DE102022120836A1 - Method and control device for operating a charging device for electrically powered vehicles and charging device - Google Patents

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Raoul Heyne
Holger Ochs
Daniel Ziegler
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Abstract

Verfahren zum Betreiben einer bidirektionalen Ladevorrichtung (10) für ein Gleichstrom-Laden elektrisch angetriebener Fahrzeuge, wobei die Ladevorrichtung (10) mindestens einen Ladeanschluss (11) zum Anschließen eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs und mindestens eine Leistungselektronik (12) zur Bereitstellung eines definierten Ladestroms und einer definierten Ladespannung an dem jeweiligen Ladeanschluss (11) aufweist, wobei dann, wenn an den jeweiligen Ladeanschluss (11) kein Fahrzeug angeschlossen ist, zur Durchführung eines Selbsttests die jeweilige Leistungselektronik (12) des jeweiligen Ladeanschlusses (11) in definierten zeitlichen Abständen für eine definierte Selbsttest-Zeitdauer einer Selbsttestspannung ausgesetzt wird, die zumindest der maximalen Ladespannung der Ladevorrichtung (10) entspricht, wobei hierbei überprüft wird, ob sich an der jeweiligen Leistungselektronik (12) des jeweiligen Ladeanschlusses (11) ein Kurzschluss oder Defekt ausbildet, wobei dann, wenn festgestellt wird, dass sich kein Kurzschluss oder Defekt ausbildet, der jeweilige Ladeanschluss (11) für ein Laden eines Fahrzeugs freigegeben wird, und wobei dann, wenn festgestellt wird, dass sich ein Kurzschluss oder Defekt ausbildet, der jeweilige Ladeanschluss (11) für ein Laden eines Fahrzeugs gesperrt wird.Method for operating a bidirectional charging device (10) for direct current charging of electrically powered vehicles, wherein the charging device (10) has at least one charging connection (11) for connecting an electrically driven vehicle and at least one power electronics (12) for providing a defined charging current and a defined charging voltage at the respective charging connection (11), whereby when no vehicle is connected to the respective charging connection (11), the respective power electronics (12) of the respective charging connection (11) are used at defined time intervals for a defined time to carry out a self-test Self-test period is exposed to a self-test voltage which corresponds at least to the maximum charging voltage of the charging device (10), whereby it is checked whether a short circuit or defect forms in the respective power electronics (12) of the respective charging connection (11), whereby if it is determined that no short circuit or defect is developing, the respective charging connection (11) is released for charging a vehicle, and if it is determined that a short circuit or defect is forming, the respective charging connection (11) is released for charging of a vehicle is blocked.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer bidirektionalen Ladevorrichtung für ein Gleichstrom-Laden elektrisch angetriebener Fahrzeuge. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät einer bidirektionalen Ladevorrichtung für ein Gleichstrom-Laden elektrisch angetriebener Fahrzeuge und eine Ladevorrichtung.The invention relates to a method for operating a bidirectional charging device for direct current charging of electrically powered vehicles. The invention further relates to a control device of a bidirectional charging device for direct current charging of electrically driven vehicles and a charging device.

Der grundsätzliche Aufbau einer Ladevorrichtung für elektrisch angetriebene Fahrzeuge ist aus der Praxis bekannt. So verfügt eine Ladevorrichtung für elektrisch angetriebene Fahrzeuge über mindestens einen Ladeanschluss, der eingerichtet ist, an demselben ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug zum Laden desselben anzukoppeln. Mit dem jeweiligen Ladeanschluss der Ladevorrichtung wirkt mindestens eine Leistungselektronik zusammen. Die oder jede mit dem jeweiligen Ladeanschluss zusammenwirkende Leistungselektronik ist eingerichtet, um zum Laden des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs am jeweiligen Ladeanschluss einen definierten Ladestrom und eine definierte Ladespannung bereitzustellen.The basic structure of a charging device for electrically powered vehicles is known from practice. A charging device for electrically powered vehicles has at least one charging port which is set up to couple an electrically powered vehicle to it for charging the same. At least one piece of power electronics interacts with the respective charging connection of the charging device. The or each power electronics that interacts with the respective charging connection is set up to provide a defined charging current and a defined charging voltage at the respective charging connection for charging the electrically driven vehicle.

Zum Laden eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs an einer Ladevorrichtung kann ein sogenanntes Wechselstrom-Laden oder ein sogenanntes Gleichstrom-Laden genutzt werden. Um die Traktionsbatterie eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs innerhalb kurzer Zeit mit hoher Ladeleistung zu laden, kommt das Gleichstrom-Laden zum Einsatz.To charge an electrically powered vehicle at a charging device, so-called alternating current charging or so-called direct current charging can be used. DC charging is used to charge the traction battery of an electrically powered vehicle with high charging power within a short period of time.

Ladevorrichtungen zum Gleichstrom-Laden der Traktionsbatterie eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs können als unidirektionale Ladevorrichtungen oder auch als bidirektionale Ladevorrichtungen ausgeführt sein. Bidirektionale Ladevorrichtungen erlauben es, die in der Traktionsbatterie eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs gespeicherte elektrische Energie zur Stützung eines elektrischen Stromnetzes in das elektrische Stromnetz zurückzuspeisen. Solche bidirektionalen Ladevorrichtungen gewinnen zunehmend an Bedeutung.Charging devices for direct current charging of the traction battery of an electrically driven vehicle can be designed as unidirectional charging devices or as bidirectional charging devices. Bidirectional charging devices allow the electrical energy stored in the traction battery of an electrically powered vehicle to be fed back into the electrical power network to support an electrical power network. Such bidirectional charging devices are becoming increasingly important.

Bei bidirektionalen Ladevorrichtungen für das Gleichstrom-Laden elektrisch angetriebener Fahrzeuge besteht das Problem, dass dann, wenn sich an einer mit einem Ladeanschluss zusammenwirkenden Leistungselektronik ein Kurzschluss ausbildet, das an dem Ladeanschluss angeschlossene elektrische Fahrzeug, nämlich dessen Traktionsbatterie, beschädigt werden kann. Dies führt zu einem Liegenbleiben des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs und erfordert zwingend einen Werkstattbesuch.The problem with bidirectional charging devices for direct current charging of electrically powered vehicles is that if a short circuit occurs on power electronics interacting with a charging connection, the electric vehicle connected to the charging connection, namely its traction battery, can be damaged. This leads to the electrically powered vehicle breaking down and requires a visit to the workshop.

Es besteht Bedarf daran, bei bidirektionalen Ladevorrichtungen für ein Gleichstrom-Laden elektrisch angetriebener Fahrzeuge eine Beschädigungsgefahr für ein angeschlossenes Fahrzeug infolge eines Kurzschlusses einer Leistungselektronik zu vermeiden.There is a need to avoid the risk of damage to a connected vehicle as a result of a short circuit in power electronics in bidirectional charging devices for direct current charging of electrically powered vehicles.

