CN103109436B - 用于限制漏电流的设备和方法 - Google Patents

用于限制漏电流的设备和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103109436B
CN103109436B CN201180043243.8A CN201180043243A CN103109436B CN 103109436 B CN103109436 B CN 103109436B CN 201180043243 A CN201180043243 A CN 201180043243A CN 103109436 B CN103109436 B CN 103109436B
Authority
CN
China
Prior art keywords
switch
phase
electrical equipment
neutral conductor
capacitor
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.)
Active
Application number
CN201180043243.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103109436A (zh
Inventor
C·里波尔
F·弗路克萨
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.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
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 Renault SAS filed Critical Renault SAS
Publication of CN103109436A publication Critical patent/CN103109436A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103109436B publication Critical patent/CN103109436B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0069—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to the isolation, e.g. ground fault or leak current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/16—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
    • H02H3/167—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass combined with other earth-fault protective arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0034—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using reverse polarity correcting or protecting circuits

Abstract

本发明涉及用于限制漏电流的设备和方法。该设备包括：检测用于电能设备（3）的电源的中性线的位置的装置，以及用于在中性线和其中放置电能设备（3）的导电结构（2）之间连接用于限制漏电流的电容器（9a，9b，9c，10）的装置（1I，I1，I2，I3），所述电能设备（3）例如是电动车辆或者混合动力车辆的电池充电器。本发明可以用于在对电力牵引或者混合牵引机动车辆重新充电的过程中限制漏电流。

