DE102011008700A1 - Method for charging traction battery used for e.g. driving electrical vehicle, involves connecting traction battery again with traction network after successful connection of charging device to charging interface is detected - Google Patents

Method for charging traction battery used for e.g. driving electrical vehicle, involves connecting traction battery again with traction network after successful connection of charging device to charging interface is detected Download PDF

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Abstract

The method involves separating a traction battery (1) from a traction network when an upcoming connection of a charging device at a charging interface (5) is detected. A condition of the charging interface is evaluated by a safety device (8). A signal is produced by the safety device for separation of the battery from the network when a safety relevant condition is satisfied. The traction battery is again connected with the traction network after a successful connection of the charging device to the charging interface is detected. An independent claim is also included for a device for charging a traction battery of an electrical vehicle and a hybrid vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Laden mindestens einer Traktionsbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs.The invention relates to a method and a device for charging at least one traction battery of an electric or hybrid vehicle.

Für in Kraftfahrzeugen angeordnete Batterien, beispielsweise Bordnetzbatterien oder Traktionsbatterien, besteht in bestimmten Fällen die Notwendigkeit, diese Batterien mittels einer externen Ladeeinrichtung zu laden. Hierzu können die Kraftfahrzeuge über geeignete Ladeschnittstellen verfügen, die einen Anschluss einer Ladeeinrichtung an diese Ladeschnittstelle erlauben, wobei nach einem erfolgten Anschluss elektrische Energie aus einem externen Stromnetz zur im Fahrzeug angeordneten Batterie übertragen werden kann.For arranged in motor vehicles batteries, such as on-board batteries or traction batteries, there is a need in certain cases to charge these batteries by means of an external charging device. For this purpose, the motor vehicles may have suitable charging interfaces, which allow a connection of a charging device to this charging interface, wherein after a successful connection of electrical energy can be transmitted from an external power network to the battery arranged in the vehicle.

Insbesondere von Interesse ist dies bei Elektro- oder Hybridfahrzeugen, in welchen eine Traktionsbatterie, die elektrische Energie zum Antrieb des Fahrzeuges speichert, geladen werden muss.This is of particular interest in electric or hybrid vehicles in which a traction battery that stores electrical energy to drive the vehicle needs to be charged.

Die DE 101 19 985 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Energieeinspeisung in ein Mehrspannungsbordnetz eines Kraftfahrzeuges. Das Mehrspannungsbordnetz wird aus mindestens einem elektrischen Energiespeicher gespeist, wobei Einspeisemittel vorgesehen sind, die zur externen Energieeinspeisung in das Mehrspannungsbordnetz dienen. Hierbei offenbart die Druckschrift, dass das Umschalten eines ersten Schaltmittels und eines zweiten Schaltmittels von einem Normalbetrieb in einen Fremdladebetrieb über einen Steuergerätebefehl, über eine Erkennung eines Anschließens eines Fremdladekabels oder durch ein Öffnen eines Deckels am Fremdladestützpunkt ausgelöst werden kann. Um eine Ladeschnittstelle spannungsfrei zu schalten, offenbart die Druckschrift, dass die Ladeschnittstelle mittels eines Schalters vom Traktionsnetz getrennt werden kann.The DE 101 19 985 A1 discloses a device for feeding energy into a multi-voltage vehicle electrical system of a motor vehicle. The multi-voltage vehicle electrical system is supplied from at least one electrical energy store, wherein feeding means are provided, which serve for external energy supply to the multi-voltage vehicle electrical system. Here, the document discloses that the switching of a first switching means and a second switching means can be triggered by a normal operation in a Fremdladebetrieb via a control unit command, a detection of connecting a third party charging cable or by opening a lid at the Fremdladungsstützpunkt. In order to de-energize a charging interface, the document discloses that the charging interface can be disconnected from the traction network by means of a switch.

Auch die DE 103 13 752 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Laden von Batterien eines Mehrspannungsbordnetzes eines Kraftfahrzeuges. Hierbei sind Mittel vorgesehen, über die ein Anschließen eines externen Ladegerätes oder eines externen Fremdstartstützpunktes an ein Mehrspannungsbordnetz erkennbar ist. Auch hierbei ist eine Ladeschnittstelle mittels eines Schalters trennbar vom Mehrspannungsbordnetz.Also the DE 103 13 752 A1 discloses a device for charging batteries of a multi-voltage vehicle electrical system. In this case, means are provided, via which a connection of an external charger or an external third-party startup point to a multi-voltage vehicle electrical system can be seen. Here, too, a charging interface is separable by means of a switch from the multi-voltage vehicle electrical system.

In Elektro- oder Hybridfahrzeugen besteht die sicherheitsbedingte Anforderung, dass ein Traktionsnetz z. B. im Falle eines Unfalles oder bei einem kritischen Fahrzeugzustand spannungsfrei zu schalten ist. In der Regel wird hierbei eine Traktionsbatterie, die das Traktionsnetz mit Spannung versorgt von dem Traktionsnetz getrennt. Das Traktionsnetz umfasst hierbei auch eine Ladeschnittstelle zum Anschluss einer externen Ladeeinrichtung.In electric or hybrid vehicles, the safety-related requirement that a traction network z. B. in the event of an accident or in a critical state of the vehicle is to be de-energized. As a rule, a traction battery which supplies the traction network with voltage is disconnected from the traction network. The traction network here also includes a charging interface for connecting an external charging device.

