DE102018203198A1 - Method for charging an electrically driven or drivable motor vehicle and charging station - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden eines elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugs (4), bei dem das Kraftfahrzeug (4) an einem Ladepunkt (10) einer aus einem ein- oder mehrphasigenVersorgungsnetz (8) gespeisten Ladestation (2) angeschlossen ist, wobei während eines Ladevorgangs, bei welchem das Kraftfahrzeug (4) mit einem aus dem Ladepunkt (10) entnommenen Ladestrom (IL) geladen wird, ein Netzparameter, insbesondere die Netzspannung (UN) und/oder die Netzfrequenz (fN), des Versorgungsnetzes (8) überwacht wird, und wobei der Ladestrom (IL) anhand des Netzparameters (UN, fN) eingestellt wird. The invention relates to a method for charging an electrically driven or drivable motor vehicle (4), in which the motor vehicle (4) is connected to a charging point (10) of a charging station (2) fed from a single or multi - phase supply network (8) a charging process, in which the motor vehicle (4) is charged with a charge current (IL) taken from the charging point (10) monitors a network parameter, in particular the mains voltage (UN) and / or the network frequency (fN) of the supply network (8) is set, and wherein the charging current (IL) on the basis of the network parameter (UN, fN) is set.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden eines elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, bei dem das Kraftfahrzeug an einem Ladepunkt einer aus einem ein- oder mehrphasigen Versorgungsnetz gespeisten Ladestation angeschlossen ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Ladestation zum Laden eines elektrisch angetriebenen oder abtreibbaren Kraftfahrzeugs, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for charging an electrically driven or drivable motor vehicle, in particular an electric or hybrid vehicle, in which the motor vehicle is connected to a charging point of a fed from a single- or multi-phase supply network charging station. The invention further relates to a charging station for charging an electrically driven or abortable motor vehicle, in particular for carrying out the method.
Elektrisch angetriebene oder antreibbare Kraftfahrzeuge, wie beispielsweise Elektro- oder Hybridfahrzeuge, weisen in der Regel einen Elektromotor als Antrieb auf. Der Elektromotor wird hierbei mittels eines elektrochemischen Energiespeichers eines Bordnetzes des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie gespeist. Unter einem „Laden eines elektrisch oder elektromotorisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugs“ wird hier und im Folgenden insbesondere das (Auf-)Laden eines solchen Energiespeichers mit elektrischer Energie verstanden.Electrically driven or drivable motor vehicles, such as electric or hybrid vehicles, usually have an electric motor as a drive. The electric motor is in this case fed by means of an electrochemical energy storage of a vehicle electrical system of the motor vehicle with electrical energy. A "charging of an electrically or electrically driven or drivable motor vehicle" is understood here and below to mean, in particular, the charging (charging) of such an energy store with electrical energy.
Zur Verbesserung der Alltagstauglichkeit von elektrisch oder elektromotorisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugen ist es wünschenswert, dass der fahrzeuginterne Energiespeicher des Bordnetzes jederzeit möglichst einfach und schnell aufgeladen werden kann. Zu diesem Zwecke wurden speziell angepasste Ladestationen oder Ladesäulen, sogenannte Stromtankstellen, entwickelt.To improve the practicality of electric or electric motor driven or driven vehicles, it is desirable that the vehicle-internal energy storage of the electrical system can be charged at any time as quickly and easily. For this purpose, specially adapted charging stations or charging stations, so-called charging stations, have been developed.
Derartige Ladestationen weisen in der Regel einen Ladepunkt zum Anschluss eines aufzuladenden Kraftfahrzeugs auf, welche mittels eines Netzanschlusses an ein Versorgungsnetz geführt ist. Das Versorgungsnetz ist hierbei häufig eine öffentliche Stromversorgung, wobei der Ladepunkt in der Regel auf einer Niederspannungsebene von etwa 230 V (Volt) betrieben wird.Such charging stations usually have a charging point for connecting a motor vehicle to be charged, which is guided by means of a network connection to a supply network. The supply network is often a public power supply, the charging point is usually operated at a low voltage level of about 230 V (volts).
