DE102019103036A1 - Charging station with a combination switch module - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Vorrichtung zum Laden eines Elektrofahrzeugs (3) bereitgestellt, welche ein Schaltmodul (5) aufweist, das zwei Schaltzustände einnehmen kann, wobei nur im ersten Schaltzustand an einem Ladestecker eine Ladespannung anliegt. Die Vorrichtung weist ferner einen Fehlerstromsensor (12) und eine Freigabeeinheit (13) auf, wobei das Schaltmodul (5) im Fehlerstromfall in den zweiten Schaltzustand geschaltet wird und bei vorliegender Ladefreigabe in den ersten Schaltzustand geschaltet wird. Das Schaltmodul (5) eingerichtet ist, bei Vorliegen eines Kurzschlusses und bei Vorliegen eines Überlastzustandes in den zweiten Schaltzustand zu schalten, wobei diese Zustände entweder innerhalb des Schaltmoduls (5) selbst detektierbar sind oder mittels eines externen Leitungsschutzsensors (11) detektierbar sind und durch Übermitteln eines Leitungsschutzsignals an das Schaltmodul das Umschalten in den zweiten Schaltzustand bewirken. Ferner wird ein entsprechendes Betriebsverfahren für eine Vorrichtung zum Laden eines Elektrofahrzeugs bereitgestellt.A device for charging an electric vehicle (3) is provided which has a switching module (5) which can assume two switching states, with a charging voltage being applied to a charging plug only in the first switching state. The device also has a fault current sensor (12) and a release unit (13), the switching module (5) being switched to the second switching state in the event of a fault current and being switched to the first switching state when the charging is enabled. The switching module (5) is set up to switch to the second switching state in the event of a short circuit and an overload state, these states either being detectable within the switching module (5) itself or being detectable by means of an external line protection sensor (11) and being transmitted of a line protection signal to the switching module cause switching to the second switching state. Furthermore, a corresponding operating method for a device for charging an electric vehicle is provided.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladesäule mit einem Kombi-Schaltmodul, in welchem mehrere ereignisbasiere Schaltfunktionen kombiniert sind.The present invention relates to a charging station with a combination switching module in which several event-based switching functions are combined.
Da beim Laden eines Elektrofahrzeugs an einer Ladesäule bzw. an einem Ladepunkt hohe Ströme auftreten, sind zahlreiche Sicherheitsstandards definiert, welche eine Ladesäule erfüllen muss. Gemäß der internationalen Norm IEC 61851 ist gefordert, dass an einer Ladesäule ein Leitungsschutz, ein Fehlerstromschutz sowie eine sichere Ladestromfreigabe implementiert sind. Hierbei umfasst der Leitungsschutz den klassischen Schutz bei Kurzschlüssen und Überstromzuständen. Das bedeutet, dass im Kurzschlussfall und im Überlastfall alle Phasen sowie optional der Neutralleiter spannungsfrei geschaltet werden. Der Fehlerstromschutz umfasst das Abschalten der Ladespannung im Falle eines Differenzstroms zwischen der Phase bzw. den Phasen und dem Neutralleiter und stellt somit den klassischen Fehlerstromschutz dar, welcher mittels eines Fl-Schutzschalters realisiert wird. Die sichere Ladestromfreigabe umfasst eine Schalteinrichtung zur Sicherstellung, dass an dem Ladekabel bzw. an dem Ladestecker nur dann eine Spannung anliegt, wenn der Ladestecker an das zu ladende Fahrzeug angesteckt worden ist. Die Ladestromfreigabe stellt also sicher, dass das Ladekabel nur im gesteckten Zustand des Ladesteckers stromführend ist.Since high currents occur when charging an electric vehicle at a charging station or at a charging point, numerous safety standards are defined which a charging station must meet. According to the international standard IEC 61851, line protection, residual current protection and safe charging current release must be implemented on a charging station. The line protection includes the classic protection against short circuits and overcurrent conditions. This means that in the event of a short circuit or overload, all phases and optionally the neutral conductor are de-energized. The residual current protection includes switching off the charging voltage in the event of a differential current between the phase or phases and the neutral conductor and thus represents the classic residual current protection, which is implemented by means of an FI circuit breaker. The safe charging current release includes a switching device to ensure that a voltage is only applied to the charging cable or the charging plug when the charging plug has been plugged into the vehicle to be charged. The charging current release ensures that the charging cable is only live when the charging plug is plugged in.
In der Praxis werden die gemäß der Norm IEC 61851 vorgeschriebenen Schutzfunktionen durch verschiedene Bauteile abgedeckt. Gemäß einem bekannten Szenario wird der Leitungsschutz mittels eines Leitungsschutzschalters (abgekürzt auch als LS-Schalter bezeichnet), der Fehlerstromschutz mittels eines Fl-Schalters (RCD - residual current device) und die Ladestromfreigabe mittels eines Schützes realisiert. Diese schaltenden Bauteile sind alle im Ladestrompfad der Ladesäule angeordnet und werden individuell ereignisbasiert angesteuert. Da jedes dieser Bauteile mit Kosten verbunden ist, werden gemäß einem weiteren bekannten Szenario der Leitungsschutz und der Fehlerstromschutz zusammen von einem Bauteil abgedeckt, welches als RCBO (Residual current operated Circuit-Breaker with Overcurrent protection) bezeichnet wird und der Kombination eines Leitungsschutzschalters (MCB) mit einem Fl-Schutzschalter entspricht.In practice, the protective functions prescribed by the IEC 61851 standard are covered by various components. According to a known scenario, the line protection is implemented by means of a line circuit breaker (also referred to as LS switch for short), the residual current protection by means of an FI switch (RCD - residual current device) and the charging current release by means of a contactor. These switching components are all arranged in the charging path of the charging station and are individually triggered based on events. Since each of these components is associated with costs, according to another known scenario, the line protection and the residual current protection are covered together by one component, which is referred to as RCBO (Residual Current Operated Circuit-Breaker with Overcurrent Protection) and the combination of a circuit breaker (MCB) with a Fl circuit breaker.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Ladesäule mit einem kompakten und kostensparenden Bauformat sowie ein damit durchführbares Ladeverfahren bereitzustellen.The object of the invention is to provide a charging column with a compact and cost-saving design and a charging method that can be carried out with it.
Eine Lösung hierfür wird durch die Vorrichtung zum Laden eines Elektrofahrzeugs sowie durch ein entsprechendes Betriebsverfahren der Vorrichtung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen bereitgestellt. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der beiliegenden Beschreibung.A solution for this is provided by the device for charging an electric vehicle and by a corresponding operating method of the device according to the independent patent claims. Further configurations emerge from the dependent patent claims and the accompanying description.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Laden eines Elektrofahrzeugs, nachfolgend als Ladesäule bezeichnet, weist ein Schaltmodul auf, wobei in einem ersten Schaltzustand des Schaltmoduls eine an einem Ladesteckerstecker eine Ladespannung anliegt und in einem zweiten Schaltzustand des Schaltmoduls der Stecker spannungsfrei ist. Ein per Stecker und Ladekabel an die Ladesäule angeschlossenes Elektrofahrzeug kann also nur im ersten Schaltzustand des Schaltmoduls geladen werden. Die Ladesäule, welche auch als EVSE (electric vehicle supply equipment) bezeichnet wird, kann als ein einphasiges oder als ein mehrphasiges System ausgebildet sein und sowohl zum Gleichstrom- wie auch zum Wechselstromladen eingerichtet sein.The inventive device for charging an electric vehicle, hereinafter referred to as a charging station, has a switching module, wherein a charging voltage is applied to a charging plug connector in a first switching state of the switching module and the plug is voltage-free in a second switching state of the switching module. An electric vehicle connected to the charging station with a plug and charging cable can only be charged in the first switching state of the switching module. The charging station, which is also referred to as EVSE (electric vehicle supply equipment), can be designed as a single-phase or as a multi-phase system and be set up for both direct current and alternating current charging.
Die erfindungsgemäße Ladesäule weist ferner einen Fehlerstromsensor, welcher eingerichtet ist, das Vorliegen eines Fehlerstroms mittels eines Fehlerstromsignals anzuzeigen, woraufhin das Schaltmodul in den zweiten Schaltzustand geschaltet wird, und eine Freigabeeinheit auf, welche eingerichtet ist, die Freigabe der Bereitstellung der Ladespannung am Ladestecker mittels eines Freigabesignals anzuzeigen, woraufhin das Schaltmodul in den ersten Schaltzustand geschaltet wird. Sowohl der Fehlerstromsensor als auch die Freigabeeinheit stellen externe Einheiten dar, welche ereignisbasierte Umschaltimpulse erzeugen können und diese per Fehlerstromsignal bzw. Freigabesignal ausgeben. Mittels der beiden Signale werden die entsprechenden Ereignisse, d.h. Vorliegen eines Fehlerstroms bzw. Freigabeerteilung für die Ladespannung, kommuniziert und bewirken eine Änderung des Schaltzustandes des Schaltmoduls. Beide Signale können an eine Verarbeitungseinheit übermittelt werden, welche die beiden Signale verarbeitet und das Schaltmodul entsprechend ansteuert, oder unmittelbar an das Schaltmodul übermittelt werden, so dass das Schaltmodul direkt mittels der beiden Signale angesteuert wird. Durch die Kombination verschiedener Steuerungspfade der Spannungsbereitstellung in einem Schaltmodul kann dieses daher als Kombi-Schaltmodul bezeichnet werden.The charging column according to the invention also has a fault current sensor which is set up to indicate the presence of a fault current by means of a fault current signal, whereupon the switching module is switched to the second switching state, and a release unit which is set up to enable the provision of the charging voltage at the charging plug by means of a Display release signal, whereupon the switching module is switched to the first switching state. Both the fault current sensor and the release unit represent external units that can generate event-based switchover pulses and output them via fault current signal or release signal. The corresponding events, i.e. The presence of a fault current or release for the charging voltage communicates and causes a change in the switching state of the switching module. Both signals can be transmitted to a processing unit, which processes the two signals and controls the switching module accordingly, or can be transmitted directly to the switching module so that the switching module is controlled directly by means of the two signals. By combining different control paths for the supply of voltage in a switching module, this can therefore be referred to as a combination switching module.
Das Schaltmodul der erfindungsgemäßen Ladesäule ist ferner eingerichtet, bei Vorliegen eines Kurzschlusses und/oder bei Vorliegen eines Überlastzustandes (dieser kann, muss aber nicht durch einen Kurzschluss hervorgerufen worden sein) in den zweiten Schaltzustand zu schalten, wobei diese Fehlerzustände entweder innerhalb des Schaltmoduls selbst detektierbar sind (detektiert werden) und das Umschalten des Schaltmoduls in den zweiten Schaltzustand bewirken oder mittels eines externen Leitungsschutzsensors detektierbar sind (detektiert werden) und durch Übermitteln eines Leitungsschutzsignals an das Schaltmodul das Umschalten in den zweiten Schaltzustand bewirken.The switching module of the charging station according to the invention is also set up to switch to the second switching state in the event of a short circuit and / or in the presence of an overload state (this can, but does not have to be caused by a short circuit), with these error states either being detectable within the switching module itself are (are detected) and switching the switching module to the second Cause switching state or are detectable by means of an external line protection sensor (are detected) and cause switching to the second switching state by transmitting a line protection signal to the switching module.
Bei der erfindungsgemäßen Ladesäule wird für die Umsetzung aller drei Funktionen, die gemäß der Norm IEC 61851 vorgeschrieben sind, ein einziges Schaltorgan verwendet. Das Schaltmodul stellt folglich das einzige zentrale Schaltorgan der Ladesäule dar, welches die schaltbare Verbindung zwischen dem Fahrzeug und der Stromquelle der Ladesäule (Stromnetz und/oder Pufferspeicher) in Abhängigkeit von Steuerungssignalen - Fehlerstromsignal, Freigabesignal und ggfs. Leitungsschutzsignal, sofern sensorisch extern erfasst - öffnet oder schließt. Generell können diese Signale analog oder digital sein. Die Signale können elektronische oder optische Signale aufweisen.In the case of the charging station according to the invention, a single switching element is used to implement all three functions that are prescribed in accordance with the IEC 61851 standard. The switching module is therefore the only central switching element of the charging station that opens the switchable connection between the vehicle and the power source of the charging station (power supply and / or buffer storage) as a function of control signals - fault current signal, release signal and, if necessary, line protection signal, if detected externally by sensors or closes. In general, these signals can be analog or digital. The signals can comprise electronic or optical signals.
In einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ladesäule wird der Leitungsschutz sensorisch außerhalb des Schaltmoduls, also extern realisiert und das Schaltmodul wird bei Vorliegen eines Kurzschlusses oder einer Überlast elektronisch so angesteuert, dass es in den zweiten Schaltzustand schaltet. Bei der ersten Ausführungsform werden alle drei Ereignisse - Vorliegen eines Fehlerstroms, Freigabe der Ladespannung und Vorliegen eines Kurzschlusses oder einer Überlast - extern, also außerhalb des Schaltmoduls erfasst und an dieses oder eine zwischengeschaltete Verarbeitungseinheit übermittelt. Bei der ersten Ausführungsform kann das Schaltmodul als ein Schütz eingerichtet sein. Bezüglich des Leitungsschutzes (und auch bezüglich der anderen beiden Funktionen) stellt das Schütz also nur insofern die entsprechende Schutzfunktion dar, als dass es in den zweiten Schaltzustand schalten kann, wenn es von extern auf Basis des vom Leitungsschutzsensor bereitgestellten Leitungsschutzsignals entsprechend angesteuert wird. Das Schütz bietet keine hardwaremäßige Absicherung bei Kurzschlüssen und Überströmen, wie ein Leitungsschutzschalter, sondern entspricht einem rein schaltenden Bauteil.In a first embodiment of the charging station according to the invention, the line protection is implemented by sensors outside the switching module, i.e. externally, and the switching module is electronically controlled in the event of a short circuit or overload so that it switches to the second switching state. In the first embodiment, all three events - the presence of a fault current, the release of the charging voltage and the presence of a short circuit or an overload - are recorded externally, that is to say outside the switching module, and transmitted to it or to an intermediate processing unit. In the first embodiment, the switching module can be set up as a contactor. With regard to line protection (and also with regard to the other two functions), the contactor only represents the corresponding protective function insofar as it can switch to the second switching state if it is controlled externally on the basis of the line protection signal provided by the line protection sensor. The contactor does not offer any hardware protection against short circuits and overcurrents like a line circuit breaker, but corresponds to a purely switching component.
Gemäß weiteren Ausführungsformen der Ladesäule mit einem Schütz als Schaltmodul kann der Schaltzustand des Schaltmoduls mittels eines Schaltsignals bestimmbar sein, welches in Abhängigkeit vom Fehlerstromsignal, vom Freigabesignal und vom Leitungsschutzsignal gebildet wird. Das Schaltsignal kann von der Verarbeitungseinheit gebildet werden, welche an die drei externen Sensoren gekoppelt ist, d.h. an die Freigabeeinheit (wird im Rahmen der Beschreibung auch als Sensor aufgefasst), an den Fehlerstromsensor und an den Leitungsschutzsensor. Durch Auswerten der Signale, welche von den externen Sensoren bereitgestellt werden, kann die Verarbeitungseinheit das Schaltmodul ansteuern. Das Schaltmodul kann eine Schaltschnittstelle aufweisen und eingerichtet sein, mittels des an diese Schnittstelle übermittelten Schaltsignals geschaltet zu werden. Anders ausgedrückt können die von den drei Sensoren übermittelten Signale, wovon jedes mit dem Vorliegen eines anderen Ereignisses assoziiert ist, direkt oder indirekt auf dieselbe Schnittstelle des Schaltmoduls einwirken und auf gleiche Art und Weise eine Umschaltung des Schaltmoduls bewirken. Selbstverständlich kann sinnvollerweise eine Priorisierung der Signale implementiert sein, so dass zum Beispiel im Fehlerstromfall das Schaltmodul durch das Freigabesignal nicht in einen leitenden Zustand geschaltet werden kann.According to further embodiments of the charging station with a contactor as a switching module, the switching state of the switching module can be determined by means of a switching signal which is formed as a function of the fault current signal, the release signal and the line protection signal. The switching signal can be generated by the processing unit which is coupled to the three external sensors, i.e. to the release unit (also understood as a sensor in the context of the description), to the residual current sensor and to the line protection sensor. By evaluating the signals which are provided by the external sensors, the processing unit can control the switching module. The switching module can have a switching interface and be configured to be switched by means of the switching signal transmitted to this interface. In other words, the signals transmitted by the three sensors, each of which is associated with the presence of a different event, can act directly or indirectly on the same interface of the switching module and effect a switchover of the switching module in the same way. It goes without saying that a prioritization of the signals can be implemented, so that, for example, in the event of a fault current, the switching module cannot be switched to a conductive state by the release signal.
In einer zweiten Ausführungsform der Ladesäule ist das Schaltmodul als ein fernsteuerbarer Leitungsschutzschalter eingerichtet. Hierbei ist der Leitungsschutz hardwaremäßig in das Schaltmodul integriert und das Vorliegen eines Kurzschlusses und/oder einer Überlast beeinflusst unmittelbar Bauteile innerhalb des Schaltmoduls selbst, was wiederum zur Unterbrechung des Strompfades innerhalb des Schaltmoduls führt. Anders ausgedrückt dient ein Kurzschluss oder ein Überstrom selbst als Schaltimpuls und löst unmittelbar einen primären Schaltmechanismus innerhalb des Schaltmoduls aus, wodurch der Ladestromkreis unterbrochen wird. Hierbei kann auf aus dem Stand der Technik bekannte Auslösemechanismen zurückgegriffen werden, welche in gewöhnlichen LS-Schaltern verwendet werden, etwa Auslösung bei Überlast durch thermisch bedingtes Verbiegen eines Bimetall-Elements oder Auslösung beim Kurzschluss mittels eines Elektromagneten. Bei der zweiten Ausführungsform der Ladesäule sind die entsprechenden Mechanismen zur Bereitstellung eines Leitungsschutzes im Schaltmodul integriert und es erfolgt keine Übermittlung eines etwaigen Leitungsschutzsignals von einem bezüglich des Schaltmoduls externen Leitungsschutzsensors an das Schaltmodul.In a second embodiment of the charging station, the switching module is set up as a remotely controllable circuit breaker. The line protection is integrated in the hardware of the switch module and the presence of a short circuit and / or an overload directly influences components within the switch module itself, which in turn leads to the interruption of the current path within the switch module. In other words, a short circuit or an overcurrent itself serves as a switching pulse and immediately triggers a primary switching mechanism within the switching module, whereby the charging circuit is interrupted. In this case, triggering mechanisms known from the prior art can be used, which are used in conventional circuit breakers, such as triggering in the event of an overload by thermally induced bending of a bimetal element or triggering in the event of a short circuit by means of an electromagnet. In the second embodiment of the charging station, the corresponding mechanisms for providing line protection are integrated in the switch module and there is no transmission of any line protection signal from a line protection sensor external to the switch module to the switch module.
Gemäß weiteren Ausführungsformen der Ladesäule mit einem fernsteuerbaren Leistungsschutzschalter als Schaltmodul kann dieses einen weiteren, bevorzugt reversiblen Schaltmechanismus aufweisen, mittels welchem in Analogie zum primären Schaltmechanismus der Schaltzustand des Schaltmoduls bestimmt werden kann. Die Kontakte des weiteren Schaltmechanismus, die beim Auslösen getrennt werden, können auch wieder automatisch geschlossen werden, wenn das den weiteren Schaltmechanismus ansteuernde Signal ausbleibt oder sich verändert. Die Stellung des weiteren Schaltmechanismus kann ausschließlich in Abhängigkeit vom Fehlerstromsignal und vom Freigabesignal bestimmbar oder schaltbar sein. Beispielsweise kann der weitere Schaltmechanismus durch mechanisches Drehen schaltbar sein. Durch Drehen eines Elements des weiteren Schaltmechanismus können im Schaltmodul vorliegende federrückgestellte Kontakte geöffnet werden und im Ruhezustand (z.B. bei Ausbleiben des Drehmoments) wieder in deren Ausgangsposition zurückkehren und sich schließen. Im Unterschied dazu kann der erste Schaltmechanismus innerhalb des Schaltmoduls, welcher dem primären Schaltmechanismus des fernsteuerbaren Leitungsschutzschalters entspricht und bei Vorliegen eines Kurzschlusses und/oder einer Überlast auslöst, irreversibel sein. Das heißt, dass die entsprechenden Kontakte nicht wieder durch eine Federrückstellkraft geschlossen werden, sondern mechanisch, meist mittels eines am LS-Schalter angebrachten Hebels, wieder zurückgesetzt werden müssen. Der weitere Schaltmechanismus, welcher in Abhängigkeit vom Fehlerstromsignal und vom Freigabesignal auslösbar ist, ist von dem ersten Schaltmechanismus getrennt und lässt diesen unberührt. Anders ausgedrückt können das Freigabesignal und das Fehlersignal keine schaltmechanische Wirkung auf den ersten Schaltmechanismus des Schaltmoduls entfalten. Folglich können die beiden Schaltmechanismen als zwei konkurrierende, voneinander unabhängige Schaltmechanismen innerhalb des Schaltmoduls verstanden werden.According to further embodiments of the charging column with a remotely controllable circuit breaker as a switching module, this can have a further, preferably