Description

用于限制漏电流的设备和方法
技术领域
本发明涉及对电气设备的漏电流的限制，且更特别地，限制在与电池充电器连接时可能发生在电动的或者混合动力的机动车辆的底盘内的漏电流。
背景技术
在某些电动车辆中使用的充电器不绝缘。充电器中的每个元件相对底盘具有共模电容器。在与配电网络连接时，施加到这些各种元件的电压将通过这些电容器导致流向地的漏电流。
这些流向地的漏电流在它们发生时可能引起对残余电流的差动保护，所述差动保护能够中断充电过程。
如果在充电过程中用户接触电动车辆的底盘，如果车辆存在接地故障，则流向地的漏电流变成称为“接触”电流的电流。这些接触电流是潜在的危险并且由国际标准6 185 1-21限制为3.5mA。
因此必须限制这些漏电流。因此，已经提出了：在配电网络和电池之间使用变压器产生电绝缘。
所使用的变压器是庞大的元件，其尺寸随着充电功率、或者随着流过它们的电流而增加。该解决方案因此具有导致附加成本和设备体积增加的缺陷，这大大地使电动车辆处于不利地位。
此外，可能将电流充电器与单相或者三相网络连接，以便于获得更高的充电功率。在与三相网络连接的过程中，因此增加了所使用的变压器的上的压力。
发明内容
由于前述内容，本发明的目的是限制电气设备的漏电流。
本发明的另一个目的是限制若干类型的供电网络的漏电流。
根据第一方面，因此提出一种用于限制电气设备的漏电流的设备，所述电气设备例如是，具有电驱动或者混合驱动的机动车辆的车载电池充电器。
该设备包括：用于检测为电气设备供电的源的中性线(neutral)的位置的装置；以及，用于在中性线和其中放置电气设备的导电结构之间连接用于限制漏电流的电容器的装置。
因而，放置在中性线和导电结构之间的电容器，有可能将电气设备的漏电流部分地转移到中性线。该解决方案可以被应用到任何类型的非绝缘充电器。
有益地，该设备包括：用于电源的每一相的电压传感器。
电压传感器使得可能确定电源的类型(单相，三相)，以及检测各个相的位置和中性线的位置。
电源可以是三相或者单相供电网络。
该设备可以包括三个电容器，所述三个电容器的第一电极连接在一起，且与能够将该三个电容器与所述结构连接的第一开关连接，所述三个电容器的第二电极分别与电源的三个相中的一个相连接。
当与没有中性线的三相供电网络连接时，可以通过将三个相与电容器连接来重构中性线。开关使得可能将导电结构和因此重构的中性线连接。
此外，至少两个相分别与能够将这两个相中的至少一个相与连接到所述结构的电容器连接的开关连接。
当与单相供电网络连接时，使用这两相。开关使得可能将在其上检测到中性的相连接到所述结构。
根据另一方面，提出了一种用于限制漏电流的方法，其用于电气设备，所述电气设备例如是，具有电驱动或者混合驱动的机动车辆的车载电池充电器。
根据该方法的一般特征，检测给电气设备供电的源的中性线的位置，以及连接用于限制中性线和其中放置电气设备的导电结构之间的漏电流的电容器。
有益地，中性线由三相电源中的相形成。
如果中性线没有被检测到并且没有连接到电气设备的导电结构，或者如果中性线没有形成，则电气设备不被供电。
因而，即使不能说限制漏电流，根据本发明的方法也使得能够防止电气设备的至少一部分工作。
附图说明
研究了被作为非限制性示例和由附图所图示的以下描述，本发明的其它优点和特征将变得显而易见，其中：
-图1图示了在电动车辆的电池充电器中漏电流的发生；
-图2示意性地示出了根据本发明的限制漏电流的一般原理；
-图3图示了根据本发明的限制设备的一个实施例；以及
-图4，5和6图示了图3设备的操作。
具体实施方式
图1示出了在与不电绝缘的电池充电器连接的电动车辆中产生称为“接触”电流的漏电流的原理
然而，将要指出的是，该原理适用于任何类型的设备、任何类型的电池充电器或者其它类型，特别用于具有电驱动或者混合驱动系统的机动车辆，在所述机动车辆中，接触电流可能发生在设备连接之后接触车辆的车身时。
在该图中，附图标记1表示车辆整体以及附图标记2表示车辆的导电结构，在该例子中，是车辆的车身。
如所示出的，电动车辆1在该例子中配备有充电器3并且还包括电池组件和不绝缘的电传动系统组件。
自然地，车辆1还可以装有许多另外的部件，出于简化的原因，它们未在图中示出。
