DE102021133780A1 - Device and method for connecting and disconnecting contacts on the infrastructure side for an AC connection between a charging infrastructure and a vehicle to be charged - Google Patents

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Tim Pfizenmaier
Christoph Richter
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Abstract

Vorrichtung (100) und Verfahren zum infrastrukturseitigen Verbinden und Trennen von Kontakten (106) für eine Wechselstromverbindung zwischen einer Ladeinfrastruktur (102) und einem zu ladenden Fahrzeug (104), wobei die Vorrichtung (100) eine Schalteinrichtung (108) umfasst, die ausgebildet ist, ein Schließen der Kontakte (106) oder ein Öffnen der Kontakte (106) zu bewirken, und wobei die Vorrichtung (100) eine Steuereinrichtung (110) umfasst, die ausgebildet ist, Steuersignale an einem Anschluss (112) für Steuersignale zu erfassen und die Schalteinrichtung (108) abhängig von einem am Anschluss (112) erfassten Steuersignal, das einen Start eines Ladevorgangs oder eines Rückspeisevorgangs signalisiert, zum Schließen der Kontakte (106) anzusteuern, und die Schalteinrichtung (108) abhängig von einem am Anschluss erfassten Steuersignal, das ein Beenden des Ladevorgangs oder des Rückspeisevorgangs signalisiert, zum Öffnen der Kontakte (106) anzusteuern oder wenn erkannt wird, dass der Anschluss (112) kontaktlos ist.Device (100) and method for connecting and disconnecting contacts (106) on the infrastructure side for an AC connection between a charging infrastructure (102) and a vehicle (104) to be charged, the device (100) comprising a switching device (108) that is designed Closing of the contacts (106) or opening of the contacts (106) to bring about, and wherein the device (100) comprises a control device (110) which is designed to detect control signals at a terminal (112) for control signals and the Switching device (108) depending on a control signal detected at the connection (112), which signals a start of a charging process or a feedback process, to close the contacts (106), and the switching device (108) depending on a control signal detected at the connection, which a Completion of the charging process or the feedback process signals to drive to open the contacts (106) or when it is recognized that the connection (112) is contactless.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum infrastrukturseitigen Verbinden und Trennen von Kontakten für eine Wechselstromverbindung zwischen einer Ladeinfrastruktur und einem zu ladenden Fahrzeug.The invention relates to a device and a method for infrastructure-side connection and disconnection of contacts for an AC connection between a charging infrastructure and a vehicle to be charged.

Zum Laden von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen werden Ladeeinrichtungen z.B. gemäß IEC 61851-1 eingesetzt.Charging devices, e.g. according to IEC 61851-1, are used to charge electrically powered vehicles.

Beim Laden werden Onboard-Ladegeräte eingesetzt, die über Ladeeinrichtungen mit Wechselstrom (AC) versorgt werden. Dazu haben sich weltweit eine Reihe von Ladestandards etabliert, die als Mode 1, 2, 3 (alle AC) oder 4 (DC) in der IEC 61851-1 definiert sind.Onboard chargers are used for charging, which are supplied with alternating current (AC) via charging devices. For this purpose, a number of charging standards have been established worldwide, which are defined as mode 1, 2, 3 (all AC) or 4 (DC) in IEC 61851-1.

Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen kombiniert die Vorteile der verschiedenen AC-Ladeverfahren miteinander, ohne dass die Kosten sich aufsummieren.The device and the method according to the independent claims combine the advantages of the different AC charging methods without the costs adding up.

