用于從ac供電系統對高壓電池電力充電的方法和設備的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種用于從AC供電系統對高壓電池、尤其是牽引用蓄電池電力充電的方法，該方法包括以下特征：該高壓電池借助于一個充電裝置(OBC)而被連接至該AC供電系統，該充電裝置包括多個電壓軌(L1，L2，L3)，其中，各電壓軌(L1，L2，L3)都被指配有一個濾波電容器(Cy)；計算該AC供電系統的最高可能充電功率；在這些電壓軌(L1，L2，L3)中選擇至少一個電壓軌(L1，L2，L3)，該至少一個電壓軌對于經計算的充電功率是非必要的；并且關斷被指配給非必要的電壓軌(L1，L2，L3)的濾波電容器(Cy)。本發明進一步提供了相應的設備、相應的計算機程序和相應的存儲介質。
【專利說明】
用于從AC供電系統對高壓電池電力充電的方法和設備
技術領域
[0001] 本發明設及一種用于從AC供電系統對高壓電池、尤其對牽引用蓄電池進行電力充 電的方法。本發明進一步設及相應的設備、相應的計算機程序和相應的存儲介質。
【背景技術】
[0002] 用于電力驅動車輛的車輛側充電設備是充分已知的。運類電力驅動車輛具有DC高 壓電池，該DC高壓電池可W經由一個車輛側充電裝置被連接至固定的AC供電系統，用W對 該DC高壓電池充電。在運種情況下，該車輛側充電裝置包括一個輸入濾波器，該輸入濾波器 用于干擾抑制該AC供電系統方向上的線路傳導發射。
[0003] 有時在所描述類型的供電系統中使用專用的安全干擾抑制電容器。為了抑制外導 體和中性導體相對于地的在相同相位中產生的所謂的共模干擾（GleichtaktstSrungeii)， 在此使用特別安全和防過電壓的電容器。然而，其電容禪合導致電流，在通常工作條件下， 該電流本身經由保護導體在不希望的電流路徑中流動。根據IEV 195-05-15,運種電流對于 電氣工程師已知為泄漏電流，并且運種電流例如可W使漏電斷路器跳閩。
[0004] 然后，如果將多個充電裝置并聯地電連接在車輛側上用W增加電力充電功率，貝U 泄漏電流也會增加。作為結果，可能會超過法定規定。
[0005] US 5,672,952披露了用于減少泄漏電流的一種電池充電控制器，該電池充電控制 器對指配的充電裝置的供電系統元件兩端的電壓進行監測，如果通道元件兩端的電壓基本 上等于零時，則該電池充電控制器打開開關，禁止電流流過該控制器。
[0006] 相比之下，US 2013/0308230A1提出一種用于車輛蓄電池的充電設備，該充電設備 包括絕緣電阻檢測電路、充電電路、泄漏電流檢測電路和去禪電路。該絕緣電阻檢測電路包 含一個禪合電容器并且被安排在蓄電池與車身之間，W用于檢測該蓄電池與該車身之間的 絕緣電阻。該充電電路將由交流電源供應的交流電轉換成直流電，并且在輸入端子和輸出 端子并未絕緣的狀態下W及在車身被聯接到地的狀態下對該蓄電池充電。該泄漏電流檢測 電路檢測該充電電路與地之間的泄漏電流。該去禪電路在該蓄電池的充電過程中使該絕緣 電阻檢測電路與該蓄電池或該車身脫離聯接。
【發明內容】
[0007] 本發明提供了在下述1、7、9-10中所述的用于從AC供電系統對高壓電池進行電力 充電的方法、相應的設備、相應的計算機程序W及相應的存儲介質。
[000引1. 一種用于從AC供電系統對高壓電池電力充電的方法，其特征為W下特征：
[0009]-該高壓電池借助于一個充電裝置(OBC)而被連接至該AC供電系統，該充電裝置包 括多個電壓軌化1，L2，L3)，其中，各個電壓軌化1，L2，L3)都指配有一個濾波電容器(Cy)， [0010]-計算該AC供電系統的最高可能充電功率，
[0011]-在運些電壓軌化1，L2，L3)中選擇至少一個電壓軌化1，1^2，1^3)，該至少一個電壓 軌對于經計算的充電功率是非必要的，并且
[0012]-關斷被指配給非必要的電壓軌化1，L2，L3)的濾波電容器(Cy)。
[001引 2.如上述1所述的方法，
[0014] 其特征在于
[0015] 被指配給一個電壓軌化1，L2，L3)的濾波電容器(切)將該電壓軌化1，L2，L3)連接 至該AC供電系統的一個保護導體(PE)，其中，該濾波電容器(Cy)是一個Y型電容器(Cy)。
[0016] 3.如上述2所述的方法，
[0017] 其特征在于
[0018]該Y型電容器(切)是借助于將該Y型電容器(切)連接至該保護導體(PE)的一個金 屬氧化物半導體場效應管（10)而被關斷的。
[0019] 4.如上述3所述的方法，
[0020] 其特征在于
[0021] 該Y型電容器(切)是借助于該充電裝置(OBC)的一個開關矩陣而被關斷的，該開關 矩陣包括被選擇的該金屬氧化物半導體場效應管（10)。
[0022] 5.如上述1至4中任一項所述的方法，
[0023] 其特征在于
[0024] 計算該充電功率、選擇所述電壓軌化1，L2，L3) W及關斷所述濾波電容器(切)包括 安全詢問。
[0025] 6.如上述1至5中任一項所述的方法，
[00%] 其特征在于
[0027] 計算該充電功率包括AC電壓測量(22)。
[0028] 7. -種用于尤其在如上述1至6中任一項所述的方法中從AC供電系統對高壓電池 進行電力充電的設備，
[0029] 其特征為W下特征：
[0030] -該設備首先可連接至該高壓電池并且其次可連接至該AC供電系統，
[0031] -該設備包括多個電壓軌化1，L2，L3)和多個濾波電容器(Cy),其中各個電壓軌 化1，L2，L3)都指配有一個濾波電容器(Cy)，
[0032] -該設備包括一個充電功率計算模塊（12)，該充電功率計算模塊用于計算該AC供 電系統的最高可能充電功率，
[0033] -該設備包括一個電壓軌選擇模塊（14)，該電壓軌選擇模塊被連接至該充電功率 計算模塊（12)并且用于在運些電壓軌化1，L2，L3)中選擇對于經計算的充電功率是非必要 的電壓軌化1，12，1^3)，并且
[0034] -該設備包括一個濾波電容器關斷模塊（16)，該濾波電容器關斷模塊被連接至該 電壓軌選擇模塊（14)并且用于關斷被指配給所述非必要的電壓軌化1，L2，L3)的濾波電容 器(Cy)。
[0035] 8.如上述7所述的設備，
[0036] 其特征為
[0037] -個安全詢問模塊（18)被連接至該充電功率計算模塊（12)、該電壓軌選擇模塊 (14)和該濾波電容器關斷模塊(16)。
[0038] 9.-個計算機程序，該計算機程序被設計為實施如上述1至6中任一項所述的方法 的所有步驟。
[0039] 10. -種機器可讀存儲介質，該機器可讀存儲介質包括存儲在其上的如上述9所述 的計算機程序。
[0040] 所提出的方法是基于對可用的W及連接的AC基礎設施的智能識別。運種對邊界參 數的W上評定使得有效且自適應的AC濾波器控制成為可能。運種解決方案的一個優點在于 減少了泄漏電流，運是由各電壓軌的保護性斷開來實現的。
[0041] 上述2-6和8中指明了本發明的進一步有利的實施例。就此而言，將電壓軌連接至 AC供電系統的保護導體的濾波電容器能夠被實施為根據IEC 60384-1的Y型電容器。運種具 有有限電容的電容器大大減少了由于短路造成的失效的風險，并且因此改善了所提出方法 的電氣安全性和機械安全性。
[0042] 優選地，所述Y型電容器是借助于將該Y型電容器連接至該保護導體的一個金屬氧 化物半導體場效應管而被關斷的。相應的功率晶體管由快速開關時間W及穩定放大和響應 時間來識別。
【附圖說明】
[0043] 在附圖中展示了本發明的一個示例性實施例并且W下對其進行更詳細的說明。
[0044] 圖1展示了本發明的基本功能。
【具體實施方式】
[0045] 圖1展示了根據本發明的基于用于電力驅動車輛的牽引用蓄電池(未示出）的車輛 側充電裝置OBC的一個實施例的方法的效果。為此目的，一個計算機程序被存儲在該車輛的 相配的控制單元的機器可讀存儲介質上，所述計算機程序被設計用于執行W下所述的方法 步驟。
[0046] 在運種情況下，被實施為高壓電池的牽引用蓄電池首先借助于充電裝置OBC而連 接至該AC供電系統。為了增加抗干擾性，充電裝置OBC具有一個供電系統濾波器，該供電系 統濾波器包括=個濾波電容器切，其中，被實施為Y型電容器切的濾波電容器切中的每個濾 波電容器可W將指配給其的充電裝置OBC的電壓軌L1、L2、L3連接至該AC供電系統的保護導 體PE。然而任選地，所述的各連接可W借助于一個金屬氧化物半導體場效應管10而被中斷， 該金屬氧化物半導體場效應管被安排在相應的Y型電容器Cy與保護導體PE之間。