Es stellt sich das technische Problem, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Laden einer Traktionsbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges zu schaffen, welche ein sicheres Anschließen einer externen Ladeeinrichtung an eine Ladeschnittstelle ermöglichen, wobei eine Anzahl hierzu benötigter Elementen reduziert wird.The technical problem arises of providing a method and a device for charging a traction battery of an electric or hybrid vehicle, which enable a secure connection of an external charging device to a charging interface, wherein a number of elements required for this purpose is reduced.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich aus den Gegenständen mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 8. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution to the technical problem arises from the objects with the features of claims 1 and 8. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Laden mindestens einer Traktionsbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs. Die Traktionsbatterie dient hierbei zur Speicherung von elektrischer Energie, die zum Antrieb des Elektro- oder Hybridfahrzeugs, z. B. mittels eines Wechselrichters und einer Elektromaschine, in mechanische Energie umwandelbar ist. Das Elektro- oder Hybridfahrzeug umfasst hierbei mindestens ein Traktionsnetz, welches in einem normalen Betriebszustand mit der mindestens einen Traktionsbatterie elektrisch verbunden ist und von dieser mit Spannung versorgt wird. Das Traktionsnetz umfasst hierbei z. B. den vorhergehend erwähnten Wechselrichter, einen Zwischenkreiskondensator und ggf. weitere elektrische oder elektronische Elemente. Das Traktionsnetz ist also elektrisch mit der mindestens einen Traktionsbatterie verbunden. Weiter umfasst das Traktionsnetz mindestens eine Ladeschnittstelle zum Anschluss einer externen Ladeeinrichtung, z. B. eine sogenannte Ladebuchse. Die Ladebuchse kann hierbei derart ausgebildet sein, dass ein Einstecken eines Lade- oder Stromkabels in diese Ladebuchse möglich ist, wobei im eingesteckten Zustand das Traktionsnetz mit einer externen elektrischen Energiequelle, z. B. einem externen Stromnetz, verbunden ist. Das Traktionsnetz ist hierbei ein Hochvolt-Netz, welches z. B. ein Spannungsniveau von 420 V aufweist. Zur Transformation einer externen Ladespannung auf das Spannungsniveau des Traktionsnetzes kann das Traktionsnetz geeignete Einrichtungen zur Spannungswandlung, z. B. Transformatoren oder Hochsetz- bzw. Tiefsetzsteller umfassen.A method is proposed for charging at least one traction battery of an electric or hybrid vehicle. The traction battery serves to store electrical energy to drive the electric or hybrid vehicle, z. B. by means of an inverter and an electric machine, into mechanical energy is convertible. The electric or hybrid vehicle in this case comprises at least one traction network, which is electrically connected in a normal operating state with the at least one traction battery and is supplied by this with voltage. The traction network here includes z. As the aforementioned inverter, a DC link capacitor and possibly other electrical or electronic elements. The traction network is thus electrically connected to the at least one traction battery. Furthermore, the traction network comprises at least one charging interface for connecting an external charging device, for. B. a so-called charging socket. The charging socket can in this case be designed such that insertion of a charging or power cable in this charging socket is possible, wherein in the inserted state, the traction network with an external electrical energy source, eg. B. an external power grid connected. The traction network here is a high-voltage network, which z. B. has a voltage level of 420 volts. To transform an external charging voltage to the voltage level of the traction network, the traction network may include suitable means for voltage conversion, e.g. B. transformers or boost or buck converter include.

Erfindungsgemäß wird die mindestens eine Traktionsbatterie von dem Traktionsnetz getrennt, falls ein bevorstehender Anschluss der externen Ladeeinrichtung an die Ladeschnittstelle detektiert wird. Im Zustand eines bevorstehenden Anschlusses ist die externe Ladeeinrichtung noch nicht mit dem Traktionsnetz elektrisch verbunden. Weiter wird die mindestens eine Traktionsbatterie wieder mit dem Traktionsnetz verbunden, nachdem ein erfolgreicher Anschluss der Ladeeinrichtung an die Ladeschnittstelle detektiert wird.According to the invention, the at least one traction battery is disconnected from the traction network if an imminent connection of the external charging device to the charging interface is detected. In the state of an upcoming connection, the external charging device is not yet electrically connected to the traction network. Further, the at least one traction battery is reconnected to the traction network after a successful one Connection of the charging device to the charging interface is detected.

Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass die Ladeschnittstelle des Traktionsnetzes spannungsfrei ist, falls ein Anschluss einer externen Ladeeinrichtung an das Traktionsnetz erfolgt. Hieraus ergibt sich in vorteilhafter Weise eine höhere Bediensicherheit für einen Nutzer. Erfindungsgemäß wird jedoch nicht gezielt die Ladeschnittstelle, z. B. mittels eines elektrischen oder elektronischen Schalters, spannungsfrei geschaltet, sondern das gesamte Traktionsnetz. Hierfür wird das gesamte Traktionsnetz, z. B. mittels geeigneter Schalt- oder Verbindungseinrichtungen, z. B. elektrische oder elektronische Schalter (MOSFET, IGBT), von der Traktionsbatterie getrennt, um einen gefahrlosen Anschluss der externen Ladeeinrichtung an die Ladeschnittstelle zu ermöglichen. Ist diese angeschlossen, so wird die Traktionsbatterie, z. B. mittels der vorhergehend erwähnten Schalt- oder Verbindungseinrichtungen, wieder mit dem Traktionsnetz elektrisch verbunden, wodurch die Traktionsbatterie dann aus dem externen Stromnetz oder der externen Energiequelle geladen werden kann.As a result, it is advantageously achieved that the charging interface of the traction network is de-energized if an external charging device is connected to the traction network. This results in an advantageous manner a higher operating safety for a user. However, according to the invention is not specifically the charging interface, z. B. by means of an electric or electronic switch, switched off, but the entire traction network. For this purpose, the entire traction network, z. B. by means of suitable switching or connecting devices, for. As electrical or electronic switches (MOSFET, IGBT), separated from the traction battery to allow a safe connection of the external charger to the charging interface. If this is connected, the traction battery, z. Example, by means of the aforementioned switching or connecting devices, electrically connected to the traction network, whereby the traction battery can then be charged from the external power grid or the external power source.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass kein zusätzlicher Schalter zum separaten Trennen der Ladeschnittstelle vom Traktionsnetz vorgesehen sein muss, sondern eventuell bereits schon aus Sicherheitsgründen vorhandene Schalter zum Trennen der Traktionsbatterie vom Traktionsnetz genutzt werden können.The inventive method results in an advantageous manner that no additional switch for separate separation of the charging interface must be provided by the traction network, but possibly already existing for safety reasons existing switch for separating the traction battery from the traction network.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Elektro- oder Hybridfahrzeug mindestens eine Sicherungseinrichtung. Die Sicherungseinrichtung erzeugt ein Signal zur Trennung der mindestens einen Traktionsbatterie von dem Traktionsnetz, falls eine sicherheitsrelevante Bedingung erfüllt ist. Eine sicherheitsrelevante Bedingung kann z. B. erfüllt sein, wenn eine Kollision des Elektro- oder Hybridfahrzeugs detektiert wird. Auch kann eine sicherheitsrelevante Bedingung erfüllt sein, wenn ein Defekt von elektrischen oder elektronischen Elementen des Traktionsnetzes, z. B. Elementen des Wechselrichters oder der Elektromaschine detektiert wird.In a further embodiment, the electric or hybrid vehicle comprises at least one safety device. The safety device generates a signal for separating the at least one traction battery from the traction network, if a safety-relevant condition is fulfilled. A security-relevant condition can z. B., when a collision of the electric or hybrid vehicle is detected. Also, a safety-related condition can be met if a defect of electrical or electronic elements of the traction network, z. B. elements of the inverter or the electric machine is detected.

Die Sicherungseinrichtung wertet erfindungsgemäß zusätzlich einen Zustand der Ladeschnittstelle aus und erzeugt ein Signal zur Trennung der mindestens einen Traktionsbatterie von dem Traktionsnetz, falls ein bevorstehender Anschluss der Ladeeinrichtung an die Ladeschnittstelle detektiert wird. Weiter erzeugt die Sicherungseinrichtung ein Signal zur Verbindung der mindestens einen Traktionsbatterie mit dem Traktionsnetz, nachdem ein erfolgreicher Anschluss der Ladeeinrichtung an die Ladeschnittstelle detektiert wird. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass das erfindungsgemäße Verfahren mittels einer bereits im Elektro- oder Hybridfahrzeug angeordneten Sicherungseinrichtung, die zum Trennen der Traktionsbatterie vom Traktionsnetz in sicherheitskritischen Zuständen verantwortlich ist, durchgeführt wird.According to the invention, the safety device additionally evaluates a state of the charging interface and generates a signal for separating the at least one traction battery from the traction network if an imminent connection of the charging device to the charging interface is detected. Furthermore, the securing device generates a signal for connecting the at least one traction battery to the traction network after a successful connection of the charging device to the charging interface is detected. This results in an advantageous manner that the inventive method by means of an already arranged in the electric or hybrid vehicle security device that is responsible for separating the traction battery from the traction network in safety-critical conditions, is performed.

In einer weiteren Ausführungsform erzeugt die Sicherungseinrichtung ein Signal zur Trennung der mindestens einen Traktionsbatterie von dem Traktionsnetz, falls ein Airbag des Elektro- oder Hybridfahrzeugs ausgelöst wird und/oder ein Unfallzustand des Elektro- oder Hybridfahrzeugs detektiert wird. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise die vorhergehend erwähnte Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit bereits in dem Elektro- oder Hybridfahrzeug für sicherheitsrelevante Funktionen vorhandenen Mitteln.In a further embodiment, the safety device generates a signal for separating the at least one traction battery from the traction network if an airbag of the electric or hybrid vehicle is triggered and / or an accident state of the electric or hybrid vehicle is detected. This results in an advantageous manner, the above-mentioned implementation of the method according to the invention with existing means already in the electric or hybrid vehicle for safety-related functions.

