(57)【要約】本発明は、電気自動車（２０）の電気系統（２４）をサージ電圧から保護するサージ保護装置（１００）であって、電気自動車（２０）の電力供給接続部として構成された入力装置（１０５）と、入力口（１１０ａ）で入力装置（１０５）と連結され、サージ電圧を放出する少なくとも１つの避雷器（１１１）を有する保護装置（１１０）と、保護装置（１１０）の出力口（１１ｂ）と電気系統（２４）との連結により、電気自動車（２０）の電気系統（２４）をサージ電圧から保護するよう構成されたインタフェース装置（１１５）と、を備えるサージ保護装置（１００）に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気自動車（２０）の電気系統（２４）をサージ電圧から保護するサージ保護装置（１００）であって、
−前記電気自動車（２０）の電力供給接続部として構成された入力装置（１０５）と、
−入力口（１１０ａ）で前記入力装置（１０５）と連結され、サージ電圧を放出する少なくとも１つの避雷器（１１１）を有する保護装置（１１０）と、
−前記保護装置（１１０）の出力口（１１０ｂ）と前記電気系統（２４）との連結により、前記電気自動車（２０）の前記電気系統（２４）をサージ電圧から保護するよう構成されたインタフェース装置（１１５）と、
を備えるサージ保護装置（１００）。
【請求項２】
前記入力装置（１０５）は、充電装置（３０）と連結されるように設計されることを特徴とする、請求項１に記載のサージ保護装置（１００）。
【請求項３】
前記少なくとも１つの避雷器（１１１）は、１．５ｋＶまで又は３ｋＶまで又は６ｋＶまでのサージ電圧を放出するよう構成されることを特徴とする、請求項２に記載のサージ保護装置（１００）。
【請求項４】
前記少なくとも１つの避雷器（１１１）は、前記サージ電圧の発生時の当該サージ電圧の放出により前記保護装置（１１０）の出力口（１１０ｂ）には１．５ｋＶよりも低い電圧が印加されるように、構成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のサージ保護装置（１００）。
【請求項５】
前記避雷器（１１１）は、ガス入りサージアレスタ又はガス放電管として構成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のサージ保護装置（１００）。
【請求項６】
前記避雷器（１１１）は、バリスタとして構成されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のサージ保護装置（１００）。
【請求項７】
前記避雷器（１１１）は、抑制ダイオードとして構成されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のサージ保護装置（１００）。
【請求項８】
前記インタフェース装置（１１５）は、前記電気自動車の少なくとも１つの電気消費機器又は複数の電気消費機器と連結され、連結された前記少なくとも１つの消費機器又は連結された前記複数の電気消費機器を、前記サージ電圧から保護するよう構成されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のサージ保護装置（１００）。
【請求項９】
電気自動車（２０）の電気系統（２４）をサージ電圧から保護する方法であって、以下の処理工程、即ち、
−前記電気自動車（２０）のサージ保護装置（１００）の入力装置（１０５）を充電装置（３０）と連結し、前記サージ保護装置（１００）の保護装置（１１０）を当該保護装置（１１０）の入力口（１１０ａ）を介して前記入力装置（１０５）と連結する工程（Ｓ１）と、
−サージ電圧の放出のために、前記保護装置（１１０）内に避雷器（１１１）を準備する工程（Ｓ２）と、
−前記電気自動車（２０）の前記電気系統（２４）を前記サージ電圧から保護するために、前記保護装置（１１０）の前記出力口（１１０ｂ）をインタフェース装置（１１５）を介して前記電気系統（２４）と連結する工程（Ｓ３）と、
