CN107624089A - 用于检验在电动汽车和充电站之间的连接的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明用于检测充电站上的充电过程，其包括在充电站侧确定对电动汽车的充电过程结束。为了确定汽车是否持续地、不充电地连接在充电站上，提出在确定对此电动汽车的充电过程结束后，在充电站侧进行对电动汽车的充电准备就绪检验，并提出在已确定充电准备就绪时，在充电站侧产生信号。

Description

用于检验在电动汽车和充电站之间的连接的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于检验在电动汽车和充电站之间的连接的方法和设备

背景技术

电动汽车的认可度很大程度上取决于能够方便地为这些汽车充电的可能性。充电应不仅能在家中进行，而且能够在任何时候并在陌生环境中进行。为此，目前正努力建设充电站网络。但是，因为在充电站上为电动汽车充电通常持续较长时间，所以需要为用户保证充电站可使用。此外，不应考虑在未来几年中充电站的密度会和目前加油站网络的密度一样高，从而用户必须经常在陌生的环境中寻找充电站。

然而，对充电站、尤其在半开放区域、例如商店停车场上或停车楼中的充电站的运营商来说，停车空间是重要因素。此外，充电站的运营商希望充电站可供尽可能多的用户使用。但是，目前无法确定电动汽车实际在充电站上充电，还是仅仅***充电线缆，而充电过程其实已经结束。这对所谓的DC充电、尤其根据CHADEMO标准的充电来说尤其如此。此外，充电站的运营商无法自动确定充电线缆是否仍旧***，因为充电过程还在持续，或者自动确认充电线缆只是还插着，其实充电过程已经结束了。因此，运营商无法高效地使用充电站和停车空间。尤其充电站无法找出那些将充电站前的停车空间只用于停车、而不再用于充电的充电站用户。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种方法和设备，借助其可使由多个用户进行的充电站的使用变得更高效。此目的通过根据权利要求1的方法和根据权利要求13的设备实现。

借助根据本发明的方法可实现监测充电站上的充电过程并尤其确定充电过程是否结束，其中同时充电线缆却还保持插在之前已经充电的电动汽车上。为此，根据本发明提出，在充电站侧确定与电动汽车的充电过程的结束。这可以多种方式完成，但是，充电过程通常在此时才完成，即当充电站不再通过充电线缆为电动汽车提供为电动汽车电池充电所需的电能。电动汽车也能够以充电结束信息通知充电站电动汽车中的充电过程已经结束。

如果确定充电过程结束，在许多情况下也无法以常规方式确定电动汽车是否接着根据规定已经与充电线缆分开。尤其在多数充电方法中，在充电过程结束时，电动汽车与充电站之间的所有通讯终断，从而充电站不再与电动汽车通讯。在多数充电方法中，此通讯的终断由协议决定，因为协议默认当充电程序结束时，电动汽车和充电站之间则不再需要继续通讯。

在充电站侧确认与电动汽车的充电过程结束之后，本发明提出，在充电站侧(重新)进行充电准备就绪检验。根据本发明可知，此充电站侧的充电准备就绪检验能够对同一辆电动汽车进行，其中，之前已确定其充电过程结束。这意味着，根据本发明，在确定与特定电动汽车的充电过程结束之后，在充电站侧进行与此电动汽车的充电准备就绪检验。通过此充电准备就绪检验重新建立与此电动汽车的通讯，此通讯不久之前由于充电过程结束而终断。

如果电动汽车在此充电准备就绪检验中向充电站发送其充电准备就绪的信号，充电站则确定充电准备就绪。此种情况下，充电站根据本发明产生适合于进一步处理的信号。此种信号能够用于直接在充电站上输出光学或声学信号。此种信号也可例如用于通过中央计算机以电子途径、例如借助短信、邮件、电话呼叫或同类途径提醒电动汽车的用户充电过程结束并且请其将其电动汽车驶离充电站。信号也可输入停车空间管理***。在停车空间管理***中，借助此信号可例如实现收取尤其对充电过程结束之后的停车空间使用费。当然，根据本发明，产生的信号也可用于其他用途。

