CN110239381A - 给电驱动或电可驱动机动车充电的方法和设备以及充电线 - Google Patents

给电驱动或电可驱动机动车充电的方法和设备以及充电线 Download PDF

Info

Publication number
CN110239381A
CN110239381A CN201910175594.2A CN201910175594A CN110239381A CN 110239381 A CN110239381 A CN 110239381A CN 201910175594 A CN201910175594 A CN 201910175594A CN 110239381 A CN110239381 A CN 110239381A
Authority
CN
China
Prior art keywords
charge
charging
motor vehicle
distribution device
power distribution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910175594.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110239381B (zh
Inventor
M.克林克
B.格雷格
A.莱姆克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Publication of CN110239381A publication Critical patent/CN110239381A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110239381B publication Critical patent/CN110239381B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14Conductive energy transfer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14Conductive energy transfer
    • B60L53/18Cables specially adapted for charging electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/63Monitoring or controlling charging stations in response to network capacity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/66Data transfer between charging stations and vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/67Controlling two or more charging stations
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014Circuits for equalisation of charge between batteries
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04Regulation of charging current or voltage
    • H02J7/045
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/48The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

给电驱动或电可驱动机动车充电的方法和设备以及充电线。本发明涉及给电驱动或电可驱动机动车充电的方法,其中机动车借助于供电线与和供电电网连接并且具有多路配电器的供电单元导电连接,供电线具有用于对充电电流进行限流的充电控制器,供电单元在充电点上提供最大电流,最大电流借助于多路配电器被分配到多个并行的插拔连接端上,其中在将充电线连接到多路配电器的插拔连接端上时,检测连接在多路配电器上的机动车的实际数目;依据实际数目来确定针对被连接到插拔连接端上的机动车的充电电流的额定值,而且其中开始充电过程;依据额定值借助于充电控制器调节出的充电电流通过多路配电器的插拔连接端从供电单元中被提取并且被馈入到机动车中。