を含む、方法。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のサージ保護装置（１００）を備えた電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車の電気系統をサージ電圧から保護するサージ保護装置、及び、対応する方法、並びに、サージ保護装置を備えた電気自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
欧州特許第０７８６８３３号明細書には、追加機能のためのモジュールを備えたソケットが開示されている。この追加機能は主に、ソケットに接続された消費機器のサージ保護機器の実現が関わっている。
【０００３】
欧州特許第０７８６８３３号明細書では、絶縁基体の高さを変更する必要がないモジュールが記載されている。既存のソケット空きスペースの構成、及び、そこに挿入されるモジュールの構成要素の構成は、これらの成形時に互いに調整される。上記明細書に記載されるモジュールでは、既存の絶縁基体の底部に対して平行に延びる回路基板であって、サージ保護要素を保持する少なくとも２つの角部を有する上記回路基板が設けられる。
【０００４】
回路基板自体には、電気的接続のためにばね接触子が備えられ、その際に、ソケットは、部品の使用時及び接合時に必要な電気的接続を確立する刃形接触子を有する。
【０００５】
独国実用新案第２９５０７４４８号明細書には、ソケット、特に、後付け可能なサージ保護部を備えたアース付きソケットが既に開示されている。上記明細書に記載されるサージ保護部は、基板のための形状を成した支持部として構成され、その際、基板は必要な電気部品を収容する。上記明細書に記載されたアース付きソケットでは、支持部は底部に開口部を有し、この開口部を、サージ保護装置のための電気接続線が通っている。
【０００６】
独国実用新案２０２００８００８９０５号明細書には、埋め込み実装又は表面実装のための端子ソケット、配電ソケット、及び／又は差込ソケットに後付けでも搭載されるサージ保護装置が記載されており、その際に、ソケットは、支持リングとも呼ばれる取り付け板を有する。
【０００７】
上記明細書に記載されたサージ保護装置は、サージ保護要素を保持する基板と、基板のための形状を成した支持部と、電気的接続手段と、を有し、その際に、支持部は、環状に一体化した突起部を有し、この突起部は、取り付けられた状態でコンセントを包囲する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、特許請求項１の特徴を備えた電気自動車の電気系統をサージ電圧から保護するサージ保護装置を創出する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
これに従って、電気自動車の電力供給接続部として構成された入力装置と、入力口で入力装置と連結され、サージ電圧を放出する少なくとも１つの避雷器を有する保護装置と、保護装置の出力口と電気系統との連結により、電気自動車の電気系統をサージ電圧から保護するよう構成されたインタフェース装置と、を備えるサージ保護装置が提供される。
【００１０】
本発明はさらに、特許請求項９に記載の電気自動車の電気系統をサージ電圧から保護する方法を創出する。
【００１１】
これに従って、以下の処理工程、即ち、電気自動車のサージ保護装置の入力装置を充電装置と連結し、サージ保護装置の保護装置を当該保護装置の入力口を介して入力装置と連結する工程と、サージ電圧の放出のために、保護装置内に避雷器を準備する工程と、電気自動車の電気系統をサージ電圧から保護するために、保護装置の出力口をインタフェース装置を介して電気系統と連結する工程と、を含む方法が提供される。
【００１２】
さらに、本発明は、特許請求項１０の特徴を備えたサージ保護装置を備えた電気自動車を創出する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の構想は、電気自動車内の、当該電気自動車の充電ポートの後段の箇所に、避雷手段及びサージ保護手段を形成するということである。
【００１４】
このことによって有利に、車両バッテリの充電時のサージパルスによって、電気自動車の電気系統内の電気部品が破壊されることが回避されうる。サージ保護装置は、電気自動車内の充電ポートの後段の中央の箇所に設けることが可能である。
【００１５】
電気自動車内の充電ポートの後段に接続される中央のサージ保護機器によって、電気自動車の電気系統の高電圧部品を、火花間隙及び表面漏れ距離についてのそれぞれ最適なサージ電圧階級に従って設計することが可能である。
【００１６】
これにより、電気自動車の電気系統では設置空間とコストを節約することが可能である。なぜならば、電気自動車の高電圧部品、及び／又は、電気系統自体は、それぞれ固有のサージ保護システムを必要としないからである。
【００１７】
有利な実施形態及び発展形態は、従属請求項及び以下の明細書の記載から、図面を参照して明らかとなろう。
【００１８】
本発明の一実施形態によれば、入力装置は、充電装置と連結されるように設計されることが構想される。このことによって、簡単かつ確実なやり方で、充電装置により提供される電気エネルギーが電気自動車に充電される。
【００１９】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つの避雷器は、１．５ｋＶまで又は３ｋＶまで又は６ｋＶまで又は１０ｋＶまでのサージ電圧を放出するよう構成されることが構想される。これにより有利に、電気自動車の電気系統のためのサージ保護機器が提供されうる。
【００２０】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つの避雷器は、サージ電圧の発生時の当該サージ電圧の放出により保護装置の出力口には１．５ｋＶよりも低い電圧が印加されるように、構成されることが構想される。
【００２１】
本発明の一実施形態によれば、避雷器は、ガス入りのサージアレスタ又はガス放電管として構成されることが構想される。これにより有利に、ガス放電管内で部品固有の点火電圧を越えた際にはガス放電が引き起こされ、避雷器の端子電圧が、アーク放電によって下げられる。
【００２２】
本発明の一実施形態によれば、避雷器は、バリスタ（Ｖａｒｉｓｔｏｒ）として構成されることが構想される。このことによって有利に、ナノ秒以下又はマイクロ秒以下の避雷器の短い応答時間内に、破壊されることなく大きなエネルギーが吸収される。
【００２３】
本発明の一実施形態によれば、避雷器は、抑制ダイオードとして構成されることが構想される。これにより有利に、保護すべき電圧の電圧ディップを引き起こさず従って問い合わせの後に停電も無く引き続き使用することが可能な避雷器が提供される。
【００２４】
本発明の一実施形態によれば、インタフェース装置は、電気自動車の少なくとも１つの電気消費機器又は複数の電気消費機器と連結され、連結された少なくとも１つの消費機器又は連結された複数の電気消費機器を、サージ電圧から保護するよう構成されることが構想される。電気自動車内の充電ポートの後段の中央のサージ保護ユニットによって、当該中央のサージ保護ユニットの後段に接続された全ての電気部品は、最も簡単な保護要件により寸法が定められる。
【００２５】
記載された構成及び発展形態は、任意に互いに組み合わせられる。
【００２６】
本発明の更なる別の可能な構成、発展形態、及び実現には、実施例に関して以前に記載され又は以下にされる本発明の特徴の、明示的には挙げられていない組み合わせも含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
添付の図面は、本発明の実施形態の更なる理解を促すものである。図面は、実施形態を具体的に示し、以下の明細書の記載との関連において、本発明の原則及び構想を説明するために用いられる。
【００２８】
他の実施形態及び上記の利点の多くが、図面に鑑みて明らかとなろう。図に示される構成要素は、必ずしも互いに寸法通りには示されていない。
【図１】本発明の一実施形態に係る、電気自動車の電気系統をサージ電圧から保護するサージ保護装置の概略図を示す。
【図２】本発明の他の実施形態に係る、電気自動車の電気系統をサージ電圧から保護するサージ保護装置を備えた電気自動車の概略図を示す。
【図３】本発明の更に別の実施形態に係る、電気自動車の電気系統をサージ電圧から保護する方法のフロー図を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図では、特に断りが無い限り、同一の符号は、同一又は機能的に同一の要素、構成要素、コンポーネント、又は処理工程を示す。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態に係る電気自動車の電気系統をサージ電圧から保護するサージ保護装置の概略図を示している。
【００３１】
電気自動車２０の電気系統２４をサージ電圧から保護するサージ保護装置１００は、入力装置１０５と、保護装置１１０と、インタフェース装置１１５と、を備える。
【００３２】
サージ電圧（ｅｌｅｋｔｒｉｓｃｈｅ  Ｕｅｂｅｒｓｐａｎｎｕｎｇ）とは、充電装置３０のエネルギーネットワーク内又は電力ネットワーク内で発生する干渉信号であって、落雷、サージパルス、又は、電気的な接続スリーブの故障により発生するような他のノイズ等の、上記干渉信号でありうる。
【００３３】
サージ保護装置１００の入力装置１０５は、電気自動車２０の電力供給接続部として構成されうる。入力装置１０５は、電気自動車２０に充電するための差込コネクタを収容する充電ポート又は充電ソケットとして構成されてもよい。
【００３４】
サージ保護装置１００の保護装置１１０は、当該保護装置１１０の入力口１１０ａで入力装置１０５と連結され、サージ電圧を放出する少なくとも１つの避雷器１１１を有してもよい。
【００３５】
サージ保護装置１００のインタフェース装置１１５は、例えば、保護装置１１０の出力口１１０ｂと電力系統２４との連結により、電気自動車２０の電気系統２４をサージ電圧から保護するよう構成される。
【００３６】
サージ保護装置１００のインタフェース装置１１５は、例えば、複数の電気部品、即ち、表示ランプ、プログラマブルロジックコントローラ、並びに他の自動化部品及び電力供給ソケット等を例えば有する配電ユニットとして構成されてもよい。
【００３７】
さらに、サージ保護装置１００の入力装置１０５は、充電装置３０と連結されるように設計されてもよい。
【００３８】
その際に、サージ保護装置１００は、電気自動車２０の電力系統２４に連結された全ての電気部品のための中央的な保護機能を、サージ保護装置１００の、前段に接続された保護装置１１０によって全ての電気部品をまとめて保護することにより提供する。
【００３９】
入力装置１０５の後段の中央の保護ユニットによって、その後段にある電気自動車２０の電気系統２４の全ての電気部品が、最も簡単な保護要件により寸法が定められる。
【００４０】
さらに、保護装置１１０の少なくとも１つの避雷器１１１は、１．５ｋＶまで又は３ｋＶまで又は６ｋＶまでのサージ電圧を放出するよう構成されうる。この放出は、電気自動車の接地線を介して又は充電装置３０の接地線を介して行われてもよい。
【００４１】
例えば、サージ電圧の発生時に当該サージ電圧を放出することにより、保護装置１１０の出力口１１０ｂには、１．５ｋＶよりも低い電圧が印加される。これにより有利に、電気系統内では、簡単な保護手段が、個々の電気部品のサージ電圧からの保護のために利用可能である。
【００４２】
例えば、保護装置１１０の避雷器１１１は、ガス入りのサージアレスタ１１１として、又は、ガス放電管として、又は、バリスタとして、又は、抑制ダイオードとして構成される。
【００４３】
ＴＡＺダイオード（Tｒａｎｓｉｅｎｔ  Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｚｅｎｅｒ  Ｄｉｏｄｅ、過渡吸収ツェナーダイオード）、又は、ＴＶＳダイオード（Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒ  Ｄｉｏｄｅ、過渡電圧抑制ダイオード）とも呼ばれる抑制ダイオードとして、例えば、ネットワーク内での切り替え過程又は近い落雷により生ずるような短時間のサージパルス又は電圧過渡現象から電気回路の入力口及び出力口を保護するための部品が利用される。
【００４４】
ガス放電管として、例えば、避雷器としてサージパルスからの保護に役立つガス放電管が利用され、ガス放電管内では、ガス放電を自動的に引き起こすことによりサージ電圧が緩和される。
【００４５】
サージ保護装置１００のインタフェース装置１１５は、電気自動車２０の電気系統２４の少なくとも１つの電気消費機器又は複数の電気消費機器と連結され、当該電気自動車２０の電気系統２４の連結された少なくとも１つの電気消費機器又は連結された複数の電気消費機器を、サージ電圧から保護するよう構成されてもよい。
【００４６】
保護される電気自動車２０は、電気自動車として、又は、ハイブリッド自動車として、又は、車両２０の充電中に定常型充電ステーションとしての充電スタンドとして構成された充電装置３０によって充電可能な電気貯蔵器を有する他の車両として、構成されてもよい。
【００４７】
充電装置３０は例えば、対応するポートへと規格プラグを簡単に挿入し又は差し込むことにより、蓄電池で駆動される電気自動車２０を再充電するために用いられる装置又は電気的設備である。定常型の充電装置３０は、充電ステーションの一部として構成されてもよい。
【００４８】
定常型の充電装置３０には、例えば、電気自動車２０のソケット又は差込み口に対して適合された差込みコネクタ又はプラグが含まれる。
【００４９】
図２は、本発明の他の実施形態に係る電気自動車の電気系統をサージ電圧から保護するサージ保護装置を備えた電気自動車の概略図を示している。
【００５０】
電気自動車２０は、例えば、電気自動車２０の電気系統２４を保護するサージ保護装置１００を備える。電気自動車２０は、充電スタンドとして構成された定置型の充電装置３０によって充電されうる。
【００５１】
充電スタンドは、家庭用電力ネットワーク３２の一部であるソケットを有してもよい。家庭用電力ネットワーク３２は、６ｋＶまでのサージ電圧を許容する避雷手段を有してもよい。例えば、外部の避雷部は、建物の等電位ボンディングと接続されてもよい。
【００５２】
前段に接続されたサージ保護装置１００は、当該サージ保護装置１００の少なくとも１つの避雷器１１１が、サージ電圧の発生時の当該サージ電圧の放出により保護装置１１０の出力口１１０ｂに１．５ｋＶよりも低く電圧が印加されるように構成されるために設計可能である。
【００５３】
これにより、電気自動車２０の電気部品は全て一緒に、最大１．５ｋＶまでの最大発生サージ電圧から保護される。
【００５４】
電気部品として、電気自動車２０の電気系統２４は、例えば、直流コンバータ２５、中間回路２６、電気的駆動システム２７、直流コンバータが組み込まれた１４Ｖ電気系統２８、及び、電気的な空調処理回路２９を有しうる。
【００５５】
図２に示された他の符号については、既に図１に対応する図の記載において解説したため、詳細には述べない。
【００５６】
図３は、本発明の更に別の実施形態に係る電気自動車の電気系統をサージ電圧から保護する方法のフロー図を概略的に示している。
【００５７】
電気自動車の電気系統を保護する方法の第１の処理工程として、電気自動車２０のサージ保護装置１００の入力装置１０５を充電装置３０と連結し、サージ保護装置１００の保護装置１１０を当該保護装置１１０の入力口１１０ａを介して入力装置１０５と連結する工程Ｓ１が行われる。
【００５８】
電気自動車の電気系統を保護する方法の第２の処理工程として、サージ電圧の放出のために、保護装置１１０内に避雷器１１１を準備する工程Ｓ２が行われる。
【００５９】
電気自動車の電気系統を保護する方法の第３の処理工程として、電気自動車２０の電気系統２４をサージ電圧から保護するために、保護装置１１０の出力口１１０ｂをインタフェース装置１１５を介して電気系統２４と連結する工程Ｓ３が行われる。
【００６０】
上記処理工程は、任意の順序で、反復的又は再帰的に繰り返されてもよい。
【００６１】
以上、好適な実施例を用いて本発明を記載してきたが、本発明は当該実施例には限定されず、多様な形態で修正が可能である。特に、本発明は、本発明の本質を逸脱することなく、多様なやり方で変更又は修正される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2016512015.tif 000005
【国際調査報告】
2016512015.tif 000006
2016512015.tif 000007
2016512015.tif 000008
2016512015.tif 000009