在充电过程结束以后，此时与电动汽车的通讯终断，尽管如此，借助根据本发明的方法能够确定电动汽车是否保持与电动线缆连接。迄今为止只能在充电站侧确定充电过程的结束，但不能自动地确定此时已充满电的电动汽车在充电后是否也已与充电站断开了电气和机械连接。这可借助根据本发明的方法实现。

在根据本发明的方法中，根据一实施例提出，在充电准备就绪检验中在充电站侧至少进行充电站和电动汽车之间的短路测试，并优选额外进行绝缘测试。在短路测试中确定电动汽车是否与优选固定在充电站上的充电线缆电气相连。此种情况下，在充电站和电动汽车之间通过充电线缆构成电气短路连接，即电动汽车和充电线缆的直接连接。如果确定为是，则检测结果为充电准备就绪。

另一种可能是，根据本发明在充电准备就绪检验中在充电站侧开始进行至少一个充电序列。充电序列可例如通过借助充电线缆将对充电准备就绪的询问传递到电动汽车而触发。此种对充电准备就绪的询问在不同的充电协议中相互区别。尤其在所谓的直流充电(DC充电)中，优选根据CHAdeMO标准，在充电过程开始时，促使在充电线缆的为此设置的导线上进行充电站和电动汽车之间的通讯。作为对触发充电序列的反应，尤其对通过充电线缆将对充电准备就绪的询问从充电站发送到电动汽车的反应，电动汽车能够以回复信息发送其充电准备就绪的信号。就此，本发明提出，充电站侧等待电动汽车对开始进行充电序列的回复。当存在电动汽车对开始进行充电序列的回复时，可认为电动汽车始终与充电线缆相连。如果电动汽车对开始进行充电序列的回复在充电站中消失时，则可确定电动汽车与充电线缆的连接断开。

因为在根据本发明的方法中，在充电站侧根据步骤b)进行充电准备就绪检验之前，在步骤a)中已经检测出充电过程已经结束，所以，不需要重新进行全部充电过程。这也不希望进行。就此，在根据本发明的方法中，在根据步骤b)确定充电准备就绪时，却在充电站侧禁止继续在充电站与电动汽车之间交换充电能量。在此，根据一实施例，在充电站与电动汽车进行充电能量交换之前就在充电站侧结束充电准备就绪检验。就此，本发明提出，只进行部分的充电准备就绪检验，而不完全完成充电准备就绪检验。

但是，如果在充电站侧确定充电线缆已从电动汽车上拔下，则取消确定充电准备就绪，并可在充电站中标记在重新进行充电准备就绪检验时可进行完全充电过程。也就是说，只有在确定电动汽车与充电线缆的连接断开之前，才在充电能量交换之前就结束充电准备就绪检验。这可例如通过确认电动汽车对充电准备就绪检验的回复消失而完成。接着即可对新的电动汽车完全正常地进行完整的充电周期，包括完整的充电准备就绪检验和在充电站与电动汽车之间的电能交换。

在一实施例中提出，在根据步骤a)在充电站侧确定充电过程结束以后，在触发充电站侧的步骤b)之前首先等待预先设定的等待时间。充电准备就绪检验通常例如以30秒、一分钟、两分钟或五分钟长的周期进行。由此避免充电站与电动汽车之间的充电线缆上过度的通讯负担。此外使电动汽车的用户可以在充电过程结束后根据规定断开电动汽车与充电线缆的连接。但是，预先设定的时间不允许太长，从而不错过此时间段，在此时间段中，一辆电动汽车断开连接并且直到新的汽车连接到充电线缆上。在此情况下将在根据步骤b)的充电准备就绪检验中确定另一辆电动汽车充电准备就绪，并将禁止充电能量交换，尽管新的汽车连接在充电站上。

然而,也可以使新的电动汽车在充电站的充电过程开始之前自动发送其充电准备就绪的信号。如果这设置在用于电动汽车和充电站之间的连接的协议中，则可取消检验电动汽车的回复是否消失。那么即在新的电动汽车连接在充电站上时自动完成新的汽车对充电站的信号发送。接着，在充电站侧接收到新的电动汽车的表示其已连接的信号并可开始常规的充电过程。

