CN107404134A - 用于给车辆电池充电的方法和安排 - Google Patents

用于给车辆电池充电的方法和安排 Download PDF

Info

Publication number
CN107404134A
CN107404134A CN201710342915.4A CN201710342915A CN107404134A CN 107404134 A CN107404134 A CN 107404134A CN 201710342915 A CN201710342915 A CN 201710342915A CN 107404134 A CN107404134 A CN 107404134A
Authority
CN
China
Prior art keywords
charging
electrical variable
switching arrangement
measurement
vehicular battery
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.)
Granted
Application number
CN201710342915.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107404134B (zh
Inventor
T·克里斯托夫
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.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
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 Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
Publication of CN107404134A publication Critical patent/CN107404134A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107404134B publication Critical patent/CN107404134B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H02J7/0077—
    • 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
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B60L53/16—Connectors, e.g. plugs or sockets, specially adapted for charging electric vehicles
    • 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
    • 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
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
    • 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
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
    • G01R31/387—Determining ampere-hour charge capacity or SoC
    • G01R31/388—Determining ampere-hour charge capacity or SoC involving voltage measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

用于给车辆电池(20)、尤其高压车辆电池充电的方法，该车辆电池存储电功率以用于车辆(10)的驱动电机，车辆电池通过开关安排(24；24’)与充电插座(22)电连接，具有步骤：借助于第一测量装置(32)测量在开关安排的朝向充电插座(22)一侧上的第一电气变量(U1)；借助于第二测量装置(34；34’)测量在开关安排的朝向车辆电池一侧上的第二电气变量(U3；U2)；将第一电气变量与第二电气变量进行比较，当第一电气变量和第二电气变量大体一致时，闭合开关安排；在开关安排闭合期间，测量第一电气变量和第二电气变量；在开关安排闭合期间，基于第一电气变量与第二电气变量的测量结果的第一测量差(ΔU1)调整第一测量装置和第二测量装置。