Description

给电驱动或电可驱动机动车充电的方法和设备以及充电线
技术领域
本发明涉及一种用于给电或电机驱动或者电或电机可驱动机动车、尤其是电动车辆或混合动力车辆充电的方法。本发明还涉及一种用于执行该方法的供电线以及一种具有这种供电线的设备。
背景技术
电驱动或电可驱动机动车、诸如电动车辆或混合动力车辆通常具有电机作为驱动马达,为了供应电能,该电机耦合到车辆内部的电(高压)蓄能器上。这种蓄能器例如以电化学电池的形式来实施。
在这种情况下,电化学电池尤其应被理解为机动车的所谓的二次电池(Sekundärbatterie),其中消耗掉的化学能可借助于充电过程来恢复。这种电池尤其实施为电化学蓄电池,例如实施为锂离子蓄电池。
“给电或电机驱动或者电或电机可驱动机动车充电”这里以及在下文尤其被理解为用电能给机动车的这种二次蓄能器充电。
在交通转折的过程中,电动车辆和混合动力车辆终于已经明显流行起来。为了改善这种机动车的日常实用性,在此特别值得期望的是:车辆内部的蓄能器随时可以尽可能简单并且快速地被充电。为了该目的,已研发了以充电站或充电桩、即所谓的电加油站的形式的经特殊适配的供电单元。
这种充电站可以是能供公共使用的或者是不能供公共使用的,而且通常具有至少一个插座作为充电点,在该充电点上可以借助于电线连接来给机动车充电。“充电点”这里以及在下文尤其应被理解为如下装置,通常在该装置上在同一时间仅能给一个电动车辆或混合动力车辆充电。这种充电点通常由供电电网的馈电线来馈电,其中馈电线通常具有过流保护。这种保护限制了容许的最大电流(最大电流(Maximalstrom)),该最大电流能通过充电点来提取。
功能上,这种充电站耦合到供电电网或电力网上,而且通常具有集成的充电基础设施。充电基础设施例如包括变流器(整流器、转换器),该变流器将供电电网的(供电)电流转换成用于给机动车充电的充电电流。不利地,这种充电站的可用性比较低。
为了给开头提到的类型的机动车充电,例如同样可设想的是:借助于常见的家用插座(保护触点插座、保险插座)来给机动车充电。这种家用插座通常作为充电点耦合到作为供电电网的公共交流或交变电网(AC电网)上。因此,在这种交流充电(AC充电)的情况下,机动车例如借助于家用插座通过电线控制箱(ICCB)单相地或者通过作为供电线的充电线直接与供电电网或电力网连接。
因为在AC充电时从家用插座给机动车充电,所以所需的充电基础设施限于充电线或供电线。换言之,不同于充电站,该充电基础设施优选地集成到充电线中。在这种情况下,充电线优选地拥有以可调节的充电控制器的形式的集成的监控,机动车用户可以借助于该充电控制器来调节出所希望的充电电流。在这种情况下,充电控制器通常具有可调节的整流器,该可调节的整流器将供电电网的交变电流整流成充电电流。在230V(伏特)AC插座的情况下,充电电流通常能被调节到直至16A(安培)。
借助于这种供电线,开头提到的类型的机动车原则上可以在每个230V-AC插座上被充电。因此可设想的是:给现有的公共电基础设施、诸如路灯或人行道和/或停车场的照明装置配备充电点。由此,可以将公共电基础设施扩展为供电单元,用于给电驱动或电可驱动机动车充电,由此显著改善了充电点对于电动汽车来说的可用性。不利地,基础设施或供电电网的馈电线通常仅仅是单相的并且以16A来保护。
因此,如果在基础设施侧只提供一个充电点或插座,则利用带充电控制器的充电线只能给一个机动车充电。在使用多路配电器的情况下,为了避免触发电流保护,只有当每个机动车用户都在相应的充电控制器上调节出相对应地降低的充电电流时,在单个的、共同的充电点上给多个机动车同时充电才是可能的。
从DE 10 2011 107 900 A1公知一种控制装置,用于规定在给电动车辆充电时所提供的最大充电电流。作为充电基础设施的部分集成到充电站中的该控制装置接在供电电网与车辆侧的蓄能器的充电电子装置之间。该控制装置通过充电线将当前可支配的最大充电电流强度传达给充电电子装置,使得能将充电电流强度以及因此直至蓄能器完全充满电的充电时长报告给机动车用户。
DE 10 2011 107 628 A1公开了一种具有集成的充电控制器的充电线。在这种情况下,充电线被实施用于在充电站与机动车的充电电子装置之间的导电连接。充电站可以利用作为供电电网的直流电网或交变电网来实施,其中充电控制器具有可控制的整流器。充电线还具有集成的通信线路,借助于该集成的通信线路能在电网侧的充电站、电线侧的充电控制器与车辆侧的充电电子装置之间传输充电参数。在这种情况下,充电电子装置例如将关于充电状态或充电电流的信息作为充电参数发给充电控制器,用于操控整流器。充电控制器还将关于准备好充电和关于充电电流的测量值、尤其是关于最大充电电流的信息作为充电参数传送给充电站。
WO 2012/149965 A1公开了一种用于电动车辆的充电管理的方法和设备。在这种情况下,多个充电过程、例如针对多个充电站和/或电动车辆的多个充电过程的最大充电电流(最大电流)集中地或分散地相协调。在这种情况下,电动车辆分别连接到充电站的充电点上。充电站是充电***的部分,该充电***确定在充电站或充电点上的负载分布并且按照该负载分布从供电电网提供电能。在这种情况下,例如设置主机充电站,该主机充电站将供电电网的能量分配到各个(从机)充电站上。
然而,从现有技术中公知的设计并不能够实现在单个的、共同的充电点上同时或并行地给多个机动车充电。
发明内容
本发明所基于的任务在于:说明一种特别适合于给电驱动或电可驱动机动车充电的方法。尤其应该实现在共同的充电点上同时或者并行地给多个机动车充电。本发明所基于的任务还在于:说明一种特别适合于执行该方法的供电线以及一种特别适合于给电驱动或电可驱动机动车充电的具有这种供电线的设备。
按照本发明,关于该方法,该任务利用权利要求1的特征来解决,而关于供电线,该任务利用权利要求4的特征来解决,以及关于该设备,该任务利用权利要求5的特征来解决。有利的设计方案和扩展方案是相应的从属权利要求的主题。关于该方法和/或该供电线列举的优点和优选的设计方案按意义也能被转用于该设备,而且反之亦然。
按照本发明的方法适合于并且设计用于给电驱动或电可驱动机动车、尤其是电动车辆或混合动力车辆充电。
按照该方法,在这种情况下,借助于供电线来将机动车与和供电电网连接的供电单元导电连接。换言之,在机动车与供电单元之间进行有线的信号和/或能量传输。
例如被实施为充电线的供电线具有充电控制器,用于对充电电流进行限流,利用该充电电流能给机动车的电化学蓄能器充电。
