用于直流电网的保护装置、车辆用车载电源、车辆和直流充电站制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于直流电网(1)尤其是高压电网的保护装置(8)。根据本发明专利技术，保护装置(8)包括：在正电位线(HV+L)与参考电位线(ML)之间的第一电压测量装置(SV1)和在负电位线(HV

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于直流电网的保护装置、车辆用车载电源、车辆和直流充电站


[0001]本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于直流电网的保护装置、一种车辆用车载电源、一种车辆和一种直流充电站。

技术介绍

[0002]从如DE 10 2017 009 355 A1所述的现有技术中知道了一种用于操作车载电源的方法。在用于操作被施以第一直流电压的第一车载电源和被施以第二直流电压的第二车载电源的方法中，第一和第二车载电源借助具有第一节拍式换能器的能量耦合器被电耦合。第一和第二直流电压借助电隔离机构相对于参考电位被电隔离。电隔离机构被监测。第一和第二车载电源借助能量耦合器被电流耦合。当在两个车载电源之一的一个区域中出现隔离机构故障时，该能量耦合器如此控制两个车载电源中相应的另一个车载电源的电位，即，该电位与参考电位的相应的电位差小于预定的比较值。
[0003]在DE 10 2017 009 352 A1中，描述一种用于车载电源的电耦合的能量耦合器和一种用于车载电源的电耦合的方法。用于将被施以第一直流电压的第一车载电源电耦合至被施以第二直流电压的第二车载电源的能量耦合器具有第一节拍式换能器和第二节拍式换能器。第一和第二节拍式换能器分别具有车载电源接线端和中间电路接线端。第一节拍式换能器的车载电源接线端被连至第一车载电源，第二节拍式换能器的车载电源接线端被连接至第二车载电源。第一和第二节拍式换能器的中间电路接线端被连至共同的直流电压中间电路。直流电压中间电路的第一电位借助第一节拍式换能器被电连接至第一车载电源的其中一个电位，直流电压中间电路的第二电位借助第二节拍式换能器被电连接至第二车载电源的其中一个电位。

技术实现思路

[0004]因此本专利技术的目的是，指出一种相比于现有技术有所改进的用于直流电网的保护装置、一种相比于现有技术有所改进的用于车辆的车载电源、一种具有这种车载电源的车辆以及一种相比于现有技术有所改进的直流充电站。
[0005]根据本专利技术，该目的通过一种具有权利要求1的特征的用于直流电网的保护装置、一种具有权利要求7的特征的车辆用车载电源、一种具有权利要求8的特征的车辆和一种具有权利要求9的特征的直流充电站来完成。
[0006]本专利技术的有利设计是从属权利要求的主题。
[0007]根据本专利技术的用于直流电网、尤其是高压电网例如车辆的车载电源的保护装置包括在正电位线与参考电位线之间的用于测量正电位线与参考电位线之间电压的第一电压测量装置和在负电位线与参考电位线之间的用于测量负电位线与参考电位线之间电压的第二电压测量装置。参考电位尤其是接地电位，在车辆内使用该保护装置时尤其是车辆接地电位，在直流充电站内使用保护装置时例如是地电位。
[0008]另外，该保护装置包括保护电路。保护电路例如包括在正电位线和参考电位线之间的放电电阻和第一保护开关的串联电路和在负电位线和参考电位线之间的放电电阻与第二保护开关的串联电路。或者，该保护电路包括两个保护电路部分，其中，第一保护电路部分包括在正电位线和参考电位线之间的第一放电电阻和第一保护开关的串联电路，第二保护电路部分包括在负电位线与参考电位线之间的第二放电电阻和第二保护开关的串联电路。
[0009]在保护装置的保护电路的两个变型中，第一保护开关在借助第一电压测量装置确定了低于预定电压时可被控关，第二保护开关在借助第二电压测量装置确定了低于预定电压值时可被控关。
[0010]或者，第一保护开关在借助第二电压测量装置确定了高于预定电压值时可被控关，第二保护开关在借助第一电压测量装置确定了高于预定电压值时可被控关。
[0011]代替两个电压测量装置地，可以在参考电位线中设置故障电流测量装置。于是在保护电路的两个变型中，第一保护开关和/或第二保护开关在借助故障电流测量装置测定故障电流时可被控关。
[0012]根据本专利技术的用于车辆、尤其是电动车或混动车的车载电源、尤其是高压电源包括这种保护装置。
[0013]根据本专利技术的车辆、尤其是电动车或混动车包括这种保护装置、尤其是具有这种保护装置的这种车载电源尤其是高压车载电源。
[0014]根据本专利技术的、尤其是车外的尤其用于对车辆尤其是电动车或混动车且尤其是这种车辆的高压电池进行充电的直流充电站、尤其是高压直流充电站包括这种保护装置。
[0015]术语“高压”尤其是指直流电压，它尤其是大于约60V。尤其是，术语“高压”设计为符合标准ECE R 100。
[0016]根据本专利技术的解决方案如以下所解释地解决与车辆、尤其是电动车和混动车内和直流充电站内的Y电容器相关联的问题。这种Y电容器被用作措施来减少EMC干扰的发射(EMC：电磁兼容性)。但是，它们出于高压安全性考虑是更高的危险电位。例如，按照标准SAE J1772、IEC60479
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1和
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2，Y电容器所包含的电荷量被称为健康威胁特征(C1特性曲线)。随着车辆工作电压增大，遵守该标准所要求的极限值变得越来越困难。有时，也不允许用于遵守安全规定例如增强的、尤其是倍增的电绝缘的替代措施、所谓的替代应对手段。另一标准LV123和与之相关的标准例如规定了对于所有Y电容器的电荷量的0.2J最大内含能量。当允许借助替代措施的出路时，于是例如可以使用已描述的增强的尤其是倍增的电绝缘。但这只能在所有相互接合的高压系统被相应加强隔离时实现。即，例如在直流充电时车辆和直流充电站、尤其是充电桩必须被相应增强绝缘。但因为为此不存在强制标准，故采用不同的绝缘设计的系统接合也是可能的，由此不遵守安全要求。
[0017]所述问题通过所述专利技术来解决，因为通过相对于参考电位、尤其是接地电位测量高压电位的电压，识别关于参考电位的可能由身体电流(即，因为身体、尤其是人体接触其中一个高压电位和参考电位)引起的高压电位漂移。为了在电压减小至参考电位的相关高压电位下尽量快速地降低电压，接入放电电阻和有利地与之电并联地接入不带电荷的保护电容器。在相关的高压电位与参考电位之间的电压由此突变至低许多的水平，由此，身体电流与电压成比例地减小。根据本专利技术的解决方案因此允许由Y电容器针对身体尤其是人体
造成的电击的减少。因此允许遵守上述要求。也可能的是，将Y电容器的由人体电阻实现的电能限制到低于0.2J的程度，尽管储蓄在Y电容器内的能量可以高许多。
[0018]有利地，一个保护电容器相对于放电电阻如上所述地电并联。放电电阻只需具有很低欧姆值，以快速减小身体电流。但不利的是因此产生低欧姆绝缘缺陷。因此，由放电电阻和电并联保护电容器构成的组合有利许多。放电电阻保证了电并联的保护电容器在接通时刻无电压。在接通之后，它用于相关高压电位的Y电容器的快速放电。
[0019]因此，该保护电路例如包括在正电位线与参考电位线之间的放电电阻和第一保护开关的串联电路以及在负电位线与参考电位线之间的放电电阻和第二保护开关的串联电路，其中，该保护电容器相对于放电电阻电并联。或者该保护电路包括两个保护电路部分，其中，第一保护电路部分包括在正电位线与参本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于直流电网(1)尤其是高压电网的保护装置(8)，其特征在于，设有在正电位线(HV+L)与参考电位线(ML)之间的、用于测量该正电位线(HV+L)与该参考电位线(ML)之间电压的第一电压测量装置(SV1)，以及在负电位线(HV
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L)和参考电位线(ML)之间的、用于测量在该负电位线(HV
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L)和该参考电位线(ML)之间电压的第二电压测量装置(SV2)，或者设有在参考电位线(ML)中的故障电流测量装置(10)，并且设有保护电路(9)，该保护电路具有：
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在正电位线(HV+L)与参考电位线(ML)之间的、由放电电阻(Re)和第一保护开关(SS1)组成的串联电路，以及在负电位线(HV
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L)和参考电位线(ML)之间的、由放电电阻(Re)和第二保护开关(SS2)组成的串联电路，或者
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两个保护电路部分(9.1、9.2)，其中，第一保护电路部分(9.1)包括在正电位线(HV+L)与参考电位线(ML)之间的、由第一放电电阻(Re1)和第一保护开关(SS1)组成的串联电路，第二保护电路部分(9.2)包括在负电位线(HV
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L)和参考电位线(ML)之间的、由第二保护开关(SS2)和第二放电电阻(Re2)组成的串联电路，其中，
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第一保护开关(SS1)能够在借助第一电压测量装置(SV1)确定了低于规定电压值时被驱动以关闭和/或能够在借助第二电压测量装置(SV2)确定了高于规定电压值时被驱动以关闭，并且
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第二保护开关(SS2)能够在借助第二电压测量装置(SV2)确定了低于规定电压值时被驱动以关闭和/或能够在借助第一电压测量装置(SV1)确定了高于规定电压值时被驱动以关闭，或者
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第一保护开关(SS1)和/或第二保护开关(SS2)能够在借助故障电流测量装置(10)测量到故障电流时被驱动以关闭。2.根据权利要求1所述的保护装置(8)，其特征在于，保护电容器(Cs、Cs1、Cs2)与放电电阻(Re、Re1、Re2)电并联。3.根据权利要求2所述的保护装置(8)，其特征在于，由保护电容器(Cs、Cs1、Cs2)和保护电阻(Rs、Rs1、Rs2)构成的串联电路与放电电阻(Re、Re1、Re2)电并联。4.根据前述权利要求中任一项所述的保护装置(8)，其特征在于，设有与第一电压测量装置(SV1)和第一保护开关(SS1)联接的第一电压评估单元，以用于评估由第一电压测量装置(SV1)确定的电压且在低于规定电压极限值时控制第一保护开关(SS1)，并且设有与第二电压测量装置(SV2)和第二保护开关(SS2)联接...

【专利技术属性】
技术研发人员：U，
申请(专利权)人：梅赛德斯奔驰集团股份公司，
类型：发明
国别省市：