DE 10 2010 042 750 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung eines Kurzschlusses an einer Ladevorrichtung für elektrisch angetriebene Fahrzeuge. Zum Erkennen eines Kurzschlusses wird ein Ladekabel mit einer Testspannung beaufschlagt, wobei diese Testspannung schrittweise bis zu einem maximalen Spannungswert erhöht wird. Es wird überprüft, ob sich an dem Ladekabel oder einem mit dem Ladekabel verbundenen Kontaktmittel ein Kurzschluss ausbildet. DE 10 2010 042 750 A1 discloses a method and a device for detecting a short circuit on a charging device for electrically powered vehicles. To detect a short circuit, a test voltage is applied to a charging cable, whereby this test voltage is gradually increased up to a maximum voltage value. It is checked whether there is a short circuit on the charging cable or a contact device connected to the charging cable.

DE 10 2019 130 421 A1 und DE 10 2019 117 375 A1 offenbaren weitere Ladevorrichtungen für ein Gleichstrom-Laden elektrisch angetriebener Fahrzeuge. So offenbart die DE 10 2019 130 421 A1 eine Ladevorrichtung, bei welcher ein Isolationswächter mindestens zwei elektrische Messwiderstände aufweist, die mit jeweils einer Ladeleitung verbunden sind. Vor jedem Ladevorgang wird durch den Isolationswächter sowohl in einem unsymmetrischen Prüfmodus als auch in einem symmetrischen Prüfmodus eine Isolationsprüfung durchgeführt, zum Beispiel durch ein Bus-Shifting-Verfahren. DE 10 2019 130 421 A1 and DE 10 2019 117 375 A1 disclose further charging devices for direct current charging of electrically powered vehicles. This is how it reveals DE 10 2019 130 421 A1 a charging device in which an insulation monitor has at least two electrical measuring resistors, each of which is connected to a charging line. Before each charging process, the insulation monitor carries out an insulation test in both an asymmetrical test mode and a symmetrical test mode, for example using a bus shifting procedure.

WO 2022 / 008 640 A1 offenbart eine weitere Ladevorrichtung für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug.WO 2022/008 640 A1 discloses another charging device for an electrically powered vehicle.

WO 2015 / 036 063 A1 offenbart ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug mit einer Isolationsüberwachung für ein Hochvolt-Bordnetz.WO 2015/036 063 A1 discloses an electrically driven vehicle with insulation monitoring for a high-voltage on-board electrical system.

Es besteht Bedarf an einem Verfahren zum Betreiben einer bidirektionalen Ladevorrichtung für das Gleichstrom-Laden von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen sowie an einem Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens, mit welchem verhindert werden kann, dass infolge eines Kurzschlusses an einer Leistungselektronik der Ladevorrichtung eine Beschädigungsgefahr für ein zum Laden angeschlossenes Fahrzeug besteht. Weiter besteht Bedarf an einer entsprechenden Ladevorrichtung.There is a need for a method for operating a bidirectional charging device for direct current charging of electrically powered vehicles and for a control device for carrying out the method, with which it is possible to prevent a risk of damage to a charging device due to a short circuit on power electronics of the charging device connected vehicle exists. There is also a need for a corresponding charging device.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Verfahren und Steuergerät zum Betreiben einer bidirektionalen Ladevorrichtung für ein Gleichstrom-Laden elektrisch angetriebener Fahrzeuge sowie eine entsprechende Ladevorrichtung zu schaffen.The invention is therefore based on the object of creating a novel method and control device for operating a bidirectional charging device for direct current charging of electrically powered vehicles and a corresponding charging device.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben einer bidirektionalen Ladevorrichtung für ein Gleichstrom-Laden elektrisch angetriebener Fahrzeuge gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird dann, wenn an dem jeweiligen Ladeanschluss kein Fahrzeug angeschlossen ist, zur Durchführung eines Selbsttests die jeweilige Leistungselektronik des jeweiligen Ladeanschlusses in definierten zeitlichen Abständen für eine definierte Selbsttest-Zeitdauer einer Selbsttestspannung ausgesetzt, die zumindest der maximalen Ladespannung der Ladevorrichtung entspricht. Hierbei wird überprüft, ob sich an der jeweiligen Leistungselektronik des jeweiligen Ladeanschlusses ein Kurzschluss oder Defekt ausbildet, wobei dann, wenn festgestellt wird, dass sich kein Kurzschluss oder Defekt ausbildet, der jeweilige Ladeanschluss für ein Laden eines Fahrzeugs freigegeben wird, und wobei dann, wenn festgestellt wird, dass sich ein Kurzschluss oder Defekt ausbildet, der jeweilige Ladeanschluss für ein Laden eines Fahrzeugs gesperrt wird.This task is accomplished by a method for operating a bidirectional charging device for a direct current charging of electrically powered vehicles solved according to claim 1. According to the invention, if no vehicle is connected to the respective charging connection, in order to carry out a self-test, the respective power electronics of the respective charging connection are exposed to a self-test voltage at defined time intervals for a defined self-test period, which corresponds at least to the maximum charging voltage of the charging device. This involves checking whether a short circuit or defect is developing in the respective power electronics of the respective charging connection, whereby if it is determined that no short circuit or defect is developing, the respective charging connection is released for charging a vehicle, and then if If it is determined that a short circuit or defect is developing, the respective charging connection is blocked for charging a vehicle.

Die Erfindung schlägt vor, in definierten zeitlichen Abständen für eine definierte Selbsttest-Zeitdauer einen Selbsttest durchzuführen, welcher die jeweilige Leistungselektronik bei einer Selbsttestspannung, die mindestens der maximalen Ladespannung der Ladevorrichtung entspricht, testet. So wird die jeweilige Leistungselektronik in den definierten zeitlichen Abständen für die definierte Selbsttest-Zeitdauer dieser Selbsttestspannung ausgesetzt, nämlich dann, wenn kein Kraftfahrzeug zum Laden an dem mit der jeweiligen Leistungselektronik zusammenwirkenden Ladeanschluss angeschlossen ist. Sollten insbesondere Halbleitermodule der Leistungselektronik sich in einem schlechten Zustand befinden, so wird sich an denselben bei Vorliegen der Selbsttestspannung ein Kurzschluss ausbilden, der erfasst werden kann. Bei Ausbilden eines Kurzschlusses an einer jeweiligen Leistungselektronik wird dann der jeweilige Ladeanschluss für ein Laden eines Fahrzeugs gesperrt. Nur dann, wenn sich beim Selbsttest an einer Leistungselektronik kein Kurzschluss ausgebildet, wird der jeweilige Ladeanschluss für ein nachfolgendes Laden eines Fahrzeugs freigegeben. Es besteht dann keine Gefahr mehr, dass ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, nämlich die Traktionsbatterie desselben, beim Laden infolge eines Kurzschlusses an der Leistungselektronik der Ladevorrichtung beschädigt werden kann.The invention proposes carrying out a self-test at defined time intervals for a defined self-test period, which tests the respective power electronics at a self-test voltage that corresponds at least to the maximum charging voltage of the charging device. The respective power electronics is thus exposed to this self-test voltage at the defined time intervals for the defined self-test period, namely when no motor vehicle is connected for charging to the charging connection that interacts with the respective power electronics. If, in particular, semiconductor modules of the power electronics are in poor condition, a short circuit will form in them when the self-test voltage is present, which can be detected. If a short circuit occurs on a respective power electronics unit, the respective charging connection is then blocked for charging a vehicle. Only if there is no short circuit in the power electronics during the self-test will the respective charging connection be released for subsequent charging of a vehicle. There is then no longer any danger that an electrically driven vehicle, namely the traction battery of the same, can be damaged during charging due to a short circuit in the power electronics of the charging device.

