DE102012200660A1

DE102012200660A1 - Ladevorrichtung für ein Elektrofahrzeug, Ladesystem und Verfahren zum Betreiben eines Schutzschalters

Info

Publication number: DE102012200660A1
Application number: DE102012200660A
Authority: DE
Inventors: Michael Hegmann; Alexander Mundry
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2012-01-18
Publication date: 2013-05-02
Also published as: CN103138327A; CN103138327B

Abstract

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen robusten und dennoch sicheren Betrieb einer Ladevorrichtung für ein Elektrofahrzeug an einem elektrischen Versorgungsnetz zu ermöglichen. Erfindungsgemäß wird eine Ladevorrichtung (12) für ein Elektrofahrzeug (10) bereitgestellt, mittels welcher dem Elektrofahrzeug (10) aus einem Versorgungsnetz (14) über ein Ladekabel (20) ein Ladestrom zuführbar ist, wobei von einer am Ladekabel (20) angeordneten Detektionseinrichtung (22) ein von einer Stromdifferenz zwischen Adern des Ladekabels (20) abhängiges Wandlersignal erzeugbar ist und mittels einer Auslöseeinrichtung in Abhängigkeit von dem Wandlersignal zum Unterbrechen des Ladestroms ein Auslösesignal für einen Schutzschalter erzeugbar ist. Die Auslöseeinrichtung ist hierbei dazu ausgelegt, das Auslösesignal mit einer vorbestimmten Verzögerungszeit verzögert zu erzeugen, falls die durch das Wandlersignal angezeigte Stromdifferenz betragsmäßig größer als ein vorbestimmter unterer Auslösewert und kleiner als ein vorbestimmter oberer Auslösewert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung für ein Elektrofahrzeug, mittels welcher dem Elektrofahrzeug aus einem Versorgungsnetz über ein Ladekabel ein Ladestrom zuführbar ist. Zu der Erfindung gehört auch ein System aus einer solchen Ladevorrichtung und einem Schutzschalter einer Elektroinstallation eines Gebäudes, durch welche ein Anschluss für das Ladekabel an ein Versorgungsnetz bereit gestellt ist. Schließlich gehört zu der Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben eines Schutzschalters einer Ladevorrichtung für ein Elektrofahrzeug. Eine Ladevorrichtung der genannten Art kann beispielsweise als Ladestation an einem Parkplatz für ein Elektrofahrzeug bereitgestellt sein, also etwa als Ladesäule oder als in einer Garage installierte Ladeeinrichtung. Weiter mögliche, von der Erfindung umfasste Formen der Bereitstellung der Ladevorrichtung sind in dem Standard IEC 61851 angegeben (IEC – International Electrotechnical Commission). Bei der Ladevorrichtung kann es sich insbesondere auch um ein Ladekabel mit einer sogenannten ICCB (In Cable Control Box) handeln, die auch als IC-RCD (In-Cable Residual Current Device (FI)) bekannt ist.
Ladevorrichtungen für Elektrofahrzeuge müssen in der Regel einen Schutzschalter aufweisen, der bei Erkennen eines Fehlerstroms auslöst, d. h. den Ladestrom unterbricht. Unter einem Fehlerstrom wird dabei im Zusammenhang mit der Erfindung sowohl ein Ableitstrom verstanden, der über einen Schutzleiter abgeführt wird, als auch ein Erdfehlerstrom, der über das Elektrofahrzeug oder über dieses umgebende Gegenstände in ein Erdpotential abfließt. Für Ladekabel des Typs EVSE Mode 2 nach IEC 61851-1 muss der Fehlerstromschutz (also der Schutzschalter, dessen Auslöseeinrichtung und die zugehörige Detektionseinrichtung zum Erkennen eines Fehlerstroms) im Ladekabel selbst durch eine ICCB bereitgestellt sein (EVSE – Electric Vehicle Supply Equipment).
Der Fehlerstromschutz der Ladevorrichtung ist aber nicht der einzige Schutz, falls während des Aufladens des Elektrofahrzeug ein Fehlerstrom auftritt. Auch in der Elektroinstallation, welche den Anschluss der Ladevorrichtung an das elektrische Versorgungsnetz ermöglicht, ist in der Regel eine Fehlerstromschutzeinrichtung installiert. Wenn das Elektrofahrzeug über eine Elektroinstallation eines Gebäudes, beispielsweise eines privaten Wohnhauses, aufgeladen werden soll, wird der Ladestrom dabei in der Regel über die Fehlerstromschutzeinrichtung des Gebäudes geführt. Häufig handelt es sich dabei um eine sogenannte Gruppen-FI-Schutzeinrichtung, über die z. B. auch Steckdosenstromkreise des Wohnhauses mit abgesichert sein können. Bei einer solchen Fehlerstromschutzeinrichtung einer Elektroinstallation beträgt die Stromstärke für den Nennfehlerstrom in der Regel 30 mA.
Das Laden der Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs über ein Ladekabel vom Typ EVSE Mode 2 kann mehrere Stunden dauern und erfolgt deshalb in der Regel nachts. Die Fehlerstromschutzeinrichtung im Ladekabel sollte dabei möglichst nur dann ansprechen, wenn tatsächlich ein sicherheitsrelevanter Fehler vorliegt, da der Ladevorgang ansonsten unnötig unterbrochen wird und somit das Elektrofahrzeug am nächsten Morgen nicht einsatzbereit ist. So sollte die Fehlerstromschutzeinrichtung beispielsweise nicht bei kleinen, betriebsmäßigen Ableitströmen ansprechen, die kurzzeitig über den Schutzleiter (PE-Leiter) der Fehlerstromschutzeinrichtung fließen können. Betriebsbedingte Ableitströme entstehen beispielsweise beim Umschalten von Lasten oder bei Schaltvorgängen in einem Umrichter. Sie fließen in der Regel nur für einen Zeitraum von bis zu 10 ms. Allerdings ist es auch nicht möglich, solche betriebsbedingten Ableitströme vollständig zu ignorieren. Würde man dies tun, könnte die Fehlerstromschutzeinrichtung der Elektroinstallation des Gebäudes auslösen, sodass dann nicht nur der Ladevorgang des Elektrofahrzeugs unterbrochen würde, sondern auch im Gebäude selbst elektrische Geräte vom Versorgungsnetz getrennt würden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen robusten und dennoch sicheren Betrieb einer Ladevorrichtung für ein Elektrofahrzeug an einem elektrischen Versorgungsnetz zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird durch eine Ladevorrichtung gemäß Patentanspruch 1, ein System gemäß Patentanspruchs 8 und ein Verfahren gemäß Patentanspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind durch die Unteransprüche gegeben.
