充電站的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種充電站（10），帶有連接電動汽車（40）的充電電纜（30）的電充電端口（20）和具有在過載下斷開流經過載防護裝置（80）的充電電流（I1-I3）的開關裝置（85）的過載防護裝置（80），其中所述充電站（10）適合于在充電端口（20）讀出說明充電電纜（30）的電負載容量的負載容量標識（K）。根據本發(fā)明設置，在充電站（10）的充電端口（20）連接單相或多相的饋線（70），經過所述饋線使充電電流（I1-I3）與充電電纜（30）的負載容量標識（K）無關地流向充電站（10）的充電端口（20），過載防護裝置（80）連接在饋線（70）上并監(jiān)視所述饋線，其中過載防護裝置（80）是自動切換的過載防護裝置（80），其對充電電纜（30）的至少兩個負載容量標識（K）分別存儲至少一個標識獨特的觸發(fā)標準（I16A-I70A），并且其中過載防護裝置（80）適合于根據充電電纜（30）的負載容量標識（K）自動選擇與至少一個負載容量標識（K）相對應的標識獨特的觸發(fā)標準（I16A-I70A）并根據所選擇的觸發(fā)標準（I16A-I70A）斷開在饋線（70）上布置的過載防護裝置（80）的開關裝置（85）。
【專利說明】充電站
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種帶有按照權利要求1的前序部分的特征的充電站。
【背景技術】
[0002]該類型的充電站例如由西門子公司基于產品名稱Charge CP700A和CP500A來銷售。這樣的充電站配備有用于連接電動汽車的充電電纜的電充電端口，并且能夠在充電端口讀出明確說明所連接的充電電纜的電負載容量的負載容量標識。這些充電站具備用于在過載情況下斷開充電電流的過載防護裝置。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明基于這樣的技術問題，即給出一種充電站，其既實現了充電過程的可靠監(jiān)視，而又可以成本低廉地制造。
[0004]上述技術問題按照本發(fā)明通過帶有按照權利要求1的特征的充電站來解決。根據本發(fā)明的充電站的具有優(yōu)勢的構造在從屬權利要求中給出。
[0005]然后根據本發(fā)明設置，在充電站的充電端口上連接單相或多相的饋線，通過所述饋線，充電電流與充電電纜的負載容量標識無關地流向充電站的充電端口，過載防護裝置連接在饋線上并且監(jiān)視所述饋線，其中所述過載防護裝置是自動切換的過載防護裝置，在其之中對于充電電纜的至少兩個負載容量標識分別存儲至少一個標識獨特的觸發(fā)標準，并且其中所述過載防護裝置適合于，取決于充電電纜的負載容量標識自動選擇與至少一個負載容量標識相對應的標識獨特的觸發(fā)標準并且取決于所選擇的觸發(fā)標準斷開在饋線上布置的過載防護裝置的開關裝置。
[0006]根據本發(fā)明的充電站的一個主要的優(yōu)點在于，充電過程借助唯一的過載防護裝置可以完全被監(jiān)視。在根據本發(fā)明的充電站的情況下也就是說充電電流與充電電纜的負載容量標識無關地始終通過相同的單相或多相的饋線傳導到充電站的充電端口，從而通過監(jiān)視該(中央)饋線可以借助唯一的過載防護裝置實現充電過程的有效控制。當然例如出于冗余原因也可以在該(中央)饋線或其它位置還連接其它的或額外的過載防護裝置，如果出于安全原因而希望這樣做的話。
[0007]使得此類的充電站的制造變得尤其簡單和隨之具有優(yōu)勢的是，過載防護裝置具有存儲有至少兩個標識獨特的觸發(fā)標準的存儲器。
[0008]過載防護裝置優(yōu)選具有與存儲器相連的計算裝置，其適合于，結合所連接的充電電纜的分別的負載容量標識，從存儲器中讀出與至少一個該負載容量標識相對應的并且在存儲器中存儲的標識獨特的觸發(fā)標準。
[0009]考慮到特別高的故障安全而被看作具有優(yōu)勢的是，過載防護裝置直接與充電端口相連接，并且適合于自行(或無需其它組件的介入)讀出所連接的充電電纜的負載容量標識。
[0010]作為負載容量獨特的觸發(fā)標準可以存儲有例如最大電流值、觸發(fā)特征曲線和/或計算指引，其由計算裝置在評估所測得的充電電流時被引用。術語觸發(fā)標準因此被廣義理解。