In einer weiteren Ausführungsform wird ein bevorstehender Anschluss der Ladeeinrichtung an die Ladeschnittstelle detektiert, falls ein mechanischer Verschluss der Ladeschnittstelle geöffnet wird. Die Ladeschnittstelle, beispielsweise eine Ladebuchse, kann hierbei beispielsweise mittels eines Deckels verschlossen werden. Der Deckel dient hierbei als mechanischer Schutz vor Feuchtigkeit, Verschmutzungen und einem unbefugten Bedienen oder Berühren der Ladeschnittstelle. Hierbei kann der mechanische Verschluss der Ladeschnittstelle oder das Elektro- oder Hybridfahrzeug mindestens eine Einrichtung zur Detektion eines Zustandes des mechanischen Verschlusses umfassen. Beispielsweise kann an dem mechanischen Verschluss- und/oder an dem Elektro- oder Hybridfahrzeug eine Schalteinrichtung derart angeordnet sein, dass ein Schaltsignal erzeugt wird, falls der mechanische Verschluss geöffnet und/oder geschlossen wird. Auch kann ein Öffnen des mechanischen Verschlusses detektiert werden, falls ein Öffnungssignal, z. B. von einem Fahrzeugführer erzeugt wird. Hierbei kann das Öffnungssignal beispielsweise durch Betätigen eines Schließmechanismus des mechanischen Verschlusses erzeugt werden, falls dieser in einen Zustand „offen” versetzt wird. Auch kann ein Öffnungssignal erzeugt werden, falls ein Fahrzeugführer eine in einem Innenraum des Elektro- oder Hybridfahrzeugs angeordnete Betätigungseinrichtung zum Öffnen des mechanischen Verschlusses betätigt.In a further embodiment, an imminent connection of the charging device to the charging interface is detected if a mechanical closure of the charging interface is opened. The charging interface, for example a charging socket, can be closed by a cover, for example. The cover serves as mechanical protection against moisture, dirt and unauthorized operation or touching the charging interface. Here, the mechanical closure of the charging interface or the electric or hybrid vehicle may comprise at least one device for detecting a state of the mechanical closure. For example, a switching device may be arranged on the mechanical shutter and / or on the electric or hybrid vehicle such that a switching signal is generated if the mechanical shutter is opened and / or closed. Also, opening of the mechanical shutter can be detected if an opening signal, e.g. B. is generated by a driver. In this case, the opening signal can be generated, for example, by actuating a closing mechanism of the mechanical shutter, if it is placed in a state "open". Also, an opening signal may be generated if a vehicle operator actuates an actuator disposed in an interior of the electric or hybrid vehicle to open the mechanical shutter.

Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise ein möglichst einfaches bzw. einfach zu implementierendes Verfahren zur Detektion eines bevorstehenden Anschlusses der Ladeeinrichtung.This results in an advantageously simple or easy to implement method for detecting an impending connection of the charging device.

Alternativ oder kumulativ kann ein bevorstehender Anschluss der Ladeeinrichtung an die Ladeschnittstelle detektiert werden, falls ein Ladebedarfssignal, beispielsweise von einem Fahrzeugführer, erzeugt wird. Auch kann das Ladebedarfssignal erzeugt werden, falls das Elektro- oder Hybridfahrzeug in einer Umgebung einer externen Ladeeinrichtung hält und ein Ladebedarf, z. B. ein aus einer Auswertung eines Ladezustandes der mindestens einen Traktionsbatterie bestimmter Ladebedarf, vorliegt. Hierdurch kann z. B. ein automatisierter Anschluss der externen Ladeeinrichtung an die Ladeschnittstelle ermöglicht werden, wobei z. B. eine automatisierte Positioniereinrichtung ein Ladekabel in die Ladeschnittstelle einsteckt.Alternatively or cumulatively, an imminent connection of the charging device to the charging interface can be detected if a charging requirement signal, for example from a driver, is generated. Also, the charging signal can be generated if the electric or Hybrid vehicle holds in an environment of an external charging device and a charging requirement, eg. B. a from an evaluation of a state of charge of the at least one traction battery certain charging requirement exists. As a result, z. B. an automated connection of the external charging device to the charging interface are possible, wherein z. B. an automated positioning a charging cable in the charging interface einsteckt.

Das Ladebedarfssignal kann hierbei gleich dem vorhergehend erwähnten Öffnungssignal sein.The charging signal may be equal to the previously mentioned opening signal.

Auch kann mindestens eine Traktionsbatterie von dem Traktionsnetz getrennt werden, falls ein Trennsignal, z. B. von einem Fahrzeugführer oder einem Mechaniker, erzeugt wird. Hierfür kann eine Betätigungseinrichtung zur Erzeugung des Trennsignals in einem Innenraum des Elektro- oder Hybridfahrzeugs, z. B. in einem Handschuhfach, angeordnet sein. Hierdurch kann z. B. ein Mechaniker das Traktionsnetz z. B. für Reparaturarbeiten, spannungsfrei schalten, indem die genannte Betätigungseinrichtung betätigt wird. Die Betätigungseinrichtung kann hierbei signaltechnisch, z. B. über ein Bussystem, beispielsweise einen CAN-Bus, mit der vorhergehend genannten Sicherungseinrichtung verbunden sein.Also, at least one traction battery can be disconnected from the traction network if a disconnect signal, e.g. B. by a driver or a mechanic is generated. For this purpose, an actuating device for generating the separation signal in an interior of the electric or hybrid vehicle, for. B. in a glove box, be arranged. As a result, z. B. a mechanic's traction network z. B. for repair work, de-energized by the said actuator is actuated. The actuator can in this case signal technology, z. B. via a bus system, such as a CAN bus, be connected to the aforementioned safety device.

Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine einfache oder einfach zu implementierende Detektion eines bevorstehenden Anschlusses einer externen Ladeeinrichtung sowie ein in das erfindungsgemäße Verfahren integrierbare Verfahren zur manuellen Trennung der Traktionsbatterie von dem Traktionsnetz.This results in an advantageous manner a simple or easy-to-implement detection of an upcoming connection of an external charging device and an integrable in the inventive method method for manual separation of the traction battery of the traction network.

In einer weiteren Ausführungsform wird ein bevorstehender Anschluss der Ladeeinrichtung an die Ladeschnittstelle nur dann detektiert, falls das Elektro- oder Hybridfahrzeug zusätzlich eine Fahrzeuggeschwindigkeit von 0 aufweist. Hierfür kann z. B. eine mittels eines Geschwindigkeitssensors erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit ausgewertet werden. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass das Traktionsnetz nicht während einer Fahrt, also bei Fahrzeuggeschwindigkeiten größer 0, vom Traktionsnetz getrennt wird, falls beispielsweise aufgrund eines Defekts ein mechanischer Verschluss der Ladeschnittstelle geöffnet wird. Hierdurch ergibt sich also in vorteilhafter Weise eine erhöhte Betriebssicherheit des Elektro- oder Hybridfahrzeugs.In a further embodiment, an impending connection of the charging device to the charging interface is detected only if the electric or hybrid vehicle additionally has a vehicle speed of 0. For this purpose, z. B. be evaluated by means of a speed sensor detected vehicle speed. This results in an advantageous manner that the traction network is not separated during a journey, ie at vehicle speeds greater than 0, from the traction network, if, for example, due to a defect, a mechanical closure of the charging interface is opened. This results in an advantageous manner increased reliability of the electric or hybrid vehicle.

In einer weiteren Ausführungsform wird ein erfolgreicher Anschluss der Ladeeinrichtung an die Ladeschnittstelle detektiert, falls ein Einstecken oder Anklemmen eines Ladekabels oder der Ladeeinrichtung in oder an die Ladeschnittstelle detektiert wird. Hierfür umfasst die Ladeschnittstelle und/oder das Elektro- oder Hybridfahrzeug Sensoreinrichtungen zur Erfassung eines Einsteckzustandes eines Ladekabels oder einer Ladeeinrichtung. Auch kann ein erfolgreicher Anschluss detektiert werden, falls an der Ladeschnittstelle ein Spannungsniveau der externen Ladeeinrichtung, also z. B. ein Spannungsniveau des externen Stromnetzes, anliegt. Hierfür kann die Ladeschnittstelle über Spannungssensoren verfügen, die beispielsweise auch für eine Regelung des Ladevorgangs benötigt werden.In a further embodiment, a successful connection of the charging device to the charging interface is detected, if a plugging or clamping of a charging cable or the charging device is detected in or on the charging interface. For this purpose, the charging interface and / or the electric or hybrid vehicle comprises sensor devices for detecting a plug-in state of a charging cable or a charging device. Also, a successful connection can be detected if at the charging interface, a voltage level of the external charging device, ie z. B. a voltage level of the external power grid, is applied. For this purpose, the charging interface can have voltage sensors, which are required, for example, for regulating the charging process.

Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine einfache oder einfach zu implementierende Detektion eines erfolgreichen Anschlusses einer externen Ladeeinrichtung an das Traktionsnetz.This advantageously results in a simple or easy-to-implement detection of a successful connection of an external charging device to the traction network.

Weiter vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zum Laden mindestens einer Traktionsbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs. Das Elektro- oder Hybridfahrzeug umfasst mindestens ein Traktionsnetz, wobei das Traktionsnetz elektrisch mit der mindestens einen Traktionsbatterie verbunden ist. Weiter umfasst das Traktionsnetz mindestens eine Ladeschnittstelle zum Anschluss einer externen Ladeeinrichtung. Die Vorrichtung umfasst mindestens eine Auswerteeinrichtung und mindestens eine Verbindungseinrichtung.Further proposed is a device for charging at least one traction battery of an electric or hybrid vehicle. The electric or hybrid vehicle includes at least one traction network, wherein the traction network is electrically connected to the at least one traction battery. Furthermore, the traction network comprises at least one charging interface for connecting an external charging device. The device comprises at least one evaluation device and at least one connection device.

Erfindungsgemäß ist die mindestens eine Traktionsbatterie mittels der Verbindungseinrichtung von dem Traktionsnetz trennbar, falls mittels der Auswerteeinrichtung ein bevorstehender Anschluss der Ladeeinrichtung an die Ladeschnittstelle detektiert wird. Mittels der Verbindungseinrichtung ist die mindestens eine Traktionsbatterie wieder mit dem Traktionsnetz verbindbar, nachdem mittels der Auswerteeinrichtung ein erfolgreicher Anschluss der Ladeeinrichtung an die Ladeschnittstelle detektiert wird.According to the invention, the at least one traction battery can be separated from the traction network by means of the connecting device, if an imminent connection of the charging device to the charging interface is detected by means of the evaluation device. By means of the connecting device, the at least one traction battery can again be connected to the traction network, after a successful connection of the charging device to the charging interface is detected by means of the evaluation device.