供电单元利用至少一个充电点来实施。在这种情况下,供电单元例如可以像充电站或充电桩那样来实施。充电点尤其借助于供电电网的唯一的馈电线来保护。多路配电器连接到充电点上,利用该多路配电器,将由供电电网提供的最大电流作为最大充电电流分配到多个并行的插拔连接端上。因此,不同于现有技术,多个机动车并不是或者能不连接在供电单元的多个充电点上。更确切地说,从单个的、共同的充电点出发给多个机动车充电或馈电。
按照该方法规定:在将供电线连接到多路配电器的插拔连接端上时开始第一方法步骤。尤其是当供电线一方面连接在机动车的充电接口上而另一方面被连接到多路配电器的插拔连接端上时,开始第一方法步骤。例如,在检测到供电电网的供电电压附在供电线上时激活第一方法步骤。
在第一方法步骤中,检测连接在多路配电器上的机动车的实际数目。这意味着:在第一方法步骤的过程中确定应该从共同的充电点经由多路配电器给多少个机动车馈电。在这种情况下,该实际数目包括已经连接在多路配电器上的机动车的数目以及新连接的机动车。换言之,已经连接在多路配电器上的机动车的数目在连接或第一方法步骤的过程中递增地被提高。
紧接着,在第二方法步骤中,依据该实际数目来确定针对新连接到插拔连接端上的机动车的充电电流的额定值。
在第三方法步骤中开始充电过程,其中依据该额定值借助于充电控制器调节出的充电电流通过多路配电器的插拔连接端从供电单元中被提取并且被馈入到机动车中。
通过在确定充电电流的额定值时考虑同时连接在充电点上的机动车的实际数目,可能的是:使所连接的机动车关于相应的充电电流方面的需求与对充电点的设计或保护匹配。因此,尤其可能的是:将多个机动车同时或者并行地连接到供电单元的共同的充电点上并且给多个机动车同时或者并行地充电。由此,实现了特别适合于给电驱动或电可驱动机动车充电的方法。在这种情况下,该方法尤其能应用于所有通用的230V或400V充电点。
在这种情况下,充电点尤其借助于过流保护来保护,该过流保护限制了容许的最大负载电流或者最大电流。在这种情况下,充电控制器的额定值优选地始终确定参数为使得在充电过程中不触发对充电点的保护。
机动车的充电接口优选地实施用于按照ICE-61851的模式2充电模式或者充电过程,其中充电线或供电线拥有信令装置、尤其是电阻编码,该信令装置将充电控制器的所调节的限流、即针对充电电流的电流强度调节的额定值传达给车辆侧的充电电子装置。
供电单元例如可以实施为具有多个充电点的充电桩或充电站,其中每个充电点都借助于相应被分配的多路配电器被分配到多个并行的插拔连接端上。由此,显著提高了在供电单元上的充电点的数目,由此显著改善了充电点对于电动汽车来说的可用性。
不同于现有技术,在这种情况下,将多个机动车连接到共同的充电点上并且给它们充电,其中按照本发明的方法保证了充电点的所分配的(过流)保护(保护开关、接触器)并没有不符合期望地触发。
在一个有利的扩展方案中,在实际数目发生变化时、即在连接其它机动车时或在将机动车与多路配电器分开时,开始第四方法步骤,其中使充电电流的额定值适配。换言之,连续地、即持久地,或者周期性地、即每隔一定时间监控该实际数目。
尤其是,在第四方法步骤的过程中,重复第一、第二和第三方法步骤。尤其是,确定连接在多路配电器上的机动车的新的实际数目并且使充电电流的额定值相对应地适配。由此保证了:总是能够实现对机动车的运行可靠的并且有效的充电。
在一个优选的设计方案中,依据将最大电流除以实际数目来确定充电电流的额定值。由此实现了对额定值的特别适宜的确定。经此,尤其确保了将容许的最大电流均匀地分配到所有连接的机动车上。
在一个可设想的设计形式中,供电电网尤其是三相230V-AC电力网。在这种情况下,这些相之一实施为对充电点的馈电线,其中提供约为16A的最大电流。通过该方法可能的是:将容许的最大电流分配到多个机动车上。尤其是,通过该方法防止了:各个充电电流之和超过最大电流并且因此触发对充电点的过流保护。优选地,在这种情况下,每个机动车都以具有按照该方法控制的充电控制器的供电线连接到多路配电器的插拔连接端之一上。
如果没有其它机动车连接在多路配电器上,则在第一方法步骤中检测到实际数目为“1”(一个)。这意味着:新连接的机动车是多路配电器或充电点的唯一的成员或耗电器。因此,在第二方法步骤中,得出最大电流为充电电流的额定值。由此,在这种情况下,机动车在第三方法步骤期间、即在充电过程期间以可能的最大充电电流、例如16A来充电。
如果有第二根供电线或第二个机动车连接到多路配电器上,则实际数目发生变化,由此开始第四方法步骤。在这种情况下,重复第一、第二和第三方法步骤并且确定新的额定值。因此,新的实际数目为“2”(两个),使得对于每个机动车来说都确定额定值等于最大电流的二分之一。换言之,将最大电流分配为均匀的、即关于电流强度方面相同地确定参数的充电电流。因此,两个机动车分别以最大电流的50%作为充电电流来充电。相对应地,在接通其它机动车时均匀地分配最大电流。
在当将供电线与多路配电器的插拔连接端分开时和/或当所要充电的蓄能器完全充满电时结束充电过程的情况下,剩余的机动车的充电过程的实际数目递减地降低,使得可以用被提高的充电电流来给剩余的机动车充电。由此,实现了特别适宜的用于在共同的充电点上给多个机动车充电的方法。
按照本发明的供电线尤其适合作为并且设立为用于电动车辆或混合动力车辆、即电驱动或电可驱动机动车的充电线或充电线路。随后也被称作充电线的供电线具有集成的充电控制器和通信线路,用于在连接在供电单元的多路配电器上时与其它供电线的充电控制器的以信号技术的通信。在这种情况下,充电控制器利用控制器、即控制设备来实施。由此实现了特别适合的供电线。
充电控制器的控制器通常以程序技术和/或电路技术适合于并且设立用于执行上文描述的方法来给连接在多路配电器上的机动车充电。因此,该控制器具体地设立为:在充电线连接在多路配电器上时,确定连接在多路配电器上的机动车的实际数目并且依据该实际数目来确定充电电流的额定值,在充电过程中,利用该额定值来给机动车的蓄能器充电。
在优选的设计方案中,该控制器至少在核心上通过具有处理器并且具有数据存储器的微控制器构成,其中以程序技术以运行软件(固件)的形式来实现用于执行按照本发明的方法的功能,使得在微控制器中实施运行软件时自动地执行该方法,必要时与机动车用户或电线用户交互地执行该方法。
但是,替选地,在本发明的范围内,该控制器也可以通过不可编程电子构件、例如专用电路(ASIC)来构成,在该不可编程电子构件中,利用电路技术的装置来实现用于执行该方法的功能。