Die erfindungsgemäße Ladevorrichtung kann beispielsweise als Ladestation oder aber auch als eine transportierbare Kabelvorrichtung bereitgestellt sein. Bei der Ladevorrichtung ist an einem Ladekabel eine Detektionseinrichtung, etwa ein Summenstromwandler, angeordnet. Diese Detektionseinrichtung erzeugt ein Wandlersignal, das von einer Stromdifferenz zwischen Adern des Ladekabels abhängig ist. Dieses Wandlersignal wird an eine Auslöseeinrichtung der Ladevorrichtung übertragen, also etwa eine entsprechende elektrische Auslöseschaltung, die anhand des Wandlersignals einen Fehlerstrom erkennt und gegebenenfalls zum Unterbrechen des Ladestroms ein Auslösesignal für einen Schutzschalter erzeugt. Der Schutzschalter kann dabei in dem Elektrofahrzeug oder in einer Elektroinstallation installiert sein, über welche das Ladekabel mit dem elektrischen Versorgungsnetz verbunden ist. Der Schutzschalter kann aber auch in das Ladekabel selbst integriert sein. In diesem Fall lässt sich die erfindungsgemäße Ladevorrichtung als ICCB bereitstellen.
Bei der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung ist die Auslöseeinrichtung zusätzlich dazu ausgelegt, das Auslösesignal mit einer vorbestimmten Totzeit oder Verzögerungszeit verzögert zu erzeugen. Verzögert wird das Auslösesignal dabei nur für den Fall, dass durch das Wandlersignal eine Stromdifferenz angezeigt wird, die betragsmäßig größer als ein vorbestimmter unterer Auslösewert und kleiner als ein vorbestimmter oberer Auslösewert ist. Mit anderen Worten arbeitet die Auslöseschaltung oder Auslöseeinrichtung der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung selektiv, d. h. der Schutzschalter wird nicht bei jedem erkannten Fehlerstrom gleich schnell ausgelöst.
Die erfindungsgemäße Ladevorrichtung weist den Vorteil auf, das sie einerseits einen robusten Betrieb der Ladevorrichtung ermöglicht, bei dem der Ladevorgang durch ungefährliche, nur kurzzeitig auftretende Ableitströme nicht unnötig abgebrochen wird. Gleichzeitig kann der Ladevorgang bei einer Stromdifferenz oberhalb des oberen Auslösewerts verzögerungsfrei abgebrochen werden.
Mit der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung kann es insbesondere auch ermöglicht werden, gesondert auf einen Ableitstrom zu reagieren, indem die Auslösung verzögert wird. Hierdurch ist es dann möglich, bei nur kurzzeitig auftretenden Ableitströmen das Auslösen zu vermeiden. Um diese Selektivität zwischen einem unkritischen Ableitstrom und einem kritischen Fehlerstrom (Ableitstrom mit einer kritischen Stromstärke oder Erdfehlerstrom) zu erhalten, ist gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung durch die Detektionseinrichtung ein Summenstromwandler bereitgestellt, durch welchen wenigstens ein Phasenleiter, ein Neutralleiter und zusätzlich auch ein Schutzleiter geführt sind. Hierbei ist der Schutzleiter dann in einer Schleife durch den Summenstromwandler geführt. Mit anderen Worten ist der Schutzleiter entweder wenigstens einmal rückwärts oder zweimal vorwärts durch den Summenstromwandler geführt. Hierdurch wird die Empfindlichkeit der Detektionseinrichtung für Ableitströme vergrößert.
Die verzögerte Auslösung erhält man gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung, indem bei der Auslösevorrichtung ein Verzögerungsglied verwendet wird. Dieses ist dabei mit einer Signalerzeugungseinrichtung gekoppelt, die das eigentliche Auslösesignal für den Schutzschalter erzeugen kann. Das Signal des Verzögerungsglieds wirkt aber nur auf die Signalerzeugungseinrichtung, falls sich die gemessene Stromdifferenz in den Adern des Ladekabels zwischen dem unteren und oberen Auslösewert befindet. Mit anderen Worten ist das Verzögerungsglied nur wirksam, wenn ein Ableitstrom mit einer Stromstärke vorliegt, die zwischen dem unteren und dem oberen Auslösewert liegt. Diese Bedingung kann einfach durch eine entsprechende Schaltlogik überprüft werden. Durch Verwendung eines Verzögerungsglieds ergibt sich der Vorteil, dass die Verzögerungszeit einstellbar gestaltet sein kann.
Eine Weiterbildung dieser Ladevorrichtung sieht vor, dass die Auslöseeinrichtung eine Mehrzahl von Verzögerungsgliedern aufweist und zu jedem Verzögerungsglied zumindest ein Auslösewert vorgegeben ist und die Auslöseeinrichtung dazu eingerichtet ist, ein jeweiliges Verzögerungsglied nur dann mit der Signalerzeugungseinrichtung zu koppeln, falls die Stromdifferenz ein Kriterium erfüllt, welches durch den zumindest einen Auslösewert festgelegt ist, welcher zu dem Verzögerungsglied vorgegeben ist. Durch das Kriterium ist dabei je nach Auslösewert vorgeben, ob die Stromdifferenz größer oder kleiner als der Auslösewert ist.
Um die Sicherheit eines Benutzers der Ladevorrichtung nicht zu gefährden, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass das Auslösesignal von der Auswerteeinrichtung unverzögert erzeugt wird, falls die Stromdifferenz betragsmäßig größer als der obere Auslösewert ist. Der Schutzschalter wird dann also mit einer vorbestimmten, geringeren Auslösedauer geöffnet. Hierdurch ist es dann sogar unter Umständen möglich, bei einem gefährlichen Erdfehlerstrom und bei einem verhältnismäßig großen Ableitstrom auch dem Schutzschalter einer Fehlerstromschutzeinrichtung einer Elektroinstallation zuvor zu kommen. Ob dies gelingt, hängt aber auch davon ab, wie weit die Stromstärke über dem Nennfehlerstrom liegt, die in der Fehlerstromschutzeinrichtung eingestellt ist (siehe hierzu auch die Norm IEC 61008).
