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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Ladevorgangs eines Elektrofahrzeugs sowie ein Ladekabel, welches eingerichtet ist, ein solches Verfahren zu steuern.
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Elektrofahrzeuge können geladen werden, indem sie über ein Ladekabel mit einem Stromnetz verbunden werden. Dabei können verschiedene technische Realisierungen des Stromnetzes vorliegen, beispielsweise ein sogenanntes TN-Netz oder ein TT-Netz, bei denen das Stromnetz an einer Stromquelle geerdet ist und bei denen einerseits eine Spannung zwischen einem Neutralleiter und einem Spannungsleiter abgegriffen werden kann, und bei denen andererseits ein Schutzleiter vorgesehen ist, über den Fehlerströme abgeleitet werden und so ein sicherer Betrieb von elektronischen Geräten möglich ist. Alternativ kann das Stromnetz auch als sogenanntes IT-Netz aufgebaut sein, bei dem eine Spannung zwischen zwei leitenden Phasen abgegriffen werden kann und gleichzeitig eine Schutzerdung nur an der Anlage selbst vorgesehen ist. Die Stromquelle ist in einem IT-Netz also nicht geerdet.
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Um einen korrekten Lademodus, beispielsweise abhängig von dem Stromnetz, an das das Elektrofahrzeug mittels eines Ladekabels angeschlossen ist, zu wählen, kann eine Kommunikation zwischen dem Ladekabel und dem Stromnetz erfolgen, bei der Informationen über das Stromnetz an das Ladekabel weitergegeben werden. Die Druckschrift
DE 10 2015 206 047 A1 offenbart ein Steckersystem für ein solches Ladekabel, bei dem mittels CAN-Bus-Technologie eine Kommunikation zwischen dem Stromnetz und dem Ladekabel, beispielsweise über die Art des verwendeten Stromnetzes, möglich ist.
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Dieses Verfahren ist jedoch sehr aufwändig, da zusätzliche Elektronik für die Kommunikation vorgesehen sein muss. Wenn auf der Netzseite keine solchen Kommunikationsmittel vorgesehen sind, kann das Ladekabel nicht mit dem Netz kommunizieren und so auch nicht die Art des Stromnetzes ermitteln.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung eines Ladevorgangs eines Elektrofahrzeugs bereitzustellen, bei dem anhand der bekannten Information, wie TN-Netze, TT-Netze und IT-Netze aufgebaut sind, ermittelt werden kann, um welchen Netztyp es sich handelt und anhand dieser Ermittlung einen Ladevorgang freizugeben oder nicht freizugeben. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ladekabel bereitzustellen, das an einem Elektrofahrzeug und an einem Stromnetz angeschlossen werden kann und anschließend an die Herstellung dieser Anschlüsse ermitteln kann, um welche Art von Stromnetz es sich handelt und anhand dieser Ermittlung einen Ladevorgang freigeben kann.
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Diese Aufgaben werden mit dem Verfahren zur Steuerung eines Ladevorgangs eines Elektrofahrzeugs und mit dem Ladekabel der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Ein Verfahren zur Steuerung eines Ladevorgangs eines Elektrofahrzeugs sieht als ersten Schritt vor, einen Widerstand zwischen einem Netzkontakt und einem Schutzleiter eines Netzanschlusses zu ermitteln. In einem TN-Netz beziehungsweise einem TT-Netz liegen der Schutzleiter und ein Neutralleiter auf einem identischen Potential. Aus diesem Grund beträgt im Idealfall der Widerstand zwischen dem Schutzleiter und dem Neutralleiter 0 Ohm. Wird nun der Widerstand zwischen einem der beiden Netzkontakte und dem Schutzleiterkontakt eines Netzanschlusses gemessen und beträgt einer dieser beiden Widerstände 0 Ohm, so kann davon ausgegangen werden, dass es sich bei dem entsprechenden Stromnetz um ein funktionierendes TN-Netz beziehungsweise ein funktionierendes TT-Netz handelt. In einem zweiten Verfahrensschritt wird der bestimmte Widerstand mit einem mit einem vorbestimmten Wert verglichen. Dieser vorbestimmte Wert kann beispielsweise der von der Automobilindustrie festgelegte Widerstandswert von 1,6 Kiloohm sein, bei dem noch von einer funktionierenden Schutzerdung ausgegangen werden kann. Dieser Wert entspricht dem maximalen Widerstandswert, bei dem ein sicheres Auslösen einer vorhandenen Fehlerschutzstromabschaltung bei einer Nennspannung von 230 Volt einer Wechselspannung gewährleistet ist. Alternativ kann auch ein anderer vorbestimmter Wert, beispielsweise ein niedrigerer Wert gewählt werden. Ist das Fahrzeug an einem TN-Netz oder einem TT-Netz angeschlossen und übersteigt der Widerstandswert den vorbestimmten Wert, so kann davon ausgegangen werden, dass die Schutzerdung des Stromnetzes nicht mehr korrekt funktioniert und aus diesem Grund ein Ladevorgang eines Elektrofahrzeugs entweder nicht freigegeben oder unterbrochen werden sollte.
