CN102811882A - 对充电电缆上温度变化的监控 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于确定充电设备的电流馈电线的温度变化的一种方法，其中在一个第一步骤中该电磁输入脉冲被耦合入该电流馈电线中，其中该电磁输入脉冲可以在该电流馈电线中被反射，并且反射的部分作为反射的电磁输出脉冲而返回到该充电设备中，在一个第二步骤中确定该反射电磁输出脉冲的脉冲形状，在一个第三步骤中把该反射电磁输出脉冲的脉冲形状与该反射参照脉冲的参照脉冲形状相比较，在一个第四步骤中根据两个脉冲形状的比较来确定温度变化。

Description

对充电电缆上温度变化的监控
现有技术
本发明基于根据独立权利要求的前序部分所述的一种方法。
比如由US 2006/0289463 A1已知了不同类型的方法来确定在电流馈电线中的温度变化。对在电流馈电线中温度变化的认识比如对于电动汽车的充电过程是必要的。
在已知的对电流馈电线中温度变化的确定中其缺点是，温度的变化借助传感器来测量，其中传感器定位在该电流馈电线的某一位置上并仅在该特定位置上来检测温度的变化。如果比如电动汽车在公共电网上通过家用插座而被充电，那么在电流馈电线中在一个较长的时间段上出现高的充电电流。因为不存在私人电网均匀的基础设施，并且电流馈电线比如在电缆直径、敷设方式、线路保护装置上是不同的，所以在大电流的情况下在电流馈电线中局部可能出现强烈的温升，并产生火灾和损坏的危险。另外公共电网的电流馈电线常常敷设在房屋墙壁内，并从而对于传感器的测量是不可到达的。从而不能在电流馈电线的所有点上借助传感器来检测温度变化。
本发明的优点
具有权利要求1所述特征的本发明方法所具有的优点是，其实现了对充电设备的电流馈电线中温度变化的监控，其中可以检测在整个电流馈电线中的温度变化。为此根据本发明而规定，在一个第一步骤中该充电设备的电子装置生成电磁输入脉冲，该输入脉冲被耦合入该充电设备的电流馈电线中。该输入脉冲在该电流馈电线中在高温位置被反射，其中反射的部分作为反射的电磁输出脉冲而返回到该充电设备中。在一个第二步骤中确定被反射电磁输出脉冲的脉冲形状，并在一个第三步骤中与反射参照脉冲的参照脉冲形状相比较。最后在一个第四步骤中根据该输出脉冲形状与参照脉冲形状的比较来确定温度变化。如果该方法应用在充电设备中以给电动汽车中的电池充电，那么就可以有利地以最大可能的电流来进行充电过程，而不必考虑家用电网的局部限制。该充电过程可以与本地所拥有的家用电网的基础设施无关地而被最佳地实施。
通过在从属权利要求中所述的措施，可以实现在独立权利要求中所述方法的有利改进。
该反射电磁输出脉冲的脉冲形状有利地在该充电过程开始时作为参照脉冲形状而被存储在该充电设备中，因为温度在开始时是低的，并然后在该充电过程进行中上升。从而该参照脉冲形状被分配给在该充电过程开始时该电流馈电线的温度，其中该温度通常是环境温度，并然后可以有利地被引用，以根据在反射输出脉冲形状与参照脉冲形状之间的比较来确定电流馈电线的温度变化。
另外有利地作为脉冲形状的尺度而使用了脉冲时长和脉冲幅度或者由频谱分析所获得的脉冲频谱。由于在电流馈电线中的温度变化，该电磁输入脉冲的脉冲形状在电流馈电线中进行反射之后而经历了在脉冲时长、脉冲幅度和脉冲频谱方面的变化，其有利地被应用来作为温度变化的尺度。用于确定电流馈电线温度变化的一个第一可能性是反射电磁输出脉冲与电磁参照脉冲的脉冲时长和/或脉冲幅度的比较。用于确定电流馈电线温度变化的另一可能性是该反射电磁输出脉冲与该电磁参照脉冲的由频谱分析所获得脉冲频谱的比较。
为确定温度变化而被耦合入电流馈电线中的该电磁输入脉冲有利地是低能量的，并具有在小于等于30伏特（DC）电压范围内的电压。一方面由此实现了位于充电设备中和电流馈电线上的电子装置不被损坏。另一方面保证了能够造价合理并简单地生成低能量的电磁输入脉冲。
有利地以时间变化的顺序（模式）来进行该输入脉冲到该电流馈电线中的耦合入，其中该顺序在反射所需的时间段内是不重复的。从而在该电流馈电线中所反射的电磁输出脉冲可以明确地分配给耦合入该电流馈电线中的输入脉冲，其中该输出脉冲由输入脉冲基于在该电流馈电线中的反射而形成。通过在输入脉冲的时间顺序中的变化，可以有利地获得与输入脉冲反射的传播时间和位置有关的信息。