Im Zuge der Verkehrswende nimmt sowohl die Anzahl der Ladestationen als auch die Anzahl der elektrisch angetriebenen oder antreibbare Kraftfahrzeuge stetig zu. Durch die größer werdende Anzahl von Ladestationen steigt auch die Netzbelastung des Versorgungsnetzes. Hierbei besteht die Gefahr, dass mehrere gleichzeitig oder parallel erfolgende Ladevorgänge von Kraftfahrzeugen das Versorgungsnetz kollabieren lassen können. Die Ladestationen sind hierbei häufig mit integrierten Ladereglern zum Lastmanagement ausgefüllt, mittels welchen die entnommene Leistung des jeweils angeschlossenen Kraftfahrzeugs gesteuert wird. Nachteiliger Weise wird hierbei die Belastung des Versorgungsnetzes nicht berücksichtigt, so dass ein dauerhafter und zuverlässiger Betrieb der Ladestationen nicht sicher gestellt werden kann.In the course of the traffic change, both the number of charging stations and the number of electrically driven or driven vehicles is steadily increasing. Due to the increasing number of charging stations, the network load of the supply network is also increasing. There is a risk here that several simultaneous or parallel charging processes of motor vehicles can cause the supply network to collapse. The charging stations are often filled with integrated charge controllers for load management, by means of which the extracted power of each connected motor vehicle is controlled. Disadvantageously, in this case the load of the supply network is not taken into account, so that a permanent and reliable operation of the charging stations can not be ensured.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Verfahren zum Laden eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs anzugeben. Insbesondere soll ein den Ladevorgang speisendes Versorgungsnetz auch bei einem gleichzeitigen oder parallelen Laden mehrerer Kraftfahrzeuge nicht überlastet werden. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Ladestation zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.The invention has for its object to provide a particularly suitable method for charging an electrically driven motor vehicle. In particular, a power supply feeding network should not be overloaded even with a simultaneous or parallel charging of multiple vehicles. The invention is further based on the object of specifying a charging station for carrying out the method.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Ladestation mit den Merkmalen des Anspruchs 8 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.With regard to the method, the object with the features of claim 1 and with respect to the charging station with the features of claim 8 is achieved according to the invention. Advantageous embodiments and further developments are the subject of the respective subclaims.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Laden eines elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, geeignet und ausgebildet. Das Kraftfahrzeug ist hierbei an einem Ladepunkt einer aus einem ein- oder mehrphasigen Versorgungsnetz gespeisten Ladestation angeschlossen. Unter einem Versorgungsnetz oder Stromnetz ist hierbei hier und im Folgenden insbesondere ein Netzwerk aus elektrischen Stromleitungen und dazugehörige Einrichtungen wie beispielsweise Kraft-, Schalt- und Umspannwerke zu verstehen. Unter einem Versorgungsnetz sind hier und im Folgenden weiterhin auch sogenannte Inselnetze, also Stromnetze, welche lediglich aus einem oder wenigen Energieerzeugern und/oder Energiespeichern bestehen, und ein räumlich oder lokal begrenztes Gebiet versorgen sowie keinen Anschluss zu anderen Strom- oder Versorgungsnetzen aufweisen, zu verstehen. Ein derartiges Inselnetz ist beispielsweise als eine Photovoltaikanlage (PV-Anlage) und/oder als ein Generator, insbesondere als ein Brennstoffgenerator, ausführbar. Die Konjunktion „und/oder“ ist hier und im Folgenden derart zu verstehen, dass die mittels dieser Konjunktion verknüpften Merkmale sowohl gemeinsam als auch Alternativen zueinander ausgebildet sein können.The method according to the invention is suitable and designed for charging an electrically driven or drivable motor vehicle, in particular an electric or hybrid vehicle. The motor vehicle is in this case connected to a charging point of a charging station fed from a single- or multi-phase supply network. A supply network or power network is to be understood here and below in particular a network of electrical power lines and associated facilities such as power, switching and substations. Under a supply network are here and below also so-called island grids, ie power grids, which consist of only one or a few power generators and / or energy storage, and provide a spatially or locally limited area and have no connection to other power or supply networks to understand , Such an isolated grid can be implemented, for example, as a photovoltaic system (PV system) and / or as a generator, in particular as a fuel generator. The conjunction "and / or" is to be understood here and below in such a way that the features linked by means of this conjunction can be designed both together and alternatives to one another.
Verfahrensgemäß ist vorgesehen, dass während eines Ladevorgangs, bei welchem das Kraftfahrzeug mit einem aus dem Ladepunkt entnommenen Ladestrom geladen wird, mindestens ein Netzparameter des Versorgungsnetzes überwacht wird.According to the method it is provided that during a charging process in which the motor vehicle is charged with a charge current drawn from the charging point, at least one network parameter of the supply network is monitored.
Unter einem Netzparameter ist hier und im Folgenden insbesondere ein Parameter, also eine charakterisierende physikalische Größe, des elektrischen Versorgungsnetzes, beispielsweise die Netzspannung und/oder die Netzfrequenz, zu verstehen.A network parameter here and below means, in particular, a parameter, that is to say a characterizing physical variable, of the electrical supply network, for example the mains voltage and / or the network frequency.
Unter dem Begriff „Netzspannung“ ist hier und im Folgenden insbesondere die Amplitude, also der Spannungswert, der elektrischen Spannung des Versorgungsnetzes bezeichnet.The term "mains voltage" here and below refers in particular to the amplitude, that is to say the voltage value, of the electrical voltage of the supply network.
Unter dem Begriff „Netzfrequenz“ ist hier und im Folgenden insbesondere die Frequenz der elektrischen Energieversorgung mittels Wechselspannung in dem Versorgungsnetz bezeichnet. The term "mains frequency" here and below refers in particular to the frequency of the electrical energy supply by means of alternating voltage in the supply network.
In einer denkbaren Ausführungsform wird die Netzspannung als Netzparameter beispielsweise mit einem Spannungserfassungsgerät (Spannungsmessgerät) kontinuierlich, also laufend oder im Wesentlichen unterbrechungsfrei, oder periodisch, also in regelmäßigen Zeitabständen, erfasst. Hierbei ist es möglich, dass der oder jeder Netzparameter innerhalb oder im Bereich der Ladestation erfasst oder gemessen wird. Ebenso denkbar ist es, dass der Netzparameter extern, also an einem von der Ladestation entfernten Netzpunkt oder Netzverknüpfungspunkt des Versorgungsnetzes überwacht und beispielsweise an die Ladestation kommuniziert wird. Das erfindungsgemäße Überwachen des Netzparameters erfolgt hierbei vorzugsweise separat oder getrennt von dem eigentlichen Ladevorgang, also der Einspeisung von elektrischer Energie ins Kraftfahrzeug. Mit anderen Worten wird der Netzparameter zusätzlich neben dem Ladevorgang überwacht.In one conceivable embodiment, the mains voltage is detected as a network parameter, for example, with a voltage detection device (voltage measuring device) continuously, ie continuously or essentially without interruption, or periodically, ie at regular time intervals. In this case, it is possible for the or each network parameter to be detected or measured within or in the area of the charging station. It is likewise conceivable that the network parameter is monitored externally, that is to say at a network point or network connection point of the supply network remote from the charging station, and communicated, for example, to the charging station. The monitoring of the network parameter according to the invention in this case is preferably carried out separately or separately from the actual charging process, that is, the supply of electrical energy into the motor vehicle. In other words, the network parameter is additionally monitored next to the charging process.