Die Vorrichtung zum infrastrukturseitigen Verbinden und Trennen von Kontakten für eine Wechselstromverbindung zwischen einer Ladeinfrastruktur und einem zu ladenden Fahrzeug umfasst eine Einrichtung, die ausgebildet ist, an einem Anschluss zum Austauschen von Steuersignalen zwischen Fahrzeug und Ladeinfrastruktur eine Größe auszugeben, die einen zulässigen Ladestrom charakterisiert, insbesondere einen Widerstand oder eine Spannung oder ein Steuersignal, wobei die Vorrichtung eine Schalteinrichtung umfasst, die ausgebildet ist, ein Schließen der Kontakte oder ein Öffnen der Kontakte zu bewirken, und wobei die Vorrichtung eine Steuereinrichtung umfasst, die ausgebildet ist, Steuersignale am Anschluss zu erfassen und die Schalteinrichtung abhängig von einem am Anschluss erfassten Steuersignal, das einen Start eines Ladevorgangs oder eines Rückspeisevorgangs signalisiert, zum Schließen der Kontakte anzusteuern, und die Schalteinrichtung abhängig von einem am Anschluss erfassten Steuersignal, das ein Beenden des Ladevorgangs oder des Rückspeisevorgangs signalisiert, zum Öffnen der Kontakte anzusteuern oder wenn erkannt wird, dass der Anschluss kontaktlos ist. Die Schalteinrichtung verbindet bzw. trennt das Fahrzeug von einem Stromnetz. Im Ruhezustand sind die Kontakte der Schalteinrichtung offen, so dass die Kontakte eines fahrzeugseitigen Ladesteckers nicht mit dem Stromnetz verbunden sind. Ein Berühren der Kontakte des Ladesteckers wäre ungefährlich, selbst wenn der eigentliche Berührschutz etwa mit einem spitzen Gegenstand umgangen werden würde. Der Anschluss ist z.B. der Anschluss für die Control Pilot, CP, Leitung.The device for connecting and disconnecting contacts on the infrastructure side for an AC connection between a charging infrastructure and a vehicle to be charged includes a device that is designed to output a variable at a connection for exchanging control signals between the vehicle and charging infrastructure that characterizes a permissible charging current, in particular a resistance or a voltage or a control signal, wherein the device comprises a switching device which is designed to cause the contacts to close or open the contacts, and wherein the device comprises a control device which is designed to detect control signals at the connection and the switching device depending on a control signal detected at the connection, which signals a start of a charging process or a regenerative process, to close the contacts, and the switching device depending on a control signal detected at the connection, which signals an end of the charging process or the regenerative process, to open the to drive contacts or when it is recognized that the connection is contactless. The switching device connects or disconnects the vehicle from a power grid. In the idle state, the contacts of the switching device are open, so that the contacts of a vehicle charging plug are not connected to the mains. Touching the contacts of the charging connector would not be dangerous, even if the actual contact protection were bypassed with a pointed object. The connection is e.g. the connection for the control pilot, CP, line.

Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise eine Schutzeinrichtung, die ausgebildet ist auf einen Fehlerstrom zu überwachen, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die Kontakte der Schalteinrichtung zu öffnen, wenn durch die Schutzeinrichtung ein Fehlerstrom erkannt wird. Dadurch werden die Leitungen zum Fahrzeug spannungsfrei geschaltet. Als Fehlerstromschutzeinrichtung kann z.B. ein in der Installation verbautes Residual Current Device, RCD, oder eine im Ladeanschluss (Geräte- oder Wandsteckdose) integrierte Fehlerstromschutzeinrichtung vorgesehen sein. Bei Verwendung einer handelsüblichen Steckvorrichtung beispielsweise nach IEC 60309 kann diese Fehlerstromschutzeinrichtung auch in Form eines Adapters, z.B. als Portable Residual Current Device, PRCD, ausgeführt sein.The device preferably includes a protective device which is designed to monitor a fault current, the control device being designed to open the contacts of the switching device if a fault current is detected by the protective device. This means that the lines to the vehicle are de-energized. A residual current device (RCD) installed in the installation, for example, or a residual current device integrated in the charging connection (device socket or wall socket) can be provided as a residual current protective device. When using a commercially available plug-in device, for example according to IEC 60309, this residual current protective device can also be in the form of an adapter, e.g. as a Portable Residual Current Device, PRCD.

Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise eine Einrichtung, die ausgebildet ist, am Anschluss zum Austauschen von Steuersignalen zwischen Fahrzeug und Ladeinfrastruktur eine Größe auszugeben, die einen zulässigen Ladestrom oder Rückspeisstrom charakterisiert. Während des Ladevorganges ist dadurch gewährleistbar, dass der vom Fahrzeug aufgenommene Strom die maximal zulässige Strombelastung des infrastrukturseitigen Anschlusses nicht überschreitet.The device preferably includes a device that is designed to output a variable at the connection for exchanging control signals between the vehicle and the charging infrastructure that characterizes a permissible charging current or feedback current. During the charging process, it can be guaranteed that the current consumed by the vehicle does not exceed the maximum permissible current load of the infrastructure-side connection.

Die Einrichtung umfasst vorzugsweise einen Widerstand, der in einen Signalpfad für das Steuersignal integriert ist und dessen Wert den zulässigen Ladestrom oder Rückspeisestrom charakterisiert. Hierzu ist in einer Ausführungsform ein Widerstand Rcode in den Signalpfad des fahrzeugseitigen Ansteuersignals, z.B. in die CP-Leitung, integriert. Dieser Widerstand kann fahrzeugseitig ausgewertet werden. Dem Wert dieses Widerstandes ist im Beispiel der maximal zulässige Laststrom zugeordnet.The device preferably includes a resistor which is integrated into a signal path for the control signal and whose value characterizes the permissible charging current or feedback current. For this purpose, in one embodiment, a resistor Rcode is integrated into the signal path of the vehicle-side control signal, e.g. into the CP line. This resistance can be evaluated on the vehicle side. In the example, the maximum permissible load current is assigned to the value of this resistor.

