[发明专利]用于机动车的高压电池的充电装置、充电设备以及用于运行充电设备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的高压电池的充电装置，尤其是安装在机动车中的充电装置，其中，该充电装置可通过连接装置与交流电网连接，该连接装置包括不探测至少一个故障电流类型的故障电流、尤其是直流故障电流的故障电流保护开关，并且其中，设置至少一个在该连接装置连接在该充电装置上时存在的通信连接装置，用于在充电装置侧的控制单元和连接装置侧的控制单元之间传输通信信号。此外，本发明还涉及一种具有这种充电装置和连接装置的充电设备以及一种用于运行充电设备的方法。

背景技术

已经公知了也能借助于电能运行的机动车，其中，既已经公开了仅从电储能器、尤其是高压电池获得其驱动能的电动车，也已经公开了驱动能除了从高压电池之外还可从其它能量源、尤其是化石能量源获取的混合动力车辆。

为了能够给这种机动车的高压电池充电，已经提出，将高压电池尤其是与低压电池一起通过常用的交流电网、例如机动车运营者的家用电网充电。另外设置的低压电池（也称为整车电路网络电池）通常具有约12V的电压，而高压电池具有比低压电池高的电压，尤其是50V以上的电压。也已公知并且使用其运行电压在150到270V之间的高压电池。因此需要专门的充电设备，用来给高压电池、优选给高压电池和低压电池充电。以下称为充电装置的充电器在此可以安装在机动车中并且具有接口，带有充电电缆的适配的插头可以插接到该接口中。在另一侧，充电电缆尤其是通过电子盒或类似物与交流电网连接，必要时也可以设置带有相应充电电缆的充电柱作为与交流电网的连接装置。

因为在此以高的电压和电流工作，所以已经公知，设置故障电流保护开关（FI-开关）作为保护以免充电基础设施中的电击，该充电基础设施以下称为连接装置。在此，例如可以在充电柱、充电电缆中的电子盒或者在插头本身中安装这种故障电流保护开关。也可考虑的是，FI-开关已经设置在交流电网的标准插座中或旁边。出于成本和结构空间方面的考虑，在此经常使用A类型的故障电流保护开关（A类型FI）。然而事实表明，A类型的故障电流保护开关不能检测所有在充电装置中可能出现的故障电流。在此涉及所谓的直流故障电流，所述直流故障电流在所有时候都能通过B类型的故障电流保护开关检测到，然而B类型的故障电流保护开关非常大并且昂贵，因此通常很少使用。

在已知的充电器或充电装置中，通常也用通信信号工作，所述通信信号通过充电装置和连接装置之间的专门的通信连接装置传输。这种通信信号也被称作“控制引导（Control Pilot）”。在此，通信信号例如表明充电装置已连接好，然而也可以传输其它信息，例如功率需求、高压电池的特征值等。通信信号由连接装置侧的控制单元相应地处理。常见的是，在缺少该通信信号时，到充电装置侧的接口、尤其是到插头、连接装置的电流输入中断，因为表明充电装置没有连接好。

发明内容

因此，本发明的目的是，如下改进充电装置，使得对于操作人员关于由所设置的故障电流保护开关、尤其是A类型的故障电流保护开关不能检测的电流存在提高的安全性。

为了实现该目的，在开头所述类型的充电装置中按照本发明提出，该充电装置包括用于检测所述故障电流类型的故障电流的故障电流检测装置，该故障电流检测装置设计用于向连接装置侧的控制单元传送表示故障电流的故障电流信号，该控制单元设计用于根据故障电流信号这样地改变和/或中断通信信号，使得充电装置与交流电网分开。

在此，故障电流保护开关尤其设计为A类型的故障电流保护开关，因此，未被检测的故障电流、也就是所述至少一种故障电流类型相应地是直流故障电流。这种直流故障电流尤其在连接在整流装置后面的部件的区域内出现，所述整流装置对于给高压电池和必要时低压电池充电是必要的。现在，本发明的构思在于，检测充电器、也就是充电装置内部的故障电流，并且在存在故障电流时对通信信号施加影响。然后，通信信号的这种改变或者优选中断由于连接装置的相应构造而导致充电装置与高压电网分开。与此相应导致系统的关断，使得能够维持充电设备的必要的安全，而不需要较大并且较昂贵的故障电流保护开关、尤其是B类型的故障电流保护开关。尤其当在不存在通信信号时关断的功能已经在连接装置中实现时，已经存在的功能有利地一同用于进一步提高安全性。

在本发明的另一个构型中可以提出，所述故障电流检测装置设计为剩余电流监视器（RCM）。这种RCM基本上是已知的并且监测电气设备中的电流差。在低于确定的电流差时，RCM尤其通过通知触头通知超过该临界值，由此，于是使用该通知来通过相应地控制部件恰当地改变检测的故障电流的特性。