Vorzugsweise wird zur Durchführung des Selbsttests die jeweilige Leistungselektronik einer Selbsttestspannung ausgesetzt, die größer ist als die maximale Ladespannung der Ladevorrichtung ist. Dies ist besonders bevorzugt, um eine jeweilige Leistungselektronik der Ladevorrichtung zuverlässig zu testen.To carry out the self-test, the respective power electronics are preferably exposed to a self-test voltage that is greater than the maximum charging voltage of the charging device. This is particularly preferred in order to reliably test the respective power electronics of the charging device.

Vorzugsweise wird dann, wenn während der Ausführung des Selbsttests ein Fahrzeug an den jeweiligen Ladeanschluss angeschlossen wird, der Selbsttest der jeweiligen Leistungselektronik abgebrochen. Sollte an den Ladeanschluss, dessen jeweilige Leistungselektronik einem Selbsttest unterzogen wird, ein Fahrzeug angeschlossen werden, so wird der Selbsttest abgebrochen. Hierdurch wird verhindert, dass infolge des Selbsttests die Traktionsbatterie des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs einer Beschädigungsgefahr ausgesetzt ist. Ferner wird ein Laden mit der gewünschten Spannung ermöglicht.Preferably, if a vehicle is connected to the respective charging port while the self-test is being carried out, the self-test of the respective power electronics is aborted. If a vehicle is connected to the charging port whose respective power electronics are subjected to a self-test, the self-test will be aborted. This prevents the traction battery of the electrically powered vehicle from being exposed to the risk of damage as a result of the self-test. Furthermore, charging with the desired voltage is possible.

Vorzugsweise werden zur Durchführung des Selbsttests zumindest folgende Schritte ausgeführt: Überprüfen des Status der jeweiligen Leistungselektronik, wobei nur dann, wenn die Leistungselektronik weder einen Fehler-Status aufweist noch sich in einem Lade-Status befindet, ein Einstieg in eine Selbsttestroutine erfolgt. Nach dem Einstieg in eine Selbsttestroutine prüfen, ob an der jeweiligen Leistungselektronik aktuell ein Selbsttest ausgeführt wird. Dann, wenn an der jeweiligen Leistungselektronik aktuell kein Selbsttest ausgeführt wird, prüfen, ob eine Zeitspanne nach dem zuletzt ausgeführten Selbsttest den definierten zeitlichen Abstand zwischen Selbsttests erreicht oder überschritten hat. Dann, wenn festgestellt wird, dass die Zeitspanne nach dem zuletzt ausgeführten Selbsttest den definierten zeitlichen Abstand zwischen Selbsttests erreicht oder überschritten hat, prüfen, ob die jeweilige Leistungselektronik schläft oder betriebsbereit ist. Dann, wenn festgestellt wird, dass die jeweilige Leistungselektronik betriebsbereit ist, starten eines Selbsttests. Dann, wenn festgestellt wird, dass die jeweilige Leistungselektronik schläft, wird die jeweilige Leistungselektronik aufgeweckt und in einen betriebsbereiten Zustand überführt. Diese Vorgehensweise ist bevorzugt, um zu überprüfen, ob eine Selbsttestroutine gestartet werden sollte. Sollte die jeweilige Leistungselektronik, die einem Selbsttest unterzogen werden soll, sich in einem Schlafmodus befinden, so wird die Leistungselektronik für den Selbsttest aufgeweckt.To carry out the self-test, at least the following steps are preferably carried out: Checking the status of the respective power electronics, with a self-test routine only being entered if the power electronics neither has an error status nor is in a charging status. After entering a self-test routine, check whether a self-test is currently being carried out on the respective power electronics. Then, if no self-test is currently being carried out on the respective power electronics, check whether a period of time after the last self-test carried out has reached or exceeded the defined time interval between self-tests. Then, if it is determined that the time period after the last self-test has reached or exceeded the defined time interval between self-tests, check whether the respective power electronics are asleep or ready for operation. Then, when it is determined that the respective power electronics are ready for operation, start a self-test. Then, when it is determined that the respective power electronics is asleep, the respective power electronics is woken up and transferred to an operational state. This approach is preferred to check whether a self-test routine should be started. If the respective power electronics that is to be subjected to a self-test is in sleep mode, the power electronics will be woken up for the self-test.

Vorzugsweise erfolgt dann, wenn ein Selbsttest läuft, ein prüfen, ob ein Fahrzeug an den jeweiligen Ladenanschluss angeschlossen wird. Dann, wenn festgestellt wird, dass ein Fahrzeug an den jeweiligen Ladenanschluss angeschlossen wird, erfolgt ein Abbrechen des Selbsttests und Bereitstellen der definierten Ladespannung an dem jeweiligen Ladeanschluss.Preferably, when a self-test is running, a check is made to see whether a vehicle is connected to the respective charging connection. If it is determined that a vehicle is connected to the respective charging connection, the self-test is aborted and the defined charging voltage is provided at the respective charging connection.

Vorzugsweise erfolgt dann, wenn ein Selbsttest läuft, ein prüfen, ob seit dem Starten des Selbsttests die definierte Selbsttest-Zeitdauer für den Selbsttest erreicht oder überschritten wurde. Dann, wenn festgestellt wird, dass die definierte Selbsttest-Zeitdauer für den Selbsttest erreicht oder überschritten wurde, erfolgt ein Beenden des Selbsttests.Preferably, when a self-test is running, a check is made as to whether the defined self-test time period for the self-test has been reached or exceeded since the self-test was started. If it is determined that the defined self-test time period for the self-test has been reached or exceeded, the self-test is ended.

