KR20220016787A

KR20220016787A - 자동차의 트랙션 배터리를 충전하는 방법

Info

Publication number: KR20220016787A
Application number: KR1020210099635A
Authority: KR
Inventors: 라울 하이네; 티모 카울
Original assignee: 독터. 인제니어. 하.체. 에프. 포르쉐 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2020-08-03
Filing date: 2021-07-29
Publication date: 2022-02-10
Also published as: US20220032816A1; KR102594537B1; CN114056159B; DE102020120383A1; US11529888B2; CN114056159A

Abstract

본 발명은, 전기 트랙션 모터를 구비한 자동차의 트랙션 배터리를 고정식 충전 컬럼을 통해 충전하는 방법에 관한 것으로, 이 방법은,
충전 플러그의 연결 시: 요청된 최대 충전 전압으로서의 트랙션 배터리의 높은 전압값을 갖는 충전 컬럼 충전 제어기에 차량 충전 제어기를 통해 충전 프로세스를 등록하는 단계,
자동차 보호 계전기의 개방 시: 요청된 최대 충전 전압에 상응하거나, 또는 요청된 최대 충전 전압보다 최대 충전 컬럼 전압이 더 낮은 경우에는 상기 최대 충전 컬럼 전압에 상응하는 절연 저항 테스트 전압에 대해, 충전 컬럼 충전 제어기를 통해 충전 컬럼측 절연 저항계에 의해 수행되는 절연 저항 테스트를 제어하는 단계,
차량 보호 계전기와 차량측 충전 플러그 사이에 배치된 자동차 전압계를 통해 절연 저항 테스트 전압을 측정하는 단계,
측정된 절연 저항 테스트 전압이 낮은 전압값에 상응하는 경우: 차량 충전 제어기를 통해 충전 컬럼 충전 제어기에 신규 요청 충전 전압으로서 낮은 전압값을 갖는 충전 프로세스를 등록하고, 충전 전압 어댑터를 낮은 전압값에 대응하는 충전 컬럼 전압으로 설정하는 단계를 포함한다.

Description

자동차의 트랙션 배터리를 충전하는 방법{METHOD FOR CHARGING A TRACTION BATTERY OF A MOTORVEHICLE}

본 발명은, 전기 트랙션 모터를 구비한 자동차의 트랙션 배터리를 고정식 충전 컬럼을 통해 충전하는 방법에 관한 것이다.

보완적으로 또는 전적으로 전기 모터에 의해 구동되는 자동차의 고전압 트랙션 배터리는 제조사 및 모델에 따라 상이한, 예를 들어 400V 또는 800V의 기술적 DC 충전 전압 레벨을 갖는다. 트랙션 배터리를 충전하기 위해 가급적 짧은 충전 시간 및 높은 구동 전력이 요구되는 차량에는, 예를 들어 800V의 높은 전압값의 기술적 충전 전압 레벨을 갖는 트랙션 배터리가 사용된다.

이와 달리, 많은 고전압 충전 컬럼, 특히 중국의 대부분의 충전 컬럼은 최대 충전 컬럼 전압으로서 예를 들어 공칭 400V의 낮은 전압값을 제공한다. 충전 컬럼 충전 제어기와 차량 충전 제어기 사이의 통신을 정의하는 기존 통신 프로토콜에 의해, 예를 들어 400V의 낮은 최대 충전 컬럼 전압을 갖는 충전 컬럼에서는, 예를 들어 800V의 높은 기술적 트랙션 배터리 충전 전압 레벨을 갖는 자동차의 충전 프로세스를 개시하는 것이 어렵거나 불가능하다.

이하 충전 소켓으로도 지칭될 수 있는 차량측 충전 플러그와 충전 컬럼측 충전 플러그의 전기적 연결 후에, 자동차는 그의 충전 제어기를 통해 충전 컬럼의 충전 제어기에 트랙션 배터리 충전 전압 레벨의 공칭 전압값, 즉, 본 예시에서는 예를 들어 800V의 높은 전압값으로 자신을 등록한다. 트랙션 배터리 충전 전압 레벨이 예를 들어 400V의 공칭 최대 충전 컬럼 전압보다 높은 경우, 차량측 보호 계전기의 개방 시 충전 컬럼 절연 저항계에 의해 먼저 접지 전위에 대한 충전 라인들의 전기 절연이 먼저 테스트되며, 더 구체적으로는 한편으로 트랙션 배터리의 2개의 전압값 중 더 낮은 값에서, 다른 한편으로는 최대 충전 컬럼 전압에서 테스트된다. 충전 컬럼측 절연 저항 테스트 후에, 차량측 충전 제어기가 지속적으로 예를 들어 800V의 높은 충전 전압을 요청하기 때문에, 충전 컬럼 충전 제어기는 기존 통신 프로토콜에 따라 충전 프로세스를 결국 거부한다. 그 이유는, 기존 통신 프로토콜에 따르면 차량 충전 제어기가 이 시점에는 연결된 충전 컬럼의 최대 충전 컬럼 전압이 얼마나 높은지에 관한 정보를 갖고 있지 않기 때문이다.

