DE102022131871A1 - Shutdown device for a charging control and method for operating the shut-down device - Google Patents

Shutdown device for a charging control and method for operating the shut-down device Download PDF

Info

Publication number
DE102022131871A1
DE102022131871A1 DE102022131871.0A DE102022131871A DE102022131871A1 DE 102022131871 A1 DE102022131871 A1 DE 102022131871A1 DE 102022131871 A DE102022131871 A DE 102022131871A DE 102022131871 A1 DE102022131871 A1 DE 102022131871A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
safety
control
charging
controller
main
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022131871.0A
Other languages
German (de)
Inventor
Christian SANDER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Phoenix Contact eMobility GmbH
Original Assignee
Phoenix Contact eMobility GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Phoenix Contact eMobility GmbH filed Critical Phoenix Contact eMobility GmbH
Priority to DE102022131871.0A priority Critical patent/DE102022131871A1/en
Publication of DE102022131871A1 publication Critical patent/DE102022131871A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/20Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for electronic equipment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Abschaltvorrichtung für eine Ladesteuerung,mit mindestens einem Hauptcontroller (11) und mindestens einen Ladeschalter (14). Der Ladeschalter ist dazu ausgelegt, einen Ladestrom einem Energiespeicher zuführen zu können oder diesen zu blockieren. Der Hauptcontroller (11) kann dazu eine Hauptfreigabe (21) für den Ladeschalter (14) erzeugen. Eine Hauptansteuerung (12) kann dabei aus der Hauptfreigabe (21) ein Steuersignal für den Ladeschalter (14) erzeugen. Die Abschaltvorrichtung beinhaltet weiterhin einen Sicherheitscontroller (15). Dieser Sicherheitscontroller (15) kann eine Sicherheitsfreigabe (23) für den Ladeschalter (14) erzeugen. Eine Sicherheitsansteuerung (13) aus der Sicherheitsfreigabe (23) kann dann ein Steuersignal für den Ladeschalter (14) erzeugen.A shutdown device for a charging control is proposed, with at least one main controller (11) and at least one charging switch (14). The charging switch is designed to be able to supply a charging current to an energy storage device or to block it. The main controller (11) can generate a main enable (21) for the charging switch (14). A main control (12) can generate a control signal for the charging switch (14) from the main enable (21). The shutdown device also includes a safety controller (15). This safety controller (15) can generate a safety enable (23) for the charging switch (14). A safety control (13) from the safety enable (23) can then generate a control signal for the charging switch (14).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abschaltvorrichtung für eine Ladesteuerung sowie Verfahren zum Betreiben der Abschaltvorrichtung.The present invention relates to a shutdown device for a charging control and methods for operating the shutdown device.

Entsprechende Ladesteuerungen finden sich unter anderem in Ladesäulen zum Laden elektrischer Energiespeicher wie bspw. Akkumulatoren in Fahrzeugen. Aber auch in anderen Bereichen der Elektronik werden Ladesteuerungen zum Laden von Energiespeichern eingesetzt.Corresponding charging controls can be found, among other things, in charging stations for charging electrical energy storage devices such as accumulators in vehicles. But charging controls are also used in other areas of electronics to charge energy storage devices.

Solche Ladesteuerungen beinhalten einen Mikrocontroller, welcher den Ladevorgang steuern kann. Dazu kann der Mikrocontroller auf einen Ladeschalter einwirken, um diesen entsprechend der Steuerung des Ladevorgangs zu schalten.Such charging controls contain a microcontroller that can control the charging process. The microcontroller can act on a charging switch to switch it according to the control of the charging process.

Ebenfalls wird dieser Mikrocontroller dazu verwendet, Sicherheitsfunktionen ausführen zu können. So kann ein entsprechender Mikrocontroller dazu ausgeführt sein, den Ladevorgang zu überwachen und im Fehlerfall oder bei auftretenden, definierten Einflüssen, den Ladevorgang zu unterbrechen, indem der Ladeschalter entsprechend gesteuert wird.This microcontroller is also used to carry out safety functions. A corresponding microcontroller can be designed to monitor the charging process and, in the event of a fault or if defined influences occur, to interrupt the charging process by controlling the charging switch accordingly.

Dazu ist aus dem Stand der Technik eine Ladesteuerung bekannt, bei welcher ein Mikrocontroller die Steuerung übernimmt. Ebenfalls wird bekannterweise ein Sicherheitskreis in der Ladesteuerung mit dem Mikrocontroller aufgebaut. Auf dem Mikrocontroller läuft auch eine Applikation, welche die Ladung und den Sicherheitskreis steuert.For this purpose, a charging control system is known from the state of the art in which a microcontroller takes over control. It is also known that a safety circuit is set up in the charging control system with the microcontroller. An application that controls the charging and the safety circuit also runs on the microcontroller.