适宜地,该控制器具有带通信线路的通信接口,使得连接在多路配电器上的充电控制器的控制器可以彼此进行通信。在这种情况下,通信接口或通信线路例如实施为蓝牙连接、WLAN连接或者优选地实施为电源线(Powerline)连接、即以载波频率设备来实施。
因此,不同于现有技术,仅仅实现多个供电线的充电控制器彼此间的通信。这意味着:连接在共同的充电点上的供电线或机动车的数目在电线侧被检测。尤其是,将对充电电流的额定值的控制和/或调节转移到充电控制器上。
这意味着:按照本发明设置针对具有充电调节的供电线的功能扩展。通过该功能扩展可能的是:将一个充电点的容许的最大电流分配到多个机动车上。具有朝着机动车的方向进行充电调节的供电线的功能在这种情况下基本上是按照ICE-61851的模式2接口。附加地,按照本发明设置有用于确定最大电流到所连接的机动车上的分配的功能。
在一个适当的实施方式中,该功能或该方法以询问-应答原理来实现。
在将该供电线连接到多路配电器和机动车上时,通过附上的供电电压来激活该供电线或该供电线的充电控制器。在第一方法步骤的过程中,充电控制器在一个时长期间接收所连接的其它充电控制器的信号。如果只连接一个机动车或一根供电线,则在该时长期间没有这些信号。因此,所连接的充电控制器是唯一的成员,由此将额定值设置到最大电流的电流强度。这意味着:充电控制器传达或传输容许的最大充电电流。在这种情况下,充电控制器还朝着多路配电器的方向发送如下信号:该充电控制器是第一个被连接的。在这种情况下,充电控制器定期地或连续地监控是否有附加的供电线或充电控制器连接到多路配电器上。
如果有其它供电线连接到多路配电器上,则第二充电控制器在该时长期间接收到已经连接在供电线上,并且于是发送如下信号:应该在两根供电线之间分配最大电流。换言之,第二充电控制器传达:实际数目已经发生变化。这在第一充电控制器中引起所寄存的实际数目的变化,其中在第四方法步骤的过程中,额定值被改变并且被适配。尤其是,在这种情况下,将额定值设置到等于最大电流的二分之一的电流强度。于是,第一充电控制器传达:该第一充电控制器吸入被减小的充电电流,由此第二充电控制器可以运行可靠地使充电过程开始。由此保证了:通过多路配电器始终在总和上没有提取大于最大电流的电流。紧接着,第一和第二充电控制器分别通过通信接口发送(状态)信号。
如果第三根供电线被连接到多路配电器上,则该第三根供电线的充电控制器在该时长期间接收已经连接的两个充电控制器的(状态)信号或消息。于是,第三充电控制器传达:该实际数目已经被提高到“3”(三个),由此第一和第二充电控制器在第四方法步骤的过程中将它们的相应的额定值降低到最大电流的三分之一。紧接着,第一和第二充电控制器借助于状态信号来传达新的实际数目,由此第三充电控制器使充电过程开始。对于其它供电线来说,该流程相对应地进行。
如果针对供电线之一的充电过程结束,则所分配的充电控制器的(状态)信号停止。由此,其余的充电控制器在该时长期间记下被减少的实际数目,由此额定值在第四方法步骤的过程中相对应地提高地被调节。
按照本发明的设备适合于并且设立用于给电驱动或电可驱动机动车、尤其是电动车辆或混合动力车辆充电。在这种情况下,该设备具有连接到或能连接到供电电网上的供电单元,该供电单元具有充电点,其中在该充电点上连接有多路配电器,该多路配电器具有多个并联的插拔连接端。
该设备还具有在上文描述的供电线,用于机动车和供电单元的导电(电线)连接。通过根据按照本发明的方法运行或能运行的供电线,保证了:多个机动车能并行地连接到供电单元的共同的充电点上,而在此不超过容许的最大电流。由此,实现了特别适合于给机动车充电的设备。
适宜地,多路配电器在这种情况下具有适合的通信接口,使得通信接口或者供电线的通信线路在连接状态下以信号技术来彼此耦合。由此,通过多路配电器能够实现电线到电线或充电控制器到充电控制器通信。
因此,不同于现有技术,在该设备中,不是在电网侧或供电电网侧调节和/或控制充电点的最大电流,而是在电线侧受控制地将充电点的最大电流分配到多个并行或同时连接的机动车上。这能够实现将现有的公共电基础设施、诸如路灯或照明装置特别有效地用作电动汽车的供电单元。
供电电网例如是太阳能直流电网。然而,在一个适当的构造方案中,供电电网实施为多相交流或交变电网。在这种情况下,供电电网尤其是三相230V-AC电力网。在此,充电点连接到供电电网的一个或多个相上。
本发明的一个附加的方面或另一方面规定:多路配电器具有插排,该插排具有多个插座作为插拔连接端,用于建立与供电线的插头的保护触点插拔连接(保险接合)。由此,实现了多路配电器关于现有的公共电基础设施的使用方面的特别适宜的设计方案。此外,由此即使在常规的家用插座的情况下也确保了对充电线的简单的使用。
替选地,例如可设想的是:充电点被引导到三相馈电线上,其中供电线在电网侧例如具有根据CEE***(电气设备批准规则委员会(Commission on the Rules for theApproval of the Electrical Equipment),德文:Internationale Kommission für dieRegelung der Zulassung elektrischer Ausrüstungen)的插头、尤其是CEE 16A或CEE32A插头。
附图说明
随后,本发明的实施例依据附图进一步予以阐述。其中以简化并且示意性的图示:
图1示出了用于给多个电驱动或电可驱动机动车充电的设备;
图2示出了该设备的供电线;而
图3示出了阐明用于给电驱动或电可驱动机动车充电的方法的框图。
在所有附图中,彼此相对应的部分和参量始终配备有相同的附图标记。
具体实施方式
图1以简化并且示意性的图示示出了用于给电驱动或电可驱动机动车、尤其是电动车辆4充电的设备2。该设备2具有实施为充电站或充电桩的供电装置6,该供电装置借助于电网连接8连接到作为供电电网10的三相交变电网上。地线PE和零线N以及借助于过流保护12来保护的火线L在电网连接8与供电装置6之间延伸。
在这种情况下,供电电网10尤其是三相230V-AC电力网,其中相通过电网连接8借助于通过导线PE、N、L构成的馈电线引导到供电单元6的充电点14上。在这种情况下,过流保护12尤其是16A保护,这意味着:当有大于16A的电流强度流经火线L时,过流保护12触发。在触发过流保护12时,充电点14与供电电网10分开、尤其是电流分开。因此,通过充电点14仅能提取容许的最大电流IM。