Die Einrichtung umfasst vorzugsweise ein Kommunikationsmodul, das ausgebildet ist eine Information am Anschluss auszugeben, das den zulässigen Ladestrom oder Rückspeisestrom, eine Identifikation des infrastrukturseitigen Ladeanschlusses, eine Rückspeisefähigkeit des Ladeanschlusses, eine Nennspannung, oder eine Nennfrequenz eines Stromnetzes, charakterisiert. Der feste Widerstand Rcode wird in dieser Ausführung durch das Kommunikationsmodul ersetzt oder durch dieses ergänzt.The device preferably includes a communication module that is designed to output information at the connection that characterizes the permissible charging current or feedback current, an identification of the infrastructure-side charging connection, a feedback capability of the charging connection, a nominal voltage, or a nominal frequency of a power grid. In this version, the fixed resistor Rcode is replaced or supplemented by the communication module.

Das Kommunikationsmodul ist vorzugsweise ausgebildet, bei einer Aktivierung durch Anlegen seiner Betriebsspannung die Information durch Modulieren seines Betriebsstromes auszugeben.The communication module is preferably designed, when activated by applying its operating voltage, to output the information by modulating its operating current.

Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise ausgebildet, die Schalteinrichtung zum Schließen der Kontakte anzusteuern, wenn nach einer Spannung mit einer ersten Polarität am Anschluss eine Spannung mit einer davon verschiedenen zweiten Polarität am Anschluss als Steuersignal erkannt wird.The control device is preferably designed to activate the switching device to close the contacts if, after a voltage with a first polarity at the connection, a chip voltage with a different second polarity at the connection is recognized as a control signal.

Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise eine infrastrukturseitige Anschlussdose, wobei die Vorrichtung in die Anschlussdose integriert ist.The device preferably comprises a junction box on the infrastructure side, with the device being integrated into the junction box.

Für die Steckverbindung kann ein EV-Ladesteckverbindungen gemäß SAE J1772 oder IEC 62196-2 zum Einsatz kommen. Gleiches gilt für eine die Steckverbindungen verbindendes Ladekabel, d.h. die Ladeleitungsgarnitur.An EV charging connector according to SAE J1772 or IEC 62196-2 can be used for the connector. The same applies to a charging cable connecting the plug connections, i.e. the charging cable set.

Die Vorrichtung ist vorzugsweise als Steckadapter ausgebildet, der zwischen einer infrastrukturseitigen Anschlussdose und einem Ladekabel anordenbar ist.The device is preferably designed as a plug-in adapter that can be arranged between a connection socket on the infrastructure side and a charging cable.

Ein Steuergerät in einem Fahrzeug zum Ansteuern der Vorrichtung kann ebenfalls vorgesehen sein. Das Steuergerät ist dazu ausgebildet, eine Spannung mit einer ersten Polarität am Anschluss anzulegen, den Wert des Widerstandes abhängig von einem dann fließenden Strom zu bestimmen oder den Wert des Widerstands als Information vom Kommunikationsmodul zu empfangen, und wenn der Wert des Widerstandes erkannt ist, eine Spannung mit einer zweiten Polarität als Steuersignal zum Beginn des Ladevorgangs oder des Rückspeisevorgangs am Anschluss anzulegen. Das Steuergerät ist z.B. ein funktional erweitertes Onboard-Ladegerät (OBC). Es kann vorgesehen sein, ein besonders effizientes, galvanisch nicht getrenntes OBC zu verwenden. Dieses hat Vorteile bezüglich Wirkungsgrad, Gewicht und Bauraum.A control unit in a vehicle for controlling the device can also be provided. The control device is designed to apply a voltage with a first polarity to the connection, to determine the value of the resistance as a function of a current that is then flowing, or to receive the value of the resistance as information from the communication module, and when the value of the resistance is recognized, a Apply voltage with a second polarity as a control signal to start the charging process or the regeneration process at the connection. The control device is e.g. a functionally extended on-board charger (OBC). Provision can be made to use a particularly efficient OBC that is not galvanically isolated. This has advantages in terms of efficiency, weight and installation space.

Das Steuergerät umfasst vorzugsweise eine Differenzstrom-Messeinrichtung zur Überwachung eines Stromflusses zwischen Infrastruktur und Fahrzeug, die ausgebildet ist, einen Fehlerstrom, insbesondere einen gleichstromförmigen Fehlerstrom vorzugsweise über 6 mA, zu erkennen und das Steuersignal zum Beenden des Ladevorgangs oder des Rückspeisevorgangs zu senden, wenn der Fehlerstrom erkannt wird.The control unit preferably includes a residual current measuring device for monitoring a current flow between the infrastructure and the vehicle, which is designed to detect a residual current, in particular a DC residual current, preferably over 6 mA, and to send the control signal to end the charging process or the feedback process if the residual current is detected.

Ein Verfahren zum Laden eines Fahrzeugs sieht vor, dass zwischen der Vorrichtung und dem Steuergerät eine Information über einen maximal zulässigen Ladestrom oder Rückspeisestrom ausgetauscht wird, wobei ein Steuersignal vom Steuergerät empfangen wird, wobei die Kontakte geschlossen werden, wenn das Steuersignal einen Start eines Ladevorgangs oder eines Rückspeisevorgangs signalisiert und wobei die Kontakte geöffnet werden, wenn das Steuersignal ein Beenden des Ladevorgangs oder des Rückspeisevorgangs signalisiert oder wenn ein Fehlerstrom erkannt wird oder wenn erkannt wird, dass der Anschluss kontaktlos ist.A method for charging a vehicle provides that information about a maximum permissible charging current or feedback current is exchanged between the device and the control unit, with a control signal being received by the control unit, with the contacts being closed when the control signal starts a charging process or a feedback process is signaled and the contacts are opened when the control signal signals an end of the charging process or the feedback process or when a fault current is detected or when it is detected that the connection is contactless.

Weitere vorteilhafte Ausführungen sind der folgenden Beschreibung und der Zeichnung entnehmbar. In der Zeichnung zeigt:

  • 1 eine Vorrichtung zum infrastrukturseitigen Verbinden und Trennen von Kontakten,
  • 2 ein Verfahren zum infrastrukturseitigen Verbinden und Trennen von Kontakten.
Further advantageous embodiments can be found in the following description and the drawing. In the drawing shows:
  • 1 a device for connecting and disconnecting contacts on the infrastructure side,
  • 2 a method for connecting and disconnecting contacts on the infrastructure side.

In 1 ist Vorrichtung 100, eine Ladeinfrastruktur 102 und ein zu ladendes Fahrzeug 104 schematisch dargestellt.In 1 device 100, a charging infrastructure 102 and a vehicle 104 to be charged are shown schematically.

Die Vorrichtung ist zum infrastrukturseitigen Verbinden und Trennen von Kontakten 106 für eine Wechselstromverbindung zwischen der Ladeinfrastruktur 102 und dem zu ladenden Fahrzeug 104 ausgebildet.The device is designed for infrastructure-side connection and disconnection of contacts 106 for an AC connection between the charging infrastructure 102 and the vehicle 104 to be charged.

Die Vorrichtung 100 umfasst eine Schalteinrichtung 108, die ausgebildet ist, ein Schließen der Kontakte 106 oder ein Öffnen der Kontakte 106 zu bewirken.The device 100 comprises a switching device 108 which is designed to cause the contacts 106 to close or the contacts 106 to open.

Die Vorrichtung 100 umfasst eine Steuereinrichtung 110, die ausgebildet ist, Steuersignale an einem Anschluss 112 für Steuersignale zu erfassen.The device 100 includes a control device 110 which is designed to detect control signals at a connection 112 for control signals.

Die Steuereinrichtung 110 ist ausgebildet, die Schalteinrichtung 108 abhängig von einem am Anschluss 112 erfassten Steuersignal, das einen Start eines Ladevorgangs signalisiert, zum Schließen der Kontakte 106 anzusteuern.The control device 110 is designed to actuate the switching device 108 to close the contacts 106 depending on a control signal detected at the connection 112 which signals the start of a charging process.

Die Steuereinrichtung 110 ist ausgebildet, die Schalteinrichtung 108 abhängig von einem am Anschluss erfassten Steuersignal, das ein Beenden des Ladevorgangs signalisiert, zum Öffnen der Kontakte 106 anzusteuern.The control device 110 is designed to actuate the switching device 108 to open the contacts 106 depending on a control signal detected at the connection, which signalizes the end of the charging process.

Im Beispiel wird von einem fahrzeugseitigen Ladegerät, OBC, über das Ladekabel ein Ansteuersignal ausgegeben, damit die Kontakte 106 der Schalteinrichtung 108 schließen. Dafür wird der Anschluss 112 zum Austausch von Steuersignalen, z.B. die „CP“-Leitung des Ladekabels, genutzt.In the example, an on-board charger, OBC, outputs a control signal via the charging cable so that the contacts 106 of the switching device 108 close. For this purpose, connection 112 is used to exchange control signals, e.g. the "CP" line of the charging cable.

