(57)【要約】  本発明は、充電装置の給電線路の温度変化を求める方法に関しており、ここでこれは第１ステップにおいて電磁入力パルスを給電線路に入力結合し、ここでこの電磁入力パルスは、給電線路において反射されることがあり、反射された部分は、反射された電磁出力パルスとして上記の充電装置に戻り、第２ステップにおいて上記の反射された電磁出力パルスのパルス形状を求め、第３ステップにおいて上記の反射された電磁出力パルスのパルス形状と、上記の反射された基準パルスの基準パルス形状とを比較し、第４ステップにおいて上記の２つのパルス形状の比較から上記の温度変化を求める。
2013527912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁入力パルス（１４）を形成する電子装置（１２）と、パルス形状を求める評価電子装置（１３）とを有する充電装置（１１）の給電線路（１０）の温度変化を求める方法において、
−  第１ステップにおいて前記電磁入力パルス（１４）を前記給電線路に入力結合し、当該電磁入力パルスは前記給電線路において反射することがあり、反射された部分は、反射された電磁出力パルス（１５）として前記充電装置に戻り、
−  第２ステップにおいて前記反射された電磁出力パルス（１５）のパルス形状を求め、
−  第３ステップにおいて前記反射された電磁出力パルス（１５）のパルス形状と、前記反射された基準パルスの基準パルス形状（１６）とを比較し、
−  第４ステップにおいて２つの前記パルス形状の比較から前記温度変化を求める、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
充電過程のあらかじめ定めた時点に前記反射された電磁出力パルス（１５）のパルス形状を基準パルス形状（１６）として前記充電装置に記憶する、
ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、
前記充電過程の前記あらかじめ定めた時点は、当該充電過程のはじめに相当する、
ことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法において、
前記パルス形状に対する尺度として、前記パルス持続時間（I＿tR）および／または前記パルス振幅（I＿AR）および／またはスペクトル解析から得られた前記スペクトル（３１）を使用する、
ことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法において、
前記充電過程のはじめにおける前記基準パルス形状と、前記給電線路の温度とを対応付ける、
ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法において、
前記電磁入力パルス（１４）は、低エネルギーである、
ことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法において、
低エネルギーの電磁入力パルス（１４）は、３０Ｖ以下の電圧を有する、
ことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法において、
前記給電線路への入力パルス（１４）の前記入力結合は、当該入力パルス（１４）と、前記反射された出力パルス（１５）との対応付けが可能になる時間的な順序で行う、
ことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法において、
所定の温度領域を上回った場合、前記充電電流を低減する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法にしたがって電気車両（１７）を充電するための充電装置（１１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来の技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載された方法を出発点とする。
【０００２】
例えばUS 2006/0289463 A1から、給電線路における温度変化を求める種々の方法が公知である。給電線路における温度変化の知識は、例えば電気車両の充電過程に必要である。
【０００３】
給電線路における温度変化を公知のように求める際に不利であるのは、複数のセンサによって温度変化を測定することであり、ここでこれらのセンサは、給電線路の所定の位置に局所的に限定されて配置されておりかつこの特別な位置においてだけしか温度変化を検出しないのである。例えば電気車両が公共電源網において引き込みケーブルによって充電される場合、これらの給電線路内を比較的長い時間の間、大きな充電電流が流れることになる。個人の電源網のインフラストラクチャは同種でないため、また給電線路は、例えばケーブル直径、敷設の種類、線路の保護が異なるため、これらの給電線路に大きな電流が流れる際には局所的に大きな熱が発生して火災および負傷になる危険性がある。また公共電源網の給電線路は、家屋の壁内に敷設されることが多く、したがってセンサによる測定のためにこれらの給電線路にアクセスすることはできないのである。したがって給電線路のすべての点においてセンサを用いて温度変化を検出することはできないのである。
