CN105121214A - 用于保护电动机动车的车载电网免遭超电压的超压保护装置和相应的方法以及具有超压保护装置的电动机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于保护电动机动车(20)的车载电网(24)免遭超电压的超压保护装置(100)，具有输入装置(105)，其作为电动机动车(20)的电流连接头被设计成用于与充电装置(30)耦联；保护装置(110)，其具有至少一个用于导出超压的超压放电器(111)；和接口装置(115)，其通过保护装置(110)的输出端(110b)与车载电网(24)的耦联被设计成用于保护电动机动车(20)的车载电网(24)免遭超电压。

Description

用于保护电动机动车的车载电网免遭超电压的超压保护装置和相应的方法以及具有超压保护装置的电动机动车
本发明涉及一种用于保护电动机动车的车载电网免遭超电压的超压保护装置和一种相应的方法以及一种具有超压保护装置的电动机动车。
现有技术
由EP0786833B1已知一种具有用于附加功能的模块的插座。附加功能主要涉及到实现对连接在插座上的负载的超压保护。
EP0786833B1描述一种模块，其中不必改变绝缘材料底座的高度。存在的插座自由空间的构造和插入其中的模块部件的构造在其形状上被相互协调。在那里描述的模块中设置印刷电路板，其平行于存在的绝缘材料底座的底部延伸并且具有至少两个拐角部，其容纳超过保护部件。
电路板也装备有用于电连接的弹性的触头，其中，插座具有闸刀触头，其在插入和接合部件时建立必要的电连接。
由德国实用新型DE29507448U1已知一种插座，尤其是保护触头插座，其具有可后安装的超压保护机构。那里的超压保护机构设计成具有用于印刷电路板的造型的支撑件，其中，印刷电路板容纳必要的电气元部件。支撑件在那里描述的保护触头插座中在一个底部部段中具有开口，通过开口延伸用于超压保护设备的电连接导线。
DE202008008905U1描述一种超压保护装置，也用于随后插入用于暗装或明线安装的连接头、分配器和/或插座中，其中，插座具有固定板，也称为支撑环。
在那里描述的超压保护装置具有容纳超压保护元件的印刷电路板和用于印刷电路板的造型的支撑件以及电连接机构，其中，支撑件具有环带形的整体式延伸部，它在安装状态下围住插座插件。
本发明的公开
本发明创造一种具有权利要求1的特征的用于保护电动机动车的车载电网免遭超电压的超压保护装置。
相应地提供一种超压保护装置，其具有:输入装置，其设计成电动机动车的电流连接头；保护装置，其具有至少一个用于导出超压的超压放电器；和接口装置，其通过保护装置的输出端与车载电网的耦联被设计成用于保护电动机动车的车载电网免遭超电压。
本发明此外创造一种按照权利要求11所述的用于保护电动机动车的车载电网免遭超电压的方法。
相应地提供一种方法，其具有以下的方法步骤:将电动机动车的超压保护装置的输入装置与充电装置耦联和将超压保护装置的保护装置与输入装置耦联；在保护装置中提供用于导出超压的超压放电器；经由接口装置将保护装置的输出端与车载电网耦联，用于保护电动机动车的车载电网免遭超电压。
本发明此外创造一种具有权利要求10的特征的具有超压保护装置的电动机动车。
本发明的优点
本发明的构思在于，在电动机动车中在某个位置上构造一个闪电保护和超压保护机构，电动机动车的充电插座连接在该位置之后。
这有利地实现避免在对机动车电池充电时在电动机动车的车载电网中的电气部件由于超压脉冲而受到破坏。超压保护装置可以设置在电动机动车中的充电插座之后的一个中央位置上。
借助于连接在电动机动车中的充电插座之后的中央超压保护，电动机动车的车载电网的电气高伏特部件可以按照针对空气和漏电路径的各最佳的超压等级进行设计。
由此可以在电动机动车的车载电网中节省结构空间和成本，因为电动机动车的电的高伏特部件和/或车载电网本身各不需要自己的超压保护系统。
