CN103138327A - 电动汽车的充电装置、充电系统和运行保护开关的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明任务在于:在供电网上能够鲁棒并因此安全运行电动汽车的充电装置。根据本发明提供一种用于电动汽车(10)的充电装置(12),借助于该充电装置从供电网(14)经过充电电缆(20)给电动汽车(10)提供充电电流,其中由布置在充电电缆(20)上的探测设备(22)可以产生取决于在充电电缆(20)的芯线之间电流差的互感器信号并且借助于触发设备取决于互感器信号为了中断充电电流可以产生用于保护开关的触发信号。为此将触发设备设计成:如果通过互感器信号表明的电流差数值上大于预定的下限触发阈值并且小于预定的上限触发阈值,则以预定的延迟时间延迟地产生触发信号。

Description

电动汽车的充电装置、充电系统和运行保护开关的方法
技术领域
本发明涉及一种用于电动汽车的充电装置,借助于该装置经过充电电缆从供电网给电动汽车提供充电电流。由如此充电装置和建筑物的电气安装设备的保护开关形成的系统也属本发明,通过该保护开关充电电缆连接在供电网上。最后用于运行电动汽车的充电装置的保护开关的方法属于本发明。上述形式的充电装置例如可以用作电动汽车停车场的充电站,也就是说例如用作汽车充电站或用作已安装的充电设备的车棚。另外在标准IEC61851中给出了所提供的充电装置的、包含本发明的形式(IEC-国际电工委员会)。充电装置也可能特别涉及具有所谓ICCB(缆内控制盒)的充电电缆,其也作为IC-RCD(缆内残余电流器件(FI))。
背景技术
电动汽车的充电装置通常必须具有一个保护开关,在识别故障电流的情况下该保护开关进行触发,也就是说中断充电电流。结合本发明对故障电流不仅理解为流经保护开关的漏电流而且也理解为经过电动汽车或经过周围物体流入地电位的接地故障电流。按照IEC61851-1 EVSE 2型(EVSE-Electric Vehicle  Supply Equipment电动汽车供电设备)的充电电缆本身在充电电缆内通过ICCB提供故障电流保护(也就是保护开关、其触发设备和用于识别故障电流的附属探测装置)。
可是假如在电动汽车充电期间出现故障电流,充电装置的故障电流保护不是唯一的保护。在把充电装置连接在供电网上的电气安装设备中通常也安装故障电流保护装置。如果电动汽车通过建筑物、例如私人住宅的电气安装设备充电,则通常通过建筑物的故障电流保护装置传导充电电流。对此较多涉及所谓的组FI保护设备,经过该设备例如也可以同时保护住宅的插座电流回路。在电器安装的如此故障电流保护装置中额定故障电流的电流强度通常为30mA。
通过EVSE 2型充电电缆对电动汽车电池充电可能持续几个小时并且因此通常在夜里进行。对此在充电电缆内的故障电流保护装置应当尽可能动作,可是实际上存在安全重要的缺陷,因为在一些情况下不必要地中断充电过程并因此在第二天早上不能使用电动汽车。如此故障电流保护装置例如在较小、符合运行方式的漏电流的情况下不动作,其可能短时间流经故障电流保护装置的保护开关(PE-导体)。例如在转换负载时或在逆变器的开关过程中产生运行引起的漏电电流。其通常仅持续最多10ms的时间间隔。当然如此运行引起的漏电电流也不能完全忽略。如果忽略该漏电流,则可能触发建筑物电气安装设备的故障电流保护装置,如此不仅仅中断电动汽车的充电过程,而且也使建筑物中的电子设备与供电网分离。
发明内容
本发明任务在于,能够在供电网上鲁棒并且安全地运行电动汽车的充电装置。
通过按照权利要求1的充电装置、按照权利要求8的系统和按照权利要求9的方法解决该任务。通过从属权利要求给出了本发明的有益改进。
本发明的充电装置例如不仅可以用作充电站而且也可以用作可移动的电缆装置。在该充电装置中在充电电缆上布置一个探测设备、比如总电流互感器。该探测设备产生一个取决于在充电电缆芯线之间电流差的互感器信号。该互感器信号传输给充电装置的触发设备、也就是比如相应的电子触发电路,其根据互感器信号识别故障电流并且也许产生一个保护开关的触发信号以便中断充电电流。对此保护开关可以安装电动汽车中或安装在电气安装设备中,经过该保护开关充电电缆与供电网连接。可是保护开关也可能被集成在充电电缆本身中。在这种情况下本发明的充电装置能够作为ICCB使用。