Letzteres hängt auch davon ab, welche Auslösedauer bei der Fehlerstromschutzeinrichtung der Elektroinstallation vorgesehen ist. Um hier eine Abstimmung zwischen der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung und der Elektroinstallation zu ermöglichen, sieht eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung vor, die Ladevorrichtung mit einer Kommunikationseinrichtung zu versehen und die Auslöseschaltung dazu auszulegen, über diese Kommunikationseinrichtung mit dem externen Schutzschalter einer Elektroinstallation kommunizieren zu lassen. Hierbei können dann ein Auslösewert für die Stromdifferenz und/oder ein Wert betreffend einer Verzögerungszeit ausgetauscht werden. Vorgesehen ist insbesondere, dass die Auslöseeinrichtung der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung einen Auslösewert bzw. eine Verzögerungszeit von dem externen Schutzschalter empfängt und dann die eigene Verzögerungszeit und die eigenen Auslösewerte einstellt. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann aber auch vorgesehen sein, dass die Betriebsparameter des externen Schutzschalters, d. h. dessen Auslösewert und dessen Wert für die Verzögerungszeit, eingestellt werden.
In diesem Zusammenhang ist durch die Erfindung auch ein System aus der vorangehend beschriebenen Ladevorrichtung und einem Schutzschalter einer Elektroinstallation bereitgestellt. Es handelt sich bei der Elektroinstallation um diejenige, die einen Anschluss bereitstellt, über welchen das Ladekabel der Ladevorrichtung an das Versorgungsnetz angeschlossen wird. Bei dem erfindungsgemäßen System weist die Elektroinstallation ebenfalls eine Kommunikationseinrichtung auf. Die Auslöseeinrichtung der Ladevorrichtung und die Elektroinstallation sind dabei dazu ausgelegt, über ihre Kommunikationseinrichtungen Auslösewerte und/oder Werte für eine Verzögerungszeit auszutauschen und hierdurch ihr Auslöseverhalten aufeinander abzustimmen. Die Abstimmung erfolgt dabei in der Weise, dass bei einer von dem Elektrofahrzeug im Ladekabel verursachten Stromdifferenz nicht der Schutzschalter der Elektroinstallation, sondern die Auslöseeinrichtung der Ladevorrichtung auslöst. Wie diese Abstimmung zu erfolgen hat, hängt von der verwendeten Elektroinstallation und der Ausgestaltung der Ladevorrichtung ab und kann durch einen Fachmann einfach ermittelt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen System ist es in vorteilhafter Weise möglich, dass sich die Ladevorrichtung und die Elektroinstallation selbstständig aufeinander abstimmen, sodass der Ladevorgang des Elektrofahrzeugs zum einen robust gegen kurzzeitig auftretenden Ableitströme ist und zum anderen ein durch das Elektrofahrzeug verursachter kritischer Fehlerstrom den Schutzschalter der Ladevorrichtung und nicht denjenigen der Elektroinstallation auslöst.
Durch die beschriebene Ladevorrichtung und das beschriebene System ist es möglich, das folgende erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Schutzschalters einer Ladevorrichtung für ein Elektrofahrzeug durchzuführen. Der Schutzschalter wird mittels der Verzögerungseinrichtung verzögert ausgelöst, falls ein Ableitstrom fließt und dieser aber kleiner als der obere Auslösewert ist. Wird für den oberen Auslösewert dabei ein Wert gewählt, der kleiner als die Auslöseschwelle der Fehlerstromschutzeinrichtung der Elektroinstallation ist, von welcher der Ladestrom bezogen wird, so ist es möglich, das Auslösen beliebig lang zu verzögern.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die auf Merkmalen beruhen, die bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung beschrieben wurden. Daher werden die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht noch einmal erläutert.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dazu zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ladevorrichtung,
2 eine schematische Darstellung einer Detektionseinrichtung der Ladevorrichtung von 1,
3 eine Skizze zur Veranschaulichung eines elektrischen Fehlers, durch welchen ein Erdfehlerstrom verursacht wird,
4 eine Skizze zu einem Fehlerfall, durch welchen ein Ableitstrom verursacht wird,
5 eine Detektionseinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung und
6 ein Blockschaltbild einer Auslöseeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung.
Die Beispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar.
In 1 ist ein Elektrofahrzeug 10 gezeigt, bei dem gerade eine Traktionsbatterie mit elektrischer Energie aufgeladen wird. Bei dem Elektrofahrzeug 10 kann es sich beispielsweise um einen Personenkraftwagen handeln. Zum Aufladen der Traktionsbatterie ist das Elektrofahrzeug 10 über eine Ladevorrichtung 12 elektrisch mit einer Elektroinstallation 14 verbunden, welche an ein elektrisches Versorgungsnetz angeschlossen ist. Bei der Elektroinstallation 14 kann es sich beispielsweise um das Stromnetz eines Gebäudes handeln.
Die Ladevorrichtung 12 ist über einen Fahrzeuganschluss 16 mit einer (nicht dargestellten) Ladeeinrichtung des Elektrofahrzeugs 10 und über einen Netzanschluss 18 mit der Elektroinstallation 14 verbunden. Zwischen den Anschlüssen 16 und 18 fließt der Ladestrom durch ein Ladekabel 20, in das eine Schutzeinrichtung 22 integriert ist, bei der es sich beispielsweise um eine ICCB handeln kann. Bei dem Fahrzeuganschluss 16 kann es sich um eine permanente Verbindung des Ladekabels 20 mit der Ladeeinrichtung des Elektrofahrzeugs 10 handeln oder aber auch um einen Stecker, wie etwa einen Stecker gemäß einer der Normen SAE J1772 und VDE-AR-E 2623-2-2. Bei dem Netzanschluss 18 kann es sich beispielsweise um einen zweipoligen Stecker für eine herkömmliche Steckdose eines elektrischen Versorgungsnetzes oder auch um einen Stecker für einen Drehstromanschluss handeln. Das Ladekabel 20 kann entsprechend einphasig oder dreiphasig ausgelegt sein und weist zusätzlich einen Neutralleiter und einen Schutzleiter auf.