在图1的实施例中,供电电网10、电网连接8以及供电单元6优选地是公共电基础设施16的部分。供电单元6尤其是配备有充电点14的路灯。因此,路灯像充电站或充电桩那样来扩展,用于给电动车辆4充电。
多路配电器18以三个并联的插拔连接端20连接到例如实施为插座的充电点14上。在图1中,为了更清楚,将多路配电器18作为单独的构件来示出,然而优选地,多路配电器18是供电单元6的部分并且尤其是集成到该供电单元6中。
机动车4借助于供电线22与多路配电器18的插拔连接端20之一连接。在图1的实施例中示出了三个机动车4,所述三个机动车分别借助于供电线22连接到多路配电器18的插拔连接端20上。示例性地,在这些附图中,只有一个电动车辆或机动车4以及只有一根供电线22配备有附图标记。
多路配电器18例如实施为具有多个插座作为插拔连接端20的插排,用于建立与供电线22的(保险)插头24的保护触点插拔连接(保险接合)。
随后也被称作充电线的供电线22在车辆侧具有第二插头26,该第二插头尤其构造为用于机动车4的充电接口28的模式2充电接口。通过充电接口28能用电能给机动车4的车辆内部的蓄能器30充电。蓄能器30例如是(高压)车载电网的(二次)电池***。
在图2中以比较详细的图示示出的充电线22具有充电控制器32,该充电控制器接在电网侧的插头24与车辆侧的插头26之间。
在这种情况下,充电控制器32包括用于控制整流器36的控制器34,该整流器将充电点14的交变电流转换成用于给蓄能器30充电的充电电流IL(图1)。在这种情况下,充电控制器32尤其构造用于对充电电流IL进行限流。
控制器34还利用未进一步标明的通信接口来实施,借助于该通信接口,该控制器可以通过通信线路38与其它充电线22的控制器34或与其它充电线22的充电控制器32进行通信。在这种情况下,多路配电器18优选地具有集成的通信线路,该集成的通信线路使充电线22的通信线路38在插头连接的状态下以信号技术彼此耦合。在这种情况下,通信接口和通信线路38尤其设计用于电源线连接。
随后,依据图3进一步阐述了用于给一个或多个机动车充电的方法。图3示意性地示出了根据询问-应答原理实施的用于给一个机动车以及两个机动车4充电的方法的流程。对于其它电动车4或充电线22来说,该流程相对应地进行。
图3示出了时间线t。在时间点t1,将第一供电线22连接到多路配电器18上,而在时间点t2,附加地将第二供电线22连接到多路配电器18上。
在将供电线22一方面连接到多路配电器18上而另一方面连接到机动车4上时,通过充电点14的附上的供电电压来激活充电控制器32。在激活充电控制器32时,在控制器34中开始第一方法步骤40。
在第一方法步骤40期间,充电控制器32在一个时长期间接收所连接的其它充电控制器32的状态信号S。依据所接收到的或者没有接收到的状态信号S,控制器34确定连接在多路配电器18上的机动车4或充电线22的实际数目A。
如果只有一个机动车4或只有一根供电线22连接到多路配电器18上(图3左侧),则在该时长期间没有这些状态信号。由此,控制器34确定:所连接的充电控制器32是唯一的成员,由此得出实际数目A为“1”。
紧接着,在第二方法步骤42中,依据该实际数目A来确定充电电流IL或其电流强度的额定值W。为了确定额定值W,将最大电流IM的电流强度除以实际数目A。如果实际数目A等于“1”,则得出充电点14的最大电流IM为额定值W。因此,在第二方法步骤42中,将额定值W设置到最大电流IM的值。
在第三方法步骤44中,依据所确定的额定值W来操控整流器36,使得最终得到的充电电流IL等于额定值W。这意味着:在唯一的所连接的机动车4或充电线22的情况下,充电控制器32传达或传输最大电流IM作为充电电流IL。充电控制器32还朝着多路配电器18的方向发送如下状态信号S':该充电控制器是第一个被连接的。充电控制器32的所发出的状态信号在附图中配备有附图标记S',而充电控制器32的所接收到的状态信号在附图中配备有附图标记S。
在时间点t2,有另一充电线22连接到多路配电器18上。第二充电控制器32的第二控制器34在该时长期间接收第一充电线22的状态信号S。因此,第二充电控制器32确定实际数目A为“2”并且于是发送如下状态信号S':最大电流IM应该在两根充电线22之间均匀地被分配。换言之,第二充电控制器32传达:实际数目已经发生变化。这在第一充电控制器32中引起所寄存的实际数目A的变化,由此开始第四方法步骤46。
在第四方法步骤46的过程中,依据新的实际数目A来使额定值W适配。在这种情况下,尤其是重复方法步骤40、42和44。尤其是,在这种情况下,将额定值W设置到等于最大电流IM的二分之一的电流强度。于是,第一充电控制器32传达:该第一充电控制器吸入被减小的充电电流IL,由此第二充电控制器32可以使充电过程开始。紧接着,第一和第二充电控制器32分别通过通信线路38发送(状态)信号S'。
如果针对充电线22之一的充电过程结束,则所分配的充电控制器32的(状态)信号S停止。由此,其余的充电控制器32在该时长期间记下被减少的实际数目A,由此该被减少的实际数目的额定值W在第四方法步骤46的过程中相对应地提高地被调节。
因此,通过该方法,在确定充电电流IL的额定值W时考虑同时连接在充电点14上的机动车4的实际数目。由此可能的是:使所连接的机动车4关于相应的充电电流IL方面的需求与对充电点14的设计或保护匹配。因此,尤其可能的是:将多个机动车4同时或者并行地连接在供电单元6的共同的充电点14上并且给多个机动车4同时或者并行地充电,而不触发过流保护12。
本发明并不限于在上文所描述的实施例。更确切地说,本发明的其它变型方案也可以由本领域技术人员从中推导出来,而不脱离本发明的主题。此外,尤其是,所有关于实施例被描述的单个特征也能以其它方式来彼此组合,而不脱离本发明的主题。
附图标记列表
2 设备
4 机动车/电动车辆
6 供电装置
8 电网连接
10 供电电网
12 过流保护
14 充电点
16 基础设施
18 多路配电器
20 插拔连接端
22 供电线/充电线
24、26 插头
28 充电接口
30 蓄能器
32 充电控制器
34 控制器
36 整流器
38 通信线路
40、42、44、46 方法步骤
PE 地线
N 零线
L 火线
IM 最大电流
IL 充电电流
t 时间线
t1、t2 时间点
S、S' 状态信号
A 实际数目
W 额定值

