以取決于充電站溫度的充電功率運行充電站的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明的主體涉及一種用于運行電動車的充電站的方法，其中，在電動車的充電控制裝置與充電站之間協(xié)定充電功率，而且對應于該協(xié)定出的充電功率，該充電控制裝置控制從充電站傳輸到電動車的充電電流，其中，充電站的持續(xù)額定功率和最大功率是確定的，該最大功率大于持續(xù)額定功率。
【背景技術】
[0002]充電功率的協(xié)定，特別是在電動車與充電站之間的充電電流強度的協(xié)定已充分地為人們所熟知。特別是在本發(fā)明主體所包括范圍內的交流電充電站(AC-Ladestat1n)中，至少在充電過程開始時可以通過相應的方法協(xié)定充電功率。隨后，對應于該協(xié)定出的充電功率，電動車的充電控制裝置控制該充電功率或者充電電流。充電站可以監(jiān)測車輛的充電控制裝置是否遵循該已協(xié)定出的充電功率。在沒有遵循的情況下，通過該充電站可以完成充電電流的切斷。
[0003]國際專利申請W0 2011/012451 A1中已經公開根據充電電纜的溫度來控制充電電流。根據現有技術，借助于溫度的監(jiān)測使對于將電動車與充電站相連的電纜組內部由于老化或腐蝕引起的缺陷的彌補成為可能。為此，在將電纜組與電動車或充電站連接起來的插拔裝置內部設置有編碼裝置，借助于該編碼裝置可以對經過充電電纜可傳輸的電流強度的數值進行編碼。該編碼裝置依賴于溫度檢測裝置、特別是電阻而受到控制，從而該編碼裝置可以輸出根據溫度修改的編碼值。
[0004]電纜組中的溫度既取決于電流強度又取決于電纜組的傳輸阻抗或其中所包含的能量電纜的傳輸阻抗。該阻抗例如可以通過電纜上的缺陷或腐蝕而增大，這會導致傳輸路徑上的功率損耗增高。增高的功率損耗導致電纜的過熱。為了避免這一點，現有技術提出這樣配置電纜的插頭，即，該插頭防止過載電流導致由溫度引起的電纜的損壞。
[0005]借助于現有技術中已知的方法實現了取決于溫度來降低充電功率。但是并沒有實現通過將充電電流提高到高于持續(xù)電流來縮短充電時間。借助于現有技術中已知的插頭僅可能的是，通過功率損耗的降低來避免電纜的損壞。

【發(fā)明內容】

[0006]因此，本發(fā)明主體的目的在于，在不對充電站中的組件造成永久性損壞條件下，將充電站的功率輸出提高到高于持續(xù)額定功率。
[0007]該目的通過根據權利要求1所述的方法得以實現。
[0008]為了實現縮短充電時間，應選擇盡可能高的充電電流或充電功率。充電站通常這樣針對于持續(xù)電流而設計，即，在充電站持續(xù)負載以這種方式確定的這樣的持續(xù)電流的情況下，不會出現充電站的電氣部件的損壞。持續(xù)額定功率通過充電站內部的部件/構件而確定，該組件/構件被最多地加熱并因此構成了充電站熱過載的最大潛在危險。
[0009]在優(yōu)選具有緊湊結構的充電站中，裝有大量分別會產生功率損耗的部件。該功率損耗取決于電流強度并且本身會導致充電站的加熱。如果充電站在優(yōu)選可能的情況下在沒有主動冷卻的條件下工作而因此僅具有被動冷卻，部件的過熱可能會導致充電站的損壞。被動冷卻優(yōu)選僅通過對流而完成，特別是通過將熱功率損耗排放到周圍空氣中。
[0010]盡管如此，在不對這些部件造成損壞的條件下，在這些充電站中高于持續(xù)額定功率的短時間負載是可能的。該過載的可能持續(xù)時間取決于不同的因素。一方面，涉及到充電站中的部件的老化，因為功率損耗通常隨著部件的使用時間的增加而增加。另一方面，例如也涉及到環(huán)境溫度，因為充電站的被動冷卻很大程度上取決于環(huán)境溫度。
[0011]總而言之，已經具體確定的是，可以在電動車與充電站之間協(xié)定高于持續(xù)額定功率的充電功率。
[0012]高于持續(xù)額定功率的最大功率特別由充電站內部部件的最大載流量而確定。具有最小載流量的部件確定了最大電流并因此確定了最大功率。
[0013]為了縮短充電持續(xù)時間具體提出，首先協(xié)定高于持續(xù)額定功率且最大等于最大功率的充電功率。在協(xié)定出這個充電功率之后，電動車的充電控制裝置對應于已協(xié)定出的充電功率為電動車的電池充電。
[0014]在充電過程中監(jiān)測充電站中的溫度。為此，在充電站中設置有負溫度系數電阻(NTC-ffiderstand)或正溫度系數電阻(PTC-Widerstand)。
[0015]溫度傳感器在空間上優(yōu)選設置在充電站的上方三分之一區(qū)域中、特別是在充電站的上方10%的區(qū)域中，因為在此能夠確定出最高溫度。還可能的是，溫度傳感器直接設置在具有最高功率損耗或具有最大溫度敏感性的部件或構件上。特別是設置在會由溫度而最先造成故障的構件上，特別是在溫度過高的情況下。最大溫度可以是這樣的溫度，即，在該溫度下確保不會使組件故障或損壞。該最大溫度特別是通過這樣的部件而規(guī)定，即，該組件在最低的溫度下已經故障或損壞。
[0016]優(yōu)選間歇性地協(xié)定新的充電功率。在此，除了實際被監(jiān)測的溫度之外還可以考慮到各個部件的使用年數和/或環(huán)境溫度。該調整優(yōu)選這樣進行，即，取決于實際的溫度曲線(即例如該溫度與環(huán)境溫度的偏差)、溫度梯度和/或該溫度與環(huán)境溫度的偏差的持續(xù)時間以及例如取決于至少一個單獨部件的使用年數而分別地協(xié)定新的充電功率。在此，該調整優(yōu)選這樣進行，即，盡可能持續(xù)地避免出現超過最大溫度的情況。因此，該調整并不是在達到最大溫度時才進行，而是已提前完成。在此可以使用P調節(jié)器、PI調節(jié)器或PID調節(jié)器。
[0017]此外，不同的組件可以具有不同的溫度故障特性。在充電功率的調整過程中，特別以較高優(yōu)先級考慮安全相關的組件的故障特性，例如FI開關或控制裝置?？偸菂f(xié)定出這樣的充電功率，在該充電功率下確保了不超過最大溫度或避免了優(yōu)選的、安全相關的組件的由溫度引起的損壞或由溫度引起的故障。
[0018]如果在監(jiān)測充電站中的溫度的情況下確定了該溫度高于第一極限溫度，那么會協(xié)定新的充電功率，該新的充電功率最大等于持續(xù)額定功率。為了起到冷卻充電站的作用，優(yōu)選新協(xié)定出的充電功率低于持續(xù)額定功率，從而在冷卻之后可以至少以持續(xù)額定功率充電，但優(yōu)選以高于持續(xù)額定功率的功率充電。該第一極限溫度優(yōu)選低于最大溫度。以此可以實現，在溫度接近最大溫度的情況下，也就是說溫度達到了極限溫度(例如低于最大溫度的10% )時，將充電功率強制下調至持續(xù)額定功率以下。
[0019]根據一個實施例而提出了，由充電站電氣部件的最大載流量來確定最大功率。如上所述，在充電站中，在不同的電氣組件中會產生損耗熱量。該損耗熱量可以導致充電柱構件的損壞。功率損耗和相應的損耗熱量取決于從電動車獲取的功率。該功率另外通過電流強度來確定。部件的載流量越高，流經該部件的電流的電流強度會更大。如果電流強度高于該部件的載流量，那么會損壞該部件。該損壞可以不依賴于損耗熱量。
[0020]出于這一原因，最大功率至少由充電站的電氣部件的載流量而確定。具有最小載流量的組件可以確定出該最大功率。此外，實際溫度對于分別能夠協(xié)定的最大功率而言也是相關的。通常對于確定最大功率的組件的載流量保有一個安全裕度，該安全裕度優(yōu)選為低于最大載流量的10%，特別優(yōu)選低于最大載流量的20%。這構成了為了保護組件不受損壞的安全緩沖。
[0021]通常，充電站內部的組件的規(guī)格定為，其最大功率明顯大于其持續(xù)額定功率。組件的規(guī)格特別是定為，組件可以耐受比持續(xù)額定功率的情況下的溫度明顯更高的溫度。因此提出，最大功率比持續(xù)額定功率高出持續(xù)額定功率的50%至100%。這意味著，相比于通過持續(xù)額定功率確定的功率，充電站通常可以提