Bei der Schutzeinrichtung 22 ist vorgesehen, dass der durch das Ladekabel 20 fließende Ladestrom unterbrochen wird, sobald ein Summenstrom, d.h. eine Stromsumme, die aus den entsprechend ihrer Flussrichtung in den einzelnen Adern (Phasenleiter, Neutralleiter und Schutzleiter) des Ladekabels 20 gebildet ist, eine Stromdifferenz ergibt, die betragsmäßig größer als ein Auslösewert ist. Zusätzlich zu diesem Fehlerstromschutz durch die Schutzeinrichtung 22 weist häufig bereits auch die Elektroinstallation 14 einen solchen Fehlerstromschutz auf.
Die Schutzeinrichtung 22 des Ladekabels ist dabei derart ausgelegt, das sichergestellt ist, dass sie bei einem erkannten Fehlerstrom vor dem Fehlerstromschutz der Elektroinstallation 14 anspricht, sodass ein größerer Stromausfall vermieden wird, wie er sich beim Auslösen des Fehlerstromschutzes der Elektroinstallation 14 ergeben würde. Insbesondere ist die Schutzeinrichtung 22 dazu ausgelegt, in einem kritischen Fehlerfall, wenn sich eine Stromdifferenz ergibt, die darauf hinweist, dass das Leben einer Person gefährdet sein könnte, unverzögert, also schnellstmöglich abschaltet. Mit anderen Worten ist die Auslösedauer dann nur durch die Trägheit der Schaltkomponenten begrenzt.
Die Ladeeinrichtung des Elektrofahrzeugs kann allerdings auch einen ungefährlichen Ableitstrom verursachen, der dann über den Schutzleiter zurückfließt. Dieser Ableitstrom fließt jeweils nur für eine kurze Zeitdauer und weist eine verhältnismäßig geringe, ungefährliche Stromstärke auf. Auch dieser Ableitstrom wird sowohl von der Schutzeinrichtung 22 wie auch von der Schutzeinrichtung der Elektroinstallation 14 als Fehlerstrom erkannt. Allerdings ist es hierbei durch die Schutzeinrichtung 22 möglich, einen solchen Ableitstrom zu tolerieren, d. h. nicht auszulösen, solange sich eine Stromdifferenz ergibt, die unterhalb der Auslöseschwelle liegt und der Stromfluss nur für eine vorbestimmte maximale Zeitdauer anhält. Überschreitet aber der Ableitstrom diese vorbestimmte Verzögerungszeit oder ist seine Stromstärke oberhalb der Auslöseschwelle, so löst die Schutzeinrichtung 22 wiederum schnellstmöglich aus.
Durch diese Selektivität der Schutzeinrichtung 22 ist es möglich, einen robusten Schutz bereitzustellen, bei dem während eines Ladevorgangs nicht durch einen unkritischen Ableitstrom eine unnötige Unterbrechung des Ladevorgangs verursacht wird. Durch diese Tolerierung der unkritischen Ableitströme wird die Sicherheit eines Benutzers der Ladevorrichtung 12 nicht gefährdet.
Im Folgenden ist anhand von 2, 3 und 4 noch einmal genauer erläutert, wie bei der Schutzeinrichtung 22 ermöglicht ist, den (nicht gezeigten) Schutzschalter der Schutzeinrichtung 22 selektiv auszulösen.
In 2 sind hierzu noch einmal das Ladekabel 20 und die Schutzeinrichtung 22 genauer dargestellt. Hierbei ist angenommen, dass das Ladekabel 20 nur eine einzelne Phase L, einen Neutralleiter N sowie einen Schutzleiter PE umfasst. Die Schutzeinrichtung 22 weist eine Detektionseinrichtung 24, eine Auswerteinrichtung 26 und einen (nicht dargestellten) Schutzschalter auf, der mit einem Signalausgang 28 der Auswerteeinrichtung 26 gekoppelt ist und durch den der Phasenleiter L, der Neutralleiter N und (abhängig von der Anwendung, siehe IEC 62335) auch der Schutzleiter PE elektrisch unterbrochen werden können. In dem in 2 gezeigten Beispiel handelt es sich bei der Detektionseinrichtung 24 um einen Summenstromwandler, der einen weichmagnetischen Ringkern 30 umfasst. Durch den Ringkern 30 sind der Phasenleiter L der Neutralleiter N und der Schutzleiter PE geführt, wobei der Schutzleiter PE in einer rückwärtigen Schleife 32 durch den Ring 30 geführt ist. Hierdurch ergibt sich für den Fall, dass ein Ladestrom Il von dem Netzanschluss 18 zum Fahrzeuganschluss 16 fließt und von dem Ladestrom Il ein Teil nicht, wie im fehlerfreien Fall vorgesehen, als Neutralleiterstrom In zu dem Netzanschluss 18 zurückfließt, sondern als Schutzleiterstrom Ipe, beispielsweise als Ableitstrom, durch den Schutzleiter PE zurückfließt, die Flussrichtung des Schutzleiterstromes Ipe durch den Ringkern 30 dieselbe ist wie die des Ladestroms Il.
Dies ist in 2 auch durch Flussrichtungspfeile für die Ströme Il, In, Ipe angedeutet. Die in der bekannten Weise bei einem Summestromwandler vorgesehene Sensorwicklung oder kurz Wicklungen 34 ist mit der Auswerteeinheit 26 verbunden. Bei der Auswerteeinheit 26 kann es sich um eine analoge Schaltung, eine digitale Schaltung oder auch um ein Programm einer Prozessoreinheit (beispielsweise eines Mikrokontrollers) handeln. Über die Wicklungen 34 empfängt die Auswerteeinheit 26 ein Wandlersignal des Summenstromwandlers. Das Wandlersignal ist abhängig von der Stromsumme (Il – In + Ipe), wobei sich die Vorzeichen der einzelnen Stromwerte der Ströme Il, In, Ipe aus der Durchtrittrichtung der Adern durch den Ringkern 30 ergeben.
