WO2023194325A1 - Elektrische ladeinfrastruktur - Google Patents

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WO2023194325A1
WO2023194325A1 PCT/EP2023/058717 EP2023058717W WO2023194325A1 WO 2023194325 A1 WO2023194325 A1 WO 2023194325A1 EP 2023058717 W EP2023058717 W EP 2023058717W WO 2023194325 A1 WO2023194325 A1 WO 2023194325A1
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WO
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contact
monitoring
contacts
charging infrastructure
unit
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/058717
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English (en)
French (fr)
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Andreas SULZENBACHER
Friedrich Lobenstock
Fabian Luttenberger
Hermann STOCKINGER
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Easelink Gmbh
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    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/42—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles for collecting current from individual contact pieces connected to the power supply line
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    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations

Definitions

  • the invention relates to an electrical charging infrastructure for establishing a conductive connection to a vehicle contact unit.
  • the vehicle batteries In the case of at least partially electrically powered vehicles, such as plug-in hybrid vehicles and purely electric vehicles, the vehicle batteries must be charged regularly, preferably after each journey.
  • the vehicle is connected to a corresponding power source, usually using a plug, for example a so-called type 2 plug, which must be manually plugged into a corresponding socket on the vehicle by a person.
  • ground contact units for vehicle battery charging systems that are provided on the ground are also known.
  • the ground contact units can automatically establish a conductive connection with a corresponding vehicle contact unit provided on the vehicle to be charged in order to charge the vehicle.
  • the vehicle contact unit can be provided on the underbody of the vehicle, moving downwards in order to establish electrical contact with the ground contact unit.
  • the ground contact unit is designed as a so-called matrix charging pad, as shown in WO 2019/052962 A1.
  • the ground contact unit comprises a plurality of contact areas which are arranged in a matrix, wherein the contact areas can be contacted by means of the vehicle contact unit in order to establish an electrical connection between the ground contact unit and the vehicle contact unit.
  • the correspondingly occupied contact areas of the ground contact unit are switched on in order to establish the electrical connection via these contact areas.
  • the occupied contact areas are switched on using separate relays that are assigned to each power contact of the ground contact unit.
  • matrix relay ensures the safety-relevant requirements regarding the insulation distance of the individual switches.
  • two relays are typically connected in series per power contact to guarantee appropriate redundancy and reliability.
  • the multiple relays ensure that the ground contact unit is ready to carry out a charging process by first opening all relays so that all power contacts are switched potential-free.
  • the object of the invention is to make the charging infrastructure more efficient in terms of its structure.
  • the object is achieved according to the invention by an electrical charging infrastructure for establishing a conductive connection to a vehicle contact unit.
  • the charging infrastructure has a ground contact unit which has a plate-shaped base body and a plurality of contacts which are arranged on a loading area of the base body, against which the vehicle contact unit can come into contact.
  • the multiple contacts include at least power contacts that are assigned to at least one potential layer.
  • the power contacts are each connected in series with a contact switch.
  • the contact switches are each designed as mirror contacts, so that each contact switch includes a main contact and a monitoring contact, which are mechanically coupled but are galvanically isolated from each other.
  • the charging infrastructure has a monitoring circuit that is set up to monitor at least the respective switching position of the monitoring contacts of the contact switches, which are assigned to power contacts that are not contacted when there is a conductive connection.
  • the monitoring circuit is set up to control a shutdown device.
  • the basic idea of the invention is to make the ground contact unit simpler in that the power contacts are only assigned to one contact switch instead of two series-connected relays, thereby reducing the number of The number of relays used can be significantly reduced, increasing efficiency and reducing costs at the same time.
  • the contact switches are designed as mirror contacts, so that a current can flow through their main contact when it is closed, with the switching position being monitored at the same time by the monitoring contact being monitored by the monitoring circuit, in particular the position of the monitoring contact. By monitoring the monitoring contact, it is possible to check the corresponding position of the main contact of the contact switch designed as a mirror contact, since the main contact and the monitoring contact are mechanically coupled to one another.
  • this ensures that the main contact designed as a relay has actually reached the required opening distance in order to ensure the desired galvanic isolation, since only then is the monitoring contact in the closed position, which is determined accordingly by the monitoring circuit. Undesirable welding or sticking of the main contact would thus be able to be detected, among other things, so that appropriate measures could be taken.
  • incorrect control of one of the contact switches can basically be detected, for example caused by a problem with the (control) electronics and/or by a software problem. Such a determination is particularly relevant during a charging process.
  • the position of the contact switches in particular the position of the main contacts of the contact switches, to be monitored when the contact switches are in the non-current-carrying position, i.e. when the main contact is open. This corresponds to the intended position of the power contacts, which are not contacted when the conductive connection is established.
  • the closed position can be monitored, since a corresponding signal path or current flow is necessary, which is evaluated in order to detect a faulty position.
  • the monitoring circuit can additionally monitor the respective switching positions of the contact switches, which are contacted by the vehicle contact unit. This is, as explained above, due to the Mechanical coupling also takes place via the assigned monitoring contact of the contact switch, which is then in the open position since the assigned main contact is in the closed position.
  • the ground contact unit can basically be placed on a road surface or embedded in it. Accordingly, the ground contact unit is also referred to as a “pad”.
  • the multiple contacts that are arranged on the loading surface of the base body of the ground contact unit can be of different types.
  • the contacts include power contacts that are necessary for the charging process, since the charging current is conducted via the power contacts.
  • the power contacts are contacts that are assigned to a neutral potential position (“neutral”) or to a specific phase. Up to three phases (P1, P2, P3) or even more phases can be provided.
  • the assignment of the respective potential level to the power contacts can also be designed variably, so that switching the potential level is possible.
  • the plurality of contacts can also have at least one control contact (CP contact), via which a control signal is passed in order to determine contacting of the ground contact unit during a contacting check, in particular the actual contacting area of the loading area by the vehicle contact unit.
  • CP contact control contact
  • the contacts can have at least one protective conductor contact in addition to the power contacts.
  • several protective conductor contacts which are designed separately, can be provided.
  • the entire loading area is designed as a protective conductor level through which the power contacts and optionally the control contacts extend, the different types of contacts being electrically insulated from the protective conductor level by means of an annular insulating area.
  • the loading area of the base body is an exposed loading area, provided that the ground contact unit is prepared for the charging process.
  • a cover temporarily covers the loading area when not in use, with the cover being removed manually or automatically in order to do so To expose the loading area so that charging can take place.
  • the contacts are located on the outside of the loading area so that they are freely accessible provided the optional cover has been removed.
  • the loading area is therefore also referred to as an exposed loading area, as it is based on the condition that exists when a charging process takes place or shortly before.
  • the charging infrastructure monitoring circuitry may be fully integrated into the ground contact unit itself, so that all monitoring is performed in the ground contact unit.
  • the monitoring circuit consists of several sub-circuits which are provided in the ground contact unit and in at least one separately designed monitoring unit, whereby the monitoring circuit is designed in two or more parts. It can also be provided that the monitoring circuit of the charging infrastructure is provided completely outside the ground contact unit.
  • the shutdown device which can be controlled by the monitoring circuit, is activated in particular when the monitoring circuit detects a misalignment of at least one of the contact switches, i.e. when one of the main contacts is in a closed position, although it should be in the open position, since the Main contact belongs to a contact switch that is assigned to a power contact that is not contacted when the conductive connection is present.
  • the shutdown device can then switch off at least the ground contact unit or the entire charging infrastructure, so that a freely accessible power contact, i.e. a non-contacted power contact, is not unintentionally assigned to a potential position, i.e. a voltage is present.
  • the switch-off device can therefore be designed in such a way that an existing potential is completely switched off.
  • the switch-off device can also lower the potential level to a non-critical level, which also corresponds to a switch-off in the sense of the invention, since no charging current flows.
  • the shutdown device does not necessarily have to completely (galvanically) disconnect the ground contact unit. In any case, protection against contact is guaranteed.
  • the main contact and/or the monitoring contact of the contact switch can be a switch that has an open position and a closed position.
  • the main contact or the monitoring contact is designed as an on or off switch.
  • the advantage if the main contact is designed as a switch with an open position and a closed position is, among other things, that the main contact cannot weld when opened if it moves from its closed position, in which the charging current flows via the main contact a second position passes, which does not correspond to an open position, but to a closed position with a different counterpart, for example ground. When opening, an arc can be generated, which would then ensure that the main contact is welded in the second (closed) position, so that the main contact and thus the entire contact switch could no longer be adjusted. This is effectively prevented if at least the main contact is designed as a switch that has an open position and a closed position.
  • the main contact and/or the monitoring contact can be switched back and forth between two or more different, closed positions.
  • the main contact and the monitoring contact are galvanically isolated from each other, so that a common (closed) circuit is not formed across the two contacts, i.e. the main contact and the monitoring contact.
  • the two contacts are therefore not used to provide a charging functionality in one switching position of the contact switch and a sensor functionality or similar in the other switching position of the contact switch. Rather, the main contact and the monitoring contact are assigned to two independent circuits that are galvanically isolated from each other.
  • Monitoring can basically take place during the charging process, but also before a charging process and/or after a charging process, especially in connection with a self-test. Furthermore, monitoring can take place at cyclical intervals.
  • a warning can be issued, for example a visual warning, an acoustic warning and/or a warning by means of a remote signaling contact. It can also be provided that charging is not possible, i.e. no charging process can be started, if a faulty or incorrect switching position was detected during the check.
  • the contact switches are designed in such a way that the switching positions of the main contact and the monitoring contact are mutually dependent.
  • This is also known as the alternating principle, which is characteristic of a mirror contact.
  • the monitoring contact simultaneously changes from the closed to the open position, so that the two positions of the main contact and the monitoring contact are mutually dependent. Due to the mechanical coupling of the main contact and the monitoring contact, it is ensured that the main contact and the monitoring contact cannot be in the open or closed position at the same time. This ensures reliable monitoring of the contact switch and thus of the main contact, which is live when closed.
  • the mechanical coupling is such that the monitoring contact is only closed when the main contact, designed as a relay, is open sufficiently wide, i.e. the isolating distance is present.
  • the main contact is designed as a NO contact, i.e. a normally open contact (NO), and the monitoring contact is designed as an NC contact, i.e. a normally closed contact. - NC).
  • NO NO
  • NC normally closed contact
  • the contact switch has an initial position in which no current can flow via the main contact, which is designed as a relay, since the main contact is designed as a NO contact.
  • the monitoring contact is closed in the initial position, so that the monitoring circuit can determine that a monitoring current or a monitoring signal can run via the corresponding monitoring contact because there is no interruption.
  • the monitoring circuit controls the shutdown device to change its state if the monitoring circuit detects at least one incorrect switching position of the monitoring contacts of the contact switches. As soon as only a single monitoring contact of the contact switch assumes an incorrect or undefined switching position, the monitoring circuit controls the shutdown device to change its state. In this case, the ground contact unit or the entire charging infrastructure can be switched off. However, it can also be provided that the performance is reduced to a non-critical level. In this respect, the shutdown device can be a power control that is controlled accordingly by the monitoring circuit.
  • the incorrect switching position of the monitoring contact corresponds to the open switching position of the monitoring contact.
  • the open switching position of the monitoring contact results in the main contact coupled to the corresponding monitoring contact being closed, whereby a current can flow via the contact switch to the power contact.
  • the open switching position of the monitoring contact which corresponds to the closed switching position of the assigned main contact, corresponds to the wrong switching position.
  • the shutdown device comprises a main switch.
  • the main switch can also be referred to as a contactor, which ensures galvanic isolation when it is opened, in particular where all power contacts are galvanically isolated and not just the power contact whose assigned contact switch has an incorrect switching position, which has been detected accordingly. If the monitoring circuit detects an incorrect or undefined switching position, the shutdown device comprising the main switch can be a galvanic one Make a separation, whereby all power contacts are switched potential-free.
  • the monitoring circuit is therefore set up to open the main switch in order to establish galvanic isolation via the main switch. This ensures a particularly high level of safety, as all power contacts are switched potential-free at the same time, so that there is no potential at any of the power contacts, which means that there is complete protection against contact. Any charging process would be interrupted.
  • the shutdown device includes an electronic power control.
  • the electronic power control is intended to regulate the corresponding potential down to a non-critical level so that contact is possible.
  • the monitoring circuit can be set up to control the electronic power control and limit the applied voltage to a non-critical value.
  • the non-critical value can be a voltage that is harmless, in particular a voltage below 25 V AC, i.e. 25 Vac, or 60 V DC, i.e. 60 Vdc.
  • the monitoring circuit can comprise at least a first sub-circuit that is integrated in the ground contact unit, wherein the first sub-circuit outputs at least one output signal of the ground contact unit to a second sub-circuit, which is provided in a monitoring unit designed separately from the ground contact unit.
  • the at least one output signal can be a single output signal, with the ground contact unit transmitting its status to the separately designed monitoring unit.
  • the state of the ground contact unit can be a binary signal, which corresponds, for example, to the states “okay” or “not okay”.
  • the monitoring unit in particular the second sub-circuit, is therefore set up to evaluate this output signal from the ground contact unit and to initiate measures, namely to activate the switch-off device accordingly.
  • the first subcircuit transmits several output signals, in particular one output signal for each monitored contact switch. The multiple output signals are then evaluated by the separately designed monitoring unit, which is provided, for example, on a server or a computing unit with higher computing power.
  • the second subcircuit of the monitoring circuit is set up to control the shutdown device.
  • the second sub-circuit can then control the shutdown device after the second sub-circuit has evaluated the at least one output signal.
  • the shutdown device can in particular be part of a higher-level system, for example in the case of a parking garage of a building system such as a power supply system.
  • each contact switch can be assigned a control circuit, via which the contact switch is controlled accordingly.
  • the control circuit can include a coil driver, which is in particular designed to be redundant. This means that the coil driver has at least one coil that has a first coil end and a second coil end. The two coil ends can be connected to an associated driver circuit, in particular a high-side driver and a low-side driver. This ensures that control is possible even if one of the drivers fails.
  • FIG. 1 shows a schematic overview of a vehicle battery charging system, which includes an electrical charging infrastructure according to the invention and a vehicle with a vehicle contact unit,
  • FIG. 2 shows a schematic top view of a ground contact unit of an electrical charging infrastructure according to the invention
  • Figure 3 is a schematic representation of the electrical connection of the power contacts of the ground contact unit according to Figure 2
  • Figure 4 shows a schematic overview of a process that includes a method for checking a ground contact unit of an electrical charging infrastructure.
  • FIG. 1 shows a vehicle battery charging system 10, which shows an electrical charging infrastructure 12 and an at least partially electrically operated vehicle 14, which has a vehicle contact unit 16, which can establish a conductive connection with a ground contact unit 18 of the electrical charging infrastructure 12, for details not given here to charge the battery of the vehicle 14 shown.
  • the electrical charging infrastructure 12 has a monitoring circuit 20 and a shutdown device 22, which can be completely integrated in the ground contact unit 18.
  • the monitoring circuit 20 can be arranged partly in the ground contact unit 18 and partly in a monitoring unit 24 which is designed separately from the ground contact unit 18.
  • the monitoring circuit 20 and the shutdown device 22 are both arranged completely in the separately designed monitoring unit 24.
  • the separately designed monitoring unit 24 is therefore optional, which is why it is shown in dashed lines in Figure 1.
  • the monitoring circuit 20 and the shutdown device 22 are shown in dashed lines, since their respective positions can be different depending on the embodiment.
  • the separately designed monitoring unit 24 would be electrically connected to the ground contact unit 18, as indicated in Figure 1.
  • the electrical charging infrastructure 12 includes a checking system 25 with which checks can be carried out, as will be explained below.
  • the ground contact unit 18 is shown in a top view according to an embodiment variant.
  • the ground contact unit 18 has a plate-shaped base body 26 which has a loading surface 28 which is exposed before the conductive connection is established.
  • the loading area 28 is therefore an exposed loading area when the contact between the ground contact unit 18 and the vehicle contact unit 16 is established.
  • the loading area 28 can in principle be covered by a cover (not shown here) when not in use, so that the loading area 28 is protected from environmental influences.
  • the corresponding cover can be removed manually or automatically, making the loading area 28 freely accessible.
  • contacts 30 are provided on the loading surface 28, which can be different types of contacts.
  • the contacts 30 include, among other things, power contacts 32, which are used to charge the battery of the vehicle 14 by assigning the corresponding power contacts 32 to a potential position 34.
  • the ground contact unit 18 is designed as a three-phase ground contact unit, which means that the individual power contacts 32 can be assigned to the phases L1, L2 and L3 as well as a neutral phase N, which is also referred to as the neutral conductor. These are therefore the corresponding potential levels N, P1, P2 and P3.
  • the contacts 30 include at least one protective conductor contact 35, i.e. a PE contact, with several protective conductor contacts 35 being provided in the embodiment shown, which are arranged separately and insulated from the power contacts 32 on the loading area 28.
  • a protective conductor contact 35 i.e. a PE contact
  • the ground contact unit 18 can have a continuous protective conductor level, which therefore essentially corresponds to the area of the base body 26 or the base area of the loading area 28.
  • the individual power contacts 32 can then break through the corresponding protective conductor layer, with the power contacts 32 each being insulated from the protective conductor level, for example by annular sections.
  • the contacts 30 can also include at least one control contact 36, which is used to carry out a contact check.
  • control contacts 36 are provided, which have only been shown as examples. In principle, it can be determined via the control contacts 36 whether the vehicle contact unit 16 has contacted the ground contact unit 18.
  • the contacts 30 are basically distributed on the loading area 28 and arranged relative to one another in such a way that at least two control contacts 36 lie in a contacting area of the loading area 28, which is covered by the vehicle contact unit 16 when the conductive connection is established.
  • the two control contacts 36 in the contact area can also be used to determine the orientation in which the ground contact unit 18 was contacted.
  • the power contacts 32 which are assigned to the four different potential levels, namely the phases L1, L2, L3 and the neutral phase N, are each assigned to the corresponding potential level 34 via a contact switch 38.
  • the contact switches 38 are therefore connected in series with the power contacts 32, as can be seen from Figure 3.
  • the contact switches 38 are each designed as mirror contacts, so that the contact switches 38 have a main contact 40 and a monitoring contact 42. Due to the design as mirror contacts, it is ensured that the main contact 40, which functions as a relay, is mechanically coupled to the monitoring contact 42, so that the respective switching positions of the main contact 40 and the monitoring contact 42 are mutually dependent or dependent on one another. However, the main contact 40 and the monitoring contact 42 are galvanically isolated from each other, so that both contacts 40, 42 are not assigned to a common circuit. Rather, both contacts 40, 42 are assigned to different circuits that are independent of one another and are also galvanically isolated from one another.
  • the main contact 40 is, as shown in Figure 3, designed as a normally open contact, i.e. a NO contact, whereas the monitoring contact 42 is designed as a normally closed contact, i.e. an NC contact.
  • the corresponding contact protection can be monitored by means of the charging infrastructure 12 in that the monitoring circuit 20 monitors, among other things, the respective switching position of the monitoring contacts 42 of the corresponding contact switches 38.
  • the monitoring takes place at least with the contact switches 38, which are assigned to power contacts 32, which are not contacted when there is a conductive connection between the ground contact unit 18 and the vehicle contact unit 16, i.e. with power contacts 32, which are not part of the subset of the several contacts 30 of the ground contact unit 18 belong who have been contacted.
  • the monitoring circuit 20 controls the shutdown device 22 if the monitoring circuit 20 determines that there is an incorrect switching position in one of the monitoring contacts 42, which means that one of the main contacts 40 also has an incorrect switching position, since the Monitoring contacts 42 and the main contacts 40 are mechanically coupled to one another.
  • the incorrect switching position corresponds to an open switching position of the monitoring contact 42, which is accompanied by a closed switching position of the assigned main contact 40, which would mean that a freely accessible power contact 32 would be assigned to a potential position 34, although this is not desired since the corresponding power contact 32 is exposed.
  • the shutdown device 22 changes its state due to the control by the monitoring circuit 20, which can be accompanied by a complete shutdown or a complete separation.
  • the shutdown device 22 can be designed in such a way that a galvanic isolation of all power contacts 32 is carried out, whereby all power contacts 32 would be switched potential-free.
  • the shutdown device 22 can include a main switch 44 or a contactor, which carries out the corresponding galvanic isolation.
  • the shutdown device 22 is integrated in the ground contact unit 18, two switching elements are provided in a current path within the ground contact unit 18, which are connected in series, namely the respective contact switches 38 and the main switch 44.
  • the switch-off device 22 can include an electronic power control 46, which is intended to correspondingly reduce the voltage assigned to the potential level 34, so that the applied voltage is limited to a non-critical value, thereby ensuring contact protection.
  • the respective power contact 32 which is coupled to the incorrectly closed main contact 40 of the contact switch 38, has such a low voltage that there is no danger.
  • both the monitoring circuit 20 and the shutdown device 22 can be arranged partly in the ground contact unit 18 and partly in the separately designed monitoring unit 24. If the monitoring circuit 20 comprises two sub-circuits, it can be provided that the first sub-circuit is integrated in the ground contact unit 18 and outputs at least one output signal of the ground contact unit 18 to the second sub-circuit of the monitoring circuit 20, which is integrated in the separately designed monitoring unit 24.
  • the at least one output signal can transmit the state of the entire ground contact unit 18, for example in the form of a binary signal, i.e. “ok” or “not ok”, whereby the monitoring circuit 20, in particular the second sub-circuit, then controls the shutdown device 22 accordingly, so that the shutdown device 22 changes its state.
  • a continuous touch protection monitoring of the power contacts 32 takes place by continuously monitoring switching positions of the contact switches 38, which are assigned to power contacts 32 that do not belong to the subset of the contacted contacts 30.
  • continuous contact protection monitoring is carried out by continuously monitoring an existing contact of at least one contact 30, which belongs to the subset of the contacted contacts 30. This can be the control contact 36, a power contact 32 and/or one of the protective conductor contacts 35.
  • a signal for example a high-frequency signal
  • a signal can be fed in via one of the corresponding contacts 30, whereby an interruption of the corresponding signal would be detected if the conductive connection breaks off.
  • a self-test of the power contacts 32 can first be carried out to ensure that the contact switches 38 of all power contacts 32 are open. This can be done at the beginning to ensure that the ground contact unit 18 is basically in a state to be able to carry out a charging process at all.
  • the positions of the contact switches 38 can be monitored by means of the monitoring circuit 20, in particular the monitoring contacts 42, as has already been described previously with regard to continuous touch protection monitoring.
  • the preparation phase includes a compatibility check, in which communication takes place between the ground contact unit 18 and the vehicle contact unit 16 of the vehicle in order to determine whether the two contact units 16, 18 can even carry out a charging process with one another. Corresponding signals can be exchanged with one another in order to determine whether the contact units 16, 18 are compatible with one another.
  • positioning can take place during the preparation phase, in which the vehicle 14 is positioned via the ground contact unit 18 or in relation thereto, for example by displaying corresponding signals to a driver of the vehicle 14 so that he can move the vehicle 14 as precisely as possible via the ground contact unit 18 parked, whereby a conductive connection can be established. This makes it possible to minimize the size of the ground contact unit 18.
  • the vehicle 14 or the vehicle contact unit 16 will then send a charging request to the electrical charging infrastructure 12, in particular the ground contact unit 18.
  • the electrical charging infrastructure 12 processes the charging request accordingly. If the result is positive, this will be the case Vehicle 14 or the vehicle contact unit 16 communicates, whereupon the charging process could be initiated.
  • the conductive connection between the vehicle contact unit 16 and the ground contact unit 18 is first established by moving at least one component of the vehicle contact unit 16 in the direction of the ground contact unit 18, as a result of which this comes into contact with areas on the loading surface 28 of the ground contact unit 18, so that at least a subset of the several contacts 30 of the ground contact unit 18 are contacted.
  • the contact check is carried out, in which it is determined whether contacts 30 of the ground contact unit 18 are contacted. In addition, it can be determined which of the corresponding contacts 30 are contacted by switching them through individually and/or in groups.
  • high-frequency signals can be provided, which are routed via the power contacts 32.
  • the control contacts 36 can carry different signals, which means that, in addition to simply determining which contacts 30 are occupied, it can also be determined what the contacting orientation of the vehicle contact unit 16 is in relation to the ground contact unit 18.
  • the power contacts 32 could then be assigned to specific potential levels 34.
  • a protective conductor check still takes place, in which a test current is passed over at least one contact 30 of the several contacts 30 in order to determine a contact quality of the existing conductive connection between the vehicle contact unit 16 and the ground contact unit 18.
  • the vehicle 14 can include a current generator or a signal generator, which provides the test current, which is conducted via one of the contacts of the vehicle contact unit to a contact 30 of the contacts 30 of the ground contact unit 18 coupled thereto.
  • a current generator or a signal generator which provides the test current, which is conducted via one of the contacts of the vehicle contact unit to a contact 30 of the contacts 30 of the ground contact unit 18 coupled thereto.
  • one of the power contacts 32 can be used, which is coupled to a corresponding power contact of the vehicle contact unit 16, the corresponding power contact 32 of the ground contact unit 18 being switched to the protective conductor level, which corresponds to the level of the protective conductor contact 35.
  • a relay can be provided, via which the corresponding contact 30 is connected to the protective conductor level.
  • a resistance can then be measured to determine the contact quality.
  • the measured resistance should not exceed a resistance value of 0.1 Q, so that a protective conductor resistance threshold of 0.1 Q is provided.
  • the test current used should have a current strength of at least 200 mA.
  • test current is provided by the ground contact unit 18.
  • a further step provides that an insulation check is carried out during the check in order to determine that there are no leakage currents or the like between contacts 30 or other areas of the ground contact unit 18.
  • the insulation test can be carried out between two contacts 30 by applying a test voltage and measuring an insulation resistance, which is compared with a predetermined insulation resistance threshold.
  • the test voltage is at least 500 V.
  • the insulation resistance threshold is, for example, 0.25 MQ.
  • the two contacts 30 that are used for the insulation check can be adjacent contacts on the loading surface 28, in particular two contacts 30 of the subset of the contacts 30 that are contacted when the conductive connection is present.
  • An (unintentional) conductive connection is most likely to occur between adjacent contacts 30, for example via an object, dirt or moisture.
  • the insulation check is carried out between two power contacts 32.
  • the insulation check can also be carried out between at least one line contact 32 and the control contact 35.
  • the insulation from a contact 30 of the subset to a point on the loading surface 28 of the base body 26 can also be measured.
  • the insulation check is only carried out if it has previously been determined that at least a subset of the several contacts 30 are contacted at all, i.e. there is a conductive connection.
  • the protective conductor check can only be carried out if it has previously been determined that there is a conductive connection, i.e. at least the subset of the several contacts 30 is contacted. In addition, the protective conductor check can only be carried out if the insulation check has been carried out successfully beforehand.
  • the power contacts 32 which do not belong to the subset of the contacted contacts 30, have already been switched potential-free, which was also checked during the self-test during preparation.
  • a charging current then flows from the ground contact unit 18 into the battery of the vehicle 14 via the vehicle contact unit 16, which has formed the conductive connection with the ground contact unit 18, whereby the battery is charged accordingly.
  • Continuous touch protection monitoring takes place during the charging process, as already explained. This determines whether only the contacted power contacts 32 are actually connected to a corresponding potential position 34 or whether the existing contacting does not break off during the charging process by continuously monitoring a contact 30 of the subset of the contacted contacts, for example the control contact 36.
  • the shutdown device 22 is controlled by the monitoring circuit 20, whereby either the main switch 44 is opened in order to carry out galvanic isolation and/or the electronic power control 46 regulates the corresponding potential down until a uncritical voltage value has been reached.
  • the non-critical value can be a voltage that is harmless, in particular a voltage below 25 V AC, i.e. 25 Vac, or 60 V DC, i.e. 60 Vdc.
  • the previously connected power contacts 32 which belong to the subset, are first switched potential-free by controlling the corresponding contact switches 38.
  • the shutdown device 22 can also be controlled accordingly, for example to carry out galvanic isolation via the main switch 44. This creates redundancy.
  • it can be checked again whether the power contacts 32 are all potential-free by monitoring the assigned monitoring contacts 42 via the monitoring circuit 20.
  • the conductive connection is then released by disengaging the vehicle contact unit 16 so that there is no longer any contact with the ground contact unit 18.
  • the vehicle 14 can then leave the electrical charging infrastructure 12.
  • Another self-test can be carried out by determining whether all power contacts 32 are in their potential-free state State, i.e. whether the assigned contact switches 38 are all in the non-current-carrying state, which is present when the corresponding main contacts 40 are open or the monitoring contacts 42 are closed.
  • the self-test can of course also be carried out at other times. Self-tests can therefore be carried out at several times, for example cyclically, in order to continuously check the readiness of the electrical charging infrastructure 12, in particular that of the ground contact unit 18.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Ladeinfrastruktur (12) zum Herstellen einer konduktiven Verbindung zu einer Fahrzeugkontakteinheit (16). Die Ladeinfrastruktur (12) hat eine Bodenkontakteinheit (18), die einen plattenförmigen Grundkörper (26) und mehrere Kontakte (30) aufweist, die auf einer Ladefläche (28) des Grundkörpers (26) angeordnet sind. Die mehreren Kontakte (30) umfassen Leistungskontakte (32), die wenigstens einer Potenziallage zugeordnet sind. Die Leistungskontakte (32) sind jeweils mit einem Kontaktschalter (38) in Reihe verbunden. Die Kontaktschalter (38) sind als Spiegelkontakte ausgebildet, sodass jeder Kontaktschalter (38) einen Hauptkontakt (40) und einen Überwachungskontakt (42) umfasst, die mechanisch gekoppelt sind, aber voneinander galvanisch getrennt sind. Die Ladeinfrastruktur (12) hat einen Überwachungsschaltkreis (20), der eingerichtet ist, zumindest die jeweilige Schaltstellung der Überwachungskontakte (42) der Kontaktschalter (38) zu überwachen, die Leistungskontakten (32) zugeordnet sind, die beim Vorliegen einer konduktiven Verbindung nicht kontaktiert sind. Der Überwachungsschaltkreis (20) ist eingerichtet, eine Abschalteinrichtung (22) anzusteuern.

Description

Elektrische Ladeinfrastruktur
Die Erfindung betrifft eine elektrische Ladeinfrastruktur zum Herstellen einer konduktiven Verbindung zu einer Fahrzeugkontakteinheit.
Bei zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, beispielsweise Plug-in-Hybrid-Fahrzeugen und reinen Elektrofahrzeugen, müssen die Batterien der Fahrzeuge regelmäßig aufgeladen werden, bevorzugt nach jeder Fahrt. Hierzu wird das Fahrzeug mit einer entsprechenden Stromquelle verbunden, wobei üblicherweise ein Stecker verwendet wird, beispielsweise ein sogenannter Typ-2- Stecker, der von einer Person manuell in eine entsprechende Buchse am Fahrzeug eingesteckt werden muss.
Aus dem Stand der Technik, beispielsweise der WO 2019/052962 A1 , sind zudem Bodenkontakteinheiten für Fahrzeugbatterieladesysteme bekannt, die am Boden vorgesehen sind. Die Bodenkontakteinheiten können mit einer entsprechenden Fahrzeugkontakteinheit, die am zu ladenden Fahrzeug vorgesehen ist, automatisch eine konduktive Verbindung herstellen, um das Fahrzeug zu laden. Die Fahrzeugkontakteinheit kann dabei am Unterboden des Fahrzeugs vorgesehen sein, wobei sie sich nach unten bewegt, um die elektrische Kontaktierung mit der Bodenkontakteinheit herzustellen.
Beispielsweise ist die Bodenkontakteinheit als ein sogenanntes Matrix- Charging-Pad ausgebildet, wie dies in der WO 2019/052962 A1 gezeigt ist. Die Bodenkontakteinheit umfasst hierzu eine Vielzahl von Kontaktbereichen, die matrixartig angeordnet sind, wobei die Kontaktbereiche mittels der Fahrzeugkontakteinheit kontaktiert werden können, um eine elektrische Verbindung zwischen der Bodenkontakteinheit und der Fahrzeugkontakteinheit herzustellen. Je nach Aufsetzpunkt des Konnektors der Fahrzeugkontakteinheit werden die entsprechend belegten Kontaktbereiche der Bodenkontakteinheit zugeschaltet, um die elektrische Verbindung über diese Kontaktbereiche herzustellen. Typischerweise erfolgt das Zuschalten der belegten Kontaktbereiche mittels separater Relais, die jedem Leistungskontakt der Bodenkontakteinheit zugeordnet sind. Hierdurch ergibt sich ein sogenanntes Matrixrelais, welches die sicherheitsrelevanten Anforderungen bezüglich der Isolationsstrecke der einzelnen Schalter unter anderem sicherstellt. Zudem werden typischerweise pro Leistungskontakt zwei Relais in Serie geschaltet, um eine entsprechende Redundanz und Ausfallsicherheit zu garantieren. Zudem wird über die mehreren Relais sichergestellt, dass die Bodenkontakteinheit bereit ist, einen Ladevorgang durchzuführen, indem zunächst alle Relais geöffnet werden, sodass sämtliche Leistungskontakte potenzialfrei geschaltet sind.