在本发明的充电装置中为此附加设计触发设备,即:以一个预定的故障时间或延迟时间延迟地产生触发信号。对此触发信号延迟仅仅对于以下情况,即:通过互感器信号电流差表明,其数值上大于预定的下限触发值并且小于预定的上限触发值。换句话说本发明充电装置的触发电路或触发设备有选择地运行,也就是说不是在任何已识别的故障电流的情况下同样快速地触发保护开关。
本发明的充电装置具有这样的优点,其一方面能够可靠运行,在该充电装置中不会由于不危险的、仅仅短时间出现的漏电流而中断充电过程。同时当电流差高于上限触发值时无延迟地中断该充电过程。
以本发明的充电装置通过延迟触发特别能够分别对漏电流做出反应。由此当然能够在仅仅短时间出现漏电流的情况下避免触发。为了在非危急的漏电流和危急的漏电流(具有危急电流强度的漏电流或接地故障电流)之间进行选择,根据本发明充电装置的一个实施形式通过探测设备提供一个总电流互感器,至少一个相线、一个零线和附加一个接地安全引线(Schutzleiter)穿过该互感器。对此接地安全引线当然以一个环线(Schleife)穿过总电流互感器。换句话说,接地安全引线或者至少一次向后或者二次向前穿过总电流互感器。由此增加探测装设备对漏电流的灵敏度。
根据本发明充电装置的一个优选实施形式在触发装置中应用一个延迟段从而得到延迟触发。对此该延迟段与一个信号发生设备耦合,该信号发生设备可以产生一个真正用于保护开关的触发信号。可是如果在充电电缆芯线中的已测量的电流差处于下限和上限触发值之间,则延迟段的信号仅仅作用于信号发生设备。换句话说,如果漏电流的电流强度处于下限和上限触发值之间,则该延迟段仅仅是有效的。可以通过一个相应的开关逻辑电路简单检查该条件。通过应用延迟段存在这样的优点即:可调节地形成延迟时间。
该充电装置的一个改进预先规定:触发设备具有多个延迟段并且为每个延迟段设置至少一个触发值,为此建立触发设备,即:如果电流差满足通过至少一个就延迟段预先规定的触发值确定的准则,则各自的延迟段当然仅仅与信号发生设备耦合。对此通过该准则按触发值预先规定,电流差是大于还是小于触发值。
为了不危及充电装置的使用者的安全,适当预先规定,如果电流差数值上大于上限触发值,则非延迟地产生触发设备的触发信号。当然也以一个预先确定的、较低触发持续时间打开保护开关。由此甚至也许在危险的接地故障电流的情况下和在相对较大漏电流的情况下也可能首先打开电气安装设备的故障电流保护设备的保护开关。可是是否打开该保护开关也取决于电流强度高于在故障电流保护设备中校准的(对此也参见标准IEC61008)额定故障电流多少。
后者也取决于在电气安装设备的故障电流保护设备中预先规定哪一个触发持续时间。在这里为了在本发明的充电装置和电气安装设备之间能够协调一致,本发明充电装置的一个实施形式预先规定:充电装置备有一个通信设备并且为此设计触发电路:通过通信设备与电气安装设备的外部保护开关能够进行通信。对此当然可以交换用于电流差的触发值和/或关于延迟时间的值。特别预先规定:本发明充电装置的触发设备从外部保护开关接收触发值或者延迟时间,然后其调整自己的延迟时间和自己的触发值。可是根据另一个实施形式也可以预先规定:调节外部保护开关的运行参数、也就是说其触发值和其延迟时间的值。
在这种关系中通过本发明也提供一个由上述充电装置和电气安装设备的保护开关形成的系统。电气安装设备涉及这样的设备,其提供一个连接端子,充电装置的充电电缆通过该连接端子连接在供电网上。在本发明的系统中电气安装设备同样具有一个通信设备。对此,为此设计充电装置的触发设备和电气安装设备: 通过其通信设备交换触发值和/或延迟时间值,由此使其触发特性互相协调一致。对此以这样的方式实现这种协调一致,即:在充电电缆中由电动汽车引起的电流差的情况下,不是电气安装设备的保护开关进行触发,而是充电装置的触发设备进行触发。怎样实现这种协调一致取决于所应用的电气安装设备和充电装置的结构并且通过本领域普通技术人员可以简单确定。