Description

用于给车辆电池充电的方法和安排
技术领域
本发明涉及一种用于给车辆电池、尤其高压车辆电池充电的方法，该车辆电池存储电功率以用于车辆的驱动电机，其中该车辆电池通过一个开关安排与一个充电插座电连接，该方法具有以下步骤：借助于一个第一测量装置测量在该开关安排的朝向该充电插座一侧上的第一电气变量；借助于一个第二测量装置测量在该开关安排的朝向该车辆电池一侧上的第二电气变量；将该第一电气变量与该第二电气变量进行比较，并且当该第一电气变量和该第二电气变量大体上一致时，闭合该开关安排。
本发明还涉及一种用于机动车辆的充电安排，该充电安排具有：一个充电插座，该充电插座能够连接至一个固定的充电站；一个车辆电池连接器，一个车辆电池连接至该车辆电池连接器处；一个开关安排，借助于该开关安排能够将该充电插座与该车辆电池连接器电连接；一个第一测量装置，该第一测量装置被形成为在该充电插座的区域内测量第一电气变量；一个第二电气测量装置，该第二电气测量装置被形成为测量在该开关安排的朝向该车辆电池一侧上的第二电气变量；以及，一个控制装置。
背景技术
电驱动的机动车辆或电动车辆具有可充电的能量存储器。该能量存储器可以形成为高压电池，该高压电池的额定电压例如可以为800伏特。典型地，通过在外部充电柱(充电站)与安装在车辆上的充电插座之间建立电连接来给此类的能量存储器充电。在该充电插座与该车辆电池之间尤其借助于该开关安排设置有可切换的电连接，该开关安排也可以被称为断开设备并且例如可以实施为接触器。在充电过程开始时，首先打开该开关安排，以便将该车辆电池和该充电插座的电压变为几乎相同的值。接着，闭合该开关安排并且给该车辆电池充电。
为了例如以电压测量的形式测量该第一和该第二电气变量，要求高的测量精确度。因为出于技术、法律以及与安全相关的原因，仅允许十分小的电压差。
在此，在这些部件的整个运行时间内也不允许降低该电压测量的精确度。
文献DE 10 2013 221 970 A1中描述了一种用于插入式车辆的充电系统，该充电系统可以通过可缠绕的充电缆线与充电柱连接并且充电。在此，在充电过程期间测量电流和电压并且因此计算该充电缆线的电阻。
文献DE 10 2014 208 696 A1公开了一种用于电驱动的车辆的充电设备，其中该充电设备具有一个接口，该接口具有接触部件、变流器、控制单元以及断路器，并且该充电设备形成为检测在该接触部件与该断路器之间的电压。
此外，从文献US 2009/0128158 A1中已知，提供一种用于测量多个串联连接的电池模块的电压的设备。在充电和不充电的状态下的两个电容器的放电过程中确定差值电压。由此计算测量误差。
文献US 2012/0313562 A1公开了一种用于电动车辆的电池控制单元，该电池控制单元可以在充电过程期间确定每个单独电池单元的当前电压并且适配于该充电电压。
最后，文献WO 2012/139778 A2公开了一种用于给电动车辆充电的方法，其中该充电电流适配于在该充电设备与该车辆之间的电连接的温度，以便防止该电连接过热。
发明内容
在该背景下，本发明的目的在于，给出一种向该车辆电池充电的改善的方法以及一种在机动车辆中或用于机动车辆的改善的充电安排。
该目的通过用于给根据下述1所述的车辆电池充电的方法以及通过用于根据下述8所述的机动车辆的充电安排实现。
在下述2至7中公开根据本发明方法的有利的实施方式。
1.用于给车辆电池(20)、尤其高压车辆电池(20)充电的方法，该车辆电池存储电功率以用于车辆(10)的驱动电机，其中该车辆电池(20)通过一个开关安排(24；24’)与一个充电插座(22)电连接，该方法具有以下步骤：
-借助于一个第一测量装置(32)测量在该开关安排(24；24’)的朝向该充电插座(22)一侧上的第一电气变量(U1)，
-借助于一个第二测量装置(34；34’)测量在该开关安排(24)的朝向该车辆电池(20)一侧上的第二电气变量(U3；U2)，
-将该第一电气变量(U1)与该第二电气变量(U3；U2)进行比较，并且当该第一电气变量(U1)和该第二电气变量(U3；U2)大体上一致时，闭合该开关安排(24；24’)，
-在该开关安排(24；24’)闭合期间，测量该第一电气变量(U1)和该第二电气变量(U3；U2)，并且
-在该开关安排(24；24’)闭合期间，基于该第一电气变量(U1)与该第二电气变量(U3；U2)的测量结果之间的第一测量差(ΔU1)来调整该第一测量装置(32)和该第二测量装置(34；34’)。
2.根据上述1所述的方法，其中在闭合该开关安排(24；24’)前，测量该第二电气变量(U3)和一个电池电气变量(UBATT)，其中基于在该第二电气变量(U3)与该电池电气变量(UBATT)之间的第二测量差(ΔU1)来调整该第二测量装置(34)。
3.根据上述1或2所述的方法，其中在该车辆电池(20)处测量该第二电气变量(U3)。
4.根据上述1或2所述的方法，其中在该开关安排(24’)与一个转换器单元(60)之间的区域内测量该第二电气变量(U2)，该转换器单元(60)连接在该开关安排(34’)与该车辆电池(20)之间。
5.根据上述1-4之一所述的方法，其中对于测量差(ΔU)超过预定的第一差值阈值(ΔUmax1)的情况，输出错误消息(F)。
6.根据上述1-5之一所述的方法，其中加和彼此相继的调整过程(T1，T2，...)的测量差(ΔUa，ΔUb，...)，其中当以此方式计算的这些测量差的总和超过预定的第二差值阈值(ΔUmax2)时，输出错误消息(F)。7.根据上述1-6之一所述的方法，其中该第一电气变量(U1)和该第二电气变量(U3；U2)是电压或电流或电阻。
8.用于机动车辆(10)的充电安排(50)，该充电安排具有：一个充电插座，该充电插座能够连接至一个固定的充电站(12)；一个车辆电池连接器(29)，一个车辆电池(20)连接至该车辆电池连接器；一个开关安排(24；24’)，借助于该开关安排能够将该充电插座(22)与该车辆电池连接器(29)电连接；一个第一测量装置(32)，该第一测量装置被形成为在该充电插座(22)的区域内测量第一电气变量(U1)；一个第二电气测量装置(34；34’)，该第二电气测量装置被形成为测量在该开关安排(24；24’)的朝向该车辆电池(20)一侧上的第二电气变量(U3；U2)；以及，一个控制装置(40)，该控制装置被形成为控制和/或监测该车辆电池(20)充电过程，其中该控制装置(40)被形成并且适配为用于执行根据上述1-7之一所述的充电方法。
根据本发明的方法使得能够有利地在车辆电池的充电过程中对电压测量或其他电气变量的测量进行调整。
当闭合该开关安排时，该第一和该第二电气变量由于空间上接近而必须正好完全相同。然而，当这些测量装置提供不同的测量结果时，则可以假定：这些测量装置中的一个测量装置需要调整到与另一个测量装置匹配。
在一个实施方式中，优选地调整该第一测量装置，即，在该开关安排的朝向该充电插座一侧上布置的那个测量装置。
在出现测量差的情况下，可以计算用于这些测量装置的校正因数并且将其集成或包含到这些测量装置的软件中。
优选地，在每个充电过程中执行此类的调整。由此可以在整个运行时间上保持这些电气变量的测量的高精确度。
对于所使用的充电站的电压和该电池的电压不同的情况，还可以在该充电插座与该车辆电池之间设置例如呈DC/DC转换器形式的转换器单元。在此有利的是设置一个第三测量装置，该第三测量装置安排在该开关安排与该转换器单元之间。此外，对于这种情况，该开关单元例如在基本实施方式中一般不包含两个开关器，而是包含三个单独的开关器。
在此情况下，可以调整在该开关安排与该充电插座之间的测量装置，和/或在该开关安排与该转换器单元之间的测量装置。
不言而喻，以上提到的这些特征以及仍将在以下说明的特征不仅能够在分别给出的组合中使用，而且还能够在其他组合中或者单独使用，而不脱离本发明的范围。
附图说明
在附图中展示了本发明的多个实施例并且在以下的说明中对其进行更详细的说明。在附图中：
图1示出了在充电站处具有充电安排的车辆的示意性图示；
图2示出了一个开关安排的电气测量变量和开关器位置的时序图；
图3示出了具有相应的测量差的彼此相继的调整过程的时序；
图4示出了充电安排的一个另外的实施方式的与图1类似的图示；并且
图5示出了根据本发明的充电方法的流程图的示意性图示图。
具体实施方式
图1中示意性地示出机动车辆10，该机动车辆安排在充电站12处。该充电站12具有充电终端14，该充电终端例如可以提供400伏特的充电电压或800伏特的充电电压。该充电终端14一般通过缆线与充电插头16连接，在该充电插头处提供充电电压。
在该车辆10上安排车辆电池20，该车辆电池用于为该车辆10的驱动电机存储电功率，即，一般来说，该车辆电池具有大于1千瓦时，尤其大于10千瓦时的容量。
此外，在该车辆10上安排充电插座22，该充电插头16可以插入该充电插座中。该充电插座22优选地设置在车辆车身外部。
在该充电插座22与该车辆电池20之间设置开关安排24，该开关安排在此具有一个第一开关器S2和一个第二开关器S3。该开关器可以形成为用于高电压应用的断开设备，例如形成为接触器。
该第一开关器S2在第一线路26中安排在该充电插座22与该车辆电池20之间。该第二开关器S3在第二线路28中安排在该充电插座22与该车辆电池20之间。
该车辆电池20在车辆电池连接器29的区域内连接到该第一线路26和该第二线路28。
此外，该充电插座22和该车辆电池20通过通信线路30a、30b和控制装置彼此耦合。一般来说，这些通信线路是双向的。
未示出的是：通过该充电插座22和该充电插头16，该充电装置也可以与该充电站12处于优选地同样为双向的通信中。
在该开关安排24与该充电插座22之间设置用于测量第一电气变量(在此电压U1)的第一测量装置。在该开关安排24与该车辆电池20或该车辆电池连接器29之间设置用于测量第二电气变量(优选电压U3)的第二测量装置34。
该第一测量装置32将第一测量结果U1means提供至控制装置。该第二测量装置34以对应的方式将测量结果U3means提供至该控制装置40。
在图1中总体上示出用于机动车辆10的充电安排50。
在图2中示出充电过程的时序图。
在时间点t0，该充电插头16与该充电插座22连接。在该时间点，打开该开关安排的这些开关器S2、S3。在时间点t1，首先开始所谓的“预充电”过程，其中该充电电压U1被适配或设定到对应于该电压U3的额定值。当该充电电压在t2达到额定值时，可以在t3闭合这些开关器S2、S3并且对充电电压U1和电压U3进行调整。
该充电过程在时间点t4终止，使得在该充电插座22与该电池20之间不进行电流交换。因为在该时间点，这些开关器S2、S3闭合，在这些开关器S1、S2、S3的受热状态中可以调整这些电压U1和U3。进行调整后，在该时间点t5，再次打开这些开关器S2、S3。
因为对于闭合该开关安排24的情况，尤其由于在该车辆内部在空间上接近，这些测量结果U1means和U3means实际上必须相同，所以进行调整。
因此，在出现测量差ΔU1时假定：该第一测量装置32提供一定的测量误差，即能够通过根据本发明的调整来校正该测量误差。
图3中示出，在不同的时间点T1、T2执行相应的调整过程。在此，相应地可以出现测量差，这些测量差相应地用ΔUa、ΔUb等示意性地示出。
在出现测量差ΔU的情况下，该测量差不允许大于预定的第一差值阈值ΔUmax1。否则输出错误消息，因为可以假定该测量装置是有故障的。
另一方面，可以加和在彼此相继的调整过程上的测量差ΔU。因此，总是得出测量差的加和值。在此，这些测量差可以假设为正值或负值。例如该测量差ΔUc是负值，使得在T3之后这些测量差的和再次小于在T3之前。
在时间点T5，这些测量差的和超过第二差值阈值ΔUmax2。这意味着，假定所涉及的测量装置是有故障的，使得在时间点T5输出故障信号F。
优选地，ΔUmax2大于ΔUmax1。
在图4中示出充电安排50’的一个另外的实施方式，该充电安排在构造和工作方式方面大体对应于图1的充电安排50。因此，通过相同的参考符号表征相同的元件。在下文中大体上解释这些不同之处。
在该充电安排50’中，在该开关安排24’与该车辆电池20之间设置转换器单元60，该转换器单元例如可以形成为直流电压转换器，尤其可以形成为直流电压升压器(DC/DC升压器)。
此外，在该第一测量装置32与该第二测量装置34之间设置具有第三开关器S1的第三线路62。
附加于此，在该开关安排24’与该转换器单元60之间设置用于测量电压U2的一个另外的测量装置34’。
在该充电插座22连接到充电站14(该充电站例如提供如800伏特的第一充电电压)的情况下，闭合这些开关器S1、S3以用于充电。在连接到该充电插座22的充电站提供较低的第二充电电压(例如400伏特)的情况下，闭合这些开关器S2、S3以用于充电，使得通过该转换器单元60进行充电过程，该转换器单元将在该充电插座22处提供的低充电电压升压到用于该高压电池的更高的电压，例如800伏特。
在充电站处提供较低的充电电压并且使用该转换器单元60的充电过程期间，可以将该测量装置34’与该测量装置32进行调整，尤其以与上述用于将该测量装置32调整到该测量装置34的相同方式。
在图5中示出一种用于给车辆电池充电的方法。在步骤L1中，充电安排处于固定状态。
在步骤L2中，将该第二测量装置34调整到电池电压，即，将U3调整到UBATT。
在步骤L3中决定是在具有800伏特的高压充电站处还是在具有400伏特的正常充电站处进行充电过程。
在具有800伏特的高压充电站处进行充电过程的情况下，在步骤L4中开始在此类的充电站处的充电过程。
在步骤L5中将U1调整到U3。
在步骤L6中，该充电过程终止。
另一方面，当在步骤L3中决定在具有400伏特的充电站处进行该充电过程时，在步骤L7中在此类充电站处开始该充电过程。
在步骤L8中将U2调整到U1。
总体上根据DIN 61851-23提出，借助于开关安排或断开设备(接触器)必须能够将车辆从该充电插座断开。当插入具有充电插头的充电缆线时，启动充电过程。在此，首先打开该开关安排24；24’。接着，在充电前进行准备“预充电”，其中将在由该充电站提供的充电插座处的电压(电压U1)与该车辆电池20的电压(电压测量U3)匹配。当在U1和U3之间的测量差小于极限值时，应闭合该开关安排24或24’。
根据DIN 61851-22，在U1与U3之间的电压差的极限值正好为20伏特。优选地，该极限值更小，例如10伏特。假设最大电压为800伏特，10伏特正好对应于800伏特的1.25％。对于U1和U3，由此需要至少1.25％的测量精确度，以便可以评估该电压差。因此，包括安全性因素，得出该电压测量的精确度必须小于1％的要求。优选地在这些部件的所设置的15年的运行时间内以及所有温度范围内，一般难以实现该要求，这在现有技术中导致昂贵的和高耗费的测量电路。
根据本发明，在准备过程(电压适配)成功后，闭合该开关安排24或24’。通过这些测量装置U1和U3的空间接近性可以假设：U1actual＝U3actual。可以使用该充电过程的这个阶段，以便将这些测量装置调整或匹配到彼此或者朝向彼此调整或匹配(在此，优选地产生校正因数，该校正因数保存在用于这两个测量装置之一的软件中)。通过加热这些部件可以确定用于不同温度的多个校正因数。
因为在每个充电过程中可以执行此类的调整，可能的是：用于U1和U3的这两个测量装置在其使用寿命内彼此不分散(nicht
auseinandertriften)。由此可以使用更简单的测量电路，这些测量电路本身可以不实现在寿命内的测量精确度要求。
可以将根据本发明的原则应用于电压测量，然而当产生如下运行状态时，即，其中不同传感器的电流具有相同值的假设是合理的，本发明的原则应用于电流测量。
可以将一个传感器或测量装置的校正因数限制在最大可能的值(例如ΔUmax2)。这种限制可以在绝对值上以及在时间上进行。当达到此类的值时，可以假定该测量装置存在故障。

Claims (8)

1.用于给车辆电池(20)、尤其高压车辆电池(20)充电的方法，该车辆电池存储电功率以用于车辆(10)的驱动电机，其中该车辆电池(20)通过一个开关安排(24；24’)与一个充电插座(22)电连接，该方法具有以下步骤：
-借助于一个第一测量装置(32)测量在该开关安排(24；24’)的朝向该充电插座(22)一侧上的第一电气变量(U1)，
-借助于一个第二测量装置(34；34’)测量在该开关安排(24)的朝向该车辆电池(20)一侧上的第二电气变量(U3；U2)，
-将该第一电气变量(U1)与该第二电气变量(U3；U2)进行比较，并且当该第一电气变量(U1)和该第二电气变量(U3；U2)大体上一致时，闭合该开关安排(24；24’)，
-在该开关安排(24；24’)闭合期间，测量该第一电气变量(U1)和该第二电气变量(U3；U2)，并且
-在该开关安排(24；24’)闭合期间，基于该第一电气变量(U1)与该第二电气变量(U3；U2)的测量结果之间的第一测量差(ΔU1)来调整该第一测量装置(32)和该第二测量装置(34；34’)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在闭合该开关安排(24；24’)前，测量该第二电气变量(U3)和一个电池电气变量(UBATT)，其中基于在该第二电气变量(U3)与该电池电气变量(UBATT)之间的第二测量差(ΔU1)来调整该第二测量装置(34)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在该车辆电池(20)处测量该第二电气变量(U3)。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中在该开关安排(24’)与一个转换器单元(60)之间的区域内测量该第二电气变量(U2)，该转换器单元(60)连接在该开关安排(34’)与该车辆电池(20)之间。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中对于测量差(ΔU)超过预定的第一差值阈值(ΔUmax1)的情况，输出错误消息(F)。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中加和彼此相继的调整过程(T1，T2，...)的测量差(ΔUa，ΔUb，...)，其中当以此方式计算的这些测量差的总和超过预定的第二差值阈值(ΔUmax2)时，输出错误消息(F)。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中该第一电气变量(U1)和该第二电气变量(U3；U2)是电压或电流或电阻。
8.用于机动车辆(10)的充电安排(50)，该充电安排具有：一个充电插座，该充电插座能够连接至一个固定的充电站(12)；一个车辆电池连接器(29)，一个车辆电池(20)连接至该车辆电池连接器；一个开关安排(24；24’)，借助于该开关安排能够将该充电插座(22)与该车辆电池连接器(29)电连接；一个第一测量装置(32)，该第一测量装置被形成为在该充电插座(22)的区域内测量第一电气变量(U1)；一个第二电气测量装置(34；34’)，该第二电气测量装置被形成为测量在该开关安排(24；24’)的朝向该车辆电池(20)一侧上的第二电气变量(U3；U2)；以及，一个控制装置(40)，该控制装置被形成为控制和/或监测该车辆电池(20)充电过程，其中该控制装置(40)被形成并且适配为用于执行根据权利要求1-7之一所述的充电方法。
CN201710342915.4A 2016-05-18 2017-05-16 用于给车辆电池充电的方法和设备 Active CN107404134B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016109074.3 2016-05-18
DE102016109074.3A DE102016109074A1 (de) 2016-05-18 2016-05-18 Verfahren und Anordnung zum Laden einer Fahrzeugbatterie