Der Ladestrom wird anhand des erfassten Netzparameters eingestellt. Insbesondere wird der Ladestrom hierbei vorzugsweise anhand der Netzspannung und/oder der Netzfrequenz gesteuert und/oder geregelt. Durch die Überwachung des Netzparameters des Versorgungsnetzes wird die aktuelle Netzsituation des Versorgungsnetzes während des Ladevorgangs des Kraftfahrzeugs berücksichtigt. Dadurch ist ein besonders geeignetes Verfahren zum Laden eines Kraftfahrzeuges realisiert.The charging current is set based on the detected network parameter. In particular, the charging current is hereby preferably controlled and / or regulated on the basis of the mains voltage and / or the mains frequency. By monitoring the network parameter of the supply network, the current network situation of the supply network is considered during the charging process of the motor vehicle. As a result, a particularly suitable method for charging a motor vehicle is realized.
In einer denkbaren Ausführungsform wird anhand des erfassten Spannungswerts der Netzspannung eine Leistung berechnet, welche das Kraftfahrzeug aus dem Ladepunkt beziehen darf. Anhand dieses Leistungswertes wird der Ladestrom eingestellt.In a conceivable embodiment, a power is calculated based on the detected voltage value of the mains voltage, which may relate to the motor vehicle from the charging point. Based on this power value, the charging current is set.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird sichergestellt, dass das Strom- oder Versorgungsnetz im Zuge eines Ladevorgangs des Kraftfahrzeugs nicht überlastet wird. Erfindungsgemäß wird hierbei nicht die durch das Laden bewirkte Last selbst, sondern die Last bezogen auf die zum jeweiligen Zeitpunkt herrschende Netzsituation, insbesondere auch im Hinblick auf eine Lokalität zwischen einem Energieerzeuger des Versorgungsnetzes und dem Verbraucher bzw. der Ladestation, für die Bestimmung des Ladestroms bewertet.The inventive method ensures that the power or grid is not overloaded in the course of a charging process of the motor vehicle. According to the invention, the load itself, but the load, is not evaluated with respect to the network situation prevailing at the respective time, in particular with regard to a locality between an energy producer of the supply network and the consumer or the charging station, for the determination of the charging current ,
Die Netzspannung als Netzparameter ist insbesondere ein Maß für die lokale Netzstabilität. Unter einer „Stabilität des Versorgungsnetzes“ oder „Netzstabilität“ wird hier und im Folgenden insbesondere die Versorgungsqualität der Versorgungsspannung des Versorgungsnetzes, also die Spannungsqualität oder Spannungsschwankung bezüglich der Normalspannung sowie die Stabilität der Netzfrequenz, verstanden. Entsprechend wird unter einer „(Netz-)Stabilisierung“ nachfolgend insbesondere eine Maßnahme verstanden, welcher der Stabilität oder Netzstabilität des Versorgungsnetzes zuträglich ist.The mains voltage as network parameter is in particular a measure of the local grid stability. A "stability of the supply network" or "grid stability" is understood here and below to mean in particular the supply quality of the supply voltage of the supply network, ie the voltage quality or voltage fluctuation with respect to the normal voltage and the stability of the network frequency. Correspondingly, a "(network) stabilization" is understood to mean in particular a measure which is conducive to the stability or network stability of the supply network.
Die Netzfrequenz und deren Abweichung von einem Nennwert ist ein direkter Qualitätsindikator für die Spannungsstabilität des Versorgungsnetzes. Insbesondere kommt es bei einem Überangebot von elektrischer Leistung zu einer Steigerung der Netzfrequenz, und bei einem Unterangebot entsprechend zu einer Absenkung. Die Netzfrequenz ist somit insbesondere ein Indikator für die globale oder generelle Verfügbarkeit von elektrischer Energie im Versorgungsnetz.The mains frequency and its deviation from a nominal value is a direct quality indicator for the voltage stability of the supply network. In particular, an oversupply of electrical power leads to an increase in the network frequency, and in the case of a sub-supply, accordingly to a reduction. The grid frequency is thus in particular an indicator of the global or general availability of electrical energy in the supply network.
Vorzugsweise werden als Netzparameter der Spannungswert der Netzspannung, als Maß für die lokale Netzstabilität, sowie die Netzfrequenz, als Maß für die globale Netzstabilität, überwacht. Bei der Überwachung der Netzfrequenz wird insbesondere eine Frequenzänderung, also eine Veränderung des Frequenzwertes über der Zeit, überwacht. Beispielsweise wird die Ladeleistung oder der Ladestrom bei einer negativen Frequenzänderung reduziert und entsprechend bei einer positiven Frequenzänderung erhöht.The voltage value of the mains voltage, as a measure of the local grid stability, and the grid frequency, as a measure of the global grid stability, are preferably monitored as network parameters. In monitoring the network frequency, in particular a frequency change, ie a change in the frequency value over time, is monitored. For example, the charging power or the charging current is reduced at a negative frequency change and increased accordingly at a positive frequency change.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird der Netzparameter mit einem ersten und mit einem zweiten hinterlegten Schwellwertbereich verglichen. Die Schwellwertbereiche begrenzen hierbei insbesondere einen gewünschten oder vorgegebenen Sollwert(-bereich) für den Ladestrom bzw. für die Ladeleistung. Der Ladestrom wird hierbei erniedrigt oder reduziert, wenn die Netzspannung den ersten Schwellwertbereich erreicht oder überschreitet, oder wenn der Netzparameter den zweiten Schwellwertbereich erreicht oder unterschreitet.In an advantageous development, the network parameter is compared with a first and a second stored threshold range. In particular, the threshold ranges limit a desired or predetermined desired value (range) for the charging current or for the charging power. The charging current is thereby reduced or reduced when the mains voltage reaches or exceeds the first threshold range, or when the network parameter reaches or falls below the second threshold range.