[0047] 根據本發明，現在首先借助于AC電壓測量22通過一個充電功率計算模塊12(僅在 附圖的下邊緣處示意性地表示)計算該AC供電系統的最高可能充電功率。然后，如果需要的 話，連接至所述充電功率計算模塊12的一個電壓軌選擇模塊14在運些電壓軌L1、L2、L3中選 擇對于提供經計算的充電功率而言不是絕對必需的一個或多個電壓軌Ll、L2、L3,并且將此 信息傳遞至連接的濾波電容器關斷模塊16。在此，充電功率計算模塊12、電壓軌選擇模塊14 和濾波電容器關斷模塊16在各自情況下雙向地連接至相關聯的安全詢問模塊18。
[0048] 濾波電容器關斷模塊16基于對其可用的控制指令最終選擇一個相配的開關矩陣 并且使Y型電容器切與保護導體PE斷開，該相配的開關矩陣至少部分地由金屬氧化物半導 體場效應管10實現。W此方式，中斷了從Y型電容器切經由金屬氧化物半導體場效應管10進 入保護導體PE的可能的泄漏電流。
【主權項】
1. 一種用于從AC供電系統對高壓電池電力充電的方法，其特征為以下特征： -該高壓電池借助于一個充電裝置(OBC)而被連接至該AC供電系統，該充電裝置包括多 個電壓軌(LI，L2，L3)，其中，各個電壓軌(LI，L2，L3)都指配有一個濾波電容器(Cy)， -計算該AC供電系統的最高可能充電功率， -在這些電壓軌(L1，L2，L3)中選擇至少一個電壓軌仏1，1^2兒3)，該至少一個電壓軌對 于經計算的充電功率是非必要的，并且 -關斷被指配給非必要的電壓軌(L1，L2，L3)的濾波電容器(Cy)。2. 如權利要求1所述的方法， 其特征在于 被指配給一個電壓軌(L1，L2，L3)的濾波電容器(Cy)將該電壓軌(L1，L2，L3)連接至該 AC供電系統的一個保護導體(PE)，其中，該濾波電容器(Cy)是一個Y型電容器(Cy)。3. 如權利要求2所述的方法， 其特征在于 該Y型電容器(Cy)是借助于將該Y型電容器(Cy)連接至該保護導體(PE)的一個金屬氧 化物半導體場效應管（10)而被關斷的。4. 如權利要求3所述的方法， 其特征在于 該Y型電容器(Cy)是借助于該充電裝置(OBC)的一個開關矩陣而被關斷的，該開關矩陣 包括被選擇的該金屬氧化物半導體場效應管（10)。5. 如權利要求1至4中任一項所述的方法， 其特征在于 計算該充電功率、選擇所述電壓軌(L1，L2，L3)以及關斷所述濾波電容器(Cy)包括安全 詢問。6. 如權利要求1至5中任一項所述的方法， 其特征在于 計算該充電功率包括AC電壓測量(22)。7. -種用于尤其在如權利要求1至6中任一項所述的方法中從AC供電系統對高壓電池 進行電力充電的設備， 其特征為以下特征： -該設備首先可連接至該高壓電池并且其次可連接至該AC供電系統， -該設備包括多個電壓軌(L1，L2，L3)和多個濾波電容器(Cy)，其中各個電壓軌(L1，L2， L3)都指配有一個濾波電容器(Cy)， -該設備包括一個充電功率計算模塊（12)，該充電功率計算模塊用于計算該AC供電系 統的最高可能充電功率， -該設備包括一個電壓軌選擇模塊（14)，該電壓軌選擇模塊被連接至該充電功率計算 模塊（12)并且用于在這些電壓軌(L1，L2，L3)中選擇對于經計算的充電功率是非必要的電 壓軌仏1兒2兒3)，并且 -該設備包括一個濾波電容器關斷模塊（16)，該濾波電容器關斷模塊被連接至該電壓 軌選擇模塊（14)并且用于關斷被指配給所述非必要的電壓軌（L1，L2，L3)的濾波電容器 (Cy)〇8. 如權利要求7所述的設備， 其特征為 一個安全詢問模塊（18)被連接至該充電功率計算模塊（12 )、該電壓軌選擇模塊（14)和 該濾波電容器關斷模塊(16)。9. 一個計算機程序，該計算機程序被設計為實施如權利要求1至6中任一項所述的方法 的所有步驟。10. -種機器可讀存儲介質，該機器可讀存儲介質包括存儲在其上的如權利要求9所述 的計算機程序。
【文檔編號】H02J7/02GK105846519SQ201610056642
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年1月27日
【發明人】D·斯貝塞
【申請人】保時捷股份公司