在本发明的系统中以有益的方式能够使充电装置和电气安装设备自动地相互协调一致,如此电动汽车的充电过程一方面对短时间出现的漏电流具有抵抗力并且另一方面通过电动汽车引起的危急故障电流触发充电装置的保护开关而不触发电气安装设备的保护开关。
通过所描述的充电装置和描述的系统能够实施下面的、用于运行电动汽车的充电装置的保护开关的本发明方法。如果漏电流流过并且该漏电流小于上限触发值,则借助于延迟设备延迟触发保护开关。如果对于该上限触发值选择一个这样的值,其小于电气安装设备的故障电流保护设备的触发阈值,充电电流也与该故障电流保护设备相关联,则能够任意长时间地延迟触发。
根据本发明方法的改进也属于本发明,该改进基于已经结合本发明充电装置的改进描述的特征。因此本发明方法的相应改进不再阐述。
附图说明
下面根据实施例详细阐述本发明
图1示出了本发明充电装置的一个实施形式的示意图,
图2示出了图1充电装置的一个探测设备的示意图,
图3示出了用于说明引起接地故障电流的电故障的简图,
图4示出了引起漏电流的故障情况简图,
图5示出了本发明充电装置的另一个实施形式的探测设备,
图6示出了本发明充电装置的一个实施形式的触发设备的方框图。
具体实施方式
实例示出了本发明的优选实施形式。
在图1中示出了一个电动汽车10,该电动汽车刚好以电能对电动车电池进行充电。电动汽车10例如可能涉及私人汽车。为了给电动车电池充电电动汽车10通过充电装置12与连接在供电网上的电气安装设备14电连接。电气安装设备14例如可能涉及建筑物的电网。
充电装置12经过汽车连接端子16与(没有示出的)电动汽车10的充电设备连接并且经过电网连接端子18与电气安装设备14连接。在连接端子16和18之间充电电流流过充电电缆20,在该电缆中集成一个保护设备22,该保护设备例如可能涉及ICCB。汽车连接端子16可能涉及充电电缆20与电动汽车10的充电设备的永久连接或也可能涉及一个插头,比如根据标准SAE J1772和VDE-AR-E 2623-2-2之一的插头。电网连接端子18例如可能供电网传统插座的一个双极插头和也可能涉及三相电连接端子的插头。充电电缆20可以相应设计为单相或三相并且附加具有零线和接地安全引线。
在保护设备22中预先规定,只要总电流、也就是说从在充电电缆20的各个芯线(相线、零线和接地安全引线)中由相应其流经方向形成的电流和、表明一个数值上大于触发值的电流差,就中断流经充电电缆20的充电电流。附加于通过保护设备22的故障电流保护电气安装设备14也经常具有一个如此的故障电流保护。
对此,如此设计充电电缆的保护设备22,即:其确保在一个已识别的故障电流的情况下在电气安装设备14的故障电流保护之前动作,如此避免比如在电气安装设备14的故障电流保护触发情况下产生的更大范围的电流中断。特别为此设计保护设备22:在一个紧急故障情况下,如果电流差标明,其暗示可能危及人们生活,则不延迟地、也就是尽可能快速地中断。换句话说仅仅由于开关元件的延缓限制触发持续时间。
电动汽车的充电设备当然也可能引起不危险的漏电流,其当然经过接地安全引线回流。该漏电流总是仅持续较短时间并且具有按比例较低的、不危险的电流强度。该漏电电流不仅被保护设备22而且也被电气安装设备14的保护设备识别为故障电流。当然只要电流差表明其低于触发阈值并且在预定最大持续时间内电流停止流过,在这种情况下通过保护设备22也能够容忍如此的漏电电流,也就是说不触发。可是如果漏电流超过这个预定的延迟时间或其电流强度高于触发阈值,则再度尽可能快速地触发保护设备22。
通过保护设备22的这种选择性能够保证一个实用的保护,在该保护中在充电过程期间不会由于一个不危急漏电流而引起充电过程的不必要中断。不危急的漏电流的容忍不会威胁充电装置12的使用者的安全。
下面根据图2、图3和图4再次详细阐述,在保护设备22中能够有选择地触发保护设备22的(没有示出的)保护开关。