In einer möglichen Weiterbildungsform wird die Netzspannung als Netzparameter mit dem ersten und mit dem zweiten hinterlegten Schwellwertbereich als Spannungsgrenzen verglichen. Der Ladestrom wird hierbei erniedrigt oder reduziert, wenn die Netzspannung den ersten Schwellwertbereich erreicht oder überschreitet, oder wenn der Netzparameter den zweiten Schwellwertbereich erreicht oder unterschreitet. Mit anderen Worten wird der Ladestrom zwischen den Spannungsgrenzen der Schwellwertbereiche auf einen maximal möglichen oder zulässigen Stromwert eingestellt, wobei bei einem Erreichen einer der Spannungsgrenzen der Stromwert zur Stabilisierung der Netzspannung reduziert wird. Dies bedeutet, dass bei einer zu niedrigen Netzspannung des Versorgungsnetzes die Ladeleistung der Ladestation auf ein verträgliches Maß reduziert wird, und dass die Ladeleistung erhöht wird, wenn die Netzspannung wieder ansteigt.In one possible form of further development, the network voltage is compared as a network parameter with the first and the second stored threshold range as voltage limits. The charging current is thereby reduced or reduced when the mains voltage reaches or exceeds the first threshold range, or when the network parameter reaches or falls below the second threshold range. In other words, the charging current between the voltage limits of the threshold ranges is set to a maximum possible or permissible current value, wherein, when one of the voltage limits is reached, the current value for stabilizing the mains voltage is reduced. This means that, if the mains voltage of the supply network is too low, the charging capacity of the charging station is reduced to an acceptable level, and that the charging power is increased when the mains voltage rises again.
Die ersten und zweiten Schwellwertbereiche können hierbei jeweils einen einzigen Schwellwert oder auch eine Anzahl von gestaffelten, also aufeinanderfolgenden, Schwellwerten aufweisen. Insbesondere bei einer Weiterbildungsform mit mehreren gestaffelten Schwellwerten je Schwellwertbereich wird der Ladestrom im Zuge eines Über- oder Unterschreitens des Schwellwertbereichs sukzessive oder kaskadierend eingestellt.The first and second threshold ranges may each have a single threshold value or even a number of staggered, ie consecutive, threshold values. In particular, in the case of a further development form having a plurality of staggered threshold values per threshold value range, the charging current is set successively or cascading in the course of exceeding or falling below the threshold value range.
In einer Weiterbildungsform, bei welcher die Netzspannung als Netzparameter überwacht wird, sind die ersten und zweiten Schwellwertbereiche vorzugsweise anhand der Normalspannung des Versorgungsnetzes gewählt. Mit anderen Worten begrenzen die Schwellwertbereiche einen Sollwertbereich um die Normalspannung herum. Die Schwellwertbereiche definieren somit ein Spannungsband, in welchem der Ladevorgang durchgeführt wird. Weist das Versorgungsnetz beispielsweise eine Normalspannung, also eine gewöhnliche Netzspannung oder Nennspannung, von 230 V (Volt) auf, so sind die ersten und zweiten Schwellwertbereiche beispielsweise als eine ±10% Abweichung von dieser Normalspannung definiert.In a further development form, in which the mains voltage is monitored as a network parameter, the first and second threshold ranges are preferably chosen based on the normal voltage of the supply network. In other words, the threshold ranges limit a setpoint range around the normal voltage. The threshold ranges thus define a voltage band in which the charging is performed. If, for example, the supply network has a normal voltage, ie an ordinary mains voltage or nominal voltage, of 230 V (volts), the first and second threshold ranges are defined, for example, as a ± 10% deviation from this normal voltage.
Der erste Schwellwertbereich weist hierbei beispielsweise einen einzigen Schwellwert gleich 253 V auf. Vorzugsweise ist der zweite Schwellwertbereich mit zwei Schwellwerten ausgeführt, wobei der erste Schwellwert beispielsweise gleich 218 V ist und der zweite Schwellwert gleich 207 V ist. Dies bedeutet, dass der Ladestrom bist etwa 218 V im Wesentlichen konstant ist, und in einem Bereich zwischen 218 V bis 207 V auf einen hierzu reduzierten Stromwert eingestellt wird. Vorzugsweise wird der Ladestrom bzw. die Ladeleistung auf null oder zumindest einen vorgegebbaren oder hinterlegten Minimumwert geregelt, wenn die Netzspannung den zweiten Schwellwert von 207 V erreicht oder unterschreitet. Eine Einstellung oder Regelung des Ladestroms bzw. der Ladeleistung auf null entspricht einer Unterbrechung oder Beendigung des Ladevorgangs.For example, the first threshold range has a single threshold equal to 253V. Preferably, the second threshold range is implemented with two thresholds, wherein the first threshold value is 218 V, for example, and the second threshold value is 207 V. This means that the charging current is about 218 V is substantially constant, and is set in a range between 218 V to 207 V to a reduced current value. The charging current or the charging power is preferably regulated to zero or at least a predefinable or stored minimum value when the mains voltage reaches or falls below the second threshold value of 207 V. A setting or regulation of the charging current or the charging power to zero corresponds to an interruption or termination of the charging process.