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107404134A true CN107404134A (zh) 2017-11-28
CN107404134B CN107404134B (zh) 2020-05-12

Family

ID=60254777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710342915.4A Active CN107404134B (zh) 2016-05-18 2017-05-16 用于给车辆电池充电的方法和设备

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10239410B2 (zh)
JP (1) JP6623193B2 (zh)
CN (1) CN107404134B (zh)
DE (1) DE102016109074A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6841564B2 (ja) * 2017-10-30 2021-03-10 株式会社大一商会 遊技機
DE102018104414A1 (de) * 2018-02-27 2019-08-29 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zur elektrischen Aufladung eines Energiespeichers
KR102528230B1 (ko) * 2018-07-18 2023-05-03 현대자동차주식회사 전기 자동차의 충전 장치
US11077760B2 (en) 2019-02-26 2021-08-03 Ford Global Technologies, Llc Precharging for direct current fast charging
DE102020120383A1 (de) * 2020-08-03 2022-02-03 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zum Aufladen einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09275639A (ja) * 1996-04-02 1997-10-21 Fuji Photo Film Co Ltd 二次電池の充電装置およびその制御回路ならびに充電処理方法
CN101501973A (zh) * 2006-08-09 2009-08-05 三菱电机株式会社 电力变换装置及使用该电力变换装置的电动车控制装置
CN102281025A (zh) * 2011-08-08 2011-12-14 武汉理工大学 一种汽车尾气余热热电转换车载电源系统及控制方法
CN103299522A (zh) * 2010-11-17 2013-09-11 Sma太阳能技术股份公司 用于将光伏装置连接到电力网的方法
CN103493327A (zh) * 2011-04-28 2014-01-01 株式会社Lg化学 用于对电池充电的充电方法和充电设备
CN103492218A (zh) * 2011-01-26 2014-01-01 标致·雪铁龙汽车公司 通过估算充电器上行的阻抗和/或非线性干扰效应对系统的电池的充电进行控制的装置
EP3005509A1 (en) * 2013-02-06 2016-04-13 Charge Peak Ltd. System and method for protecting against electric current leakages

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3231801B2 (ja) * 1991-02-08 2001-11-26 本田技研工業株式会社 バッテリの充電装置
JP3099181B2 (ja) * 1996-09-10 2000-10-16 本田技研工業株式会社 蓄電器の電圧制御装置
JP4283615B2 (ja) * 2003-08-14 2009-06-24 パナソニックＥｖエナジー株式会社 二次電池の電圧補正方法および装置、並びに二次電池の残存容量推定方法および装置
US7573238B2 (en) 2005-08-09 2009-08-11 Panasonic Ev Energy Co., Ltd. Voltage detection device and electric vehicle including voltage detection device
US8054047B2 (en) * 2006-10-18 2011-11-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Battery pack charging system and method
JP4561878B2 (ja) * 2008-06-05 2010-10-13 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置を搭載する車両および充電ケーブル
US20120313562A1 (en) 2010-02-25 2012-12-13 Sanyo Electric Co., Ltd. Battery control device, battery system, electric vehicle, charge control device, battery charger, movable body, power supply system, power storage device, and power supply device
GB2489988B (en) 2011-04-15 2014-06-25 Nissan Motor Mfg Uk Ltd Improvements in electrical connections
JP5737218B2 (ja) * 2012-04-23 2015-06-17 トヨタ自動車株式会社 車両の電源装置
JP2014010005A (ja) * 2012-06-28 2014-01-20 Sanyo Electric Co Ltd 二次電池の相対残容量算出方法及びパック電池
WO2014032728A1 (de) * 2012-08-31 2014-03-06 Siemens Aktiengesellschaft Batterieladesystem und verfahren zum kabellosen laden einer batterie
KR101816978B1 (ko) * 2012-11-19 2018-01-09 비와이디 컴퍼니 리미티드 배터리 어셈블리에 대한 보호 디바이스 및 보호 시스템
DE102013221970A1 (de) 2013-10-29 2015-04-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Ladekabel
EP3140148B1 (en) * 2014-05-05 2018-04-11 Volvo Truck Corporation A method and arrangement for controlling charging of an electrical storage system in a vehicle
DE102014208696A1 (de) 2014-05-09 2015-11-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Schutz von Ladevorgängen von Fahrzeugen