Um Fehlerfälle detektieren zu können oder die definierten Einflüsse messen und bewerten zu können, sind weitere Elemente, wie Isolationswächter oder ähnliches mit dem Mikrocontroller verbunden. Eine solche Ladesteuerung ist bspw. aus der EP 4 088 964 A1 bekannt.In order to be able to detect faults or to measure and evaluate the defined influences, additional elements such as insulation monitors or similar are connected to the microcontroller. Such a charging control is known, for example, from the EP 4 088 964 A1 known.

Wird nun die Applikation oder das Betriebssystem des Mikrocontrollers aktualisiert, so muss immer eine Requalifizierung des Sicherheitskreises erfolgen, d.h. es entstehen erneut Kosten und Zeitbedarf für Prüfung und Zulassung durch externe Institute.If the application or the operating system of the microcontroller is updated, the safety circuit must always be requalified, which means that additional costs and time are incurred for testing and approval by external institutes.

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik stellt sich diese Erfindung die Aufgabe, solche Erfordernisse zu eliminieren oder zumindest den Zeitbedarf für Prüfung und Zulassung nicht zu einem Funktionsausfall führen zu lassen.Based on the known state of the art, this invention sets itself the task of eliminating such requirements or at least of preventing the time required for testing and approval from leading to a functional failure.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie des nebengeordneten Anspruchs 10 gelöst.This object is achieved with the features of claim 1 and the independent claim 10.

Dazu wird eine Abschaltvorrichtung für eine Ladesteuerung vorgeschlagen, mit mindestens einem Hauptcontroller und mindestens einem Ladeschalter. Der Ladeschalter kann dabei einen Ladestrom dem zu ladenden Energiespeicher zuführen oder begrenzen. Der Ladeschalter kann dazu als einfacher 2-Punkt Schalter ausgeführt sein (bevorzugt als Ladeschütz) und in mechanischer oder elektronischer Bauart ausgeführt sein. Ebenso kann der Ladeschalter als Steuerglied ausgeführt sein, welches die Menge des Ladestroms je nach Ansteuerung begrenzen kann.For this purpose, a shutdown device for a charging control is proposed, with at least one main controller and at least one charging switch. The charging switch can supply or limit a charging current to the energy storage device to be charged. The charging switch can be designed as a simple 2-point switch (preferably as a charging contactor) and can be designed in a mechanical or electronic design. The charging switch can also be designed as a control element, which can limit the amount of charging current depending on the control.

Der Ladeschalter kann ebenfalls für mehrere Kontakte ausgeführt sein oder jeder Kontakt der Ladesteuerung kann einen eigenen Ladeschalter beinhalten. Ebenso kann für jeden Ladeschalter ein eigener Hauptcontroller vorgesehen sein oder alle Ladeschalter werden durch einen gemeinsamen Hauptcontroller gesteuert.The charging switch can also be designed for multiple contacts or each contact of the charging control can contain its own charging switch. Likewise, each charging switch can have its own main controller or all charging switches can be controlled by a common main controller.

Der Hauptcontroller kann den Ladeschalter durch eine Hauptfreigabe ansteuern und damit den Ladestrom für den zu ladenden Energiespeicher freigeben oder begrenzen bis hin zur Abschaltung. Dazu ist eine Hauptansteuerung in der Abschaltvorrichtung beinhaltet, welche aus der vom Hauptcontroller erzeugten Hauptfreigabe das ein Steuersignal für den Ladeschalter erzeugen kann, wodurch das Ansteuern des Ladeschalters realisiert wird.The main controller can control the charging switch using a main enable and thus enable or limit the charging current for the energy storage device to be charged, even to the point of switching it off. For this purpose, a main control is included in the switch-off device, which can generate a control signal for the charging switch from the main enable generated by the main controller, thereby controlling the charging switch.

Der Hauptcontroller umfasst eine updatefähige Applikation, mittels welcher der Ladevorgang gesteuert wird. Dazu kann in der Applikation eine Ladekurve definiert werden, über welche der Ladevorgang mittels des Ladeschalters dem Energiespeicher zugeführte Energie gesteuert werden kann. Diese Ladekurve kann auch ein einfaches Schalten des Ladeschalters bewirken, wenn der Ladeschalter als 2-Punkt Schalter ausgeführt ist.The main controller includes an updateable application that controls the charging process. For this purpose, a charging curve can be defined in the application, via which the charging process can be controlled by the energy supplied to the energy storage device using the charging switch. This charging curve can also cause the charging switch to be switched easily if the charging switch is designed as a 2-point switch.

Diese Applikation beinhaltet ebenfalls einen Sicherheitskreis, welche auf unerwartete Zustände und/oder Fehler beim Laden reagieren kann. Hierzu kann der Hauptcontroller in solch einem Fall über die Hauptansteuerung den Ladeschalter abschalten.This application also includes a safety circuit that can react to unexpected conditions and/or errors during charging. In such a case, the main controller can switch off the charging switch via the main control.

Erfindungsgemäß beinhaltet die Abschaltvorrichtung nun einen Sicherheitscontroller, welcher zusätzlich zum Hauptcontroller in der Vorrichtung betrieben wird.According to the invention, the shutdown device now includes a safety controller, which is operated in addition to the main controller in the device.