[0011]被看作具有優(yōu)勢的是，過載防護裝置具有與計算裝置相連接的測量裝置，其確定明確說明饋線負載的測量值并且傳輸給計算裝置。測量裝置例如可以是測量經過饋線的電流的電流測量裝置。
[0012]所述饋線可以是單相或多相的。在多相的饋線的情況下被看作具有優(yōu)勢的是，所述自動切換的過載防護裝置監(jiān)視多相的饋線的單相、多相或所有相。
[0013]在多相的饋線的情況下被看作具有優(yōu)勢的是，進行相位單獨的監(jiān)視和控制。過載防護裝置優(yōu)選適合于，與在饋線的相上的電流負載的對稱性無關地執(zhí)行多相的饋線的相的斷開。
[0014]根據特別優(yōu)選的構造設置，開關裝置對于多相的饋線的每個相具有可以單獨控制的開關，并且過載防護裝置如此被構造，使得其單獨地監(jiān)視多相的饋線的相并且在過載情況下單獨地斷開。
[0015]為了達到過載防護裝置的遠程參數化而被看作具有優(yōu)勢的是，所述過載防護裝置具有接口模塊，并且所述過載防護裝置的控制裝置如此被編程，使得通過遠程參數化可以實現標識獨特的觸發(fā)標準的變化。
[0016]本發(fā)明除此以外涉及到一種用于監(jiān)視充電站的充電過程的方法，在所述充電站的電充電端口連接了電動汽車的提供有負載容量標識的充電電纜。
[0017]根據本發(fā)明與此類方法相關地設置，借助自動切換的過載防護裝置來監(jiān)視饋線，所述饋線連接到充電站的充電端口并且通過所述饋線使充電電流與充電電纜的負載容量標識無關地流向充電站的充電端口，其中取決于充電電纜的負載容量標識地從過載防護裝置的存儲器中讀出與負載容量標識相對應的標識獨特的觸發(fā)標準，并且在過載情況下斷開在饋線中布置的開關裝置，所述過載情況借助過載防護裝置按照所選擇的觸發(fā)標準來確定。
[0018]關于根據本發(fā)明的方法的優(yōu)點參見上面描述的根據本發(fā)明的充電站的優(yōu)點，因為根據本發(fā)明的充電站的優(yōu)點基本上符合于根據本發(fā)明的方法的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]接下來結合實施例進一步解釋本發(fā)明，在此示例性示出:
[0020]圖1表示帶有根據本發(fā)明的充電站的第一實施例，在所述充電站上通過充電電纜連接電動汽車，
[0021]圖2表示帶有根據本發(fā)明的充電站的第二實施例，其中所述充電站的過載防護裝置直接與充電電纜的標識導體(Kennungsleiter)相連接并且讀出充電電纜的負載容量標識，
[0022]圖3表示帶有根據本發(fā)明的充電站的第三實施例，其中所述電動汽車的充電借助電壓源進行，和
[0023]圖4表示帶有根據本發(fā)明的充電站的第四實施例，其中在充電站的三相饋線上連接有三相充電電纜。
[0024]在附圖中出于清晰性的考慮相同或類似的組件始終使用同樣的附圖標記?！揪唧w實施方式】
[0025]在圖1中可以識別出充電站10，其具有例如以電纜插座形式存在的充電端口 20。在充電站10的充電端口 20上連接有充電電纜30，其電連接充電端口 20與電動汽車40。所述電動汽車40通過充電電纜30由充電站10充電。
[0026]充電站10包括連接到充電端口 20的控制裝置50。所述控制裝置50控制可控電流源60，所述電流源生成為電動汽車40的充電而設置充電電流II。
[0027]在充電端口 20上連接有饋線70，所述饋線連接充電端口 20與可控電流源60并且實現在充電電纜30中的充電電流Il的饋電。所述饋線70在按照圖1的實施例中是單相的，并且具有相線導體LI以及回線N。
[0028]圖1示出，充電電纜30同樣是單相的并且包括兩根傳輸電流的導體，所述導體以附圖標記LI’和N’標記。導體LI’在此與饋線70的相線導體LI相連,而導體N’與饋線70的回線N’相連。除此以外充電電纜30包括標識導體LK，其實現了明確說明充電電纜30的電負載容量的負載容量標識K的讀出。所述負載容量標識K可以例如說明，充電電纜30最大允許負載電流16A、20A、32A、63A或70A。
[0029]除此以外在圖1識別出，充電站10包括連接到饋線70的過載防護裝置80。所述過載防護裝置80包括電流測量裝置81，其測量饋線70中的相線導體LI中的電流和生成相應的電流測量值Im。在電流測量裝置81上連接有過載防護裝置80的計算裝置82。與該計算裝置82連接有存儲器83，在其之中存儲有程序模塊P。所述程序模塊P含有控制程序，其定義了用于監(jiān)視充電站10的計算裝置82的工作方式。