在充电过程中，充电器3通过若干电连接4a、4b与供电网络连接。电连接4a可以包括若干相，并且连接4b对应于中性线。
当充电器3与电网连接时，充电器3和结构2之间的干扰电容器(由干扰电容器5来代表)是漏电流的源。
如果此处由其阻抗来图示的用户6接触结构2，则通过干扰电容器5生成的接触电流流过后者。
图2示意性地示出了对在将车辆与再充电终端连接过程中所生成的漏电流的限制。可以看出的，电容器7连接在中性线4b和结构2之间。
漏电流因而至少部分地通过电容器7朝向中性线转移，以使得通过比在图1中所描述的情况更小的电流流过而保护用户6。
图3详细示出了根据本发明的漏电流限制设备的构造，图示了车辆1，该车辆1包括：提供车辆与三相或者单相网络的连接的三个电连接4a、4b和4c。
设备1在该例子中包括三个电容器9a、9b和9c，它们的第一电极连接在一起并且与能够将三个电容器9a、9b和9c连接到导电结构2的第一开关I1连接。电容器9a、9b和9c的第二电极分别与三个电连接4a、4b和4c中的一个连接。
两个电连接4a和4b分别与能够将两个电连接4a和4b中至少一个与连接到结构2的电容器10连接的两个开关I2和I3连接。
处理单元11用来控制开关I1、I2和I3。该处理单元还与充电器3连接，以及与三个电压传感器12a、12b和12c连接。
处理单元11还与充电器3连接。
因而，电压传感器12a、12b和12c可以指示已经与车辆1连接的供电网络的类型，然后，处理单元可以致动开关I1、I2或者I3中的一个，以便于通过电容器将中性线与所述结构连接。
图4图示了根据本发明的设备的使用的示例。车辆1在该例子中与三相供电网络13连接。
在第一步中，处理单元11防止充电器3被供电。
三个电连接4a、4b和4c分别传递多个相中的一个相，并且三个电压传感器12a、12b和12c向处理单元11指出：车辆1与三相供电网络连接。
处理单元11闭合开关I1，以便于重构中性线，该中性线将通过三个电容器9a、9b和9c与结构2连接。
处理单元11然后允许充电器3被供电。
图5图示了根据本发明的设备的使用的另一种方法，其中，车辆1与单相供电网络14连接。
在第一步中，处理单元11防止充电器被供电。
电压传感器12a检测相的位置并且电压传感器12b检测中性线。
处理单元因此闭合开关I3，以便于将中性线通过电容器10与结构2连接。
处理单元11然后允许充电器3被供电。
将要指出的是，当与单相供电网络连接时，该相能够位于电连接4b上，且中性线在电连接4a上。处理单元11于是将闭合开关I2。
图6给出了在设备中所使用的不同步骤的细节，用于根据以上设想的使用的不同方法来限制漏电流。
这些步骤在该例子中应用到包括充电器3的电动车辆1中。未在此处示出的步骤包括：将车辆1与供电网络连接以及防止对电池充电。
第一步骤E1借助于三个传感器12a、12b和12c来实施。这些传感器12a、12b和12c分别测量电压V1、V2和V3。所测量的值然后被供给到处理单元11，在处理单元11中它们被比较。
如果三个被测量的电压V1、V2和V3相等(步骤E2)，那么，考虑的是，车辆已经正确地与三相供电网络13连接。下一步骤E3然后被实施。其对应于从三相电源13的三个相形成中性线以及闭合开关I1。该步骤也通过处理单元11来执行。充电然后被允许(步骤E4)。
如果电压V1具有等于230V的均方根值，并且如果电压V2具有零值(步骤E5)，那么，考虑车辆1已经正确地与单相供电网络14连接，并且电连接4a传递该相，而电连接4b对应中性线。开关I3因此在步骤E6过程中闭合，以便于通过电容器10将中性线与结构2连接。步骤E7对应允许充电。
步骤E8、E9和E10与在其中相和中性线颠倒的情形中的步骤E5、E6和E7相似。
如果电压V1等于电压V2但是不同于电压V3(步骤E11)，那么，车辆连接到其中中性线未被确定并且不能被重构的供电网络。防止充电的步骤E12然后被实现。
由于本发明，用户从可以在包括不绝缘的电气部件的任何类型的电气设备中使用的设备中受益。本发明允许用户被保护以及电气设备的简单使用，该电气设备的操作将不会由于流向地的漏电流而中断。
而且，本发明可以限制与单相或者三相供电网络连接的电气设备内部的漏电流。