Die Schwellwerte der Schwellwertbereiche sind beispielsweise mittels einer linearen Funktion oder einer Rampe definiert. Dies bedeutet, dass die Regelung und/oder Einstellung nach der Netzspannung einfach und aufwandsarm mittels einer linearen Definition umsetzbar ist.The threshold values of the threshold ranges are defined, for example, by means of a linear function or a ramp. This means that the regulation and / or adjustment according to the mains voltage can be implemented simply and with little effort by means of a linear definition.
In einer geeigneten Weiterbildungsform wird die Leistung bei einem Erreichen oder Unterschreiten des zweiten Schwellwertbereichs, also der unteren Spannungsgrenze, linear, insbesondere prozentual, reduziert. Der zweite Schwellwertbereich weist hierbei beispielsweise zwei Schwellwerte als absolute Bereichsgrenzen auf. Der erste Schwellwert des zweiten Schwellwertbereichs ist hierbei geeigneterweise auf -5% der Normalspannung und der zweite Schwellwert des zweiten Schwellwertbereichs ist auf etwa -10% dimensioniert. Somit wird bis -5% der Normalspannung noch mit 100% der Ladeleistung oder des Ladestroms angesteuert. Bei -7.5% wird beispielsweise lediglich mit 50% der Ladeleistung und ab - 10% mit 0% der Ladeleistung angesteuert.In a suitable further development form, the power is reduced when reaching or falling below the second threshold range, ie the lower voltage limit, linearly, in particular as a percentage. For example, the second threshold range has two threshold values as absolute range limits. The first threshold value of the second threshold range is suitably set at -5% of the normal voltage and the second threshold value of the second threshold range is dimensioned at approximately -10%. Thus, up to -5% of the normal voltage is still controlled with 100% of the charging power or the charging current. At -7.5%, for example, only 50% of the charging power and from - 10% with 0% of the charging power is controlled.
Vorzugsweise bezieht die Ladestation hierbei einen Korrekturwert mit ein, welcher eine Entfernung der Ladestation zum nächsten Transformator (Netztransformator des Versorgungsnetzes) wiederspiegelt. Dadurch wird es vermieden, dass Ladestationen an schwächeren Netzpunkten (Netzverknüpfungspunkten) weniger effektiv Laden als an starken Netzpunkten.Preferably, the charging station in this case includes a correction value, which reflects a distance of the charging station to the next transformer (mains transformer of the supply network). This will prevent charging stations from charging less efficiently at weaker grid points (grid connection points) than at strong grid points.
In einer geeigneten Ausführung des Verfahrens ist es vorgesehen, dass bei einem Erreichen oder Unterschreiten des zweiten Schwellwertbereichs eine Blindleistung vom Kraftfahrzeug in das Versorgungsnetz zur Netzstabilisierung eingespeist wird. Der Blindleistungsanteil des Versorgungsnetzes und des Kraftfahrzeugs als Stromverbraucher ist insbesondere durch den Kosinus-Phi-Wert (cos-ϕ) im Zeigerdiagramm von Strom und Spannung gesetzt. Durch den zweiten Schwellwertbereich ist somit ein Grenzwert für den Blindleistungsbezug des Kraftfahrzeugs definiert. Der zweite Schwellschwertbereich bedingt somit die Stabilisierung des Versorgungsnetzes, um eine Unterspannung zu vermeiden, welche zu einem Versagen der Ladestation und/oder der Kraftfahrzeugs führen kann.In a suitable embodiment of the method, it is provided that upon reaching or falling below the second threshold range, a reactive power is fed from the motor vehicle into the grid for grid stabilization. The reactive power component of the supply network and the motor vehicle as a current consumer is set in particular by the cosine Phi value (cos-φ) in the vector diagram of current and voltage. The second threshold range thus defines a limit value for the reactive power reference of the motor vehicle. The second Schwellschwertbereich thus requires the stabilization of the supply network in order to avoid an undervoltage, which can lead to a failure of the charging station and / or the motor vehicle.
Verfahrensgemäß ist somit vorgesehen, dass die Ladestation dem Kraftfahrzeug einen Blindleistungsbezug vorgibt. Dies bedeutet, dass das Elektroauto einen Ladestrom bezieht, wobei die Netzspannung zumindest teilweise abgesenkt wird, und wobei vom Kraftfahrzeug eine Blindleistung eingespeist wird, um die Netzspannung wieder - zumindest geringfügig - anzuheben (zu erhöhen). Dadurch wird die Netzspannung stabilisiert.According to the method is thus provided that the charging station pretends the motor vehicle a reactive power reference. This means that the electric car receives a charging current, wherein the mains voltage is at least partially lowered, and wherein the motor vehicle, a reactive power is fed to the network voltage again - at least slightly - increase (increase). This stabilizes the mains voltage.
In einer denkbaren Ausgestaltungsform werden der erste Schwellwertbereich und/oder der zweite Schwellwertbereich anhand des überwachten Netzparameters, beispielsweise anhand einer gemessenen Netzspannung und/oder einer gemessenen Netzfrequenz, ermittelt. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung werden der erste Schwellwertbereich und/oder der zweite Schwellwertbereich anhand einer Netzstabilität, insbesondere anhand eines Netzstabilitätsfaktors, des Versorgungsnetzes eingestellt. Durch die Weiterbildung ist es möglich, dass der Netzparameter, insbesondere die Netzspannung, innerhalb definierter Grenzen stabil betrieben wird.In one conceivable embodiment, the first threshold range and / or the second threshold range are determined on the basis of the monitored network parameter, for example based on a measured mains voltage and / or a measured mains frequency. In an expedient embodiment, the first threshold range and / or the second threshold range are set on the basis of network stability, in particular based on a network stability factor, of the supply network. Due to the development, it is possible that the network parameters, in particular the mains voltage, is operated stably within defined limits.