Auf der Grundlage von 3 ist im Folgenden erläutert, welcher Wert für die Stromdifferenz durch das Wandlersignal der Windungen 34 angezeigt wird, wenn ein Teil des Ladestroms Il nicht über das Ladekabel 20, sondern über ein Erdpotential E als Erdfehlerstrom If, beispielsweise über eine Person P, abfließt. Die Stromstärke in der Phase L betrage hierbei Il = 1500 mA. Der Strom im Neutralleiter N betrage In = Il – If = 1486 mA, was bedeutet, dass der Fehlerstrom If = 14 mA beträgt. Im Neutralleiter PE fließt in dem in 3 gezeigten Beispiel ein Strom Ipe = 0 mA. Der Summenstromwandler, das heißt die Detektionseinrichtung 24, sieht somit einen Differenzstrom Id = 14 mA.
Für das Beispiel sei weiter angenommen, dass der Fehlerstromschutz in der Elektroinstallation 14 für einen Nennfehlerstrom Idn = 30 mA ausgelegt ist. Gemäß der einschlägigen Norm ergibt dies, dass der Fehlerstromschutz in der Elektroinstallation 14 im Bereich von 50% bis 100% des Nennfehlerstroms Idn auslösen darf, also bei einem Fehlerstrom Id im Bereich von 15 mA bis 30 mA. Für das Beispiel von 3 sei deshalb angenommen, dass der Fehlerschutz der Elektroinstallation 14 gerade noch nicht auslöst.
Auch die Auswerteeinrichtung 26 der Schutzeinrichtung 22 ist entsprechend auf einen Nennfehlerstrom Idn = 30 mA ausgelegt. Welche Auslöseschwelle bei der Elektroinstallation 14 genau eingestellt ist, ist für die Ladevorrichtung 12 zunächst nicht erkennbar. Um sicherzugehen, dass die Schutzeinrichtung 22 vor dem Fehlerstromschutz der Elektroinstallation 14 auslöst, ist die Schutzeinrichtung 22 deshalb derart eingestellt, dass sie bei kleinsten Fehlerstrom, also bei einem Fehlerstrom von 50% von Idn auslöst, also bei 15 mA. Somit ist auch bei dem Beispiel von 3 für die Schutzeinrichtung 22 anzunehmen, dass sie gerade noch nicht auslöst.
In dem in 4 gezeigten Beispiel fließt ein Teil des Ladestroms Il von dem Phasenleiter L in den Schutzleiter PE anstatt in den Neutralleiter N. Dies kann beispielsweise durch eine defekte Isolierung oder aber auch durch einen konstruktionsbedingten Ableitstrom der Ladeeinrichtung des Fahrzeugs 10 verursacht sein. Für das Beispiel sei angenommen, dass der sich so ergebende Ableitstrom If = 13 mA betrage. Insgesamt ergibt sich aufgrund der Schleife 32 in dem Wandlersignal der Windungen 34 ein Wert für die Stromdifferenz Id von 2·If. Der Summestromwandler sieht damit einen Differenzstrom Id = 26 mA. Somit löst die Schutzeinrichtung 22 aus, deren Auslöseschwelle ja bei 15 mA liegt. Die Elektroinstallation 14 löst dagegen sicher nicht aus. Durch die Schleife 32 wird die Auslöseeinrichtung 26 also für Fehlersignale, die auch über die PE-Leitung zurückfließen, doppelt so empfindlich. Eine mehrfache Schleife kann auch vorgesehen sein, wodurch dann die Empfindlichkeit entsprechend weiter gesteigert wird.
Bei dem Ableitstrom If = 13 mA handelt es sich um einen für die Sicherheit eines Benutzers der Ladevorrichtung 12 unkritischen Stromstärkewert. Dennoch weist dieser Fehlerstrom einen Stromstärkewert auf, bei dem der Ladevorgang durch die Schutzeinrichtung 22 unterbrochen werden sollte, wenn dieser Strom zu lange fließt. Andernfalls kann es zu einer Überhitzung von Bauteilen kommen. Außerdem ergibt sich auch bei jedem Fehlerstromschutzschalter (FI) in der Elektroinstallation 14 ein Versatz (Offset) bei der Stromstärkeüberwachung, wenn das Signal von 13 mA dauerhaft anliegt. Im schlimmsten Fall verbleiben dann für den Rest der Hausinstallation, die an einem Gruppen-FI angeschlossen ist, nur noch 2 mA (50 % Idn – 13 mA = 2 mA) als möglicher Rest-Ableit/-Fehlerstrom, bis der Gruppen-FI auslöst. Daher ist es wichtig, dass der EVSE-FI abschaltet, wenn die 13 mA zu lange anliegen. Da die Elektroinstallation 14 aber in einem solchen Fall mit einer sehr großen Verzögerungszeit (1 s und mehr) auslöst, steht der Schutzeinrichtung 22 hier ein verhältnismäßig großer Zeitraum zum Verzögern der Unterbrechung des Ladestroms Il zur Verfügung. Durch Vorsehen der Schleife 32 im Schutzleiter PE ist es somit möglich, durch die Schutzeinrichtung 22 auf einen unkritischen Fehlerstrom in dem Schutzleiter PE zu reagieren, wie er sich beispielsweise als Ableitstrom betriebsbedingt in der Ladeeinrichtung des Fahrzeugs 10 ergeben kann. Dieser unkritische Ableitstrom kann nun von der Schutzeinrichtung 22 selektiv behandelt werden, indem eine Verzögerungszeit vorgegeben wird, die abgewartet wird, bevor die Schutzeinrichtung 22 auch diesen unkritischen Ableitstrom unterbricht. Bei größeren Fehlerströmen (also im gezeigten Beispiel größer als 15 mA) reagiert die Schutzeinrichtung 22 des Ladekabels 20 dagegen mit einer Auslösezeit, die unter den gängigen, am Markt erhältlichen Fehlerstromschutzeinrichtungen liegt, wobei sie bevorzugt am unteren zulässigen Rand der Auslösedauer liegt. Durch die Kurzzeitverzögerung für die kleinen Fehlerströme und durch Wegfall der Verzögerung bei größeren Fehlerströmen ergibt sich ein optimales Auslöseverhalten für den gezeigten Anwendungsfall und eine maximale Systemverfügbarkeit, ohne eine Beeinflussung der Sicherheit. Hier ist anzumerken, dass Schutzeinrichtungen, wie sie beispielsweise in Elektroinstallationen vorhanden sind, in der Regel keinerlei Möglichkeit bieten, eine Auslöseverzögerung vorzugeben. Für den Fall, dass sie es doch tun, ist die Kurzzeitverzögerung dann umgekehrt für größere Fehlerströme vorgebbar und nicht bei kleineren. Dies liegt darin begründet, dass größere Fehlerströme in gewöhnlichen Elektroinstallationen als Spannungsspitzen (Englisch: Peaks) auftreten, wie sie etwa durch Blitzeinschläge in der Umgebung verursacht werden. Die Kurzzeitverzögerung wirkt somit als Filter, um nicht bei solchen Spannungsspitzen auszulösen.