Claims (7)

1.一种用于给电驱动或电可驱动机动车(4)充电的方法,其中所述机动车(4)借助于供电线(22)与和供电电网(10)连接并且具有多路配电器(18)的供电单元(6)导电连接,所述供电线具有用于对充电电流(IL)进行限流的充电控制器(32),所述供电单元在充电点(14)上提供最大电流(IM),所述最大电流借助于所述多路配电器(18)被分配到多个并行的插拔连接端(20)上,
- 其中在将充电线(22)连接到所述多路配电器(18)的插拔连接端(20)上时,在第一方法步骤(40)中,检测连接在所述多路配电器(18)上的机动车(4)的实际数目(A),
- 其中在第二方法步骤(42)中,依据所述实际数目(A)来确定针对被连接到所述插拔连接端(20)上的机动车(4)的充电电流(IL)的额定值(W),而且
- 其中在第三方法步骤(44)中,开始充电过程,其中依据所述额定值(W)借助于所述充电控制器(32)调节出的充电电流(IL)通过所述多路配电器(18)的插拔连接端(20)从所述供电单元(6)中被提取并且被馈入到所述机动车(4)中。
2.根据权利要求1所述的方法,
其特征在于,
在所述实际数目(A)发生变化时,开始第四方法步骤(46),其中使所述充电电流(IL)的额定值(W)适配。
3.根据权利要求1或2所述的方法,
其特征在于,
所述充电电流(IL)的额定值(W)依据将所述最大电流(IM)除以所述实际数目(A)来确定。
4.一种供电线(22)、尤其是用于电动车辆或混合动力车辆的充电线,所述供电线具有集成的充电控制器(32)和通信线路(38),用于在连接到供电单元(6)的多路配电器(18)上时与其它供电线(22)的充电控制器(32)的以信号技术的通信,其中所述充电控制器(32)具有控制器(34),用于执行根据权利要求1至3之一所述的方法。
5.一种用于给电驱动或电可驱动机动车(4)充电的设备(2),所述设备具有:
- 连接或能连接到供电电网(10)上的供电单元(6),所述供电单元具有充电点(14)并且具有连接到所述充电点(14)上的多路配电器(18);和
- 根据权利要求4所述的供电线(22),用于所述机动车(4)和所述供电单元(6)的导电连接。
6.根据权利要求5所述的设备(2),
其特征在于,
所述供电电网(10)是多相交变电网、尤其是三相交变电网。
7.根据权利要求5或6所述的设备(2),
其特征在于,
所述多路配电器(18)具有插排,用于建立与所述供电线(22)的插头(24)的保护触点插拔连接。
CN201910175594.2A 2018-03-08 2019-03-08 给电驱动或电可驱动机动车充电的方法和设备以及充电线 Active CN110239381B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018203541.5 2018-03-08
DE102018203541.5A DE102018203541A1 (de) 2018-03-08 2018-03-08 Verfahren und Vorrichtung zum Laden eines elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugs sowie Ladekabel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110239381A true CN110239381A (zh) 2019-09-17
CN110239381B CN110239381B (zh) 2022-08-12