由从属权利要求和参照附图的描述中得出有利的实施方式和扩展方案。
按照本发明的一个实施方式，规定，输入装置设计成用于与充电装置耦联。这实现以简单和可靠的方式用充电装置提供的电能对电动机动车充电。
按照本发明的一个实施方式，规定，至少一个超压放电器设计成用于导出直到1.5kV或直到3kV或直到6kV或直到10kV的超压。由此可以有利地提供用于电动机动车的车载电网的超压保护。
按照本发明的一个实施方式，规定，保护装置一体地与输入装置构造成。由此可以有利地使用一个共同的支承元件用于保护装置和输入装置并且简化超压保护装置的结构。
按照本发明的一个实施方式，规定，保护装置在一个输入端上与输入装置耦联。这有利地实现超压保护装置的模块式的结构，由此在需要的情况下可以目标明确地更换超压保护装置的单独部件。
按照本发明的一个实施方式，规定，至少一个超压放电器这样地构造，通过在出现超电压时导出超电压在保护装置的输出端上施加一个小于1.5kV的电压。
按照本发明的一个实施方式，规定，超压放电器设计成充气的超压放电器或气体放电器。由此可以有利地在超过气体放电器中的部件特定的点火电压时点燃气体放电并且在超压放电器上的端电压通过电弧放电而减小。
按照本发明的一个实施方式，规定，超压放电器设计成压敏电阻。这有利地允许在低于一个纳秒或低于一个微妙的短的响应时间内使超压放电器吸收大的能量或而不被破坏。
按照本发明的一个实施方式，规定，超压放电器设计成抑制二极管。由此可以有利地提供一种超压放电器，它产生对要保护的电压的小的电压干扰并且因此在响应之后也在没有电流中断的情况下可以继续随时使用。
按照本发明的一个实施方式，规定，接口装置设计成用于与电动机动车的至少一个耗电负载或与多个耗电负载耦联并且保护该至少一个耦联耗电负载或多个耦联耗电负载免遭超电压。通过在电动机动车中的充电插座之后的中央超压保护单元，连接在中央超压保护单元之后的全部电部件可以按照最简单的保护要求设计尺寸。
描述的设计方案和扩展方案可以相互任意组合。
本发明的其它的可能的设计方案、扩展方案和实施例也包括没有明确指出的前述或下面涉及实施例描述的本发明的特征的组合。
附图简述
附图用于进一步连接本发明的实施方式。它们直观地示出实施方式并且用于结合说明书来解释本发明的原理和构思。
从附图中得到其它的实施方式和许多指出的优点。附图的示出的元件不必是相互比例准确地示出。
附图中所示:
图1是按照本发明的一个实施方式的用于保护电动机动车的车载电网免遭超电压的超压保护装置的示意图；
图2是按照本发明的另一个实施方式的具有用于保护电动机动车的车载电网免遭超电压的超压保护装置的电动机动车的示意图；和
图3是按照本发明的再一个实施方式的用于保护电动机动车的车载电网免遭超电压的方法的流程图的示意图。
在附图的图中，相同的附图标记表示相同的或功能相同的元件，构件，部件或方法步骤，如果没有相反的说明的话。
图1示出按照本发明的一个实施方式的用于保护电动机动车的车载电网免遭超电压的超压保护装置的示意图。
用于保护电动机动车20的车载电网24免遭超电压的超压保护装置100包括输入装置105，保护装置110和接口装置115。
电的超压可以是在充电装置30的能网或电流网中出现的干扰信号，如闪电，超压脉冲或其它的干扰，如其由于电连接套失灵而产生的那样。
超压保护装置100的输入装置105可以设计成电动机动车20的电流连接头。输入装置105可以设计成充电插座或用于对电动机动车20充电的、容纳插拔连接器的充电插座。
超压保护装置100的保护装置110可以在保护装置110的输入端110a上与输入装置105耦联和具有至少一个用于导出超电压的超压放电器111。
与图1中示出的超压保护装置的实施方式不同，保护装置110也可以与输入装置105一体地构成，其中，一体地构成是指，保护装置110和输入装置105在一个共同的外壳中构造成。