Der Sicherheitscontroller kann den Ladeschalter durch eine Sicherheitsfreigabe ebenfalls ansteuern und damit den Ladestrom für den zu ladenden Energiespeicher freigeben oder begrenzen bis hin zur Abschaltung. Dazu ist eine Sicherheitsansteuerung in der Abschaltvorrichtung beinhaltet, welche aus der vom Sicherheitscontroller erzeugten Sicherheitsfreigabe das ein Steuersignal für den Ladeschalter erzeugen kann, wodurch das Ansteuern des Ladeschalters realisiert wird.The safety controller can also control the charging switch through a safety release and thus release or limit the charging current for the energy storage device to be charged, up to and including shutdown. For this purpose, a safety control is included in the shutdown device, which uses the safety release generated by the safety controller to generate a control signal for the charging switch, whereby the control of the charging switch is realized.

Erfindungsgemäß kann nun nicht nur der Hauptcontroller über die Hauptansteuerung ein Steuersignal für den Ladeschalter erzeugen, sondern ebenfalls der Sicherheitscontroller über die Sicherheitsansteuerung. Damit kann der Hauptcontroller sowie auch der Sicherheitscontroller auch für die Abschaltung der Ladesteuerung Sorge tragen.According to the invention, not only can the main controller generate a control signal for the charging switch via the main control, but also the safety controller via the safety control. This means that the main controller as well as the safety controller can also ensure that the charging control is switched off.

Mit dieser erfindungsgemäßen Ausführung ist sichergestellt, dass auch bei einem Update der Applikation auf dem Hauptcontroller alle Sicherheitsfunktionen der Ladesteuerung weiterhin aktiv bleiben, auch wenn der Sicherheitskreis des Hauptcontrollers geprüft und zugelassen werden muss und somit gerade nicht zur Verfügung steht.This embodiment according to the invention ensures that even when the application on the main controller is updated, all safety functions of the charging control remain active, even if the safety circuit of the main controller has to be checked and approved and is therefore not available at the time.

Bevorzugt wird vorgeschlagen, dass das Steuersignal für den Ladeschalter durch eine UND-Verknüpfung der beiden Freigaben, nämlich Hauptfreigabe und Sicherheitsfreigabe, erzeugt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass nur bei Freigabe der Sicherheitskreise beider Controller, nämlich Hauptcontroller und Sicherheitscontroller, auch eine Steuerung des Ladeschalters erfolgen darf. Stellt einer der beiden Controller eine Bedingung fest, bei welcher keine Freigabe erfolgen darf, wird die Ladesteuerung sicher abgeschaltet.Preferably, it is proposed that the control signal for the charging switch is generated by an AND link between the two releases, namely the main release and the safety release. This ensures that the charging switch can only be controlled when the safety circuits of both controllers, namely the main controller and the safety controller, are released. If one of the two controllers detects a condition under which no release is permitted, the charging control is safely switched off.

Eine solche UND-Verknüpfung wird bevorzugt derart ausgeführt, dass die beiden Ansteuerungen, nämlich Hauptansteuerung und Sicherheitsansteuerung in Reihe geschaltet werden. Dabei wird das von der Hauptansteuerung erzeugte Steuersignal nicht direkt auf den Ladeschalter geführt, sondern zunächst der Sicherheitsansteuerung. Ebenfalls wird die von dem Sicherheitscontroller erzeugte Sicherheitsfreigabe der Sicherheitsansteuerung zugeführt. Nur wenn beide Ansteuerungen (Hauptkreis und Sicherheitskreis) eine Freigabe des Ladeschalters steuern, wird ein entsprechendes Steuersignal dem Ladeschalter zugeführt. Such an AND link is preferably carried out in such a way that the two controls, namely the main control and the safety control, are connected in series. The control signal generated by the main control is not fed directly to the charging switch, but first to the safety control. The safety release generated by the safety controller is also fed to the safety control. Only if both controls (main circuit and safety circuit) control a release of the charging switch is a corresponding control signal fed to the charging switch.

Bevorzugt wird auch die Hauptfreigabe dem Sicherheitscontroller zugeführt, damit dieser die Hauptfreigabe bewerten und entsprechend darauf reagieren kann.Preferably, the main release is also fed to the safety controller so that it can evaluate the main release and react accordingly.

Zur Bewertung und Steuerung der Freigaben (Haupt- und Sicherheitsfreigabe) über die beiden Controller können diese mit mindestens einem Sicherheitsmodul über mindestens eine Signalleitung verbunden werden. Als beispielhafte Sicherheitsmodule werden Isolationswächter und/oder Fehlerstromüberwachungen angeführt. Diese Sicherheitsmodule können dann über die Signalleitung einen oder beide Controller (Hauptcontroller und Sicherheitscontroller) über mögliche Fehler und ungewollte Zustände informieren.To evaluate and control the releases (main and safety releases) via the two controllers, these can be connected to at least one safety module via at least one signal line. Examples of safety modules include insulation monitors and/or residual current monitors. These safety modules can then inform one or both controllers (main controller and safety controller) about possible errors and undesirable states via the signal line.