Die Steuereinrichtung 110 ist ausgebildet, die Schalteinrichtung 108 zum Öffnen der Kontakte 106 anzusteuern, wenn erkannt wird, dass der Anschluss 112 kontaktlos ist.The control device 110 is designed to actuate the switching device 108 to open the contacts 106 when it is recognized that the connection 112 is contactless.

Bei einer Trennung des Ladekabels vom Fahrzeug 104, d.h. einem Ziehen des Steckers, erfolgt sofort eine Netztrennung, welche die Kontakte 106 des fahrzeugseitigen Steckers spannungsfrei schaltet. Gleiches gilt für den Fall, dass das Ladekabel infrastrukturseitig angeschlossen ist, jedoch am gegenüberliegenden Stecker kein Fahrzeug angeschlossen ist.If the charging cable is disconnected from the vehicle 104, i.e. if the plug is pulled, the mains is immediately disconnected, which de-energizes the contacts 106 of the plug on the vehicle. The same applies if the charging cable is connected to the infrastructure but no vehicle is connected to the opposite connector.

Die Vorrichtung 100 umfasst eine Einrichtung 114, die ausgebildet ist, am Anschluss 112 zum Austauschen von Steuersignalen zwischen Fahrzeug 104 und Ladeinfrastruktur 102 eine Größe auszugeben, die einen zulässigen Ladestrom charakterisiert.The device 100 includes a device 114 which is designed to output a variable at the connection 112 for exchanging control signals between the vehicle 104 and the charging infrastructure 102, which characterizes a permissible charging current.

Die Einrichtung 114 umfasst in einem Beispiel einen Widerstand, der in einen Signalpfad für das Steuersignal integriert ist und dessen Wert den zulässigen Ladestrom charakterisiert.In one example, device 114 includes a resistor that is integrated into a signal path for the control signal and whose value characterizes the permissible charging current.

Die Einrichtung 114 umfasst in einem Beispiel ein Kommunikationsmodul, das ausgebildet ist eine Information am Anschluss 112 auszugeben.In one example, device 114 includes a communication module that is designed to output information at connection 112 .

Die Information charakterisiert beispielsweise den zulässigen Ladestrom, eine Identifikation des infrastrukturseitigen Ladeanschlusses, eine Rückspeisefähigkeit des Ladeanschlusses, eine Nennspannung oder eine Nennfrequenz eines Stromnetzes.The information characterizes, for example, the permissible charging current, an identification of the charging connection on the infrastructure side, a feedback capability of the charging connection, a nominal voltage or a nominal frequency of a power grid.

Es kann vorgesehen sein, dass das Kommunikationsmodul 114 ausgebildet ist, bei einer Aktivierung durch Anlegen seiner Betriebsspannung die Information durch Modulieren seines Betriebsstromes auszugeben. Die Betriebsspannung ist im Beispiel eine Spannung, die über den Anschluss 112 angelegt wird.It can be provided that the communication module 114 is designed to output the information by modulating its operating current when it is activated by applying its operating voltage. In the example, the operating voltage is a voltage that is applied via the connection 112 .

Die Vorrichtung 100 umfasst im Beispiel eine Schutzeinrichtung 116. Die Schutzeinrichtung 116 ist ausgebildet, auf einen Fehlerstrom zu überwachen.In the example, the device 100 comprises a protective device 116. The protective device 116 is designed to monitor for a fault current.

Die Steuereinrichtung 110 ist ausgebildet, die Kontakte 106 der Schalteinrichtung 108 zu öffnen, wenn durch die Schutzeinrichtung 116 ein Fehlerstrom erkannt wird.The control device 110 is designed to open the contacts 106 of the switching device 108 when the protective device 116 detects a fault current.

Die Steuereinrichtung 110 ist in einem Aspekt ausgebildet, die Schalteinrichtung 108 zum Schließen der Kontakte 106 anzusteuern, wenn nach einer Spannung mit einer ersten Polarität am Anschluss 112 eine Spannung mit einer davon verschiedenen zweiten Polarität am Anschluss 112 als Steuersignal erkannt wird.In one aspect, the control device 110 is designed to actuate the switching device 108 to close the contacts 106 if, after a voltage with a first polarity at the connection 112, a voltage with a different second polarity at the connection 112 is detected as a control signal.

Die Vorrichtung 100 umfasst in einem Beispiel eine Anschlussdose. Die Vorrichtung 100 ist in diesem Beispiel in die Anschlussdose integriert.In one example, the device 100 comprises a junction box. In this example, the device 100 is integrated into the junction box.