Das Versorgungsnetz ist durch die lokal verfügbare Menge an Strom limitiert. Ziehen lokal zu viele Ladestationen gleichzeitig oder parallel Strom aus dem Versorgungsnetz, so sinkt der Netzparameter, insbesondere die Netzspannung, lokal unter die Grenzen der Schwellwertbereiche. Dadurch erfolgt eine Reduzierung der Netzstabilität. Durch die Einstellung der Schwellwertebereiche anhand des erfassten Netzparameters ist es somit möglich, dass die Ladeleistung selbstständig oder automatisch den Netzverhältnissen und speziell der Netzspannung entsprechend angepasst wird. Dadurch wird eine lokale Überlastung des Netzes vermieden, wodurch das Spannungsband zuverlässig eingehalten wird. The supply network is limited by the locally available amount of electricity. If locally too many charging stations simultaneously or in parallel draw current from the supply network, then the network parameter, in particular the mains voltage, drops locally below the limits of the threshold ranges. This reduces the network stability. By setting the threshold ranges on the basis of the detected network parameter, it is thus possible for the charging power to be adapted independently or automatically to the network conditions and especially to the network voltage. As a result, a local overload of the network is avoided, whereby the voltage band is reliably maintained.
Beispielsweise wird die obere Grenze des zweiten Schwellwertbereichs bei einem starken, also (spannungs-)stabilen, Netzpunkt auf -4% der Normalspannung eingestellt, und bei einem schwachen, also (spannungs-)labilen, Netzpunkt auf -6% der Normalspannung eingestellt. Die Schwellwertbereiche können beispielsweise auch manuell, nach Entfernung von einem Transformator, Georeferenziell oder durch den Netzbetreiber vorgebbar sein.For example, the upper limit of the second threshold range is set to -4% of the normal voltage for a strong, ie (voltage) stable, network point, and set to -6% of the normal voltage for a weak, ie (voltage-) unstable network point. The threshold ranges, for example, manually, after removal of a transformer, Georeferenziell or be predetermined by the network operator.
Vorzugsweise wird der Netzstabilitätsfaktor, also ein Maß wie stabil das Versorgungsnetz auf den Ladevorgang reagiert, berücksichtigt und in die Regelung und/oder Einstellung des Ladestroms einbezogen. Der Netzstabilitätsfaktor wird hierbei beispielsweise bei der Regel- oder Einstellgeschwindigkeit des Ladestroms berücksichtigt. Dadurch ist es möglich, bei einem schwachen Versorgungsnetz schneller zu regeln als bei einem starken Versorgungsnetz.Preferably, the network stability factor, that is, a measure of how stable the grid reacts to the charging process, taken into account and included in the regulation and / or adjustment of the charging current. The network stability factor is taken into account, for example, at the regulation or setting speed of the charging current. This makes it possible to regulate faster with a weak supply network than with a strong supply network.
In einer vorteilhaften Ausbildung ist das Versorgungsnetz als ein mehrphasiges Drehstrom- oder Wechselstromnetz mit einer Anzahl von (Netz-)Phasen ausgeführt, wobei der Netzparameter für jede Phase einzeln überwacht wird. Dadurch ist eine besonders zuverlässige Überwachung der Netzparameter und in der Folge ein besonders effektiver Ladevorgang des Kraftfahrzeugs ermöglicht.In an advantageous embodiment, the supply network is designed as a multi-phase three-phase or AC network with a number of (network) phases, wherein the network parameters for each phase is monitored individually. As a result, a particularly reliable monitoring of the network parameters and, as a consequence, a particularly effective charging process of the motor vehicle is made possible.
Ein zusätzlicher oder weiterer Aspekt der Erfindung sieht hierbei vor, dass der Ladepunkt phasenselektiv umschaltbar an jeweils einer der Phasen des Versorgungsnetzes geführt ist. Mit anderen Worten ist der Ladepunkt an alle Phasen des Versorgungsnetzes geführt, wobei jeweils lediglich eine Phase zur Speisung oder zum Laden des Kraftfahrzeugs genutzt wird, und wobei zwischen den Phasen umgeschaltet werden kann. Verfahrensgemäß ist hierbei vorgesehen, dass von einer ersten Phase auf eine der anderen Phasen umgeschaltet wird, wenn der überwachte Netzparameter der ersten Phase einen Schwellwert erreicht oder unterschreitet. Mit anderen Worten ist somit eine phasenabhängige oder phasenselektive Umschaltung realisiert. Dadurch ist eine möglichst gleichmäßige Belastung oder Auslastung sämtlicher (Netz-)Phasen des Versorgungsnetzes ermöglicht, wodurch die Netzstabilität verbessert wird.An additional or further aspect of the invention provides in this case that the charging point is guided phase-selectively switchable to each one of the phases of the supply network. In other words, the charging point is led to all phases of the supply network, in each case only one phase is used for powering or charging the motor vehicle, and wherein it can be switched between the phases. According to the method, it is provided here that switching from a first phase to one of the other phases is achieved when the monitored network parameter of the first phase reaches or falls below a threshold value. In other words, a phase-dependent or phase-selective switching is thus realized. This allows the most uniform possible load or utilization of all (network) phases of the supply network, whereby the network stability is improved.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Ladestrom oder die Ladeleistung bei einem Anschluss eines weiteren Kraftfahrzeuges an einem anderen Ladepunkt der Ladestation reduziert. Mit anderen Worten ist die Ladeleistung oder der Ladestrom am Anfang eines Ladevorgangs vergleichsweise hoch, und wird bei einem Anschluss eines weiteren Kraftfahrzeugs erniedrigt. Dadurch wird dem neu angeschlossenen Kraftfahrzeug eine größere Ladeleistung ermöglicht. Mit anderen Worten werden neue Ladevorgänge an der Ladestation bevorzugt. Somit wird einerseits sicher gestellt, dass der maximal zulässige Laststrom der Ladestation nicht überschritten wird. Andererseits wird somit eine Dringlichkeit von Ladevorgängen berücksichtigt, und es werden somit tendenziell Kraftfahrzeuge mit einem leereren (entladenen) Energiespeicher bevorzugt. Dadurch ist im Wesentlichen eine zeitvariable oder dynamische Ladeleistung oder Ladestrom realisiert.In a preferred embodiment, the charging current or the charging power is reduced at a connection of another motor vehicle at another charging point of the charging station. In other words, the charging power or the charging current at the beginning of a charging process is comparatively high, and is lowered at a connection of another motor vehicle. As a result, the newly connected motor vehicle allows a greater charging power. In other words, new charging at the charging station is preferred. This ensures on the one hand that the maximum permissible load current of the charging station is not exceeded. On the other hand, therefore, an urgency of charging is considered, and thus it tends to be preferred vehicles with a depleted (discharged) energy storage. As a result, essentially a time-variable or dynamic charging power or charging current is realized.