In 5 ist eine alternative Ausführungsform einer Detektionseinrichtung 24’ einer (nicht weiter dargestellten) Schutzeinrichtung gezeigt. In 5 sind hierbei Elemente, die in ihrer Funktionsweise Elementen der in 1 bis 4 gezeigten Ladevorrichtung 12 entsprechend, mit denselben Bezugszeichen wie in 1 bis 4 versehen.
Bei der Detektionseinrichtung 24’ ist ein Schutzleiter PE über eine Doppelschleife 32’ zweimal in Vorwärtsrichtung durch einen Ringkern 30 geführt. Hierdurch kann ebenfalls die in Zusammenhang mit 2 bis 4 beschriebene erhöhte Sensitivität für Fehlerströme, die durch den Schutzleiter PE fließen, erreicht werden.
In 6 ist eine mögliche Ausgestaltung einer Auswerteeinrichtung für das Wandlersignal gezeigt. Zur besseren Übersichtlichkeit ist für das in 6 gezeigte Beispiel angenommen, dass es sich um die Auswerteeinrichtung 26 der Ladevorrichtung 12 von 1 handelt. Entsprechend sind in 6 Elemente, die auch in 1 gezeigt sind, mit denselben Bezugszeichen versehen wie in 1. Die Auswerteeinrichtung in 6 kann aber auch in Zusammenhang mit anderen Detektionseinrichtungen verwendet werden, die insbesondere nicht unbedingt einen Summenstromwandler aufweisen müssen.
Das Wandlersignal der Wicklungen 34 wird bei der in 6 gezeigten Auswerteeinrichtung 26 durch eine Signalaufbereitung 36 gefiltert. Durch die Signalaufbereitung 36 wird in bekannter Weise eine Kreisabstimmung bewirkt (Impedanzanpassung), ein Surge-Schutz realisiert (Abfangen von Stromspitzen), eine Strombegrenzung erreicht, ein Überspannungsschutz gewährleistet und die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) sichergestellt. Eine Verstärkung 38 kann optional zum Anpassen des Pegels des Signals vorgesehen sein. Durch ein Anpassungsnetzwerk 40 wird die Auslösecharakteristik der Auswerteeinheit 26 und damit der Schutzeinrichtung 22 festgelegt. Das Anpassungsnetzwerk 40 kann hierbei in einer aus dem Stand der Technik bekannten Weise ausgelegt sein, um beispielsweise eine Schutzcharakteristik vom Typ A, AC und dergleichen zu erhalten.
Das angepasste Wandlersignal wird einer Auswertelogik 42 zugeführt. Die Auswertelogik 42 weist einen Verzögerungszweig 44 und einen Umgehungszweig 46 auf. Für dem Verzögerungszweig 44 ist durch einen ersten vorgebbaren Auslösewert 48 eine untere Auslöseschwelle vorgebbar. Für das vorliegende Beispiel sei angenommen, dass als dieser untere Auslösewert 48 ein Wert von 7,5 mA vorgegeben ist, was im Zusammenhang mit dem Beispiel 25% des Nennfehlerstroms entspricht. Durch einen Komparator 50 wird überprüft, ob das Eingangssignal der Auswertelogik 42 oberhalb dieser Auslöseschwelle liegt. Ist dies der Fall, so wird durch den Verzögerungszweig 44 allerdings nicht sofort ausgelöst. Über ein logisches Verknüpfungsglied 52 wird nämlich überprüft, ob ein Verzögerungsglied 54 anzeigt, dass eine vorbestimmte Zeitverzögerung T abgelaufen ist. Das Verzögerungsglied 54 reagiert auf einen Wechsel im Verlauf des Eingangssignals der Auswertelogik 42 mit der Zeitverzögerung T, wodurch die Verzögerung der Auslösedauer des Verzögerungszweigs 44 eingestellt werden kann. Ein geeigneter Wert für die Zeitverzögerung T ist im Zusammenhang mit dem beschriebenen Beispiel ein Wert im Bereich von 10 ms bis 30 ms. Durch das logische Verknüpfungsglied 52 wird des Weiteren auch noch überprüft, ob zu dem Zeitpunkt, zu welchem von dem Verzögerungsglied 54 das verzögerte Signal eintrifft, das Fehlersignal immer noch vorliegt. Dies wird durch eine entsprechende unverzögerte Signalanzeige 56 des logischen Verknüpfungsglieds 52 angezeigt. Über die Signalanzeige 56 kann auch festgelegt werden, ob überhaupt eine Auslösung erwünscht ist (sog. Enable-Signal).
Sind alle drei Bedingungen erfüllt (angepasstes Wandlersignal größer als die untere Auslöseschwelle 48, Anliegen eines verzögerten Signals des Verzögerungsglieds 54 und weiterhin Vorhandensein des Fehlersignals der Signalanzeige 56), so wird über ein Verknüpfungsglied 58 ein Ausgabesignal erzeugt, durch welches eine Signalerzeugungseinrichtung 60 veranlasst wird, ein Auslösesignal am Signalausgang 28 der Auswerteeinrichtung 26 zu erzeugen. Dieses Auslösesignal im Ausgang 28 löst in bekannter Weise den Schutzschalter aus, so dass hierdurch der Ladestrom Il unterbrochen wird.