【０００４】
発明の利点
請求項１の特徴部分に記載した特徴的構成を有する本発明の方法の利点は、この方法によって充電装置の給電線路における温度変化を監視することができ、ここでは全給電線路内の温度変化を検出することができる。
【０００５】
このために本発明では、上記の充電装置の電子装置により、第１ステップにおいて電磁入力パルスを形成し、この入力パルスを上記の充電装置の給電線路に入力結合する。この入力パルスは、上記の給電線路において温度の高い個所において反射され、この反射された部分は、反射された電磁出力パルスとして充電装置に戻って来るのである。第２ステップでは、反射された電磁出力パルスのパルス形状を求め、第３ステップでは、反射された基準パルスの基準パルス形状と比較する。最後の第４ステップでは、出力パルス形状と基準パルス形状との上記の比較から上記の温度変化を求める。電気車両のバッテリを充電するための充電装置にこの方法を適用すると、充電過程を有利にも最大限に可能な電流によって行うことができ、その際に家庭用電源網の局所的な制限を考慮する必要がないのである。この充電過程は、家庭用電源網の局所的に利用可能なインフラストラクチャとは無関係に最適に実施することができる。
【０００６】
従属請求項に記載した構成により、独立請求項に記載した方法の有利な発展形態が可能になる。
【０００７】
上記の反射された電磁出力パルスのパルス形状は、有利には充電過程の始めに基準パルス形状として充電装置に記憶される。それは、温度ははじめのうち低いが充電過程の経過と共に増大するからである。したがってここでは上記の基準パルス形状と、充電過程のはじめにおける給電線路の温度とが対応付けられるのであり、ここでこの温度は、ふつうは周囲温度であり、また有利にも、反射された出力パルス形状と、基準パルス形状との比較から給電線路の温度変化を求めるために引き合いにだすことができるのである。
【０００８】
また有利には、パルス形状に対する尺度として、上記のパルス持続時間およびパルス振幅、またはスペクトル解析から得られるパルススペクトルを使用する。給電線路の温度変化に起因し、電磁入力パルスのパルス形状は、給電線路における反射の後、パルス持続時間、パルス振幅およびパルススペクトルが変化し、これらは有利にも温度変化の尺度として引き合いにだすことができる。上記の給電線路の温度変化を求めるための第１の選択肢は、反射された電磁出力パルスのパルス持続時間および／またはパルス振幅と、電磁基準パルスのパルス持続時間および／またはパルス振幅とを比較することである。上記の給電線路の温度変化を求めるための別の選択肢は、反射された電磁出力パルスのスペクトル解析から得られたパルススペクトルと、電磁基準パルスのスペクトル解析から得られたパルススペクトルとを比較することである。
【０００９】
温度変化を求めるために給電線路に入力結合される電磁入力パルスは、有利にはエネルギーが低くかつ３０ボルト（ＤＣ）以下の電圧範囲の電圧を有する。これによって一方では、上記の充電装置内および給電線路に設けられている電子装置は損傷されないことになる。他方では、上記のエネルギーの低い電磁入力パルスは、コスト的に有利にかつ簡単に形成できることが保証されるのである。
【００１０】
上記の給電線路への入力パルスの入力結合は、有利には時間的に変化する順序（パターン）で行われ、これは、反射に必要な時間内では繰り返されない。
【００１１】
したがって給電線路内で反射される電磁出力パルスは、給電線路に入力結合される入力パルスに一義的に対応付けることができ、ここで上記の電磁出力パルスは、給電線路における反射に起因して上記の入力パルスから生じたものである。上記の入力パルスの時間的な順序を変化させることにより、有利にも入力パルスの反射の個所および伝搬時間についての情報を得ることができる。
【００１２】
上記の反射された電磁出力パルス形状と、基準パルス形状とを比較することによってこの充電過程中に所定の温度領域を上回ったことが確認されると、有利には充電電流が低減される。これにより、充電過程における火災および負傷の危険性を回避することができるのである。
【００１３】
以下では、対応する図面に基づき、複数の実施例において本発明をより詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例として電気車両の充電過程を略示する図である。
【図２】時間についてプロットした入力パルス形状および反射された電磁出力パルス形状の概略図である。