Hierbei ist es beispielsweise denkbar, dass mit fortschreitender Zeitdauer die Schwellwerte oder Schwellwertbereiche angepasst werden, so dass eine sensiblere Regelung oder Einstellung auf den Netzzustand des Versorgungsnetzes ermöglicht wird.In this case, it is conceivable, for example, that the threshold values or threshold ranges are adapted as the time progresses, so that a more sensitive regulation or adjustment to the network state of the supply network is made possible.
Ebenso denkbar ist, dass zusätzlich zu Netzparametern des Versorgungsnetzes weitere Parameter, wie die Innentemperatur der Ladestation, die Temperatur eines Ladekabels o.dgl. zur Regelung und/oder Einstellung der Ladeleistung bzw. des Ladestroms berücksichtigt werden. Beispielsweise wird der Ladestrom bei niedrigen Umgebungs- und Ladestationstemperaturen erhöht, bis sich die Kabeltemperatur des Ladekabels erhöht. Anschließend wird der Ladestrom reduziert.It is also conceivable that in addition to network parameters of the supply network other parameters such as the internal temperature of the charging station, the temperature of a charging cable or the like. be taken into account for the regulation and / or adjustment of the charging power or the charging current. For example, the charging current is increased at low ambient and charging station temperatures until the cable temperature of the charging cable increases. Subsequently, the charging current is reduced.
In einer alternativen Ausgestaltung ist es beispielsweise denkbar, dass der Ladezustand der Energiespeicher der angeschlossenen Kraftfahrzeuge erfasst wird, und dass die Ladeströme im Hinblick auf den jeweiligen Ladezustand eingestellt werden.In an alternative embodiment, it is conceivable, for example, that the state of charge of the energy store of the connected motor vehicles is detected, and that the charging currents are set with regard to the respective state of charge.
Die erfindungsgemäße Ladestation ist zum Laden eines elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugs geeignet und eingerichtet. Die Ladestation weist mindestens einen aus einem ein- oder mehrphasigen Versorgungsnetz gespeisten Ladepunkt zum Anschluss des Kraftfahrzeugs auf. Die Ladestation weist weiterhin einen Controller, also ein Steuergerät, beispielsweise als Teil eines Ladereglers, auf.The charging station according to the invention is suitable for charging an electrically driven or drivable motor vehicle and set up. The charging station has at least one charging point fed from a single- or multi-phase supply network for connection of the motor vehicle. The charging station furthermore has a controller, that is to say a control unit, for example as part of a charge controller.
Der Controller der Ladestation ist allgemein programm- und/oder schaltungstechnisch zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens zum Laden eines angeschlossenen Kraftfahrzeugs geeignet und eingerichtet. Der Controller ist somit konkret dazu eingerichtet, bei einem Anschluss des Ladekabels an den Ladepunkt einen Netzparameter zu bestimmen, und anhand dieser den Ladestrom einzustellen, mit welchem der Energiespeicher des Kraftfahrzeugs im Zuge eines Ladevorgangs geladen wird. Alternativ ist es ebenso denkbar, dass der Netzparameter extern, also beabstandet, zur Ladestation ermittelt oder gemessen wird und anschließend an den Controller zur Überwachung kommuniziert wird.The controller of the charging station is generally program and / or circuitry for Implementation of the method described above for charging a connected motor vehicle suitable and furnished. The controller is thus concretely configured to determine a network parameter when the charging cable is connected to the charging point, and to set the charging current with which the energy store of the motor vehicle is charged in the course of a charging process on the basis of this. Alternatively, it is also conceivable that the network parameter is determined externally, ie at a distance, from the charging station or measured and then communicated to the controller for monitoring.
In bevorzugter Ausgestaltung ist der Controller zumindest im Kern durch einen Microcontroller mit einem Prozessor und mit einem Datenspeicher gebildet, in dem die Funktionalität zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form einer Betriebssoftware (Firmware) programmtechnisch implementiert ist, sodass das Verfahren - gegebenenfalls in Interaktion mit einem Kraftfahrzeug- oder Kabelnutzer - bei Ausführung der Betriebssoftware in dem Microcontroller automatisch durchgeführt wird.In a preferred embodiment, the controller is formed at least in the core by a microcontroller with a processor and a data memory in which the functionality for implementing the method according to the invention in the form of operating software (firmware) is implemented by programming, so that the process - optionally in interaction with a Motor vehicle or cable user - is performed automatically when running the operating software in the microcontroller.
