用于由供電網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電池充電的車(chē)載安全系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于由供電網(wǎng)絡(luò)(2)對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電池(3)充電的安全系統(tǒng)(1)，該系統(tǒng)被放置在該機(jī)動(dòng)車(chē)輛上并且包括用于測(cè)量該網(wǎng)絡(luò)(2)的頻率的裝置(4)、用于將多個(gè)電流脈沖注入該網(wǎng)絡(luò)(2)中的注入裝置(5)、用于測(cè)量該網(wǎng)絡(luò)(2)的地線與零線之間電壓的裝置(6)、用于對(duì)這些測(cè)量的電壓以高的頻率濾波的一個(gè)模擬濾波器(7)、用于對(duì)這些模擬濾波過(guò)的電壓以低的頻率濾波的一個(gè)數(shù)字濾波器(8)、以及用于基于這些數(shù)字濾波過(guò)的電壓和這些電流脈沖的幅值來(lái)確定該網(wǎng)絡(luò)(2)的地線與零線之間電阻的裝置(9)。該數(shù)字濾波器(8)包括基于由一個(gè)時(shí)間間隔T+T/N間隔開(kāi)的N次電壓測(cè)量確定一個(gè)平均值的一個(gè)均值濾波器，其中T是由用于測(cè)量該供電網(wǎng)絡(luò)(2)的頻率的裝置(4)來(lái)確定的該供電網(wǎng)絡(luò)(2)的周期。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于由供電網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電池充電的車(chē)載安全系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電池充電的車(chē)載設(shè)備的用戶(hù)安全性，并且更具體地 講涉及估算聯(lián)接到用于對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電池充電的設(shè)備上的供電網(wǎng)絡(luò)的地線質(zhì)量。

【背景技術(shù)】
[0002] 在對(duì)電動(dòng)式機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電池充電的過(guò)程中，強(qiáng)烈的電流通過(guò)供電網(wǎng)絡(luò)朝向該車(chē)輛 的電池行進(jìn)。為了能夠?qū)?chē)輛正確充電，這些電流被斬波，其方式為以便符合該供電網(wǎng)絡(luò)的 限制因素。
[0003] 這些電流的斬波導(dǎo)致泄漏電流的出現(xiàn)，這些泄漏電流必須通過(guò)該供電網(wǎng)絡(luò)的地線 連接件連接物來(lái)消除。這個(gè)地線連接件被連接到該車(chē)輛的底盤(pán)并且因此為所有不希望的電 流提供了一條路徑。
[0004] 為了確保完全安全的充電，就必須確保該地線連接件具有良好的質(zhì)量，即，該地線 路徑的等效電阻與接觸機(jī)動(dòng)車(chē)輛的底盤(pán)的人將提供的電阻相比是低的。沒(méi)有這個(gè)地線連接 件，可能出現(xiàn)觸電現(xiàn)象。如果一個(gè)人碰巧接觸該車(chē)輛底盤(pán)，則他的身體將在充電器與大地之 間建立連接，并且因此所有潛在危險(xiǎn)的泄漏電流會(huì)穿過(guò)他而沒(méi)有任何附加的控制設(shè)備。
[0005] 差質(zhì)量的、即其電阻相當(dāng)于一個(gè)人的電阻的地線還允許一部分泄漏電流穿過(guò)個(gè)人 的身體。的確，如果一個(gè)人碰巧接觸充電車(chē)輛的底盤(pán)，在這種情況下，泄漏電流會(huì)具有相同 電阻的兩個(gè)平行的路徑，因此一半的泄漏電流可能通過(guò)該個(gè)體返回至大地。
[0006] 為了確保不可能出現(xiàn)觸電，有必要確保在對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電池充電之前該地線連接 件的電阻值低于某一閾值。