Claims (9)

1.一种用于限制电气设备的泄漏电流的装置，所述装置可作为对电气设备提供电力的源单独地连接到三相供电网络和单相供电网络，该装置包括：
电路，其包括
电容器元件，该电容器元件包括第一电容器和包括第二至第四电容器的一组电容器，
第一至第三电源线；
第一开关，
第二开关，以及
第三开关，
其中第二至第四电容器的第一电极连接到一起并且连接到第三开关，第二至第四电容器的第二电极分别连接到第一至第三电源线，第一至第三电源线中的两条分别连接到第一和第二开关，并且第一和第二开关中的每一个连接到第一电容器，
其中所述电路被配置为：
确定对电气设备提供电力的源的中性线的位置，
基于所确定的中性线的位置，选择性地电连接电容器元件以在与所确定的中性线相关联的线和放置电气设备的导电结构之间限制泄漏电流，以及
识别设备连接到三相供电网络还是单相供电网络，
其中，在将设备识别为连接到三相供电网络的情况下，关闭第三开关，以及
其中，在将设备识别为连接到单相供电网络的情况下，关闭第一和第二开关中的一个，
其中电容器元件经由第一开关，第二开关和第三开关连接到中性线和导电结构，所述第一开关，第二开关和第三开关当关闭时因而导致在与所确定的中性线相关联的线和导电结构之间的电路的电容器元件的选择性电连接。
2.如权利要求1所述的装置，进一步包括用于对电气设备提供电力的源的每一相的电压传感器。
3.如权利要求1所述的装置，其中电路被配置为指示从三相供电网络和单相供电网络中选出的对电气设备提供电力的源的供电网络类型。
4.如权利要求1所述的装置，其中电气设备是安装在采用电或混合驱动的机动车辆的车上的电池充电器。
5.如权利要求2所述的装置，其中电路基于用于对电气设备提供电力的源的每一相的电压传感器的输出来检测中性线的位置。
6.如权利要求1所述的装置，其中当为电气设备提供电力的源为单相供电网络时，将第一至第三电源线中的两条线使用第一和第二开关分别连接以在电容器元件和导电结构之间选择性地电连接两条线中的一条。
7.一种用于使用用于限制电气设备的泄漏电流的电路来限制电气设备的泄漏电流的方法，该电路可作为对电气设备提供电力的源单独地连接到三相供电网络和单相供电网络，该电路包括具有第一电容器和包括第二至第四电容器的一组电容器的电容器元件，第一至第三电源线，第一开关，第二开关和第三开关，第二至第四电容器的第一电极连接到一起并且连接到第三开关，第二至第四电容器的第二电极分别连接到第一至第三电源线，第一至第三电源线中的两条分别连接到第一和第二开关，并且第一和第二开关中的每一个连接到第一电容器，所述方法包括：
使用电路检测为电气设备提供电力的源的中性线的位置；
基于所述检测中性线的位置，选择性地电连接电容器元件以在与所检测的中性线相关联的线与放置电气设备的导电结构之间限制泄漏电流；
使用电路识别是三相电源还是单相电源为对电气设备提供电力的源；
当所述识别将单相电源识别为对电气设备提供电力的源时，关闭电路的第一开关和第二开关中的一个；以及
当所述识别将三相电源识别为对电气设备提供电力的源时，关闭电路的第三开关，
其中电容器元件经由第一开关，第二开关和第三开关连接到中性线和导电结构，所述第一开关，第二开关和第三开关当关闭时因而导致在与所确定的中性线相关联的线和导电结构之间的电路的电容器元件的选择性电连接。
8.如权利要求7所述的方法，其中所检测的中性线由三相电源的相构成。
9.如权利要求8所述的方法，其中如果中性线还没有检测到并且没有连接到电气设备的导电结构或者如果中性线还没有构成，则不对电气设备提供电力。
CN201180043243.8A 2010-09-08 2011-08-02 用于限制漏电流的设备和方法 Active CN103109436B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1057134 2010-09-08
FR1057134A FR2964506B1 (fr) 2010-09-08 2010-09-08 Dispositif et procede de limitation de courants de fuite
PCT/FR2011/051858 WO2012032240A1 (fr) 2010-09-08 2011-08-02 Dispositif et procède de limitation de courants de fuite

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103109436A CN103109436A (zh) 2013-05-15
CN103109436B true CN103109436B (zh) 2016-10-05

Family

ID=44025268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180043243.8A Active CN103109436B (zh) 2010-09-08 2011-08-02 用于限制漏电流的设备和方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9166394B2 (zh)
EP (1) EP2614575B1 (zh)
CN (1) CN103109436B (zh)
DK (1) DK2614575T3 (zh)
ES (1) ES2539230T3 (zh)
FR (1) FR2964506B1 (zh)
WO (1) WO2012032240A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3011401B1 (fr) * 2013-10-01 2015-09-04 Renault Sa Systeme d'alimentation electrique pour vehicule automobile
FR3011400B1 (fr) * 2013-10-01 2015-09-04 Renault Sa Systeme et procede de charge d'une batterie de traction limitant l'appel de courant de capacites parasites
CN103487707B (zh) * 2013-10-14 2016-03-30 北京航天发射技术研究所 车载三相交流供电智能监控单元
DE102015101283A1 (de) * 2015-01-29 2016-08-04 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum elektrischen Laden einer Hochvoltbatterie an einem Wechselstromnetz
SE542304C2 (en) 2016-10-24 2020-04-07 Husqvarna Ab Mitigation of touch current in handheld electrical tools
JP7005927B2 (ja) * 2017-04-12 2022-01-24 株式会社デンソー 電源システム
DE102019127579B3 (de) 2019-10-14 2021-01-14 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Überwachungsvorrichtung für Ableitströme