[0030]除了程序模塊P，在存儲器83中還存儲有標識獨特的觸發(fā)標準，所述觸發(fā)標準以附圖標記I16A、I20A、I32A、I63A和I70A標識。標識獨特的觸發(fā)標準可以例如是觸發(fā)特征曲線或觸發(fā)曲線以及替代的最大值，如同例如最大電流值、最大功率值或最大能量值。
[0031]過載防護裝置80還包括與計算裝置82連接的接口模塊84。所述接口模塊84能夠實現對過載防護裝置80的遠程參數化，例如可以通過接口模塊84從外部對程序模塊P并由此對計算裝置82的工作方式進行遠程參數設置。額外地或替代地，如果需要或顯現有利時，可以通過其它標識獨特的觸發(fā)標準來代替所述標識獨特的觸發(fā)標準I16A至I70A。
[0032]過載防護裝置80除此以外配備有包括開關85a的開關裝置85。所述開關85a連接到饋線70的相線導體LI上，并且能夠在由計算裝置82生成相應的控制信號ST時，斷開通過相線導體LI的充電電流Il并隨之完全斷開通過饋線70的充電電流。
[0033]根據圖1的裝置能夠例如如下描述:
[0034]在充電電纜30被連接到充電站10的充電端口 20和隨之在電動汽車40和充電站10之間的電連接被建立之后，控制裝置50可以從連接到充電端口 20上的充電電纜30的標識導體LK讀出負載容量標識K。所述負載容量標識K可以例如說明，充電電纜30可以負載哪一種最大充電電流。接下來示例性假設，所述負載容量標識K示出最大充電電流為32A。所述控制裝置50隨之如此控制可控電流源60，使得充電電流Il完全不會或至少不會長期超過預先規(guī)定的充電電流32A。
[0035]在充電過程期間過載防護裝置80并行地或額外地監(jiān)視充電過程，并且當最大充電電流32A被短時間或超過預先規(guī)定的時間間隔被超過時，借助開關裝置85或借助開關85a中斷充電過程。為此，計算裝置82從控制裝置50中讀出說明了充電電纜30的負載容量的負載容量標識K。結合負載容量標識K由計算裝置82再一次讀取存儲器83，并且從存儲器83讀出與負載容量標識K相對應的標識獨特的觸發(fā)標準。因為負載容量標識K說明了最大電流32A，計算裝置82在根據圖1的實施例的情況下從存儲器83讀出標識獨特的觸發(fā)標準I32A，并且使用于電流測量值Im的評估。
[0036]計算裝置82結合所讀出的標識獨特的觸發(fā)標準I32A對電流測量值Im評估和檢查，充電電纜30是否過載。在最簡單的情況下，當電流測量值Im說明充電電流超過最大電流值32A時，計算裝置82始終能夠操縱開關裝置85。然而被視為特別具有優(yōu)勢的是，如果計算裝置82在最大電流值32A被超過的情況下不是立刻中斷充電過程，而是首先等待，是否充電電流Il長期或持續(xù)地超過最大電流值32A。例如計算裝置82可以將電流測量值Im關于預先給定的時間段積分，并且當積分超過預先給定的極限值時，生成用于關掉開關85a的控制信號ST。電流測量值Im的評估的類型和在生成用于斷開開關85a的控制信號ST時的操作方法通過標識獨特的觸發(fā)標準(或標識獨特的多個觸發(fā)標準)I32A來確定。觸發(fā)標準I32A可以包括極限值(例如是最大電流值或最大積分值)和用于測量值Im的計算規(guī)則，以便獲得關于充電過程的繼續(xù)或終止的決定。術語觸發(fā)標準因此被廣義理解。
[0037]如果計算裝置82在將觸發(fā)標準I32A應用于電流測量值Im的情況下確定了充電電纜30過載，則其生成控制信號ST，借助所述控制信號將開關裝置85的開關85a打開并將充電過程中斷。
[0038]如同上面的實施例可以獲悉，根據圖1的充電站10這樣的表現優(yōu)異，盡管可以在引入不同的負載容量標識K下以不同的充電電流執(zhí)行充電過程，但是可以借助唯一的過載防護裝置80進行對充電過程的監(jiān)視。這些是可行的，因為過載防護裝置80連接在中央饋線70之上，而取決于分別的負載容量標識K執(zhí)行饋線70的監(jiān)視。