如果通过反射电磁输出脉冲形状与参照脉冲形状的比较而确定在该充电过程期间超过了一个所定义的温度范围，那么就有利地降低充电电流。从而可以避免在充电过程中的火灾和损坏危险。
附图的简述
本发明下面在实施例中借助附图来更详细解释。其中：
图1作为本发明的实施例而示意性示出了电动汽车的充电过程；
图2示出了关于时间而记录的输入脉冲形状和反射电磁输出脉冲形状的示意性示图；
图3示意性示出了输入脉冲和反射电磁输出脉冲关于频率记录的可能频谱的例子。
本发明的实施方案
图1作为本发明的实施例示意性示出了在诸如电动汽车的汽车17中电池（电池未具体示出）的充电过程。用于该充电过程的充电设备11具有电子装置12以生成低能量的在小于等于30V（DC）电压范围中的电磁输入脉冲14，并具有分析电子装置13以确定脉冲形状。该充电设备11一方面通过电流馈电线10与房屋18的电源20相连接，并另一方面通过电流馈电线19与电动汽车17相连接。在第一方法步骤中耦合入该电流馈电线10中的输入脉冲14在该电流馈电线10中的高温位置上被反射，并且反射的部分作为反射电磁输出脉冲15返回到该充电设备11中。在此该输入脉冲14可以在该电流馈电线10中尤其在高温位置上被反射，其中在所述高温位置上该电流馈电线的欧姆电阻上升。在此，温度变化的原因是在该电流馈电线10中过高的电流强度。
在该充电过程开始时，该电流馈电线10具有一个温度，在该温度处不存在由于过热而导致的火灾或损坏危险。第一反射的电磁输出脉冲15的脉冲形状作为参照脉冲形状16而被存储在该充电设备11中。该参照脉冲形状16从而是反射输出脉冲形状的参照，其中电流馈电线的温度处于无危险的范围中。从而该参照脉冲形状16被分配给在该充电过程开始时所述电流馈电线的温度，并可以用作在该充电过程期间反射的输出脉冲形状的比较尺度，以根据其与参照脉冲形状的比较来确定该电流馈电线10的可能的温度变化。作为电磁输入脉冲使用了一种低能量的脉冲，其具有在小于等于30伏特电压范围内的电压。
该输入脉冲14的耦合入附加地还可以以一个时间顺序如此来进行，使得到达该充电设备11的反射输出脉冲15可以分配给该输入脉冲14，其中该输出脉冲由该输入脉冲基于在该电流馈电线10中的反射而产生。该耦合入脉冲14的时间顺序以不同模式的形式来进行，其中这些模式在反射所需的时间段内是不重复的。如果由于该反射输出脉冲15与该参照脉冲16的脉冲形状的比较而得知在该充电过程中超过了一个所定义的温度范围，那么就降低充电电流。
图2示意性示出了关于时间t所记录的参照脉冲形状21和可能的反射电磁输出脉冲形状22的一个例子。该参照脉冲形状21具有参照脉冲幅度I_A和参照脉冲时长I_t。该反射输出脉冲形状22具有输出脉冲幅度I_AR和输出脉冲时长I_tR。耦合入该电流馈电线10中的输入脉冲14可以在该电流馈电线10中被反射。被反射的部分作为反射的电磁输出脉冲15而返回到该充电设备11中。该输入脉冲14在该电流馈电线10中的反射优选地在高温的位置进行，其中由于高温而使该电流馈电线10的欧姆电阻上升，并且其原因是在该电流馈电线10中过高的电流强度。在充电过程开始时，该电流馈电线10具有一个温度，在该温度处不存在火灾或损坏危险。在这种情况下，该第一合适反射的电磁输出脉冲15的脉冲形状作为参照脉冲形状16而被存储在该充电设备中。由该参照脉冲形状16而在该分析电子装置13中来确定该参照脉冲时长I_t和参照脉冲幅度I_A。在该充电过程的变化中由相应到达该充电设备11的反射电磁输出脉冲15来确定该输出脉冲时长I_tR和输出脉冲幅度I_AR。该反射输出脉冲形状15的时长I_tR和/或幅度I_AR由于在该电流馈电线11中在温度上升位置上的反射而变化。通过输出脉冲幅度I_AR与参照脉冲幅度I_A的比较和/或通过参照脉冲时长I_t与输出脉冲时长I_At的比较，可以推断温度变化。如果基于该反射输出脉冲15与该参照脉冲16的脉冲时长和/或脉冲幅度的比较而得知在该充电过程中超过了一个所定义的温度范围，那么就降低充电电流。