【図３】周波数についてプロットした入力パルスおよび反射された電磁出力パルスの生じ得るスペクトルの例を略示する図である。
【００１５】
本発明の実施形態
図１には本発明の実施例として、例えば電動車両である車両１７のバッテリ（バッテリは明に図示されていない）の充電過程が略示されている。この充電過程に使用される充電装置１１は、３０Ｖ（ＤＣ）以下の電圧範囲を有するエネルギーの低い電磁入力パルス１４を形成する電子装置１２と、パルス形状を求めるための評価電子装置１３とを有する。充電装置１１は、一方では給電線路１０を介して家１８の電流供給部２０に接続されており、他方では給電線路１９を介して電気車両１７に接続されている。第１方法ステップにおいて給電線路１０に入力結合される入力パルス１４は、給電線路１０の温度の高い個所において反射され、この反射された部分は、反射された電磁出力パルス１５として充電装置１１に戻ってくる。給電線路１０における入力パルス１４は殊に、給電線路のオーム抵抗が上昇している温度の高い個所において反射され得る。この温度変化は、給電線路１０における過剰に高い電流強度によるものである。
【００１６】
上記の充電過程のはじめに給電線路１０は、過熱による火災または負傷の危険性のない温度を有する。最初に反射された電磁出力パルス１５のパルス形状は、基準パルス形状１６として充電装置１１に記憶される。したがって基準パルス形状１６は、反射される出力パルス形状に対する基準値を表しており、ここでは給電線路の温度は、危険のない範囲内にある。したがって基準パルス形状１６は、充電過程の始めにおける給電線路の温度に対応付けられ、充電過程中に反射される出力パルス形状に対する比較の尺度として使用することができ、この基準パルス形状との比較から、給電線路１０の発生し得る温度変化が求められるのである。ここでは３０ボルト以下の電圧範囲にある電圧を有するエネルギーの低いパルスを電磁入力パルスとして使用する。
【００１７】
付加的に入力パルス１４の入力結合は、所定の時間的な順序で行って、充電装置１１に到来する反射された出力パルス１５と、入力パルス１４とを対応付けることができるようにすることができる。ここで出力パルスは、給電線路１０における反射に起因して入力パルスから発生したものである。入力結合される入力パルス１４の時間的な順序は、種々異なるパターンの形態で行われ、このパターンは、反射に必要な時間内では繰り返されない。反射された出力パルス１５のパルス形状と、基準パルス１６のパルス形状との比較により、充電過程内で所定の温度領域を上回ったことがわかった場合、充電電流を低減する。
【００１８】
図２には時間ｔについてプロットした基準パルス形状２１と、発生し得る反射した電磁出力パルス２２との例が略示されている。基準パルス形状２１は、基準パルス振幅I＿Aおよび基準パルス持続時間I＿tを有する。反射された出力パルス形状２２は、出力パルス振幅I＿ARおよび出力パルス持続時間I＿tRを有する。給電線路１０に入力結合される入力パルス１４は、給電線路１０において反射され得る。反射された部分は、反射された電磁出力パルス１５として充電装置１１に戻ってくる。給電線路１０内での入力パルス１４の反射はもっぱら、給電線路１０のオーム抵抗が上昇している温度の高い個所で発生し、給電線路１０において過剰な電流強度を生じさせる。上記の充電過程のはじめに給電線路１０は、加熱による火災または負傷の危険性のない温度を有する。この場合、反射された電磁出力パルス１５のはじめの適切なパルス形状は、基準パルス形状１６として充電装置に記憶される。評価電子装置１３ではこの基準パルス１６から基準パルス持続時間I＿tおよび基準パルス振幅I＿Aが求められる。充電過程の経過に伴い、充電装置１１に到来するそれぞれの反射された電磁出力パルス１５から、出力パルス持続時間I＿tRおよび出力パルス振幅I＿ARが求められる。反射された出力パルス形状１５の持続時間I＿tRおよび／または振幅I＿ARは、給電線路１１内の温度上昇個所における反射に起因して変化する。出力パルス振幅I＿ARと基準パルス振幅I＿Aとの比較により、および／または基準パルス持続時間I＿tと出力パルス持続時間I＿Atとの比較により、温度変化を結論づけることができる。反射された出力パルス１５のパルス持続時間および／またはパルス振幅と、基準パルス１６のパルス持続時間および／またはパルス振幅との比較により、充電過程内で所定の温度領域を上回ったことがわかった場合、この充電電流を低減する。
【００１９】