Durch die Auswertelogik 42 wird das Ausgangssignal nicht in jedem Fall um die Zeitdauer T verzögert erzeugt. Ein zweiter, oberer Schwellenwert 62 legt fest, wann durch den Zweig 46 ein unverzögertes Signal am Verknüpfungsglied 58 anliegt, so dass durch die Signalerzeugungseinrichtung 60 das Signal am Ausgang 28 unmittelbar zum Auslösen des Schutzschalters erzeugt wird. Durch die obere Auslöseschwelle 62 wird in dem vorliegenden Beispiel ein oberer Auslösewert von 15 mA festgelegt. Wie bereits beschrieben, entspricht dies der Auslöseschwelle, die auch bei der Schutzeinrichtung der Elektroinstallation 14 vorliegen kann, wenn diese mit der normativ kleinstmöglichen Auslösezeit, das heißt 50% des Nennfehlerstroms Idn = 30 mA, auslöst. Wird durch das Wandlersignal ein Fehlerstrom Id größer als der obere Auslöseschwellwert 62 angezeigt, wird dies durch einen Komparator 64 erkannt und durch ein Verknüpfungselement 66 anschließend noch überprüft, ob auch durch die Signalanzeige 56 eine Auslösung beabsichtigt ist. Ist dies der Fall so wird wieder in der bekannten Weise durch das Verknüpfungsglied 58 das Signal zum Anregen der Signalerzeugungseinrichtung 60 erzeugt. Somit ist es durch den Zweig 46 ermöglicht, bei einem Fehlerstrom Id, dessen Stromstärke größer als die obere Auslöseschwelle 62 ist, eine sofortige Auslösung des Schutzschalters zu bewirken und hierdurch sogar der Schutzeinrichtung der Elektroinstallation 14 zuvor zu kommen, so dass der Fehlerstrom Id unterbrochen wird, bevor es auch zu einer Auslösung der Fehlerschutzeinrichtung 14 kommt.
In 6 ist des Weiteren eine optionale Erweitung der Auswerteeinrichtung 26 um eine Kommunikationseinrichtung 68 dargestellt. Hierüber kann beispielsweise die Auslösezeit der Fehlerstromschutzeinrichtung der Elektroinstallation 14 ermittelt werden, so dass sich eine entsprechende, geeignete Verzögerungszeit T in dem Verzögerungsglied 54 einstellen lässt. Genauso können auch die Auslösegrenzen der Fehlerstromschutzeinrichtung der Elektroinstallation 14 ermittelt werden und so mit den Auslöseschwellen 48, 62 abgestimmt werden, dass die Schutzeinrichtung 22 im Ladekabel 12 minimal vor der Fehlerstromschutzeinrichtung der Elektroinstallation 14 auslöst. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Auslösewerte der Fehlerstromschutzeinrichtung der Elektroinstallation 14 verschoben werden. Bei der Kommunikationseinrichtung 68 kann es sich um eine an sich in anderem Zusammenhang bekannte Datenübertragung für Schutzschalter handeln.
Durch die Beispiele ist gezeigt, wie ein optimales Auslöseverhalten der Ladevorrichtung erreicht werden kann, indem die Fehlerstromschutzeinrichtung im Ladekabel im normalen Betriebsfall vor der Fehlerstromschutzeinrichtung der Elektroinstallation anspricht, da somit ein größerer Stromausfall vermieden wird. Dieser wäre vor allem nachts nicht akzeptabel. Im Fehlerfall, wenn beispielsweise eine Person mit der Phase L in Berührung kommt, ist eine schnellstmögliche Abschaltung ermöglicht. Bei kleinen, betriebsmäßigen Ableitströmen über den Schutzleiter PE löst die Fehlerstromschutzeinrichtung des Ladekabels zeitverzögert aus, wobei hier dennoch durch vorgeben der Zeitverzögerung T die normativen Auslösebedingungen (beispielsweise eine maximale Verzögerung von 300 ms) erfüllt werden können, wenn dies gewünscht ist.
Das Beispiel von 6 stellt einen zweistufigen Schalter dar. Dieses System lässt sich aber noch weiter kaskadieren, indem man mehr als zwei Schaltkreise parallel schaltet, die dabei jeweils dem Zweig 44 entsprechen und eine eigens definierte Totzeit und unterschiedliche Auslösewerte aufweisen. Die folgenden Anwendungsfälle seien hierfür beispielhaft beschrieben.
Normativ ist häufig gefordert, dass dauerhafte Ableitströme einen zulässigen Grenzwert (z.B. 3,5 mA) nicht überschreiten dürfen. Dies kann man mitberücksichtigen und bei einer längeren (z. B. 10 Sekunden andauernden) Überschreitung abschalten oder über eine Kommunikationseinrichtung (Fernmeldung über z. B. Ethernet, LED-Anzeige, Displays) einen Fehler anzeigen.
Ein weiterer denkbarer Anwendungsfall ist die Staffelung der Auslösezeit nach Normvorgaben: Die FI-Norm (IEC 61008) gibt eine maximal zulässige Auslösezeit vor, die von der Höhe des Nennfehlerstroms Idn abhängig ist: Bei einer Überschreitung des Nennfehlerstroms um das Fünffache (Id > 5·Idn) muss nach spätestens 40 ms abgeschaltet werden, bei Id > 2·Idn innerhalb von 150 ms und bei einfachem Nennfehlerstrom (Id = Idn) lediglich innerhalb von 300 ms. Entsprechend lassen sich auch drei Verzögerungs- oder Totzeiten T1, T2, T3 festlegen, um eine weitere Steigerung der Verfügbarkeit des Systems zu erhalten.