Mit der vorgeschlagenen Vorrichtung ist hierbei in vorteilhafter Weise eines der vorhergehend erläuterten Verfahren durchführbar.With the proposed device in this case one of the previously explained method is advantageously feasible.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Auswerteeinrichtung eine Sicherheitseinrichtung des Elektro- oder Hybridfahrzeugs sein.In a further embodiment, the evaluation device may be a safety device of the electric or hybrid vehicle.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Einrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines mechanischen Verschlusses und/oder einer Einrichtung zur Erfassung eines Ladebedarfssignals und/oder einer Einrichtung zur Erfassung eines Einsteckzustandes. Die mindestens eine Traktionsbatterie ist mittels der Verbindungseinrichtung von dem Traktionsnetz trennbar, falls ein mechanischer Verschluss der Ladeschnittstelle geöffnet und/oder ein Ladebedarfssignal erzeugt wird. Weiter ist die mindestens eine Traktionsbatterie wieder mit dem Traktionsnetz verbindbar, falls ein Einstecken oder Anklemmen eines Ladekabels oder der Ladeeinrichtung in oder an die Ladeschnittstelle detektiert wird. Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Laden mindestens einer Traktionsbatterie.In a further embodiment, the device comprises a device for detecting a state of a mechanical shutter and / or a device for detecting a charging signal and / or a device for detecting a plug-in state. The at least one traction battery can be separated from the traction network by means of the connecting device if a mechanical shutter of the charging interface is opened and / or a charging requirement signal is generated. Further, the at least one traction battery is connectable to the traction network again, if a plugging or connecting a charging cable or the charging device in or on the charging interface is detected. The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. The single FIGURE shows a schematic block diagram of a device according to the invention for charging at least one traction battery.

In 1 ist ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Laden mindestens einer Traktionsbatterie 1 eines nicht dargestellten Elektrofahrzeuges dargestellt. Ein Traktionsnetz des Elektrofahrzeugs umfasst eine Elektromaschine 2, einen Wechselrichter 3 und einen Zwischenkreiskondensator 4. Weiter umfasst das Traktionsnetz eine Ladeschnittstelle 5, in welche ein nicht dargestelltes Ladekabel zur elektrischen Verbindung des Traktionsnetzes mit einer ebenfalls nicht dargestellten externen Ladeeinrichtung einsteckbar ist. Die Ladeschnittstelle 5 ist hierbei mittels eines ebenfalls nicht dargestellten Deckels mechanisch verschlossen. Das Elektrofahrzeug umfasst einen Sensor 6 zur Erfassung eines Verschlusszustandes der Ladeschnittstelle 5, wobei Sensor 6 erfasst, ob der Deckel der Ladeschnittstelle 5 geöffnet ist oder verschlossen ist. Weiter umfasst das Elektrofahrzeug einen Sensor 7 zur Erfassung eines Einsteckzustandes des vorhergehend erwähnten Ladekabels. Weiter umfasst das Elektrofahrzeug eine Sicherungseinrichtung 8. Die Sicherungseinrichtung 8 dient hierbei als Auswerteeinrichtung für die Signale der Sensoren 6, 7, mit denen sie datentechnisch oder signaltechnisch verbunden ist. Weiter ist die Sicherungseinrichtung 8 mit einem Airbagsensor 9 und einem Geschwindigkeitssensor 10 signaltechnisch oder datentechnisch verbunden. Weiter ist die Sicherungseinrichtung 8 signal- oder datentechnisch mit Schalt- oder Verbindungseinrichtungen 11 zur Verbindung oder Trennung der Traktionsbatterie 1 von dem Traktionsnetz verbunden. Hierbei kann die Sicherungseinrichtung 8 einen Zustand der Verbindungseinrichtungen 11 mittels der von der Sicherungseinrichtung 8 erzeugten Signale steuern.In 1 is a schematic block diagram of an apparatus for charging at least one traction battery 1 represented an electric vehicle, not shown. A traction network of the electric vehicle includes an electric machine 2 , an inverter 3 and a DC link capacitor 4 , Furthermore, the traction network comprises a charging interface 5 in which a charging cable, not shown, for electrical connection of the traction network with an external charging device, also not shown, can be inserted. The charging interface 5 is mechanically closed by means of a lid, also not shown. The electric vehicle includes a sensor 6 for detecting a shutter state of the charging interface 5 , where sensor 6 detects if the cover of the charging interface 5 is open or closed. Further, the electric vehicle includes a sensor 7 for detecting a plug-in state of the aforementioned charging cable. Furthermore, the electric vehicle comprises a safety device 8th , The safety device 8th serves as an evaluation device for the signals of the sensors 6 . 7 with which it is connected by data technology or signaling technology. Next is the safety device 8th with an airbag sensor 9 and a speed sensor 10 connected by signal technology or data technology. Next is the safety device 8th signal or data technology with switching or connection devices 11 for connecting or disconnecting the traction battery 1 connected by the traction network. In this case, the safety device 8th a state of the connection means 11 by means of the safety device 8th control generated signals.