図３には、別の例として、図１に示した本発明の実施例の、周波数についてプロットした考えられ得る基準パルススペクトル３０と、考えられ得る出力パルススペクトル３１とが略示されている。基準パルス１６は、基準パルススペクトル３０を有する。反射された出力パルス形状２２は、出力パルススペクトル３１を有する。給電線路１０に入力結合される入力パルス１４は、給電線路１０において反射され得る。反射された部分は、反射された電磁出力パルス１５として充電装置１１に戻ってくる。給電線路１０内での入力パルス１４の反射はもっぱら、給電線路１０のオーム抵抗が上昇している温度の高い個所において発生する。この温度変化は、給電線路１０における過剰に大きい電流強度によるものである。上記の充電過程のはじめに給電線路１０は、火災または負傷の危険性のない温度を有する。この場合、反射された電磁出力パルス１５のはじめの適切なパルス形状は、基準パルス形状１６として充電装置に記憶される。評価電子装置１３においてこの基準パルス１６から基準パルススペクトル３０が求められ、また充電装置に記憶される。充電過程の経過に伴い、充電装置１１に到来するそれぞれの反射された各電磁出力パルス１５から出力パルススペクトル３１が求められる。反射された出力パルス形状１５の出力パルススペクトル３１は、給電線路１１内の温度上昇個所における反射に起因して変化する。出力パルススペクトル３１と、基準パルススペクトル３０との比較により、温度変化を結論付けることができる。反射された出力パルス１５のスペクトルと、基準パルス１６のスペクトルとの比較により、充電過程内で所定の温度領域を上回ったことがわかった場合、この充電電流を低減する。
【図１】
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【図２】
2013527912.tif 000004
【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年9月28日(2012.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁入力パルス（１４）を形成する電子装置（１２）と、パルス形状を求める評価電子装置（１３）とを有する充電装置（１１）の給電線路（１０）の温度変化を求める方法において、
−  第１ステップにおいて前記電磁入力パルス（１４）を前記給電線路に入力結合し、当該電磁入力パルスは前記給電線路において反射することがあり、反射された部分は、反射された電磁出力パルス（１５）として前記充電装置に戻り、
−  第２ステップにおいて前記反射された電磁出力パルス（１５）のパルス形状を求め、
−  第３ステップにおいて前記反射された電磁出力パルス（１５）のパルス形状と、反射された基準パルスの基準パルス形状（１６）とを比較し、
−  第４ステップにおいて２つの前記パルス形状の比較から前記温度変化を求める、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
充電過程のあらかじめ定めた時点に前記反射された電磁出力パルス（１５）のパルス形状を基準パルス形状（１６）として前記充電装置に記憶する、
ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、
前記充電過程の前記あらかじめ定めた時点は、当該充電過程のはじめに相当する、
ことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法において、
前記パルス形状に対する尺度として、前記パルス持続時間（I＿tR）および／または前記パルス振幅（I＿AR）および／またはスペクトル解析から得られた前記スペクトル（３１）を使用する、
ことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法において、
前記充電過程のはじめにおける前記基準パルス形状と、前記給電線路の温度とを対応付ける、
ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法において、
前記電磁入力パルス（１４）は、３０Ｖ以下の電圧を有する、
ことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法において、
前記給電線路への入力パルス（１４）の前記入力結合は、当該入力パルス（１４）と、前記反射された出力パルス（１５）との対応付けが可能になる時間的な順序で行う、
ことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法において、
前記給電線路の温度が、所定の温度領域を上回った場合、前記充電電流を低減する、
ことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法にしたがって電気車両（１７）を充電するための充電装置（１１）。
【国際調査報告】
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2013527912.tif 000007
2013527912.tif 000008
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