[0007] 為了能夠估算供電網(wǎng)絡(luò)的地線與零線之間的電阻，有可能將電流脈沖直接注入地 線路徑并且通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)零線回路折返，并且測(cè)量該零線與地線之間的電壓。
[0008] 在理想的情況下，注入到地線的電流以及電壓被測(cè)量，該電壓是所注入的電流根 據(jù)歐姆定律的圖像。于是通過(guò)將所測(cè)量的電壓除以所測(cè)量的電流來(lái)獲得該電阻值。
[0009] 不幸的是，這不可能得到正確的結(jié)果，這是容易理解的，因?yàn)樵摿憔€與地線之間的 電壓非常紊亂。確實(shí)，如以上以及提及的，任何電氣應(yīng)用都會(huì)產(chǎn)生一定量的泄漏電流。由于 這些電流還通過(guò)地線，它們擾亂了該零線與地線之間電壓的測(cè)量。
[0010] 例如，在其中駐車(chē)空間配備有充電點(diǎn)的住宅的情況下，有必要在由相鄰的駐車(chē)空 間運(yùn)行的所有電池充電器嚴(yán)重?cái)_動(dòng)的環(huán)境中估算電阻。與該供電網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的引起該零線 和地線之間的電壓隨時(shí)間變化的缺陷可能添加到這些擾動(dòng)電流中。
[0011] 對(duì)于所有這些擾動(dòng)而言，某些數(shù)據(jù)是已知的。在低頻率時(shí)，尤其是對(duì)于低于1kHz 的頻率而言，這些擾動(dòng)在供電網(wǎng)絡(luò)的諧波（即，例如50Hz，100Hz，等）處生成并且具有最大 幅值7V的有效電壓和最大幅值6. 6mA的電流。這些擾動(dòng)水平是由EDF標(biāo)準(zhǔn)限定的。對(duì)于 較高的頻率而言，EDF標(biāo)準(zhǔn)預(yù)測(cè)擾動(dòng)電流的幅值在1. 5kHz時(shí)的6. 6mA與15kHz時(shí)的66mA之 間連續(xù)變化，該電流的幅值在高達(dá)150kHz時(shí)保持在66mA。
[0012] 最終，最后的限制因素來(lái)自于一個(gè)事實(shí)，即人們不可能只是將任何電流送入地線 中。尤其重要的是不會(huì)使這個(gè)電路連接到的網(wǎng)絡(luò)跳閘。因此不可能發(fā)生幅值太高和/或持 續(xù)時(shí)間太長(zhǎng)的脈沖。
[0013] 因此，挑戰(zhàn)是不管所有的誤差源而成功估算地線電阻，同時(shí)觀察由必須將該系統(tǒng) 嵌入到機(jī)動(dòng)車(chē)輛上的約束所強(qiáng)加的限制因素，該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的處理器以10kHz的最大頻率運(yùn) 行。
[0014] 市場(chǎng)上存在對(duì)地線電阻進(jìn)行估算的器具。這些器具含有遠(yuǎn)高于在機(jī)動(dòng)車(chē)輛上可使 用的計(jì)算能力，并且價(jià)格太高以致不能設(shè)想在每臺(tái)機(jī)動(dòng)車(chē)輛上都設(shè)置一個(gè)。
[0015] 然而，這些器具并非配置成用于管理個(gè)體安全性的目的。確實(shí)，這些器具僅僅被配 置成提供關(guān)于地線電阻值的信息。
[0016] 專(zhuān)利申請(qǐng)CN 201 508 392描述了一種用于測(cè)量地線電阻的方法，使得有可能消 除零線-地線電壓中的單一頻率。然而，由其他諧波產(chǎn)生的擾動(dòng)不會(huì)被消除并且進(jìn)一步干 擾該地線-零線電壓的測(cè)量并且因此干擾地線電阻的確定。
[0017] 專(zhuān)利申請(qǐng)EP 1 482 317描述了一種用于注入非常高幅值的電流的方法，其方式 為以便改善地線-零線電壓的測(cè)量的信噪比。然而，該方法需要能夠承受地線中的高電流 峰值的合適環(huán)境，并且因而只適用于工廠，在那里跳閘裝置容忍比通常在超過(guò)33mA就跳閘 的家庭網(wǎng)絡(luò)的跳閘裝置高十倍至一千倍的泄露。
[0018] 專(zhuān)利申請(qǐng)EP 642 027描述了一種依賴(lài)于注入地線與零線之間的電壓的方法。然 而，這樣一種方法的實(shí)施需要對(duì)于結(jié)合到車(chē)輛中尺寸太過(guò)大的并且能夠向網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)加電壓的 系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] 本發(fā)明提出使用機(jī)動(dòng)車(chē)輛上的車(chē)載系統(tǒng)并且使用一種用于估計(jì)車(chē)載地線電阻的 方法使得有可能對(duì)由供電網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致的擾動(dòng)進(jìn)行濾波來(lái)緩和這些缺點(diǎn)。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例提出的是一種用于由供電網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē) 輛的電池充電的安全系統(tǒng)。該系統(tǒng)被放置在該機(jī)動(dòng)車(chē)輛上并且包括用于測(cè)量該供電網(wǎng)絡(luò)的 頻率的裝置、用于將多個(gè)電流脈沖注入該供電網(wǎng)絡(luò)中的注入裝置、用于測(cè)量該供電網(wǎng)絡(luò)的 地線與零線之間電壓的裝置、用于對(duì)這些測(cè)量的電壓以高的頻率濾波的一個(gè)模擬濾波器、 用于對(duì)這些模擬濾波過(guò)的電壓以低的頻率濾波的一個(gè)數(shù)字濾波器、以及用于基于這些數(shù)字 濾波過(guò)的電壓和這些電流脈沖的幅值來(lái)確定該供電網(wǎng)絡(luò)的地線與零線之間電阻的裝置。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)總體特征，該數(shù)字濾波器包括基于由一個(gè)時(shí)間間隔T+T/N間隔 開(kāi)的N次電壓測(cè)量來(lái)確定一個(gè)平均值的一個(gè)均值濾波器，其中T是由用于測(cè)量該供電網(wǎng)絡(luò) 的頻率的裝置來(lái)確定的該供電網(wǎng)絡(luò)的周期。
[0022] 因此，對(duì)于一個(gè)常規(guī)的50Hz供電網(wǎng)絡(luò)以及對(duì)40次測(cè)量取平均值而言，該均值濾波 器將基于40次電壓測(cè)量來(lái)確定一個(gè)平均值，這些測(cè)量是以?xún)纱螠y(cè)量之間間隔20. 5ms來(lái)進(jìn) 行的。
[0023] 高頻率包括超過(guò)2kHz的頻率并且特別是超過(guò)5kHz的那些。低頻率包括低于5kHz 的頻率并且特別是位于50Hz和2kHz之間的頻率。
[0024] 在一個(gè)具有60Hz頻率的供電網(wǎng)絡(luò)以及基于40次測(cè)量取平均值的情況下，這些測(cè) 量將由四舍五入到最接近的〇. lms的時(shí)間間隔17. lms來(lái)間隔開(kāi)（T = 16. 7ms)的。
[0025] 優(yōu)選地，該模擬濾波器是具有一個(gè)位于800Hz和1. 2kHz之間的、并且優(yōu)選是1kHz 的截止頻率以及一個(gè)位于〇. 6和0. 8之間的、并且優(yōu)選是0. 7的阻尼系數(shù)的一個(gè)二階模擬 濾波器，其方式為以便獲得在3kHz時(shí)-20dB的衰減。
[0026] 選擇具有這些特征的一個(gè)模擬濾波器使得有可能盡可能多得減少注入該供電網(wǎng) 絡(luò)的這些電流脈沖的持續(xù)時(shí)間以便采取這些測(cè)量。這些電流脈沖的持續(xù)時(shí)間的減少使得有 可能增大這些電流脈沖的幅值并且因此改善信噪比。
[0027] 有利地，為了使測(cè)量的電壓是這些注入的脈沖的真實(shí)電流圖像，即考慮該模擬濾 波器的響應(yīng)時(shí)間，已知該模擬濾波器的通帶，則這些電流脈沖具有至少超過(guò)〇. 8ms的、并且 優(yōu)選是lms的持續(xù)時(shí)間以及位于18mA和22mA之間的、并且優(yōu)選是20mA的最大幅值。
[0028] 該車(chē)載安全系統(tǒng)有利地可以包括安全命令裝置，該安全命令裝置能夠僅僅在這個(gè) 測(cè)量的地線電阻低于一個(gè)激活閾值時(shí)激活由該供電網(wǎng)絡(luò)對(duì)該電池充電。
[0029] 因此，如果該供電網(wǎng)絡(luò)的地線具有一個(gè)大于該激活閾值的電阻（即被看作至少等 于人體電阻的電阻），則該供電網(wǎng)絡(luò)不聯(lián)接到該車(chē)輛的電池并且不啟動(dòng)該充電。這樣做以便 避免出現(xiàn)觸電的危險(xiǎn)。
[0030] 為了做到這一點(diǎn)，該激活閾值有利地可以對(duì)應(yīng)于一個(gè)位于20歐姆和600歐姆之間 的、并且優(yōu)選是200歐姆的電阻值。
[0031] 根據(jù)另一個(gè)方面，在一個(gè)實(shí)施例中提出了一種用于由供電網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電池 充電的、估算該供電網(wǎng)絡(luò)的地線與零線之間電阻的安全方法，其中測(cè)量了該供電網(wǎng)絡(luò)的頻 率，將多個(gè)電流脈沖注入該供電網(wǎng)絡(luò)中，響應(yīng)于每個(gè)脈沖來(lái)進(jìn)行該供電網(wǎng)絡(luò)的地線與零線 之間電壓的測(cè)量，這些測(cè)量的電壓被以高的頻率濾波，這些模擬濾波過(guò)的電壓被以低的頻 率濾波，并且基于這些數(shù)字濾波過(guò)的電壓和這些電流脈沖的幅值來(lái)確定該地線與零線之間 的電阻。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)總體特征，該數(shù)字濾波包括基于由一個(gè)時(shí)間間隔T+T/N間隔開(kāi) 的N次電壓測(cè)量確定一個(gè)平均值，其中T是基于該供電網(wǎng)絡(luò)的頻率的測(cè)量來(lái)確定的該供電 網(wǎng)絡(luò)的周期。
[0033] 優(yōu)選地，該模擬濾波包括具有一個(gè)位于800Hz和1. 2kHz之間的、并且優(yōu)選是1kHz 的截止頻率以及一個(gè)位于〇. 6和0. 8之間的、并且優(yōu)選是0. 7的阻尼系數(shù)的一種二階濾波。
[0034] 優(yōu)選地，這些電流脈沖具有至少超過(guò)0. 8ms的、并且優(yōu)選是lms的持續(xù)時(shí)間以及位 于18mA和22mA之間的、并且優(yōu)選是20mA的最大幅值。
[0035] 優(yōu)選地，注入到該供電網(wǎng)絡(luò)中的這些電流脈沖的持續(xù)時(shí)間至少對(duì)應(yīng)于該供電網(wǎng)絡(luò) 的周期。
[0036] 有利地，有可能進(jìn)行N = 40次對(duì)該地線與零線之間電壓的測(cè)量以消除該供電網(wǎng)絡(luò) 的主要的39個(gè)一次諧波。
[0037] 優(yōu)選地，只有在這個(gè)測(cè)量的地線電阻低于一個(gè)激活閾值的情況下將該供電網(wǎng)絡(luò)聯(lián) 接到該電池上。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0038] 在檢查對(duì)絕非限制性的實(shí)施例和實(shí)現(xiàn)方式的詳細(xì)說(shuō)明以及這些附圖時(shí)，本發(fā)明的 其他優(yōu)點(diǎn)和特征將變得清楚，在附圖中：
[0039] -圖1示意性地示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電池充電的車(chē)載安全 系統(tǒng)；
[0040] -圖2示出了根據(jù)一種實(shí)現(xiàn)方式的用于估算一個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)的地線電阻的方法的流 程表；
[0041] -圖3表示兩張幅值和相位的伯德圖，展示了圖1中的系統(tǒng)的兩個(gè)濾波器的作用。

【具體實(shí)施方式】
[0042] 圖1表不根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)安全系統(tǒng)1。該安全系統(tǒng)1是在一臺(tái)機(jī) 動(dòng)車(chē)輛上并且旨在是當(dāng)對(duì)該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的一個(gè)電池3充電時(shí)被聯(lián)接在一個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)2與該電 池之間。
[0043] 該系統(tǒng)1包括用于測(cè)量供電網(wǎng)絡(luò)2的頻率的裝置4以及用于將電流脈沖注入供電 網(wǎng)絡(luò)2的裝置5。用于測(cè)量頻率的裝置4被聯(lián)接到用于注入電流脈沖的裝置5上，其方式為 使得該供電網(wǎng)絡(luò)2的頻率值輸送到用于注入電流脈沖的裝置5。用于注入電流脈沖的裝置 5將這些脈沖的最短持續(xù)時(shí)間調(diào)整到來(lái)自供電網(wǎng)絡(luò)2的信號(hào)的周期T。在50Hz的供電網(wǎng)絡(luò) 2的情況下，這些電流脈沖的最短持續(xù)時(shí)間將是lms。
[0044] 系統(tǒng)1還包括用于測(cè)量供電網(wǎng)絡(luò)2的地線與零線之間的電壓的裝置6,該裝置響應(yīng) 于注入到地線中并且通過(guò)供電網(wǎng)絡(luò)2的零線而回路折返的每個(gè)電流脈沖執(zhí)行一次電壓測(cè) 量。
[0045] 機(jī)動(dòng)車(chē)輛的處理器是以最大頻率10kHz運(yùn)行。從香農(nóng)（Shannon)定理已知使用數(shù) 字濾波器，由于頻率高于5kHz將完全不可能過(guò)濾擾動(dòng)。為了能夠在電壓測(cè)量中除去高頻擾 動(dòng)，系統(tǒng)1包括聯(lián)接在電壓測(cè)量裝置6的輸出處的一個(gè)模擬濾波器7。
[0046] 此實(shí)施例中使用的模擬濾波器7是一個(gè)截止頻率為1kHz和阻尼系數(shù)為0. 7的二 階模擬濾波器，以便獲得3kHz時(shí)_20dB的衰減。優(yōu)選的是使用帶有這些特征的濾波器而不 是任何其他的模擬濾波器，因?yàn)樵摓V波器使得有可能盡可能多地減少這些注入的電流脈沖 的持續(xù)時(shí)間變遷因此允許增大這些注入的電流脈沖的幅值。
[0047] 系統(tǒng)1包括聯(lián)接到模擬濾波器7的輸出的一個(gè)數(shù)字濾波器8。數(shù)字濾波器8使得 有可能消除由于50Hz和2kHz之間的供電網(wǎng)絡(luò)2的諧波導(dǎo)致的擾動(dòng)。超過(guò)2kHz時(shí)，該模擬 濾波器已經(jīng)充分地衰減了這些擾動(dòng)。
[0048] 為了使測(cè)量的電壓是這些注入的脈沖的真實(shí)電流圖像，已知該模擬濾波器的通 帶，則優(yōu)選的是使這些注入的電流脈沖的最小持續(xù)時(shí)間對(duì)應(yīng)于該模擬濾波器在高頻率下濾 波有效的響應(yīng)時(shí)間。為此目的，這些注入脈沖的持續(xù)時(shí)間必須至少對(duì)應(yīng)于供電網(wǎng)絡(luò)2的一 個(gè)信號(hào)周期。因此，對(duì)于頻率50Hz的供電網(wǎng)絡(luò)3而言，這些注入的電流脈沖的最短持續(xù)時(shí) 間必須是lms。
[0049] 更長(zhǎng)的電流脈沖持續(xù)時(shí)間將使得為避免造成系統(tǒng)跳閘就必需減少這些電流脈沖 的幅值。然而，重要的是發(fā)出具有可能的最高幅值的脈沖，因?yàn)樗鼈冊(cè)陧憫?yīng)時(shí)產(chǎn)生的電壓是 較高，并且因此在噪聲中是更加可見(jiàn)的。
[0050] 在50Hz的供電網(wǎng)絡(luò)2的情況下，對(duì)于1ms的脈沖而言，這些電流脈沖的幅值可以 達(dá)到至多20mA而不存在任何系統(tǒng)跳閘的風(fēng)險(xiǎn)。20mA的脈沖通過(guò)50歐姆的電阻將產(chǎn)生嵌入 50V噪聲（在該供電網(wǎng)絡(luò)的諧波處的噪聲總和）中的IV電壓。在數(shù)字意義上，因此有必要 盡可能多地消除供電網(wǎng)絡(luò)2的諧波。
[0051] 為了做到這一點(diǎn)，數(shù)字濾波器8包括一個(gè)具有無(wú)限衰減目標(biāo)頻率優(yōu)點(diǎn)的均值濾波 器。例如，存儲(chǔ)由l〇ms間隔開(kāi)的兩個(gè)點(diǎn)并且取其平均值使得有可能完全消除該50Hz。
[0052] 該數(shù)字濾波器被聯(lián)接到用于測(cè)量供電網(wǎng)絡(luò)2頻率的裝置4上以便接收與該供電網(wǎng) 絡(luò)2的電周期T相關(guān)的信息。
[0053] 通過(guò)記錄在20ms的電周期上均勻分布的四十個(gè)電壓測(cè)量點(diǎn)，有可能消除該網(wǎng)絡(luò) 的高達(dá)39次諧波，即在以50Hz運(yùn)行的供電網(wǎng)絡(luò)2上高達(dá)頻率1950Hz。
[0054] 然而，使1ms的由500 μ s間隔開(kāi)的兩個(gè)脈沖各自具有20mA的脈沖幅值是不可能 做到的。無(wú)論如何為了能夠計(jì)算這個(gè)平均值，該系統(tǒng)通過(guò)在每一次以來(lái)自供電網(wǎng)絡(luò)2的信 號(hào)的電周期T的新的測(cè)量時(shí)移位加上等于d = T/N的測(cè)量移位d來(lái)進(jìn)行測(cè)量，其中N是在 一個(gè)電信號(hào)周期T中進(jìn)行的測(cè)量次數(shù)。
[0055] 因此，在一種50Hz的供電網(wǎng)絡(luò)以及一個(gè)基于40次測(cè)量作出的平均值的情況下，第 一次測(cè)量是在t = 0時(shí)作出的，并且第二次是在t = 20. 5ms時(shí)作出的，該間隔對(duì)應(yīng)于一個(gè) 電周期T = 1/50 = 20ms與一個(gè)測(cè)量移位d = 20/40 = 0. 5ms之和。這第二次測(cè)量應(yīng)等同 于在第一次測(cè)量之后進(jìn)行的一次僅僅500 μ s的測(cè)量，因?yàn)樵肼曅盘?hào)是周期性的，其周期T =20ms〇
[0056] 因此通過(guò)在這些由20. 5ms間隔開(kāi)的脈沖結(jié)束時(shí)作出四十次獲取電壓測(cè)量值并且 通過(guò)取這四十次測(cè)量上的測(cè)量電壓值的平均值，數(shù)字濾波器8消除了由于注入到該供電網(wǎng) 絡(luò)2的這些電流脈沖導(dǎo)致的在該網(wǎng)絡(luò)的這些諧波處的擾動(dòng)并且而使得有可能恢復(fù)連續(xù)的 分量。
[0057] 因此數(shù)字濾波過(guò)的平均值電壓被傳送到用于確定供電網(wǎng)絡(luò)2的地線與零線之間 的電阻的裝置9。該地線電阻的值是通過(guò)用所述平均電壓除以這些注入供電網(wǎng)絡(luò)2的電流 脈沖的幅值來(lái)確定的。
[0058] 系統(tǒng)1包括安全命令裝置10,該安全命令裝置在輸入處被聯(lián)接到確定裝置9并且 在輸出處聯(lián)接到該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電池3。如果確定的該地線電阻的值低于500歐姆的閾值，則 進(jìn)行與該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電池3的聯(lián)接，并且可以開(kāi)始充電。否則的話，電池3并不被電聯(lián)接到 供電網(wǎng)絡(luò)2并且不發(fā)生充電。
[0059] 圖2示出了根據(jù)一種實(shí)施方式的一種用于估算對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電池充電所用的供 電網(wǎng)絡(luò)的地線與零線之間的電阻的方法的流程圖。
[0060] 在第一步驟210中，測(cè)量了聯(lián)接到該機(jī)動(dòng)車(chē)輛以對(duì)該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電池3再充電的 供電網(wǎng)絡(luò)2的頻率。
[0061] 在一個(gè)隨后的步驟220中，將多個(gè)電流脈沖注入供電網(wǎng)絡(luò)2中。這些脈沖的持續(xù) 時(shí)間取決于所選擇的模擬濾波器7,該模擬濾波器本身取決于該供電網(wǎng)絡(luò)2的周期。
[0062] 然后，在一個(gè)步驟230中，在這些注入的電流脈沖中的每一個(gè)結(jié)束時(shí)進(jìn)行供電網(wǎng) 絡(luò)2的地線與零線之間的電壓測(cè)量。
[0063] 在一個(gè)隨后的步驟240中，每一個(gè)測(cè)量電壓都被以高的頻率模擬濾波。
[0064] 在一個(gè)步驟250中，接下來(lái)獲取該測(cè)量值，然后在一個(gè)步驟260中測(cè)試進(jìn)行的測(cè)量 的次數(shù)。如還沒(méi)有進(jìn)行40次電壓測(cè)量，再次從在步驟220的一次以隨后的電周期T的新的 電流脈沖注入開(kāi)始一次測(cè)量，并且在一個(gè)步驟270中已經(jīng)使該測(cè)量時(shí)刻移位了一個(gè)移位時(shí) 間d = T/N，即在一個(gè)50Hz供電網(wǎng)絡(luò)2的情況下時(shí)間d = 0. 5ms。
[0065] 一旦已經(jīng)進(jìn)行了第40次測(cè)量，就在一個(gè)隨后的步驟280中以低的頻率進(jìn)行數(shù)字濾 波同時(shí)取這四十個(gè)測(cè)量電壓的平均值，并且最后在一個(gè)步驟290中，通過(guò)將該平均值除以 這些電流脈沖的幅值來(lái)確定該地線與零線之間的電阻。
[0066] 圖3以?xún)蓚€(gè)伯德圖示出了針對(duì)50Hz供電網(wǎng)絡(luò)2的頻率的以虛線示出的模擬濾波 器作用的幅值和相位以及以實(shí)線示出的數(shù)字濾波器作用的幅值和相位。
[〇〇67] 安全系統(tǒng)1被適配成該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的限制因素并且使得有可能在對(duì)該安全系統(tǒng)嵌 入到其上的機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電池開(kāi)始充電之前檢驗(yàn)一個(gè)家庭網(wǎng)絡(luò)的地線質(zhì)量。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于由供電網(wǎng)絡(luò)（2)對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電池（3)充電的安全系統(tǒng)（1)，該系統(tǒng)（1) 是在該機(jī)動(dòng)車(chē)輛上并且包括用于測(cè)量該供電網(wǎng)絡(luò)（2)的頻率的裝置（4)、用于將多個(gè)電流 脈沖注入該供電網(wǎng)絡(luò)（2)中的裝置（5)、用于測(cè)量該供電網(wǎng)絡(luò)（2)的地線與零線之間電壓的 裝置（6)、用于對(duì)這些測(cè)量的電壓以高的頻率濾波的一個(gè)模擬濾波器（7)、用于對(duì)這些模擬 濾波過(guò)的電壓以低的頻率濾波的一個(gè)數(shù)字濾波器（8)、以及用于基于這些數(shù)字濾波過(guò)的電 壓和這些電流脈沖的幅值來(lái)確定該供電網(wǎng)絡(luò)（2)的地線與零線之間電阻的裝置（9)，其特 征在于，該數(shù)字濾波器（8)包括基于由一個(gè)時(shí)間間隔T+T/N間隔開(kāi)的N次電壓測(cè)量確定一 個(gè)平均值的一個(gè)均值濾波器，其中T是是由用于測(cè)量該供電網(wǎng)絡(luò)（2)的頻率的裝置（4)來(lái) 確定的該供電網(wǎng)絡(luò)（2)的周期。
2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)（1)，其中該模擬濾波器（7)是具有一個(gè)位于800Hz和 1. 2kHz之間的、并且優(yōu)選是1kHz的截止頻率以及一個(gè)位于0. 6和0. 8之間的、并且優(yōu)選是 0. 7的阻尼系數(shù)的一個(gè)二階模擬濾波器。
3. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)（1)，其中這些電流脈沖具有至少超過(guò)0. 8ms的、并且優(yōu)選 是lms的持續(xù)時(shí)間以及位于18mA和22mA之間的、并且優(yōu)選是20mA的最大幅值。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)（1)，包括安全命令裝置（10)，該安全命令裝 置能夠僅僅在這個(gè)測(cè)量的地線電阻低于一個(gè)激活閾值時(shí)激活由該供電網(wǎng)絡(luò)（2)對(duì)該電池 ⑶充電。
5. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)（1)，其中該激活閾值對(duì)應(yīng)于一個(gè)位于20歐姆和600歐姆 之間的、并且優(yōu)選是200歐姆的電阻值。
6. -種用于由供電網(wǎng)絡(luò)（2)對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電池（3)充電的、估算該供電網(wǎng)絡(luò)（2)的地 線與零線之間電阻的安全方法，其中測(cè)量了該供電網(wǎng)絡(luò)（2)的頻率，將多個(gè)電流脈沖注入 該供電網(wǎng)絡(luò)中（2)中，響應(yīng)于每個(gè)脈沖來(lái)進(jìn)行該供電網(wǎng)絡(luò)（2)的地線與零線之間電壓的測(cè) 量，這些測(cè)量的電壓被以高的頻率濾波，這些模擬濾波過(guò)的電壓被以低的頻率濾波，并且基 于這些數(shù)字濾波過(guò)的電壓和這些電流脈沖的幅值來(lái)確定該供電網(wǎng)絡(luò)（2)的地線與零線之 間的電阻，其特征在于，該數(shù)字濾波包括基于由一個(gè)時(shí)間間隔T+T/N間隔開(kāi)的N次電壓測(cè)量 確定一個(gè)平均值，其中T是基于該供電網(wǎng)絡(luò)（2)的頻率的測(cè)量來(lái)確定的該供電網(wǎng)絡(luò)（2)的 周期。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中該模擬濾波包括具有一個(gè)位于800Hz和1. 2kHz之間 的、并且優(yōu)選是1kHz的截止頻率以及一個(gè)位于0. 6和0. 8之間的、并且優(yōu)選是0. 7的阻尼 系數(shù)的一種二階濾波。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中這些電流脈沖具有至少超過(guò)0.8ms的、并且優(yōu)選是 lms的持續(xù)時(shí)間以及位于18mA和22mA之間的、并且優(yōu)選是20mA的最大幅值。
9. 如權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的方法，其中注入到該供電網(wǎng)絡(luò)（2)中的這些電流 脈沖的持續(xù)時(shí)間至少對(duì)應(yīng)于該供電網(wǎng)絡(luò)（2)的周期。
10. 如權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的方法，其中只有在這個(gè)測(cè)量的地線電阻低于一個(gè) 激活閾值的情況下將該供電網(wǎng)絡(luò)（2)聯(lián)接到該電池（3)上。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK104094126SQ201380008163
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月8日
【發(fā)明者】L·梅里耶納, A·凱特菲-謝里夫, C·里波爾, C·科納特 申請(qǐng)人:雷諾股份公司