[0039]圖2示出帶有充電站10的裝置，其中過載防護裝置80直接與充電站10的充電端口 20相連接，從而充電電纜30的標識導體LK可以連接到過載防護裝置80上。這些實現了過載防護裝置80直接從充電電纜30讀出負載容量標識K，并且與控制裝置50無關地進行饋線70的負載容量標識獨特的監(jiān)視。
[0040]不同于根據圖1的實施例，過載防護裝置80也可以在單獨考慮充電電纜30的負載容量的下監(jiān)視饋線70，而不必要求控制裝置50的合作。即使控制裝置50不完善地工作或完全損壞，過載防護裝置80也可以阻止過高的充電電流Il被饋入到充電電纜30中，因為不同于根據圖1的實施例，根據圖2的過載防護裝置80在關于負載容量標識K的接收方面與控制裝置50的合作無關。
[0041]圖3示出帶有充電站10和電動汽車40的裝置的實施例，在所述裝置中電動汽車40的充電借助電壓源100進行。如果充電電纜30將電動汽車40和充電站10連接起來，則充電電流Il由電壓源100流向電動汽車40的方向。在這里充電過程的監(jiān)視通過過載防護裝置80獨立進行，所述過載防護裝置通過充電電纜30的標識導體LK讀出說明了充電電纜30的負載容量的負載容量標識K。
[0042]隨之過載防護裝置80的計算裝置82可以，如同這些在細節(jié)上聯(lián)系圖1所描述的，監(jiān)視充電電流II，并且在存儲在存儲器83中的標識獨特的觸發(fā)標準被超過的情況下，當所獲取的電流測量值Im根據標識獨特的觸發(fā)標準太高并出現或面臨充電電纜過載時，打開開關裝置85的開關85a。
[0043]圖4示出實施例，其中充電電纜30是三相的，并且包括三根傳輸電流的相線導體L1’、L2’和L3’以及回線N’。額外相對于所謂的四根導體還存在有標識導體LK，其實現了負載容量標識K的讀出。
[0044]充電站10的充電端口 20相應地同樣設計用于三相端口。如此在圖4中可以識別出，在充電端口 20上連接有包括三根相線導體LI’、L2’和L3’以及回線N的三相饋線70。通過三相饋線70使充電端口 20與三相電流源或電壓源110相連接，其不受控地(或替代地通過在圖4中未示出的控制裝置控制地)將充電電流以相電流I1、12和13的形式通過三相饋線70和充電端口 20饋入到充電電纜30并隨之饋入到電動汽車40。
[0045]不同于根據圖1至3的實施例，根據圖4的過載防護裝置80同樣三相地被實施。其包括三個布置在饋線70的相線導體L1、L2和L3之上的電流測量裝置81a、81b和81c。由電流測量裝置所測得的相線獨立的電流測量值Iml、Im2和Im3到達計算裝置82，其將這些測量值相線獨立地評估。在此計算裝置82使用負載容量標識K，所述負載容量標識由計算裝置直接從充電端口 20或充電電纜30的標識導體LK獲得。
[0046]在根據圖4的實施例的情況下也存在過載防護裝置80與充電端口 20之間的直接連接，以便實現通過過載防護裝置80直接讀出負載容量標識K，而無需充電站10的其它組件的介入。
[0047]如果計算裝置82在讀出標識獨特的觸發(fā)標準之后確定相電流測量值Iml、Im2和/或Im3過高，則其中斷充電過程，其方法是要么僅僅斷開過載所涉及的相線導體L1、L2和/或L3，或替代地中斷整個充電過程，其方法是斷開所有相線導體L1、L2和L3，即使僅僅單個相線導體被涉及。
[0048]為了斷開單個的相線導體或所有相線導體，根據圖4的過載防護裝置80配備有總共包括三個開關85a、85b和85c的開關裝置85。這三個開關分別對應于饋線70的一個相線導體，并且實現了饋線70的相線獨立的斷開。
[0049]盡管本發(fā)明通過優(yōu)選的實施例在細節(jié)上被具體圖示和描述，這并不通過所公開的示例限制了本發(fā)明，而其它變形也可以由專業(yè)人員由此推導出來，而不會脫離本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種充電站(10)，具有: -充電端口(20)，用于連接電動汽車(40)的充電電纜(30)，和 -帶有開關裝置(85)的過載防護裝置(80)，該開關裝置用于在過載情況下斷開流經過載防護裝置(80)的充電電流(11-13)， -其中所述充電站(10)適合于，在充電端口( 20)讀出明確說明充電電纜(30)的電負載容量的負載容量標識(K ), 