Der Controller kann im Rahmen der Erfindung alternativ aber auch durch ein nicht programmierbares elektronisches Bauteil, z.B. einen anwendungsspezifischen Schaltkreis (ASIC), gebildet sein, in dem die Funktionalität zur Durchführung des Verfahrens mit schaltungstechnischen Mitteln implementiert ist.Alternatively, the controller may be provided by a non-programmable electronic component, e.g. an application specific circuit (ASIC), in which the functionality for implementing the method is implemented by means of circuitry.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist eine besonders netzfreundliche Ladestation realisiert, welche zur Spannungsstabilisation des Strom- oder Versorgungsnetzes während eines Ladevorgangs beiträgt.By the method according to the invention, a particularly grid-friendly charging station is realized, which contributes to the voltage stabilization of the power or supply network during a charging process.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
-
1 eine Ladestation zum Laden eines elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugs, und -
2 ein Versorgungsspannungs-Ladestrom-Diagramm.
-
1 a charging station for charging an electrically driven or drivable motor vehicle, and -
2 a supply voltage charging current diagram.
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts and sizes are always provided with the same reference numerals in all figures.
Die
Das Versorgungsnetz
Das Ladekabel
Die Ladestation
Nachfolgend ist anhand der
In der
Verfahrensgemäß wird der Ladestrom
Der Controller
Bezogen auf die Normalspannung
Unterschreitet die Netzspannung
Bezogen auf die Normalspannung
Überschreitet die Netzspannung
Zur Unterstützung der Stabilität der Netzspannung
Das Verfahren sieht hierbei weiterhin vor, dass die Spannungsgrenzen
Der Controller
Der Ladepunkt
Durch die Überwachung der Netzspannung
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.The invention is not limited to the embodiment described above. Rather, other variants of the invention can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention. In particular, all the individual features described in connection with the exemplary embodiment can also be combined with each other in other ways, without departing from the subject matter of the invention.
So ist beispielsweise eine Ladestation
Ebenso denkbar ist es, dass anstelle der Netzspannung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Ladestationcharging station
- 44
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 66
- Netzanschluss/NetzpunktPower supply / Power point
- 88th
- Versorgungsnetzsupply network
- 1010
- Ladepunktcharging point
- 1212
- Ladekabelcharge cable
- 14, 1614, 16
- Steckerplug
- 1818
- LadeschnittstelleLoading interface
- 2020
- Energiespeicherenergy storage
- 2222
- Spannungsmessgerätvoltmeter
- 2424
- Controllercontroller
- 2626
- Schalteinrichtung switching device
- UNU.N.
- Netzparameter/NetzspannungNetwork parameters / mains voltage
- ILIL
- Ladestromcharging current
- PLPL
- Ladeleistungcharging power
- UNormUstandard
- Normalspannungnormal stress
- S1, S2S1, S2
- Schwellwertbereichthreshold range
- BB
- Spannungsbandvoltage band
- G1, G2, G3, G4G1, G2, G3, G4
- Spannungsgrenze/SchwellwertVoltage limit / threshold
- MM
- Mittelwert/SchwellwertMean / threshold
- AA
- Minimalwertminimum value
- PBPB
- Blindleistungreactive power
- fNfN
- Netzfrequenzpower frequency
- L1, L2, L3L1, L2, L3
- Phasephase
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DE102022202440A1 (en) * | 2022-03-10 | 2023-09-14 | Libreo GmbH | Grid-friendly charging management for a charging station |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2200149A2 (en) * | 2008-12-19 | 2010-06-23 | General Electric Company | Charger and charging method |
DE102009050042A1 (en) * | 2009-08-10 | 2011-02-17 | Rwe Ag | Charging station for electric vehicles with mains stabilization |
DE102010010722A1 (en) * | 2010-02-25 | 2011-08-25 | EDAG GmbH & Co. KGaA, 36039 | Charger for an electric vehicle |
DE102011111993A1 (en) * | 2011-08-31 | 2013-02-28 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method and device for charging an energy storage device of a vehicle |
DE102013217740A1 (en) * | 2013-09-05 | 2015-03-05 | Robert Bosch Gmbh | SYSTEM FOR LOADING AN ELECTRIC VEHICLE, ELECTRIC VEHICLE AND METHOD |
US20150314696A1 (en) * | 2013-01-15 | 2015-11-05 | Abb Technology Ltd. | A coordinated control method for a distribution network with der and ev and control system thereof |
-
2018
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2200149A2 (en) * | 2008-12-19 | 2010-06-23 | General Electric Company | Charger and charging method |
DE102009050042A1 (en) * | 2009-08-10 | 2011-02-17 | Rwe Ag | Charging station for electric vehicles with mains stabilization |
DE102010010722A1 (en) * | 2010-02-25 | 2011-08-25 | EDAG GmbH & Co. KGaA, 36039 | Charger for an electric vehicle |
DE102011111993A1 (en) * | 2011-08-31 | 2013-02-28 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method and device for charging an energy storage device of a vehicle |
US20150314696A1 (en) * | 2013-01-15 | 2015-11-05 | Abb Technology Ltd. | A coordinated control method for a distribution network with der and ev and control system thereof |
DE102013217740A1 (en) * | 2013-09-05 | 2015-03-05 | Robert Bosch Gmbh | SYSTEM FOR LOADING AN ELECTRIC VEHICLE, ELECTRIC VEHICLE AND METHOD |
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