此外例如保护装置110也可以以电路技术方式与输入装置集成一体地构造并且构造一个共同的电路板或其它共同的支承元件用于保护装置110和输入装置105的电子部件。
超压保护装置100的保护装置110和输入装置105也可以在一个惟一的集成电路中构造。
超压保护装置100的接口装置115例如通过保护装置110的输出端110b与车载电网24的耦联被设计成用于保护电动机动车20的车载电网24免遭超电压。
超压保护装置100的接口装置115可以例如设计成分配器单元，其具有多个电气部件，如指示灯，可编程存储控制器和其它的自动化部件和供给插座。
超压保护装置100的输入装置105此外可以设计成用于与充电装置30耦联。
超压保护装置100在此情况下通过借助于前置的超压保护装置100的保护装置110共同保护全部的电部件提供一种用于耦联在电动机动车20的车载电网24上的全部电气部件的中央保护功能。
通过在输入装置105之后的中央保护单元，电动机动车20的车载电网24的全部电气部件由此可以以最简单的保护要求设计尺寸。
此外保护装置110的至少一个超压放电器111可以设计成用于导出直到1.5kV或直到3kV或直到6kV的超压。该导出可以通过电动机动车20的接地连接（搭铁）或通过充电装置30的接地连接（搭铁）实施。
例如通过在出现超电压时导出超电压，在保护装置110的输出端110b上存在小于1.5kV的电压。由此可以有利地在车载电网中使用简单的保险机构用于各个电气部件的超压保护。
例如保护装置110的超压放电器111设计成充气的超压放电器111或气体放电器或压敏电阻或抑制二极管。
作为抑制二极管，也称为瞬态吸收齐纳二极管，简称TAZ-二极管，或瞬态电压抑制二极管，简称TVS-二极管，例如使用用于保护电子电路的输入端和输出端免遭短时间的超压脉冲或瞬态电压的破坏的部件，如其通过开关过程在电网中或在闪电附近出现的那样。
作为气体放电器，例如可以使用气体放电管，其作为超压放电器用于保护防止超压脉冲，该超压在气体放电器中通过自动地点火气体放电而被消除。
超压保护装置100的接口装置115可以设计成用于，与电动机动车20的车载电网24的至少一个耗电负载或多个耗电负载耦联和保护电动机动车20的车载电网24的至少一个耦联耗电负载或多个耦联耗电负载免遭超电压。
要保护的电动机动车20可以设计成电动机动车或混合动力机动车或其它的汽车，其具有电蓄能器，其在汽车20的充电期间可以由设计成固定的充电站的充电桩充电。
充电装置30例如是一种设备或电设施，其用于对用蓄电池运行的电动机动车20通过简单的连接或插入标准插头到相应的插座中进行再次充电。固定的充电装置30可以设计成充电站的一部分。
固定的充电装置30例如包括插拔连接器或插头，其匹配于电动机动车20的插座或插口。
图2示出按照本发明的另一个实施方式的具有用于保护电动机动车的车载电网免遭超电压的超压保护装置的电动机动车的示意图。
电动机动车20例如包括用于保护电动机动车20的车载电网24的超压保护装置100。电动机动车20可以通过设计成充电桩的固定的充电装置30充电。
充电桩可以具有插座，其是家用供电网32的一部分。家用供电网32可以具有闪电保护机构，其允许直到6kV的超电压（电涌）。例如可以将一个外部的闪电保护与建筑物的电势补偿连接。
前置连接的超压保护装置100可以设计成，使超压保护装置100的至少一个超压放电器111这样地构造，即通过在出现超电压时导出超电压而在保护装置110的输出端110b上施加的电压小于1.5kV。
由此电动机动车20的电气部件全部在最大1.5kV的的最大出现的超压上被保护。
作为电气部件，电动机动车20的车载电网24例如可以具有直流变换器25，中间电路26，电的驱动系统27，具有集成的直流变换器和电的气候处理器开关电路29的14-伏特-车载电网28。
在图2示出的其它的附图标记已经在针对图1所属的附图描述中解释并且因此不再进行描述。
