TWI506906B - 用以提供電能的裝置及方法與相關之系統 - Google Patents

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Description

用以提供電能的裝置及方法與相關之系統 發明領域
本發明是有關於用以提供供給一消費者的電能，尤其是用以提供供給一電動車輛的電能的一方法及一裝置，及由一充電站及一電動車輛組成的一系統，以及針對一電動車輛之充電過程的一應用。
 發明背景
安全層面在有關電力消費者之供應，尤其是對電動車輛發揮關鍵性的作用。一種習知技術中，一特別可以是一電動車輛之充電站的供應裝置配備複數個不同組件，其個別功能描述如下：然而，首先，供應裝置必須具有一也稱為一「電度表」的能量計量器，從能量供應公司提取的電能數量被檢測且可供進一步收費之用。
此等計量器檢測電源電力網中分別被提供的相電流，及所施加的電壓。由此，它們利用對時間的乘法及積分以確定以千瓦小時為單位表示的已使用有功電能。
這些計量器中最廣泛使用的計量器為所謂的「法拉利(Ferraris)計量器」，其依據感應原理來工作。依據此原理，單相或多相交流電共同以及電源電壓感生一旋轉磁場在一鋁盤上，因渦流而在該鋁盤上產生一扭矩。此扭矩與電流與電壓之向量乘積成比例。鋁盤在一由永久磁鐵組成的渦流煞車中運轉，產生一與速度成比例的煞車力矩。因此，邊緣之一部分可以透過一窗口從外部看見的鋁盤具有一與有功電功率成比例的速度。該鋁盤具有一與之結合的滾輪型計量器，使得能量通量可被讀取為一以千瓦小時(kWh)為單位的數值。
就給付消費者而言，例如，給付私人住戶中的消費者，具有二或二以上計數器的機電能量計量器被使用，以便依一日中的時間而定以不同價格來計費。例如，藉由受控於能量供應公司所在地的中央脈動控制系統控制的內建或外置脈動控制接收器，切換發生在此等計數器之間。以此方式，能量消耗可在低網路負載時期內，例如夜間，以一較低廉的價格向消費者收費。
其他已知的裝置為數位電能計量器(所謂的「智慧型電表」)，不含機械性移動元件。
電流藉由變流器，例如，具有一軟環形磁心者或一具有羅哥斯基(Rogowski)線圈的電流量測系統，藉由一分路電阻或使用霍爾元件來檢測。消耗能量之費用使用一電路來計算。結果饋送至一文數顯示器，例如，一液晶顯示器(LCD)。數位電子能量計量器具有能夠遠端讀取的特定優勢，由於計量器資料是以電子方式，例如透過網際網路傳送至電力提供者，故使得目前為止已成慣例的年度讀數成為多餘的。
各種不同形式用來傳送資料至能量供應公司之計費單元的資料介面在使用中，例如，紅外線、SO介面、遠端抄表系統(M-Bus)、零電位接點、EIB/KNX或電力線通訊(PLC)，其中資料經由標準電源供應線傳送。
除此之外，眾所周知，一消費者之供應裝置具有監測裝置，以保障他們的正確運作及，如有需要，一旦供應裝置過載則啟動適當的保護措施。就它們的功能而言，此包括用以連接或斷開消費者電力電路的切換裝置，旨在保護電路免於因電纜過熱或短路而產生的損壞的熔斷裝置，及故障電流監測裝置。
一切換裝置以一如同電磁啟動開關(「跳閘開關」)的習知方式被建構，其中一控制電流流經一電磁線圈，磁引力機械啟動閉合主要電路的一接點。只要控制電流流動，開關就維持在閉合位置。跳閘開關與繼電器不同之處在於具有較高的切換功率。
習知的殘餘電流監測裝置類型特別是所謂的FI開關(也稱為RCD「殘餘電流保護裝置」)，倘若一定義的差異電流位準被超過(在國內系統中通常為30mA)，則將電流監測電路與跨接所有極點的剩餘網路，即，相對於除了保護導體以外的其餘者斷開。
為了實現此目的，RCD比較輸出電流之位準與返回電流之位準。流經一完整系統中之RCD的帶正負號所有電流總和必定等於零。比較在一求和變流器中執行，將所有帶有適當符號向消費者往返流動的電流加在一起。若一電流在電路中某處轉入地面，則求和變流器中的輸出及返回電流之總和為非零值：一電流差ΔI ，該電流差造成觸發RCD且因此電源被切斷。
交流(AC)(AC感測)類型的故障電流保護裝置僅檢測正弦故障電流。因此，在實施上，所謂的「A型」脈衝電流感測故障電流保護裝置是常用的。這些裝置檢測純粹正弦交流電及脈衝直流(DC)故障電流。此額外的感測能力藉由用於所使用的環形磁帶心的特殊磁性材料而獲得。脈衝電流靈敏故障電流保護裝置獨立於電源電壓而工作。
電力電子技術之硬體組件，諸如，舉例來說，變頻器、整流器、不間斷電源(UPS)、交換網路部件或相位角控制器，產生一雙極脈波寬度調變輸出電壓，該電壓具有最高20kHz的切換頻率。若發生一故障，則此等硬體組件此外還可造成50Hz AC及DC脈波故障電流-具有廣泛頻率的平滑DC故障電流及AC故障電流，以及混頻(就變頻器而言，例如，切換頻率及輸出頻率)。A型FI保護開關不能正確地檢測此等故障電流，因此不能保證FI保護開關之正確觸發一定發生。因此，依據VDE 0160/EN 50178「Equipping of heavy duty electrical systems with electronic hardware components」之段落5.2.11.2及5.3.2.3，如果一電力系統之一電子組件可在故障情況下產生一穩定的DC故障電流，若發生直接及間接接觸，則一「B型」RCD將被用於保護。
此等所謂的全電流靈敏故障電流保護開關(「B型」)包含一用以檢測穩定DC故障電流的第二求和變流器。若發生一故障，則一電子單元傳送切斷命令至觸發裝置。對DC故障電流的監測以一種與電源電壓無關的方式進行。因此，此裝置需要一電源電壓，其為抽接自外部電源線的中性線。開關之脈衝電流靈敏部分與此無關且獨立於電源電壓而作用，如同A型一般。
所述類型之故障電流保護開關需要高準確性檢測電流及供做後續處理量測信號的感測器。除此之外，規則指定FI開關必須以一特定的時間間隔來測試。為此，它們被手動啟動或藉由為此目的而提供的附加裝置來啟動。
最後，作為一供應裝置之一監測裝置中的一第三組件，傳輸線保護開關(LS開關或MCB「小型斷路器」)形式的過流保護裝置是習知的。傳輸線保護開關可重複使用，若發生一過載，則非自啟動重置熔斷元件自動切斷電路。此種裝置保護傳輸線不因可能由於過剩電流流動一持續期間造成的過熱而受損。
一過剩電流可因過載或短路而引起。若過流保護裝置係在發生過載的情況下被引發，則斷開連接發生在流經傳輸線保護開關的電流之指定標稱值超過一持續時段時。直到觸發發生為止所經過的時間依過剩電流之強度而定-在高過剩電流下的時間短於標稱電流之小過量下的時間。為了實現觸發，一雙金屬帶被使用，當由流動電流加熱時該雙金屬帶彎曲且觸發切斷機件。一過剩電流保護裝置在不同電流強度下之響應時間稱為特性且以電流-時間曲線來表示。
若系統中發生短路，則一非常快速、通常在幾毫秒之內的觸發，必須藉由傳輸線保護開關中之一電流通過的電磁鐵而發生。此需要感測器適當檢測及進一步處理量測信號的電路組件。傳輸線保護開關亦可因為例如維修工作或臨時服務關閉而被手動觸發。出於此目的，一雙態觸變開關或一觸發按鈕被設置在開關之正面上。
另一習知的方法係組合一傳輸線保護開關與一FI模組，以獲得在一故障電流情況由該FI模組檢測期間可經由傳輸線保護開關發生傳輸線關閉的一種情況。
上述監測及熔斷器保護裝置在以各種不同方式描述的個別組件形式實施的過程中使用。例如，包括大量不同電力消費者的個別電路或消費者分支電路，每一者由適當尺寸的組件提供熔斷器保護。在此配置中，在不同的分支電路中，應用適當方法來形成需要的組件尺寸，大部份牽涉一階層式熔斷設計。此意謂熔斷也在一網路之不同電壓位準被實現，因此組件是彼此分離的。
另一方面，本發明所處理的問題係開發一監測及安全設計，適合一種應用，其中一單一電能消費者體驗一種對其消費者電路特別定制而與其他消費者無關的熔斷系統。
 發明概要
此問題藉由一用以提供電能給一消費者電路的裝置來解決，該裝置具有下列特徵：其具有單獨指定給該消費者的保護及監測裝置，該消費者電路可經由連接裝置連接至該保護及監測裝置之輸出，其中該保護及監測裝置具有用以檢測至少一電量的感測器裝置及一受該等感測器裝置控制的分析裝置，該分析裝置包含以一可預定義的方式指定至少一安全相關觸發標準的參數化裝置，其中在達到該至少一安全相關標準時，一針對消費者電路的切換裝置可以被控制。
在一種用以提供電能給一消費者電路的方法中，此問題由下列步驟來解決：-檢測該消費者電路中的至少一電能且轉送此電能至一分析裝置，-在該分析裝置中為至少一安全相關觸發標準指定一參數，-在達到該至少一安全相關觸發標準時控制切換該消費者電路之開關。
此解決方案之特徵在於，對照於上述由個別監測裝置組成的習知的熔斷器保護設計，若採用一種為一單一消費者電路定制之熔斷器保護的設計，則可省卻多數個感測器或功能模組。此導致相對應的材料及成本節省，因為多個功能可被去除。藉由為該至少一觸發標準提供一大尺度可任選的參數化，甚至習知的過剩電流保護裝置的缺失亦可被消除，該等缺失例如，因為特性曲線實質上由所使用的雙金屬裝置之材料性質定義，一傳輸線保護開關僅可相對於其熔斷特性(電流-時間特性)被不充分地參數化。此處尤其重要的是統合程度藉此可達成僅需要一單一開關的地步，該開關根據需要可指定給各種不同功能(故障電流監測、過剩電流監測、跳閘切斷)。
依據本發明獲得其他的解決方案優勢，如在依附請求項中所記載之實施例中所描述者：由於熔斷器保護及監測裝置具有一檢測所供應電流之大小及/或時間歷程的過剩電流監測裝置的事實，一傳輸線保護開關之功能可被模擬。
若消費者電路中的一最大容許值可由參數化裝置預指定，則在如果發生短路時產生有效過剩電流保護。
由於電流-時間特性對應於一可預指定熔斷曲線的事實，一傳輸線保護開關對熱過載保護之特性可被模擬，實際上相對於習知的被動傳輸線保護開關具有大為改進的變化性。
由於保護及監測裝置具有一故障電流監測裝置的事實，一FI開關之功能可被模擬，其中一AC故障電流(A型FI開關)之發生及一DC故障電流(B型FI開關)之發生可受監測。
較佳地是，一霍爾感測器裝置及一變流器適於用作感測器裝置。
切換裝置的適當裝置包括一功率電流開關，尤其是一繼電器、一跳閘開關、一功率電晶體、一功率晶閘管或此等組件的一組合。
在依據本發明的裝置之一組態中，由一能量供應裝置供應的一能量計量器被置於保護及監測裝置之上游，使得由消費者提取的該等能量可被檢測及記錄。
需特別指出的還有每一消費者可被指定給一單獨的保護及監測裝置的事實，這意味著在支出及適應性角度上被最佳化。在此配置中，每一消費者被指定給一單獨的能量計量器，其意味著每一單元將被視為一自包含式個別系統(「單獨式」)。
依據本發明的解決方案之其他特定特性將從保護及監測裝置可併入一遙測功能中看出。尤其重要的是遠端維護及監測故障功能或錯誤情況之可能性。例如，遠端再啟動在切換裝置觸發之後是可能的。一特定安全功能還可從當一故障發生時可由切斷所有相獲得一非活性狀態的事實達到。若不存在監測裝置的外部備份，則這是重要的。
在依據本發明的解決方案之另一組態中，可使保護及監測裝置接收充電站之一充電控制電路之引示信號作為其輸入信號中的一輸入信號，或可選擇地，保護及監測裝置接收一充電控制電路之「插頭出現(Plug Present)」信號作為其輸入信號中的一輸入信號。
圖式簡單說明
在下文中，借助於一繪示一示範性實施例的圖式更詳細地描述本發明標的。該等圖式繪示：第1圖是由一消費者及經由一連接裝置連接至該消費者的一供應裝置組成的一習知系統之結構的一方塊電路圖；第2圖是對應於第1圖中所示的該示範性實施例的能量計量器的一細節圖；第3圖是依據本發明之該示範性實施例的一消費者供應裝置之一監測及保護裝置的一方塊電路圖；第4圖是依據第3圖的一供應裝置之一監測及保護裝置的一細節圖。
 較佳實施例之詳細說明
第1圖繪示一消費者2，其可以是一電動車輛形式的一電力消費者，消費者2可經由一連接裝置10，例如，纜線，連接至一充電站形式的供應裝置12。
充電站12具有一插座14、監測及保護組件18、20、22及一連接至一電源能量供應13之接線盒的能量計量器16。在經由纜線10為車輛2之電池充電期間，電流從電源能量供應13經由計量器16及插座14並經由纜線10、計量器8及充電裝置6流入電池。計量器16計算流入電池的能量之數量。
監測及保護組件包含用以提供一控制切換負載電路之開與關的一FI開關18、一被動傳輸線保護開關20及一跳閘開關22。
跳閘開關22之控制經由一充電站閘道電腦24來實現。傳輸線保護開關20以一習知的方式工作，即其是一在過載情況下自動切斷電路的組件。因此，負載電路免受起因於過剩電流在一延長期上流動的過熱所引起的損壞，其中過剩電流可能因過載或短路引起。若觸發由於過載而發生，則斷開連接發生在流經傳輸線保護開關的電流之指定標稱值超過一延長時段時。直到觸發發生為止所經過的時間依過剩電流水平而定且依據表示一電流-時間特性的曲線而變化。
若系統中發生短路，則一非常快速的觸發通常在幾毫秒內發生。傳輸線保護開關20還可被手動觸發，例如，針對維護工作及針對臨時關閉。出於此目的，一雙態觸變開關或一觸發按鈕被設置在開關20之正面上。在其被觸發之後，開關20可再次藉由充電站之運營者手動接通。
FI開關18還設有一外部機械按鈕啟動，如先前技術中眾所周知的，為了容許執行適當的手動流程。此等手動流程可以是，例如，有關FI開關18的例行測試。
從第2圖中可以看出，能量計量器16之輸入端上，即其面對電源能量供應13的連接器上包含一用於此量測點所呈現的相電壓的第一檢測器31及一用於流入計量器16的相電流的第二檢測器32。檢測器31、32被設計成用於相對應的電量的檢測器，例如，像環形核心變流器、霍爾感測器等。根據檢測器31、32之輸出信號，在一指定時段上供應的該等能量被計算且被提供在計量器16之一顯示裝置33上查看。
計量器16是一可遠端讀取的計量器，其經由一通訊網路40連接至一中央計費單元42。通訊網路40可以是電源能量供應13的一部分，使得，例如，通訊可藉由電力線通訊而在能量供應網路13上進行。通訊網路40還可以是一有線或無線通訊網路。為了實現通訊，例如，一IP協定可被使用。
在計量器16之輸出端不僅具有一計算能量的顯示裝置34，而且具有一檢測器32所檢測之相電流的額外輸出單元35。額外輸出單元35可直接輸出檢測器32之量測值或由此量測值衍生的後處理信號。作為一種替代的輸出，額外輸出單元35還可輸出來自檢測器31的相電壓或一適當後處理之信號。最後，額外輸出單元35還可以發射一共同衍生自檢測器31及32之信號的輸出信號，尤其是有效相功率。
額外輸出單元35，如同輸出單元34，被指定給用於已量測能量的一資料介面36，其中此資料介面可與能量的資料介面分開或一起構成(如第2圖中所示者)。
相電流或另一電信號經由資料介面36被提供，用於與下文中所描述的監測及保護裝置一起做進一步處理。
依據本發明之該示範性實施例的一電力車輛充電站之設計相關於第3圖說明如下：從電源能量供應13中引出的供電線可以是一條三相AC電流線，放電至充電站12內的一接線盒。纜線由該處接至「電量計」16，較佳地是，電量計16具有上文相關於第2圖所描述的一數位能量計量器的形式，且其輸出值透過一RS 232串列介面或另一類型的串列或平行介面傳送至一充電站閘道電腦(LSG)24以供分析量測的能量。在離開能量計量器16之後，供電線以三相形式接至一整合數位監測及保護裝置50。
充電站之插座14位於整合數位監測及保護裝置50之輸出端，所欲能量借助於充電纜線10經由該插座14供給電動車輛2。
插座14與充電站閘道電腦LSG 24之間的通訊，例如，經由PWN技術進行，而充電站閘道電腦24與電力線通訊模組PLC 26之間的通訊，例如，經由乙太網協定進行。
整合數位監測及保護裝置50之基本結構相關於第4圖被說明。裝置50包含一分析裝置52，在其輸入施加感測器31、32之輸出信號當作電信號，尤其是相電流及相電壓。此等感測器31、32可以例如是相同組件，其亦可形成相關於第2圖所描述的能量計量器的輸入信號。
電輸入值在分析電路52內相關其振幅及時間特性被進一步處理，且與儲存在分析電路52內或在別處預定義的參數做比較。因此，藉由指定參數，觸發標準被定義，在分析電路52之輸出達到該觸發標準之後，一控制信號被輸出。因此負載電路被切換，即，先前切斷的切換為接通，或先前接通的切換為切斷。
以下部分描述可藉下述之此一設計來實施的功能：藉由感測器31、32，充電電路中的電流或電壓之時間特性可被檢測及分析。由於持續檢測，此等信號及它們的分析結果也可提供為定期文件。此外，感測器31、32之輸出信號還可經由適合的介面供該充電電路之其他組件使用。相關於第2圖所說明的關於能量計量器16的應用僅為多種可能中的一種。
若一最大容許振幅值在電流軌跡中被超過，切換裝置54被控制以導致一切換關閉程序，使能獲得過剩電流保護，例如，在短路情況下。除此之外，切換裝置54之安全切換還可藉由電流或電壓檢測而被檢測及監測。
由分析電路52預定義的參數中的一參數可以是一特定熔斷特性，用以模擬一特定電流-時間特性。所欲的電流-時間特性可藉由該特性之數位仿真而在一大範圍內變化。此允許過剩電流保護調整至特定的可指定的觸發特性值。尤其是，可使先前儲存的保護特性被提供，在每一種情況下，對應用而言為適當的一者可從中選出。例如，與充電纜線之一特定插頭匹配的一特性可被加以使用。因此，例如，可藉由一插頭表面、或藉由配置在一出現之插頭或監測線芯與一中性導體之間的插頭中的一電阻器，以確認一插頭或一充電纜線的一最大充電電流水平。利用此資訊，各自的保護特性亦可被匹配。相對於響應特性不能參數化的被動傳輸線保護開關之習知功能，此方法產生一更大程度的靈活性。在功能視角上，響應特性之適當的參數化使在熔斷條件下的周圍溫度效應能夠得到補償。此應防止裝置僅由於上升的周圍溫度效應而無一故障實際存在下被觸發。熔斷器之觸發特性亦可在運作期間修改，例如，由於已連接纜線之分析之結果中發現的資訊或由於對網路及/或安裝瓶頸的發現。
數位分析裝置52亦可藉由適當的電流信號分析及相對應的差異形成來檢測充電電路中的故障電流，且藉由控制切換裝置54，其可使該裝置關閉。此可包括對AC故障電流及DC故障電流之分析，這意味著對應於一A型及B型FI開關之特性可被模擬。此處尤其重要的是若發生一檢出故障電流(AC或DC)，切換裝置54可能永久性切斷且僅在再啟動充電站閘道電腦之後再次切換至作用模式。在此情況下，再啟動例程可改造以適應此功能。這也意味著安全規程，諸如適用於德國的安全規程也可被實施，該規則始終需要切換一故障電流保護開關以使其獨立於電源電壓而工作。
作為另一顯著的安全功能，可使如果發生電源供應故障時，則切換裝置被強制斷開。此亦保護了FI開關的功能。
而且，依據本發明之一示範性實施例，FI開關功能之一自動測試功能可被提供。在此組態中，監測及保護裝置50可被強制模擬一故障電流。此可例如藉由一以受控方式連接在一相位或另一導體與保護導體之間的電阻器而實現，於是FI開關之繼電器被驅動(且若需要的話不被觸發)，且藉此控制信號由外部檢測，從而功能被判定為是正確的。此模擬可針對所有三相分別實施及/或以預指定的時間間隔來實施。相對以往實務的特定優勢於是在於此一合法及強制性預描述的測試功能由一外部裝置自動執行，而無需一負責人出現在充電站現場。例如，這樣的一測試流程可在每一充電流程完成之後進行。
由於先前描述的解決方案，充電站中的組件及佈線需求在相當大程度上減少，因為任何雙功能性，諸如在使用單獨的安全組件時不可避免者，實際上被避免。
此組態提供相當大的優勢，尤其是對於針對電動車輛且能量供應僅供給一消費者的充電站中所存在的此類應用。由於與減少的組件需求相關聯的高度靈活性，安全需求與消費者之特定需求的一最佳化匹配被獲得。
2．．．消費者/車輛
6．．．充電裝置
8．．．計量器
10．．．連接裝置/纜線/充電纜線
12．．．供應裝置/充電站
13．．．電源能量供應/能量供應網路
14．．．插座
16．．．能量計量器/計量器
18、20、22．．．監測及保護組件
18．．．監測及保護組件/FI開關
20．．．監測及保護組件/被動傳輸線保護開關/傳輸線保護開關/開關
22．．．監測及保護組件/跳閘開關
24．．．充電站閘道電腦/充電站閘道電腦(LSG)/充電站閘道電腦LSG
26．．．電力線通訊模組PLC
31．．．第一檢測器/檢測器
32．．．第二檢測器/檢測器
33、34．．．顯示裝置
34．．．顯示裝置/輸出單元
35．．．額外輸出單元
36．．．資料介面
40．．．通訊網路
42．．．中央計費單元
50．．．整合數位監測及保護裝置/裝置/監測及保護裝置
52．．．分析裝置/分析電路/數位分析裝置
54．．．切換裝置
第1圖是由一消費者及經由一連接裝置連接至該消費者的一供應裝置組成的一習知系統之結構的一方塊電路圖；
第2圖是對應於第1圖中所示的該示範性實施例的能量計量器的一細節圖；
第3圖是依據本發明之該示範性實施例的一消費者供應裝置之一監測及保護裝置的一方塊電路圖；
第4圖是依據第3圖的一供應裝置之一監測及保護裝置的一細節圖。
12．．．供應裝置/充電站
13．．．電力能量供應/能量供應網路
14．．．插座
16．．．能量計量器/計量器
24．．．充電站閘道電腦/充電站閘道電腦(LSG)/充電站閘道電腦LSG
26．．．電力線通訊模組PLC
50．．．整合數位監測及保護裝置/裝置/監測及保護裝置

Claims (23)

  1. 一種用以提供電能的裝置，其係用以提供電能給一消費者電路，該裝置包含單獨指定給消費者的一保護及監測裝置，該消費者電路經由連接裝置連接至該保護及監測裝置之輸出，其中該保護及監測裝置具有用以檢測至少一筆電量的感測器裝置，及受該等感測器裝置控制的一分析裝置，該分析裝置包含以一可預定義的方式指定至少一安全相關觸發標準的參數化裝置，其中在達到該至少一安全相關觸發標準時，用於該消費者電路的一切換裝置可以被控制，其中，有先前儲存的保護特性被提供，在每一種情況下，對應用而言為適當者，可在該裝置操作期間從中被選出。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，特徵在於該保護及監測裝置具有一過剩電流監測裝置，檢測供應電流之大小及/或時間歷程。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之裝置，特徵在於一最大容許電流值可由該參數化裝置在該消費者電路中預定義。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，特徵在於該保護及監測裝置具有一故障電流監測裝置。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之裝置，特徵在於該故障電流監測裝置監測一AC故障電流之發生。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之裝置，特徵在於該故障電流監測裝置監測一DC故障電流之發生。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，特徵在於該等感測 器裝置為一霍爾感測器。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，特徵在於該等感測器裝置為一比流器。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，特徵在於該切換裝置是一功率電流開關，其包括以下項目中之一者：一繼電器、一跳閘開關、一功率電晶體、一功率閘流體及此等組件的一組合。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，特徵在於該保護及監測裝置具有一故障編碼器，該切換裝置可響應於該故障編碼器而被觸發，不論是否已達到該至少一觸發標準。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，特徵在於由一能量供應裝置供應的一能量計量器被提供於該保護及監測裝置之上游。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，特徵在於一單獨的能量計量器被指定給每一消費者。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，特徵在於該保護及監測裝置具有一可控制的再啟動裝置。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，特徵在於該消費者是一電動車輛之電池且供應電路是一電動車輛的充電站。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之裝置，特徵在於該保護及監測裝置接收該充電站之一充電控制電路之引示信號作為其輸入信號中的一輸入信號。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之裝置，特徵在於該保護及 監測裝置接收一充電控制電路之「插頭出現」信號作為其輸入信號中的一輸入信號。
  17. 如申請專利範圍前述任一項所述之裝置，特徵在於該保護及監測裝置中的觸發特性可在運作期間修改。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中有觸發特性可被修改，使得在熔斷條件下的周圍溫度效應能夠被補償。
  19. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，一連接器及一充電纜線之一被標記，且其中，在每一種情況下，對被標記的連接器或被標記的充電纜線而言為適當者，可從先前儲存的該等保護特性中選出。
  20. 一種用以提供電能的方法，其係用以提供電能給單獨的消費者之電路，該方法藉由以下步驟進行：檢測該電路中的至少一電量且轉送此電量至一分析裝置，在該分析裝置中為至少一安全相關觸發標準指定一參數，在達到該至少一安全相關觸發標準時控制切換該電路之開關，其中，有先前儲存的保護特性被提供，在每一種情況下，對應用而言為適當者，可在該裝置操作期間從中被選出。
  21. 一種用以提供電能的方法，其係用以提供電能給電動車輛之充電電路，該方法係藉由以下步驟進行： 檢測電路中的消費者電量中之至少一電量且轉送此電量至一分析裝置，在該分析裝置中為至少一安全相關觸發標準指定一參數，在達到該至少一安全相關觸發標準時控制切換該電路之開關，其中，有先前儲存的保護特性被提供，在每一種情況下，對應用而言為適當者，可在該裝置操作期間從中被選出。
  22. 一種由充電站組成的系統，該充電站係如申請專利範圍第14項所述之裝置中所述者，其係連接至一電動車輛。
  23. 一種用以使用充電站之保護及監測裝置的方法，該保護及監測裝置係如申請專利範圍第1項所述之裝置中所述者，該方法係在一電動車輛之電池充電過程期間使用。
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