그 결과, 그에 상응하게 제한적인 통신 프로토콜을 고려할 때, 자동차의 800V 트랙션 배터리는 마찬가지로 높은 전압값의 최대 충전 컬럼 전압을 갖는 충전 컬럼에서만 충전될 수 있다. 이를 통해, 예를 들어 800V의 높은 충전 전압 레벨을 갖는 트랙션 배터리를 충전하기 위한 충전 컬럼들의 네트워크가 경우에 따라 매우 성기게 형성될 수 있다.

따라서, 본 발명의 과제는, 낮은 최대 충전 컬럼 전압을 갖는 충전 컬럼에서, 기술적으로 조정 가능한 낮은 충전 전압에서의 충전을 가능하게 하는, (높은) 기술적 충전 전압 레벨을 갖는 자동차 트랙션 배터리를 충전하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제는 본 발명에 따라 청구항 제1항의 특징들을 갖는 방법에 의해 해결된다.

하기에서 본 발명은, 높은 전압값으로서 800V의 트랙션 배터리의 기술적 충전 전압 레벨을 갖는 자동차, 및 800V 또는 낮은 전압값으로서 400V의 최대 충전 컬럼 전압을 갖는 충전 컬럼을 예시로 하여 기술된다. 상기 전압값들은 단지 예시일 뿐이다. 그러나 어떤 경우든 트랙션 배터리는 60V보다 훨씬 더 큰 기술적 충전 전압 레벨을 갖는 이른바 고전압 트랙션 배터리이다. 트랙션 배터리의 기술적 충전 전압 레벨은 주로 항상, 가급적 짧은 충전 시간을 유지하도록 충전 컬럼에 의해 트랙션 배터리를 충전할 수 있는 최대 공칭 전압값으로 이해된다. 즉, 기술적 충전 전압 레벨은, 바람직하게 주행 중에 트랙션 배터리에 의해 자동차의 전기 트랙션 모터에 공급되는 전압 레벨일 수도 있다. 여기서, 충전 컬럼은 공간적 의미의 컬럼이 아니라, 자동차에 연결되는 충전 인터페이스를 형성하는 자동차 트랙션 배터리를 충전하기 위한 고정식 충전 단자로 이해되어야 한다.

충전 컬럼은, 충전 프로세스를 모니터링하고 제어하기 위한 충전 컬럼 충전 제어기를 구비한다. 고전압 DC 충전 전압을 발생시키기 위해, 충전 컬럼은 공급망의 공급된 AC 전압으로부터 자동차의 트랙션 배터리를 충전할 충전 컬럼 전압을 발생시키는 충전 전압 컨버터를 구비한다. 충전 전압 컨버터가 최대 충전 컬럼 전압으로서 기술적 트랙션 배터리 충전 전압 레벨의 전압값을 제공하는 대신, 예를 들어 400V DC의 낮은 전압값을 제공할 수 있는 구성만 먼저 고려된다.

충전 컬럼은 전기 접지 전위에 대한 충전 라인들의 전기 절연을 테스트하기 위한 절연 저항계를 구비한다. 충전 컬럼의 절연 저항계는 충전 프로세스의 개시 전에 전기 접지 전위에 대한 2개의 DC 전압 충전 라인의 전기 저항 또는 전기 절연을 테스트하며, 상기 충전 라인들을 통해 전기 충전 에너지가 충전 컬럼으로부터 자동차 트랙션 배터리로 흐른다. 또한, 충전 컬럼은 각각의 충전 라인을 서로 전기적으로 연결하기 위해, 차량의 대응 충전 플러그와 기계적 및 전기적으로 연결될 수 있는 충전 플러그를 구비한다. 여기서 충전 플러그는 특정 형상을 의미하는 것은 아니며, 다른 플러그와 기계적 및 전기적으로 연결될 수 있도록 형성된 장치로 이해하면 된다.