Die hohe Anzahl an Relais sowie deren Verschaltung führen jedoch zu entsprechend hohen Kosten.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Ladeinfrastruktur hinsichtlich ihres Aufbaus effizienter zu gestalten.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine elektrische Ladeinfrastruktur zum Herstellen einer konduktiven Verbindung zu einer Fahrzeugkontakteinheit. Die Ladeinfrastruktur weist eine Bodenkontakteinheit auf, die einen plattenförmigen Grundkörper und mehrere Kontakte aufweist, die auf einer Ladefläche des Grundkörpers angeordnet sind, an der die Fahrzeugkontakteinheit zur Anlage kommen kann. Die mehreren Kontakte umfassen zumindest Leistungskontakte, die wenigstens einer Potenziallage zugeordnet sind. Die Leistungskontakte sind jeweils mit einem Kontaktschalter in Reihe verbunden. Die Kontaktschalter sind jeweils als Spiegelkontakte ausgebildet, sodass jeder Kontaktschalter einen Hauptkontakt und einen Überwachungskontakt umfasst, die mechanisch gekoppelt sind, aber voneinander galvanisch getrennt sind. Die Ladeinfrastruktur weist einen Überwachungsschaltkreis auf, der eingerichtet ist, zumindest die jeweilige Schaltstellung der Überwachungskontakte der Kontaktschalter zu überwachen, die Leistungskontakten zugeordnet sind, die beim Vorliegen einer konduktiven Verbindung nicht kontaktiert sind. Der Überwachungsschaltkreis ist eingerichtet, eine Abschalteinrichtung anzusteuern.
Der Grundgedanke der Erfindung ist es, die Bodenkontakteinheit dahingehend einfacher zu gestalten, dass die Leistungskontakte nur einem Kontaktschalter zugeordnet sind anstatt zwei in Serie geschalteter Relais, wodurch die Anzahl der verwendeten Relais deutlich reduziert werden kann, was die Effizienz steigert und gleichzeitig die Kosten senkt. Die Kontaktschalter sind als Spiegel kontakte ausgebildet, sodass über deren Hauptkontakt ein Strom fließen kann, wenn dieser geschlossen ist, wobei gleichzeitig die Schaltstellung überwacht wird, indem der Überwachungskontakt vom Überwachungsschaltkreis überwacht wird, insbesondere die Stellung des Überwachungskontakts. Durch die Überwachung des Überwachungskontakts ist es möglich, die entsprechende Stellung des Hauptkontakts des als Spiegelkontakt ausgebildeten Kontaktschalters zu überprüfen, da der Hauptkontakt und der Überwachungskontakt mechanisch miteinander gekoppelt sind. Mit anderen Worten ist hierdurch gewährleistet, dass der als Relais ausgebildete Hauptkontakt die geforderte Öffnungsstrecke tatsächlich erreicht hat, um die gewünschte galvanische Trennung sicherzustellen, da nur dann der Überwachungskontakt in der geschlossenen Stellung ist, was vom Überwachungsschaltkreis entsprechend festgestellt wird. Ein unerwünschtes Verschweißen oder Verkleben des Hauptkontakts würde somit unter anderem festgestellt werden können, sodass entsprechende Maßnahmen vorgenommen werden könnten.
Darüber hinaus kann erfindungsgemäß grundsätzlich eine fehlerhafte Ansteuerung eines der Kontaktschalter festgestellt werden, beispielsweise verursacht durch ein Problem mit der (Ansteuerungs-) Elektronik und/oder durch ein Softwareproblem. Eine derartige Feststellung ist insbesondere während eines durchgeführten Ladevorgangs relevant.
Zudem ist es für diese Art der Überwachung möglich, dass die Stellung der Kontaktschalter, insbesondere die Stellung der Hauptkontakte der Kontaktschalter, überwacht wird, wenn sich die Kontaktschalter in der nicht stromführenden Stellung befinden, also wenn der Hauptkontakt geöffnet ist. Dies entspricht der vorgesehenen Stellung der Leistungskontakte, die nicht kontaktiert sind, wenn die konduktive Verbindung hergestellt ist. Bei anderen Überwachungen kann dagegen nur die geschlossene Stellung überwacht werden, da ein entsprechender Signalpfad oder Stromfluss notwendig ist, der ausgewertet wird, um eine fehlerhafte Stellung zu detektieren.
Selbstverständlich kann der Überwachungsschaltkreis zusätzlich die jeweiligen Schaltstellungen der Kontaktschalter überwachen, welche von der Fahrzeugkontakteinheit kontaktiert sind. Dies wird, wie oben erläutert, aufgrund der mechanischen Kopplung ebenfalls über den zugeordneten Überwachungskontakt der Kontaktschalter erfolgen, der dann in der geöffneten Stellung ist, da sich der zugeordnete Hauptkontakt in der geschlossenen Stellung befindet.
Die Bodenkontakteinheit kann grundsätzlich auf einer Fahrbahnfläche aufgesetzt oder in diese eingelassen sein. Dementsprechend wird die Bodenkontakteinheit auch als ein „Pad“ bezeichnet.
Die mehreren Kontakte, die auf der Ladefläche des Grundkörpers der Bodenkontakteinheit angeordnet sind, können unterschiedlicher Art sein. In jedem Fall umfassen die Kontakte Leistungskontakte, die für den Ladevorgang notwendig sind, da über die Leistungskontakte der Ladestrom geführt wird. Bei den Leistungskontakten handelt es sich um Kontakte, die einer neutralen Potenziallage („Neutral“) oder einer bestimmten Phase zugeordnet sind. Es können bis zu drei Phasen (P1 , P2, P3) oder sogar mehr Phasen vorgesehen sein. Die Zuordnung der jeweiligen Potenziallage zu den Leistungskontakten kann zudem variabel gestaltet werden, sodass ein Umschalten der Potenziallage möglich ist.
Neben den Leistungskontakten können die mehreren Kontakte zudem noch zumindest einen Steuerkontakt (CP-Kontakt) aufweisen, über den ein Steuersignal geführt wird, um eine Kontaktierung der Bodenkontakteinheit bei einer Kontaktierungsüberprüfung festzustellen, insbesondere den tatsächlichen Kontaktierungsbereich der Ladefläche durch die Fahrzeugkontakteinheit.
Alternativ oder ergänzend können die Kontakte neben den Leistungskontakten zumindest einen Schutzleiter-Kontakt aufweisen. Grundsätzlich können mehrere Schutzleiter-Kontakte, die separat ausgebildet sind, vorgesehen sein. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die gesamte Ladefläche als eine Schutzleiter- Ebene ausgebildet ist, durch die sich die Leistungskontakte und optional die Steuerkontakte erstrecken, wobei die andersartigen Kontakte von der Schutzleiter- Ebene mittels eines ringförmigen Isolierbereichs elektrisch isoliert sind.
Die Ladefläche des Grundkörpers ist eine freiliegende Ladefläche, sofern die Bodenkontakteinheit für den Ladevorgang vorbereitet ist. Dies bedeutet, dass die Ladefläche grundsätzlich freiliegend sein kann. Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Abdeckung die Ladefläche im nicht genutzten Zustand zeitweise verdeckt, wobei die Abdeckung manuell oder automatisch entfernt wird, um die Ladefläche freizulegen, sodass ein Ladevorgang stattfinden kann. In jedem Fall sind die Kontakte an der Außenseite der Ladefläche angeordnet, sodass sie frei zugänglich sind, sofern die optional vorhandene Abdeckung entfernt wurde. Daher wird die Ladefläche auch als freiliegende Ladefläche bezeichnet, da vom Zustand ausgegangen wird, der vorliegt, wenn ein Ladevorgang stattfindet bzw. kurz davor.
Der Überwachungsschaltkreis der Ladeinfrastruktur kann vollständig in der Bodenkontakteinheit selbst integriert sein, sodass die gesamte Überwachung in der Bodenkontakteinheit durchgeführt wird. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Überwachungsschaltkreis aus mehreren Teilschaltkreisen besteht, die in der Bodenkontakteinheit und in zumindest einer separat ausgebildeten Überwachungseinheit vorgesehen sind, wodurch der Überwachungsschaltkreis zwei- oder mehrgeteilt ausgebildet ist. Ebenso kann vorgesehen sein, dass der Überwachungsschaltkreis der Ladeinfrastruktur vollständig außerhalb der Bodenkontakteinheit vorgesehen ist.
Die Abschalteinrichtung, welche von dem Überwachungsschaltkreis angesteuert werden kann, wird insbesondere dann angesteuert, wenn der Überwachungsschaltkreis eine Fehlstellung zumindest eines der Kontaktschalter feststellt, also wenn sich einer der Hauptkontakte in einer geschlossenen Stellung befindet, obwohl dieser in der geöffneten Stellung sein sollte, da der Hauptkontakt zu einem Kontaktschalter gehört, der einem Leistungskontakt zugeordnet ist, der beim Vorliegen der konduktiven Verbindung nicht kontaktiert ist. Die Abschalteinrichtung kann daraufhin zumindest die Bodenkontakteinheit oder die gesamte Ladeinfrastruktur abschalten, sodass ein frei zugänglicher, Leistungskontakt also ein nicht kontaktierter Leistungskontakt, nicht ungewollt einer Potenziallage zugeordnet ist, also eine Spannung vorliegt. Die Abschalteinrichtung kann demnach derart ausgestaltet sein, dass ein vorliegendes Potenzial vollständig abgeschaltet wird. Alternativ kann die Abschalteinrichtung die Potenziallage auch auf ein unkritisches Niveau absenken, was ebenfalls einer Abschaltung im Sinne der Erfindung entspricht, da kein Ladestrom fließt. Dies bedeutet, dass die Abschalteinrichtung nicht zwangsläufig die Bodenkontakteinheit vollständig (galvanisch) trennen muss. In jedem Fall ist so ein Berührschutz gewährleistet. Es kann sich bei dem Hauptkontakt und/oder dem Überwachungskontakt des Kontaktschalters um einen Schalter handeln, der eine geöffnete Stellung und eine geschlossene Stellung hat.
Insofern ist der Hauptkontakt bzw. der Überwachungskontakt als ein Ein- bzw. Ausschalter ausgebildet. Dies bedeutet, dass der Hauptkontakt bzw. der Überwachungskontakt zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung verstellbar ist. Der Vorteil, wenn der Hauptkontakt als Schalter mit einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung ausgebildet ist, liegt unter anderem darin, dass der Hauptkontakt beim Öffnen nicht verschweißen kann, wenn er aus seiner geschlossenen Stellung, in der der Ladestrom über den Hauptkontakt fließt, in eine zweite Stellung übergeht, die keiner geöffneten Stellung entspricht, sondern einer geschlossenen Stellung mit einem anderen Gegenpart, beispielsweise Masse. Beim Öffnen kann ein Lichtbogen erzeugt werden, der dann dafür sorgen würde, dass der Hauptkontakt in der zweiten (geschlossenen) Stellung verschweißt, sodass der Hauptkontakt und somit der gesamte Kontaktschalter nicht mehr verstellt werden könnte. Dies wird wirkungsvoll verhindert, wenn zumindest der Hauptkontakt als Schalter ausgebildet ist, der eine geöffnete Stellung und eine geschlossene Stellung aufweist.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Hauptkontakt und/oder der Überwachungskontakt zwischen zwei oder mehr unterschiedlichen, geschlossenen Stellungen hin- und herschaltbar ist.
In jedem Fall sind der Hauptkontakt und der Überwachungskontakt aber voneinander galvanisch getrennt, sodass über die beiden Kontakte, also den Hauptkontakt und den Überwachungskontakt, nicht ein gemeinsamer (geschlossener) Stromkreis ausgebildet ist. Die beiden Kontakte werden also nicht dazu verwendet, in einer Schaltstellung des Kontaktschalters eine Ladefunktionalität und in der anderen Schaltstellung des Kontaktschalters eine Sensorfunktionalität oder ähnliches bereitzustellen. Vielmehr sind der Hauptkontakt und der Überwachungskontakt zwei voneinander unabhängigen Stromkreisen zugeordnet, die voneinander galvanisch getrennt sind.
Die Überwachung kann grundsätzlich während des Ladevorgangs erfolgen, aber auch vor einem Ladevorgang und/oder nach einem Ladevorgang, insbesondere im Zusammenhang mit einem Selbsttest. Ferner kann die Überwachung in zyklischen Abständen erfolgen.
Sofern eine fehlerhafte bzw. falsche Schaltstellung detektiert wird, kann eine Warnung ausgegeben werden, beispielsweise eine optische Warnung, eine akustische Warnung und/oder eine Warnung mittels eines Fernmeldekontakts. Ebenso kann vorgesehen sein, dass ein Laden nicht möglich ist, also kein Ladevorgang gestartet werden kann, sofern bei der Überprüfung eine fehlerhafte bzw. falsche Schaltstellung detektiert wurde.
Ein Aspekt sieht vor, dass die Kontaktschalter derart ausgebildet sind, dass sich die Schaltstellungen des Hauptkontakts und des Überwachungskontakts gegenseitig bedingen. Dies wird auch als Wechselprinzip bezeichnet, was charakteristisch für einen Spiegelkontakt ist. Sobald der Hauptkontakt von der geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung übergeht, geht gleichzeitig der Überwachungskontakt von der geschlossenen in die geöffnete Stellung über, sodass sich die beiden Stellungen des Hauptkontakts und des Überwachungskontakts gegenseitig bedingen. Aufgrund der mechanischen Kopplung des Hauptkontakts und des Überwachungskontakts ist sichergestellt, dass der Hauptkontakt und der Überwachungskontakt nicht gleichzeitig in der geöffneten bzw. geschlossenen Stellung sein können. Hierdurch ist eine zuverlässige Überwachung des Kontaktschalters und somit des Hauptkontakts gewährleistet, der im geschlossenen Zustand stromführend ist.
Zudem ist die mechanische Koppelung derart, dass der Überwachungskontakt nur dann geschlossen ist, wenn der als Relais ausgebildete Hauptkontakt ausreichend weit geöffnet ist, also die Trennstrecke vorliegt.
Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass der Hauptkontakt als ein NO-Kontakt, also ein normal geöffneter Kontakt („normally open“ - NO), und der Überwachungskontakt als ein NC-Kontakt ausgebildet sind, also ein normal geschlossener Kontakt („normally closed“ - NC). Dies bedeutet, dass der Kontaktschalter eine Ausgangsstellung aufweist, indem über den als Relais ausgebildeten Hauptkontakt kein Strom fließen kann, da der Hauptkontakt als ein NO-Kontakt ausgebildet ist. Gleichzeitig ist der Überwachungskontakt in der Ausgangsstellung geschlossen, sodass der Überwachungsschaltkreis feststellen kann, dass über den entsprechenden Überwachungskontakt ein Überwachungsstrom bzw. ein Überwachungssignal laufen kann, da keine Unterbrechung vorliegt.
Gemäß einem weiteren Aspekt steuert der Überwachungsschaltkreis die Abschalteinrichtung an, ihren Zustand zu verändern, wenn der Überwachungsschaltkreis zumindest eine falsche Schaltstellung der Überwachungskontakte der Kontaktschalter feststellt. Sobald also nur ein einziger Überwachungskontakt der Kontaktschalter eine falsche bzw. Undefinierte Schaltstellung einnimmt, steuert der Überwachungsschaltkreis die Abschalteinrichtung an, ihren Zustand zu verändern. Hierbei kann ein Ausschalten der Bodenkontakteinheit bzw. der gesamten Ladeinfrastruktur vorgesehen sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Leistung auf ein unkritisches Niveau herabgeregelt wird. Insofern kann es sich bei der Abschalteinrichtung um eine Leistungsregelung handeln, die vom Überwachungsschaltkreis entsprechend angesteuert wird.
Insbesondere entspricht die falsche Schaltstellung des Überwachungskontakts der geöffneten Schaltstellung des Überwachungskontakts. Die geöffnete Schaltstellung des Überwachungskontakts hat zur Folge, dass der mit dem entsprechenden Überwachungskontakt gekoppelte Hauptkontakt geschlossen ist, wodurch ein Strom über den Kontaktschalter zum Leistungskontakt fließen kann. Dies würde bedeuten, dass der zugeordnete Leistungskontakt auf einem entsprechenden Potenzial liegt, was bei einer falschen Schaltstellung aber unerwünscht ist. Aus diesem Grund entspricht die geöffnete Schaltstellung des Überwachungskontakts, welche mit der geschlossenen Schaltstellung des zugeordneten Hauptkontakts einhergeht, der falschen Schaltstellung.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Abschalteinrichtung einen Hauptschalter. Der Hauptschalter kann auch als Schütz bezeichnet werden, der eine galvanische Trennung sicherstellt, sofern dieser geöffnet wird, insbesondere wobei sämtliche Leistungskontakte galvanisch getrennt werden und nicht nur der Leistungskontakt, dessen zugeordneter Kontaktschalter eine falsche Schaltstellung hat, die entsprechend detektiert worden ist. Sollte somit der Überwachungsschaltkreis eine falsche bzw. Undefinierte Schaltstellung feststellen, kann die den Hauptschalter umfassende Abschalteinrichtung eine galvanische Trennung vornehmen, wodurch sämtliche Leistungskontakte potenzialfrei geschaltet werden.
Insbesondere ist der Überwachungsschaltkreis demnach eingerichtet, den Hauptschalter zu öffnen, um eine galvanische Trennung über den Hauptschalter herzustellen. Hierdurch ist eine besonders hohe Sicherheit gewährleistet, da sämtliche Leistungskontakte gleichzeitig potenzialfrei geschaltet werden, sodass an keinem der Leistungskontakte ein Potenzial vorliegt, wodurch ein vollumfänglicher Berührschutz gegeben ist. Ein etwaiger Ladevorgang würde unterbrochen werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Abschalteinrichtung eine elektronische Leistungsregelung umfasst. Die elektronische Leistungsregelung ist vorgesehen, um das entsprechende Potenzial auf ein unkritisches Niveau herunter zu regeln, sodass eine Berührung möglich ist. Mit anderen Worten kann der Überwachungsschaltkreis eingerichtet sein, die elektronische Leistungsregelung anzusteuern, die anliegende Spannung auf einen unkritischen Wert zu begrenzen. Der unkritische Wert kann eine Spannung sein, die ungefährlich ist, insbesondere eine Spannung unterhalb von 25 V Wechselspannung, also 25 Vac, bzw. 60 V Gleichspannung, also 60 Vdc.
Der Überwachungsschaltkreis kann zumindest einen ersten Teilschaltkreis umfassen, der in der Bodenkontakteinheit integriert ist, wobei der erste Teilschaltkreis zumindest ein Ausgabesignal der Bodenkontakteinheit an einen zweiten Teilschaltkreis ausgibt, der in einer zur Bodenkontakteinheit separat ausgebildeten Überwachungseinheit vorgesehen ist. Hierdurch ergibt sich eine funktionale Trennung der Überwachung, da der Überwachungsschaltkreis mehrere Teilschaltkreise umfasst. Bei dem zumindest einen Ausgabesignal kann es sich um ein einziges Ausgabesignal handeln, wobei die Bodenkontakteinheit ihren Zustand an die separat ausgebildete Überwachungseinheit übermittelt. Bei dem Zustand der Bodenkontakteinheit kann es sich um ein binäres Signal handeln, welches beispielsweise den Zuständen „okay“ bzw. „nicht okay“ entspricht. Die Überwachungseinheit, insbesondere der zweite Teilschaltkreis, ist demnach eingerichtet, dieses Ausgabesignal der Bodenkontakteinheit auszuwerten und Maßnahmen einzuleiten, nämlich die Abschalteinrichtung entsprechend anzusteuern. Darüber hinaus kann aber auch vorgesehen sein, dass der erste T eilschaltkreis mehrere Ausgabesignale übermittelt, insbesondere jeweils ein Ausgabesignal für jeden überwachten Kontaktschalter. Die mehreren Ausgabesignale werden dann von der separat ausgebildeten Überwachungseinheit, die beispielsweise auf einem Server oder einer Recheneinheit mit höherer Rechenleistung vorgesehen ist, ausgewertet.
Insbesondere ist der zweite Teilschaltkreis des Überwachungsschaltkreises eingerichtet, die Abschalteinrichtung anzusteuern. In Abhängigkeit des zumindest einen Ausgabesignals, welches der zweite Teilschaltkreis vom ersten Teilschaltkreis empfängt, kann der zweite Teilschaltkreis anschließend die Abschalteinrichtung ansteuern, nachdem der zweite Teilschaltkreis das zumindest eine Ausgabesignal ausgewertet hat.
Die Abschalteinrichtung kann insbesondere Teil eines übergeordneten Systems sein, beispielsweise im Falle eines Parkhauses eines Haussystems wie einem Stromversorgungssystem.
Darüber hinaus kann jedem Kontaktschalter ein Steuerschaltkreis zugeordnet sein, über den der Kontaktschalter entsprechend angesteuert wird. Der Steuerschaltkreis kann einen Spulentreiber umfassen, der insbesondere redundant ausgelegt ist. Dies bedeutet, dass der Spulentreiber zumindest eine Spule aufweist, die ein erstes Spulenende und ein zweites Spulenende hat. Die beiden Spulenenden können mit einer zugeordneten Treiberschaltung verbunden sein, insbesondere einem High-Side-Treiber und einem Low-Side-Treiber. Hierdurch ist gewährleistet, dass eine Ansteuerung möglich ist, auch wenn einer der Treiber versagen sollte.
Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 eine schematische Übersicht eines Fahrzeugbatterieladesystems, das eine erfindungsgemäße elektrische Ladeinfrastruktur sowie ein Fahrzeug mit einer Fahrzeugkontakteinheit umfasst,
Figur 2 eine schematische Draufsicht auf eine Bodenkontakteinheit einer erfindungsgemäßen elektrischen Ladeinfrastruktur, Figur 3 eine schematische Darstellung der elektrischen Verschaltung der Leistungskontakte der Bodenkontakteinheit gemäß Figur 2, und
Figur 4 eine schematische Übersicht über einen Ablauf, der ein Verfahren zum Überprüfen einer Bodenkontakteinheit einer elektrischen Ladeinfrastruktur umfasst.
In Figur 1 ist ein Fahrzeugbatterieladesystem 10 gezeigt, das eine elektrische Ladeinfrastruktur 12 sowie ein zumindest teilweise elektrisch betriebenes Fahrzeug 14 zeigt, das eine Fahrzeugkontakteinheit 16 aufweist, die mit einer Bodenkontakteinheit 18 der elektrischen Ladeinfrastruktur 12 eine konduktive Verbindung eingehen kann, um eine hier nicht näher dargestellte Batterie des Fahrzeugs 14 zu laden.
Die elektrische Ladeinfrastruktur 12 weist einen Überwachungsschaltkreis 20 sowie eine Abschalteinrichtung 22 auf, die vollständig in der Bodenkontakteinheit 18 integriert sein können. Alternativ kann der Überwachungsschaltkreis 20 teilweise in der Bodenkontakteinheit 18 und teilweise in einer zur Bodenkontakteinheit 18 separat ausgebildeten Überwachungseinheit 24 angeordnet sein. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Überwachungsschaltkreis 20 und die Abschalteinrichtung 22 beide vollständig in der separat ausgebildeten Überwachungseinheit 24 angeordnet sind.
Die separat ausgebildete Überwachungseinheit 24 ist demnach optional, weswegen sie in Figur 1 gestrichelt dargestellt ist. Ebenso sind der Überwachungsschaltkreis 20 und die Abschalteinrichtung 22 gestrichelt dargestellt, da ihre jeweilige Position je nach Ausführungsart unterschiedlich sein kann.
In jedem Fall wäre die separat ausgebildete Überwachungseinheit 24 mit der Bodenkontakteinheit 18 elektrisch verbunden, wie dies in Figur 1 angedeutet ist.
Insofern umfasst die elektrische Ladeinfrastruktur 12 ein Überprüfungssystem 25, mit Überprüfungen durchgeführt werden können, wie nachfolgend noch erläutert wird.
In Figur 2 ist die Bodenkontakteinheit 18 in einer Draufsicht gemäß einer Ausführungsvariante gezeigt. Die Bodenkontakteinheit 18 weist einen plattenförmigen Grundkörper 26 auf, der eine Ladefläche 28 hat, welche vor dem Herstellen der konduktiven Verbindung freiliegend ist. Mit anderen Worten handelt es sich bei der Ladefläche 28 demnach um eine freiliegende Ladefläche, wenn die Kontaktierung zwischen der Bodenkontakteinheit 18 und der Fahrzeugkontakteinheit 16 hergestellt wird.
Die Ladefläche 28 kann jedoch grundsätzlich im nicht benutzten Zustand von einer (hier nicht dargestellten) Abdeckung verdeckt sein, sodass die Ladefläche 28 vor Umwelteinflüssen geschützt ist. Die entsprechende Abdeckung kann manuell oder automatisch entfernt werden, wodurch die Ladefläche 28 frei zugänglich wird.
Auf der Ladefläche 28 sind mehrere Kontakte 30 vorgesehen, bei denen es sich um unterschiedliche Kontaktarten bzw. Kontakttypen handeln kann.
In jedem Fall umfassen die Kontakte 30 unter anderem Leistungskontakte 32, welche zum Ladevorgang der Batterie des Fahrzeugs 14 genutzt werden, indem die entsprechenden Leistungskontakte 32 einer Potenziallage 34 zugeordnet werden.
In der gezeigten Ausführungsform ist die Bodenkontakteinheit 18 als dreiphasige Bodenkontakteinheit ausgebildet, was bedeutet, dass die einzelnen Leistungskontakte 32 den Phasen L1 , L2 und L3 sowie einer Neutralphase N, die auch als Neutralleiter bezeichnet wird, zugeordnet werden können. Hierbei handelt es sich demnach um die entsprechenden Potenziallagen N, P1 , P2 und P3.
Neben den Leistungskontakten 32 umfassen die Kontakte 30 zumindest einen Schutzleiter-Kontakt 35, also einen PE-Kontakt, wobei in der gezeigten Ausführungsform mehrere Schutzleiter-Kontakte 35 vorgesehen sind, die separat und isoliert von den Leistungskontakten 32 auf der Ladefläche 28 angeordnet sind.
Alternativ zur in Figur 2 gezeigten Ausführungsform kann die Bodenkontakteinheit 18 eine durchgehende Schutzleiter-Ebene aufweisen, die demnach im Wesentlichen der Fläche des Grundkörpers 26 bzw. der Grundfläche der Ladefläche 28 entspricht. Die einzelnen Leistungskontakte 32 können dann die entsprechende Schutzleiter-Schicht durchbrechen, wobei die Leistungskontakte 32 jeweils isoliert zur Schutzleiter-Ebene sind, beispielsweise durch ringförmige Abschnitte. Darüber hinaus können die Kontakte 30 zudem zumindest einen Steuerkontakt 36 umfassen, welcher benutzt wird, um eine Kontaktierungsüberprüfung vorzunehmen.
In der gezeigten Ausführungsform sind mehrere Steuerkontakte 36 vorgesehen, die lediglich beispielhaft eingezeichnet worden sind. Über die Steuerkontakte 36 kann grundsätzlich festgestellt werden, ob die Fahrzeugkontakteinheit 16 die Bodenkontakteinheit 18 kontaktiert hat.
Insbesondere sind die Kontakte 30 grundsätzlich so auf der Ladefläche 28 verteilt und zueinander angeordnet, dass zumindest zwei Steuerkontakte 36 in einem Kontaktierungsbereich der Ladefläche 28 liegen, welcher von der Fahrzeugkontakteinheit 16 überdeckt ist, wenn die konduktive Verbindung hergestellt ist. Über die zwei Steuerkontakte 36 im Kontaktierungsbereich kann zudem festgestellt werden, in welcher Orientierung die Bodenkontakteinheit 18 kontaktiert worden ist.
Durch Kenntnis der Geometrie der Fahrzeugkontakteinheit 16 kann darüber hinaus ermittelt werden, welche Kontakte 30 kontaktiert worden sind, also welche der Kontakte 30 zur Teilmenge der kontaktierten Kontakte 30 gehört, die im Kontaktierungsbereich der Ladefläche 28 liegen.
Aus Figur 3 geht ferner hervor, dass die Leistungskontakte 32, die den vier unterschiedlichen Potenziallagen zugeordnet sind, nämlich den Phasen L1 , L2, L3 sowie der Neutralphase N, jeweils über einen Kontaktschalter 38 der entsprechenden Potenziallage 34 zugeordnet sind.
Die Kontaktschalter 38 sind demnach mit den Leistungskontakte 32 in Reihe geschaltet, wie dies aus Figur 3 zu entnehmen ist.
Die Kontaktschalter 38 sind jeweils als Spiegel kontakte ausgebildet, sodass die Kontaktschalter 38 einen Hauptkontakt 40 sowie einen Überwachungskontakt 42 aufweisen. Aufgrund der Ausbildung als Spiegelkontakte ist sichergestellt, dass der Hauptkontakt 40, welcher als ein Relais fungiert, mit dem Überwachungskontakt 42 mechanisch gekoppelt ist, sodass sich die jeweiligen Schaltstellungen des Hauptkontakts 40 und des Überwachungskontakts 42 gegenseitig bedingen bzw. voneinander abhängen. Der Hauptkontakt 40 und der Überwachungskontakt 42 sind jedoch voneinander galvanisch getrennt, sodass beide Kontakte 40, 42 nicht einem gemeinsamen Stromkreis zugeordnet sind. Vielmehr sind beide Kontakte 40, 42 unterschiedlichen Stromkreisen zugeordnet, die voneinander unabhängig und zudem galvanisch voneinander getrennt sind.
Insofern gibt es keine Schaltstellung des Kontaktschalters 38, in der ein geschlossener Stromkreis gebildet ist, in dem sowohl der Hauptkontakt 40 als auch der Überwachungskontakt 42 eingebunden sind, sodass ein Strom über beide Kontakte 40, 42 des Kontaktschalters 38 fließen könnte.
Der Hauptkontakt 40 ist, wie in Figur 3 gezeigt, als ein normalerweise geöffneter Kontakt, also ein NO-Kontakt, ausgebildet, wohingegen der Überwachungskontakt 42 als ein normalerweise geschlossener Kontakt, also ein NC-Kontakt, ausgebildet ist.
In Figur 3 ist demnach die Ausgangsstellung der Kontaktschalter 38 gezeigt, da sich die Kontaktschalter 38 jeweils in einer entsprechenden Schaltstellung befinden, bei denen die Hauptkontakte 40 geöffnet sind, sodass kein Stromfluss zu den Leistungskontakten 32 möglich ist. Mit anderen Worten sind die Leistungskontakte 32 keiner Potenziallage 34 zugeschaltet, wodurch ein Berührschutz gewährleistet ist.
Der entsprechende Berührschutz kann mittels der Ladeinfrastruktur 12 überwacht werden, indem der Überwachungsschaltkreis 20 unter anderem die jeweilige Schaltstellung der Überwachungskontakte 42 der entsprechenden Kontaktschalter 38 überwacht.
Die Überwachung findet dabei zumindest bei den Kontaktschaltern 38 statt, die Leistungskontakten 32 zugeordnet sind, welche beim Vorliegen der konduktiven Verbindung zwischen der Bodenkontakteinheit 18 und der Fahrzeugkontakteinheit 16 nicht kontaktiert sind, also bei Leistungskontakten 32, welche nicht zur Teilmenge der mehreren Kontakte 30 der Bodenkontakteinheit 18 gehören, die kontaktiert sind.
Der Überwachungsschaltkreis 20 steuert die Abschalteinrichtung 22 an, sofern der Überwachungsschaltkreis 20 feststellt, dass eine falsche Schaltstellung bei einem der Überwachungskontakte 42 vorliegt, was zur Folge hat, dass einer der Hauptkontakte 40 ebenfalls eine falsche Schaltstellung hat, da die Überwachungskontakte 42 und die Hauptkontakte 40 mechanisch miteinander gekoppelt sind.
Die falsche Schaltstellung entspricht dabei einer geöffneten Schaltstellung des Überwachungskontakts 42, welche mit einer geschlossenen Schaltstellung des zugeordneten Hauptkontakts 40 einhergeht, was bedeuten würde, dass ein frei zugänglicher Leistungskontakt 32 einer Potenziallage 34 zugeordnet wäre, obwohl dies nicht gewünscht ist, da der entsprechende Leistungskontakt 32 freiliegend ist.
Die Abschalteinrichtung 22 ändert aufgrund der Ansteuerung durch den Überwachungsschaltkreis 20 ihren Zustand, was mit einer vollständigen Abschaltung bzw. einer vollständigen Trennung einhergehen kann. Mit anderen Worten kann die Abschalteinrichtung 22 derart ausgebildet sein, dass eine galvanische Trennung sämtlicher Leistungskontakte 32 vorgenommen wird, wodurch sämtliche Leistungskontakte 32 potenzialfrei geschaltet werden würden.
Insofern kann die Abschalteinrichtung 22 einen Hauptschalter 44 bzw. ein Schütz umfassen, welcher die entsprechende galvanische Trennung vollzieht.
Sofern die Abschalteinrichtung 22 in der Bodenkontakteinheit 18 integriert ist, sind zwei Schaltelemente in einem Strompfad innerhalb der Bodenkontakteinheit 18 vorgesehen, die in Serie geschaltet sind, nämlich die jeweiligen Kontaktschalter 38 sowie der Hauptschalter 44.
Alternativ kann die Abschalteinrichtung 22 eine elektronische Leistungsregelung 46 umfassen, die vorgesehen ist, die der Potenziallage 34 zugeordnete Spannung entsprechend zu reduzieren, sodass die anliegende Spannung auf einen unkritischen Wert begrenzt wird, wodurch der Berührschutz gewährleistet ist. Mit anderen Worten liegt an dem jeweiligen Leistungskontakt 32, der mit dem fälschlicherweise geschlossenen Hauptkontakt 40 des Kontaktschalters 38 gekoppelt ist, eine so niedrige Spannung an, dass keine Gefahr besteht.