Bezugszeichenliste

10: Elektrofahrzeug
12: Ladevorrichtung
14: Elektroinstallation
16: Fahrzeuganschluss
18: Netzanschluss
20: Ladekabel
22: Schutzeinrichtung
24, 24’: Detektionseinrichtung
26: Auswerteeinrichtung
28: Signalausgang
30: Ringkern
32, 32’: Schleife
34: Windungen
36: Signalaufbereitung
38: Verstärkung
40: Anpassungsnetzwerk
42: Auswertelogik
44: Verzögerungszweig
46: Zweig
48: Untere Auslöseschwelle
50: Komparator
52: Logisches Verknüpfungsglied
54: Verzögerungsglied
56: Unverzögerte Signalanzeige
58: Logisches Verknüpfungsglied
60: Signalerzeugungseinrichtung
62: Obere Auslöseschwelle
64: Komparator
66: Verknüpfungselement
68: Kommunikationseinrichtung
E: Erdpotential
P: Person

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEC 61851 [0001]
IEC 61851-1 [0002]
Norm IEC 61008 [0013]
Normen SAE J1772 [0028]
VDE-AR-E 2623-2-2 [0028]
IEC 62335 [0034]
IEC 61008 [0052]

Claims

Ladevorrichtung (12) für ein Elektrofahrzeug (10), mittels welcher dem Elektrofahrzeug (10) aus einem Versorgungsnetz (14) über ein Ladekabel (20) ein Ladestrom (Il) zuführbar ist, wobei von einer am Ladekabel (20) angeordneten Detektionseinrichtung (24, 24’) ein von einer Stromdifferenz (Id) zwischen Adern (L, N, PE) des Ladekabels (20) abhängiges Wandlersignal erzeugbar ist und mittels einer Auslöseeinrichtung (26) in Abhängigkeit von dem Wandlersignal zum Unterbrechen des Ladestroms (Il) ein Auslösesignal für einen Schutzschalter erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinrichtung (26) dazu ausgelegt ist, das Auslösesignal mit einer vorbestimmten Verzögerungszeit (T) verzögert zu erzeugen, falls die durch das Wandlersignal angezeigte Stromdifferenz (Id) betragsmäßig größer als ein vorbestimmter unterer Auslösewert (48) und kleiner als ein vorbestimmter oberer Auslösewert (62) ist.
Ladevorrichtung (12) nach Anspruch 1, wobei die Detektionseinrichtung (24, 24’) einen Summenstromwandler (30) aufweist, durch den wenigstens ein Phasenleiter (L), ein Neutralleiter (N) und zusätzlich ein Schutzleiter (PE) geführt sind und hierbei der Schutzleiter (PE) in einer Schleife (32, 32’) durch den Summenstromwandler (30) geführt ist.
Ladevorrichtung (12) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schutzschalter, welcher das Auslösesignal empfängt, in das Ladekabel (20) integriert ist und die Detektionseinrichtung (24, 24’), die Auslöseeinrichtung (26) und der Schutzschalter Bestandteile einer ICCB (22) sind.
Ladevorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auslöseeinrichtung (26) ein Verzögerungsglied (54) und eine Signalerzeugungseinrichtung (60) für das Auslösesignal aufweist und ein Signal des Verzögerungsgliedes (54) nur dann auf die Signalerzeugungseinrichtung (60) wirkt, falls sich die Stromdifferenz (Id) zwischen dem unteren (48) und dem oberen Auslösewert (62) befindet.
Ladevorrichtung (12) nach Anspruch 4, wobei die Auslöseeinrichtung (26) eine Mehrzahl von Verzögerungsgliedern aufweist und zu jedem Verzögerungsglied zumindest ein Auslösewert vorgegeben ist und die Auslöseeinrichtung (26) dazu eingerichtet ist, ein jeweiliges Verzögerungsglied nur dann mit der Signalerzeugungseinrichtung (60) zu koppeln, falls die Stromdifferenz (Id) ein Kriterium erfüllt, welches durch den zumindest einen Auslösewert festgelegt ist, welcher zu dem Verzögerungsglied vorgegeben ist.
Ladevorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auslöseeinrichtung (26) dazu ausgelegt ist, das Auslösesignal mit einer vorbestimmten, geringeren Auslösedauer unverzögert zu erzeugen, falls die Stromdifferenz (Id) betragsmäßig größer als der obere Auslösewert (62) ist.
Ladevorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ladevorrichtung (12) eine Kommunikationseinrichtung (68) aufweist und die Auslöseeinrichtung (26) dazu ausgelegt ist, über die Kommunikationseinrichtung (68) mit einem externen Schutzschalter des Versorgungsnetzes (14) einen Auslösewert (48, 62) für die Stromdifferenz (Id) und/oder einen Wert betreffend eine Verzögerungszeit (T) auszutauschen.
System aus einer Ladevorrichtung (12) gemäß Anspruch 7 und einer Gebäude-Elektroinstallationseinrichtung (14), durch welche ein Anschluss zum Anschließen des Ladekabels (20) der Ladevorrichtung (12) an das Versorgungsnetz (14) bereitgestellt ist, wobei die Elektroinstallationseinrichtung (14) ebenfalls einen Schutzschalter und eine Kommunikationseinrichtung aufweist und die Auslöseeinrichtung (26) und die Elektroinstallationseinrichtung (14) dazu ausgelegt sind, über ihre Kommunikationseinrichtungen (68) Auslösewerte (48, 62) und/oder Werte für eine Verzögerungszeit (T) auszutauschen und hierdurch ihr Auslöseverhalten aufeinander abzustimmen, so dass bei einer von dem Elektrofahrzeug (10) verursachten Stromdifferenz (Id) die Auslöseeinrichtung (26) und nicht der Schutzschalter der Elektroinstallationseinrichtung (14) auslöst.
Verfahren zum Betreiben eines Schutzschalters einer Ladevorrichtung (12) für ein Elektrofahrzeug (10), indem der Schutzschalter mittels einer Verzögerungseinrichtung (44) verzögert ausgelöst wird, falls ein Ableitstrom (Ipe) fließt und dieser aber kleiner als ein oberer Auslösewert (62) ist, und der Schutzschalter ohne die Verzögerungseinrichtung (44) unverzögert ausgelöst wird, falls eine Stromdifferenz (Id) in einem Ladekabel (20) der Ladeeinrichtung (12) größer als der obere Auslösewert (62) ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei wenigstens ein Betriebsparameter, insbesondere eine Auslösezeit und/oder eine Auslösegrenze, einer Fehlerstromschutzeinrichtung einer Elektroinstallation (14) ermittelt werden, an welcher das Ladekabel (20) angeschlossen wird, und ein jeweils entsprechender Betriebsparameter (48, 62, T) für den Schutzschalter der Ladeeinrichtung (12) mit den Betriebsparametern der Fehlerstromschutzeinrichtung aufeinander abgestimmt und hierdurch der Schutzschalter der Ladeeinrichtung (12) stets vor der Fehlerstromschutzeinrichtung ausgelöst wird.