在图2中对此再一次详细示出了充电电缆20和保护设备22。对此假设,充电电缆20仅仅包含一个单独的相线L、一个零线N以及一个接地安全引线PE。保护设备22具有一个探测设备24、一个分析设备26和一个(没有示出的)保护开关,其与分析设备26的信号输出端28耦合并且通过该开关可以电断开相线L、零线N并且(取决于应用、参见IEC62335)也可以电断开接地安全引线PE。在图2所示出的实例中探测设备24涉及总电流互感器,其具有软磁的环形铁芯30。相线L、零线N和接地安全引线PE穿过环形铁芯(Ringkern)30,其中接地安全引线PE以反向环线32穿过铁芯30。由此对于这种情况得出,充电电流Il从电网连接端子18流到汽车连接端子16并且充电电流Il中一部分不是、比如在无故障情况下规定的、作为零线电流In回流到电网连接端子18,而是作为接地安全引线电流Ipe、例如作为漏电流、流经接地安全引线PE,接地安全引线电流Ipe流经环形铁芯的方向同充电电流Il的方向相同。
这在图2中通过电流Il、In、Ipe的流通方向箭头表明。以已知方式在总电流互感器中设置的传感器绕组或短线圈34与分析设备26连接。分析设备26可能涉及一个模拟电路、一个数字电路或也可能涉及处理器单元(例如微控制器)的程序。分析设备26通过线圈34接收总电流互感器的互感器信号。互感器信号取决于电流和(Il-In+Ipe),其中从芯线穿过环形铁芯30的方向得出各个电流Il、In、Ipe的电流值符号。
下面基于图3阐述,通过绕组34的互感器信号电流差的哪一个值表明,一部分充电电流Il没有流经充电电缆20,而是作为接地故障电流If流经地电位E、例如经过人体P。对此在相线L中电流强度为Il=1500mA。在零线N中电流为In=Il-If=1486mA,这表明,故障电流14mA。在图3所示出的实例中在接地安全引线PE中电流Ipe=0mA。总电流互感器、也就是说探测设备24因此辨认电流差Id=14mA。
对于该实例进一步假设,在电气安装设备14中的故障电流保护装置的额定故障电流设计为Idn=30mA。根据有关标准这表明,在额定故障电流Idn的50%至100%的范围内可以触发电气安装设备14中的故障电流保护装置,也就是在故障电流Id在15mA至30mA的范围内。因此对于图3的实例假设,刚好还没有触发电气安装设备14的故障保护装置。
保护设备22的分析设备26的额定故障电流相应设计为Idn=30mA。对于充电装置12来说首先不能看出在电气安装设备14中刚好调整到哪一个触发阈值。为了确保在电气安装设备14的故障电流保护装置之前触发保护设备22,因此如此调整保护设备22,即在最小故障电流、也就是在50%故障电流Idn、也就是在15mA的情况下触发保护设备。因此在图3的实例中对于保护设备22假设,其刚好还没有触发。
在图4所示出的实例中一部分充电电流Il从相线L流入接地安全引线PE而不流入零线N。这例如可以通过故障绝缘或也可以通过结构限定的、汽车10的充电设备的漏电流引起。对于该实例假设,如此得出的漏电流If=13mA。基于环线32在线圈34的互感器信号中总共得出电流差Id的值为2*If。总电流互感器因此辨认电流差Id=26mA。因此触发保护设备22,其触发阈值的确在15mA。而电气安装设备14不一定触发。通过环线32触发设备26对于故障信号、也就是经过PE线路回流的故障信号加倍敏感。也可以设置多重环线,由此当然相应进一步提高灵敏度。
漏电流If=13mA涉及不危及充电装置12的用户的安全的电流强度值。因此该故障电流具有这样的电流强度值:如果该电流流经时间长,则在该值下通过保护装置22中断充电过程。否则可能导致部件过热。此外如果13mA的信号长时间存在,每个电气安装设备14的故障电流保护开关(FI)在电流强监控中可能存在偏差(Offset)。在最糟糕的情况下对于连接在改组FI上的家庭电气安装的富余保持不变,与可能的剩余泄漏电流/故障电流仅仅还差2mA(50%Idn-13mA=2mA),直到组FI触发。因此如果13mA长时间存在,则断开EVSE-FI是重要的。可是如果在这情况下以较长的延迟时间(1秒或更长)触发电气安装设备14,则保护设备22提供一个按比例更长的时间间隔以便延迟中断充电电流Il。