자동차는 충전 프로세스를 모니터링하고 제어하기 위한 자체 자동차 충전 제어기를 구비한다. 자동차는 예를 들어 800V의 비교적 높은 전압값의 기술적 충전 전압 레벨을 갖는 전기 트랙션 배터리를 구비한다. 그 결과, 예를 들어 공칭 800V의 전압값의 최대 충전 컬럼 전압을 갖는 충전 컬럼에서는, 트랙션 배터리의 매우 신속한 충전이 가능해진다. 트랙션 모터도 기술적 충전 전압 레벨의 높은 전압값으로 전기 에너지를 효과적으로 공급받을 수 있다. 자동차 트랙션 배터리의 높은 기술적 충전 전압 레벨을 통해, 열손실도 비교적 낮게 유지될 수 있다.

자동차는 대응 충전 컬럼 충전 플러그에 연결될 수 있는 차량측 충전 플러그를 구비한다. 이 경우, 2개의 충전 라인, 접지 전위 라인, 및 일반적으로 적어도 1개의 데이터 라인도 서로 전기적으로 연결된다. 그러나 원칙적으로, 충전 컬럼 충전 제어기와 차량측 충전 제어기 사이의 데이터 전송은 대안적으로 또는 추가적으로 무선으로도 가능하다.

자동차는, 필요 시, 예를 들어 400V의 낮은 충전 컬럼 전압을 이른바 승압에 의해 예를 들어 800V의 기술적 트랙션 배터리 충전 전압 레벨에 맞게 조정할 수 있는 충전 전압 어댑터를 구비한다. 대안으로, 예를 들어 충전 전압 어댑터에 의해 트랙션 배터리의 2개의 400V 모듈이 충전 중에 필요 시 전기적으로 병렬로 연결될 수 있는 반면, 이들이 주행 중에는 전기적으로 직렬로 연결된다. 이러한 방식으로, 트랙션 배터리는 선택적으로 400V의 충전 컬럼 전압으로도 또는 800V의 충전 컬럼 전압으로도 충전될 수 있다. 충전 전압 어댑터는 차량 충전 제어기에 의해 제어된다.

자동차는 트랙션 배터리와 자동차측 충전 플러그 사이에 보호 계전기를 구비한다. 보호 계전기는 실제 충전 프로세스가 (아직) 물리적으로 일어나지 않는 한 트랙션 배터리로부터 충전 라인들을 전기적으로 분리하고, 특히 충전 준비 동안 충전 라인들을 분리한다. 보호 계전기는 자동차의 충전 제어기에 의해 제어된다. 여기서 보호 계전기는 반드시 기술적인 계전기가 아닌 접촉기의 모든 기술적 구현예로 이해되어야 한다.

자동차는 또한 보호 계전기와 충전 플러그 사이에서 자동차의 충전 라인들과 연관되는 전기 전압계를 구비한다. 즉, 전압계는 항시 보호 계전기와 차량측 충전 플러그 사이에 존재하는 충전 라인들의 부분에서 전압을 결정할 수 있다. 전압계는 두 충전 라인 사이의 DC 전압을 측정한다.

본원 방법에 따라, 충전 플러그들이 서로 연결되면 하기 방법 단계들이 제공된다:

먼저, 차량 충전 제어기에 의해 충전 컬럼 충전 제어기에 예를 들어 800V의 높은 희망 충전 전압값을 갖는 충전 프로세스 또는 충전 프로세스 요청이 요청되거나 등록된다. 즉, 충전 컬럼에서의 최초 등록은, 충전 요청이 예를 들어 800V의 높은 최대 충전 전압값을 갖는 충전 컬럼에 의해 희망 충전 전압값이 800V인 충전 요청으로도 인식되고, 승인되어, 결국 실행되는 것을 보장하기 위해, 항상 예컨대 800V의 높은 희망 충전 전압값으로 수행된다. 이 경우, 차량의 충전 전압 어댑터는 800V의 높은 최대 충전 컬럼 전압에 맞게 조정되거나 그에 상응하게 전환된다.

이러한 방식으로, 높은 최대 충전 컬럼 전압을 갖는 충전 컬럼의 전력 퍼텐셜이 문제 없이 완전히 소진될 수 있다.

적용되는 통신 프로토콜에 따라, 예를 들어 400V의 낮은 최대 충전 컬럼 전압을 갖는 충전 컬럼은 등록된 충전 요청을 즉각 거부하는 것이 아니라, 400V의 최대 충전 컬럼 전압에 대해 일시적으로 수락한다. 이 단계에서 자동차 보호 계전기가 개방되고, 그 결과 트랙션 배터리는 충전 라인들을 통해 충전 컬럼에 전기적으로 연결되지 않는다.

이어서, 충전 컬럼 충전 제어기는 충전 컬럼측 절연 저항계를 통해 요청된 충전 전압에 상응하거나, 또는 최대 충전 컬럼 전압이 요청 충전 전압보다 낮은 경우에는 상기 최대 충전 컬럼 전압에 상응하는 절연 저항 테스트 전압에서 절연 저항 테스트를 수행한다. 즉, 본원에 고려된 경우에는, 최대 충전 컬럼 전압에 상응하는 낮은 전압값이 절연 저항 테스트 전압으로 선택됨에 따라, 절연 저항 테스트 전압은 약 400V이다. 절연 저항 테스트를 위해, 충전 컬럼측 보호 계전기가 존재하는 경우에는 상기 충전 컬럼측 보호 계전기도 폐쇄되며, 그에 따라 절연 저항 테스트 전압이 차량측 보호 계전기와 충전 컬럼의 충전 전압 컨버터 사이의 충전 라인들의 전체 길이에 걸쳐 인가된다. 그러나 이는, 충전 컬럼 보호 계전기와 충전 플러그 사이에 절연 저항계가 배치되지 않은 경우에만 필요하다. 이제, 인가되는 절연 저항 테스트 전압이 현재 차량측 충전 라인들의 충전부(live part)에 배치된 차량측 전압계에 의해 측정되어 차량측 충전 제어기에 전달된다. 인가되는 절연 저항 테스트 전압이 최대 충전 컬럼 전압에 상응하기 때문에, 차량측 충전 제어기는 이러한 초기 시점에 이미 최대 충전 컬럼 전압의 전압값을 갖게 된다.

즉, 측정된 절연 저항 테스트 전압이 초기에 등록되거나 요청된 희망 충전 전압보다 낮은 경우, 차량 충전 제어기는 이제 충전 컬럼 충전 제어기에 신규 요청 충전 전압으로서 절연 저항 테스트로부터 측정된 낮은 전압값 또는 상응하게 낮은 적절한 전압값을 등록하고, 트랙션 배터리를 충전하기 위해 상기 전압 측정에서 도출된 낮은 전압값 또는 상기 적절한 낮은 전압값에 상응하는 전압값으로 충전 전압 어댑터가 설정되게 한다.

충전 컬럼 충전 제어기가 이처럼 이른 시점에 이미 요청된 충전 전압에 대해 허용 가능한, 그리고 기술적으로 가능한 전압값을 수신하기 때문에, 준비 과정은 이때 종료되지 않고 계속된다. 나아가, 이러한 방식으로, 후속 충전 프로세스도 수행되는 전압 레벨에서 충전 컬럼측 절연 저항 테스트가 수행된 점이 보장된다.

본 발명에 따른 방법을 통해, 상대적으로 높은 공칭 기술적 충전 전압 레벨을 갖는 고전압 트랙션 배터리가 상대적으로 낮은 최대 충전 컬럼 전압을 갖는 충전 컬럼에 의해 수락되어 충전될 수 있다.

하기에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더 상세히 설명한다.

도 1은 충전 컬럼에 의해 충전되는 전기 트랙션 배터리를 구비한 자동차를 포함한 자동차 충전 장치의 개략도이다.

도 1은 실질적으로 고정식 충전 컬럼(20)과; 전기 트랙션 모터(41) 및 상기 전기 트랙션 모터(41)에 전기 구동 에너지를 공급하는 전기 트랙션 배터리(42)를 구비한 자동차(40);로 형성된 자동차 충전 장치(10)를 도시한다.

