座(122)，其中将该充电外围控制器(220)布置在该交流电充电装置(202)的壳体内。

本发明涉及用于将充电外围控制器集成到未电流隔离的充电装置中的一种方法和一种系统。

如今在电动车辆中安装的交流电充电装置，也被称作车载充电装置，在输入侧借助与充电插板连接的充电线缆将所提供的50/60Hz的、具有110V或240V电源电网的电网电压转换为在输出侧的用于给高压电池充电的高压直流电压。为了建立接触安全，出于安全原因并且为了避免直流电压从高压电池中回馈，输入部分和输出部分藉由至少一个电流解耦的变压器分开。

例如，针对车载充电装置(该车载充电装置集成有逆变器)，在美国文献US 2017/0349054A1中描述了多个电流隔离的变压器，这些变压器将输入侧的交流电压施加到与逆变器连接的次级侧。由逆变器提供的直流电压为高压电池充电。

为了规避隔离变压器的如重量和成本等缺点，可以使用未电流隔离的充电装置，其中电气部件必须保证符合安全法规。电动车辆开始批量生产使得这些电子部件的使用增加，其件数一直增加并且其单价部分地下降。同时，出现新的要求，即例如大数据、连接或移动性。因此与所安装的电子部件相关的新趋势决定了需要改变分布和集成到电动车辆中的其他组件中。文献US 2015/0042159A1描述了一种用于集成的车载充电装置的实例。在此，车载充电装置与低电压转换器组合。

充电外围设备的目的在于利用不同的充电标准。例如，文献US 2012/0299531A1公开了一种服务车辆，该服务车辆设计为用于给电动车辆的电池充电。在该服务车辆中分布有多个电池接口、控制和操作单元，以实施充电过程。与之相反，在电动车辆中在充电插板和车载充电装置之间布置有所谓的充电外围控制器，该充电外围控制器在插头识别、充电插座盖调节或世界范围的充电标准方面控制充电插板处的充电过程。迄今为止根据现有技术，这种充电外围控制器还被布置成分布在电动车辆中。

在此背景下，本发明的目的在于，提出在效应、重量、成本和效率方面优化了的交流电充电装置，在该交流电充电装置中集成了充电外围控制器以用于改善包装。同样应可以实现世界范围的充电标准，如识别在充电插板上连接的插头。

为了实现上述目的，提出一种用于将充电外围控制器集成到未电流隔离的交流电充电装置中的方法，其中在未电流隔离的、即通常无变压器的交流电充电装置中通过安全电路来实现接触安全，其中该交流电充电装置在其输入侧由充电插座供应交流电，其中通过该交流电充电装置在其输出侧提供用于给高压电池充电的直流电，并且其中由该充电外围控制器来控制充电插座，其中将该充电外围控制器布置在该交流电充电装置的壳体内。

未电流隔离的充电装置也被称为gng充电装置，并且是电联接的。根据标准ISO6469必须保证接触安全，为此在gng充电装置中布置有安全电路。有利地，借助于节约空间和成本的功率半导体电子器件来实现安全电路。此外，在gng充电装置中布置有控制功率半导体电子器件的控制单元。在输入侧施加的交流电压由功率半导体电子器件连同控制单元转换为输出侧的直流电压。

对充电过程的控制通过根据本发明集成在gng充电装置中的充电外围控制器来进行。例如，藉由充电外围控制器来控制对启动充电过程的人员(例如电动车辆的驾驶员，该电动车辆可以是汽车)的光学显示。有利地，通过集成该充电外围控制装置可以实现gng充电装置的集成电路(例如控制器)的多种用途。

充电外围控制器实施一系列功能，这些功能涉及充电过程。所有这些功能通过根据本发明的方法被集成到gng充电装置中。

在根据本发明的方法的实施方式中，由充电外围控制器监测充电插座的充电插座翻板，充电插头可以被引入或插入该充电插座中。尤其监测该充电插座翻板的打开或关闭。