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5179490A (en) * 1990-05-07 1993-01-12 Daniel J. Bondy Ground-safety controller
JPH10294633A (ja) * 1997-04-18 1998-11-04 Sony Corp Ａｃラインフィルタ
US5786971A (en) * 1997-07-23 1998-07-28 Leviton Manufacturing Co., Inc. Ground fault protection circuit for multiple loads with separate GFCI branches and a common neutral for the GFCI electronics
US6788504B2 (en) * 2002-06-26 2004-09-07 General Motors Corporation Mobile electric power supply system with deactivatable GFCI protection
JP4035775B2 (ja) * 2003-06-25 2008-01-23 富士電機システムズ株式会社 自動車の漏電検知システム
US7317599B2 (en) * 2004-02-13 2008-01-08 Southern California Edison Company Multifactor adaptive auto-reclosing of high voltage transmission lines
JP2005333770A (ja) * 2004-05-21 2005-12-02 Sanyo Electric Co Ltd 自動車用インバータ装置
AU2008280932B8 (en) * 2007-07-24 2011-02-24 Panasonic Electric Works Co., Ltd. Charging monitor
CN101884158B (zh) * 2008-03-04 2013-02-13 株式会社安川电机 输出滤波器及使用该滤波器的电力转换装置
US7944667B2 (en) * 2008-06-18 2011-05-17 GM Global Technology Operations LLC Thermal security for hybrid vehicle recharging cable plugs device and method
DE102009000096A1 (de) * 2009-01-09 2010-07-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren für die Steuerung einer Stromversorgungseinrichtung mit einem Wechselrichter
EP2557672B1 (de) * 2011-08-08 2018-12-12 Siemens Aktiengesellschaft Schutzisoliertes Netzteil

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012032240A1 (fr) 2012-03-15
EP2614575B1 (fr) 2015-03-18
EP2614575A1 (fr) 2013-07-17
FR2964506B1 (fr) 2012-08-31
CN103109436A (zh) 2013-05-15
DK2614575T3 (da) 2015-06-22
FR2964506A1 (fr) 2012-03-09
US20130176650A1 (en) 2013-07-11
US9166394B2 (en) 2015-10-20
ES2539230T3 (es) 2015-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103109436B (zh) 用于限制漏电流的设备和方法
CN103858297B (zh) 电动车辆用充放电装置
CN104641244B (zh) 用于检测和测量绝缘故障的装置
CN101911428B (zh) 车辆的充电控制装置以及车辆
JP5972972B2 (ja) 直流電力供給装置
CN105474025B (zh) 电机、航空器、监测电机故障的方法及电机的转子或定子
US8064178B2 (en) Method and apparatus for balancing current through an interrupt device
JP6512072B2 (ja) 故障検査システム
CN101943736B (zh) 用于确定高压电缆连接状态的系统
CN107539131B (zh) 充电装置
CN108076658A (zh) 包括用于检测电绝缘故障的电路的电气系统
CN110018349A (zh) 接地故障检测装置
CN105823926A (zh) 电动车辆的总线泄漏电阻的估算
JP6725620B2 (ja) 複数の充電インターフェースを備える充電デバイスおよび車両
CN105492235B (zh) 用于电系统的多功能监控
CN103180160B (zh) 用于估计触摸电流并且保护电气装置免受这种触摸电流的设备和方法
CN105599624B (zh) 电动车辆以及供电系统
JP2009268188A (ja) 電動車両の充電装置
CN104578243A (zh) 用于监控直流电压充电的方法及蓄电池管理系统
CN102859374B (zh) 车辆的车载电网和车载电网的控制设备
CN112105523A (zh) 运行充电设备的方法和对电动车的储能器充电的充电设备
EP3857671A1 (en) Charging apparatus for use in an electric vehicle charging system
CN105846519A (zh) 用于从ac供电系统对高压电池电力充电的方法和设备
US20150002163A1 (en) Device for estimating the impedance of an electric earth connection, associated estimation method and electric power supply system
CN106664048A (zh) 用于确定具有变流器的电机的相电流的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant