DE102020004825A1 - Device and method for compensating for leakage currents when charging an electrical energy store - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kompensation von Ableitströmen beim Laden eines elektrischen Energiespeichers mit einem durch ein ein- oder mehrphasiges Wechselstromnetz gespeisten Ladesteuergerät, wobei auf die Erfassung und Messung von Fehlerströmen verzichtet werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren grenzen sich vom Stand der Technik insbesondere dadurch ab, dass sowohl die Messung als auch die Kompensation von Ableitströmen auf der Gleichspannungsseite des Ladesystems erfolgen. Dazu wird auf der Gleichstromseite des Ladesteuergeräts ein Differenzstromsignal zumindest zweier Gleichstromleitungen erfasst und darauf basierend ein Kompensationssignal erzeugt, welches verstärkt und in die Gleichstromleitungen eingekoppelt wird.The present invention relates to a device and a method for compensating for leakage currents when charging an electrical energy storage device with a charging control device fed by a single-phase or multi-phase AC network, it being possible to dispense with the detection and measurement of fault currents. The device according to the invention and the method according to the invention differ from the prior art in particular in that both the measurement and the compensation of leakage currents take place on the DC voltage side of the charging system. For this purpose, a differential current signal of at least two DC lines is detected on the DC side of the charging control device and a compensation signal is generated based thereon, which is amplified and coupled into the DC lines.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kompensation von Ableitströmen beim Laden eines elektrischen Energiespeichers mit einem durch ein ein- oder mehrphasiges Wechselstromnetz gespeisten Ladesteuergerät.The present invention relates to a device and a method for compensating for leakage currents when charging an electrical energy store with a charging control device fed by a single-phase or multi-phase AC network.

Die Erfindung betrifft insbesondere die Kompensation von systembedingten Ableitströmen während des Ladens eines Energiespeichers, wie z.B. einer elektrischen Traktionsbatterie eines elektrischen oder hybriden Fahrzeugs in sämtlichen weltweit anzutreffenden Netzsituationen wie z.B. in Europa, Nordamerika oder Asien sowie für Ladesysteme mit einer, zwei oder drei elektrischen Phasen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das Verfahren ermöglichen die Kompensation der Ableitströme nahe an Ihrem Entstehungsort auf der Gleichspannungsseite des Ladegeräts und beschränken sich dabei auf die bloße Kompensation solcher Ableitströme, welche an Ableitkapazitäten zwischen den spannungsführenden Teilen des Ladekreises und dem Erdleiter auftreten. Das erfindungsgemäße Konzept verhindert somit technisch die nicht zulässige Kompensation von Fehlerströmen und greift nicht in ein im Fehlerfall etwa geltendes Sicherheitskonzept auf der Netzniederspannungsseite, also z.B. Fl-Schalter oder dergleichen, ein.The invention relates in particular to the compensation of system-related leakage currents during the charging of an energy store, such as an electric traction battery of an electric or hybrid vehicle in all network situations found worldwide, such as in Europe, North America or Asia, as well as for charging systems with one, two or three electrical phases. The device according to the invention and the method enable the compensation of the leakage currents close to their point of origin on the DC voltage side of the charger and are limited to the mere compensation of such leakage currents that occur at leakage capacitances between the live parts of the charging circuit and the ground conductor. The concept according to the invention thus technically prevents the impermissible compensation of fault currents and does not intervene in a safety concept that may apply in the event of a fault on the low-voltage side of the mains, e.g. FI switches or the like.

Die Detektion von Fehler- und Ableitströmen sowie die Kompensation von Ableitströmen werden z.B. in der Photovoltaik, in der Haustechnik oder im Industriebereich eingesetzt.The detection of fault and leakage currents as well as the compensation of leakage currents are used, for example, in photovoltaics, in building services or in the industrial sector.

Die Offenlegung DE 10 2015 101 870 A1 beschreibt ein Verfahren zur induktiven Kompensation des ohmsch-kapazitiven Ableitstrom-Anteils eines Differenzstroms eines Wechselstromgenerators, z.B. als Teil einer Photovoltaikanlage, durch Messung eines dem tatsächlichen Ableitstrom proportionalen Messableitstroms über mindestens einer Messkapazität und Modellierung dieses Signals unter anderem mit Hilfe eines nachführbaren Widerstands, der durch Berechnungen auf Basis des gemessenen Differenzstroms optimiert wird. Das Kompensationssignal wird hier auf Basis eines zusätzlich erzeugten Referenzsignals gebildet.The Disclosure DE 10 2015 101 870 A1 describes a method for inductive compensation of the ohmic-capacitive leakage current component of a differential current of an AC generator, e.g. as part of a photovoltaic system, by measuring a measurement leakage current proportional to the actual leakage current via at least one measurement capacitance and modeling this signal with the help of a trackable resistance, among other things, which is Calculations based on the measured residual current is optimized. The compensation signal is formed here on the basis of an additionally generated reference signal.

Sehr ähnlich dazu beschreibt die EP 2 372 858 A2 ein Verfahren zur Messung des Differenzstroms eines geerdeten Wechselstromnetzes mit einem magnetischen Differenzstromsensor und Generation eines dem Ableitstromanteil des Differenzstroms proportionalen Stromsignals, das dann zur Erzeugung eines invertierten und amplitudenangepassten Kompensationsstroms verwendet wird, der durch eine induktive Kompensationseinrichtung in den ursprünglichen Differenzstrom eingespeist wird und den Ableitstromanteil auslöscht. Die Verwendung eines Phasendetektors ermöglicht zusätzlich die Reduktion und Eliminierung des zeitabhängigen Phasenwinkels zwischen Referenzsignal und kompensiertem Strom.Very similar to this describes the EP 2 372 858 A2 a method for measuring the differential current of a grounded AC network with a magnetic differential current sensor and generation of a current signal proportional to the leakage current component of the differential current, which is then used to generate an inverted and amplitude-adjusted compensation current which is fed into the original differential current by an inductive compensation device and cancels out the leakage current component . The use of a phase detector also enables the reduction and elimination of the time-dependent phase angle between the reference signal and the compensated current.

In der US 2010 295508 A1 ist ein Verfahren zur Kompensation von Ableitströmen beschrieben, bei dem der Differenzstrom zwischen dem in das Fahrzeug hinein (Phase L1) und aus dem Fahrzeug heraus (N-Leiter) fließenden Ladestrom mit Hilfe eines Differenzstromwandlers bestimmt, und der gemessene Differenzstrom mit der Hilfe eines Koppeltransformators und gegebenenfalls einer Spannungsverstärkung induktiv kompensiert wird, um die Ladeverfügbarkeit zu erhöhen und ein Auslösen des Fl-Schutzschalters aufgrund von Ableitströmen zu verhindern.In the U.S. 2010 295508 A1 describes a method for compensating leakage currents, in which the differential current between the charging current flowing into the vehicle (phase L1) and out of the vehicle (N conductor) is determined using a differential current transformer, and the measured differential current is determined using a coupling transformer and, if necessary, a voltage gain is inductively compensated in order to increase the charging availability and to prevent the FI circuit breaker from being triggered due to leakage currents.

Weitere Verfahren zur Erhöhung der Ladeverfügbarkeit durch Messung des Differenzstroms und Detektion und Kompensation von Wechsel- oder Gleichstromkomponente von Ableit- und Fehlerströmen bei einphasigem Laden auf der Wechselspannungsseite des Ladesystems zeigen US 2012 0249067 A1 und DE 10 2012 205 038 A1 .Show other methods to increase charging availability by measuring the differential current and detecting and compensating for AC or DC components of leakage and fault currents in single-phase charging on the AC voltage side of the charging system U.S. 2012 0249067 A1 and DE 10 2012 205 038 A1 .

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichen es, im Rahmen der Ableitstromkompensation auf die Erfassung und Messung von Fehlerströmen zu verzichten. Dies führt zu einer geringeren Komplexität des Konzeptes zur Ableitstromkompensation und zu einer Steigerung der elektrischen Sicherheit insgesamt. Durch die daraus resultierende Unberührtheit der Fehlerströme können und müssen diese fehlerfrei vom Fehlerstrom-Schutzschalter erkannt und abgeschaltet werden, welcher netzseitig, als Teil einer Ladestation oder integriert in das Ladegerät in entsprechend notwendiger Güte ausgeführt sein muss.The device proposed according to the invention and the method according to the invention make it possible to dispense with the detection and measurement of fault currents in the context of leakage current compensation. This reduces the complexity of the leakage current compensation concept and increases overall electrical safety. Due to the resulting unaffectedness of the residual currents, they can and must be correctly detected and switched off by the residual current circuit breaker, which must be implemented on the mains side, as part of a charging station or integrated into the charging device with the required quality.

Dies wird hinsichtlich der Vorrichtung dadurch erreicht, dass der Summenstromwandler auf der Gleichstromseite des Ladesteuergeräts zur Erfassung eines Differenzstroms zumindest zweier Gleichstromleitungen angeordnet ist, und dass die Einrichtung zur Einkopplung des Kompensationssignals zur Einkopplung des Kompensationssignals in die Gleichstromleitungen ausgebildet ist.With regard to the device, this is achieved in that the summation current transformer is arranged on the DC side of the charging control device for detecting a differential current of at least two DC lines, and that the device for coupling the compensation signal is designed for coupling the compensation signal into the DC lines.

Bezüglich des Verfahrens gelingt dies erfindungsgemäß dadurch, dass auf der Gleichstromseite des Ladesteuergeräts ein Differenzstromsignal der beiden Gleichstromleitungen erfasst wird, dass das Differenzstromsignal gefiltert und aus dem gefilterten Signal ein demselben in Amplitude und Phasengang entgegengesetztes Kompensationssignal erzeugt wird, welches verstärkt und in die beiden Gleichstromleitungen eingekoppelt wird.With regard to the method, this is achieved according to the invention in that a differential current signal of the two DC lines is detected on the DC side of the charging control device, that the differential current signal is filtered and a compensation signal that is opposite in amplitude and phase response is generated from the filtered signal, which is amplified and coupled into the two DC lines will.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren grenzen sich von dem beschriebenen Stand der Technik insbesondere dadurch ab, dass sowohl die Messung als auch die Kompensation von Ableitströmen auf der Gleichspannungsseite des Ladesystems erfolgen.The device according to the invention and the method according to the invention differ from the described prior art in particular in that both the measurement and the compensation of leakage currents take place on the DC voltage side of the charging system.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des Verfahrens ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und werden anhand der Zeichnung erläutert.Advantageous refinements and developments of the device and the method according to the invention result from the respective dependent claims and are explained with reference to the drawing.

Es zeigen:

  • 1 Ein Blockschaltbild eines Ladestrangs eines elektrischen Energiespeichers mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
  • 2 Ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung
  • 3 Einen Summenstromwandler als Differenzstromwandler
  • 4 Ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
Show it:
  • 1 A block diagram of a charging train of an electrical energy storage device with a device according to the invention
  • 2 A block diagram of a device designed according to the invention
  • 3 A summation current transformer as a residual current transformer
  • 4 A basic circuit diagram of a device according to the invention

Wie aus dem Blockschaltbild in 1 ersichtlich, wird die in 2 weiter detaillierte, erfindungsgemäße Vorrichtung 3.4 zur technischen Umsetzung des ebenfalls erfindungsgemäßen Verfahrens zur Kompensation von Ableitströmen in den Gleichspannungsteil im Ladestrang eines elektrischen Energiespeichers 1, wie z.B. der Traktionsbatterie eines elektrischen Fahrzeugs eingebunden. Das Ladesteuergerät 3 wird in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel durch ein dreiphasiges Wechselstromnetz mit den Phasen L1, L2, und L3 sowie dem Neutralleiter N und der Erdungsleitung PE gespeist. Die eingespeiste Wechselspannung wird nach Passieren eines Eingangsfilters 3.1 durch einen Gleichrichter 3.2 in eine Gleichspannung umgewandelt, die mittels der Gleichstromleitungen DC+ und DC- einen Gleichspannungszwischenkreis 3.3 speist. Die mittels eines Gleichspannungswandlers 3.5 auf die zur Versorgung des elektrischen Energiespeichers 1 erforderliche Spannung gewandelte Gleichspannung wird diesem nach Passieren eines Ausgangsfilters 3.6 zugeführt.As seen from the block diagram in 1 apparent, the in 2 more detailed inventive device 3.4 for the technical implementation of the inventive method for compensating for leakage currents in the DC part in the charging train of an electrical energy store 1, such as the traction battery of an electric vehicle. In the exemplary embodiment shown here, the charging control device 3 is fed by a three-phase alternating current network with the phases L1, L2 and L3 as well as the neutral conductor N and the grounding line PE. After passing through an input filter 3.1, the AC voltage that is fed in is converted by a rectifier 3.2 into a DC voltage, which feeds a DC voltage intermediate circuit 3.3 by means of the DC lines DC+ and DC-. The DC voltage converted by a DC voltage converter 3.5 to the voltage required to supply the electrical energy store 1 is fed to the latter after passing through an output filter 3.6.

Die Vorrichtung 3.4 zur Kompensation von Ableitströmen kann dabei entweder, wie in 1 a) gezeigt, integriert innerhalb des Ladesteuergeräts 3, oder, wie in 1 b) gezeigt, außerhalb des Ladesteuergeräts 3 zwischen diesem und dem elektrischen Energiespeicher 1 angeordnet sein.The device 3.4 for compensating for leakage currents can either, as in 1 a) shown integrated within the charge controller 3, or as in 1 b) shown, be arranged outside of the charging control device 3 between this and the electrical energy storage device 1 .

Im Falle des in 1 a) gezeigten und im Weiteren näher erläuterten Ausführungsbeispiels ist die Vorrichtung 3.4 elektrisch zwischen dem Gleichspannungszwischenkreis 3.3 und dem Gleichspannungswandler 3.5 angeordnet. Sie könnte aber ebenso gut zwischen dem Gleichspannungswandler 3.5 und dem Ausgangsfilter 3.6 des Ladesteuergeräts 3 eingebunden sein.In the case of the in 1 a) In the exemplary embodiment shown and explained in more detail below, the device 3.4 is arranged electrically between the DC voltage intermediate circuit 3.3 and the DC voltage converter 3.5. However, it could just as easily be integrated between the DC voltage converter 3.5 and the output filter 3.6 of the charging control device 3.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 3.4 zur Kompensation von Ableitströmen umfasst, wie weiter in dem Blockschaltbild in 2 gezeigt, einen Summenstromwandler 4 zur Messung der im Gleichspannungsteil fließenden Wechselanteile der Ableitströme, ein als aktives Breitbandfilter ausgelegtes Bandpassfilter 5 zur Unterdrückung von einkoppelnden Störungen und zur Fokussierung der Kompensation auf die relevanten Bereiche, eine analoge Kompensationseinheit 6 auf der Basis eines spannungsrückgekoppelten Verstärkers als Logikkomponente zur Generation des Kompensationssignals, einen Hochvoltverstärker 7 zur Transformation des Kompensationssignals auf die für die Einkopplung in den Gleichstromkreis und zur Kompensation der Ableitströme benötigte Stromstärke sowie eine Einrichtung 8 zur Einkopplung der Ausgleichsströme in den Gleichstromkreis.The device 3.4 according to the invention for compensating for leakage currents comprises, as further shown in the block diagram in 2 shown, a summation current converter 4 for measuring the alternating components of the leakage currents flowing in the DC part, a bandpass filter 5 designed as an active broadband filter for suppressing interference that is coupled in and for focusing the compensation on the relevant areas, an analog compensation unit 6 based on a voltage-feedback amplifier as a logic component for Generation of the compensation signal, a high-voltage amplifier 7 for transforming the compensation signal to the current intensity required for coupling into the DC circuit and for compensating for the leakage currents, and a device 8 for coupling the equalizing currents into the DC circuit.

Der Summenstromwandler 4 wird, wie in 3 näher dargestellt, sowohl von dem in der Gleichstromleitung DC+ fließenden Strom I1 als auch von dem in der Gleichstromleitung DC- fließenden Strom I2 des Gleichspannungszwischenkreises 3.3 durchflossen. Die Gleichstromleitungen DC+ und DC- sind dazu durch einen Ringkern 9 geführt und erzeugen in diesem einen magnetischen Fluss, der von dem in Summe durch die beiden Gleichstromleitungen DC+ und DC- fließenden Strom hervorgerufen wird. Dabei werden die beiden Gleichstromleitungen DC+ und DC- so angeordnet, dass ihre Stromrichtungen innerhalb des Ringkerns entgegengesetzt zueinander gerichtet sind, so dass durch diesen in Summe der Strom I1 - I2 fließt und der Summenstromwandler 4 somit als Differenzstromwandler fungiert. Zum Abgriff eines Messsignals des Differenzstroms I1 - I2 ist eine Sekundärwicklung 10 mit N Windungen auf den Ringkern 9 aufgebracht. Die gesamte Anordnung wirkt damit als Transformator, dessen „Primärwicklung“ durch die beiden Gleichstromleitungen DC+ und DCgebildet ist. Der in der Sekundärwicklung 10 hervorgerufene Messstrom IMess ist dadurch gleich der Höhe des Differenzstroms I1 - I2 geteilt durch die Windungszahl N. Bei sogenannten Multilevel-Systemen kann der Gleichspannungszwischenkreis 3.3 mehr als zwei Spannungsebenen und dementsprechend eine höhere Anzahl von Gleichstromleitungen aufweisen. In diesem Falle werden auch diese weiteren Gleichstromleitungen durch den Ringkern 7 geführt.The summation current transformer 4 is, as in 3 shown in more detail, both the current I 1 flowing in the DC line DC+ and the current I 2 of the DC voltage intermediate circuit 3.3 flowing in the DC line DC- flow through. For this purpose, the direct current lines DC+ and DC- are routed through a toroidal core 9 and generate a magnetic flux in it, which is caused by the current flowing in total through the two direct current lines DC+ and DC-. The two direct current lines DC+ and DC- are arranged in such a way that their current directions within the ring core are opposite to each other, so that the total current I 1 - I 2 flows through it and the summation current transformer 4 thus functions as a differential current transformer. A secondary winding 10 with N turns is applied to the toroidal core 9 in order to tap off a measurement signal of the differential current I 1 -I 2 . The entire arrangement thus acts as a transformer whose "primary winding" is formed by the two direct current lines DC+ and DC. The measuring current I Mess caused in the secondary winding 10 is therefore equal to the level of the differential current I 1 - I 2 divided by the number of turns N. In what are known as multilevel systems, the DC voltage intermediate circuit 3.3 can have more than two voltage levels and accordingly a higher number of DC lines. In this case, these additional direct current lines are also routed through the toroidal core 7 .

Wie auch aus dem in 4 gezeigten Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3.4 zu erkennen, wird der dem Differenzstrom entsprechende Messstrom IMess über einen Shunt 10' in eine Messspannung UMess umgewandelt, und diese mittels eines Bandpassfilters 5, bestehend aus einer Reihenschaltung eines Hochpassfilters und eines Tiefpassfilters von eingekoppelten Störungen weitgehend befreit.As also from the in 4 shown block diagram of the device according to the invention 3.4 to recognize the differential current corresponding measurement current I Mess via a shunt 10 'in a measurement voltage U Mess is converted, and this is largely freed from coupled-in interference by means of a band-pass filter 5, consisting of a series connection of a high-pass filter and a low-pass filter.

Aus diesem resultierenden gefilterten Signal wird mittels einer im Wesentlichen einen Differenzverstärker ausbildenden Schaltung 6 zur Erzeugung eines Kompensationssignals ein in Amplitude und Phasengang dem gefilterten Signal entgegengesetzt gerichtetes Kompensationssignal generiert. Dieses Kompensationssignal wird dann in einem Hochvoltverstärker 7 zu einer Spannung mit einer Amplitude von ca. 200 V verstärkt und als Kompensationsstrom über eine geeignete Einrichtung 8 zur Einkopplung in den Hochspannungs-Gleichstromteil injiziert, um dort den zuvor über den Summenstromwandler 4 erfassten und entgegengesetzt gerichteten, aber im Betrag gleichen Ableitstrom auszulöschen.From this resulting filtered signal, a compensation signal directed in the opposite direction to the filtered signal in terms of amplitude and phase response is generated by means of a circuit 6 essentially forming a differential amplifier for generating a compensation signal. This compensation signal is then amplified in a high-voltage amplifier 7 to a voltage with an amplitude of approx. 200 V and injected as a compensation current via a suitable device 8 for coupling into the high-voltage direct current part, in order to use the oppositely directed but extinguish the same amount of leakage current.

Der gesamte Hochvoltverstärker 7 wird vorzugsweise aus diskreten Bauteilen aufgebaut, da kommerzielle integrierte Bausteine für diesen Spannungsbereich kaum verfügbar sind. Ein solcher, auch unter der Bezeichnung „Quasi Class AB“ bekannter Verstärker zeichnet sich dadurch aus, dass für die beiden Leistungstransistoren NPN-Typen verwendet werden können, die im Hochvoltbereich einfacher zu beschaffen sind. Für eine adäquate Kompensation der über die Erdungsleitung PE des Ladesteuergeräts 3 fließenden Ableitströme muss die Masseleitung des Verstärkers mit dieser Erdungsleitung PE verbunden werden. Der Hochvoltverstärker 7 kann erforderlichenfalls auf seiner Ausgangsseite einen NF-Transformator aufweisen.The entire high-voltage amplifier 7 is preferably made up of discrete components, since commercial integrated components for this voltage range are hardly available. Such an amplifier, also known as “quasi class AB”, is characterized by the fact that NPN types can be used for the two power transistors, which are easier to obtain in the high-voltage range. For adequate compensation of the leakage currents flowing via the grounding line PE of the charging control device 3, the grounding line of the amplifier must be connected to this grounding line PE. If necessary, the high-voltage amplifier 7 can have an LF transformer on its output side.

Die Einrichtung 8 zur Einkopplung des Kompensationssignals besteht im Wesentlichen aus mindestens zwei Koppelkondensatoren CK+ und CK-, die von dem Hochvoltverstärker 7 symmetrisch am Mittelpunkt jeweils gegen die Gleichstromleitungen DC+ und DC- gespeist werden. Der Hochvoltverstärker 7 stützt sich dabei gegen das Potential der Erdungsleitung PE ab, damit ein Stromfluss von den Koppelkondensatoren CK+ und CK- über die komplexe Impedanz ZDC+ und ZDC- des gesamten Gleichspannungskreises gegenüber dem Potential der Erdungsleitung PE aufgebracht werden kann. Die Kapazitäten der Koppelkondensatoren CK+ und CK- müssen dabei ausreichend groß gewählt, damit der resultierende Blindwiderstand noch einen Stromfluss im niedrigsten Frequenzbereich zulässt. Andererseits sollen die Kapazitäten der Koppelkondensatoren CK+ und CK- aber auch nicht größer als nötig sein, um Bauraum, Kosten und dielektrische Verluste möglichst gering zu halten. Die Koppelkondensatoren CK+ und CK- können auch jeweils aus einer Parallel- und/oder Reihenschaltung mehrerer einzelner Kondensatoren bestehen.The device 8 for coupling the compensation signal consists essentially of at least two coupling capacitors C K + and C K -, which are fed by the high-voltage amplifier 7 symmetrically at the midpoint against the direct current lines DC+ and DC-. The high-voltage amplifier 7 supports itself against the potential of the grounding line PE, so that a current can flow from the coupling capacitors C K + and C K - via the complex impedance Z DC + and Z DC - of the entire DC voltage circuit to the potential of the grounding line PE . The capacitances of the coupling capacitors C K + and C K - must be chosen sufficiently large so that the resulting reactance still allows current to flow in the lowest frequency range. On the other hand, the capacitances of the coupling capacitors C K + and C K - should not be greater than necessary in order to keep installation space, costs and dielectric losses as low as possible. The coupling capacitors C K + and C K - can also each consist of a parallel and/or series connection of several individual capacitors.

Das unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3.4 durchgeführte, ebenfalls erfindungsgemäße Verfahren zur Kompensation von Ableitströmen misst und kompensiert Ströme im Hochspannungs-Gleichstromteil innerhalb des Ladesteuergeräts 3 oder zwischen Ladesteuergerät 3 und elektrischem Energiespeicher 1. Im Hochspannungs-Gleichstromteil haben alle auftretenden Fehlerströme auch einen Gleichanteil, während alle zu kompensierenden Ableitströme als transiente, meist alternierende Ströme vorhanden sind. Mit dem für das erfindungsgemäße Verfahren genutzten Summenstromwandler 4 können physikalisch keine Gleichströme gemessen werden. Folglich besteht der Großteil an gemessenen Strömen aus Ableitströmen. Da Gleichströme mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3.4 nicht gemessen werden können, können sie konsequenterweise auch durch das erfindungsgemäße Verfahren nicht unbeabsichtigt kompensiert werden.The method for compensating leakage currents carried out using the device 3.4 according to the invention, which is also according to the invention, measures and compensates for currents in the high-voltage direct current part within the charging control device 3 or between the charging control device 3 and the electrical energy store 1. In the high-voltage direct current part, all fault currents that occur also have a direct component, while all leakage currents to be compensated for are present as transient, mostly alternating currents. Direct currents cannot physically be measured with the summation current transformer 4 used for the method according to the invention. Consequently, the majority of measured currents consist of leakage currents. Since direct currents cannot be measured with the device 3.4 according to the invention, they consequently cannot be unintentionally compensated by the method according to the invention.

Nichtlinearitäten und Temperaturdrift im Hochvoltverstärker 7 können mit Hilfe einer lokalen Rückkoppelschleife 11 kompensiert werden. Da die Last am Hochvoltverstärker 7 stark kapazitiv ist, wird hierzu eine Strommessung benötigt, die beispielweise über eine Spannungsmessung an einem Shunt 12 realisiert werden kann, wobei das Messsignal mit Hilfe eines Differenzverstärkers 13 auf den Eingang des Hochvoltverstärkers 7 zurückgeführt wird.Non-linearities and temperature drift in the high-voltage amplifier 7 can be compensated for using a local feedback loop 11. Since the load on the high-voltage amplifier 7 is highly capacitive, a current measurement is required for this purpose, which can be implemented, for example, via a voltage measurement on a shunt 12, with the measurement signal being fed back to the input of the high-voltage amplifier 7 using a differential amplifier 13.

Als Alternative zu dieser Vorgehensweise könnte zur Bildung einer Rückkoppelschleife auch der erzeugte Kompensationsstrom mittels einer weiteren Leitung durch den Ringkern 9 des Summenstromwandlers 4 geführt werden.As an alternative to this procedure, the compensation current generated could also be routed through the ring core 9 of the summation current transformer 4 by means of a further line to form a feedback loop.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102015101870 A1 [0004]DE 102015101870 A1 [0004]
  • EP 2372858 A2 [0005]EP 2372858 A2 [0005]
  • US 2010295508 A1 [0006]US2010295508A1 [0006]
  • US 20120249067 A1 [0007]US20120249067A1 [0007]
  • DE 102012205038 A1 [0007]DE 102012205038 A1 [0007]

Claims (9)

Vorrichtung zur Kompensation von Ableitströmen beim Laden eines elektrischen Energiespeichers (1) mit einem durch ein ein- oder mehrphasiges Wechselstromnetz (2) gespeisten Ladesteuergerät (3), umfassend einen Summenstromwandler (4), eine Schaltung (6) zur Erzeugung eines Kompensationssignals sowie eine Einrichtung (8) zur Einkopplung des Kompensationssignals in zumindest einen Stromleiter, dadurch gekennzeichnet, dass der Summenstromwandler (4) auf der Gleichstromseite des Ladesteuergeräts (3) zur Erfassung eines Differenzstroms zumindest zweier Gleichstromleitungen (DC+, DC-) angeordnet ist, und dass die Einrichtung (8) zur Einkopplung des Kompensationssignals zur Einkopplung des Kompensationssignals in die Gleichstromleitungen (DC+, DC-) ausgebildet ist.Device for compensating for leakage currents when charging an electrical energy store (1) with a charging control device (3) fed by a single-phase or multi-phase AC network (2), comprising a summation current converter (4), a circuit (6) for generating a compensation signal and a device (8) for coupling the compensation signal into at least one current conductor, characterized in that the summation current converter (4) is arranged on the direct current side of the charging control device (3) for detecting a differential current of at least two direct current lines (DC+, DC-), and in that the device ( 8) is designed to couple the compensation signal into the direct current lines (DC+, DC-). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (6) zur Erzeugung des Kompensationssignals durch einen analogen, strom- oder spannungsrückgekoppelten Verstärker gebildet ist, vor dessen Eingang ein Bandpassfilter (5) zur Unterdrückung von einkoppelnden Störungen geschaltet ist.device after claim 1 , characterized in that the circuit (6) for generating the compensation signal is formed by an analog, current or voltage feedback amplifier, before the input of which a bandpass filter (5) is connected to suppress coupling-in interference. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Transformation des Kompensationssignals auf eine für die Einkopplung in den Gleichstromkreis und zur Kompensation der Ableitströme benötigte Stromstärke und/oder Spannung ein Hochvoltverstärker (7) vorhanden ist.device after claim 1 or 2 , characterized in that a high-voltage amplifier (7) is present for the transformation of the compensation signal to an amperage and/or voltage required for coupling into the DC circuit and for compensating for the leakage currents. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochvoltverstärker (7) auf seiner Ausgangsseite einen NF-Transformator aufweist.device after claim 3 , characterized in that the high-voltage amplifier (7) has an AF transformer on its output side. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (8) zur Einkopplung des Kompensationssignals mindestens zwei Koppelkondensatoren (CK+, CK-) umfasst, die von dem Hochvoltverstärker (7) symmetrisch am Mittelpunkt jeweils gegen die Gleichstromleitungen (DC+, DC-) gespeist werden.device after claim 3 or 4 , characterized in that the device (8) for coupling the compensation signal comprises at least two coupling capacitors (C K +, C K -), which are fed by the high-voltage amplifier (7) symmetrically at the midpoint against the direct current lines (DC+, DC-). . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Summenstromwandler (4) einen Ringkern (9) umfasst, durch den die Gleichstromleitungen (DC+, DC-) so geführt sind, dass ihre Stromrichtungen (I1, I2) entgegengesetzt zueinander gerichtet sind, und dass auf den Ringkern (9) eine Sekundärwicklung (10) zur Abnahme eines Messstroms (IMess) aufgebracht ist.Device according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the summation current transformer (4) comprises a toroidal core (9) through which the direct current lines (DC+, DC-) are routed in such a way that their current directions (I 1 , I 2 ) are directed in opposite directions to one another, and that on the Toroidal core (9), a secondary winding (10) for taking a measuring current (I Mess ) is applied. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Multilevel-System der Gleichspannungszwischenkreis (3.3) weitere Spannungsebenen aufweist, und dass weitere Gleichstromleitungen durch den Ringkern (7) geführt sind.device after claim 6 , characterized in that in a multi-level system, the direct voltage link (3.3) has further voltage levels, and that further direct current lines are routed through the toroidal core (7). Verfahren zur Kompensation von Ableitströmen beim Laden eines elektrischen Energiespeichers (1) mit einem durch ein ein- oder mehrphasiges Wechselstromnetz (2) gespeisten Ladesteuergerät (3), wobei ein Differenzstrom erfasst und auf diesem basierend ein Kompensationsstrom erzeugt und in zumindest einen Stromleiter eingekoppelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Gleichstromseite des Ladesteuergeräts (3) ein Differenzstromsignal der beiden Gleichstromleitungen (DC+, DC-) erfasst wird, dass das Differenzstromsignal gefiltert und aus dem gefilterten Signal ein demselben in Amplitude und Phasengang entgegengesetztes Kompensationssignal erzeugt wird, welches verstärkt und in die beiden Gleichstromleitungen (DC+, DC-) eingekoppelt wird.Method for compensating leakage currents when charging an electrical energy store (1) with a charging control device (3) fed by a single-phase or multi-phase AC network (2), wherein a differential current is detected and based on this a compensation current is generated and coupled into at least one current conductor, characterized in that on the direct current side of the charging control device (3) a differential current signal of the two direct current lines (DC+, DC-) is detected, that the differential current signal is filtered and a compensation signal that is opposite in amplitude and phase response to the same is generated from the filtered signal, which is amplified and in coupled into the two direct current lines (DC+, DC-). Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationssignal mittels eines Hochvoltverstärkers (7) auf eine für die Einkopplung in den Gleichstromkreis und zur Kompensation der Ableitströme benötigte Stromstärke und/oder Spannung transformiert wird.procedure after claim 8 , characterized in that the compensation signal is transformed by means of a high-voltage amplifier (7) to an amperage and/or voltage required for coupling into the DC circuit and for compensating for the leakage currents.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100295508A1 (en) 2009-05-22 2010-11-25 Lear Corporation Apparatus and method for balancing the transfer of electrical energy from an external power source to a vehicle
EP2372858A2 (en) 2010-04-01 2011-10-05 Doepke Schaltgeräte GmbH & Co. KG Method for compensating capacitive leakage currents and device for residual current protection or monitoring
DE102012205038A1 (en) 2011-03-31 2012-10-04 Lear Corp. Device for correcting a DC bias for leakage current
DE102015101870A1 (en) 2014-02-11 2015-08-13 Sma Solar Technology Ag Method for compensating a portion of a differential current flowing via a leakage capacitance and suitable inverters for carrying out the method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100295508A1 (en) 2009-05-22 2010-11-25 Lear Corporation Apparatus and method for balancing the transfer of electrical energy from an external power source to a vehicle
EP2372858A2 (en) 2010-04-01 2011-10-05 Doepke Schaltgeräte GmbH & Co. KG Method for compensating capacitive leakage currents and device for residual current protection or monitoring
DE102012205038A1 (en) 2011-03-31 2012-10-04 Lear Corp. Device for correcting a DC bias for leakage current
US20120249067A1 (en) 2011-03-31 2012-10-04 Lear Corporation Apparatus for correcting a dc bias for leakage current
DE102015101870A1 (en) 2014-02-11 2015-08-13 Sma Solar Technology Ag Method for compensating a portion of a differential current flowing via a leakage capacitance and suitable inverters for carrying out the method

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