Sollte eine Selbsttestroutine gestartet sein, so wird einerseits deren maximale Selbsttest-Zeitdauer bzw. Ausführzeitdauer überwacht, andererseits wird überwacht, ob während der Ausführung der Selbsttestroutine und damit des Selbsttests ein Fahrzeug an den mit der zu prüfenden Leistungselektronik zusammenwirkenden Ladeanschluss angeschlossen wird. Sollte an den Ladeanschluss ein Fahrzeug angeschlossen werden, so wird der Selbsttest abgebrochen. Dann, wenn die definierte Selbsttest-Zeitdauer zur Ausführung des Selbsttests erreicht wird oder überschritten wird, wird der Selbsttest und damit die Selbsttestroutine beendet.If a self-test routine has started, on the one hand its maximum self-test duration or execution time is monitored; on the other hand, it is monitored whether a vehicle is connected to the charging connection that interacts with the power electronics to be tested during the execution of the self-test routine and thus the self-test. If a vehicle is connected to the charging port, the self-test will be aborted. Then, when the defined self-test time period for executing the self-test is reached or exceeded, the self-test and thus the self-test routine is ended.

Das erfindungsgemäße Steuergerät einer Ladevorrichtung für elektrisch angetriebene Fahrzeuge ist in Anspruch 9 und die Ladevorrichtung ist in Anspruch 10 definiert.The control device according to the invention of a charging device for electrically powered vehicles is defined in claim 9 and the charging device is defined in claim 10.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

  • 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ladevorrichtung für elektrisch angetriebene Fahrzeuge,
  • 2 ein Blockschaltbild einer zweiten Ladevorrichtung für elektrisch angetriebene Fahrzeuge,
  • 3 ein Signalflussdiagramm zur Verdeutlichung des Verfahrens zum Betreiben einer Ladevorrichtung für elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
Preferred developments of the invention result from the subclaims and the following description. Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail using the drawing, without being limited to this. This shows:
  • 1 a block diagram of a first charging device for electrically powered vehicles,
  • 2 a block diagram of a second charging device for electrically powered vehicles,
  • 3 a signal flow diagram to illustrate the method for operating a charging device for electrically powered vehicles.

1 zeigt stark schematisiert eine bidirektionale Ladevorrichtung 10 für ein Gleichstrom-Laden eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs. Die Ladevorrichtung 10 verfügt über einen Ladeanschluss 11 zum Anschließen eines elektrisch angetriebenen, zu ladenden Fahrzeugs. 1 shows a highly schematic representation of a bidirectional charging device 10 for direct current charging of an electrically driven vehicle. The charging device 10 has a charging connection 11 for connecting an electrically powered vehicle to be charged.

Ferner verfügt die Ladestation 10 über eine mit dem Ladeanschluss 11 zusammenwirkende Leistungselektronik. Die Leistungselektronik 12 umfasst zum Beispiel AC/DC-Wandler, DC/DC-Wandler und Halbleitermodule. Die Leistungselektronik 12 ist an ein elektrisches Versorgungsnetz 13 angeschlossen.Furthermore, the charging station 10 has power electronics that interact with the charging connection 11. The power electronics 12 includes, for example, AC/DC converters, DC/DC converters and semiconductor modules. The power electronics 12 is connected to an electrical supply network 13.

Bei einer bidirektionalen Ladevorrichtung 10 kann ausgehend vom elektrischen Versorgungsnetz 13 elektrische Energie in die Traktionsbatterie eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs eingespeichert werden. Ebenso ist es möglich, in der Traktionsbatterie gespeicherte elektrische Energie in das elektrische Versorgungsnetz 13 zur Stützung desselben zurück zu speisen.With a bidirectional charging device 10, electrical energy can be stored in the traction battery of an electrically driven vehicle starting from the electrical supply network 13. It is also possible to feed electrical energy stored in the traction battery back into the electrical supply network 13 to support it.

2 zeigt stark schematisiert eine Ladevorrichtung 10 mit zwei Ladeanschlüssen 11. An jeden Ladeanschluss 11 kann jeweils ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug angeschlossen werden. Mit jedem Ladeanschluss 11 wirkt eine Leistungselektronik 12 zusammen, über welche wiederum eine Anbindung an ein elektrisches Versorgungsnetz 13 erfolgt. 2 shows a highly schematic illustration of a charging device 10 with two charging ports 11. An electrically powered vehicle can be connected to each charging port 11. Power electronics 12 interact with each charging connection 11, via which in turn a connection to an electrical supply network 13 takes place.

Um an einem der Ladeanschlüsse 11 der Ladevorrichtung 10 gemäß 2 die zur Verfügung stehende Ladeleistung zu erhöhen, ist es möglich, die beiden Leistungselektroniken 12 über einen Schalter 14 aneinander zu koppeln, wobei dann lediglich einer der Ladeanschlüsse 11 zum Laden eines elektrischen Fahrzeugs bei erhöhter Ladeleistung genutzt wird.To connect to one of the charging ports 11 of the charging device 10 according to 2 To increase the available charging power, it is possible to couple the two power electronics 12 to one another via a switch 14, in which case only one of the charging connections 11 is used to charge an electric vehicle with increased charging power.

Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren und ein Steuergerät zum Betreiben einer bidirektionalen Ladevorrichtung 10 für ein Gleichstrom-Laden elektrisch angetriebener Fahrzeuge, wobei die Ladevorrichtung 10 mindestens einen Ladeanschluss 11 zum Anschließen eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs und mindestens eine Leistungselektronik 12 zur Bereitstellung eines definierten Ladestroms und einer definierten Ladespannung für das Gleichstrom-Laden an dem jeweiligen Ladeanschluss 11 aufweist.The invention now relates to a method and a control device for operating a bidirectional charging device 10 for direct current charging of electrically driven vehicles, wherein the charging device 10 has at least one charging connection 11 for connecting an electrically driven vehicle and at least one power electronics 12 for providing a defined charging current and a defined charging voltage for direct current charging at the respective charging connection 11.

Zur Durchführung eines Selbsttests einer jeweiligen Leistungselektronik 12 eines jeweiligen Ladeanschlusses 11 wird die jeweilige Leistungselektronik 12 des jeweiligen Ladeanschlusses 11 in definierten zeitlichen Abständen, insbesondere jede Stunde oder alle zwei Stunden, für eine definierte Selbsttest-Zeitdauer, insbesondere für eine Minute oder zwei Minuten oder drei Minuten, einer Selbsttestspannung ausgesetzt, die zumindest der maximalen Ladespannung der Ladevorrichtung 10 entspricht.To carry out a self-test of a respective power electronics 12 of a respective charging connection 11, the respective power electronics 12 of the respective charging connection 11 is tested at defined time intervals, in particular every hour or every two hours, for a defined self-test period, in particular for one minute or two minutes or three Minutes, exposed to a self-test voltage that corresponds at least to the maximum charging voltage of the charging device 10.

Hierbei wird überprüft, ob sich an der jeweiligen Leistungselektronik 12, insbesondere an Halbleitermodulen der jeweiligen Leistungselektronik 12, des jeweiligen Ladeanschlusses 11 ein Kurzschluss ausbildet. Dies kann z.B. über eine Strommessung, Spannungsmessung oder dergleichen erfolgen.This checks whether a short circuit forms on the respective power electronics 12, in particular on semiconductor modules of the respective power electronics 12, of the respective charging connection 11. This can be done, for example, by measuring current, measuring voltage or the like.

Dann, wenn festgestellt wird, dass sich kein Kurzschluss an der jeweiligen Leistungselektronik 12 ausbildet, wird der jeweilige Ladeanschluss 11 für ein Laden eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs freigegeben.Then, when it is determined that there is no short circuit on the respective power electronics 12, the respective charging connection 11 is released for charging an electrically driven vehicle.

Wird hingegen festgestellt, dass sich an der jeweiligen Leistungselektronik 12 ein Kurzschluss ausbildet, so wird der jeweilige Ladeanschluss 11 für ein Laden eines elektrischen Fahrzeugs gesperrt.However, if it is determined that a short circuit is forming on the respective power electronics 12, the respective charging connection 11 is blocked for charging an electric vehicle.

Der Selbsttest wird dabei ausschließlich dann ausgeführt, wenn an den jeweiligen Ladeanschluss 11, dessen Leistungselektronik 12 einem Selbsttest unterzogen werden soll, kein Fahrzeug für einen Ladevorgang angeschlossen ist.The self-test is only carried out when no vehicle is connected for a charging process to the respective charging connection 11, the power electronics 12 of which is to be subjected to a self-test.

Vorzugsweise ist die zur Durchführung des jeweiligen Selbsttests an der jeweiligen Leistungselektronik 12 angelegte Selbsttestspannung größer als die maximale Ladespannung der Ladestation 10. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Selbsttestspannung um zumindest 50 V, bevorzugt um zumindest 75 V, besonders bevorzugt um zumindest 100 V, größer ist als die maximale Ladespannung der Ladestation 10.Preferably, the self-test voltage applied to the respective power electronics 12 to carry out the respective self-test is greater than the maximum charging voltage of the charging station 10. In particular, it is provided that the self-test voltage is at least 50 V, preferably at least 75 V, particularly preferably at least 100 V, greater is the maximum charging voltage of the charging station 10.

Wird während der Ausführung des Selbsttests ein Fahrzeug an den jeweiligen Ladeanschluss der zu prüfenden Leistungselektronik 12 angeschlossen, so wird der Selbsttest der jeweiligen Leistungselektronik 12 abgebrochen.If a vehicle is connected to the respective charging port of the power electronics 12 to be tested while the self-test is being carried out, the self-test of the respective power electronics 12 is aborted.

Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird demnach vorgeschlagen, in definierten zeitlichen Abständen die jeweilige Leistungselektronik 12 einer bidirektionalen Ladevorrichtung 10 zum Gleichstrom-Laden von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen für eine definierte Selbsttest-Zeitdauer einer Selbsttestspannung auszusetzen, die mindestens der maximalen Ladespannung der Ladevorrichtung entspricht, vorzugsweise größer als dieselbe ist.In the sense of the present invention, it is therefore proposed to expose the respective power electronics 12 of a bidirectional charging device 10 for direct current charging of electrically driven vehicles to a self-test voltage for a defined self-test period at defined time intervals, which corresponds at least to the maximum charging voltage of the charging device, preferably is larger than the same.

Sollten insbesondere Halbleitermodule der jeweiligen Leistungselektronik 12 sich in einem schlechten Zustand befinden, so bildet sich dann beim Selbsttest an denselben ein Kurzschluss aus. Der Kurzschluss kann auf herkömmliche Art und Weise überwacht werden, zum Beispiel über eine Strommessung, über eine Spannungsmessung oder über einen Isolationswächter.If, in particular, semiconductor modules of the respective power electronics 12 are in a bad condition, a short circuit will form on them during the self-test. The short circuit can be monitored in a conventional manner, for example via a current measurement, a voltage measurement or via an insulation monitor.

Wird an einer Leistungselektronik 12 ein Kurzschluss festgestellt, so wird der mit der Leistungselektronik 12 zusammenwirkende Ladeanschluss 11 für ein Laden gesperrt. Nur dann, wenn bei Ausführung eines Selbsttests an einer Leistungselektronik 12 kein Kurzschluss festgestellt wird, wird der mit der Leistungselektronik zusammenwirkende Ladeanschluss für ein elektrisches Laden eines Kraftfahrzeugs freigegeben.If a short circuit is detected on a power electronics unit 12, the charging connection 11, which interacts with the power electronics unit 12, is blocked for charging. Only if no short circuit is detected when a self-test is carried out on power electronics 12 will the charging connection that interacts with the power electronics be released for electrical charging of a motor vehicle.

Weitere Details der Erfindung werden unter Bezugnahme auf das Signalflussdiagramm der 3 beschrieben.Further details of the invention are described with reference to the signal flow diagram of 3 described.

Zur Durchführung eines Selbsttests an einer jeweiligen Leistungselektronik wird zunächst in einem Block 20 der Status der jeweiligen zu testenden Leistungselektronik 12 überprüft, und zwar dadurch, dass in Block 20 der Status der Leistungselektronik abgefragt wird.To carry out a self-test on a respective power electronics unit, the status of the respective power electronics unit 12 to be tested is first checked in a block 20, namely by querying the status of the power electronics unit in block 20.

Dabei kann die jeweilige Leistungselektronik 12 entweder einen Fehler-Status gemäß Block 21 oder einen Lade-Status gemäß Block 22 oder einen Ladebereitschafts-Status gemäß Block 23 einnehmen bzw. aufweisen.The respective power electronics 12 can assume or have either an error status according to block 21 or a charging status according to block 22 or a ready-to-charge status according to block 23.

Dann, wenn die jeweilige Leistungselektronik 12 den Fehler-Status des Blocks 21, den Lade- Status des Blocks 22 aufweist, erfolgt kein Einstieg in eine Selbsttestroutine. Nur dann hingegen, wenn in Block 20 festgestellt wird, dass die jeweilige Leistungselektronik 12 den Ladebereitschafts-Status des Blocks 23 einnimmt bzw. aufweist, erfolgt ein Einstieg in eine Selbsttestroutine. Bei Vorliegen des Fehler-Status wird in einem Block 36 ein entsprechender Fehlercode generiert und versendet, z.B. an eine Anzeige der Ladestation 10.If the respective power electronics 12 has the error status of block 21 and the charging status of block 22, a self-test routine is not entered. However, only when it is determined in block 20 that the respective power electronics 12 assumes or has the ready-to-charge status of block 23 does a self-test routine begin. If the error status is present, a corresponding error code is generated and sent in a block 36, for example to a display on the charging station 10.

Nach dem Einstieg in die Selbsttestroutine wird in einem Block 24 überprüft, ob an der jeweiligen Leistungselektronik 12 aktuell ein Selbsttest ausgeführt wird oder nicht. Wird in Block 24 festgestellt, dass an einer Leistungselektronik 12, für die zuvor der Ladebereitschafts-Status festgestellt wurde, aktuell keine Selbsttestroutine ausgeführt wird, so wird ausgehend von Block 24 auf Block 25 verzweigt.After entering the self-test routine, a check is made in a block 24 as to whether a self-test is currently being carried out on the respective power electronics 12 or not. If it is determined in block 24 that no self-test routine is currently being carried out on a power electronics unit 12 for which the ready-to-charge status was previously determined, then a branch is made starting from block 24 to block 25.

In Block 25 wird überprüft, ob eine Zeitspanne seit dem zuletzt ausgeführten Selbsttest den definierten zeitlichen Abstand zwischen zwei Selbsttests erreicht oder überschritten hat, insbesondere eine Zeitspanne von einer Stunde oder zwei Stunden.In block 25 it is checked whether a period of time since the last self-test carried out has reached or exceeded the defined time interval between two self-tests, in particular a period of one hour or two hours.

Wird in Block 25 festgestellt, dass die Zeitspanne seit dem zuletzt ausgeführten Selbsttest den definierten zeitlichen Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Selbsttests erreicht oder überschritten hat, so wird nachfolgend in einem Block 26 überprüft, ob die jeweilige Leistungselektronik schläft oder betriebsbereit ist. Wird in Block 26 festgestellt, dass die jeweilige Leistungselektronik schläft, so wird ausgehend von Block 26 auf Block 27 verzweigt. In Block 27 wird die jeweilige Leistungselektronik 12 aufgeweckt und in einen betriebsbereiten Zustand überführt.If it is determined in block 25 that the time period since the last self-test carried out has reached or exceeded the defined time interval between two successive self-tests, a check is subsequently made in a block 26 as to whether the respective power electronics are asleep or ready for operation. If it is determined in block 26 that the respective power electronics is asleep, the system branches from block 26 to block 27. In block 27, the respective power electronics 12 is woken up and brought into an operational state.

Wird hingegen in Block 26 festgestellt, dass die jeweilige Leistungselektronik betriebsbereit ist und nicht schläft, so wird auf Block 28 verzweigt, wobei in Block 28 ein Selbsttest gestartet wird.If, on the other hand, it is determined in block 26 that the respective power electronics are ready for operation and are not sleeping, the process branches to block 28, with a self-test being started in block 28.

Wird in Block 24 festgestellt, dass an der jeweiligen Leistungselektronik 12 aktuell ein Selbsttest ausgeführt wird, so wird ausgehend von Block 24 auf Block 29 verzweigt. In Block 29 wird überprüft, ob an dem mit der jeweiligen Leistungselektronik 12 zusammenwirkenden Ladeanschluss 11 ein Fahrzeug angeschlossen ist oder wird.If it is determined in block 24 that a self-test is currently being carried out on the respective power electronics 12, then a branch is made starting from block 24 to block 29. In block 29 it is checked whether the device with the respective power electronics 12 cooperating charging port 11 a vehicle is or is connected.

Wird in Block 29 festgestellt, dass an den jeweiligen Ladeanschluss 11 ein Kraftfahrzeug angeschlossen ist oder wird, so wird ausgehend von Block 29 auf Block 30 verzweigt, wobei in Block 30 die an der jeweiligen Leistungselektronik 12 bereitgestellte Spannung auf die maximale Ladespannung begrenzt wird und nachfolgend in einem Block 31 der Selbsttest abgebrochen wird bzw. beendet wird.If it is determined in block 29 that a motor vehicle is or will be connected to the respective charging connection 11, the process branches off from block 29 to block 30, whereby in block 30 the voltage provided at the respective power electronics 12 is limited to the maximum charging voltage and subsequently In a block 31 the self-test is aborted or ended.

Wird hingegen in Block 29 festgestellt, dass kein Fahrzeug an den mit der Leistungselektronik 12 zusammenwirkenden Ladeanschluss angeschlossen ist oder wird, so wird ausgehend von Block 29 auf Block 32 verzweigt, wobei dann in Block 32 die Leistungselektronik 12 der Selbsttestspannung ausgesetzt wird, die größer ist als die maximale Ladespannung der Ladevorrichtung 10.However, if it is determined in block 29 that no vehicle is or will be connected to the charging port that interacts with the power electronics 12, then starting from block 29, a branch is made to block 32, whereby in block 32 the power electronics 12 is then exposed to the self-test voltage, which is larger as the maximum charging voltage of the charging device 10.

Nach Block 32 wird in dem Block 33 überprüft, ob bei Ausführung eines Selbsttests die definierte Selbsttest-Zeitdauer für den Selbsttest erreicht oder überschritten wurde. Wird festgestellt, dass dies der Fall ist, dass also die definierte Selbsttest-Zeitdauer für den Selbsttest erreicht oder überschritten wird, so wird ausgehend von Block 33 auf Block 34 verzweigt und die Spannung, die an der Leistungselektronik 12 anliegt, wieder auf die maximale Ladespannung der Ladevorrichtung beschränkt. Anschließend wird in einem Block 35 der Selbsttest beendet.After block 32, block 33 checks whether the defined self-test time period for the self-test was reached or exceeded when a self-test was executed. If it is determined that this is the case, i.e. that the defined self-test time period for the self-test is reached or exceeded, then the system branches from block 33 to block 34 and the voltage applied to the power electronics 12 returns to the maximum charging voltage the loading device is limited. The self-test is then ended in a block 35.

Wie unter Bezugnahme auf 3 beschrieben, wird demnach zunächst in Block 20 der Status der zu prüfenden Leistungselektronik überprüft bzw. abgefragt. Weist die Leistungselektronik 12 den Fehler-Status des Blocks 21 oder den Lade-Status des Blocks 22 auf, so wird nichts unternommen. Lediglich wird in Block 36 ein entsprechender Fehlercode generiert und versendet. Wird in Block 20 festgestellt, dass die Leistungselektronik 12 den Ladebereitschafts-Status des Blocks 23 aufweist, so wird in Block 24 überprüft, ob aktuell ein Selbsttest ausgeführt wird oder nicht. Ist dies nicht der Fall, so wird in Block 25 überprüft, ob seit Ausführung des letzten Selbsttest der definierte zeitliche Abstand zwischen zwei Selbsttests erreicht oder überschritten wurde. Ist dies der Fall, so wird entweder bei einer schlafenden Leistungselektronik im Block 27 die Leistungselektronik aufgeweckt oder bei einer nicht schlafenden Leistungselektronik in Block 28 ein Selbsttest gestartet. Nach Block 27 und Block 28 und dann, wenn in Block 25 festgestellt wird, dass nach Ausführung eines letzten Selbsttests der definierte zeitliche Abstand zwischen zwei Selbsttests noch nicht erreicht oder überschritten wurde, fängt das in 3 visualisierte Verfahren von vorne an. Wird in Block 24 festgestellt, dass an einer Leistungselektronik 12 aktuell ein Selbsttest ausgeführt wird, so wird in Block 29 überprüft, ob am jeweiligen Ladeanschluss 11 ein Kraftfahrzeug angeschlossen ist oder wird. Ist dies der Fall, so wird ausgehend von Block 29 auf Block 30 und nachfolgend auf Block 31 verzweigt, es wird dann der Selbsttest abgebrochen und die Spannung am Ladeanschluss 11 auf die maximale Ladespannung beschränkt. Es wird die zum Laden benötigte Ladespannung am Ladeanschluss 11 bereitgestellt und das Verfahren der 3 beginnt von vorne. Wird hingegen in Block 29 festgestellt, dass kein Fahrzeug an den entsprechenden Ladeanschluss 11 angeschlossen ist, so wird in Block 32 die Leistungselektronik der Selbsttestspannung ausgesetzt, die größer ist als die maximale Ladespannung. Hierbei wird dann in Block 33 fortlaufend überprüft, ob die definierte Selbsttest-Zeitdauer für den Selbsttest erreicht oder überschritten wurde. Wurde die definierte Selbsttest-Zeitdauer für den Selbsttest überschritten, so wird der Selbsttest in Blöcken 34, 35 beendet und das Verfahren beginnt wieder von vorne.Like referring to 3 described, the status of the power electronics to be tested is first checked or queried in block 20. If the power electronics 12 has the error status of block 21 or the charging status of block 22, nothing is done. Only a corresponding error code is generated and sent in block 36. If it is determined in block 20 that the power electronics 12 has the ready-to-charge status of block 23, a check is made in block 24 as to whether a self-test is currently being carried out or not. If this is not the case, block 25 checks whether the defined time interval between two self-tests has been reached or exceeded since the last self-test was carried out. If this is the case, either the power electronics are woken up in block 27 if the power electronics are sleeping or a self-test is started in block 28 if the power electronics are not sleeping. After block 27 and block 28 and then when it is determined in block 25 that after executing a last self-test the defined time interval between two self-tests has not yet been reached or exceeded, this begins 3 visualized procedures from the beginning. If it is determined in block 24 that a self-test is currently being carried out on a power electronics unit 12, it is checked in block 29 whether a motor vehicle is or will be connected to the respective charging connection 11. If this is the case, the system branches from block 29 to block 30 and then to block 31. The self-test is then aborted and the voltage at the charging connection 11 is limited to the maximum charging voltage. The charging voltage required for charging is provided at the charging connection 11 and the method of 3 starts from the beginning. However, if it is determined in block 29 that no vehicle is connected to the corresponding charging port 11, then in block 32 the power electronics are exposed to the self-test voltage, which is greater than the maximum charging voltage. Block 33 then continuously checks whether the defined self-test time period for the self-test has been reached or exceeded. If the defined self-test time period for the self-test has been exceeded, the self-test is ended in blocks 34, 35 and the process begins again from the beginning.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät einer bidirektionalen Ladevorrichtung 10 für ein elektrisches Gleichstrom-Laden elektrisch angetriebener Fahrzeuge, wobei das Steuergerät eingerichtet ist, das oben beschriebene Verfahren steuerungsseitig automatisch auszuführen.The invention further relates to a control device of a bidirectional charging device 10 for electrical direct current charging of electrically driven vehicles, wherein the control device is set up to automatically carry out the method described above on the control side.

Ferner betrifft die Erfindung eine Ladevorrichtung, die ein derartiges Steuergerät umfasst.The invention further relates to a charging device which includes such a control device.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010042750 A1 [0007]DE 102010042750 A1 [0007]
  • DE 102019130421 A1 [0008]DE 102019130421 A1 [0008]
  • DE 102019117375 A1 [0008]DE 102019117375 A1 [0008]

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben einer bidirektionalen Ladevorrichtung (10) für ein Gleichstrom-Laden elektrisch angetriebener Fahrzeuge, wobei die Ladevorrichtung (10) mindestens einen Ladeanschluss (11) zum Anschließen eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs und mindestens eine Leistungselektronik (12) zur Bereitstellung eines definierten Ladestroms und einer definierten Ladespannung an dem jeweiligen Ladeanschluss (11) aufweist, wobei dann, wenn an den jeweiligen Ladeanschluss (11) kein Fahrzeug angeschlossen ist, zur Durchführung eines Selbsttests die jeweilige Leistungselektronik (12) des jeweiligen Ladeanschlusses (11) in definierten zeitlichen Abständen für eine definierte Selbsttest-Zeitdauer einer Selbsttestspannung ausgesetzt wird, die zumindest der maximalen Ladespannung der Ladevorrichtung (10) entspricht, wobei hierbei überprüft wird, ob sich an der jeweiligen Leistungselektronik (12) des jeweiligen Ladeanschlusses (11) ein Kurzschluss oder Defekt ausbildet, wobei dann, wenn festgestellt wird, dass sich kein Kurzschluss oder Defekt ausbildet, der jeweilige Ladeanschluss (11) für ein Laden eines Fahrzeugs freigegeben wird, und wobei dann, wenn festgestellt wird, dass sich ein Kurzschluss oder Defekt ausbildet, der jeweilige Ladeanschluss (11) für ein Laden eines Fahrzeugs gesperrt wird.Method for operating a bidirectional charging device (10) for direct current charging of electrically powered vehicles, wherein the charging device (10) has at least one charging connection (11) for connecting an electrically driven vehicle and at least one power electronics (12) for providing a defined charging current and a defined charging voltage at the respective charging connection (11), whereby when no vehicle is connected to the respective charging connection (11), the respective power electronics (12) of the respective charging connection (11) are used at defined time intervals for a defined time to carry out a self-test Self-test period is exposed to a self-test voltage which corresponds at least to the maximum charging voltage of the charging device (10), whereby it is checked whether a short circuit or defect forms in the respective power electronics (12) of the respective charging connection (11), whereby if it is determined that no short circuit or defect is developing, the respective charging connection (11) is released for charging a vehicle, and if it is determined that a short circuit or defect is forming, the respective charging connection (11) is released for charging a vehicle is blocked. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung des Selbsttests die jeweilige Leistungselektronik (12) einer Selbsttestspannung ausgesetzt wird, die größer als die maximale Ladespannung der Ladevorrichtung (10) ist.Procedure according to Claim 1 , characterized in that to carry out the self-test, the respective power electronics (12) is exposed to a self-test voltage that is greater than the maximum charging voltage of the charging device (10). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Selbsttestspannung um zumindest 50 Volt, bevorzugt um zumindest 75 Volt, besonders bevorzugt um zumindest 100 Volt, größer ist als die maximale Ladespannung der Ladevorrichtung (10).Procedure according to Claim 2 , characterized in that the self-test voltage is at least 50 volts, preferably at least 75 volts, particularly preferably at least 100 volts, greater than the maximum charging voltage of the charging device (10). Verfahren nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn während der Ausführung des Selbsttests ein Fahrzeug an den jeweiligen Ladeanschluss (11) angeschlossen wird, der Selbsttest der jeweiligen Leistungselektronik (11) abgebrochen wird.Method according to claim one of Claims 1 until 3 , characterized in that if a vehicle is connected to the respective charging port (11) while the self-test is being carried out, the self-test of the respective power electronics (11) is aborted. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung des Selbsttests zumindest folgende Schritte ausgeführt werden: Überprüfen des Status der jeweiligen Leistungselektronik (12), wobei nur dann, wenn die Leistungselektronik weder einen Fehler-Status aufweist noch sich in einem Lade-Status befindet, ein Einstieg in eine Selbsttestroutine erfolgt, nach dem Einstieg in eine Selbsttestroutine prüfen, ob an der jeweiligen Leistungselektronik aktuell ein Selbsttest ausgeführt wird, dann, wenn an der jeweiligen Leistungselektronik aktuell kein Selbsttest ausgeführt wird, prüfen, ob eine Zeitspanne nach dem zuletzt ausgeführten Selbsttest den definierten zeitlichen Abstand zwischen Selbsttests erreicht oder überschritten ist, dann, wenn festgestellt wird, dass die Zeitspanne nach dem zuletzt ausgeführten Selbsttest den definierten zeitlichen Abstand zwischen Selbsttests erreicht oder überschritten hat, prüfen, ob die jeweilige Leistungselektronik schläft oder betriebsbereit ist, dann, wenn festgestellt wird, dass die jeweilige Leistungselektronik betriebsbereit ist, starten eines Selbsttests.Procedure according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that to carry out the self-test, at least the following steps are carried out: checking the status of the respective power electronics (12), with entry into only if the power electronics neither has an error status nor is in a charging status a self-test routine is carried out, after entering a self-test routine, check whether a self-test is currently being carried out on the respective power electronics, then, if no self-test is currently being carried out on the respective power electronics, check whether a period of time after the last carried out self-test has the defined time interval between self-tests has been reached or exceeded, then if it is determined that the time period after the last self-test carried out has reached or exceeded the defined time interval between self-tests, check whether the respective power electronics is asleep or ready for operation, then if it is determined that If the respective power electronics are ready for operation, start a self-test. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn festgestellt wird, dass die jeweilige Leistungselektronik schläft, die jeweilige Leistungselektronik aufgeweckt und in einen betriebsbereiten Zustand überführt wird.Procedure according to Claim 5 , characterized in that when it is determined that the respective power electronics is asleep, the respective power electronics is woken up and transferred to an operational state. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch folgende Schritte: dann, wenn ein Selbsttest ausgeführt wird, prüfen, ob ein Fahrzeug an den jeweiligen Ladenanschluss angeschlossen wird, dann, wenn festgestellt wird, dass ein Fahrzeug an den jeweiligen Ladenanschluss angeschlossen wird, abbrechen des Selbsttests und bereitstellen der definierten Ladespannung an dem jeweiligen Ladeanschluss (11).Procedure according to Claim 5 or 6 , characterized by the following steps: then, when a self-test is carried out, check whether a vehicle is connected to the respective charging connection, then, if it is determined that a vehicle is connected to the respective charging connection, cancel the self-test and provide the defined charging voltage at the respective charging port (11). Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, gekennzeichnet durch folgende Schritte: dann, wenn ein Selbsttest ausgeführt wird, prüfen, ob seit dem Starten des Selbsttests die definierte Selbsttest-Zeitdauer für einen Selbsttest erreicht oder überschritten wurde, dann, wenn festgestellt wird, dass die definierte Selbsttest-Zeitdauer erreicht oder überschritten wurde, beenden des Selbsttests.Procedure according to Claim 5 , 6 or 7 , characterized by the following steps: then, when a self-test is carried out, check whether the defined self-test time period for a self-test has been reached or exceeded since the self-test was started, then if it is determined that the defined self-test time period has been reached or exceeded ended, end the self-test. Steuergerät einer bidirektionalen Ladevorrichtung (10) für ein Gleichstrom-Laden elektrisch angetriebener Fahrzeuge, wobei das Steuergerät eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 automatisch auszuführen.Control device of a bidirectional charging device (10) for direct current charging of electrically powered vehicles, the control device being set up to carry out the method according to one of Claims 1 until 8th to execute automatically. Ladevorrichtung für bidirektionales Laden elektrisch angetriebener Fahrzeuge mit einem Steuergerät nach Anspruch 9.Charging device for bidirectional charging of electrically powered vehicles with a control unit Claim 9 .
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4213271C1 (en) 1992-04-16 1993-10-21 Aeg Westinghouse Transport Short-circuit testing of overhead line section for electric railway - increasing test voltage and monitoring current to provide short-circuit indication via threshold stage
WO2011065036A1 (en) 2009-11-27 2011-06-03 東京電力株式会社 Charging system, charger, electrically powered movable body, method for charging battery for electrically powered movable body
US20110279082A1 (en) 2010-05-14 2011-11-17 Hagenmaier Jr Carl F Safety supervisory module of an electric vehicle charging station
DE102010042750A1 (en) 2010-10-21 2012-04-26 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for detecting a short circuit
CN213056766U (en) 2020-08-18 2021-04-27 江苏华鹏智能仪表科技股份有限公司 V2G electric automobile fills electric pile
WO2022008640A1 (en) 2020-07-09 2022-01-13 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Technology for monitoring a contact between charging conductors for charging an electric vehicle

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4213271C1 (en) 1992-04-16 1993-10-21 Aeg Westinghouse Transport Short-circuit testing of overhead line section for electric railway - increasing test voltage and monitoring current to provide short-circuit indication via threshold stage
WO2011065036A1 (en) 2009-11-27 2011-06-03 東京電力株式会社 Charging system, charger, electrically powered movable body, method for charging battery for electrically powered movable body
US20110279082A1 (en) 2010-05-14 2011-11-17 Hagenmaier Jr Carl F Safety supervisory module of an electric vehicle charging station
DE102010042750A1 (en) 2010-10-21 2012-04-26 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for detecting a short circuit
WO2022008640A1 (en) 2020-07-09 2022-01-13 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Technology for monitoring a contact between charging conductors for charging an electric vehicle
CN213056766U (en) 2020-08-18 2021-04-27 江苏华鹏智能仪表科技股份有限公司 V2G electric automobile fills electric pile

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