Das Fahrzeug 104 wird über ein Ladekabel 118 geladen. Das Fahrzeugs 104 und die Ladeinfrastruktur 102 sowie die Vorrichtung 100 kann für eine unidirektionale Verbindung, d.h. zum Laden des Fahrzeugs 104, oder auch für eine bidirektionale, d.h. rückspeisefähige, Ladeeinrichtungen ausgebildet sein.The vehicle 104 is charged via a charging cable 118 . The vehicle 104 and the charging infrastructure 102 as well as the device 100 can be designed for a unidirectional connection, i.e. for charging the vehicle 104, or also for a bidirectional, i.e. regenerative charging device.

Die Vorrichtung 100 ist in einem Beispiel als Steckadapter ausgebildet, der zwischen einer infrastrukturseitigen Anschlussdose und dem Ladekabel 118 anordenbar ist.In one example, the device 100 is designed as a plug-in adapter that can be arranged between a connection socket on the infrastructure side and the charging cable 118 .

Das Fahrzeug 104 umfasst ein Steuergerät 120 zum Ansteuern der Vorrichtung 100. Das Steuergerät 120 kann zum unidirektionalen oder bidirektionalen Laden ausgebildet sein.The vehicle 104 includes a control unit 120 for controlling the device 100. The control unit 120 can be designed for unidirectional or bidirectional charging.

Das Steuergerät 120 ist dazu ausgebildet, eine Spannung mit der ersten Polarität am Anschluss 112 anzulegen. Diese Spannung ist in einem Beispiel die Betriebsspannung des Kommunikationsmoduls.The control device 120 is designed to apply a voltage with the first polarity to the connection 112 . In one example, this voltage is the operating voltage of the communication module.

Das Steuergerät 120 ist in einem Beispiel dazu ausgebildet, den Wert des Widerstandes abhängig von einem dann fließenden Strom zu bestimmen.In one example, control unit 120 is designed to determine the value of the resistance as a function of a current then flowing.

Das Steuergerät 120 ist in einem Beispiel dazu ausgebildet, den Wert des Widerstands als Information vom Kommunikationsmodul 114 zu empfangen.In one example, control unit 120 is designed to receive the value of the resistance as information from communication module 114 .

Das Steuergerät 120 ist dazu ausgebildet, dann, wenn der Wert des Widerstandes erkannt ist, eine Spannung mit der zweiten Polarität als Steuersignal zum Beginn des Ladevorgangs am Anschluss 112 anzulegen.The control unit 120 is designed to apply a voltage with the second polarity as a control signal at the beginning of the charging process to the connection 112 when the value of the resistance is detected.

Das Steuergerät 120 umfasst in einem Beispiel eine Differenzstrom-Messeinrichtung zur Überwachung eines Stromflusses zwischen Infrastruktur 102 und Fahrzeug 104 umfasst. Die Differenzstrom-Messeinrichtung ist ausgebildet, einen Fehlerstrom, insbesondere einen gleichstromförmigen Fehlerstrom vorzugsweise über 6 mA, zu erkennen und das Steuersignal zum Beenden des Ladevorgangs zu senden, wenn der Fehlerstrom erkannt wird.In one example, control unit 120 includes a residual current measuring device for monitoring a current flow between infrastructure 102 and vehicle 104 . The differential current measuring device is designed to detect a fault current, in particular a DC fault current preferably above 6 mA, and to send the control signal to end the charging process when the fault current is detected.

Ein Verfahren zum Laden des Fahrzeugs 104 wird im Folgenden mit Bezug auf 2 beschrieben.A method of charging the vehicle 104 is discussed below with reference to FIG 2 described.

In einem Schritt 202 wird zwischen dem Steuergerät 120 und der Vorrichtung 100 die Information über den maximal zulässigen Ladestrom ausgetauscht.In a step 202, the information about the maximum permissible charging current is exchanged between the control unit 120 and the device 100 .

In einem Schritt 204 wird das Steuersignal vom Steuergerät gesendet, das den Beginn des Ladevorgangs signalisiert.In a step 204, the control signal is sent from the control unit, which signals the start of the charging process.

In einem Schritt 206 werden die Kontakte 106 geschlossen, wenn das Steuersignal, das den Start des Ladevorgangs signalisiert, von der Vorrichtung erkannt wird.In a step 206, the contacts 106 are closed when the control signal signaling the start of the charging process is recognized by the device.

In einem Schritt 208 wird geprüft, ob ein Fehlerstrom erkannt wird oder der Anschluss 112 kontaktlos ist.In a step 208 it is checked whether an error current is detected or whether the connection 112 is contactless.

Wenn der ein Fehlerstrom erkannt wird oder wenn erkannt wird, dass der Anschluss 112 kontaktlos ist, wird ein Schritt 212 ausgeführt. Anderenfalls wird ein Schritt 210 ausgeführt.If a fault current is detected or if the terminal 112 is detected to be contactless, a step 212 is performed. Otherwise, a step 210 is executed.