Family

ID=67701659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910175594.2A Active CN110239381B (zh) 2018-03-08 2019-03-08 给电驱动或电可驱动机动车充电的方法和设备以及充电线

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN110239381B (zh)
DE (1) DE102018203541A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110901453B (zh) * 2019-11-21 2021-01-01 科华恒盛股份有限公司 多枪充电桩的输出切换控制方法、装置、设备及存储介质

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011017259A1 (de) * 2011-04-15 2012-10-18 Volkswagen Ag Vorrichtung zur Herstellung eines elektrischen Anschlusses eines Verbrauchers an ein Stromversorgungssystem sowie Anschlusssystem
DE102011084216A1 (de) * 2011-10-10 2013-04-11 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Steuern des elektrischen Ladens mehrerer Elektrofahrzeuge und Verfahren zum elektrischen Laden mehrerer Elektrofahrzeuge
CN105391111A (zh) * 2014-09-01 2016-03-09 Ls产电株式会社 车辆充电设备和方法
CN105416078A (zh) * 2014-09-15 2016-03-23 Ls产电株式会社 电动车辆充电装置
CN105826993A (zh) * 2015-01-26 2016-08-03 保时捷股份公司 充电设备、充电站和用于控制充电设备的方法
CN105849982A (zh) * 2014-01-31 2016-08-10 西门子公司 用于电动车的电连接装置和充电电缆
CN106143198A (zh) * 2016-07-20 2016-11-23 王镇 一种具有多个充电端口的电动汽车直流充电桩及控制方法
CN106585413A (zh) * 2016-12-23 2017-04-26 长园深瑞继保自动化有限公司 多直流充电桩并联自动充电的方法
CN106816935A (zh) * 2017-04-01 2017-06-09 江苏万帮德和新能源科技有限公司 充电桩的充电方法及充电桩
CN107492773A (zh) * 2016-08-25 2017-12-19 宝沃汽车(中国)有限公司 一种电动车用多功能充电线缆及电动车
CN107554318A (zh) * 2016-07-01 2018-01-09 现代自动车株式会社 缆上控制盒、电动车辆充电方法及供应设备通信控制器
KR20180003996A (ko) * 2016-07-01 2018-01-10 현대자동차주식회사 전기차 충전 케이블에 탑재되는 인-케이블 컨트롤 박스 및 이를 이용한 전기차 충전 방법