其特征在于， -在充電站(10)的充電端口(20)連接單相或多相的饋線(70)，經過所述饋線使所述充電電流(11-13)與充電電纜(30)的負載容量標識(K)無關地流向充電站(10)的充電端口(20)， -所述過載防護裝置(80)連接在所述饋線(70)上并且監(jiān)視所述饋線， -其中，所述過載防護裝置(80)是自動切換的過載防護裝置(80)，在其之中對于充電電纜(30)的至少兩個負載容量標識(K)分別存儲至少一個標識獨特的觸發(fā)標準(I16A-170A)，并且 -其中，所述過載防護裝置(80)適合于，取決于充電電纜(30)的負載容量標識(K)自動選擇與至少一個負 載容量標識(K)相對應的標識獨特的觸發(fā)標準(I16A-170A)，并且取決于所選擇的觸發(fā)標準(I16A-170A)斷開在饋線(70)上布置的過載防護裝置(80)的開關裝置(85)。
2.根據權利要求1所述的充電站(10)，其特征在于， -所述過載防護裝置(80 )具有存儲器(83 )，在其之中存儲有至少兩個標識獨特的觸發(fā)標準(I16A-170A)，并且 -所述過載防護裝置(80)具有與存儲器(83)相連的計算裝置(82)，其適合于，結合所連接的充電電纜(30)的分別的負載容量標識(K)從存儲器(83)中讀出與至少一個該負載容量標識(K)相對應的并且在存儲器(83)中存儲的標識獨特的觸發(fā)標準(I 16A-170A)。
3.根據上述權利要求中任一項所述的充電站(10)，其特征在于，所述過載防護裝置(80)直接與充電端口(20)相連接，并且能夠自行讀出所連接的充電電纜(30)的負載容量標識(K)。
4.根據上述權利要求中任一項所述的充電站(10)，其特征在于，作為負載容量標識獨特的觸發(fā)標準(I16A-170A)存儲有最大電流值、觸發(fā)特征曲線和/或計算指引。
5.根據上述權利要求中任一項所述的充電站(10)，其特征在于，所述過載防護裝置(80)具有與計算裝置(82)相連接的測量裝置(81a-81c)，所述測量裝置確定明確說明饋線(70)的負載的測量值(Iml-1m3)，并且傳輸給計算裝置(82)。
6.根據權利要求5所述的充電站(10)，其特征在于，所述測量裝置是測量經過所述饋線(70)的電流的電流測量裝置(81)。
7.根據上述權利要求中任一項所述的充電站(10)，其特征在于， -所述饋線(70)是多相的，并且 -所述自動切換的過載防護裝置(80)監(jiān)視多相的饋線(70)的單相、多相或所有相。
8.根據權利要求7所述的充電站(10)，其特征在于， -所述開關裝置(85 )對于多相的饋線(70 )的每一相具有單獨的可控開關(85a-85c )，和 -所述過載防護裝置(80)如此被構造，使得其單獨監(jiān)視多相的饋線(70)的相，并且在過載情況下單獨斷開。
9.根據權利要求7或8中任一項所述的充電站(10)，其特征在于，所述過載防護裝置(80)適合于，與在饋線(70)的相上的電流負載的對稱性無關地執(zhí)行多相的饋線(70)的相的斷開。
10.根據上述權利要求中任一項所述的充電站(10)，其特征在于， -所述過載防護裝置(80 )具有接口模塊(84 )，和 -所述過載防護裝置(80)的控制裝置(50)如此被編程，使得通過遠程參數化能夠改變標識獨特的觸發(fā)標準(116A-170A)。
11.一種用于監(jiān)視充電站(10)的充電過程的方法，在充電站的電充電端口( 20)連接了電動汽車(40)的提供負載容量標識(K)的充電電纜(30)，其特征在于， -借助自動切換的過載防護裝置(80)監(jiān)視饋線(70)，所述饋線連接到充電站(10)的充電端口(20)，并且通過所述饋線使充電電流(I)與充電電纜(30)的負載容量標識(K)無關地流向充電站(10)的充電端口(20)， -其中，取決于充電電纜(30)的負載容量標識(K)地從過載防護裝置(80)的存儲器(83)中讀出與負載容量標 識(K)相對應的標識獨特的觸發(fā)標準(I16A-170A)，并且在過載情況下斷開在饋線(70)中布置的開關裝置(85)，所述過載情況借助過載防護裝置(80)按照所選擇的觸發(fā)標準(116A-170A)來確定。
【文檔編號】H02J7/00GK103813931SQ201180073242
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2011年9月7日 優(yōu)先權日:2011年9月7日
【發(fā)明者】R.格勒特 申請人:西門子公司