reversible switching mechanism, by means of which the switching state of the switching module can be determined in analogy to the primary switching mechanism. The contacts of the further switching mechanism, which are separated when triggered, can also be automatically closed again if the signal controlling the further switching mechanism is absent or changes. The position of the further switching mechanism can be determined or switched solely as a function of the fault current signal and the release signal. For example, the further switching mechanism can be switched by mechanical rotation. By rotating an element Furthermore, the spring-return contacts present in the switching module can be opened and, in the idle state (for example, if the torque is missing), return to their starting position and close. In contrast to this, the first switching mechanism within the switching module, which corresponds to the primary switching mechanism of the remotely controllable line circuit breaker and which is triggered when a short circuit and / or overload is present, can be irreversible. This means that the corresponding contacts are not closed again by a spring return force, but have to be reset mechanically, usually by means of a lever attached to the LS switch. The further switching mechanism, which can be triggered as a function of the fault current signal and the release signal, is separate from the first switching mechanism and does not affect it. In other words, the release signal and the error signal cannot develop any mechanical switching effect on the first switching mechanism of the switching module. Consequently, the two switching mechanisms can be understood as two competing, mutually independent switching mechanisms within the switching module.
Gemäß weiteren Ausführungsformen der Ladesäule mit einem fernsteuerbaren Leistungsschutzschalter als Schaltmodul kann die Ladesäule ferner einen einen Aktuator aufweisen, welcher mit dem weiteren Schaltmechanismus gekoppelt ist und eingerichtet ist, in Abhängigkeit vom Fehlerstromsignal und vom Freigabesignal den Schaltzustand des weiteren Schaltmechanismus zu bestimmen. Der Aktuator kann unmittelbar vom Fehlerstromsignal und vom Freigabesignal angesteuert werden oder von einer Verarbeitungseinheit, welche diese Signale empfängt, auswertet und den Aktuator entsprechend ansteuert.According to further embodiments of the charging column with a remotely controllable circuit breaker as a switching module, the charging column can also have an actuator which is coupled to the further switching mechanism and is set up to determine the switching state of the further switching mechanism as a function of the fault current signal and the enable signal. The actuator can be controlled directly by the fault current signal and the release signal or by a processing unit that receives these signals, evaluates them and controls the actuator accordingly.
Bei dem Aktuator kann es sich um einen fernautomatischen Magnetschalter handeln. Als Aktuator, insbesondere in Form eines fernautomatischen Magnetschalters, wird in diesem Zusammenhang ein Bauteil bezeichnet, das durch eine elektrische Ansteuerung eine mechanische Bewegung erzeugt, etwa eine Translationsbewegung oder insbesondere eine Drehbewegung. Diese mechanische Bewegung wird verwendet, um den weiteren Schaltmechanismus des Schaltmoduls zu betätigen. Insbesondere kann der Magnetschalter direkt an dem Schaltmodul anliegen oder unmittelbar neben diesem montiert sein. Fernsteuerbare Magnetschalter der beschriebenen Art sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt und auf dem Markt erhältlich. Es sollte jedoch verstanden werden, dass der Aktuator nicht notwendigerweise einen Magnetschalter aufweisen muss, sondern auch einen piezoelektrischen Aktuator aufweisen kann.The actuator can be a remote-automatic magnetic switch. In this context, an actuator, in particular in the form of a remotely automatic magnetic switch, is a component that generates a mechanical movement, such as a translational movement or, in particular, a rotary movement, by means of an electrical control. This mechanical movement is used to actuate the further switching mechanism of the switching module. In particular, the magnetic switch can rest directly on the switching module or be mounted directly next to it. Remotely controllable magnetic switches of the type described are well known from the prior art and are available on the market. However, it should be understood that the actuator does not necessarily have to have a magnetic switch, but can also have a piezoelectric actuator.