In Figur 1 war bereits gezeigt, dass sowohl der Überwachungsschaltkreis 20 als auch die Abschalteinrichtung 22 teilweise in der Bodenkontakteinheit 18 sowie teilweise in der separat ausgebildeten Überwachungseinheit 24 angeordnet sein können. Sofern der Überwachungsschaltkreis 20 zwei Teilschaltkreise umfasst, kann vorgesehen sein, dass der erste Teilschaltkreis in der Bodenkontakteinheit 18 integriert ist und zumindest ein Ausgabesignal der Bodenkontakteinheit 18 an den zweiten Teilschaltkreis des Überwachungsschaltkreises 20 ausgibt, der in der separat ausgebildeten Überwachungseinheit 24 integriert ist.
Das zumindest eine Ausgabesignal kann dabei den Zustand der gesamten Bodenkontakteinheit 18 übermitteln, beispielsweise in Form eines binären Signals, also „ok“ bzw. „nicht ok“, wodurch der Überwachungsschaltkreis 20, insbesondere der zweite Teilschaltkreis, dann die Abschalteinrichtung 22 entsprechend ansteuert, sodass die Abschalteinrichtung 22 ihren Zustand verändert.
Mit Hilfe des Überwachungsschaltkreises 20 findet somit eine kontinuierliche Berührschutzüberwachung der Leistungskontakte 32 statt, indem Schaltstellungen der Kontaktschalter 38 kontinuierlich überwacht werden, welche Leistungskontakten 32 zugeordnet sind, die nicht zur Teilmenge der kontaktierten Kontakte 30 gehören.
Neben dieser kontinuierlichen Berührschutzüberwachung kann ferner vorgesehen sein, dass eine kontinuierliche Berührschutzüberwachung durchgeführt wird, indem eine bestehende Kontaktierung zumindest eines Kontakts 30 kontinuierlich überwacht wird, der zur Teilmenge der kontaktierten Kontakte 30 gehört. Hierbei kann es sich um den Steuerkontakt 36, einen Leistungskontakt 32 und/oder einen der Schutzleiter-Kontakte 35 handeln.
Zur entsprechenden Überwachung kann ein Signal, beispielsweise ein hochfrequentes Signal, über einen der entsprechenden Kontakte 30 eingespeist werden, wobei eine Unterbrechung des entsprechenden Signals festgestellt werden würde, wenn die konduktive Verbindung abreißt.
Es kann so grundsätzlich eine fehlerhafte Ansteuerung eines der Kontaktschalter 38 festgestellt werden, beispielsweise verursacht durch ein Problem mit der (Ansteuerungs-)Elektronik und/oder durch ein Softwareproblem. Eine derartige Feststellung bzw. Überwachung ist insbesondere während eines durchgeführten Ladevorgangs möglich. Aus Figur 4 geht ferner hervor, dass neben der kontinuierlichen Berührschutzüberwachung weitere Überprüfungen stattfinden, insbesondere bevor ein Ladevorgang initiiert wird.
Zur Vorbereitung des Ladevorgangs kann zunächst ein Selbsttest der Leistungskontakte 32 durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die Kontaktschalter 38 aller Leistungskontakte 32 geöffnet sind. Dies kann zu Beginn durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass sich die Bodenkontakteinheit 18 grundsätzlich in einem Zustand befindet, um einen Ladevorgang überhaupt ausführen zu können.
Hierzu kann mittels des Überwachungsschaltkreises 20 die Stellungen der Kontaktschalter 38 überwacht werden, insbesondere der Überwachungskontakte 42, wie zuvor schon bzgl. der kontinuierlichen Berührschutzüberwachung beschrieben wurde.
Darüber hinaus umfasst die Vorbereitungsphase einen Kompatibilitätscheck, bei dem eine Kommunikation zwischen der Bodenkontakteinheit 18 und der Fahrzeugkontakteinheit 16 des Fahrzeugs erfolgt, um festzustellen, ob die beiden Kontakteinheiten 16, 18 überhaupt miteinander einen Ladevorgang durchführen können. Hierbei können entsprechende Signale miteinander ausgetauscht werden, um festzustellen, ob die Kontakteinheiten 16, 18 kompatibel zueinander sind.
Anschließend kann während der Vorbereitungsphase eine Positionierung erfolgen, bei der das Fahrzeug 14 über die Bodenkontakteinheit 18 bzw. in Bezug hierzu positioniert wird, indem bspw. einem Fahrer des Fahrzeugs 14 entsprechende Signale angezeigt werden, sodass dieser das Fahrzeug 14 möglichst exakt über die Bodenkontakteinheit 18 parkt, wodurch eine konduktive Verbindung hergestellt werden kann. Hierdurch ist es möglich, die Größe der Bodenkontakteinheit 18 zu minimieren.
Das Fahrzeug 14 bzw. die Fahrzeugkontakteinheit 16 wird daraufhin eine Ladeanforderung an die elektrische Ladeinfrastruktur 12 schicken, insbesondere die Bodenkontakteinheit 18. Die elektrische Ladeinfrastruktur 12 verarbeitet die Ladeanforderung entsprechend. Sollte das Ergebnis positiv sein, so wird dies dem Fahrzeug 14 bzw. der Fahrzeugkontakteinheit 16 kommuniziert, woraufhin der Ladevorgang initiiert werden könnte.
Hierzu wird zunächst die konduktive Verbindung zwischen der Fahrzeugkontakteinheit 16 und der Bodenkontakteinheit 18 hergestellt, indem zumindest ein Bauteil der Fahrzeugkontakteinheit 16 in Richtung der Bodenkontakteinheit 18 bewegt wird, wodurch dieses auf der Ladefläche 28 der Bodenkontakteinheit 18 bereichsweise zur Anlage kommt, sodass zumindest eine Teilmenge der mehreren Kontakte 30 der Bodenkontakteinheit 18 kontaktiert ist.
Um dies festzustellen, wird die Kontaktierungsüberprüfung durchgeführt, bei der festgestellt wird, ob Kontakte 30 der Bodenkontakteinheit 18 kontaktiert sind. Zudem kann festgestellt werden, welche der entsprechenden Kontakte 30 kontaktiert sind, indem diese einzeln und/oder gruppenweise durchgeschaltet werden.
Hierzu können hochfrequente Signale vorgesehen sein, welche über die Leistungskontakte 32 geführt werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass dies über die Steuerkontakte 36 erfolgt. Die Steuerkontakte 36 können dabei unterschiedliche Signale führen, wodurch neben der reinen Feststellung, welche Kontakte 30 belegt sind, zudem festgestellt werden kann, wie die Kontaktierungsorientierung der Fahrzeugkontakteinheit 16 in Bezug auf die Bodenkontakteinheit 18 ist.
In Abhängigkeit der durchgeführten Kontaktierungsüberprüfung könnten dann die Leistungskontakte 32 bestimmten Potenziallagen 34 zugeordnet werden.
Während der Überprüfungsphase findet jedoch noch eine Schutzleiterüberprüfung statt, bei der ein Teststrom über wenigstens einen Kontakt 30 der mehreren Kontakte 30 geführt wird, um eine Kontaktgüte der vorliegenden konduktiven Verbindung zwischen der Fahrzeugkontakteinheit 16 und der Bodenkontakteinheit 18 zu ermitteln.
Hierzu kann das Fahrzeug 14 einen Stromgenerator oder einen Signalgenerator umfassen, welcher den Teststrom bereitstellt, der über einen der Kontakte der Fahrzeugkontakteinheit auf einen hiermit gekoppelten Kontakt 30 der Kontakte 30 der Bodenkontakteinheit 18 geleitet wird. Beispielsweise kann einer der Leistungskontakte 32 genutzt werden, welcher mit einem korrespondierenden Leistungskontakt der Fahrzeugkontakteinheit 16 gekoppelt ist, wobei der entsprechende Leistungskontakt 32 der Bodenkontakteinheit 18 auf das Schutzleiter-Niveau geschaltet worden ist, welches dem Niveau des Schutzleiter-Kontakts 35 entspricht. Hierzu kann ein Relais vorgesehen sein, über das der entsprechende Kontakt 30 mit dem Schutzleiter-Niveau verbunden wird.
Anschließend kann dann ein Widerstand gemessen werden, um die Kontaktgüte zu ermitteln. Hierbei sollte der gemessene Widerstand einen Widerstandswert von 0,1 Q nicht überschreiten, sodass ein Schutzleiterwiderstands-Schwellenwert von 0,1 Q vorgesehen ist. Der verwendete Teststrom sollte dabei eine Stromstärke von mindestens 200 mA haben.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der Teststrom durch die Bodenkontakteinheit 18 bereitgestellt wird.
Ein weiterer Schritt sieht vor, dass bei der Überprüfung eine Isolationsüberprüfung durchgeführt wird, um festzustellen, dass zwischen Kontakten 30 oder anderen Bereichen der Bodenkontakteinheit 18 keine Kriechströme oder ähnliches vorliegen.
Die Isolationsüberprüfung kann grundsätzlich zwischen zwei Kontakten 30 durchgeführt werden, indem eine Testspannung angelegt und ein Isolationswiderstand gemessen wird, der mit einem vorgegebenen Isolationswiderstands-Schwellenwert verglichen wird. Beispielsweise hat die Testspannung zumindest 500 V. Der Isolationswiderstands-Schwellenwert beträgt beispielsweise 0,25 MQ.
Die beiden Kontakte 30, die für die Isolationsüberprüfung herangezogen werden, können benachbarte Kontakte auf der Ladefläche 28 sein, insbesondere zwei Kontakte 30 der Teilmenge der Kontakte 30, die beim Vorliegen der konduktiven Verbindung kontaktiert sind. Zwischen benachbarten Kontakten 30 kann am ehesten eine (ungewollte) leitende Verbindung vorkommen, beispielsweise über einen Gegenstand, Dreck oder Feuchtigkeit. Insbesondere wird die Isolationsüberprüfung zwischen zwei Leistungskontakten 32 durchgeführt. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die Isolationsüberprüfung zwischen zumindest einem Leitungskontakt 32 und dem zumindest einen Schutzleiter-Kontakt 35 durchgeführt wird. Auch kann die Isolationsüberprüfung zwischen zumindest einem Leitungskontakt 32 und dem Steuer-Kontakt 35 durchgeführt werden.
Auch kann bei der Isolationsüberprüfung die Isolation von einem Kontakt 30 der Teilmenge zu einem Punkt auf der Ladefläche 28 des Grundkörpers 26 gemessen werden.
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass die Isolationsüberprüfung nur dann durchgeführt wird, wenn zuvor festgestellt worden ist, dass zumindest eine Teilmenge der mehreren Kontakte 30 überhaupt kontaktiert ist, also eine konduktive Verbindung vorliegt.
Darüber hinaus kann die Schutzleiterüberprüfung ebenfalls nur dann durchgeführt werden, wenn zuvor festgestellt worden ist, dass eine konduktive Verbindung vorliegt, also zumindest die Teilmenge der mehreren Kontakte 30 kontaktiert ist. Darüber hinaus kann die Schutzleiterüberprüfung auch nur dann durchgeführt werden, wenn zuvor die Isolationsüberprüfung erfolgreich durchgeführt worden ist.
Nachdem die Überprüfung durchgeführt worden ist und sämtliche Überprüfungsschritte erfolgreich abgeschlossen wurden, kann der Ladevorgang beginnen.
Wie zuvor bereits erläutert, wurden die Leistungskontakte 32, die nicht zur Teilmenge der kontaktierten Kontakte 30 gehören, bereits potenzialfrei geschaltet, was zudem während des Selbsttests während der Vorbereitung überprüft worden ist.
Insofern werden lediglich die Leistungskontakte 32 der entsprechenden Potenziallage 34 zugeschaltet, die zur Teilmenge der kontaktierten Kontakte 30 gehören.
Ein Ladestrom fließt dann von der Bodenkontakteinheit 18 in die Batterie des Fahrzeugs 14 über die Fahrzeugkontakteinheit 16, welche mit der Bodenkontakteinheit 18 die konduktive Verbindung ausgebildet hat, wodurch die Batterie entsprechend geladen wird. Während des Ladevorgangs findet die kontinuierliche Berührschutzüberwachung statt, wie bereits erläutert wurde. Hierbei wird festgestellt, ob tatsächlich nur die kontaktierten Leistungskontakte 32 einer entsprechenden Potenziallage 34 zugeschaltet sind bzw. ob die bestehende Kontaktierung während des Ladevorgangs nicht abreißt, indem ein Kontakt 30 der Teilmenge der kontaktierten Kontakte kontinuierlich überwacht wird, beispielsweise der Steuerkontakt 36.
Sollte festgestellt werden, dass der Berührschutz nicht mehr gewährleistet ist, so wird die Abschalteinrichtung 22 vom Überwachungsschaltkreis 20 angesteuert, wodurch entweder der Hauptschalter 44 geöffnet wird, um eine galvanische Trennung vorzunehmen, und/oder die elektronische Leistungsregelung 46 das entsprechende Potenzial herunterregelt, bis ein unkritischer Wert der Spannung erreicht worden ist. Der unkritische Wert kann eine Spannung sein, die ungefährlich ist, insbesondere eine Spannung unterhalb von 25 V Wechselspannung, also 25 Vac, bzw. 60 V Gleichspannung, also 60 Vdc.
Nachdem der Ladevorgang abgeschlossen worden ist, wird die konduktive Verbindung zwischen der Fahrzeugkontakteinheit 16 und der Bodenkontakteinheit 18 getrennt.
Hierzu werden zunächst die zuvor zugeschalteten Leistungskontakte 32, welche der Teilmenge angehören, potenzialfrei geschaltet, indem die entsprechenden Kontaktschalter 38 angesteuert werden. Zudem kann auch die Abschalteinrichtung 22 entsprechend angesteuert werden, um beispielsweise eine galvanische T rennung über den Hauptschalter 44 durchzuführen. Dies schafft eine Redundanz. Zusätzlich kann noch einmal überprüft werden, ob die Leistungskontakte 32 alle potenzialfrei sind, indem die zugeordneten Über- wachungskontakte 42 über den Überwachungsschaltkreis 20 überwacht werden.
Anschließend wird die konduktive Verbindung gelöst, indem die Fahrzeugkontakteinheit 16 außer Anlage gebracht wird, sodass kein Kontakt mehr mit der Bodenkontakteinheit 18 besteht. Das Fahrzeug 14 kann dann die elektrische Ladeinfrastruktur 12 verlassen.
Abschließend kann noch ein erneuter Selbsttest durchgeführt werden, indem festgestellt wird, ob sich sämtliche Leistungskontakte 32 in ihrem potenzialfreien Zustand befinden, also ob die zugeordneten Kontaktschalter 38 allesamt im nichtstromführenden Zustand sind, der vorliegt, wenn die entsprechenden Hauptkontakte 40 geöffnet bzw. die Überwachungskontakte 42 geschlossen sind.
Grundsätzlich kann der Selbsttest natürlich auch zu anderen Zeitpunkten durchgeführt werden. Es können also Selbsttests zu mehreren Zeitpunkten durchgeführt werden, beispielsweise zyklisch, um die Bereitschaft der elektrischen Ladeinfrastruktur 12, insbesondere die der Bodenkontakteinheit 18, kontinuierlich zu überprüfen.
Insofern ist sichergestellt, dass das Fahrzeug 14 effizient elektrisch geladen werden kann, indem eine konduktive Verbindung vorgenommen wird. Gleichzeitig sind entsprechende Sicherheitsvorkehrungen getroffen, indem überprüft wird, ob sich die Bodenkontakteinheit 18 in einem Zustand befindet, der für einen Ladevorgang geeignet ist.
Der in Figur 4 gezeigte Ablauf und das zugehörige Verfahren kann grundsätzlich von der elektrischen Ladeinfrastruktur 12 ausgeführt werden, die hierzu entsprechend eingerichtet ist.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrische Ladeinfrastruktur (12) zum Herstellen einer konduktiven Verbindung zu einer Fahrzeugkontakteinheit (16), wobei die Ladeinfrastruktur (12) eine Bodenkontakteinheit (18) aufweist, die einen plattenförmigen Grundkörper (26) und mehrere Kontakte (30) aufweist, die auf einer Ladefläche (28) des Grundkörpers (26) angeordnet sind, an der die Fahrzeugkontakteinheit (16) zur Anlage kommen kann, wobei die mehreren Kontakte (30) zumindest Leistungskontakte (32) umfassen, die wenigstens einer Potenziallage zugeordnet sind, wobei die Leistungskontakte (32) jeweils mit einem Kontaktschalter (38) in Reihe verbunden sind, wobei die Kontaktschalter (38) jeweils als Spiegelkontakte ausgebildet sind, sodass jeder Kontaktschalter (38) einen Hauptkontakt (40) und einen Überwachungskontakt (42) umfasst, die mechanisch gekoppelt sind, aber voneinander galvanisch getrennt sind, wobei die Ladeinfrastruktur (12) einen Überwachungsschaltkreis (20) aufweist, der eingerichtet ist, zumindest die jeweilige Schaltstellung der Überwachungskontakte (42) der Kontaktschalter (38) zu überwachen, die Leistungskontakten (32) zugeordnet sind, die beim Vorliegen einer konduktiven Verbindung nicht kontaktiert sind, und wobei der Überwachungsschaltkreis (20) eingerichtet ist, eine Abschalteinrichtung (22) anzusteuern.
2. Elektrische Ladeinfrastruktur nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktschalter (38) derart ausgebildet sind, dass sich die Schaltstellungen des Hauptkontakts (40) und des Überwachungskontakts (42) gegenseitig bedingen.
3. Elektrische Ladeinfrastruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkontakt (40) als ein NO-Kontakt und der Überwachungskontakt (42) als ein NC-Kontakt ausgebildet sind.
4. Elektrische Ladeinfrastruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Überwachungsschaltkreis (20) die Abschalteinrichtung (22) ansteuert, ihren Zustand zu verändern, wenn der Überwachungsschaltkreis (20) zumindest eine falsche Schaltstellung der Überwachungskontakte (42) der Kontaktschalter (38) feststellt.
5. Elektrische Ladeinfrastruktur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die falsche Schaltstellung des Überwachungskontakts (42) der geöffneten Schaltstellung des Überwachungskontakts (42) entspricht.
6. Elektrische Ladeinfrastruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschalteinrichtung (22) einen Hauptschalter (40) umfasst.
7. Elektrische Ladeinfrastruktur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Überwachungsschaltkreis (20) eingerichtet ist, den Hauptschalter (40) zu öffnen, um eine galvanische Trennung über den Hauptschalter (40) herzustellen.
8. Elektrische Ladeinfrastruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschalteinrichtung (22) eine elektronische Leistungsregelung (46) umfasst.
9. Elektrische Ladeinfrastruktur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Überwachungsschaltkreis (20) eingerichtet ist, die elektronische Leistungsregelung anzusteuern, die anliegende Spannung auf einen unkritischen Wert zu begrenzen.
10. Elektrische Ladeinfrastruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Überwachungsschaltkreis (20) zumindest einen ersten Teilschaltkreis umfasst, der in der Bodenkontakteinheit (18) integriert ist, wobei der erste Teilschaltkreis zumindest ein Ausgabesignal der Bodenkontakteinheit (18) an einen zweiten Teilschaltkreis ausgibt, der in einer zur Bodenkontakteinheit (18) separat ausgebildeten Überwachungseinheit (24) vorgesehen ist.
11 . Elektrische Ladeinfrastruktur nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teilschaltkreis des Überwachungsschaltkreises (20) eingerichtet ist, die Abschalteinrichtung (22) anzusteuern.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019052962A1 (de) 2017-09-12 2019-03-21 easE-Link GmbH Fahrzeugverbindungsvorrichtung, bodenkontakteinheit, fahrzeugkoppelsystem sowie verfahren zur automatischen, konduktiven verbindung einer fahrzeugkontakteinheit mit einer bodenkontakteinheit
DE102018112472A1 (de) * 2017-10-17 2019-04-18 easE-Link GmbH Bodenkontakteinheit für ein Fahrzeugbatterieladesystem und Verfahren zur Schaltung eines Kontaktbereiches einer Bodenkontakteinheit

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8307967B2 (en) 2007-07-04 2012-11-13 Satyajit Patwardhan Widely deployable charging system for vehicles
DE102011004516A1 (de) 2011-02-22 2012-08-23 Sb Limotive Company Ltd. Schaltung und Verfahren zur Diagnose von Schaltkontakten in einem batteriebetriebenen Straßenfahrzeug
DE102015102468B3 (de) 2015-02-20 2016-06-16 Sma Solar Technology Ag Netzersatzanlage und Erdungseinrichtung für eine Netzersatzanlage
FR3048387B1 (fr) 2016-03-02 2019-06-21 Alstom Transport Technologies Installation amelioree de recharge par conduction d'un vehicule
DE102019213055A1 (de) 2019-08-29 2021-03-04 Audi Ag Ladesystem und Verfahren zum konduktiven Laden eines Energiespeichers eines Fahrzeugs mit einer berührsicheren Ladespannung
DE102019216919A1 (de) 2019-11-04 2021-05-06 Contitech Antriebssysteme Gmbh System zum Erzeugen einer Ladespannung für ein Laden einer Batterie eines Fahrzeugs

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019052962A1 (de) 2017-09-12 2019-03-21 easE-Link GmbH Fahrzeugverbindungsvorrichtung, bodenkontakteinheit, fahrzeugkoppelsystem sowie verfahren zur automatischen, konduktiven verbindung einer fahrzeugkontakteinheit mit einer bodenkontakteinheit
DE102018112472A1 (de) * 2017-10-17 2019-04-18 easE-Link GmbH Bodenkontakteinheit für ein Fahrzeugbatterieladesystem und Verfahren zur Schaltung eines Kontaktbereiches einer Bodenkontakteinheit

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SCHUETZE24 - B2B EINKAUF VON INSTALLATIONSSCHÜTZ BIS HILFSSCHÜTZ: "Spiegelkontakte vs zwangsgeführte Kontakte | Schütze24", 19 January 2022 (2022-01-19), pages 1 - 7, XP093057644, Retrieved from the Internet <URL:https://web.archive.org/web/20220119110304/https://www.schuetze24.com/wissen/spiegelkontakte-zur-fehlererkennung-nutzen> [retrieved on 20230626] *

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