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In einem IT-Netz sind Schutzleiterkontakt und Netzkontakte jedoch derart voneinander getrennt, dass in jedem Fall ein Widerstand größer als der vorbestimmte Wert gemessen werden wird. Trotzdem wäre ein sicheres Aufladen des Elektrofahrzeugs, wenn es mit dem Ladekabel mit einem solchen IT-Netz verbunden ist, möglich. In den weiteren Verfahrensschritten soll nun detektiert werden, ob es sich bei dem Netz, an das das Fahrzeug angeschlossen ist, trotz des hohen Widerstands zwischen dem Schutzleiterkontakt und Netzkontakt um ein IT-Netz handelt. Hierzu wird in einem dritten Verfahrensschritt eine zeitlich veränderliche Spannung an einen Fahrzeuganschluss angelegt. Diese an den Fahrzeuganschluss angelegte, zeitlich veränderliche Spannung kann über eine kapazitive beziehungsweise resistive Kopplung des Fahrzeugs mit dem Untergrund, also der Erde, in die Erde abgegeben werden. Über die Schutzerdung in einem TN- beziehungsweise TT-Netz wird dieses Signal auf den Netzkontakt des Netzanschlusses übertragen. In einem vierten Verfahrensschritt kann überprüft werden, ob ein solches zeitlich veränderliches Signal, ausgelöst durch die am Fahrzeuganschluss anliegende zeitlich veränderliche Spannung, am Netzkontakt des Netzanschlusses detektiert werden kann. Ist dies der Fall, so handelt es sich beim verwendeten Stromnetz um ein TN- bzw. TT-Netz und der gemessene hohe Widerstand zwischen dem Schutzleiterkontakt und dem Netzkontakt weist auf eine defekte Schutzerdung hin, so dass der Ladevorgang nicht freigegeben werden sollte. Ist das zeitlich veränderliche Signal am Netzkontakt des Netzanschlusses jedoch nicht detektierbar, so liegt dies daran, dass der Netzkontakt im IT-System nicht mit der Erde verbunden ist und aus diesem Grund das über das Fahrzeug in die Erde eingekoppelte Signal nicht am Netzkontakt anliegen kann. In diesem Fall ist also der Anschluss des Elektrofahrzeugs über das Ladekabel an ein IT-Netz detektiert und folglich kann aus diesem Grund der Ladevorgang freigegeben werden. In einem fünften Verfahrensschritt wird der Ladevorgang also entweder freigegeben, wenn der bestimmte Widerstand unter dem vorbestimmten Wert liegt oder wenn der bestimmte Widerstand über dem vorbestimmten Wert liegt und gleichzeitig kein zeitlich veränderliches Signal am Schutzleiterkontakt des Netzanschlusses detektiert werden kann. Das Verfahren kann also dazu dienen, eine ausreichende Erdung unabhängig von der Art des Versorgungsnetzes sicher zu erkennen.
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Dadurch kann ein universelles Ladekabel zum Anschluss des Elektrofahrzeugs an verschieden ausgestaltete Stromnetze verwendet werden. Eine darüber hinausgehende Kommunikation zwischen dem Ladekabel und dem Stromnetz zur Ermittlung, um welche Art von Netzanschluss es sich handelt, ist also nicht erforderlich.
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Es kann vorgesehen sein, im ersten Verfahrensschritt den Widerstand zwischen dem Schutzleiterkontakt und mehreren Netzkontakten zu bestimmen und im vierten Verfahrensschritt das Signal an mehreren Netzkontakten zu detektieren. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Ladekabel nicht verpolungssicher gesteckt werden kann, da weder der Widerstand noch das Signal an den Außenleitern des Stromnetzes gemessen werden kann.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens wird die zeitlich veränderliche Spannung mittels eines Signalgenerators erzeugt. Dieser Signalgenerator kann innerhalb des Ladekabels angeordnet sein und der Durchführung des Verfahrens dienen.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens ist die zeitlich veränderliche Spannung eine pulsierende Gleichspannung aus einem Netzgleichrichter. Der Netzgleichrichter kann in diesem Fall also als Signalgenerator dienen. Dabei kann es insbesondere vorteilhaft sein, wenn das Stromnetz ein Wechselspannungsnetz ist, und die im Ladekabel befindliche Ladeelektronik eine Gleichspannung zur Versorgung benötigt, eine Ausgangsspannung eines Netzgleichrichters zur Versorgung der Steuerschaltung als zeitlich veränderliche Spannung zu verwenden, da hierfür die Anzahl der im Stromkabel benötigten Bauteile minimiert wird.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Freigabe des Ladevorgangs durch eine Schaltung eines Relais. Dabei können insbesondere eine oder mehrere Verbindungen zwischen dem Netzanschluss und dem Fahrzeuganschluss von nicht leitend auf leitend geschaltet werden. Dadurch kann dann der Stromfluss vom Netzanschluss zum Fahrzeuganschluss ermöglicht werden.
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In einer Ausführungsform wird die zeitlich veränderliche Spannung an einen Schutzleiterkontakt des Fahrzeuganschlusses angelegt. Dadurch stehen die Metallteile des Fahrzeugs zur kapazitiven beziehungsweise resistiven Übertragung bereit, wobei die resistive Übertragung über einen hohen Widerstand von Reifen des Fahrzeugs erfolgt.
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In einer Ausführungsform weist die zeitlich veränderliche Spannung eine Frequenz auf. Bei der Detektion am Netzanschluss wird nach der Frequenz gefiltert.
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Ein Ladekabel für ein Elektrofahrzeug weist einen Netzanschluss und einen Fahrzeuganschluss auf. Der Netzanschluss weist einen ersten Schutzleiterkontakt, einen ersten Netzkontakt und einen zweiten Netzkontakt auf. Der Fahrzeuganschluss weist einen zweiten Schutzleiterkontakt und einen ersten Versorgungskontakt sowie einen zweiten Versorgungskontakt auf. Die Netzkontakte und die Versorgungskontakte können dabei einem Versorgen des Fahrzeugs mit Strom dienen, indem der erste Netzkontakt mit dem ersten Versorgungskontakt und der zweite Netzkontakt mit dem zweiten Versorgungskontakt verschaltet wird. Ferner weist das Ladekabel eine Steuerelektronik auf, die eingerichtet ist, einen Widerstand zwischen einem oder beiden der Netzkontakte und dem ersten Schutzleiterkontakt zu bestimmen und den bestimmten Widerstand mit einem vorbestimmten Wert zu vergleichen. Ferner ist die Steuerelektronik eingerichtet, eine zeitlich veränderliche Spannung an den Fahrzeuganschluss anzulegen und am ersten Netzkontakt oder am zweiten Netzkontakt ein zeitlich veränderliches Signal zu detektieren sowie einen Ladevorgang freizugeben.
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In einer Ausführungsform weist das Ladekabel einen Signalgenerator auf, der eingerichtet ist, die zeitlich veränderliche Spannung zu erzeugen.
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In einer Ausführungsform weist das Ladekabel einen Netzgleichrichter auf. Der Netzgleichrichter ist zwischen dem ersten Netzkontakt und dem zweiten Netzkontakt angeordnet und gibt eine Versorgungsspannung für die Steuerelektronik aus. Die zeitlich veränderliche Spannung ist eine pulsierende Gleichspannung. Diese pulsierende Gleichspannung kann aus dem Netzgleichrichter erzeugt werden, beispielsweise wenn der Netzgleichrichter als Brückenschaltung von vier Dioden ausgestaltet ist.
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In einer Ausführungsform weist das Ladekabel ein Relais zwischen den Netzkontakten und den Versorgungskontakten auf. Die Freigabe des Ladevorgangs erfolgt über eine Schaltung des Relais.
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Das Relais kann dabei die Verbindung zwischen dem ersten Netzkontakt und dem ersten Versorgungskontakt und/oder die Verbindung zwischen dem zweiten Netzkontakt und dem zweiten Versorgungskontakt leitend schalten. Dadurch liegt die Netzspannung am Elektrofahrzeug an und kann zur Ladung eines Akkumulators des Elektrofahrzeugs genutzt werden.
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Um das Elektrofahrzeug zu laden, wird also zunächst das Ladekabel an das Elektrofahrzeug und den Netzanschluss angeschlossen. Anschließend wird durch die im Ladekabel integrierte Steuerelektronik das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt und dabei mit den beschriebenen Methoden detektiert, um welche Art von Stromnetz es sich handelt beziehungsweise ob eine Schutzerdung des Stromnetzes intakt ist. Wenn das Ladekabel detektiert, dass aufgrund der Tatsache, dass der bestimmte Widerstand geringer ist als der vorbestimmte Wert und aus diesem Grund die Schutzerdung intakt ist oder dass aufgrund der Tatsache, dass das zeitlich veränderliche Signal am Netzkontakt nicht ermittelt werden kann, deutlich wird, dass das Ladekabel an einem IT-Netz angeschlossen ist, wird der Ladevorgang freigegeben.
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Die Aufgabe der Erfindung, die technische Umsetzung der Lösung und die Vorteile der Erfindung werden deutlich anhand der Ausführungsbeispiele, die im Folgenden unter Zuhilfenahme von Figuren beschrieben werden sollen. Dabei zeigen in schematisierter Darstellung
- 1 ein Ladekabel;
- 2 eine Steckerbelegung eines Ladekabels;
- 3 eine weitere Steckerbelegung eines Ladekabels; und
- 4 ein Schaltbild einer Verschaltung innerhalb eines Ladekabels und eines Fahrzeugs.
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1 zeigt ein Ladekabel 100, mit dem ein Elektrofahrzeug mit einem Netzanschluss verbunden werden kann. Hierzu weist das Ladekabel einen Netzanschluss 110 und einen Fahrzeuganschluss 120 auf. Der Netzanschluss 110 sowie der Fahrzeuganschluss 120 können dabei als Stecker und/oder Buchse ausgeführt sein.
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2 zeigt eine Steckerbelegung des Netzanschlusses 110 der 1. Ein erster Netzkontakt 131 und ein zweiter Netzkontakt 132 können zur elektrischen Versorgung des Ladekabels 100 sowie des Fahrzeugs genutzt werden. Ferner steht ein erster Schutzleiterkontakt 140 zur Verfügung, mit dem eine Verbindung einer Schutzerde zum Fahrzeug hergestellt werden kann. In einem TN- beziehungsweise einem TT-Netz kann am ersten Netzkontakt 131 ein Neutralleiter des Netzes und am zweiten Netzkontakt 132 einer von drei Außenleitern des Netzes angeschlossen sein. In einem IT-Netz kann am ersten Netzkontakt 131 ein erster Außenleiter und an dem zweiten Netzkontakt 132 ein zweiter Außenleiter des Stromnetzes angeschlossen sein.
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3 zeigt einen Netzanschluss 110, der dem Standard für Mode 2-Ladekabel entspricht. Der Netzanschluss 110 weist einen ersten Netzkontakt 131 auf, der an einem Neutralleiter des Stromnetzes angeschlossen ist. Ferner sind ein zweiter Netzkontakt 132, ein dritter Netzkontakt 133 sowie ein vierter Netzkontakt 134 angeordnet, die jeweils an einem von drei Außenleitern des Stromnetzes angeschlossen sind. Ein erster Schutzleiterkontakt 140 dient dem Anschluss einer Schutzerdung. Durch eine solche Steckerbelegung des Netzanschlusses 110 werden höhere Ladeströme möglich, da auch ein Drehstrom zwischen zwei Außenleitern des Netzes zur Ladung eines Fahrzeugs genutzt werden kann.
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Der Fahrzeuganschluss 120 kann analog zu den in den 2 und 3 gezeigten Netzanschlüssen aufgebaut sein. Ferner können weitere, beispielsweise für das Mode 2-Ladekabel in der Europäischen Norm 62196 Typ 2 definierten Kontakte vorliegen, beispielsweise zur Ermittlung, ob ein Stecker gesteckt ist oder um Steuersignale zwischen Elektrofahrzeug und Netzanschluss auszutauschen. Ferner können auch zusätzliche Gleichspannungskontakte vorgesehen sein.
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4 zeigt eine innere Verschaltung eines Ladekabels 100 zwischen dem Fahrzeuganschluss 120 und dem Netzanschluss 110. Der Netzanschluss 110 weist einen ersten Netzkontakt 131, einen zweiten Netzkontakt 132 sowie einen ersten Schutzleiterkontakt 140 auf. Der Fahrzeuganschluss 120 weist einen ersten Versorgungskontakt 171 und einen zweiten Versorgungskontakt 172 sowie einen zweiten Schutzleiterkontakt 160 auf. Der erste Versorgungskontakt 171 und der zweite Versorgungskontakt 172 sind mit einer Fahrzeugbatterie 210 eines Elektrofahrzeugs 200 verbunden, wobei Fahrzeugbatterie 210 und Elektrofahrzeug 200 nicht Teil des Ladekabels 100 sind. Über den zweiten Schutzleiterkontakt 160 ist das Elektrofahrzeug 200 über eine Fahrzeugimpedanz 220 kapazitiv und resistiv an die Erde 230 gekoppelt. Der zweite Schutzleiterkontakt 160 kann dabei mit Metallteilen des Elektrofahrzeugs 200 verbunden sein. Die kapazitive Kopplung ergibt sich dann aus der Kapazität zwischen diesen Metallteilen und dem Untergrund, während die resistive Kopplung über die Reifen erfolgen kann.
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Das Ladekabel 100 weist eine Steuereinheit 150 auf. Zwischen dem ersten Netzkontakt 131 und dem zweiten Netzkontakt 132 ist ein Netzgleichrichter 180, hier bestehend aus einer Brückenschaltung von vier Dioden, angeordnet. Mit dem Netzgleichrichter 180 kann eine Gleichspannung für die Steuereinheit 150 bereitgestellt werden. Der Netzgleichrichter 180 kann dabei weitere Bauteile, beispielsweise einen Transformator und/oder eine Kapazität zur Glättung der erzeugten Gleichspannung erhalten, wobei diese Bauteile nicht in 4 dargestellt sind, dem Fachmann jedoch in Bezug auf Erzeugung einer Gleichspannung für eine Steuerungselektronik aus einer Wechselspannung bekannt sind. Die Steuereinheit 150 ist eingerichtet, einen Widerstand zwischen dem ersten Schutzleiterkontakt 140 und dem ersten Netzkontakt 131 zu ermitteln. Ferner ist die Steuereinheit 150 eingerichtet, den ermittelten Widerstand zwischen dem ersten Schutzleiterkontakt 140 und dem ersten Netzkontakt 131 mit einem vorgegebenen Wert zu vergleichen. Über eine Steuerleitung 151 ist die Steuerungselektronik mit einem Schalter 190 verbunden. Der Schalter 190 ist mit dem ersten Netzkontakt 131 und dem zweiten Netzkontakt 132 sowie mit dem ersten Versorgungskontakt 171 und dem zweiten Versorgungskontakt 172 verbunden.
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Ergibt sich aus dem Vergleich des Widerstand zwischen dem ersten Schutzleiterkontakt 140 und dem ersten Netzkontakt 131 mit dem vorbestimmten Wert, dass der ermittelte Widerstandswert unter dem vorbestimmten Wert liegt, so kann mittels des Schalters 190 das Laden des Elektrofahrzeugs 200 freigegeben werden, indem der erste Netzkontakt mit dem ersten Versorgungskontakt und der zweite Netzkontakt mit dem zweiten Versorgungskontakt verbunden wird. Dies kann durch Leitendschalten einer oder beider der beiden Verbindungen erfolgen, wobei im ersten Fall die zweite Verbindung durchgehend geführt und nicht schaltbar ausgeführt ist.
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Wird das Ladekabel 100 an ein TN- oder TT-Netz angeschlossen, so ist beim TN-Netz der erste Schutzleiterkontakt 140 mit dem ersten Netzkontakt 131, der in diesem Fall als Neutralleiter ausgeführt ist, elektrisch leitfähig verbunden. Im TT-Netz erfolgt die Verbindung zwischen erstem Schutzleiterkontakt 140 und erstem Netzkontakt 131 über die Erde und die Erdung der Stromquelle. In beiden Fällen wird nur ein geringer Widerstand zwischen dem ersten Schutzleiterkontakt 140 und dem ersten Netzkontakt 131 gemessen, wobei der Widerstand im Idealfall bei perfekter Erdung 0 Ohm beträgt und auch geringe Widerstände noch zu einer ausreichenden Schutzerdung führen können. Der vorbestimmte Wert kann beispielsweise 1,6 Kiloohm betragen, da bei einem Widerstand von 1,6 Kiloohm zwischen dem ersten Schutzleiterkontakt und dem ersten Netzkontakt noch von einer ausreichenden Erdung ausgegangen werden kann.
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Durch die Detektion eines derart geringen Widerstands kann also ermittelt werden, dass das Elektrofahrzeug 200 an einem TN- beziehungsweise TT-Netz mit intakter Schutzerdung angeschlossen ist. In diesem Fall kann über den Schalter 190 der Ladevorgang freigegeben werden.
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Sollte der Widerstand zwischen dem ersten Schutzleiterkontakt 140 und dem ersten Netzkontakt 131 über dem vorbestimmten Wert von beispielsweise 1,6 Kiloohm liegen, so ist dies bei Anschluss des Ladekabels 100 an ein TN- beziehungsweise TT-Netz ein Hinweis darauf, dass die Schutzerde nicht ausreichend abschirmend ist und ein Ladevorgang entsprechend in einem TN- oder TT-Netz nicht freigegeben werden sollte.
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Ist das Ladekabel 100 und mit ihm das Elektrofahrzeug 200 jedoch an einem IT-Netz angeschlossen, so ist der erste Netzkontakt 131 und der zweite Netzkontakt 132 jeweils auf einen Außenleiter des IT-Netzes gelegt. Der erste Schutzleiterkontakt 140 ist nicht mit dem ersten Netzkontakt 131 verbunden, da dieser von einer ungeerdeten Stromquelle direkt zum ersten Netzkontakt 131 ohne dazwischenliegende Erdung geführt ist. Dadurch ist der Widerstand zwischen dem ersten Netzkontakt 131 und dem ersten Schutzleiterkontakt 140 unendlich groß, sodass der Schalter 190 zunächst nicht geschaltet und damit die Ladung des Elektrofahrzeugs 200 freigegeben werden sollte. Die Steuereinheit 150 ist über einen Signalkontakt 152 mit dem zweiten Schutzleiterkontakt 160 verbunden. Wird zwischen dem ersten Schutzleiterkontakt 140 und dem ersten Netzkontakt 131 ein zu hoher Widerstand registriert, so ist die Steuereinheit 150 eingerichtet, eine zeitlich veränderliche Spannung über den Signalkontakt 152 am zweiten Schutzleiterkontakt 160 anzulegen. Über die Fahrzeugimpedanz 220 wird diese zeitlich veränderliche Spannung in die Erde 230 eingekoppelt. Dadurch, dass der erste Netzkontakt 131 in einem TN-Netz über die Schutzerde mit der Erde verbunden ist und in einem TT-Netz über die Erdung der Stromquelle mit der Erde verbunden, kann dieses in die Erde eingekoppelte Signal am ersten Netzkontakt 131 wieder abgegriffen werden. Die Steuereinheit 150 ist eingerichtet, dieses Signal am ersten Netzkontakt zu ermitteln und, sollte ein solches Signal ermittelt werden, über die Steuerleitung 151 den Schalter 190 auf nicht leitend zu stellen. Ist das Ladekabel 100 und damit das Elektrofahrzeug 200 jedoch an ein IT-Netz angeschlossen, so ist der erste Netzkontakt 131 von der Erde 230 galvanisch getrennt, und das über die Fahrzeugimpedanz 220 an die Erde 230 abgegebene Signal kann nicht am ersten Netzkontakt 131 abgegriffen werden. In diesem Fall ist die Steuereinheit 150 eingerichtet, den Schalter 190 ebenfalls auf leitend zu stellen, da durch das Nichtvorhandensein des zeitlich veränderlichen Signals der Anschluss des Ladekabels 100 und des Elektrofahrzeugs 200 an ein IT-Netz detektiert wurde und in diesem die Freigabe des Ladevorgangs ungefährlich ist. Die Steuereinheit 150 kann als Steuerungselektronik ausgestaltet sein.
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Ebenfalls in 4 dargestellt ist ein optionaler Signalgenerator 153, mit dem die zeitlich veränderliche Spannung erzeugt werden kann, die dann an den Signalkontakt 152 und damit an den zweiten Schutzleiterkontakt 160 angelegt wird.
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In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit 150 und/oder der Signalgenerator 153 eingerichtet, die zeitlich veränderliche Spannung aus der durch den Netzgleichrichter 180 erzeugten pulsierenden Gleichspannung zu erzeugen.
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In einem Ausführungsbeispiel ist der Schalter 190 ein Relais. Alternativ zu einem Relais kann der Schalter 190 auch als Hochleistungs-MOSFET, als Hochleistungsdiode beziehungsweise als Halbleiterschalter anderer Bauart ausgeführt sein.
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Es kann vorgesehen sein, dass die zeitlich veränderliche Spannung eine Frequenz aufweist und die Steuereinheit 150 eingerichtet ist, das am ersten Netzkontakt 131 abgegriffene Signal nach dieser Frequenz zu filtern. Dadurch kann die Signalausbeute deutlich erhöht werden.
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Es kann vorgesehen sein, den Widerstand zwischen dem ersten Schutzleiterkontakt 140 sowie beiden Netzkontakten 131, 132 zu messen und das Signal an beiden Netzkontakten 131, 132 zu detektieren, insbesondere wenn das Ladekabel 100 nicht verpolunssichere Stecker aufweist. Um den Ladevorgang freizugeben muss dann einer der gemessenen Widerstände unter dem vorbestimmten Wert liegen beziehungsweise an einem der Netzkontakte 131, 132 das veränderliche Signal detektiert werden können.
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Obwohl die Erfindung detailliert durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und illustriert wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Ausführungsbeispiele eingeschränkt. Andere Variationen können hieraus und aus der Erfindungsbeschreibung abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Ladekabel
- 110
- Netzanschluss
- 120
- Fahrzeuganschluss
- 131
- erster Netzkontakt
- 132
- zweiter Netzkontakt
- 133
- dritter Netzkontakt
- 134
- vierter Netzkontakt
- 140
- erster Schutzleiterkontakt
- 150
- Steuereinheit
- 151
- Steuerleitung
- 152
- Signalkontakt
- 153
- Signalgenerator
- 171
- Versorgungskontakt
- 172
- Versorgungskontakt
- 160
- zweiter Schutzleiterkontakt
- 180
- Netzgleichrichter
- 190
- Schalter
- 200
- Elektrofahrzeug
- 210
- Fahrzeugbatterie
- 220
- Fahrzeugimpedanz
- 230
- Erde