图3作为另一例子示意性示出了关于频率而记录的可能的参照脉冲频谱30和图1所示的本发明实施例的反射电磁输出脉冲的可能的输出脉冲频谱31。该参照脉冲16具有参照脉冲频谱30。该反射输出脉冲形状22具有输出脉冲频谱31。耦合入该电流馈电线10中的输入脉冲14可以在该电流馈电线10中被反射。反射的部分作为反射的电磁输出脉冲15而返回到该充电设备11中。该输入脉冲14在该电流馈电线10中的反射优选地在高温的位置上进行，其中由于高温而使该电流馈电线10的欧姆电阻上升。温度变化的原因是在该电流馈电线10中过高的电流强度。在该充电过程开始时，该电流馈电线10具有一个温度，在该温度处不存在火灾或损坏危险。在这种情况下该第一合适反射的电磁输出脉冲15的脉冲形状作为参照脉冲形状16而被存储在该充电设备中。由该参照脉冲形状16，在该分析电子装置13中来确定该参照脉冲频谱30，并同样被存储在该充电设备中。在该充电过程的变化中由相应到达该充电设备11的反射电磁输出脉冲15来确定该输出脉冲频谱31。该反射输出脉冲形状15的输出脉冲频谱31由于在该电流馈电线11中在温升位置上的反射而变化。通过该输出脉冲频谱31与参照脉冲频谱30的比较，可以推断温度变化。如果基于该反射输出脉冲15与该参照脉冲16的频谱的比较而得知在该充电过程中超过了一个所定义的温度范围，那么就降低充电电流。

Claims (10)

1.用于确定充电设备（11）的电流馈电线（10）的温度变化的方法，其中该充电设备具有用于生成电磁输入脉冲（14）的电子装置（12）和用于确定脉冲形状的分析电子装置（13），其特征在于，
-在第一步骤中该电磁输入脉冲（14）被耦合入该电流馈电线中，其中该电磁输入脉冲可以在该电流馈电线中被反射，并且反射的部分作为反射的电磁输出脉冲（15）而返回到该充电设备中，
-在第二步骤中确定该反射电磁输出脉冲（15）的脉冲形状，
-在第三步骤中把该反射电磁输出脉冲（15）的脉冲形状与该反射参照脉冲的参照脉冲形状（16）相比较，以及，
-在第四步骤中根据两个脉冲形状的比较来确定温度变化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在充电过程的一个预给定时间点把反射电磁输出脉冲（15）的脉冲形状作为参照脉冲形状（16）存储在该充电设备中。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该充电过程的预给定时间点相当于该充电过程的开始。
4.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，作为脉冲形状的尺度采用了脉冲时长（I_tR）和/或脉冲幅度（I_AR）和/或由频谱分析所获得的频谱（31）。
5.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在该充电过程开始时的参照脉冲形状被分配给该电流馈电线的温度。
6.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，该电磁输入脉冲（14）是低能量的。
7.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，低能量的电磁输入脉冲（14）具有30V或更小的电压。
8.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，该输入脉冲（14）至该电流馈电线的耦合入以一个时间顺序来进行，使得能够把该输入脉冲（14）分配给反射的输出脉冲（15）。
9.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，如果超过了所定义的温度范围，那么就降低充电电流。
10.根据前述权利要求之一所述的用于给电动汽车（17）充电的充电设备（11）。
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