通过在接地安全引线PE中设置环线32,因此通过保护设备22能够对接地安全引线PE中不危急的故障电流作出反应,比如其可能作为在汽车10的充电设备中运行引起的漏电流存在。通过预先规定一个在保护设备22中断这个不危急的漏电流之前等待的延迟时间,保护设备22可以有选择地处理不危急的漏电流。而在较大故障电流(也就是在示出的实例中大于15mA)情况下充电电缆20的保护设备22以一个低于常用的、在市场上可买到的故障电流保护设备的触发时间作出反应,其中触发时间优选处于触发持续时间的可靠下边缘。通过小故障电流的短时间延迟并且通过在大故障电流情况下取消延迟得出所示出应用情况的一个最佳触发关系和最大的系统可用性,不影响安全。在此必须说明,保护设备、比如其例如存在于电气安装设备中、通常绝对没有预先规定触发延迟这种可能。可是假如预先规定了触发延迟,当然对于较大故障电流预先规定短时间延迟并且在较小故障电流下相反。这基于在一般的电气安装设备中较大的故障电流伴随电压峰值(英语:Peaks)出现,比如其由于环境中的雷击引起。因此短时间延迟作为筛选,以便在如此电压峰值下不触发。
在图5中示出了一个(没有进一步说明的)保护设备的探测设备24`的一个可选择的实施形式。在图5中与在图1至图4中所示处的充电装置12的功能相同的元件相应具有与在图1至图4中相同的附图标记。
在探测设备24`中接地安全引线PE通过双环线32`在正向上二次穿过环形铁芯。由此同样可以实现流经接地安全引线PE的故障电流的、结合图2至图4描述的更高的灵敏度。
在图6中示出了互感器信号的分析设备的一个可能设计方案。为了更加清楚明了对于图6所示出的实例假设,涉及图1的充电装置12的分析设备26。在图6中的、也在图1中示出的元件相应具有与图1相同的参考符号。可是图6中的分析设备也可以结合另外的探测设备应用,其不是绝对必须具有一个总电流互感器。
在图6所示出的分析设备26中通过信号处理电路36对绕组34的互感器信号进行滤波。通过该信号处理电路36以已知的方式导致一个电路调谐(阻抗匹配) 、实现峰值保护(电流峰值截获)、实现限流、保证过电压保护并且确保电磁兼容性(EMV)。放大电路38可以最佳设置用于匹配信号电平。通过匹配网络40确定分析单元26的触发特性并因此确定保护设备22的触发特性。对此可以以从背景技术已知的方式设计匹配网络40,以便例如获得A类、AC类和类似的保护特性。
已匹配的互感器信号被供给一个分析逻辑电路42。该分析逻辑电路42具有一个延迟支路44和一个旁路46。对于延迟支路44,通过一个第一预先规定的触发值48预先确定一个下限触发阈值。对于本实例假设,预先确定7.5mA的值作为该下限触发阈值48,结合本实例这相当于额定故障电流的25%。通过比较电路50检查,分析逻辑电路42的输入信号是否高于该触发阈值。如果高于该阈值,则当然通过延迟之路44不立即触发。经过一个逻辑运算电路52同样检查,延迟段54是否表明,执行一个预先确定的延迟时间T。延迟段54可以选择分析逻辑电路42的输入信号的延迟时间T,由此可以调节延迟支路44的触发的延迟持续时间。结合已描述的实例延迟时间T的合适的值是10ms至30ms范围内的值。通过逻辑运算电路52此外还可以检查:在这样一个时刻(在该时刻从延迟段54到达一个已延迟的信号)是否该故障信号还始终存在。这通过逻辑运算电路52的一个相应的非延迟的信号指示56表明。通过信号指示56也可以确定:该触发究竟是否是所希望的(所谓的启动信号)。
如果满足所有三个条件(已匹配的互感器信号大于下限触发阈值48、存在延迟段54的已延迟的信号并且此外存在信号指示56的故障信号),则通过逻辑计算电路58产生一个输出信号,通过该输出信号促使信号发生设备60在分析设备26的信号输出端28上产生一个触发信号。输出端28上的该触发信号以已知的方式触发保护开关,由此中断充电电流Il。
通过分析逻辑电路42不是在任何情况下延迟产生一个时间延迟T。第二个上限阈值62确定,何时通过支路46在逻辑计算电路58上存在一个非延迟信号,如此通过信号发生设备60在输出端28上直接产生一个信号用于触发保护开关。通过上限触发阈值电路62在本实例中确定一个15mA的上限阈值。正如已经描述的,这与也在电气安装设备14的保护设备中存在的触发阈值一致,该触发阈值以标准的、最低可能的触发时间触发、该阈值也就是额定故障电流Idn=30mA的50%。如果通过互感器信号表明故障电流Id大于上限触发阈值62、则通过比较电路64断定并且紧接着通过逻辑元件66还检查,通过信号指示56是否打算触发。如果还触发,则再度以已知的方式通过逻辑计算电路58产生用于激励信号发生设备60的信号。因此通过支路46能够在电流强度大于上限阈值62的故障电流Id的情况下立即触发保护开关并且由此甚至事先触发电气安装设备14的保护设备,如此在触发故障保护设备14之前中断故障电流Id。
此外在图6中示出了关于通信设备68的分析设备26的一个最佳改进。对此例如可以确定电气安装设备14的故障电流保护设备的触发时间,如此能够调整延迟段54中的相应的适当延迟时间T。也可以完全一样地确定电气安装设备14的故障电流保护设备的触发极限并且如此与触发阈值48、62一致,这样最低限度地在电气安装设备14的故障电流保护设备之前触发充电电缆12中的保护设备22。也可以预先规定:偏移电气安装设备14的故障电流保护设备的触发值。通信设备68可能涉及一个本身在另外关系中已知的、用于保护开关的数据传输。
通过该实例表明,可以实现充电装置的最佳触发特性,在通常运行情况下,充电电缆中的故障电流保护设备在电气安装设备的故障电流保护设备之前动作,因此避免更大的电力故障。该故障在夜间特别是不可接受的。在故障情况下,比如一个人与相线L接触,则能够尽可能快速地断开。在较小、符合运行的、经过接地安全引线PE的漏电流的情况下时间延迟地触发充电电缆的故障电流保护设备,其中如果希望如此,则在此通过预先规定延迟时间T仍然可以满足标准的触发条件(例如300ms的最大延迟)。
图6的实例示出了一个二级开关。可是通过并联多于两个的电路,该系统还可以进一步级联,这两个电路分别相当于支路44并且具有一个自身定义的延迟时间和不同的触发值。为此示范性地描述下面的应用情况。
标准常常要求,持久的漏电流不允许超过一个容许的极限值(例如3.5mA)。这可以附带考虑并且在长时间(例如持续10秒)超过的情况下中断或经过通信设备(经过例如以太网、LED读数设备、显示器的故障信息)表明一个故障。
另一个可考虑的应用情况是按照标准规定对触发时间进行分级:FI标准(IEC61008)预先规定最大容许的触发时间,其取决于额定故障电流Idn的大小:在超过额定故障电流五倍(Id>5*Idn)的情况下在最迟40ms之后必须中断,在Id>2*Idn的情况下在150ms内并且在一倍额定故障电流(Id=Idn)仅仅在300ms内中断。相应也允许确定三个延迟时间T1、T2、T3,以便进一步提高系统的可支配性。
附图标记列表
10          电动汽车
12          充电装置
14          电气安装设备
16          汽车连接端子
18          电网连接端子
20          充电电缆
22          保护设备
24、24`     探测设备
26          分析设备
28          信号输出端
30          环形铁芯
32、32`     环线
34          绕组
36          信号处理电路
38          放大电路
40          匹配网络
42          分析逻辑电路
44          延迟支路
46          支路
48          下限触发阈值
50          比较电路
52          逻辑运算电路
54          延迟段
56          非延迟信号指示
58          逻辑运算电路
60          信号发生设备
62          上限触发阈值
64          比较电路
66          逻辑元件