In einem Schritt 210 wird geprüft, ob das Steuersignal vom Steuergerät empfangen wurde, das das Beenden des Ladevorgangs signalisiert. Wenn dies der Fall ist wird der Schritt 212 ausgeführt. Anderenfalls wird der Schritt 208 ausgeführt.In a step 210 it is checked whether the control signal has been received from the control unit, which signals the end of the charging process. If so, step 212 is performed. Otherwise step 208 is executed.

Im Schritt 212 werden die Kontakte 106 geöffnet. Die Kontakte 106 werde im Beispiel geöffnet, wenn der Fehlerstrom erkannt wird oder wenn erkannt wird, dass der Anschluss 112 kontaktlos ist, oder wenn das Steuersignal, welches das Beenden des Ladevorgangs signalisiert, erkannt wird.In step 212, the contacts 106 are opened. In the example, the contacts 106 are opened when the fault current is detected or when it is detected that the connection 112 is contactless, or when the control signal which signals the end of the charging process is detected.

Claims (12)

Vorrichtung (100) zum infrastrukturseitigen Verbinden und Trennen von Kontakten (106) für eine Wechselstromverbindung zwischen einer Ladeinfrastruktur (102) und einem zu ladenden Fahrzeug (104), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) eine Schalteinrichtung (108) umfasst, die ausgebildet ist, ein Schließen der Kontakte (106) oder ein Öffnen der Kontakte (106) zu bewirken, und wobei die Vorrichtung (100) eine Steuereinrichtung (110) umfasst, die ausgebildet ist, Steuersignale an einem Anschluss (112) für Steuersignale zu erfassen und die Schalteinrichtung (108) abhängig von einem am Anschluss (112) erfassten Steuersignal, das einen Start eines Ladevorgangs oder eines Rückspeisevorgangs signalisiert, zum Schließen der Kontakte (106) anzusteuern, und die Schalteinrichtung (108) abhängig von einem am Anschluss erfassten Steuersignal, das ein Beenden des Ladevorgangs oder eines Rückspeisevorgangs signalisiert, zum Öffnen der Kontakte (106) anzusteuern oder wenn erkannt wird, dass der Anschluss (112) kontaktlos ist.Device (100) for infrastructure-side connection and disconnection of contacts (106) for an AC connection between a charging infrastructure (102) and a vehicle to be charged (104), characterized in that the device (100) comprises a switching device (108) that is formed is to bring about a closing of the contacts (106) or an opening of the contacts (106), and wherein the device (100) comprises a control device (110) which is designed to detect control signals at a connection (112) for control signals and the switching device (108) depending on a control signal detected at the connection (112), which signals a start of a charging process or a feedback process, to close the contacts (106), and the switching device (108) depending on a control signal detected at the connection, the signaling the end of the charging process or a feedback process, to open the contacts (106) or when it is recognized that the connection (112) is contactless. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Schutzeinrichtung (116) umfasst, die ausgebildet ist auf einen Fehlerstrom zu überwachen, wobei die Steuereinrichtung (110) ausgebildet ist, die Kontakte (106) der Schalteinrichtung (108) zu öffnen, wenn durch die Schutzeinrichtung (116) ein Fehlerstrom erkannt wird.device after claim 1 , characterized in that the device comprises a protective device (116) which is designed to monitor a fault current, the control device (110) being designed to open the contacts (106) of the switching device (108) when the protective device ( 116) a residual current is detected. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) eine Einrichtung (114) umfasst, die ausgebildet ist, am Anschluss (112) zum Austauschen von Steuersignalen zwischen Fahrzeug (104) und Ladeinfrastruktur (102) eine Größe auszugeben, die einen zulässigen Ladestrom oder Rückspeisestrom charakterisiert.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device (100) comprises a device (114) which is designed to output a variable at the connection (112) for exchanging control signals between the vehicle (104) and the charging infrastructure (102), which characterizes a permissible charging current or feedback current. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (114) einen Widerstand umfasst, der in einen Signalpfad für das Steuersignal integriert ist und dessen Wert den zulässigen Ladestrom oder Rückspeisestrom charakterisiert.device after claim 3 , characterized in that the device (114) comprises a resistor which is integrated into a signal path for the control signal and whose value characterizes the permissible charging current or feedback current. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (114) ein Kommunikationsmodul umfasst, das ausgebildet ist eine Information am Anschluss (112) auszugeben, das den zulässigen Ladestrom oder Rückspeisestrom, eine Identifikation des infrastrukturseitigen Ladeanschlusses, eine Rückspeisefähigkeit des Ladeanschlusses, eine Nennspannung, oder eine Nennfrequenz eines Stromnetzes, charakterisiert.device after claim 3 or 4 , characterized in that the device (114) comprises a communication module which is designed to output information at the connection (112) that indicates the permissible charging current or feedback current, an identification of the infrastructure-side charging connection, a feedback capability of the charging connection, a nominal voltage, or a nominal frequency of a power grid. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsmodul (114) ausgebildet ist, bei einer Aktivierung durch Anlegen seiner Betriebsspannung die Information durch Modulieren seines Betriebsstromes auszugeben.device after claim 5 , characterized in that the communication module (114) is designed to output the information by modulating its operating current when activated by applying its operating voltage. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuereinrichtung (110) ausgebildet ist, die Schalteinrichtung (108) zum Schließen der Kontakte (106) anzusteuern, wenn nach einer Spannung mit einer ersten Polarität am Anschluss (112) eine Spannung mit einer davon verschiedenen zweiten Polarität am Anschluss (112) als Steuersignal erkannt wird.Device according to one of Claims 1 until 6 , wherein the control device (110) is designed to activate the switching device (108) to close the contacts (106) if, after a voltage with a first polarity at the connection (112), a voltage with a second polarity different therefrom at the connection (112) recognized as a control signal. Vorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) eine infrastrukturseitige Anschlussdose umfasst wobei die Vorrichtung (100) in die Anschlussdose integriert ist.Device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the device (100) comprises a junction box on the infrastructure side, the device (100) being integrated into the junction box. Vorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) als Steckadapter ausgebildet ist, der zwischen einer infrastrukturseitigen Anschlussdose und einem Ladekabel (118) anordenbar ist.Device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the device (100) is designed as a plug-in adapter which can be arranged between a connection socket on the infrastructure side and a charging cable (118). Steuergerät (120) in einem Fahrzeug (104) zum Ansteuern einer Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (120) dazu ausgebildet ist, eine Spannung mit einer ersten Polarität am Anschluss (112) anzulegen, den Wert des Widerstandes abhängig von einem dann fließenden Strom zu bestimmen oder dass das Steuergerät (120) dazu ausgebildet ist, den Wert des Widerstands als Information vom Kommunikationsmodul (114) zu empfangen, und wenn der Wert des Widerstandes erkannt ist, eine Spannung mit einer zweiten Polarität als Steuersignal zum Beginn des Ladevorgangs oder des Rückspeisevorgangs am Anschluss (112) anzulegen.Control unit (120) in a vehicle (104) for controlling a device (100) according to one of Claims 1 until 9 , characterized in that the control unit (120) is designed to apply a voltage with a first polarity to the connection (112), to determine the value of the resistance as a function of a current then flowing or that the control unit (120) is designed to the value of the resistance as information from the communication module (114) and when the value of the resistance is detected, to apply a voltage with a second polarity as a control signal to start the charging process or the regeneration process at the terminal (112). Steuergerät (120) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (120) eine Differenzstrom-Messeinrichtung zur Überwachung eines Stromflusses zwischen Infrastruktur und Fahrzeug umfasst, die ausgebildet ist, einen Fehlerstrom, insbesondere einen gleichstromförmigen Fehlerstrom vorzugsweise über 6 mA, zu erkennen und das Steuersignal zum Beenden des Ladevorgangs oder des Rückspeisevorgangs zu senden, wenn der Fehlerstrom erkannt wird.Control unit (120) according to claim 10 , characterized in that the control unit (120) comprises a differential current measuring device for monitoring a current flow between the infrastructure and the vehicle, which is designed to detect a fault current, in particular a DC fault current preferably above 6 mA, and the control signal to end the charging process or of the feedback process when the residual current is detected. Verfahren zum Laden eines Fahrzeugs dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und einem Steuergerät nach einem der Ansprüche 10 oder 11 eine Information über einen maximal zulässigen Ladestrom oder Rückspeisestrom ausgetauscht wird, wobei ein Steuersignal vom Steuergerät empfangen wird, wobei die Kontakte (106) geschlossen werden, wenn das Steuersignal einen Start eines Ladevorgangs oder eines Rückspeisevorgangs signalisiert und wobei die Kontakte (106) geöffnet werden, wenn das Steuersignal ein Beenden des Ladevorgangs oder des Rückspeisevorgangs signalisiert oder wenn ein Fehlerstrom erkannt wird oder wenn erkannt wird, dass der Anschluss (112) kontaktlos ist.Method for loading a vehicle, characterized in that between a device according to one of Claims 1 until 9 and a controller according to any one of Claims 10 or 11 information about a maximum permissible charging current or regenerative current is exchanged, with a control signal being received by the control device, with the contacts (106) being closed when the control signal signals the start of a charging process or a regenerative process and with the contacts (106) being opened, when the control signal signals the end of the charging process or the feedback process or when a fault current is detected or when it is detected that the connection (112) is contactless.
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