[发明专利]车辆中的包括直流分量的漏电电流的检测

说明书

技术领域

本发明涉及安装在车辆内的用于检测漏电电流的装置。本发明还涉及用于保护安装在车辆中的电池的充电的电系统和用于测量用来为所述电池充电的家用设施的接地阻抗的系统，这些系统包括这种用于检测漏电电流的装置。

本发明还涉及用于为所述电池充电的系统，其包括这种电保护系统和/或这种用于测量接地阻抗的系统。本发明还涉及包括这种用于为电池充电的系统的车辆。

更特别地，本发明涉及电动或混合动力车辆的领域。在这种车辆中，电马达，特别是三相马达，用来驱动车辆或至少参与该过程。马达通过电池供电，所述电池要求周期性地再充电。

背景技术

已知借助于用于提供电流的固定设施为电池再充电，比如供应有交流电流的家用电路。车辆连接到该设施，且安装在车辆中的电路使得可以将电池再充电，特别是借助于整流器。

安装的电路可能是漏电电流的来源，特别是借助电路和车辆底盘之间所布置的寄生部件。这种漏电电流可穿过设置在底盘和地面之间的阻抗，比如当一人的脚接触地板时该人触碰车身。如果车身被一只手触碰且另一只手触碰住处的金属配件，则也可能遇到相同的问题。有机体上发生的这种现象的后果的严重性或多或少，可从简单的不舒适感觉到触电死亡。

如图1-3所示，已知为了限制该风险而使车辆1配备有接地导体2，使得可以借助电导体6a，6b将车辆1的底盘3连接到线缆4，所述线缆4用于将家用电设施5接地。

在这些附图中，通过电网8、家用电设施5和车辆电路7的电流的循环由箭头9、10示出，在这里为相位/中性(phase/neutral)配置。剩余电流断路器11设置在供电网8和家用电设施5之间。所述电路断路器的目的是检测漏电电流并在危险事件中中断电力供应。

在图1中，存在漏电电流，如箭头12所示。漏电电流典型地包括由于设计造成的寄生分量，其主要是交流的；和默认分量，其可包括交流和/或直流(continuous)的信号。默认分量对应于引起绝缘故障的不希望的事件。

漏电电流借助一个或多个寄生电容器13到达底盘3，所述寄生电容器用于电磁兼容性的目的。在这里接地导体2是运行的，且漏电电流优选地从车辆底盘3经由所述接地线缆4返回到家用设施。不论剩余电流断路器11的触发如何，一些漏电电流将穿过接触底盘的人14并由此伤害该人的风险被限制。

在图2中，存在相同的漏电电流，但是接地导体出故障。在这里，其已经被切断。该假设中，在人14接触底盘时，漏电电流穿过人14，然而如果剩余电流断路器11运行，则这种故障的结果仍被限制。事实上，如果达到用于触发所述断路器的固定阈值，则该断路器中断电力供应，针对现行标准，对于50Hz频率的交流电流，所述阈值通常为30mA。在接触底盘3时，人14具有经受漏电电流通过的危险，但是运行的断路器的触发将阻止他受到任何严重的身体伤害。

在图3中，仍存在漏电电流。通过与之前的情形(其中所述漏电电流被假定为具有零平均值)对比，其此时具有直流分量(continuous component)。所述漏电电流借助寄生电容器13和寄生电阻器15到达底盘。直流分量的存在是特别危险的，因为其使得存在于当前家用电设施中的大部分剩余电流断路器11失效。在这种情形中，如果接地导体2也出故障，则当人与底盘3接触时漏电电流穿过人14，而该人不被剩余电流断路器11保护，因为所述断路器不再能够被激活。于是仍会发生触电死亡。

另外，家用电设施5的整体的保护被影响。事实上，因为剩余电流断路器11出故障，与设施的任何电设备干涉的漏电电流将不再可检测。由此，通常由所述剩余电流断路器11保护的该住宅的所有居住者被置于危险中。

在存在直流分量的情形中上面考虑的剩余电流断路器遇到的问题的来源将参考图4、5、和6进行解释。

图4示意性示出了该类型的设备。受保护的设施的输入电流Ia和输出电流Ir穿过沿入口/出口导体设置的绕组22、23，所述导体在这里是火线20和中性线21。所述绕组22、23布置在同一磁芯24上。它们配置为，当通过火线20的电流强度与通过中性线21的电流强度相同时，产生相同强度的磁通量，但是以相反方向在芯部中循环。第三绕组25设置在芯部上。所述第三绕组连接到断开连接装置26，断开连接装置26使得，在所述第三绕组25中存在超出特定阈值的电流的情形下可以停止受保护的设备的电流供应。更精确地，第三绕组25连接到提供电磁体28的电路27，所述电磁体被设置为根据在电路27中循环的电流而触发断开连接装置26的断开。