68          通信设备
E           地电位
P           人员

Claims (10)

1. 一种用于电动汽车(10)的充电装置(12),借助于该充电装置从供电网(14)经过充电电缆(20)给电动汽车(10)提供充电电流,其中由布置在充电电缆(20)上的探测设备(24、24`)能够产生取决于在充电电缆(20)的芯线(L、N、PE)之间电流差(Id)的互感器信号并且借助于触发设备(26)取决于互感器信号为了中断充电电流(Il)能够产生用于保护开关的触发信号,其特征在于,该触发设备(26)被设计成:如果互感器信号表明的电流差(Id)数值上大于预定的下限触发阈值(48)并小于预定的上限触发阈值(62),则以预定的延迟时间(T)延迟地产生所述触发信号。
2. 根据权利要求1所述的充电装置(12),其特征在于,该探测设备(24、24`)具有总电流互感器(30),至少一个相线(L)、零线(N)并且附加地还有接地安全引线(PE)穿过该互感器并且在此所述接地安全引线(PE)在环线(32、32`)中穿过总电流互感器(30)。
3. 根据权利要求1或2所述的充电装置(12),其特征在于,接收触发信号的保护开关被集成在所述充电电缆(20)中并且所述探测设备(24、24`)、触发设备(26)和保护开关是ICCB(22)的组成部分。
4. 根据上述权利要求中任一项所述的充电装置(12),其特征在于,该触发设备(26)具有延迟段(54)和用于触发信号的信号发生设备(60),如果电流差(Id)处在下限触发值(48)和上限触发值(62)之间,则延迟段(54)的信号仅仅作用于所述信号发生设备(60)。
5. 根据权利要求4所述的充电装置(12),其特征在于,所述触发设备(26)具有多个延迟段并且为每个延迟段预先规定至少一个触发值,为此配置所述触发设备(26):如果所述电流差(Id)满足通过至少一个对延迟段预先规定的触发值确定的准则,则各自的延迟段仅仅与信号发生设备(60)耦合。
6. 根据上述权利要求中任一项所述的充电装置(12),其特征在于,为此设计所述触发设备(26):如果所述电流差(Id)数值上大于上限触发值(62),则没有延迟地产生具有预定的、较低触发持续时间的触发信号。
7. 根据上述权利要求中任一项所述的充电装置(12),其特征在于,所述充电装置(12)具有通信设备(68)并为此设计所述触发设备(26):通过该通信设备(68)与所述供电网(14)的外部保护开关交换用于电流差(Id)的触发值(48、62)和/或关于延迟时间(T)的值。
8. 一种由根据权利要求7的充电装置(12)与建筑物电气安装设备(14)形成的系统,通过该建筑物电气安装设备(14)提供用于将该充电装置(12)的充电电缆(20)连接到该供电网(14)上的连接端子,其中该电气安装设备(14)同样具有保护开关和通信设备,并且为此设计所述触发设备(26)和电气安装设备(14):通过其通信设备(68)交换触发值(48、62)和/或延迟时间(T)的值,由此使其触发特性互相协调一致,使得:在由电动汽车(10)引起的电流差(Id)的情况下,所述触发设备(26)进行触发而不是该电气安装设备(14)的保护开关进行触发。
9. 一种运行电动汽车(10)的充电装置(12)的保护开关的方法,其中,如果漏电流(Ipe)流过并且该漏电流小于上限触发值(62),则借助于延迟设备(44)延迟地触发该保护开关,而如果充电设备(12)的充电电缆(20)中的电流差(Id)大于上限触发值(62),则以没有延迟设备(44)的方式不延迟地触发该保护开关。
10. 根据权利要求9所述的方法,其中确定电气安装设备(14)的故障电流保护设备的至少一个运行参数、特别是触发时间和/或触发极限,在该故障电流保护设备上连接充电电缆(20),该充电设备(12)的保护开关的各相应运行参数与故障电流保护设备的运行参数相互协调一致,由此使该充电设备(12)的保护开关始终在故障电流保护设备之前触发。
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