图3示出按照本发明的另一个实施方式的用于保护电动机动车的车载电网免遭超电压的方法的流程图的示意图。
作为用于保护电动机动车的车载电网的方法的第一方法步骤，实施电动机动车20的超压保护装置100的输入装置105与充电装置30的耦联S1和超压保护装置100的保护装置110经由保护装置110的输入端110a与输入装置105的耦联。
作为用于保护电动机动车的车载电网的方法的第二方法步骤，实施提供S2在保护装置110中的超压放电器111，用于导出超压。
作为用于保护电动机动车的车载电网的方法的第三方法步骤，实施10b保护装置110的输出端1经由接口装置115与车载电网24的耦联S3，用于保护电动机动车20的车载电网24免遭超电压。
方法步骤可以在此情况下以任意的顺序，迭代地或或递归地，重复。
尽管本发明在上面借助于优选的实施例进行了描述，但是它不限于此，而是可以以许多种方式和方法进行修改。本发明尤其可以以多种方式改变或修改，而不偏离本发明的核心。

Claims (12)

1.用于保护电动机动车(20)的车载电网(24)免遭超电压的超压保护装置(100)，具有:
-输入装置(105)，其设计成电动机动车(20)的电流连接头；
-保护装置(110)，其具有至少一个用于导出超压的超压放电器(111)；和
-接口装置(115)，其通过保护装置(110)的输出端(11Ob)与车载电网(24)的耦联被设计成用于保护电动机动车(20)的车载电网(24)免遭超电压。
2.根据权利要求1所述的超压保护装置(100)，
其特征在于，
输入装置(105)设计成用于与一个充电装置(30)耦联。
3.根据权利要求2所述的超压保护装置(100)，
其特征在于，
至少一个超压放电器(111)被设计成用于导出直到1.5kV或直到3kV或直到6kV的超压。
4.根据前述权利要求中任一项所述的超压保护装置(100)，
其特征在于，
保护装置(110)与输入装置(105)一体地构成。
5.根据前述权利要求中任一项所述的超压保护装置(100)，
其特征在于，
保护装置(110)在保护装置(110)的一个输入端(110a)处与输入装置(105)耦联。
6.根据前述权利要求中任一项所述的超压保护装置(100)，
其特征在于，
至少一个超压放电器(111)这样地构造，通过在出现超电压时导出超电压，在保护装置(110)的输出端(110b)上施加一个小于1.5kV的电压。
7.根据前述权利要求中任一项所述的超压保护装置(100)，
其特征在于，
超压放电器(111)被设计成充气的超压放电器或气体放电器。
8.根据前述权利要求中任一项所述的超压保护装置(100)，
其特征在于，
超压放电器(111)被设计成压敏电阻。
9.根据前述权利要求中任一项所述的超压保护装置(100)，
其特征在于，
超压放电器(111)被设计成抑制二极管。
10.根据前述权利要求中任一项所述的超压保护装置(100)，
其特征在于，
接口装置(115)被设计成用于与电动机动车的至少一个耗电负载或多个耗电负载耦联和保护所述至少一个耦联的耗电负载或所述多个耦联耗电负载免遭超电压。
11.用于保护电动机动车(20)的车载电网(24)免遭超电压的方法，具有以下的方法步骤:
－将电动机动车(20)的超压保护装置(100)的输入装置(105)与充电装置(30)耦联(S1)和将超压保护装置(100)的保护装置(110)与输入装置(105)耦联；
－在保护装置(110)中提供(S2)超压放电器(111)用于导出超压；和
－经由接口装置(115)将保护装置(110)的输出端(110b)与车载电网(24)耦联(S3)，用于保护电动机动车(20)的车载电网(24)免遭超电压。
12.电动机动车，具有根据权利要求1至10中任一项所述的超压保护装置(100)。
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