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202011110765U1 (de) 2011-02-04 2016-05-19 Insys Microelectronics Gmbh Vorrichtung zur Festlegung des maximal zur Verfügung stehenden Ladestroms beim Laden von Elektrofahrzeugen
JP5933689B2 (ja) 2011-05-04 2016-06-15 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトSiemens Aktiengesellschaft 電気エネルギを供給する方法および装置
DE102011107628A1 (de) 2011-06-30 2013-01-03 Rwe Ag Ladevorrichtung für elektrofahrzeuge und verfahren zum laden von elektrofahrzeugen
US9290104B2 (en) * 2012-08-24 2016-03-22 The Regents Of The University Of California Power control apparatus and methods for electric vehicles
CN202797500U (zh) * 2012-09-01 2013-03-13 长沙理工大学 一种电动汽车充放电多功能智能插座
WO2014175897A2 (en) * 2013-04-26 2014-10-30 Schneider Electric USA, Inc. Method of branch circuit capacity utilization for electric vehicle charging

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011017259A1 (de) * 2011-04-15 2012-10-18 Volkswagen Ag Vorrichtung zur Herstellung eines elektrischen Anschlusses eines Verbrauchers an ein Stromversorgungssystem sowie Anschlusssystem
DE102011084216A1 (de) * 2011-10-10 2013-04-11 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Steuern des elektrischen Ladens mehrerer Elektrofahrzeuge und Verfahren zum elektrischen Laden mehrerer Elektrofahrzeuge
CN105849982A (zh) * 2014-01-31 2016-08-10 西门子公司 用于电动车的电连接装置和充电电缆
CN105391111A (zh) * 2014-09-01 2016-03-09 Ls产电株式会社 车辆充电设备和方法
CN105416078A (zh) * 2014-09-15 2016-03-23 Ls产电株式会社 电动车辆充电装置
CN105826993A (zh) * 2015-01-26 2016-08-03 保时捷股份公司 充电设备、充电站和用于控制充电设备的方法
CN107554318A (zh) * 2016-07-01 2018-01-09 现代自动车株式会社 缆上控制盒、电动车辆充电方法及供应设备通信控制器
KR20180003996A (ko) * 2016-07-01 2018-01-10 현대자동차주식회사 전기차 충전 케이블에 탑재되는 인-케이블 컨트롤 박스 및 이를 이용한 전기차 충전 방법
CN106143198A (zh) * 2016-07-20 2016-11-23 王镇 一种具有多个充电端口的电动汽车直流充电桩及控制方法
CN107492773A (zh) * 2016-08-25 2017-12-19 宝沃汽车(中国)有限公司 一种电动车用多功能充电线缆及电动车
CN106585413A (zh) * 2016-12-23 2017-04-26 长园深瑞继保自动化有限公司 多直流充电桩并联自动充电的方法
CN106816935A (zh) * 2017-04-01 2017-06-09 江苏万帮德和新能源科技有限公司 充电桩的充电方法及充电桩

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018203541A1 (de) 2019-09-12
CN110239381B (zh) 2022-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11667207B2 (en) Device and method for charging electric vehicle with different charging standards
CN105247754B (zh) 车辆
EP2542445B1 (en) System, devices and method for charging a battery of an electric vehicle
CN111071043A (zh) 可重新配置的微电网
US20190106005A1 (en) Motor vehicle comprising an electrical energy store and two charging interfaces, charging system and method
CN107107763A (zh) 用于在电力驱动车辆中进行电力供应的电源电路、以及固定式能量供应***
CN110116645A (zh) 充电***以及给电动车辆充电的方法
CN109946555A (zh) 电气化车辆接地故障监测***
CN102741084A (zh) 车辆的显示***及具有该***的车辆
CN111497664B (zh) 用于电动车辆的具有至少两个充电控制器的多充电桩
CN106042885B (zh) 一种插电式混合动力汽车用双向供电***
CN106515456B (zh) 一种高压***集成控制方法、装置及纯电动汽车
CN115891755A (zh) 电动车辆的耦合***
CN104723897B (zh) 交直流一体智能充电连接装置
JP6362832B2 (ja) 接触器の絶縁の方法および装置
CN110239381A (zh) 给电驱动或电可驱动机动车充电的方法和设备以及充电线
CN110435453A (zh) 一种用于车辆的充放电装置及方法
CN110576763A (zh) 用于蓄能器的移动式放电设备
US9902269B2 (en) Communication method
CN109017345A (zh) 用于机动车的充电设备,机动车,充电***以及运行方法
CN206171363U (zh) 重型车辆电源管理***
CN114056160A (zh) 用于对机动车辆的牵引电池进行充电的方法
US20170021735A1 (en) System and method for charging a plurality of electric vehicles
CN207433308U (zh) 一种基于能量均衡充电的车辆直流充电***
CN209852087U (zh) 集线器及电动汽车的电池高压控制***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant