用于保护车载充电设备的方法和电路技术

一种用于保护车载充电设备(100)的方法包括以下步骤：检测来自电网的相电压和中性电压，检测表示由补偿电路生成的补偿电流的电流信号，将相电压组合在一起以获得单极电压信号，对电流信号和单极电压信号进行平方以获得第一方波电流波和第二方波电压波，将第一方波和第二方波组合在一起，以便当第一方波和第二方波同相时生成具有第一逻辑电平的输出信号，并且当第一方波和第二方波异相时生成具有第二逻辑电平的输出信号，生成与具有第一值的输出信号的每个部段的持续时间成比例增加的电压，将电压的值与极限值进行比较，并且当电压电平超过极限值时生成警报信号。电平超过极限值时生成警报信号。电平超过极限值时生成警报信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于保护车载充电设备的方法和电路
[0001]本专利技术涉及一种用于保护车载充电设备的方法和电路。
[0002]因此，本专利技术主要应用于汽车领域，特别是用于车载电池充电系统的设计和配置。
[0003]在电动汽车领域，实际上电池组充电模式分为两个截然不同的相应宏观类别：车载充电器和地面充电器。
[0004]顾名思义，“车载充电器”内置于车辆中并且包括将电网交流电转换为电池组充电所需的直流电所需的所有功率和控制电子设备。
[0005]另一个方面，“地面”充电器是通常的“立柱”或“暗线盒”，它们通过向车辆供应直流电来直接操作转换。
[0006]因此，似乎车载类型的电池充电器，因为它们必须管理来自电网的交流电并且将其转换成直流电以对高压电池进行充电，所以从用户的安全角度来看，表现出更大的危险性，并且必须配备合适的保护系统。
[0007]这在非绝缘类型的车载充电系统的配置中甚至更为关键，在这种系统中，电池充电器具有用于交流电线出口的直接电连接，从而定义了能够将电路闭合到地的真正网格。
[0008]在这些类型的电池充电器中，出现了补偿泄漏电流的问题，该泄漏电流是由于转换器块内部的电子部件的连续开关而生成的，这实际上改变了电池电容器的电压，并且因此生成了对地的电流泄漏。
[0009]在三相系统中，这些电流的幅度高于100mA RMS，更常见的是靠近150mA RMS，因此有必要对其进行补偿，以避免断路器或差动开关的干预。
[0010]为此，在充电设备内部插入了补偿电路，补偿电路被配置为生成与通过电池电容器流向地的电流相等且相反的电流。
[0011]不利的是，这引入了相当大的安全问题，此问题与补偿电路也可能在电池充电器和车辆底盘之间存在绝缘损失的情况下进行干预相关，事实上“欺骗”了差动开关并且阻止它们开始工作。
[0012]为了克服此缺点，已经开发了软件系统，此软件系统借助于微控制器来管理，并且能够区分在系统中流动的电流是电容型的，因此流过电容器并且因此得到补偿的情况，以及电流是电阻型的，因此是危险的(即，流过人体或另一个电阻)的情况。
[0013]然而，由于这些是在电动车辆中至关重要的安全系统，申请人发现在系统的此类临界点中存在纯软件安全水平可能是不够的。
[0014]因此，本专利技术的目的是提供能够克服现有技术的上述缺点的用于保护车载充电设备的方法和电路。
[0015]尤其是，本专利技术的目的是提供高度可靠并且易于实现或生产的用于保护车载充电设备的方法和电路。
[0016]所述目的借助于具有一个或多个随后的权利要求的特征的用于保护车载充电设备的方法和电路来实现。
[0017]尤其是，所述方法包括检测来自电网的相电压和中性电压，并且检测表示由补偿电路生成的补偿电流的电流信号。
[0018]优选地，相电压因此被组合以便获得单极电压信号。
[0019]优选地，电流信号和单极电压信号被平方，以便获得第一方波电流波和第二方波电压波。
[0020]优选地，第一方波和第二方波被组合以便当所述第一方波和第二方波同相时，生成具有第一逻辑电平的输出信号，并且当所述第一方波和第二方波异相时，生成具有第二逻辑电平的输出信号。
[0021]优选地，因此生成与具有第一值的输出信号的每个部段的持续时间成比例增加的第一电压。将第一电压的值与极限值进行比较，并且当第一电压的值超过所述极限值时，生成警报信号。
[0022]本专利技术的另一个目的是用于保护充电设备的电路。
[0023]该电路包括求和网络，该求和网络被配置为接收表示电网的相电压和中性电压的信号作为输入并且返回单极电压信号作为输出。
[0024]优选地，提供用于检测表示补偿电流的电流信号的元件。
[0025]此外，优选地提供转换级，所述转换级被配置为接收所述单极电压信号和所述电流信号作为输入并且生成表示所述单极电压信号的第一方波和表示所述电流信号的第二方波。
[0026]组合级位于转换级的下游，并且被配置为将第一方波和第二方波组合在一起，以便生成输出信号，该输出信号在所述第一方波和第二方波同相时具有第一逻辑电平，在所述第一方波和第二方波异相时具有第二逻辑电平。
[0027]还优选地提供充电模块(或充电器)，所述充电模块可操作地布置在组合级的下游，并且被配置为生成第一电压，第一电压与具有第一值的输出信号的每个部段的持续时间成比例地增加。
[0028]比较器元件优选地与充电模块相关联，并且被配置为将第一电压的值与极限值进行比较，并且如果第一电压的值超过极限值，则生成警报信号。
[0029]通过引用结合于此的从属权利要求对应于本专利技术的不同实施方式。
[0030]从用于保护车载充电设备的方法和电路的优选但非排他性的实施方式的指示性且因此非限制性的描述中，本专利技术的进一步特征和优点将变得更加明显，如附图中所示，在附图中：
[0031]图1示意性地示出了车载充电设备的结构；
[0032]图2示意性地示出了根据本专利技术的用于保护车载充电设备的电路的结构。
[0033]参考附图，附图标记1总体上表示根据本专利技术的用于保护车载充电设备100的电路。
[0034]术语车载充电设备100本文意在总体上定义能够连接到AC电网在给电池供电之前将其转换成直流电的用于牵引电池组6的任何充电系统。优选地，电网是三相类型的。
[0035]为此，充电设备100包括与连接插口101相关联的至少一个外壳C(连接到地)，连接插口101用于连接到电网G并且包含转换器组件104，该转换器组件被配置为将来自电网G的交流电转换成可以用于对电池组105再充电的直流电。
[0036]连接插口101因此被配置为接收三相L1、L2、L3和零线N两者。
[0037]优选地，充电设备100还包括至少一个电磁干扰过滤元件，该至少一个电磁干扰过
滤元件沿着电流输入线布置，即，在连接插口101和转换器组件104之间。
[0038]更优选地，电磁干扰过滤元件是两个，第一个102沿着(交流)电流输入线，第二个103沿着(直流)电流输出线，即，在转换器组件104和电池组105之间。
[0039]在优选实施方式中，充电设备100是非绝缘型的，即，它在电池和配电系统之间提供物理(即，非感应)连接。
[0040]优选地，在此类型的设备100中，转换器组件104包括至少一个升压模块和至少一个降压模块。
[0041]在优选实施方式中，转换器组件104包括：
[0042]‑
第一转换级(或AC
‑
DC转换器)，被配置为将来自电网G的交流电转换成直流电；
[0043]‑
充电级，优选地由电容器组定义，可操作地布置在第一转换级的下游，并且被配置为通过接收第一转换级的输出来充电；
[0044]‑
第二转换级(或DC
‑
DC转换器)，被配置为调制发送到电池组105的直流电流的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于保护车载充电设备(100)的方法，其中，所述充电设备(100)包括：用于连接到电网(G)的插口；以及转换器组件(104)，被配置为将来自所述电网(G)的交流电转换成可以用于对电池组(105)充电的直流电；以及补偿电路(106)，被配置为生成与流向地的一个或多个泄漏电流相等且相反的补偿电流(Icomp)；所述方法包括以下步骤：检测来自所述电网(G)的相电压和中性电压；检测表示由所述补偿电路(106)生成的所述补偿电流(Icomp)的电流信号；组合所述相电压以获得单极电压信号；对所述电流信号和单极电压信号进行平方，以获得第一方波电流波和第二方波电压波；组合第一方波和第二方波，以便当所述第一方波和第二方波同相时，生成具有第一逻辑电平的输出信号，并且当所述第一方波和第二方波异相时，生成具有第二逻辑电平的输出信号；生成与具有所述第一值的输出信号的每个部段的持续时间成比例增加的第一电压；将所述第一电压的值与极限值进行比较；当所述第一电压的所述值超过所述极限值时生成警报信号。2.根据权利要求1的方法，其中，所述组合第一方波和第二方波的步骤包括将所述第一方波和第二方波相乘。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过对电容器(9)充电来执行所述生成所述第一电压的步骤。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在所述生成所述警报信号之后禁用所述补偿电路(106)的步骤。5.一种用于保护车载充电设备(100)的电路，其中，所述充电设备(100)包括：用于连接到电网(G)的插口；以及转换器组件(104)，被配置为将来自所述电网(G)的交流电转换成可以用于对电池组(105)充电的直流电；以及补偿电路(106)，被配置为生成与流向地的一个或多个泄漏电流相等且相反的补偿电流；所述设备包括：求和网络(2)，被配置为接收表示所述电网(G)的相电压(L1、L2、L3)和中性电压(N)的信号作为输入，并且生成单极电压信号作为输出；元件，用于检测表示所述补偿电流的电流信号(Icomp)；转换级(3)，被配置为接收所述单极电压信号和所述电流信号作为输入，...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕斯夸莱，
申请(专利权)人：DRINGHCF保时捷股份公司，
类型：发明
国别省市：