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09275639A (ja) * 1996-04-02 1997-10-21 Fuji Photo Film Co Ltd 二次電池の充電装置およびその制御回路ならびに充電処理方法
CN101501973A (zh) * 2006-08-09 2009-08-05 三菱电机株式会社 电力变换装置及使用该电力变换装置的电动车控制装置
CN103299522A (zh) * 2010-11-17 2013-09-11 Sma太阳能技术股份公司 用于将光伏装置连接到电力网的方法
CN103492218A (zh) * 2011-01-26 2014-01-01 标致·雪铁龙汽车公司 通过估算充电器上行的阻抗和/或非线性干扰效应对系统的电池的充电进行控制的装置
CN103493327A (zh) * 2011-04-28 2014-01-01 株式会社Lg化学 用于对电池充电的充电方法和充电设备
CN102281025A (zh) * 2011-08-08 2011-12-14 武汉理工大学 一种汽车尾气余热热电转换车载电源系统及控制方法
EP3005509A1 (en) * 2013-02-06 2016-04-13 Charge Peak Ltd. System and method for protecting against electric current leakages

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017209003A (ja) 2017-11-24
US20170334303A1 (en) 2017-11-23
DE102016109074A1 (de) 2017-11-23
CN107404134B (zh) 2020-05-12
JP6623193B2 (ja) 2019-12-18
US10239410B2 (en) 2019-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107404134A (zh) 用于给车辆电池充电的方法和安排
US8688317B2 (en) Method for diagnosing the operation of a device for cutting off and connecting a battery from/to the onboard power network of a motor vehicle
CN106926715B (zh) 电气化车辆的电池组电压测量的功能评估和冗余
KR102516435B1 (ko) 전기 자동차 충전 장치
US10391865B2 (en) Electrical system comprising a circuit for detecting an electrical insulation fault
CN103158576B (zh) 电池电流测量校准的方法及系统
EP2360485B1 (en) Battery management system and driving method thereof
CN102193069B (zh) 用于在锂离子二次电池中确定金属锂是否沉淀的确定系统和确定方法、以及装备该确定系统的车辆
CN103858297B (zh) 电动车辆用充放电装置
US20130278273A1 (en) Method and device for detecting short circuit
US9209633B2 (en) Charging apparatus and method for determining conduction state
CN104160580A (zh) 电池盒以及电动汽车
CN110001402A (zh) 二次电池系统和诊断电池组中的异常的方法
JP6382453B2 (ja) 電池監視装置
US20170225572A1 (en) Weld detection apparatus and weld detection method
CN108398598B (zh) 用于测量电池供电系统的隔离电阻的装置和方法
CN102112342A (zh) 车载电网系统
US6541980B2 (en) Multiplex voltage measurement apparatus
KR101856068B1 (ko) 배터리 팩 전압을 이용한 절연 저항 측정 장치 및 방법
CN108152750A (zh) 一种电动汽车的电池充放电参数识别方法和系统
US11376983B2 (en) Traction battery charging station
EP1550880A1 (en) Battery managing metod and device
CN112829635A (zh) 电动车辆电池中的析锂检测和缓解
US7999553B2 (en) Voltage measurement device and electric vehicle
CN109955732A (zh) 车辆的充电装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant