DE102018112007A1

DE102018112007A1 - Method of operating an in-cable control and protection device and in-cable control and protection device

Info

Publication number: DE102018112007A1
Application number: DE102018112007.9A
Authority: DE
Inventors: Daniel Spesser
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2018-05-18
Filing date: 2018-05-18
Publication date: 2019-11-21
Anticipated expiration: 2038-05-19
Also published as: DE102018112007B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung umfassend eine Netz-Energieversorgungsschnittstelle zum Anschluss eines Versorgungsnetzes, eine Fahrzeug-Schnittstelle, die eine Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle und eine Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle aufweist, ein mit der Netz-Energieversorgungsschnittstelle verbundenes erstes PLC-Modem, ein mit der Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle verbundenes zweites PLC-Modem und eine mit der Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle verbundene Kommunikationseinheit, wobei in einem Detektionsschritt ermittelt wird, ob eine erste PLC-Kommunikationsvorrichtung, insbesondere eines Hausenergiemonitors, mit der Netz-Energieversorgungsschnittstelle verbunden ist und/oder ob eine zweite PLC-Kommunikationsvorrichtung, insbesondere eines Fahrzeugs, mit der Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle verbunden ist; und wobei, in dem Fall, dass keine erste PLC-Kommunikationsvorrichtung und/oder keine zweite PLC-Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, in einem dem Detektionsschritt nachfolgenden Basis-Kommunikationsschritt die mit der Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle verbundene Kommunikationseinheit aktiviert und das erste und das zweite PLC-Modem deaktiviert werden.

The invention relates to a method for operating an in-cable control and protection device comprising a network power supply interface for connecting a supply network, a vehicle interface having a vehicle power supply interface and a vehicle communication interface, connected to the network power supply interface first PLC modem, a second PLC modem connected to the vehicle power supply interface and a communication unit connected to the vehicle communication interface, wherein in a detection step it is determined whether a first PLC communication device, in particular a home power monitor, is connected to the network power interface is and / or whether a second PLC communication device, in particular a vehicle, is connected to the vehicle power supply interface; and wherein, in the event that no first PLC communication device and / or no second PLC communication device is connected, in a base communication step following the detection step, the communication unit connected to the vehicle communication interface is activated and the first and second PLC modems be deactivated.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung sowie eine In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung.The invention relates to a method for operating an in-cable control and protection device and an in-cable control and protection device.

Derartige In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtungen (auch englisch In-Cable Control and Protection Device, ICCPD, oder In-Cable Control Box, ICCB) werden zum Laden von Elektrofahrzeugen und Plug-In-Hybridfahrzeugen an Netzanschlüssen verwendet, die keine für das Laden solcher Fahrzeuge eingerichtete Kontroll- und/oder Schutzeinrichtungen aufweisen. Die In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung kann beim Laden an derartigen Netzanschlüssen Sicherheits- und Kommunikationsfunktionen übernehmen, die vergleichbar mit Funktionen einer fest installierten Ladestation, beispielsweise eine Wandladestation, sind.Such in-cable control and protection devices (also called In-Cable Control and Protection Device, ICCPD, or In-Cable Control Box, ICCB) are used for charging electric vehicles and plug-in hybrid vehicles at power connections that are not for the Loading such vehicles have established control and / or protection devices. The in-cable control and protection device can take charge of such network connections security and communication functions that are comparable to functions of a fixed charging station, such as a wall charger.

Zur Kommunikation mit dem Fahrzeug weisen herkömmliche In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtungen eine Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle, beispielsweise mit einem Control-Pilot (CP) Signalkontakt auf, über die Steuersignale zwischen der -Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung und dem Fahrzeug übertragen werden. Oftmals ermöglichen solche In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtungen alternativ eine Kommunikation zwischen einem Hausenergiemonitor (auch englisch Home Energy Monitor, HEM) und dem Fahrzeug über eine Powerline-Verbindung (auch englisch Power-Line Communication, PLC). Diese Powerline-Verbindung ermöglicht eine Informationsübertragung über die Energieversorgungsschnittstellen der In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung, welche zur Übertragung der elektrischen Energie beim Laden verwendet werden.For communication with the vehicle, conventional in-cable control and protection devices have a vehicle communication interface, for example with a control pilot (CP) signal contact, via which control signals are transmitted between the cable control and protection device and the vehicle. Often, such in-cable control and protection devices alternatively allow communication between a house energy monitor (also English Home Energy Monitor, HEM) and the vehicle via a powerline connection (also English power-line communication, PLC). This powerline connection enables information transmission via the power supply interfaces of the in-cable control and protection device which are used to transfer the electrical energy during charging.

Hierbei hat es sich als nachteilig herausgestellt, dass die Powerline-Verbindung in der Regel auch dann aktiviert wird, wenn in dem Fahrzeug zwar eine entsprechende Powerline-Kommunikationsvorrichtung, kurz PLC-Kommunikationsvorrichtung, vorhanden ist, ein Kommunikation über eine Powerline-Verbindung mit einem Hausenergiemonitor aber nicht erfolgt. Hierdurch ergibt sich ein erhöhter Energieverbrauch sowie eine erhöhte Abstrahlung von Hochfrequenzsignalen, kurz HF-Signalen.It has been found to be disadvantageous that the power line connection is usually activated even if in the vehicle while a corresponding power line communication device, short PLC communication device, is present, a communication via a power line connection with a house energy monitor but not done. This results in an increased energy consumption and increased radiation of high-frequency signals, short RF signals.

Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, die Energieeffizienz solcher In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtungen zu vergrößern und unerwünschte HF-Abstrahlungen zu vermeiden.Against this background, the task is to increase the energy efficiency of such in-cable control and protection devices and to avoid unwanted RF emissions.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zum Betrieb einer In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung vorgeschlagen, wobei die In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung eine Netz-Energieversorgungsschnittstelle zum Anschluss eines Versorgungsnetzes, eine Fahrzeug-Schnittstelle, die eine Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle und eine Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle aufweist, ein mit der Netz-Energieversorgungsschnittstelle verbundenes erstes PLC-Modem, ein mit der Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle verbundenes zweites PLC-Modem, eine mit der Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle verbundene Kommunikationseinheit umfasst, und

- wobei in einem Detektionsschritt ermittelt wird, ob eine erste PLC-Kommunikationsvorrichtung, insbesondere eines Hausenergiemonitors, mit der Netz-Energieversorgungsschnittstelle verbunden ist und/oder ob eine zweite PLC-Kommunikationsvorrichtung, insbesondere eines Fahrzeugs, mit der Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle verbunden ist; und
- wobei, in dem Fall, dass keine erste PLC-Kommunikationsvorrichtung und/oder keine zweite PLC-Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, in einem dem Detektionsschritt nachfolgenden Basis-Kommunikationsschritt die mit der Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle verbundene Kommunikationseinheit aktiviert und das erste und das zweite PLC-Modem deaktiviert werden.

Ferner wird eine In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung vorgeschlagen, umfassend eine Netz-Energieversorgungsschnittstelle zum Anschluss eines Versorgungsnetzes, eine Fahrzeug-Schnittstelle, die eine Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle und eine Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle aufweist, ein mit der Netz-Energieversorgungsschnittstelle verbundenes erstes PLC-Modem, ein mit der Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle verbundenes zweites PLC-Modem, eine mit der Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle verbundene Kommunikationseinheit und eine Steuereinheit, wobei die Steuereinheit derart konfiguriert ist, dass in einem Detektionsschritt ermittelt wird, ob eine erste PLC-Kommunikationsvorrichtung, insbesondere eines Hausenergiemonitors, mit der Netz-Energieversorgungsschnittstelle verbunden ist und/oder ob eine zweite PLC-Kommunikationsvorrichtung, insbesondere eines Fahrzeugs, mit der Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle verbunden ist; und in dem Fall, dass keine erste PLC-Kommunikationsvorrichtung und/oder keine zweite PLC-Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, in einem dem Detektionsschritt nachfolgenden Basis-Kommunikationsschritt die mit der Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle verbundene Kommunikationseinheit aktiviert und das erste und das zweite PLC-Modem deaktiviert werden.To achieve the object, a method for operating an in-cable control and protection device is proposed, wherein the in-cable control and protection device, a network power supply interface for connecting a supply network, a vehicle interface, a vehicle power supply interface and a vehicle communication interface, a first PLC modem connected to the network power supply interface, a second PLC modem connected to the vehicle power supply interface, a communication unit connected to the vehicle communication interface, and

wherein it is determined in a detection step whether a first PLC communication device, in particular a house energy monitor, is connected to the network power supply interface and / or whether a second PLC communication device, in particular of a vehicle, is connected to the vehicle power supply interface; and
in which, in the event that no first PLC communication device and / or no second PLC communication device is connected, in a base communication step following the detection step the communication unit connected to the vehicle communication interface is activated and the first and the second PLC modem be deactivated.

Furthermore, an in-cable control and protection device is proposed, comprising a network power supply interface for connecting a supply network, a vehicle interface having a vehicle power supply interface and a vehicle communication interface, a first PLC connected to the network power supply interface. A modem, a second PLC modem connected to the vehicle power supply interface, a communication unit connected to the vehicle communication interface, and a control unit, wherein the control unit is configured to determine in a detection step whether a first PLC communication device, in particular a home power monitor is connected to the network power supply interface and / or whether a second PLC communication device, in particular a vehicle, is connected to the vehicle power supply interface; and in the event that no first PLC communication device and / or no second PLC communication device is connected, the communication unit connected to the vehicle communication interface is activated in a base communication step following the detection step and the first and the second PLC modem are deactivated ,

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung kann in dem Detektionsschritt zunächst ermittelt werden, ob PLC-Kommunikationsvorrichtungen auf Seiten des Versorgungsnetzes und in dem Fahrzeug überhaupt vorhanden sind. In dem Fall, dass solche PLC-Kommunikationsvorrichtungen nicht sowohl im Versorgungsnetz und im Fahrzeug vorhanden sind, wird die In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung in einem Basis-Kommunikationsschritt versetzt, in welchem die zur PLC-Kommunikation erforderlichen Komponente, nämlich das erste und das zweite PLC-Modem deaktiviert werden. Ferner wird die mit der Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle verbundene Kommunikationseinheit aktiviert, sodass die In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung mit dem Fahrzeug über diese Schnittstellte kommunizieren kann. Auf diese Weise kann in solchen Fällen, in denen keine PLC-Kommunikationsvorrichtung auf der Seite des Versorgungsnetzes und/oder keine PLC-Kommunikationsvorrichtung in dem Fahrzeug vorhanden ist, auf die energieintensive PLC-Kommunikation verzichtet werden. Zudem werden unerwünschte HF-Abstrahlungen vermieden.In the method according to the invention and the in-cable control and protection device according to the invention, it can first be determined in the detection step whether PLC communication devices are present at all on the supply network and in the vehicle. In that In the event that such PLC communication devices are not present both in the supply network and in the vehicle, the in-cable control and protection device is placed in a basic communication step in which the components required for PLC communication, namely the first and the second PLC modem can be deactivated. Further, the communication unit connected to the vehicle communication interface is activated so that the in-cable control and protection device can communicate with the vehicle via this interface. In this way, in cases where there is no PLC communication device on the utility network side and / or no PLC communication device in the vehicle, the energy-intensive PLC communication can be dispensed with. In addition, unwanted RF emissions are avoided.

Unter einem PLC-Modem wird ein Modem zu Kommunikation über eine Powerline-Verbindung verstanden. Bevorzugt wird über das erste PLC-Modem ein Kommunikationskanal zwischen der In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung und einer PLC-Kommunikationsvorrichtung in dem Versorgungsnetz bereitgestellt. Zwischen der In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung und einer PLC-Kommunikationsvorrichtung des Fahrzeugs kann ein weiterer Kommunikationskanal bereitgestellt werden. Diese Kommunikationskanäle sind bevorzugt mit einem OFDM-Verfahren (engl. Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) moduliert. Zur Datenübertragung über diese Kommunikationskanäle kann ein TCP-Protokoll Verwendung finden. Die Fahrzeug-Schnittstelle ist bevorzugt als Steckverbinder ausgebildet, der Steckkontakte der Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle und mindestens einen Steckkotakt der Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle aufweist. Beispielsweise kann die Fahrzeug-Schnittstelle als Stecker des Typs EN 62196 Typ 2 (auch Mennekes-Stecker genannt) ausgebildet sein. Die Netz-Energieversorgungsschnittstelle ist bevorzugt als Schuko-Stecker oder Drehstromstecker ausgestaltet.A PLC modem is understood to mean a modem for communication via a powerline connection. Preferably, a communication channel between the in-cable control and protection device and a PLC communication device in the utility network is provided via the first PLC modem. A further communication channel may be provided between the in-cable control and protection device and a PLC communication device of the vehicle. These communication channels are preferably modulated using an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) method. For data transmission over these communication channels, a TCP protocol can be used. The vehicle interface is preferably designed as a connector having plug contacts of the vehicle power supply interface and at least one Steckkotakt the vehicle communication interface. For example, the vehicle interface may be designed as a plug of the type EN 62196 type 2 (also called Mennekes plug). The mains power supply interface is preferably designed as Schuko plug or three-phase plug.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Kommunikationseinheit als Pilotsignal-Kommunikationseinheit ausgebildet, die in dem Basis-Kommunikationsschritt mit einem Fahrzeug über ein Control-Pilot (CP)-Signal kommuniziert. Über das Control-Pilot-Signal können Informationen über die verfügbare Anschlussleistung an das Fahrzeug übermittelt werden. Beispielsweise kann der Betrag des maximal zur Verfügung stellbaren Stroms an Das Fahrzeug übertragen werden.According to an advantageous embodiment, the communication unit is designed as a pilot signal communication unit that communicates with a vehicle via a control pilot (CP) signal in the basic communication step. Information about the available connection power can be transmitted to the vehicle via the control pilot signal. For example, the amount of the maximum available power can be transmitted to the vehicle.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung werden in dem Fall, dass eine erste PLC-Kommunikationsvorrichtung und eine zweite PLC-Kommunikationsvorrichtung verbunden sind, in einem dem Detektionsschritt nachfolgenden PLC-Kommunikationsschritt die mit der Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle verbundene Kommunikationseinheit deaktiviert und das erste und das zweite PLC-Modem aktiviert. Hierdurch kann in dem PLC-Kommunikationsschritt über das erste PLC-Modem und das zweite PLC-Modem eine Kommunikationsverbindung zwischen der ersten PLC-Kommunikationsvorrichtung und der der zweiten PLC-Kommunikationsvorrichtung hergestellt werden. Dies bietet den Vorteil, dass Informationen an das Fahrzeug übermittelt werden, deren Übermittlung mittels Control-Pilot-Signal, insbesondere in dem Basis-Kommunikationsschritt, nicht möglich ist.According to an advantageous embodiment, in the case where a first PLC communication device and a second PLC communication device are connected, the communication unit connected to the vehicle communication interface is deactivated in a PLC communication step following the detection step, and the first and the second PLC modem activated. Thereby, in the PLC communication step, a communication connection between the first PLC communication device and the second PLC communication device can be established via the first PLC modem and the second PLC modem. This offers the advantage that information is transmitted to the vehicle whose transmission by means of the control pilot signal, in particular in the basic communication step, is not possible.

In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, wenn die Netz-Energieversorgungsschnittstelle mit einer ersten PLC-Kommunikationsvorrichtung eines Hausenergiemonitors verbunden wird, die Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle mit einer zweiten PLC-Kommunikationsvorrichtung eines Fahrzeugs verbunden wird, und von dem Hausenergiemonitor über die In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung an das Fahrzeug Informationen übertragen werden, insbesondere Informationen zu einer Strombelastung einzelner Phasen des Versorgungnetzes. Das Fahrzeug kann anhand der übertragenen Informationen den Ladevorgang steuern, beispielsweise indem eine stärker belastete Phase entlastet und/oder eine weniger stark belastete Phase stärker belastet wird. Hierdurch wird es möglich, einer unsymmetrischen Belastung in dem Versorgungsnetz entgegenzuwirken. Die Auswertung der durch den Hausenergiemonitor erhaltenen Informationen kann entweder in dem Hausenergiemonitor oder in dem Fahrzeug oder in einer Steuereinheit der In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung erfolgen. Erfolgt die Auswertung in dem Hausenergiemonitor oder in der Steuereinheit der In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung so werden bevorzugt Steuerinformationen über an die PLC-Kommunikationsvorrichtung des Fahrzeugs übertragen.In this context, it is preferable if the network power interface is connected to a first PLC communication device of a household energy monitor, the vehicle power interface is connected to a second PLC communication device of a vehicle, and from the house energy monitor via the in-cable control and protection device to the vehicle information is transmitted, in particular information about a current load of individual phases of the supply network. The vehicle can control the charging process on the basis of the information transmitted, for example by relieving a more heavily loaded phase and / or placing a greater burden on a less heavily loaded phase. This makes it possible to counteract an unbalanced load in the supply network. The evaluation of the information obtained by the house energy monitor can be done either in the house energy monitor or in the vehicle or in a control unit of the in-cable control and protection device. If the evaluation takes place in the household energy monitor or in the control unit of the in-cable control and protection device, control information is preferably transmitted to the PLC communication device of the vehicle.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Detektionsschritt solange ausgeführt wird, bis entweder eine erste PLC-Kommunikationsvorrichtung und eine zweite PLC-Kommunikationsvorrichtung detektiert wurde oder bis eine vorgegebene Zeitdauer und/oder eine vorgegebene Anzahl an Detektionsvorgängen erreicht wurde. Über die Vorgabe einer Zeitdauer oder die Anzahl an Detektionsvorgängen kann ein Abbruchkriterium definiert werden, bei dessen Überschreiten davon ausgegangen wird, dass keine PLC-Kommunikationsvorrichtung mit der jeweiligen Energieversorgungsschnittstelle verbunden ist.According to an advantageous embodiment it is provided that the detection step is carried out until either a first PLC communication device and a second PLC communication device has been detected or until a predetermined time duration and / or a predetermined number of detection operations has been reached. By specifying a time duration or the number of detection processes, an abort criterion can be defined, exceeding which it is assumed that no PLC communication device is connected to the respective power supply interface.

Vorteilhaft ist es, wenn die In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung ein oder mehrere Schaltvorrichtungen, insbesondere Schütze oder Relais, umfasst. Über die Schaltvorrichtungen kann wahlweise eine Verbindung zwischen der Netz-Energieversorgungsschnittstelle und der Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle hergestellt oder getrennt werden. Während des Ladens des Fahrzeugs können die Schaltvorrichtungen die Netz-Energieversorgungsschnittstelle mit der Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle verbinden. Wird hingegen ein Fehlerzustand, beispielsweise ein Fehlerstrom, erkannt, so können die Schaltvorrichtungen geöffnet werden, so dass die Netz-Energieversorgungsschnittstelle von der Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle galvanisch getrennt ist. Weiterhin kann auch ein Display als Anzeigevorrichtung von der In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung umfasst sein.It is advantageous if the in-cable control and protection device comprises one or more switching devices, in particular contactors or relays. Optionally, a connection between the mains power supply interface and the vehicle Power supply interface can be established or disconnected. During charging of the vehicle, the switching devices may connect the grid power interface to the vehicle power interface. If, on the other hand, a fault condition, for example a fault current, is detected, then the switching devices can be opened so that the network power supply interface is galvanically isolated from the vehicle power supply interface. Furthermore, a display can be included as a display device of the in-cable control and protection device.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird in dem Detektionsschritt zunächst ermittelt, ob eine erste PLC-Kommunikationsvorrichtung, insbesondere eines Hausenergiemonitors, mit der Netz-Energieversorgungsschnittstelle verbunden ist. Dieses Vorgehen bietet den Vorteil, dass in dem Detektionsschritt zunächst nur erforderlich ist, das erste PLC-Modem zu aktivieren. Das zweite PLC-Modem kann währenddessen inaktiv sein. Wird durch das erste PLC-Modem keine erste PLC-Kommunikationsvorrichtung detektiert, kann das erste PLC-Modem abgeschaltet werden und in den Basis-Kommunikationsschritt übergegangen werden.According to an advantageous embodiment, it is first determined in the detection step whether a first PLC communication device, in particular a home energy monitor, is connected to the network power supply interface. This approach has the advantage that in the detection step, initially only required to activate the first PLC modem. The second PLC modem can be inactive during this time. If no first PLC communication device is detected by the first PLC modem, the first PLC modem can be switched off and transferred to the basic communication step.

Bevorzugt wird in dem Fall, dass eine erste PLC-Kommunikationsvorrichtung ermittelt wurde, danach ermittelt, ob eine zweite PLC-Kommunikationsvorrichtung, insbesondere eines Fahrzeugs, mit der Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle verbunden ist. Das bedeutet, dass das zweite PLC-Modem erst dann aktiviert wird, wenn Sicherheit darüber existiert, dass eine erste PLC-Kommunikationsvorrichtung mit der In-Kabel Kontroll- und Schutzvorrichtung verbunden ist.Preferably, in the event that a first PLC communication device has been detected, it is then determined whether a second PLC communication device, in particular a vehicle, is connected to the vehicle power supply interface. This means that the second PLC modem is not activated until there is certainty that a first PLC communication device is connected to the in-cable control and protection device.

Nachfolgend sollen anhand eines in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiels weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung erläutert werden. Hierin zeigt:

1 eine In-Kabel Kontroll- und Schutzvorrichtung gemäß dem Stand der Technik in einem schematischen Blockdiagramm;
2. eine In-Kabel Kontroll- und Schutzvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem schematischen Blockdiagramm; und
3 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einem schematischen Ablaufdiagramm.

Hereinafter, further features and advantages of the invention will be explained with reference to an embodiment shown in the drawings. Hereby shows:

1 an in-cable control and protection device according to the prior art in a schematic block diagram;
2 , an in-cable control and protection device according to an embodiment of the invention in a schematic block diagram; and
3 an embodiment of a method according to the invention in a schematic flow diagram.

Die in der 1 gezeigte In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung 1 umfasst eine Netz-Energieversorgungsschnittstelle 5 zur Anbindung an ein Versorgungsnetz 20, beispielsweise über eine Haushaltssteckdose oder eine Drehstromsteckdose. Ferner weist die In-Kabel Kontroll- und Schutzvorrichtung 1 eine Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle 6 auf. Die Energieversorgungsschnittstellen 5, 6 können einphasig, zweiphasig oder dreiphasig ausgebildet sein. Zwischen den beiden Energieversorgungsschnittstellen 5, 6 ist eine Schaltvorrichtung 2 angeordnet, die ein oder mehrere Schütze umfasst. Über die Schaltvorrichtung 2 kann die Netz-Energieversorgungsschnittstelle 5 zum Laden mit der Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle 6 verbunden werden. Ferner ist es möglich, diese Verbindung wahlweise zu trennen, beispielsweise, wenn ein Fehlerstrom erkannt wurde.The in the 1 shown in-cable control and protection device 1 includes a network power interface 5 for connection to a supply network 20 , for example, via a household socket or a three-phase socket. Furthermore, the in-cable control and protection device 1 a vehicle power interface 6 on. The power supply interfaces 5 . 6 may be single-phase, two-phase or three-phase. Between the two power supply interfaces 5 . 6 is a switching device 2 arranged, which includes one or more shooter. About the switching device 2 can the network power interface 5 for charging with the vehicle power interface 6 get connected. Further, it is possible to selectively disconnect this connection, for example, when a fault current has been detected.

Weitere Bestandteile der In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung 1 sind eine Steuereinheit 3, über welche bevorzugt Ladeströme und/oder Fehlerströme messbar sind, und eine mit einer Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle 7 verbundene Kommunikationseinheit 4, die als Pilotsignal-Kommunikationseinheit ausgebildet ist. Über die Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle 7 kann die Kommunikationseinheit 4 mit einer Fahrzeug-Kommunikationseinheit des Fahrzeugs 21 kommunizieren. Dabei wird ein Pilotsignal über die Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle 7 übertragen. Über die Einstellung eines Pegels des Pilotsignals, eines Tastverhältnisses des Pilotsignals und einer Frequenz des Pilotsignals werden Informationen über die maximal zur Verfügung stellbare Anschlussleistung bzw. den maximal zur Verfügung stellbaren Ladestrom übertragen.Other components of the in-cable control and protection device 1 are a control unit 3 , via which preferably charging currents and / or fault currents can be measured, and one with a vehicle communication interface 7 connected communication unit 4 , which is designed as a pilot signal communication unit. Via the vehicle communication interface 7 can the communication unit 4 with a vehicle communication unit of the vehicle 21 communicate. In this case, a pilot signal via the vehicle communication interface 7 transfer. By setting a level of the pilot signal, a duty cycle of the pilot signal and a frequency of the pilot signal information about the maximum available connection power or the maximum available charging current is transmitted.

Die 2 zeigt eine In-Kabel Kontroll- und Schutzvorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Diese In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung 1 weist dieselben Komponenten, wie die in 1 gezeigte In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung 1 auf, so dass zur Funktion dieser Komponenten auf die Beschreibung zu 1 Bezug genommen wird. Zusätzlich ist bei der In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung 1 gemäß 2 ein erstes PLC-Modem 8 vorgesehen, welches mit der Netz-Energieversorgungsschnittstelle 5 verbunden ist. Zudem weist die erfindungsgemäße In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung 1 ein zweites PLC-Modem 9 auf, das mit der Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle 6 verbunden ist. Über das erste PLC-Modem 8 kann eine Powerline-Verbindung mit einer Einheit des Versorgungsnetzes 20, beispielsweise einem Hausenergiemonitor, hergestellt werden. Mit dem zweiten PLC-Modem 9 kann eine Powerline-Verbindung mit einer fahrzeugfesten Einheit, beispielsweise einem Ladegerät des Fahrzeugs 20, hergestellt werden. Das erste und das zweite PLC-Modem 8, 9 sind miteinander verbunden, so dass eine Übertragung von Daten von der Netz-Energieversorgungsschnittstelle 5 über das erste PLC-Modem 8 und das zweite PLC-Modem 9 zu der Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle 6 erfolgen kann. Ferner sind beide PLC-Modems 8, 9 mit der Steuereinheit 3 verbunden. Insofern zeigt die 2 eine In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung 1 umfassend eine Netz-Energieversorgungsschnittstelle 5 zum Anschluss eines Versorgungsnetzes 20, eine Fahrzeug-Schnittstelle, die eine Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle 6 und eine Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle 7 aufweist, ein mit der Netz-Energieversorgungsschnittstelle 5 verbundenes erstes PLC-Modem 8, ein mit der Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle 6 verbundenes zweites PLC-Modem 9, eine mit der Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle 7 verbundene Kommunikationseinheit 4 und eine Steuereinheit 3.The 2 shows an in-cable control and protection device 1 according to an embodiment of the invention. This in-cable control and protection device 1 has the same components as those in 1 shown in-cable control and protection device 1 on, allowing the function of these components to the description too 1 Reference is made. In addition, the in-cable control and protection device 1 according to 2 a first PLC modem 8th which is connected to the network power supply interface 5 connected is. In addition, the inventive in-cable control and protection device 1 a second PLC modem 9 on that with the vehicle power interface 6 connected is. Via the first PLC modem 8th can be a powerline connection with a unit of the supply network 20 , For example, a house energy monitor produced. With the second PLC modem 9 may be a powerline connection with a vehicle-mounted unit, such as a charger of the vehicle 20 , getting produced. The first and the second PLC modem 8th . 9 are interconnected, allowing a transmission of data from the network power interface 5 via the first PLC modem 8th and the second PLC modem 9 to the vehicle power interface 6 can be done. Furthermore, both are PLC modems 8th . 9 with the control unit 3 connected. In this respect, the shows 2 an in-cable control and protection device 1 comprising a network power interface 5 for connecting a supply network 20 , a vehicle interface that provides a vehicle power interface 6 and a vehicle communication interface 7 one with the network power interface 5 connected first PLC modem 8th , one with the vehicle power supply interface 6 connected second PLC modem 9 , one with the vehicle communication interface 7 connected communication unit 4 and a control unit 3 ,

In der 3 ist ein beispielhafter Ablauf eines Verfahrens zum Betrieb einer in 2 gezeigten In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung 1 dargestellt. Die Steuereinheit 3 dieser In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung 1 ist derart konfiguriert, dass in einem Detektionsschritt ermittelt wird, ob eine erste PLC-Kommunikationsvorrichtung, insbesondere eines Hausenergiemonitors, mit der Netz-Energieversorgungsschnittstelle 5 verbunden ist und/oder ob eine zweite PLC-Kommunikationsvorrichtung, insbesondere eines Fahrzeugs 21, mit der Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle 6 verbunden ist; und in dem Fall, dass keine erste PLC-Kommunikationsvorrichtung und/oder keine zweite PLC-Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, in einem dem Detektionsschritt nachfolgenden Basis-Kommunikationsschritt 103 die mit der Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle 7 verbundene Kommunikationseinheit 4 aktiviert und das erste und das zweite PLC-Modem 8, 9 deaktiviert werden.In the 3 is an exemplary flow of a method for operating an in 2 shown in-cable control and protection device 1 shown. The control unit 3 this in-cable control and protection device 1 is configured such that, in a detection step, it is determined whether a first PLC communication device, in particular a home power monitor, is connected to the network power supply interface 5 is connected and / or whether a second PLC communication device, in particular a vehicle 21 , with the vehicle power supply interface 6 connected is; and in the event that no first PLC communication device and / or no second PLC communication device is connected, in a base communication step subsequent to the detection step 103 the with the vehicle communication interface 7 connected communication unit 4 enabled and the first and the second PLC modem 8th . 9 be deactivated.

Der Detektionsschritt startet, wenn die In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung 1 in einem Verbindungsschritt 100 mit einem Versorgungsnetz 20 verbunden wird, also wenn eine Spannung an der Netz-Energieversorgungsschnittstelle detektiert wird. In einem dem Verbindungsschritt 100 nachfolgenden Suchschritt 101 wird ermittelt, ob eine erste PLC-Kommunikationsvorrichtung, insbesondere eines Hausenergiemonitors, mit der Netz-Energieversorgungsschnittstelle verbunden ist. Hierzu wird das erste PLC-Modem 8 aktiviert und in einem Suchmodus betrieben, in welchem mit dem ersten PLC-Modem 8 verbundene PLC-Kommunikationsvorrichtungen gesucht werden. In einem dem Suchschritt 101 nachfolgenden ersten Abfrageschritt 102 wird abgefragt, ob eine erste PLC-Kommunikationsvorrichtung gefunden wurde, d.h. ob eine solche mit der Netz-Energieversorgungsschnittstelle verbunden ist. In dem Fall, dass keine erste PLC-Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wird in einem Basis-Kommunikationsschritt 103 das erste PLC-Modem 8 und das zweite PLC-Modem 9 deaktiviert und die mit der Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle 6 verbundene Kommunikationseinheit 4 aktiviert. In dem Basis-Kommunikationsschritt 103 erfolgt eine Kommunikation lediglich zwischen der In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung 1 und dem Fahrzeug 21 über die Kommunikationseinheit 4, insbesondere über ein Control-Pilot-Signal, und nichtetwas über eine Powerline-Verbindung.The detection step starts when the in-cable control and protection device 1 in a connecting step 100 with a supply network 20 is connected, so when a voltage is detected at the grid power supply interface. In a connecting step 100 subsequent search step 101 It is determined whether a first PLC communication device, in particular a house energy monitor, is connected to the network power supply interface. This will be the first PLC modem 8th activated and operated in a search mode in which with the first PLC modem 8th connected PLC communication devices. In a search step 101 subsequent first query step 102 a query is made as to whether a first PLC communication device has been found, ie whether it is connected to the network power supply interface. In the case that no first PLC communication device is connected, in a basic communication step 103 the first PLC modem 8th and the second PLC modem 9 disabled and the with the vehicle communication interface 6 connected communication unit 4 activated. In the basic communication step 103 Communication is only between the in-cable control and protection device 1 and the vehicle 21 via the communication unit 4 in particular via a control pilot signal, and not something via a powerline connection.

Wenn in dem Abfrageschritt 102 festgestellt wird, dass eine erste PLC-Kommunikationsvorrichtung ermittelt wurde, wird in einem nachfolgenden Aktivierungsschritt 104 das zweite PLC-Modem 9 aktiviert, das mit der Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle 6 verbunden ist. In einem dem auf den Aktivierungsschritt 104 folgenden Initialisierungsschritt 105 wird die Kommunikation innerhalb der In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung 1 zwischen dem ersten PLC-Modem 8 und dem zweiten PLC-Modem 9 initialisiert. Während der Schritte 104 und/oder 105 befindet sich das zweite PLC-Modem 9 in einem Suchmodus, in welchem mit dem zweiten PLC-Modem 9 verbundene PLC-Kommunikationsvorrichtungen gesucht werden. In einem diesen Schritten 104, 105 nachfolgenden zweiten Abfrageschritt 106 wird abgefragt, ob eine zweite PLC-Kommunikationsvorrichtung gefunden wurde, d.h. ob eine solche mit der Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle 6 verbunden ist.If in the query step 102 it is determined that a first PLC communication device has been detected is in a subsequent activation step 104 the second PLC modem 9 activated with the vehicle power interface 6 connected is. In one on the activation step 104 following initialization step 105 The communication is within the in-cable control and protection device 1 between the first PLC modem 8th and the second PLC modem 9 initialized. During the steps 104 and or 105 is the second PLC modem 9 in a search mode in which with the second PLC modem 9 connected PLC communication devices. In one of these steps 104 . 105 subsequent second interrogation step 106 a query is made as to whether a second PLC communication device has been found, ie whether it is with the vehicle power supply interface 6 connected is.

In dem Fall, dass zusätzlich zu der ersten PLC-Kommunikationsvorrichtung eine zweite PLC-Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wird in einen PLC-Kommunikationsschritt 107 gewechselt, in welchem die mit der Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle 7 verbundene Kommunikationseinheit 4 deaktiviert und das erste und das zweite PLC-Modem 8, 9 aktiviert werden. In dem PLC-Kommunikationsschritt 107 ist die Netz-Energieversorgungsschnittstelle 5 mit einer ersten PLC-Kommunikationsvorrichtung eines Hausenergiemonitors verbunden und die Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle 6 mit einer zweiten PLC-Kommunikationsvorrichtung eines Fahrzeugs 21. Dabei werden von dem Hausenergiemonitor über die In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung 1 an das Fahrzeug 21 Informationen übertragen, insbesondere Informationen zu einer Strombelastung einzelner Phasen des Versorgungnetzes. Das Fahrzeug 21 kann anhand dieser Informationen die einzelnen Phasen entlasten oder belasten.In the case where a second PLC communication device is connected in addition to the first PLC communication device, a PLC communication step is entered 107 changed in which the with the vehicle communication interface 7 connected communication unit 4 disabled and the first and the second PLC modem 8th . 9 to be activated. In the PLC communication step 107 is the network power supply interface 5 connected to a first PLC communication device of a home power monitor and the vehicle power interface 6 with a second PLC communication device of a vehicle 21 , Here are from the house energy monitor via the in-cable control and protection device 1 to the vehicle 21 Transfer information, in particular information about a current load of individual phases of the supply network. The vehicle 21 can use this information to relieve or burden the individual phases.

Bei dem beispielhaften Verfahren nach 3 wird die Detektion von PLC-Kommunikationsvorrichtungen solange durchgeführt, bis entweder eine erste PLC-Kommunikationsvorrichtung und eine zweite PLC-Kommunikationsvorrichtung detektiert wurde oder bis eine vorgegebene Zeitdauer und/oder eine vorgegebene Anzahl an Detektionsvorgängen erreicht wurde. Dies soll nachfolgend im Einzelnen erläutert werden: In the exemplary method according to 3 For example, the detection of PLC communication devices is performed until either a first PLC communication device and a second PLC communication device have been detected, or until a predetermined time period and / or a predetermined number of detection operations have been reached. This will be explained in detail below:

Wird in dem zweiten Abfrageschritt 106 festgestellt, dass keine zweite PLC-Kommunikationsvorrichtung mit der Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle 6 verbunden ist, so wird in einen dritten Abfrageschritt 108 übergegangen, in welchem abgefragt wird, ob über das erste PLC-Modem 8 immer noch eine erste PLC-Kommunikationsvorrichtung erkannt wird. Ist dies der Fall, so wird in einem ersten Warteschritt 109 eine vorgegebene Zeitdauer gewartet und in einem vierten Abfrageschritt 110 abgefragt, ob eine vorgegebene Anzahl an Detektionsvorgängen bzw. Wiederholungen überschritten ist. Ist dies nicht der Fall, so wird wieder in den zweiten Abfrageschritt 106 gewechselt und geprüft, ob eine zweite PLC-Kommunikationsvorrichtung erkannt worden ist.Will in the second query step 106 found that no second PLC communication device with the vehicle power interface 6 is connected, so is in a third query step 108 in which is queried, whether via the first PLC modem 8th still a first PLC communication device is detected. If this is the case, then in a first waiting step 109 waited a predetermined period of time and in a fourth polling step 110 queried whether a predetermined number of detection operations or repetitions is exceeded. If this is not the case, then the second query step is returned 106 changed and checked whether a second PLC communication device has been detected.

Wenn in dem dritten Abfrageschritt 108 festgestellt wird, dass das erste PLC-Modem 8 derzeit keine erste PLC-Kommunikationsvorrichtung erkennt, so wird in einen zweiten Warteschritt 111 übergegangen, in dem eine vorgegebene Zeitdauer gewartet wird. Danach wird in einem fünften Abfrageschritt 112 abgefragt, ob eine vorgegebene Anzahl an Detektionsvorgängen bzw. Wiederholungen überschritten ist. Ist dies nicht der Fall, so wird wieder in den dritten Abfrageschritt 108 gewechselt und geprüft, ob eine erste PLC-Kommunikationsvorrichtung erkannt worden ist.If in the third query step 108 it is determined that the first PLC modem 8th currently no first PLC communication device recognizes, so is in a second waiting step 111 passed, in which a predetermined period of time is waited. Thereafter, in a fifth query step 112 queried whether a predetermined number of detection operations or repetitions is exceeded. If this is not the case, then the third query step is returned 108 changed and checked whether a first PLC communication device has been detected.

Falls in dem vierten Abfrageschritt 110 oder in dem fünften Abfrageschritt 112 festgestellt wird, dass die maximale Anzahl an Detektionsvorgängen bzw. Wiederholungen überschritten ist, so wird in den Basis-Kommunikationsschritt 103 übergegangen.If in the fourth query step 110 or in the fifth query step 112 if it is determined that the maximum number of detection operations or repetitions has been exceeded, then the basic communication step is entered 103 passed.

Bei dem vorliegend beschriebenen Ausführungsbeispiel des Verfahrens bilden die Schritte 101 bis 106 und 108 bis 112 zusammen einen Detektionsschritt. In diesem Detektionsschritt wird ermittelt, ob eine erste PLC-Kommunikationsvorrichtung, insbesondere eines Hausenergiemonitors, mit der Netz-Energieversorgungsschnittstelle 5 verbunden ist und/oder ob eine zweite PLC-Kommunikationsvorrichtung, insbesondere eines Fahrzeugs 21, mit der Fahrzeug-Energieversorgungsschnittstelle 6 verbunden ist. Falls keine erste PLC-Kommunikationsvorrichtung und/oder keine zweite PLC-Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wird in einem dem Detektionsschritt nachfolgenden Basis-Kommunikationsschritt 103 die mit der Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle 6 verbundene Kommunikationseinheit 4 aktiviert und das erste und das zweite PLC-Modem 8, 9 werden deaktiviert. Auf diese Weise kann die Energieeffizienz der In-Kabel-Kontroll- und Schutzvorrichtung 1 vergrößert werden und unerwünschte HF-Abstrahlungen können vermieden werden.In the presently described embodiment of the method, the steps form 101 to 106 and 108 to 112 together a detection step. In this detection step, it is determined whether a first PLC communication device, in particular a house energy monitor, with the network power supply interface 5 is connected and / or whether a second PLC communication device, in particular a vehicle 21 , with the vehicle power supply interface 6 connected is. If no first PLC communication device and / or no second PLC communication device is connected, in a base communication step following the detection step 103 the with the vehicle communication interface 6 connected communication unit 4 enabled and the first and the second PLC modem 8th . 9 will be deactivated. In this way, the energy efficiency of the in-cable control and protection device 1 can be increased and unwanted RF emissions can be avoided.

Claims

Method for operating an in-cable control and protection device (1) comprising a network power supply interface (5) for connecting a supply network (20), a vehicle interface comprising a vehicle power supply interface (6) and a vehicle communication interface ( 7), a first PLC modem (8) connected to the network power interface (5), a second PLC modem (9) connected to the vehicle power interface (6), and a second PLC modem (9) connected to the vehicle communication interface (7) Communication unit (4), wherein it is determined in a detection step whether a first PLC communication device, in particular a house energy monitor, is connected to the network power supply interface (5) and / or whether a second PLC communication device, in particular of a vehicle (21), is connected to the vehicle Power supply interface (6) is connected; and wherein, in the event that no first PLC communication device and / or no second PLC communication device is connected, in a base communication step (103) subsequent to the detection step activates the communication unit (4) connected to the vehicle communication interface (6) and the first and second PLC modems (8, 9) are disabled.

Method according to Claim 1 , characterized in that the communication unit (4) is designed as a pilot signal communication unit which communicates in the basic communication step (103) with a vehicle (21) via a control pilot signal:

Method according to one of the preceding claims, characterized in that, in the event that a first PLC communication device and a second PLC communication device are connected, in a PLC communication step following the detection step the communication unit connected to the vehicle communication interface (7) ( 4) is deactivated and the first and the second PLC modem (8, 9) are activated.

Method according to Claim 3 characterized in that the network power interface (5) is connected to a first PLC communication device of a home power monitor, the vehicle power interface (6) is connected to a second PLC communication device of a vehicle (21), and from the home power monitor via the In-cable control and protection device to the vehicle (21) information is transmitted, in particular information on a current load of individual phases of the supply network (20).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the Detection step is carried out until either a first RLC, communication device and a second PLC communication device has been detected or until a predetermined time period and / or a predetermined number of detection operations has been reached.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the in-cable control and protection device (1) one or more switching devices (2), in particular. Contactors or relays.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the detection step it is first determined whether a first PLC communication device, in particular a home energy monitor, is connected to the network power supply interface (5).

Method according to Claim 7 characterized in that, in the event that a first PLC communication device has been detected, it is determined whether a second PLC communication device, in particular a vehicle (21), is connected to the vehicle power supply interface (6).

In-cable control and protection device (1) comprising a network power supply interface (5) for connecting a supply network (20), a vehicle interface having a vehicle power supply interface (6) and a vehicle communication interface (7), a first PLC modem (8) connected to the network power supply interface (5), a second PLC modem (9) connected to the vehicle power supply interface (6), a communication unit (4) connected to the vehicle communication interface (7) and a control unit (3), wherein the control unit (3) is configured such that in a detection step it is determined whether a first PLC communication device, in particular a house energy monitor, is connected to the grid power supply interface (5) and / or if second PLC communication device, in particular, a vehicle (21) is connected to the vehicle power supply interface (6); and in the event that no first PLC communication device and / or no second PLC communication device is connected, in a base communication step (103) following the detection step, the communication unit (4) connected to the vehicle communication interface (7) is activated and the first and the second PLC modem (8, 9) are disabled.