트랙션 배터리(42)는 800V의 기술적 충전 전압 레벨(UM)을 갖는 고전압 트랙션 배터리이며, 예를 들어 각각 400V 타입의 2개의 동일한 트랙션 배터리 모듈(42', 42")의 쌍으로 구성된다. 트랙션 배터리(42)에는, 예를 들어 400V에서 800V로 충전 전압을 승압하거나, 트랙션 배터리 모듈들(42', 42")을 전기적으로 병렬 또는 직렬로 연결할 수 있는 충전 전압 어댑터(44)가 할당되고, 그에 따라 트랙션 배터리(42)는 전압 어댑터(44)가 2개의 모듈(42', 42")을 전기적으로 병렬 연결하면 400V의 충전 전압으로, 또는 충전 전압 어댑터(44)가 2개의 트랙션 배터리 모듈(42', 42")을 전기적으로 직렬로 연결하면 800V의 충전 전압으로, 선택적으로 충전될 수 있다.

자동차(40)는, 차량측에서 전체 충전 프로세스를 제어하고 이를 위해 대응하는 충전 컬럼측 충전 제어기(22)와 통신하는 차량 충전 제어기(50)를 구비한다. 자동차(40)는, 차량측 충전 플러그(32)로부터 충전 전압 어댑터(44)로 이어지는 2개의 충전 라인(L1, L2)을 각각 테스트 전압에서 전기 접지 전위(G)에 대한 충분한 전기 절연에 대해 테스트할 수 있는 절연 저항계(46)를 구비한다.

자동차(40)는 일측으로 트랙션 배터리(42) 또는 충전 전압 어댑터(44)와, 타측으로 차량측 충전 플러그(32) 사이에서 2개의 충전 라인(L1, L2)에 전기적으로 할당된 하나의 보호 계전기(60)를 구비한다. 이 보호 계전기(60)를 통해 상기 지점에서, 충전 컬럼(20)과 트랙션 배터리(42) 사이의 2개의 충전 라인(L1, L2)이 필요 시 전기적으로 차단될 수 있다. 보호 계전기(60)는 차량측 충전 제어기(50)에 의해 제어된다.

또한, 자동차(40)는 보호 계전기(60)와 충전 플러그(32) 사이에서 충전 라인들(L1, L2)에 할당된 전기 전압계(62)를 구비한다. 이 전압계(62)에 의해 2개의 충전 라인(L1, L2) 사이의 전압이 예를 들어 충전 컬럼측 절연 저항 테스트 중에 측정될 수 있다.

충전 컬럼(20)은 고전압 공급망(12)에 의해 전기 에너지를 공급받고, 상기 전기 에너지는 충전 컬럼(20)의 충전 전압 컨버터(24)에 고전압 AC 전압의 형태로 공급된다. 충전 전압 컨버터(24)는 대응 접지 라인을 통해 접지 전위에 전기적으로 연결되고, 본원에서는 공급된 AC 전압을 공칭 400V DC의 낮은 전압값(U1)을 갖는 최대 충전 컬럼 전압(ULMAX)으로 변환한다. 그러나 예를 들어 공칭 800V의 높은 전압값(U2)을 갖는 최대 충전 컬럼 전압을 제공하는 충전 컬럼도 존재한다. 차량 충전 제어기(50)에는, 800V의 높은 전압값(U2)의 최대 충전 컬럼 전압을 갖는 충전 컬럼뿐만 아니라 400V의 낮은 전압값(U1)의 최대 충전 컬럼 전압을 갖는 충전 컬럼을 통해서도 트랙션 배터리(42)의 충전을 가능하게 하는 충전 제어 프로그램이 저장되어 있다. 800V에 상응하는 높은 최대 충전 컬럼 전압(U2)을 갖는 충전 컬럼을 이용한 충전 프로세스 및 통신에 문제가 없기 때문에, 이 실시예에서는 최대 충전 컬럼 전압(ULMAX)이 트랙션 배터리(42)의 기술적 충전 전압 레벨인 800V에 상응하는 상대적으로 더 높은 전압값(U2)보다 상대적으로 더 낮은, 예를 들어 400V의 전압값(U1)에 상응하는 경우만을 고려한다. 충전 컬럼(20)은, 충전 컬럼 충전 제어기(22)에 의해 초기화되자마자 각각 접지 전위(G)에 대한 2개의 충전 라인(L1, L2)의 전기 저항 또는 전기 절연을 테스트하는 별개의 자체 절연 저항계(26)를 구비한다. 충전 컬럼(20)은, 내부 충전 라인들(L1, L2)에 할당되고 충전 컬럼 충전 제어기(22)에 의해 제어되는 자체 보호 계전기(64)를 구비한다.