Es können hierzu verschiedene Sicherheitsmodule mit unterschiedlichen Controllern, also Hauptcontroller und/oder Sicherheitscontroller, verbunden werden, falls unterschiedliche Bewertungen für die beiden Sicherheitskreise vorgenommen werden sollen. Bevorzugt werden jedoch dieselben Sicherheitsmodule jedem Controller zugeführt.For this purpose, different safety modules can be connected to different controllers, i.e. main controller and/or safety controller, if different evaluations are to be carried out for the two safety circuits. However, it is preferable to supply the same safety modules to each controller.

Über die Informationen der Sicherheitsmodule können dann die Controller den Ladesteuerungszustand bewerten und entscheiden, ob eine Abschaltung des Ladeschalters vorgenommen werden muss. Durch die beiden Sicherheitskreise über den Hauptcontroller und dem Sicherheitscontroller wird somit eine redundante, doppelte Sicherheit erzeugt.Using the information from the safety modules, the controllers can then evaluate the charging control status and decide whether the charging switch needs to be switched off. The two safety circuits via the main controller and the safety controller thus create redundant, double safety.

Die Signalleitung, mit welcher die Sicherheitsmodule an den Controllern angebunden werden, sind serielle Datenverbindungen, wie bspw. RS-232 oder RS-485. Ebenso sind Busverbindungen, wie bspw. ein CAN-Bus, möglich sowie auch Ethernet-Verbindungen.The signal line with which the safety modules are connected to the controllers is a serial data connection, such as RS-232 or RS-485. Bus connections, such as a CAN bus, are also possible, as are Ethernet connections.

Der Hauptcontroller kann weiterhin mit einer Steuermöglichkeit der Ladesteuerung ausgestattet sein. Dadurch kann der Hauptcontroller Signale, bspw. zur akustischen oder optischen Kennzeichnung an die Ladesteuerung weitergeben. Ebenso ist über diese Steuermöglichkeit ein Update der Applikation auf dem Hauptcontroller möglich.The main controller can also be equipped with a control option for the charging control. This allows the main controller to pass on signals, e.g. for acoustic or optical identification, to the charging control. This control option also makes it possible to update the application on the main controller.

Zur Nutzung der derart gestalteten Abschaltvorrichtung wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei welchem zunächst das Steuersignal für den Ladeschalter durch den Hauptcontroller erzeugt wird. Das bedeutet, dass der Hauptcontroller ein Steuersignal bewirkt, indem er die Hauptfreigabe über die Hauptansteuerung zu einem Steuersignal erzeugt, welches dem Ladeschalter zugeführt wird.To use the shutdown device designed in this way, a method is proposed in which the control signal for the charging switch is first generated by the main controller. This means that the main controller causes a control signal by generating the main release via the main control to a control signal which is fed to the charging switch.

Ebenfalls wird das Steuersignal für den Ladeschalter durch den Sicherheitscontroller erzeugt. Das bedeutet, dass der Sicherheitscontroller ein Steuersignal bewirkt, indem er die Sicherheitsfreigabe über die Sicherheitsansteuerung zu einem Steuersignal erzeugt, welches dem Ladeschalter zugeführt wird.The control signal for the charging switch is also generated by the safety controller. This means that the safety controller generates a control signal by generating the safety release via the safety control to a control signal that is fed to the charging switch.

Durch die Anordnung der Ansteuerungen (Hauptansteuerung und Sicherheitsansteuerung) in Reihe kann nun das Steuersignal des Sicherheitscontrollers das Steuersignal des Hauptcontrollers blockieren oder freigeben. Anders formuliert, hat das Steuersignal des Sicherheitskreises gegenüber dem Steuersignal des Hauptkreises Vorrang.By arranging the controls (main control and safety control) in series, the control signal of the safety controller can now block or release the control signal of the main controller. In other words, the control signal of the safety circuit has priority over the control signal of the main circuit.

Das Steuersignal des Hauptcontrollers wird durch die auf dem Hauptcontroller befindliche Applikation bewertet und gesteuert. Dazu ist die Applikation derart ausgeführt, dass der Ladevorgang selbst hinterlegt ist, sowie auch die Sicherheitsfunktionen des Hauptkreises.The control signal of the main controller is evaluated and controlled by the application on the main controller. The application is designed in such a way that the charging process itself is stored, as are the safety functions of the main circuit.

Der Hauptcontroller kann deshalb aufgrund von Ladezuständen und/oder externen Messwerten und/oder Signalen entscheiden und bewerten und daraufhin die Steuerung des Ladeschalters beeinflussen.The main controller can therefore decide and evaluate based on charging states and/or external measured values and/or signals and then influence the control of the charging switch.

Dazu kann der Hauptcontroller auch die Signale des mindestens einen Sicherheitsmoduls verwenden. Diese Signale werden dem Hauptcontroller mittels Signalleitung zugeführt und damit dem Hauptcontroller nutzbar gemacht. Der Hauptcontroller reagiert dann auf diese Signale und lässt sie in die Bewertung einfließen. Dadurch kann der Hauptcontroller auch die Hauptfreigabe verweigern und so den Ladeschalter abschalten.The main controller can also use the signals from at least one safety module. These signals are fed to the main controller via a signal line and are thus made available to the main controller. The main controller then reacts to these signals and incorporates them into the evaluation. This means that the main controller can also refuse the main release and thus switch off the charging switch.

Das Steuersignal des Sicherheitscontrollers wird durch eine Applikation auf dem Sicherheitscontroller ebenfalls bewertet und gesteuert. Dazu ist die Applikation auf die Sicherheitsfunktionen des Sicherungskreises eingeschränkt.The control signal of the safety controller is also evaluated and controlled by an application on the safety controller. The application is limited to the safety functions of the security circuit.

Der Sicherheitscontroller kann deshalb aufgrund von Ladezuständen (welche er vom Hauptcontroller übermittelt bekommt) und/oder externen Messwerten und/oder Signalen entscheiden und bewerten und daraufhin die Steuerung des Ladeschalters beeinflussen.The safety controller can therefore decide and evaluate based on charging states (which it receives from the main controller) and/or external measured values and/or signals and then influence the control of the charging switch.

Dazu kann der Sicherheitscontroller auch die Signale des mindestens einen Sicherheitsmoduls verwenden. Diese Signale werden dem Sicherheitscontroller mittels Signalleitung zugeführt und damit dem Sicherheitscontroller nutzbar gemacht. For this purpose, the safety controller can also use the signals from at least one safety module. These signals are fed to the safety controller via a signal line and are thus made available to the safety controller.

Der Sicherheitscontroller reagiert dann auf diese Signale und lässt sie in die Bewertung einfließen. Dadurch kann der Sicherheitscontroller auch die Sicherheitsfreigabe verweigern und so den Ladeschalter abschalten. Bei Nutzung der Reihenschaltung der beiden Ansteuerungen (Hauptansteuerung und Sicherheitsansteuerung) kann der Sicherheitscontroller dann auch die Freigabe des Hauptcontrollers blockieren und sorgt somit für eine sichere Abschaltung des Ladeschalters.The safety controller then reacts to these signals and incorporates them into the evaluation. This means that the safety controller can also refuse the safety release and thus switch off the charging switch. When using the series connection of the two controls (main control and safety control), the safety controller can then also block the release of the main controller and thus ensures that the charging switch is switched off safely.

Weitere Merkmale ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:

  • 1: Blockdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Further features can be seen in the attached drawings. They show:
  • 1 : Block diagram of a device according to the invention;

1 zeigt eine erfindungsmäße Abschaltvorrichtung für eine Ladesteuerung. Die Abschaltvorrichtung beinhaltet dazu einen Hauptkreis, bestehend aus einem Hauptcontroller 11 und einer Hauptansteuerung 12, welche in der Lage ist, ein Steuersignal, für einen Ladeschalter 14 zu erzeugen. 1 shows a shutdown device according to the invention for a charging control. The shutdown device includes a main circuit consisting of a main controller 11 and a main control 12, which is able to generate a control signal for a charging switch 14.

Der Hauptcontroller 11 beinhaltet dazu eine updatefähige Applikation, welche die Ladesteuerung über den gesamten Ladezeitraum für einen Energiespeicher übernehmen kann. Dazu kann der Hauptcontroller 11 ein Signal in Form einer Hauptfreigabe 21 an die Hauptansteuerung 12 senden, wobei die Hauptansteuerung 12 aus der Hauptfreigabe 21 das Steuersignal für den Ladeschalter 14 erzeugen kann.The main controller 11 contains an updateable application that can take over the charging control for an energy storage device over the entire charging period. To do this, the main controller 11 can send a signal in the form of a main release 21 to the main control 12, whereby the main control 12 can generate the control signal for the charging switch 14 from the main release 21.

Der Ladeschalter 14 kann dabei als Schalter in Form bspw. eines Ladeschützes ausgeführt sein, oder als elektronisches Bauteil, welches den Ladestrom je nach Steuersignal dem Energiespeicher zuführen kann, ihn begrenzen kann und ihn abschalten kann.The charging switch 14 can be designed as a switch in the form of, for example, a charging contactor, or as an electronic component which can supply the charging current to the energy storage device depending on the control signal, can limit it and can switch it off.

Die erfindungsgemäße Abschaltvorrichtung beinhaltet weiterhin einen Sicherheitskreis, bestehend aus einem Sicherheitscontroller 15 und einer Sicherheitsansteuerung 13, welche in der Lage ist, ein Steuersignal, für den Ladeschalter 14 zu erzeugen.The shutdown device according to the invention further includes a safety circuit consisting of a safety controller 15 and a safety control 13, which is able to generate a control signal for the charging switch 14.

Der Sicherheitscontroller 15 beinhaltet dazu eine Applikation, welche die Ladesteuerung über den gesamten Ladezeitraum überwachen kann. Dazu kann der Sicherheitscontroller 15 ein Signal in Form einer Sicherheitsfreigabe 23 an die Sicherheitsansteuerung 13 senden, wobei die Sicherheitsansteuerung 13 aus der Sicherheitsfreigabe 23 das Steuersignal für den Ladeschalter 14 erzeugen kann.The safety controller 15 contains an application that can monitor the charging control over the entire charging period. For this purpose, the safety controller 15 can send a signal in the form of a safety release 23 to the safety control 13, whereby the safety control 13 can generate the control signal for the charging switch 14 from the safety release 23.

Im Unterschied zum Hauptcontroller 11 übernimmt der Sicherheitscontroller 15 keine Steuerfunktion für den eigentlichen Ladevorgang, sondern stellt lediglich Sicherheitsfunktionen bereit, um den Ladevorgang zu überwachen und ggf. den Ladestrom durch den Ladeschalter 14 zu begrenzen oder abzuschalten. Dazu wird die Hauptfreigabe 21 zum Sicherheitscontroller 15 geführt.In contrast to the main controller 11, the safety controller 15 does not perform any control function for the actual charging process, but merely provides safety functions to monitor the charging process and, if necessary, to limit or switch off the charging current using the charging switch 14. For this purpose, the main release 21 is routed to the safety controller 15.

Der Hauptcontroller 11 sowie auch der Sicherheitscontroller 15 werden über mindestens eine Signalleitung 20 mit mindestens einem Sicherheitsmodul 10 verbunden, um Fehlerquellen und ungewollte Ladezustände detektieren zu können. Beide Controller können dann entsprechend den Applikationen reagieren und die Freigaben (Hauptfreigabe 21 und Sicherheitsfreigabe 23) entsprechend anpassen, um den Ladestrom über die Ansteuerungen (Hauptansteuerung 12 und Sicherheitsansteuerung 13) zu begrenzen oder abzuschalten.The main controller 11 and the safety controller 15 are connected to at least one safety module 10 via at least one signal line 20 in order to be able to detect sources of errors and unwanted charging states. Both controllers can then react according to the applications and adjust the releases (main release 21 and safety release 23) accordingly in order to limit or switch off the charging current via the controls (main control 12 and safety control 13).

Die Sicherheitsansteuerung 13 ist der Hauptansteuerung 12 nachgeschaltet und somit in reihe angeordnet. Das Steuersignal der Hauptansteuerung 12 wird somit zunächst auf die Sicherheitsansteuerung 13 geführt, welcher auch die Sicherheitsfreigabe zugeführt 23 wird.The safety control 13 is connected downstream of the main control 12 and is thus arranged in series. The control signal of the main control 12 is thus initially fed to the safety control 13, which is also fed the safety release 23.

Damit stellt die Sicherheitsansteuerung 13 eine UND-Verknüpfung mit der Hauptansteuerung dar, da die Sicherheitsansteuerung 13 nur dann ein Steuersignal an den Ladeschalter 14 weitergibt, wenn ein Steuersignal von der Hauptansteuerung 12 vorliegt und die Sicherheitsfreigabe 23 vorliegt. Fehlt es an einem der beiden, wird kein Steuersignal an den Ladeschalter 14 gesendet, so dass dieser sicher abschaltet.The safety control 13 therefore represents an AND connection with the main control, since the safety control 13 only passes a control signal to the charging switch 14 if a control signal is present from the main control 12 and the safety release 23 is present. If one of the two is missing, no control signal is sent to the charging switch 14, so that it switches off safely.

Wenn ein Steuersignal an den Ladeschalter 14 weitergegeben wird, kann dies die einfache Schaltung und somit Freigabe des Ladestroms an den Energiespeicher bedeuten oder eine Steuerung des Ladeschalters 14, um den Ladestrom zu steuern.If a control signal is passed on to the charging switch 14, this can mean the simple switching and thus release of the charging current to the energy storage device or a control of the charging switch 14 to control the charging current.

Die genannten Sicherheitsmodule 20 sind bevorzugt als Isolationswächter und/oder Fehlerstromwächter ausgeführt und über Signalleitungen mit den Controllern der Abschaltvorrichtung verbunden. Die Signalleitungen können dabei Bussysteme oder serielle Anbindungen, wie RS-232, RS-485 oder Ethernet sein.The safety modules 20 mentioned are preferably designed as insulation monitors and/or residual current monitors and are connected to the controllers of the shutdown device via signal lines. The signal lines can be bus systems or serial connections, such as RS-232, RS-485 or Ethernet.

Durch diese Anordnung kann eine sichere Abschaltung und damit ein funktionierendes Sicherheitssystem gewährleistet werden, selbst wenn durch ein Update der Applikation auf dem Hauptcontroller 11 die Sicherheitsfunktionen gerade nicht zur Verfügung stehen, aufgrund fehlender Qualifizierung und/oder Zulassung.This arrangement can ensure a safe shutdown and thus a functioning safety system, even if an update of the application on the main controller 11 means that the safety functions are not available at the time due to a lack of qualification and/or approval.

Die vorliegende Anmeldung ist nicht auf die vorgenannten Merkmale beschränkt. Vielmehr sind weitere Ausgestaltungen denkbar. So könnte die Signalleitung 20 keine Leitung zum übergeordneten System darstellen, sondern eine Funkverbindung, wie WLAN, Bluetooth oder GSM. Ebenfalls könnte der Microcontroller ein einfacher Microprozessor sein und je nach Anforderung einen externen Speicher nutzen oder keinen Speicher aufweisen. Zuletzt können auch Spannungs- und/oder Strommessgeräte als Sicherheitsmodul eingesetzt werden, um die Spannungs- und/oder Stromwerte während des Ladevorgangs überwachen zu können.The present application is not limited to the aforementioned features. Rather, other embodiments are conceivable. For example, the signal line 20 could not represent a line to the higher-level system, but a radio connection, such as WLAN, Bluetooth or GSM. The microcontroller could also be a simple microprocessor and, depending on the requirements, use an external memory or have no memory. Finally, voltage and/or current measuring devices can also be used as a safety module in order to be able to monitor the voltage and/or current values during the charging process.

BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE SYMBOLS

1010
SicherheitsmodulSecurity module
1111
HauptcontrollerMain controller
1212
HauptansteuerungMain control
1313
SicherheitsansteuerungSafety control
1414
LadeschalterCharging switch
1515
Sicherheitscontroller Security controller
2020
SignalleitungSignal line
2121
HauptfreigabeMain release
2222
Verknüpfungshortcut
2323
SicherheitsfreigabeSecurity clearance

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA accepts no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 4088964 A1 [0006]EP 4088964 A1 [0006]

Claims (14)

Abschaltvorrichtung für eine Ladesteuerung, mit mindestens einem Hauptcontroller (11) und mindestens einen Ladeschalter (14), wobei der Hauptcontroller (11) eine Hauptfreigabe (21) für den Ladeschalter (14) erzeugen kann und wobei eine Hauptansteuerung (12) aus der Hauptfreigabe (21) ein Steuersignal für den Ladeschalter (14) erzeugen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschaltvorrichtung einen Sicherheitscontroller (15) beinhaltet, dass der Sicherheitscontroller (15) eine Sicherheitsfreigabe (23) für den mindestens einen Ladeschalter (14) erzeugen kann und dass eine Sicherheitsansteuerung (13) aus der Sicherheitsfreigabe (23) ein Steuersignal für den Ladeschalter (14) erzeugen kann.Shutdown device for a charging control, with at least one main controller (11) and at least one charging switch (14), wherein the main controller (11) can generate a main release (21) for the charging switch (14) and wherein a main control (12) can generate a control signal for the charging switch (14) from the main release (21), characterized in that the shutdown device includes a safety controller (15), that the safety controller (15) can generate a safety release (23) for the at least one charging switch (14) and that a safety control (13) can generate a control signal for the charging switch (14) from the safety release (23). Abschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptfreigabe (21) und die Sicherheitsfreigabe (23) mit einer logischen UND-Verknüpfung (22) verbunden sind.Shut-off device according to Claim 1 , characterized in that the main release (21) and the safety release (23) are connected with a logical AND operation (22). Abschaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptcontroller (11) updatefähig gestaltet ist.Shut-off device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the main controller (11) is designed to be updateable. Abschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sicherheitsmodul (10) über mindestens eine Signalleitung (20) mit dem Hauptcontroller (11) verbunden ist.Shut-off device according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that at least one security module (10) is connected to the main controller (11) via at least one signal line (20). Abschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindesten ein Sicherheitsmodul (10) über mindestens eine Signalleitung (20) mit dem Sicherheitscontroller (15) verbunden ist.Shut-off device according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that at least one security module (10) is connected to the security controller (15) via at least one signal line (20). Abschaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieselben Sicherheitsmodule (10), welche mit dem Hauptcontroller (11) verbunden sind, auch mit dem Sicherheitscontroller (15) verbunden sind.Shut-off device according to Claim 5 , characterized in that the same security modules (10) which are connected to the main controller (11) are also connected to the security controller (15). Abschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsmodul (10) ein Isolationswächter oder eine Fehlerstromschutzreinrichtung ist.Shut-off device according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the safety module (10) is an insulation monitor or a residual current device. Abschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalleitung (20) als serielle Datenverbindung oder als Bussystem ausgeführt ist.Shut-off device according to one of the Claims 4 until 7 , characterized in that the signal line (20) is designed as a serial data connection or as a bus system. Abschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptcontroller (11) mit einer Steuermöglichkeit der Ladesteuerung ausgestattet ist.Shut-off device according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the main controller (11) is equipped with a control option for the charging control. Verfahren zum Betreiben einer Abschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersignal für den Ladeschalter (14) durch den Hauptcontroller (11) erzeugt wird.Method for operating a shutdown device according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the control signal for the charging switch (14) is generated by the main controller (11). Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersignal für den Ladeschalter (14) durch den Sicherheitscontroller (15) erzeugt wird.Procedure according to Claim 10 , characterized in that the control signal for the charging switch (14) is generated by the safety controller (15). Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersignal für den Ladeschalter (14) durch den Sicherheitscontroller (15) das Steuersignal für den Ladeschalter (14) durch den Hauptcontroller (11) aufgrund von Signalen des Sicherheitsmoduls (10) blockiert oder freigibt.Procedure according to Claim 11 , characterized in that the control signal for the charging switch (14) by the safety controller (15) blocks or releases the control signal for the charging switch (14) by the main controller (11) based on signals from the safety module (10). Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptcontroller (11) das Steuersignal für den Ladeschalter (14) in Abhängigkeit von Signalen des Sicherheitsmoduls (10) erzeugt.Method according to one of the Claims 10 until 12 , characterized in that the main controller (11) generates the control signal for the charging switch (14) in dependence on signals from the security module (10). Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitscontroller (15) das Steuersignal für den Ladeschalter (14) in Abhängigkeit von Signalen des Sicherheitsmoduls (10) erzeugt.Method according to one of the Claims 10 until 13 , characterized in that the safety controller (15) generates the control signal for the charging switch (14) in dependence on signals from the safety module (10).
DE102022131871.0A 2022-12-01 2022-12-01 Shutdown device for a charging control and method for operating the shut-down device Pending DE102022131871A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022131871.0A DE102022131871A1 (en) 2022-12-01 2022-12-01 Shutdown device for a charging control and method for operating the shut-down device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022131871.0A DE102022131871A1 (en) 2022-12-01 2022-12-01 Shutdown device for a charging control and method for operating the shut-down device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022131871A1 true DE102022131871A1 (en) 2024-06-06

Family

ID=91078861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022131871.0A Pending DE102022131871A1 (en) 2022-12-01 2022-12-01 Shutdown device for a charging control and method for operating the shut-down device

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102022131871A1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4088964A1 (en) 2021-05-11 2022-11-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Charging controller and vehicle

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4088964A1 (en) 2021-05-11 2022-11-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Charging controller and vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016112764B4 (en) INTERFACE MODULE FOR A VEHICLE ON-BOARD NETWORK, POWER DISTRIBUTOR AND ON-BOARD NETWORK FOR A MOTOR VEHICLE
DE102010041492A1 (en) Method and arrangement for monitoring at least one battery, battery with such an arrangement and a motor vehicle with a corresponding battery
DE112017002454B4 (en) relay device
EP2720900B1 (en) Method for the safe deactivation of a high voltage network of a motor vehicle
EP3698419A1 (en) High-voltage battery system and method for operating a high-voltage battery system
WO2012163656A1 (en) Security architecture, battery and motor vehicle having a corresponding battery
EP3400452B1 (en) Transport unit having at least one installation
DE102020212414A1 (en) Method for monitoring an on-board network of a motor vehicle
DE102020204599A1 (en) Electrical arrangement and procedure
DE102018105826B4 (en) ELECTRICAL SUPPLY SYSTEM AND PROCEDURE
EP2239752B1 (en) Secure switching device and modular error-proof control system
EP1364459B1 (en) Safety switch device
DE102022131871A1 (en) Shutdown device for a charging control and method for operating the shut-down device
EP2709226B1 (en) Circuit arrangement, and level converter and comparator circuit for the circuit arrangement
WO2024115216A1 (en) Shut-off device for a charge control system, and method for operating the shut-off device
EP2553789B1 (en) Vehicle electrical circuit and control device for stabilising its voltage
WO2018149449A1 (en) Method and device for actuating two relays arranged in series
DE102010038459A1 (en) Safety system, has safety module comprising system interface for direct contacting and communication with group protection unit, and load branch comprising another system interface for direct communication with safety module
DE102012021558A1 (en) Method for controlling and reading backup unit of motor vehicle, involves configuring control unit to control backup unit of vehicle according to change in state of securing elements so as to restore previous state of securing elements
DE102019210646B4 (en) Vehicle with backup power supply device and method for its operation
DE102022200707A1 (en) Energy supply device for a vehicle component for a vehicle and method for operating an energy supply device
DE10329196A1 (en) Reset method for a vehicle electronic control unit in which the unit is monitored by a central control unit and when a fault condition is detected it is reset by a reset command being applied to a reset trigger unit
DE102020112955B4 (en) Modular device, automation system and process automation process
DE102017218898A1 (en) Control system for a battery system
DE102018204622A1 (en) Method for monitoring a motor vehicle with automated driving functions