Unabhängig von der konkreten Implementierung der erfindungsgemäßen Ladesäule können neben dem geringeren Bauraumbedarf durch Reduktion von Bauteilen und der niedrigeren Verlustleistung durch die Reduktion von zu schaltenden Kontakten auch geringere Kosten als Vorteile der erfindungsgemäßen Ladesäule genannt werden.Regardless of the specific implementation of the charging column according to the invention, in addition to the lower space requirement due to the reduction of components and the lower power loss due to the reduction in contacts to be switched, lower costs can also be mentioned as advantages of the charging column according to the invention.
Es wird ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zum Laden eines Elektrofahrzeugs bereitgestellt, welche ein Schaltmodul aufweist, das einen von den zwei bereits deklarierten Schaltzuständen einnehmen kann. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren schaltet das Schaltmodul in den ersten Schaltzustand, falls eine Freigabe der Ladespannung mittels eines Freigabesignals angezeigt wird, welches von einer Freigabeeinheit stammt, und in den zweiten Schaltzustand, wenn mittels eines Fehlerstromsignals von einem Fehlerstromsensor das Vorliegen eines Fehlerstroms angezeigt wird. Ferner schaltet das Schaltmodul beim Vorliegen eines Kurzschlusses oder eines Überstroms in den zweiten Schaltzustand schaltet, wobei das Detektieren des Kurzschlusses oder des Überstroms entweder innerhalb des Schaltmoduls selbst erfolgt oder in einem externen Leitungsschutzsensor erfolgt und mittels eines vom Leitungsschutzsensor bereitgestellten Leitungsschutzsignals angezeigt bzw. kommuniziert wird.Furthermore, a method for operating a device for charging an electric vehicle is provided which has a switching module that can adopt one of the two switching states that have already been declared. According to the method according to the invention, the switching module switches to the first switching state if a release of the charging voltage is indicated by means of a release signal which comes from a release unit, and to the second switching state when the presence of a fault current is indicated by means of a fault current signal from a fault current sensor. In addition, the switching module switches to the second switching state in the event of a short circuit or an overcurrent, the detection of the short circuit or the overcurrent either taking place within the switching module itself or in an external line protection sensor and being displayed or communicated by means of a line protection signal provided by the line protection sensor.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
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1A zeigt eine Ladeinfrastruktur auf Basis einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ladesäule. -
1 B zeigt eine Ladeinfrastruktur auf Basis einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ladesäule. -
2 zeigt einen schematischen Aufbau des Schaltmoduls in der Ladesäule gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. -
3 zeigt einen Aufbau eines fernauslösbaren Leistungsschalters. -
4 zeigt einen beispielhaften Aufbau eines fernautomatischen Magnetschalters.
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1A shows a charging infrastructure based on a first embodiment of the charging column according to the invention. -
1 B shows a charging infrastructure based on a second embodiment of the charging column according to the invention. -
2 shows a schematic structure of the switching module in the charging station according to the second embodiment of the invention. -
3 shows a structure of a remotely tripping circuit breaker. -
4th shows an exemplary structure of a remote-automatic magnetic switch.
In
Das Schaltmodul
In
In
In
Ein beispielhafter Aktuator in Form eines fernautomatischen Magnetschalters
Gemäß der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ladesäule wird ein fernauslösbarer LS-Schalter verwendet, welcher neben dem eigentlichen Leitungsschutz auch im Falle eines Fehlerstroms sowie zum elektrischen Ein-/Ausschalten des Gesamtsystems (d.h. der Ladesäule) verwendet wird. Der Leitungsschutz wird dabei konventionell durch den LS-Schalter realisiert, während im Fehlerstromfall und zur Aktivierung bzw. Deaktivierung der Ladestrombereitstellung der Aktuator, bevorzugt der Magnetschalter
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102019103036.6A DE102019103036A1 (en) | 2019-02-07 | 2019-02-07 | Charging station with a combination switch module |
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DE102019103036.6A DE102019103036A1 (en) | 2019-02-07 | 2019-02-07 | Charging station with a combination switch module |
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DE102019103036A1 true DE102019103036A1 (en) | 2020-08-13 |
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ID=71739088
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DE102019103036.6A Pending DE102019103036A1 (en) | 2019-02-07 | 2019-02-07 | Charging station with a combination switch module |
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Cited By (1)
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CN115424428A (en) * | 2022-07-19 | 2022-12-02 | 合享佳智(深圳)充电桩科技有限公司 | Fill electric pile equipment remote monitoring remote control unit |
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2019
- 2019-02-07 DE DE102019103036.6A patent/DE102019103036A1/en active Pending
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