Wird der mechanische Deckel der Ladeschnittstelle 5 geöffnet und wird diese Information der Sicherungseinrichtung 8 von dem Sensor 6 übertragen, und beträgt eine von dem Geschwindigkeitssensor 10 erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs null, so erzeugt die Sicherungseinrichtung 8 ein Signal zum Öffnen der Verbindungseinrichtungen 11, also zum elektrischen Trennen der Traktionsbatterie 1 von dem Traktionsnetz. In diesem Fall wird auch die Ladeschnittstelle 5 spannungsfrei geschaltet. Nun kann gefahrlos ein Ladekabel zur Verbindung des Traktionsnetzes mit einer externen Energiequelle, beispielsweise einem externen Stromnetz, in die Ladeschnittstelle 5 eingesteckt werden. Wird ein eingesteckter Zustand mittels des Sensors 7 erfasst und an die Sicherungseinrichtung 8 übertragen, so erzeugt diese wiederum ein Signal zum Schließen der Verbindungseinrichtungen 11, wodurch die Traktionsbatterie 1 wieder mit dem Traktionsnetz verbunden wird.Will the mechanical cover of the charging interface 5 opened and this information is the safety device 8th from the sensor 6 and is one of the speed sensor 10 detected vehicle speed of the electric vehicle zero, so generates the safety device 8th a signal to open the connection means 11 So to electrically disconnect the traction battery 1 from the traction network. In this case also becomes the charging interface 5 de-energized. Now safely a charging cable for connecting the traction network with an external power source, such as an external power network, in the charging interface 5 be plugged in. Is an inserted state by means of the sensor 7 recorded and to the safety device 8th transmitted, this in turn generates a signal to close the connecting devices 11 , causing the traction battery 1 is reconnected to the traction network.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Traktionsbatterietraction battery
22
Elektromaschineelectric machine
33
Wechselrichterinverter
44
ZwischenkreiskondensatorLink capacitor
55
LadeschnittstelleLoading interface
66
Sensor zur Erfassung eines Zustandes eines DeckelsSensor for detecting a condition of a lid
77
Sensor zur Erfassung eines EinsteckzustandesSensor for detecting a plug-in state
88th
Sicherungseinrichtungsafety device
99
Airbag-SensorAirbag sensor
1010
Geschwindigkeitssensorspeed sensor
1111
Schalt- oder VerbindungseinrichtungSwitching or connecting device

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (10)

Verfahren zum Laden mindestens einer Traktionsbatterie (1) eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, wobei das Elektro- oder Hybridfahrzeug mindestens ein Traktionsnetz umfasst, wobei das Traktionsnetz elektrisch mit der mindestens einen Traktionsbatterie (1) verbunden ist, wobei das Traktionsnetz mindestens eine Ladeschnittstelle (5) zum Anschluss einer externen Ladeeinrichtung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Traktionsbatterie (1) von dem Traktionsnetz getrennt wird, falls ein bevorstehender Anschluss der Ladeeinrichtung an die Ladeschnittstelle (5) detektiert wird, wobei die mindestens eine Traktionsbatterie (1) wieder mit Traktionsnetz verbunden wird, nachdem ein erfolgreicher Anschluss der Ladeeinrichtung an die Ladeschnittstelle (5) detektiert wird.Method for charging at least one traction battery ( 1 ) of an electric or hybrid vehicle, wherein the electric or hybrid vehicle comprises at least one traction network, wherein the traction network is electrically connected to the at least one traction battery ( 1 ), the traction network having at least one charging interface ( 5 ) for connecting an external charging device, characterized in that the at least one traction battery ( 1 ) is disconnected from the traction network if an imminent connection of the charging device to the charging interface ( 5 ) is detected, wherein the at least one traction battery ( 1 ) is reconnected to traction network after a successful connection of the charging device to the charging interface ( 5 ) is detected. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektro- oder Hybridfahrzeug mindestens eine Sicherungseinrichtung (8) umfasst, wobei die Sicherungseinrichtung (8) ein Signal zur Trennung der mindestens einen Traktionsbatterie (1) von dem Traktionsnetz erzeugt, falls eine sicherheitsrelevante Bedingung erfüllt ist, wobei die Sicherungseinrichtung (8) zusätzlich einen Zustand der Ladeschnittstelle (5) auswertet und ein Signal zur Trennung der mindestens einen Traktionsbatterie (1) von dem Traktionsnetz erzeugt, falls ein bevorstehender Anschluss der Ladeeinrichtung an die Ladeschnittstelle (5) detektiert wird, wobei die Sicherungseinrichtung (8) ein Signal zur Verbindung der mindestens einen Traktionsbatterie (1) mit dem Traktionsnetz erzeugt, nachdem ein erfolgreicher Anschluss der Ladeeinrichtung an die Ladeschnittstelle (5) detektiert wird.Method according to Claim 1, characterized in that the electric or hybrid vehicle has at least one safety device ( 8th ), wherein the safety device ( 8th ) a signal for separating the at least one traction battery ( 1 ) generated by the traction network, if a safety-relevant condition is met, wherein the safety device ( 8th ) additionally a state of the charging interface ( 5 ) and a signal for separating the at least one traction battery ( 1 ) generated by the traction network, if an imminent connection of the charging device to the charging interface ( 5 ) is detected, the safety device ( 8th ) a signal for connecting the at least one traction battery ( 1 ) with the traction network after a successful connection of the charging device to the charging interface ( 5 ) is detected. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungseinrichtung (8) ein Signal zur Trennung der mindestens einen Traktionsbatterie (1) von dem Traktionsnetz erzeugt, falls ein Airbag des Elektro- oder Hybridfahrzeugs ausgelöst wird und/oder ein Unfallzustand des Elektro- oder Hybridfahrzeugs detektiert wird.Method according to Claim 2, characterized in that the securing device ( 8th ) a signal for separating the at least one traction battery ( 1 ) generated by the traction network, if an airbag of the electric or hybrid vehicle is triggered and / or an accident state of the electric or hybrid vehicle is detected. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein bevorstehender Anschluss der Ladeeinrichtung an die Ladeschnittstelle (5) detektiert wird, falls ein mechanischer Verschluss der Ladeschnittstelle (5) geöffnet wird und/oder ein Ladebedarfssignal erzeugt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that an imminent connection of the charging device to the charging interface ( 5 ) is detected if a mechanical closure of the charging interface ( 5 ) is opened and / or a charging signal is generated. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Traktionsbatterie (1) von dem Traktionsnetz getrennt wird, falls ein Trennsignal erzeugt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one traction battery ( 1 ) is disconnected from the traction network if a disconnect signal is generated. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein bevorstehender Anschluss der Ladeeinrichtung an die Ladeschnittstelle (5) detektiert wird, falls das Elektro- oder Hybridfahrzeug zusätzlich eine Fahrzeuggeschwindigkeit von Null aufweist.Method according to Claim 4 or 5, characterized in that an imminent connection of the charging device to the charging interface ( 5 ) is detected if the electric or hybrid vehicle additionally has a vehicle speed of zero. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erfolgreicher Anschluss der Ladeeinrichtung an die Ladeschnittstelle (5) detektiert wird, falls ein Einstecken oder Anklemmen eines Ladekabels oder der Ladeeinrichtung in oder an die Ladeschnittstelle (5) detektiert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a successful connection of the charging device to the charging interface ( 5 ) is detected if a plugging or connecting a charging cable or the charging device in or on the charging interface ( 5 ) is detected. Vorrichtung zum Laden mindestens einer Traktionsbatterie (1) eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, wobei das Elektro- oder Hybridfahrzeug mindestens ein Traktionsnetz umfasst, wobei das Traktionsnetz elektrisch mit der mindestens einen Traktionsbatterie (1) verbunden ist; wobei das Traktionsnetz mindestens eine Ladeschnittstelle (5) zum Anschluss einer Ladeeinrichtung umfasst, wobei die Vorrichtung mindestens eine Auswerteeinrichtung und mindestens eine Verbindungseinrichtung (11) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Traktionsbatterie (1) mittels der Verbindungseinrichtung (11) von dem Traktionsnetz trennbar ist, falls mittels der Auswerteeinrichtung ein bevorstehender Anschluss der Ladeeinrichtung an die Ladeschnittstelle (5) detektiert wird, wobei mittels der Verbindungseinrichtung (11) die mindestens eine Traktionsbatterie (1) wieder mit dem Traktionsnetz verbindbar ist, nachdem mittels der Auswerteeinrichtung ein erfolgreicher Anschluss der Ladeeinrichtung an die Ladeschnittstelle (5) detektiert wird.Device for charging at least one traction battery ( 1 ) of an electric or hybrid vehicle, wherein the electric or hybrid vehicle comprises at least one traction network, wherein the traction network is electrically connected to the at least one traction battery ( 1 ) connected is; the traction network having at least one charging interface ( 5 ) for connecting a charging device, wherein the device comprises at least one evaluation device and at least one connecting device ( 11 ), characterized in that the at least one traction battery ( 1 ) by means of the connection device ( 11 ) is separable from the traction network, if by means of the evaluation device an imminent connection of the charging device to the charging interface ( 5 ) is detected, wherein by means of the connecting device ( 11 ) the at least one traction battery ( 1 ) is again connectable to the traction network, after a successful connection of the charging device to the charging interface by means of the evaluation device ( 5 ) is detected. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung eine Sicherheitseinrichtung (8) ist.Apparatus according to claim 8, characterized in that the evaluation device comprises a safety device ( 8th ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Einrichtung zur Erfassung eines Zustands eines mechanischen Verschlusses der Ladeschnittstelle (5) und/oder eine Einrichtung zur Erfassung eines Ladebedarfsignals und/oder eine Einrichtung zur Erfassung eines Einsteckzustandes umfasst, wobei die mindestens eine Traktionsbatterie (1) mittels der Verbindungseinrichtung (11) von dem Traktionsnetz trennbar ist, falls ein mechanischer Verschluss der Ladenschnittstelle (5) geöffnet wird und/oder ein Ladebedarfsignal erzeugt wird, wobei die mindestens eine Traktionsbatterie (1) wieder mit Traktionsnetz verbindbar ist, falls ein Einstecken oder Anklemmen eines Ladekabels oder der Ladeeinrichtung in oder an die Ladeschnittstelle (5) detektiert wird.Device according to one of claims 8 or 9, characterized in that the device comprises means for detecting a state of mechanical closure of the charging interface ( 5 ) and / or a device for detecting a charging signal and / or a device for detecting a plug-in state, wherein the at least one traction battery ( 1 ) by means of the connection device ( 11 ) is separable from the traction network, if a mechanical closure of the shop interface ( 5 ) is opened and / or a charging signal is generated, wherein the at least one traction battery ( 1 ) can be reconnected to the traction network if a plug-in or a connection of a charging cable or the charging device in or on the charging interface ( 5 ) is detected.
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