충전 컬럼(20)에는, 차량 충전 플러그(32)와 전기적으로 연결되어 충전 플러그 장치(30)를 형성할 수 있는 충전 컬럼 충전 플러그(28)가 전기적으로 할당된다. 그 결과, 2개의 충전 라인(L1, L2)이 각각 적어도 1개의 데이터 라인(D) 및 별개의 접지 라인을 전기적으로 연결한다.

여기서, 본 발명에 따른 방법은 먼저 400V의 낮은 전압값(U1)의 최대 충전 컬럼 전압(ULMAX)을 갖는 충전 컬럼을 예로 들어 기술되는데, 이는 이러한 구성에서 본 발명에 따른 방법의 특수성이 효과적이기 때문이다.

2개의 충전 플러그(28, 32)가 서로 연결된 후, 차량 충전 제어기(50)는 충전 컬럼 충전 제어기(22)에 트랙션 배터리(42)의 최대 기술적 충전 전압 레벨에 상응하는 요청 충전 전압(UR)으로서 800V의 높은 최대 전압값(U2)을 갖는 충전 프로세스를 등록한다. 이 등록은 충전 컬럼 충전 제어기(22)에 의해 잠정적으로 수락되고, 그에 따라 상기 제어기는 충전 컬럼 절연 저항계(26)가 400V에 상응하는 U1의 최대 충전 컬럼 전압(ULMAX)에 대해 절연 저항 테스트를 수행하게 하는데, 이는 800V의 높은 전압값(U2)에서의 절연 저항 테스트는 가능하지도 않고 기술적으로도 무의미하기 때문이다. 절연 저항 테스트 중에, 보호 계전기(64)가 닫히면, 충전 컬럼측 절연 저항계가 보호 계전기의 상류에 설치된 경우, 400V에 상응하는 전압값(U1)의 절연 저항 테스트 전압(UI)에서 접지 전압(G)에 대해, 각각 충전 전압 컨버터(24)로부터 유래하는 2개의 충전 라인(L1, L2)의 절연 저항이 테스트된다. 즉, 절연 저항 테스트 동안, 차량측 보호 계전기(60)와 충전 전압 컨버터(24) 사이의 충전 라인들(L1, L2)에 약 400V에 이르는 최대 충전 컬럼 전압(ULMAX)이 인가된다.

전압계(62)가 충전 라인들(L1, L2)의 충전부에 배치되기 때문에, 상기 전압계는 주어진 상황에서 최대 충전 컬럼 전압(ULMAX)을 결정할 수 있다. 즉, 차량측 충전 제어기(50)는 최대 충전 컬럼 전압(ULMAX)이 트랙션 배터리의 기술적 충전 전압 레벨보다 낮다는 것을 비교적 이른 시점에 인지한다.

이 경우, 차량 충전 제어기(50)는 전압계(62)에 의해 결정된 절연 저항 테스트 전압(UI)의 전압값, 또는 여기서는 400V에 상응하는 U1 레벨의 동일한 최대 충전 컬럼 전압(ULMAX), 또는 ULMAX보다 낮고 기술적으로 유용한 적절한 전압값을 갖는 충전 컬럼 충전 제어기(22)에 (다시) 충전 전압 또는 충전 프로세스를 등록한다. 이는, 충전 컬럼 충전 제어기(22)가 차후의 충전 준비 단계에서 불충분한 최대 충전 컬럼 전압으로 인해 충전 프로세스를 중단하는 것을 방지한다.

즉, 전체 충전 준비가, 이제 더 이상 400V의 최대 충전 컬럼 전압(ULMAX)을 초과하지 않는, 예를 들어 400V의 신규 요청 충전 전압(UR)에 기반하여 계속 진행된다. 충전 컬럼 충전 제어기(22)가 400V의 낮은 전압값(U1)의 현재 요청 충전 전압(UR)을 최종적으로 수락하면, 차량 충전 제어기(50)는 전압 어댑터(44)가 400V의 낮은 전압값(U1)에 상응하는 충전 전압(UL)으로 설정되거나 전환되도록 지시한다. 이를 위해, 전압 어댑터(44)는 예를 들어 2개의 트랙션 배터리 모듈(42', 42")을 전기적으로 병렬로 연결하거나 전압을 승압한다. 동시에, 차량 충전 제어기(50)는 차량측 절연 저항계(46)로 하여금 400V의 낮은 전압값(U1)을 갖는 절연 저항 테스트를 수행하게 하고, 후속하는 전체 충전 프로세스 동안 이를 계속 반복하게 한다.

차량 충전 제어기(50)가 800V의 높은 전압값(U2)의 최대 충전 컬럼 전압(ULMAX)을 갖는 충전 컬럼(20)에 등록하면, 예를 들어 2개의 트랙션 배터리 모듈(42', 42")이 전기적으로 직렬 연결되거나 완전히 분리됨으로써, 늦어도 실질적인 충전 모드의 시작 직전에 충전 전압 어댑터(44)가 높은 전압값(U2)에 상응하는 충전 전압(UL)으로 설정된다.

Claims

전기 트랙션 모터(41)를 구비한 자동차(40)의 트랙션 배터리(42)를 고정식 충전 컬럼(20)을 통해 충전하는 방법으로서,
상기 충전 컬럼(20)은
충전 프로세스를 모니터링하고 제어하기 위한 충전 컬럼 충전 제어기(22);
충전 라인들(L1, L2)에 공급된 DC 충전 컬럼 전압(UL)을 제공하기 위한 충전 전압 컨버터(24);
접지 전위(G)에 대한 상기 충전 라인들(L1, L2)의 전기 절연을 시험하기 위한 절연 저항계(26); 및
충전 컬럼측 충전 플러그(28);를 구비하고,
상기 충전 전압 컨버터(24)는 낮은 전압값(U1) 또는 높은 전압값(U2)일 수 있는, 트랙션 배터리(42)를 충전하기 위한 고정된 최대 충전 컬럼 전압(ULMAX)을 제공하며,
상기 자동차(40)는,
충전 프로세스를 모니터링하고 제어하기 위한 충전 제어기(50);
차량측 충전 플러그(32);
상기 높은 전압값(U2)의 기술적인 충전 전압 레벨(UM)을 갖는 자동차 트랙션 배터리(42);
필요 시 충전 컬럼 전압(UL)을 트랙션 배터리(42)의 기술적인 충전 전압 레벨(UM)에 맞게 조정하는 충전 전압 어댑터(44);
트랙션 배터리(42)와 충전 플러그(32) 사이에서 충전 라인들(L1, L2)에 할당된 보호 계전기(60); 및
보호 계전기(60)와 충전 플러그(32) 사이에서 충전 라인들(L1, L2)에 할당된 전기 전압계(62);를 구비하고,
상기 방법은, 충전 플러그들(28, 32)의 연결 시:
요청된 최대 충전 전압(UR)으로서의 높은 전압값(U2)을 갖는 충전 컬럼 충전 제어기(22)에 차량 충전 제어기(50)를 통해 충전 프로세스를 등록하는 단계;
자동차 보호 계전기(60)의 개방 시: 요청된 최대 충전 전압(UR)에 상응하거나, 또는 요청된 최대 충전 전압(UR)보다 최대 충전 컬럼 전압(ULMAX)이 더 낮은 경우에는 상기 최대 충전 컬럼 전압에 상응하는 절연 저항 테스트 전압(UI)에 대해, 충전 컬럼 충전 제어기(22)를 통해 충전 컬럼측 절연 저항계(26)에 의해 수행되는 절연 저항 테스트를 제어하는 단계;
전압계(62)를 통해 절연 저항 테스트 전압(UI)을 측정하는 단계;
측정된 절연 저항 테스트 전압(UI)이 기술적인 충전 전압 레벨(UM)의 전압값보다 더 낮은 전압값(U1)에 상응하는 경우: 차량 충전 제어기(50)를 통해 충전 컬럼 충전 제어기(22)에 신규 요청 충전 전압(UR)으로서 상기 낮은 전압값(U1)을 갖는 충전 프로세스를 등록하고, 충전 전압 어댑터(44)를 상기 낮은 전압값(U1)에 대응하는 충전 컬럼 전압(UL)으로 설정하는 단계;를 포함하는, 자동차 트랙션 배터리의 충전 방법.
제1항에 있어서, 절연 저항 테스트 전압(UI)의 측정 후에:
상기 측정된 절연 저항 테스트 전압(UI)이 상기 높은 전압값(U2)에 상응하는 경우, 충전 전압 어댑터(44)를 상기 높은 전압값(U2)에 대응하는 충전 컬럼 전압(UL)으로 설정하는 단계를 포함하는, 자동차 트랙션 배터리의 충전 방법.