为了能够不断地确定已经完成充电过程的电动汽车是否还插在充电站上，在一实施例中提出，重复地进行步骤b)。步骤c)则优选仅在确定充电准备就绪之后才进行。步骤b)优选间隔地、尤其以30秒、一分钟、五分钟、10分钟等的间隔进行。适合的间隔时间尤其选择为一分钟的周期，因为这样在第一辆汽车断开连接、第二辆汽车已经***时也能够规律地确认。

在一实施例中提出，在步骤a)前触发并进行充电过程。如前所述，在步骤a)时，充电过程已经结束，并且在充电站侧已确定对此电动汽车的充电过程结束。但是其前提为，在步骤a)前至少不由充电站、而是自发地触发实施充电过程，例如通过充电准备就绪检验触发接下来的充电能量从充电站到电动汽车的传递。

根据本发明的方法尤其适用于根据CHAdeMO标准的充电过程。根据本发明的方法也适用于其他直流充电过程。尤其在所述的CHAdeMO标准中，迄今为止，在充电过程结束后无法在充电站侧确定电动汽车与充电站是否保持连接。此问题借助根据本发明的方法解决。

根据本发明的方法优选用于提供不同充电方案的所谓的多功能充电站。此种多功能充电站可例如具有至少一个用于交流充电的充电插座并额外具有一个用于直流充电的固定的充电线缆。固定的充电线缆尤其适合于根据CHAdeMO标准的充电。由此，电动汽车无需携带自己的充电线缆。

在一实施例中提出，在确定充电过程结束时，在充电站侧接收到电动汽车的充电结束信号。尤其根据CHAdeMO标准，在确定充电结束时、尤其在设置在汽车中的充电控制器确定电池完全充满时，汽车向充电线缆发送充电结束信号。可在充电站侧从充电线缆上检测到此充电结束信号并确定充电过程结束。尤其根据CHAdeMO标准，则充电站和汽车也结束所有通讯，尤其所有根据标准的通讯。因此，根据标准充电站不再能确定汽车是否已与充电站或充电线缆断开电气及机械连接。

在一实施例中提出，在接收到充电结束信号后，充电站立即断开充电电流。因此，在步骤a)和步骤c)之间首先断开充电电流。尤其在步骤a)后立即断开充电电流，因为接着在充电站侧确定不需要再有电能从充电站通过充电线缆提供给电动汽车。

在一实施例中提出，如前所述，在充电站侧评估充电站侧产生的信号并在充电站侧作为对此信号的回应而激活光学或声学信号设备。

但是，在一实施例中，也可将充电站侧产生的信号传递到空间上远离充电站布置的计算机中并在计算机中进一步处理。此计算机可例如连接广域网，尤其电信网络，例如移动网络或因特网，并例如通过移动网络的短信中心或通过短信服务向充电站的用户发送消息，尤其文字消息。也可向充电站的用户发送电子邮件。计算机也可连接到停车空间管理***上或为其一部分，从而为停车楼管理***提供此可能性，即根据充电状态、即充电持续或已经结束而为电动汽车用户提供不同的停车收费标准。

在一实施例中提出，只有在步骤b)中确定不存在充电准备就绪信号之后，才能够在充电站侧进行新的充电过程，在此充电过程中，确定充电准备就绪后从充电站输出充电能量。如前所述，必须能够对新的电动汽车进行完整的充电过程。其前提为，在充电站侧确定电动汽车充电准备就绪。但也必须能够确定与之前的电动汽车不再存在连接，也就是说，首先确定在充电线缆上不存在充电准备就绪信号或是新的电动汽车触发充电站开始充电过程。只有这样才能判断新的汽车已连接。

然而，也可手动触发新的充电过程。为此可在充电站上设置用户界面，例如设置按键、触屏或同类界面。用户可通过与用户界面互动、例如通过按压充电站上的按键而触发新的充电过程。如此能够可靠地确认应该开始新的充电过程。

另一方面为根据权利要求13的设备，其中，在充电站侧设置充电控制电路。充电控制电路编程使其例如根据特定充电协议(例如CHAdeMO协议)运行。按照此程序，充电控制电路设置用于通过充电线缆与电动汽车通讯。此外，充电控制电路适合于开放或禁止用于为电动汽车充电的电能通过充电线缆传递。

此外，根据本发明，充电控制电路具有充电状态监测电路。此充电状态监测电路设置用于确定对电动汽车的充电过程结束。此外，充电状态监测电路设置用于在确定充电过程结束后额外地激活充电准备就绪检验电路。充电准备就绪检验电路设置用于在确定对电动汽车的充电过程结束后对电动汽车进行充电准备就绪检验，并在确定充电准备就绪时产生信号。

前述方法也能够以计算机程序或以保存在存储设备中的计算机程序实现。在此，可在计算侧和/或校核侧为用于借助计算机程序进行相应的方法步骤的微处理器编写适合的程序。

此发明和设备的特征可相互自由结合。说明书和/或从属及独立权利要求中的特征和部分特征尤其、即使在完全地或部分地规避独立权利要求的特征或部分特征的情况下也可单独地或相互自由结合地具有独立创造性。

附图说明

下面根据示出实施例的附图进一步阐述此发明。附图示出：

图1示出了根据本发明的充电站；

图2示出了根据一实施例的根据本发明的方法的流程。

具体实施方式

图1示出了用于为电动汽车充电的充电站2。就本发明的内容而言，电动汽车可例如为插电式混合动力汽车(PHEV)或也可为纯电动车(EV)。在此，汽车可为载人汽车、载重汽车、摩托车以及电动自行车。

充电站2通过尤其包含保险装置和接触器的安全电路6与电力能源供应网4相连。

图1中示出的充电站2为所谓的多功能充电站，其中提供不同的充电方案。当然，只提供唯一充电方式的充电站也属于本发明的内容。

在充电站2中，从安全电路6分出连接到充电控制器8上的用于交流充电(AC充电)的支路。在此，充电控制器8尤其包含变压器以及用于与电动汽车通讯的逻辑电路。充电控制器8能够通过插座10与充电线缆(未示出)接触。

从安全电路6开始还设置另一连接到整流器12的支路。在整流器12中产生直流电压，其通过第二个充电控制器14传递到固定在充电站2上的充电线缆16上。

充电控制器14尤其根据CHAdeMO标准运行，而且具有根据本发明的用于与汽车通讯的部件、充电状态监测电路和充电准备就绪检验电路。根据本发明，充电控制器14编程使其进行图2中的方法。

如图2所示，充电站2通常处于充电准备就绪状态，并在步骤20中通过充电线缆16询问电动汽车是否充电准备就绪。此充电准备就绪检验20可为短路检验，其检验电动汽车是否与充电站2电气相连(短路)。但是，充电准备就绪检验20可替代地或额外地包含，通过充电线缆16建立与电动汽车的第一充电通讯。在步骤20中，充电控制器14通过充电线缆16监测电动汽车充电准备就绪信号的接收情况。如果充电控制器14在充电线缆16上接收到电动汽车的充电准备就绪的信号，则进行步骤22。

在步骤22中检验充电控制器14是否确定之前在充电线缆16上不存在充电准备就绪状态。这可通过检验其中置有标记的存储器完成。放置HIGH标记表示充电准备就绪状态持续。放置LOW标记表示不存在充电准备就绪状态。下文还将说明标记的放置。

如果确定标记为LOW，则进行步骤24。在步骤24中进行充电过程，也就是说，在必要时还根据协议继续完成充电准备就绪检验和用于为电池充电的电能通过充电线缆16的传递。此协议可例如为CHAdeMO协议。在充电过程进行的同时，在步骤26中循环地、即以一定周期地检验是否在充电线缆16上从电动汽车接收到充电结束信号。如果结果为否，则继续在步骤26中进行检验。如果接受到充电结束信号，则此方法返回到步骤20并开始根据本发明的充电准备就绪检验。

之前，标记HIGH要么放在步骤22中的进入步骤24的支路上、要么放在步骤24或步骤26中。由此表示正在进行充电过程。

在紧接着的步骤22中通过充电线缆16检验充电准备就绪状态。在描述的实施例中，电动汽车还连接在充电线缆16上并向充电控制器14发送其充电准备就绪的信号。也就是说，步骤20重新选择进行步骤22。

在步骤22中检验标记的状态并在此情况下确定，因为标记为HIGH，所以表示充电准备就绪状态为之前在步骤24和26中充电的同一辆汽车的。因此步骤22选择进行步骤28。在步骤28中产生能够用于进行进一步处理的信号。在充电站侧产生的此信号能够例如用于在充电站2上发出光学或声学信号。

此信号也可从充电站2通过通讯接口有线地或无线地传递给远处的计算机并在那为其他措施进行进一步处理。

在步骤28中产生信号之后，进行步骤30并等待例如30秒或1分钟长的等待时间。

等待时间后，进行步骤20并重新进行充电准备就绪检验。如果电动汽车仍然连接在充电线缆16上，充电控制器14则重新进行步骤22、28和30。

某时，电动汽车断开与充电线缆的连接。如果在此时以后开始进行步骤20，充电准备就绪检验的结果则为不存在充电准备就绪状态。在此情况下选择进行其中放置了标记LOW的步骤32。接着再次、优选在等待时间后进行步骤20并重新进行充电准备就绪检验。充电准备就绪检验20以一定周期地进行，直到有新的充电准备就绪的信号发送到充电线缆16上为止。

接着再次选择进行步骤22，但此时确定标记为LOW、可以重新进行充电并且重新进行前述步骤24和26。

借助根据本发明的方法、尤其通过使用CHAdeMO标准可实现即使在一次充电过程结束后也能可靠地确定电动汽车与充电线缆持续的连接。必要时可继续采取措施，从而使充电站2可进行其他使用，尤其促使充电站2的用户将充电线缆16从其电动汽车上拔下并从而使充电站2释放用于其他使用。

附图标记说明

2 充电站

4 能源供应网

6 安全电路

8 充电控制器

10 插座

12 整流器

14 充电控制器

16 充电线缆

20 充电准备就绪检验

22 标记检验

24 充电过程

26 充电结束检验

28 产生信号

30 等待时间

32 标记重置

Claims (13)

1.一种用于检测充电站上的充电过程的方法，其包括，

a)在充电站侧确定对电动汽车的充电过程结束，

b)在确定对此电动汽车的充电过程结束后，在充电站侧进行对电动汽车的充电准备就绪检验，

c)在已确定充电准备就绪时，在充电站侧产生信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

-在所述充电准备就绪检验时，在充电站侧至少进行充电站与电动汽车之间的绝缘测试和短路测试和/或

-在所述充电准备就绪检验时，在充电站侧至少触发充电序列，并且在充电站侧等待电动汽车对所述触发的充电序列的回复。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

-在充电站与电动汽车之间进行充电能量交换之前，在充电站侧结束所述充电准备就绪检验。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，

-在根据所述步骤a)确定充电过程结束之后，在充电站侧首先等待预先设定的时间，直到在充电站侧触发所述步骤b)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，

-重复进行所述步骤b)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，

-在所述步骤a)之前，在充电站侧触发并进行充电过程。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，

-充电过程作为直流充电过程、尤其根据CHAdeMO标准进行。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，

-在确定充电过程结束时从汽车接收充电结束信号。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，

-在所述步骤a)和c)之间切断充电电流。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，

-在充电站侧评估所述在充电站侧产生的信号，并作为对所述信号的反应在充电站侧激活光学或声学信号设备。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，

-所述在充电站侧产生的信号传递到空间上远离充电站布置的计算机中并在所述计算机中进一步处理。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，

-只有在所述步骤b)中确定不存在所述充电准备就绪信号时，才能在充电站侧进行新的充电过程，在此充电过程中，在已确定充电准备就绪后从充电站输出充电能量。

13.一种设备，尤其设置用于实施根据权利要求1至12中任一项所述的方法的设备，其具有

在充电站侧的充电控制电路，其设置用于通过充电线缆与电动汽车进行通讯和用于通过充电线缆传递用于为电动汽车充电的电能，其特征在于，

-所述充电控制电路具有充电状态监测电路，其设置用于确定对电动汽车的充电过程结束，并额外地具有充电准备就绪检验电路，其设置用于在确定对电动汽车的充电过程结束后对电动汽车进行充电准备就绪检验，并在已确定充电准备就绪后产生信号。