本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛的能量供應(yīng)系統(tǒng)并且涉及一種用于對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)輛的至少一個(gè)部件供以電能的方法。

背景技術(shù)：

具有用于使之行駛的電動(dòng)馬達(dá)并且被實(shí)施為例如電動(dòng)車(chē)輛或混合動(dòng)力車(chē)輛的機(jī)動(dòng)車(chē)輛進(jìn)而具有電能儲(chǔ)存器，該電能儲(chǔ)存器被實(shí)施為高電壓電池并且從其對(duì)該電動(dòng)馬達(dá)供以電能，其結(jié)果是電能通過(guò)該電動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。此外，該電能儲(chǔ)存器將經(jīng)由充電站被供應(yīng)電能并且因此被充電。如果電能儲(chǔ)存器的電壓與充電站的電壓不同，為了對(duì)該電能儲(chǔ)存器充電，就有必要將該充電站的電壓變壓成該電能儲(chǔ)存器的電壓。

作為現(xiàn)有技術(shù)，文獻(xiàn)US 2008/0215200 A1披露了用于具有可重新配置的多功能轉(zhuǎn)換器的混合動(dòng)力車(chē)輛的一種控制系統(tǒng)，文獻(xiàn)US 2009/0121659 A1披露了一種用于電力驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車(chē)輛的充電控制裝置以及一種用于儲(chǔ)存電能的控制方法，文獻(xiàn)US 2010/0231169 A1披露了一種具有儲(chǔ)電裝置的機(jī)動(dòng)車(chē)輛，該儲(chǔ)電裝置可以充電和放電，文獻(xiàn)US 2011/0148353 A1披露了一種對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)輛的能量?jī)?chǔ)存器進(jìn)行快速充電的裝置，文獻(xiàn)US 2014/0354195 A1披露了一種用于在電動(dòng)車(chē)輛的充電和放電功能與行駛功能之間進(jìn)行切換的系統(tǒng)，并且文獻(xiàn)US 2015/0042159 A1披露了一種用于對(duì)電動(dòng)車(chē)輛進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換的裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在這種背景下，本發(fā)明的目的是以對(duì)應(yīng)電壓對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電能儲(chǔ)存器和電氣耗能裝置獨(dú)立地供以電能。

這個(gè)目的是通過(guò)針對(duì)能量供應(yīng)系統(tǒng)和方法的下述1和12的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在下述2-11和13-18和說(shuō)明書(shū)中可以發(fā)現(xiàn)該能量供應(yīng)系統(tǒng)和方法的改進(jìn)方案。

1.一種用于對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)輛的至少兩個(gè)部件供以電能的能量供應(yīng)系統(tǒng)，該能量供應(yīng)系統(tǒng)被安排在該機(jī)動(dòng)車(chē)輛中并且具有充電插座(60)，其中至少一個(gè)第一部件被實(shí)施為能量?jī)?chǔ)存器并且至少一個(gè)第二部件被實(shí)施為耗能裝置，其中該至少一個(gè)第一部件具有第一電壓并且該至少一個(gè)第二部件具有第二電壓，

-其中為了執(zhí)行充電模式，該機(jī)動(dòng)車(chē)輛有待經(jīng)由該充電插座(60)連接至充電站，該充電站提供具有該第一電壓或該第二電壓的電流，

-其中在該充電站具有該第一電壓的情況下，該能量供應(yīng)系統(tǒng)(52，98，112)被設(shè)計(jì)成以第一充電模式將來(lái)自該充電插座(60)的電流傳輸至該至少一個(gè)第一部件，并且

-其中在該充電站具有該第二電壓的情況下，該能量供應(yīng)系統(tǒng)(52，98，112)被設(shè)計(jì)成以第二充電模式將來(lái)自該充電插座(60)的電流從該第二電壓變壓成該第一電壓并且將所述電流傳輸至該至少一個(gè)第一部件，并且其中該能量供應(yīng)系統(tǒng)(52，98，112)被設(shè)計(jì)成將來(lái)自該充電插座(60)的電流傳輸至該至少一個(gè)第二部件，

-其中該能量供應(yīng)系統(tǒng)(52，98，112)被設(shè)計(jì)成用于在該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的行駛模式中將來(lái)自該至少一個(gè)第一部件的電流從該第一電壓變壓成該第二電壓并且將所述電流傳輸至該至少一個(gè)第二部件。

2.如上述1所述的能量供應(yīng)系統(tǒng)，該能量供應(yīng)系統(tǒng)具有被設(shè)計(jì)成用于將電流從這兩個(gè)電壓中的一個(gè)電壓變壓成另一個(gè)電壓且反之亦然的至少一個(gè)變壓器(62，92，114，120)。

3.如上述2所述的能量供應(yīng)系統(tǒng)，其中該至少一個(gè)變壓器具有第一輸入端(68)和第一輸出端(72)以及第二輸入端(70)和第二輸出端(74)。

4.如上述3所述的能量供應(yīng)系統(tǒng)，其中該第一輸入端(68)和該第一輸出端(72)經(jīng)由第一路徑彼此連接，并且其中該第二輸入端(70)和該第二輸出端(72)經(jīng)由第二路徑彼此連接，其中沿著該第一路徑安排了線圈(76)和第一主動(dòng)切換元件，并且其中該第一路徑和第二路徑是經(jīng)由第二主動(dòng)切換元件和電容器(84)來(lái)彼此連接的。

5.如上述4所述的能量供應(yīng)系統(tǒng)，其中沿著該第二路徑安排了第三主動(dòng)切換元件。

6.如上述4或5所述的能量供應(yīng)系統(tǒng)，其中至少一個(gè)主動(dòng)切換元件(78，82，94)被實(shí)施為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，例如場(chǎng)效應(yīng)晶體管(116，118)或具有絕緣柵極的雙極晶體管。

7.如上述3至6之一所述的能量供應(yīng)系統(tǒng)，其中該至少一個(gè)變壓器(62，92，114，120)的第一輸入端(68)經(jīng)由第一線路連接至該充電插座(60)的第一輸出端(59)，并且該至少一個(gè)變壓器(62，92，114，120)的第二輸入端(70)經(jīng)由第二線路連接至該充電插座(60)的第二輸出端(61)，并且其中該至少一個(gè)變壓器(62，92，114，120)的所述輸出端(72，74)各自經(jīng)由至少一條另外線路連接至該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的該至少一個(gè)第一部件。

8.如上述7所述的能量供應(yīng)系統(tǒng)，其中該第一線路具有該第一線路經(jīng)由其連接至該至少一個(gè)第二部件的第一節(jié)點(diǎn)，并且其中該第二線路具有該第二線路經(jīng)由其連接至該至少一個(gè)第二部件的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中在該充電插座(60)的第一輸出端(59)與沿著該第一線路的該第一節(jié)點(diǎn)之間安排了保護(hù)開(kāi)關(guān)(69，106，122)。

9.如上述8所述的能量供應(yīng)系統(tǒng)，其中在沿著該第一線路的該第一節(jié)點(diǎn)與該至少一個(gè)第二部件之間安排了保護(hù)開(kāi)關(guān)(108)。

10.如上述7至9之一所述的能量供應(yīng)系統(tǒng)，其中該第一線路具有該第一線路經(jīng)由其連接至該至少一個(gè)第一部件的第二節(jié)點(diǎn)，其中在該第二節(jié)點(diǎn)與該至少一個(gè)第一部件之間安排了保護(hù)開(kāi)關(guān)(124)，該至少一個(gè)第一部件經(jīng)由該保護(hù)開(kāi)關(guān)直接連接至該充電插座(60)上。

11.如以上1-10之一所述的能量供應(yīng)系統(tǒng)，該能量供應(yīng)系統(tǒng)具有安排在該充電插座(60)與該至少一個(gè)第一部件之間的至少一個(gè)充電裝置(66)。

12.一種用于經(jīng)由機(jī)動(dòng)車(chē)輛的能量供應(yīng)系統(tǒng)(52，98，112)來(lái)對(duì)該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的至少兩個(gè)部件供以電能的方法，其中至少一個(gè)第一部件被實(shí)施為能量?jī)?chǔ)存器并且至少一個(gè)第二部件被實(shí)施為耗能裝置，其中該至少一個(gè)第一部件具有第一電壓并且該至少一個(gè)第二部件具有第二電壓，

-其中為了執(zhí)行充電模式，該機(jī)動(dòng)車(chē)輛經(jīng)由該能量供應(yīng)系統(tǒng)(52，98，112)的充電插座(60)連接至充電站，該充電站提供具有該第一電壓或該第二電壓的電流，

-其中在該充電站具有該第一電壓的情況下，在該能量供應(yīng)系統(tǒng)(52，98，112)的第一充電模式下電流從該充電插座(60)傳輸至該至少一個(gè)第一部件，并且

-其中在該充電站具有第二電壓的情況下，在該能量供應(yīng)系統(tǒng)(52，98，112)的第二充電模式下，來(lái)自該充電插座(60)的電流從該第二電壓變壓成該第一電壓并且被傳輸至該至少一個(gè)第一部件，并且其中來(lái)自該充電插座(60)的電流通過(guò)該能量供應(yīng)系統(tǒng)(52，98，112)被傳輸至該至少一個(gè)第二部件，

-其中在具有該能量供應(yīng)系統(tǒng)(52，98，112)的機(jī)動(dòng)車(chē)輛的行駛模式中，來(lái)自該至少一個(gè)第一部件的電流從該第一電壓變壓成該第二電壓并且被傳輸至該至少一個(gè)第二部件。

13.如上述12所述的方法，其中該第一電壓高于該第二電壓。

14.如上述12或13所述的方法，其中電流是通過(guò)至少一個(gè)雙向變壓器(62，92，114，120)從這兩個(gè)電壓中的一個(gè)電壓變壓成另一個(gè)電壓，并且反之亦然。

15.如上述14所述的方法，其中直流是通過(guò)該至少一個(gè)雙向變壓器(62，92，114，120)來(lái)被轉(zhuǎn)換的。

16.如上述12至15之一所述的方法，其中在該第一充電模式中，電流從該充電插座(60)直接傳輸至該至少一個(gè)第一部件。

17.如上述14至16之一所述的方法，其中在該第二充電模式中，來(lái)自該充電插座(60)的電流通過(guò)該至少一個(gè)變壓器(62，92，114，120)從該第二電壓變壓成該第一電壓并且被傳輸至該至少一個(gè)第一部件，并且其中來(lái)自該充電插座(60)的電流被直接傳輸至該至少一個(gè)第二部件。

18.如上述14至17之一所述的方法，其中在該行駛模式中，來(lái)自該至少一個(gè)第一部件的電流通過(guò)該至少一個(gè)變壓器(62，92，114，120)從該第一電壓變壓成該第二電壓并且被傳輸至該至少一個(gè)第二部件。

根據(jù)本發(fā)明的被安排在機(jī)動(dòng)車(chē)輛中并且具有充電插座的能量供應(yīng)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成用于對(duì)該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的至少兩個(gè)部件供以電能。至少一個(gè)第一部件被實(shí)施為能量?jī)?chǔ)存器并且該至少一個(gè)第二部件被實(shí)施為耗能裝置，其中該至少一個(gè)第一部件具有第一電壓并且該至少一個(gè)第二部件具有第二電壓。為了執(zhí)行充電模式，該機(jī)動(dòng)車(chē)輛有待經(jīng)由該充電插座連接至充電站，該充電站根據(jù)該充電站的改進(jìn)方案提供具有該第一或第二電壓或第一或第二電壓水平的電流。如果該充電站具有該第一電壓，則該能量供應(yīng)系統(tǒng)通常被設(shè)計(jì)成以第一充電模式將來(lái)自該充電插座的電流直接傳輸至該至少一個(gè)第一部件。如果該充電站具有該第二電壓，則該能量供應(yīng)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成以第二充電模式將來(lái)自該充電插座的電流從該第二電壓變壓成該第一電壓并且將所述電流傳輸至該至少一個(gè)第一部件。此外，該能量供應(yīng)系統(tǒng)通常被設(shè)計(jì)成以該第二充電模式將來(lái)自該充電插座的電流直接傳輸至該至少一個(gè)第二部件。在機(jī)動(dòng)車(chē)輛的行駛模式中，該能量供應(yīng)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成用于將來(lái)自該至少一個(gè)第一部件的電流從該第一電壓變壓成該第二電壓并且將所述電流傳輸至該至少一個(gè)第二部件。

在一個(gè)改進(jìn)方案中，該第一電壓高于或低于該第二電壓。

該能量供應(yīng)系統(tǒng)通常包括被設(shè)計(jì)成用于將電流(例如直流)從這兩個(gè)電壓中的一個(gè)電壓變壓成另一個(gè)電壓且反之亦然的至少一個(gè)變壓器，例如雙向變壓器和/或單向變壓器，其中該至少一個(gè)變壓器可以是DC耦合的。

在一個(gè)改進(jìn)方案中，電流是通過(guò)使用該至少一個(gè)變壓器將電壓從該第二電壓增大至該第一電壓或通過(guò)將該電壓從該第一電壓減小至該第二電壓來(lái)被轉(zhuǎn)換的并且因此被變壓的。如果該第一電壓低于該第二電壓，則使用該至少一個(gè)雙向和/或單向變壓器來(lái)將電流從該第一電壓增大至該第二電壓和/或?qū)㈦娏鲝脑摰诙妷簻p小至該第一電壓。

該至少一個(gè)變壓器具有第一輸入端和第一輸出端以及第二輸入端和第二輸出端。

在這種背景下，該第一輸入端和該第一輸出端經(jīng)由第一路徑彼此相連接，而該第二輸入端和該第二輸出端經(jīng)由第二路徑彼此相連接。沿著該第一路徑安排了線圈和第一主動(dòng)切換元件。此外，第一和第二路徑是經(jīng)由第二主動(dòng)切換元件和電容器彼此相連接的。

在一個(gè)改進(jìn)方案中，沿著該第二路徑安排了第三主動(dòng)切換元件。

沿著這些路徑之一的至少一個(gè)保護(hù)開(kāi)關(guān)被實(shí)施為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，例如場(chǎng)效應(yīng)晶體管或具有絕緣柵極(IGBT)的雙極晶體管。此外，至少一個(gè)主動(dòng)切換元件可以被實(shí)施為二極管或包括二極管。在這種背景下，通常如果沿著該第一路徑安排了半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，則二極管與該半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)并聯(lián)連接。

該至少一個(gè)變壓器的第一輸入端經(jīng)由第一線路連接至該充電插座的第一輸出端，并且該變壓器的第二輸入端經(jīng)由第二線路連接至該充電插座的第二輸出端。該至少一個(gè)變壓器的這些輸出端各自經(jīng)由至少一條另外的線路連接至該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的該至少一個(gè)第一部件。

通常，該第一線路具有該第一線路經(jīng)由其連接至該至少一個(gè)第二部件的第一節(jié)點(diǎn)。該第二線路具有該第二線路經(jīng)由其連接至該至少一個(gè)第二部件的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。在該充電插座的第一輸出端與沿著該第一線路的該第一節(jié)點(diǎn)之間安排了電氣式和/或機(jī)械式(例如機(jī)電)保護(hù)開(kāi)關(guān)。此外，也有可能沿著該第二線路安排電氣式和/或機(jī)械式保護(hù)開(kāi)關(guān)。

此外，在沿著該第一線路的該第一節(jié)點(diǎn)與該至少一個(gè)第二部件之間安排了電氣式和/或機(jī)械式保護(hù)開(kāi)關(guān)。

另外，該第一線路具有該第一線路經(jīng)由其連接至該至少一個(gè)第一部件的第二節(jié)點(diǎn)，其中在該第二節(jié)點(diǎn)與該至少一個(gè)第一部件之間安排了電氣式和/或機(jī)械式保護(hù)開(kāi)關(guān)。

該能量供應(yīng)系統(tǒng)可選地具有安排在該充電插座與該至少一個(gè)第一部件之間的至少一個(gè)充電裝置。通過(guò)使用這至少一個(gè)充電裝置將交流電變壓和/或轉(zhuǎn)換成直流電。在該至少一個(gè)充電裝置中，按照慣例，交流電和直流電是電隔離的。

根據(jù)本發(fā)明的方法被設(shè)計(jì)成用于經(jīng)由機(jī)動(dòng)車(chē)輛的能量供應(yīng)系統(tǒng)來(lái)對(duì)該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的至少兩個(gè)部件供以電能，其中至少一個(gè)第一部件被實(shí)施為能量?jī)?chǔ)存器并且至少一個(gè)第二部件被實(shí)施為耗能裝置。該至少一個(gè)第一部件具有第一電壓或第一電壓水平，并且該至少一個(gè)第二部件具有第二電壓或第二電壓水平。為了執(zhí)行充電模式，該機(jī)動(dòng)車(chē)輛經(jīng)由該能量供應(yīng)系統(tǒng)的充電插座連接至充電站，該充電站提供具有該第一或該第二電壓的電流。如果該充電站具有該第一電壓，則在該能量供應(yīng)系統(tǒng)的第一充電模式下電流從該充電插座傳輸至該至少一個(gè)第一部件。如果該充電站具有該第二電壓，則在該能量供應(yīng)系統(tǒng)的第二充電模式下來(lái)自該充電插座的電流從該第二電壓變壓成該第一電壓并且被傳輸至該至少一個(gè)第一部件。在這種背景下，來(lái)自該充電插座的電流通過(guò)該能量供應(yīng)系統(tǒng)從該充電插座通常直接傳輸至該至少一個(gè)第二部件。在具有該能量供應(yīng)系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)車(chē)輛的行駛模式中，來(lái)自該至少一個(gè)第一部件的電流從該第一電壓變壓成該第二電壓并且被傳輸至該至少一個(gè)第二部件。

該第一電壓通常高于該第二電壓。在替代性的改進(jìn)方案中，該第一電壓低于該第二電壓。

電流是通過(guò)至少一個(gè)雙向和/或單向變壓器從這兩個(gè)電壓中的一個(gè)電壓變壓成另一個(gè)電壓的和/或反之亦然。在這種背景下，直流是通過(guò)該至少一個(gè)雙向和/或單向變壓器來(lái)轉(zhuǎn)換的。

在該第一充電模式中，電流經(jīng)由閉合的(在其他情況下是斷開(kāi)的)保護(hù)開(kāi)關(guān)從該充電插座直接傳輸至該至少一個(gè)第一部件。

在該第二充電模式中，來(lái)自該充電插座的電流通過(guò)該至少一個(gè)變壓器從該第二電壓變壓成該第一電壓并且被傳輸至該至少一個(gè)第一部件，其中，來(lái)自該充電插座的電流經(jīng)由閉合的(在其他情況下是斷開(kāi)的)保護(hù)開(kāi)關(guān)被直接傳輸至該至少一個(gè)第二部件。

此外，在該行駛模式中，來(lái)自該至少一個(gè)第一部件的電流通過(guò)該至少一個(gè)變壓器從該第一電壓變壓成該第二電壓并且被傳輸至該至少一個(gè)第二部件。

所描述的能量供應(yīng)系統(tǒng)和所描述的方法被提供用于具有使其行駛的至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)器的機(jī)動(dòng)車(chē)輛，該電動(dòng)機(jī)器是由作為該至少一個(gè)第一部件的能量?jī)?chǔ)存器(例如，高電壓電池或DC牽引電池)供應(yīng)電能的。這至少一個(gè)電能儲(chǔ)存器具有例如600V或800V的第一高DC電壓。

為了進(jìn)而用電能對(duì)該至少一個(gè)電能儲(chǔ)存器進(jìn)行充電，該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的能量供應(yīng)系統(tǒng)被電連接至充電站，例如固定的充電樁。這個(gè)固定的充電樁被設(shè)計(jì)成用于將來(lái)自該固定的供電系統(tǒng)的交流電經(jīng)由集成在該充電樁中的交流/直流轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成直流電。然而，如果該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電能儲(chǔ)存器的電壓與該充電樁的電壓不同，其中該充電樁的電壓對(duì)應(yīng)于例如400V或600V的第二低電壓，則該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的能量供應(yīng)系統(tǒng)具有該至少一個(gè)變壓器，該變壓器被實(shí)施為電增壓器或電壓增壓器，通過(guò)該變壓器該充電樁的第二低電壓將被變壓成該電能儲(chǔ)存器的第一高電壓。

這兩個(gè)不同的電壓將以可變化的方式借助于對(duì)應(yīng)的電壓區(qū)間來(lái)限定。在這種背景下，電壓區(qū)間包括例如為200V或400V的最小值以及600V、700V、800V、1000V或更大的最大值。這兩個(gè)電壓的一個(gè)對(duì)應(yīng)值取決于機(jī)動(dòng)車(chē)輛的將被供應(yīng)電能的這些部件并且取決于充電站，該充電站的可能電壓例如是國(guó)別特定的。

在沒(méi)有這種變壓器的機(jī)動(dòng)車(chē)輛的情況下，提供了另外的單獨(dú)的電氣式和/或機(jī)械式保護(hù)開(kāi)關(guān)，以其將該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的充電插座切換成無(wú)電壓狀態(tài)。然而，在所呈現(xiàn)的能量供應(yīng)系統(tǒng)中所提供的是，集成在其中的變壓器具有至少一個(gè)切換保護(hù)模塊，例如至少一個(gè)主動(dòng)切換元件和/或例如電氣式和/或機(jī)械式保護(hù)開(kāi)關(guān)，其結(jié)果為可以省略以上所描述的這些另外的單獨(dú)保護(hù)開(kāi)關(guān)。

在該方法的范圍內(nèi)和/或在能量供應(yīng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式中還提供了，如果該至少一個(gè)變壓器以雙向的方式實(shí)施的，則另外多個(gè)部件(通常為機(jī)動(dòng)車(chē)輛的、將以該第二低電壓運(yùn)行的耗能裝置，該第二低電壓也是來(lái)自該至少一個(gè)電能儲(chǔ)存器的第一高電壓)也可以通過(guò)該變壓器被供應(yīng)電能。

因此，在一個(gè)改進(jìn)方案中，能夠通過(guò)能量供應(yīng)系統(tǒng)從充電站或充電樁來(lái)供應(yīng)機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電能儲(chǔ)存器，而該充電站或充電樁具有比該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電能儲(chǔ)存器更低的電壓、與所述電能儲(chǔ)存器相同的電壓、或在可能的另外一個(gè)改進(jìn)方案中具有比該電能儲(chǔ)存器更高的電壓。此外，對(duì)該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的耗能裝置(其電壓與該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電能儲(chǔ)存器的電壓不同，例如電壓更低)也將通過(guò)該能量供應(yīng)系統(tǒng)通常使用該變壓器來(lái)供應(yīng)電能。

變壓器或增壓器將“向前”運(yùn)行來(lái)用來(lái)自(在一個(gè)改進(jìn)方案中根據(jù)規(guī)定具有比該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電能儲(chǔ)存器更低電壓的)充電站的電能對(duì)該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電能儲(chǔ)存器進(jìn)行充電。然而，如果將以比所述電能儲(chǔ)存器更低的電壓用來(lái)自該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電能儲(chǔ)存器的電能供應(yīng)該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的耗能裝置的話，則該變壓器根據(jù)規(guī)定將“向后”運(yùn)行。

該變壓器通常是以雙向的方式實(shí)施的并且是直接連接至該能量供應(yīng)系統(tǒng)的充電插座上的。然而，如果充電站的電壓低于該電能儲(chǔ)存器的電壓，則該充電站提供的電流將通過(guò)該變壓器被增大，例如以50％的脈沖占空因數(shù)增大。在這種背景下，該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的與充電站具有相同電壓的這些耗能裝置直接連接至充電站、但是與變壓器斷開(kāi)的。在這方面，這些耗能裝置經(jīng)由保護(hù)開(kāi)關(guān)連接至該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的充電插座、變壓器、和電能儲(chǔ)存器。在該方法的一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)動(dòng)車(chē)輛的這些耗能裝置各自根據(jù)需要通過(guò)斷開(kāi)至少一個(gè)保護(hù)開(kāi)關(guān)來(lái)與該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的充電插座、變壓器、和/或電能儲(chǔ)存器斷開(kāi)連接，或者通過(guò)閉合至少一個(gè)保護(hù)開(kāi)關(guān)來(lái)連接該充電插座、變壓器、和/或電能儲(chǔ)存器。

這種耗能裝置通常是空調(diào)系統(tǒng)的、通常被實(shí)施為冷卻裝置或加熱裝置的至少一個(gè)部件。在一個(gè)改進(jìn)方案中，該變壓器具有多個(gè)變壓器模塊(例如四個(gè)至六個(gè))，這些模塊并聯(lián)連接并且其數(shù)目與兩個(gè)電壓之間將進(jìn)行的變壓無(wú)關(guān)。因此通過(guò)該方法能夠使機(jī)動(dòng)車(chē)輛的至少一個(gè)部件的電壓與充電站的對(duì)應(yīng)電壓相適配。

從說(shuō)明書(shū)和附圖中可以發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)。

當(dāng)然，以上提到的這些特征以及仍將在以下說(shuō)明的那些特征不僅能夠在對(duì)應(yīng)的特定組合中使用，而且還可在其他組合中使用或者單獨(dú)地使用而不脫離本發(fā)明的范圍。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明是在這些附圖中通過(guò)多個(gè)實(shí)施例示意性展示的，并且參照附圖予以示意性及詳細(xì)說(shuō)明，在附圖中：

圖1示出了從現(xiàn)有技術(shù)獲知的機(jī)動(dòng)車(chē)輛的充電系統(tǒng)的第一實(shí)例的示意性展示，

圖2示出了從現(xiàn)有技術(shù)獲知的用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛的充電系統(tǒng)的第二實(shí)例的示意性展示，

圖3示出了從現(xiàn)有技術(shù)獲知的用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛的充電系統(tǒng)的第三實(shí)例的示意性展示，

圖4示出了對(duì)具有根據(jù)本發(fā)明的能量供應(yīng)系統(tǒng)的第一實(shí)施例的機(jī)動(dòng)車(chē)輛的安排的第一實(shí)例的示意性展示，

圖5示出了對(duì)具有根據(jù)本發(fā)明的能量供應(yīng)系統(tǒng)的第二實(shí)施例的機(jī)動(dòng)車(chē)輛的安排的第二實(shí)例的示意性展示，

圖6示出了對(duì)具有根據(jù)本發(fā)明的能量供應(yīng)系統(tǒng)的第三實(shí)施例的機(jī)動(dòng)車(chē)輛的安排的第三實(shí)例的示意性展示，

圖7示出了用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明方法的實(shí)施例的第一框架的示意性展示，

圖8示出了用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明方法的實(shí)施例的第二框架的示意性展示，并且

圖9示出了用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明方法的實(shí)施例的第三框架的示意性展示。

是以連貫且綜合的方式描述這些附圖的。相同的參考數(shù)字表示相同的部件。

圖1所示的機(jī)動(dòng)車(chē)輛充電系統(tǒng)2的第一實(shí)例包括一個(gè)充電插座4、一個(gè)變壓器6、和兩個(gè)充電裝置8，其中這個(gè)充電系統(tǒng)2被實(shí)施為該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的一個(gè)部件。在圖1中，電池10、功率電子裝置12、和電動(dòng)馬達(dá)14被示意性地展示為機(jī)動(dòng)車(chē)輛的另外部件。

變壓器6在此被實(shí)施為所謂的沒(méi)有電隔離并且因此具有DC耦合的400V DC增壓器。在此提供的是，變壓器6在從50至150kW的功率范圍內(nèi)具有至少98％的效率水平。變壓器6的安裝空間在此約為6l。此外，變壓器6在安裝空間方面相對(duì)于兩個(gè)充電裝置8中立地實(shí)施，這兩個(gè)充電裝置各自具有11kW的功率。

在機(jī)動(dòng)車(chē)輛的相對(duì)長(zhǎng)的行程之后或者出于其他原因，其電池10(在此具有800V的電壓)至少部分地或在某些情形下完全放電并且將被供以電能。為此目的，有必要使機(jī)動(dòng)車(chē)輛行駛到充電站，該充電站可以400V第二低電壓提供直流電和交流電兩者。為了給電池14充電，將充電插座4連接至該充電站。來(lái)自該充電站的電能的一部分在此作為直流電被傳輸至變壓器6(箭頭16)，其中在此流動(dòng)的直流電具有大約330至350A的電流強(qiáng)度。具有400V第二低電壓的直流電或電能通過(guò)變壓器6變壓成800V的第一高電壓，其中在此流動(dòng)的直流電具有200A的電流強(qiáng)度(箭頭18)。這個(gè)電能被傳輸至電池10。

此外，這兩個(gè)充電裝置8可從充電插座4獲得具有通常為3至32A電流強(qiáng)度的交流電(箭頭22)?？蓮倪@兩個(gè)充電裝置8的所述交流電提供具有28A的電流強(qiáng)度以及800V第一高電壓的直流電(箭頭24)。這個(gè)直流電也從這兩個(gè)充電裝置8傳輸至電池10并且與變壓器6可提供的直流電疊加(箭頭18)。

出于保護(hù)原因，電池10在此具有兩個(gè)保護(hù)開(kāi)關(guān)27。在機(jī)動(dòng)車(chē)輛的行駛模式中，電能經(jīng)由功率電子裝置12從電池10傳輸至電動(dòng)馬達(dá)14，這些功率電子裝置在此具有320kW的功率。

在此被實(shí)施為400V DC增壓器的變壓器6具有150kW的增壓功率。在此該變壓器6的輸入電壓范圍為200至600V，而輸出電壓范圍為600至1000V。

圖2展示的機(jī)動(dòng)車(chē)輛充電系統(tǒng)26的第二實(shí)例與圖1中的充電系統(tǒng)2的第一實(shí)例的區(qū)別在于：具有另外一個(gè)實(shí)例的變壓器30。另外，在此提供的電池32與圖1的電池10不同。總的來(lái)說(shuō)，在圖2的示意性展示的安排中提供的是，變壓器30(也被實(shí)施為400V DC增壓器)現(xiàn)在具有保護(hù)開(kāi)關(guān)34，而在該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電池32中，與圖1的安排相反，省略了保護(hù)開(kāi)關(guān)27。

在圖3中示意性展示的充電系統(tǒng)36的第三實(shí)例與以上出現(xiàn)的兩個(gè)充電系統(tǒng)2、26的區(qū)別在于：代替變壓器6、30，它具有帶有兩個(gè)保護(hù)開(kāi)關(guān)40(S1)和42(S2)的保護(hù)裝置38，這兩個(gè)保護(hù)開(kāi)關(guān)彼此并聯(lián)地相連接，其中第一保護(hù)開(kāi)關(guān)40是可選的。此外，針對(duì)圖3中示意性展示的安排所提供的是，兩個(gè)電動(dòng)馬達(dá)14將被供以來(lái)自該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電池32的電能。

在此，經(jīng)由保護(hù)裝置38，電池32可獲得具有400A的電流強(qiáng)度和400V的電壓的直流電(箭頭46)。此外，在通過(guò)這兩個(gè)充電裝置8充電的過(guò)程中，電池32可以獲得具有55A的電流強(qiáng)度和400V電壓的直流電(箭頭48)。

根據(jù)插電式IEC61851(如在2015)的標(biāo)準(zhǔn)，在電池32以直流電快速充電的過(guò)程中，在此明白地規(guī)定了，直流電正極或直流電負(fù)極將在這種充電過(guò)程中斷開(kāi)以使得充電插座4被切換成無(wú)電壓狀態(tài)。在此呈現(xiàn)的充電系統(tǒng)36實(shí)例的情況下，保護(hù)裝置38的這兩個(gè)保護(hù)開(kāi)關(guān)40、42中的至少一個(gè)將被斷開(kāi)。此外，如相對(duì)于圖1呈現(xiàn)的，還能夠?qū)?duì)應(yīng)的保護(hù)開(kāi)關(guān)27直接集成在電池10中。

在圖4a中示意性展示的機(jī)動(dòng)車(chē)輛安排50的第一實(shí)例包括根據(jù)本發(fā)明的作為機(jī)動(dòng)車(chē)輛第一部件的能量供應(yīng)系統(tǒng)52的第一實(shí)施例。作為機(jī)動(dòng)車(chē)輛的另外部件，在此呈現(xiàn)的是被實(shí)施為電池的電能儲(chǔ)存器54(該電池通常是高電壓電池、在此具有800V的第一高電壓)、具有320kW功率的功率電子裝置56、以及電動(dòng)機(jī)器58，其中電動(dòng)機(jī)器58被設(shè)計(jì)成用于驅(qū)動(dòng)或移動(dòng)總體上被實(shí)施為電動(dòng)車(chē)輛或混合動(dòng)力車(chē)輛的機(jī)動(dòng)車(chē)輛。為此，在該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的行駛模式中，電動(dòng)機(jī)器54可經(jīng)由功率電子裝置56從能量?jī)?chǔ)存器58獲得電能。

為了執(zhí)行充電模式，將機(jī)動(dòng)車(chē)輛移動(dòng)至充電站(在此未示出)并且將能量供應(yīng)系統(tǒng)52的充電插座60連接該充電站。這個(gè)充電插座60具有第一輸出端59(正極)和第二輸出端61(負(fù)極)。在充電過(guò)程中，第一量的電能從充電插座60傳輸至能量供應(yīng)系統(tǒng)52的DC耦合變壓器62。傳輸此電能的直流電在此具有330A的電流強(qiáng)度(箭頭64)。能量供應(yīng)系統(tǒng)52作為另外的可選部件，在此具有對(duì)應(yīng)的11kW功率的兩個(gè)電隔離的充電裝置66。這些充電裝置66(在此被實(shí)施為車(chē)載充電裝置)各自可選地包括電力通信路徑(電力線通信，PLC)。

在圖4a中出現(xiàn)的變壓器的變體62包括第一輸入端68和第二輸入端70。在這種背景下，變壓器62的第一輸入端68連接至充電插座60的第一輸出端59上。沿著第一輸出端59與第一輸入端68之間的線路安排了電氣式和/或機(jī)械式保護(hù)開(kāi)關(guān)69，通過(guò)該保護(hù)開(kāi)關(guān)69來(lái)斷開(kāi)和閉合充電插座60的第一輸出端59與變壓器62的第一輸入端68之間輸送電流的線路。變壓器62的第二輸入端70連接至充電插座60的第二輸出端61。此外，這個(gè)變壓器62包括第一輸出端72和第二輸出端74。

在變壓器62內(nèi)，沿其安排了線圈76和作為主動(dòng)切換元件的第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)78的第一路徑在第一輸入端68與第一輸出端72之間延伸。此外，二極管80與半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)78并聯(lián)連接，其中半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)78和二極管80一起形成了主動(dòng)切換元件。在替代性的改進(jìn)方案中，二極管80被集成在半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)78中。變壓器62的第二路徑在第二輸入端70與第二輸出端74之間延伸。此外提供的是，這個(gè)第二路徑是經(jīng)由作為主動(dòng)切換元件的第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)82與沿著該第一路徑在線圈76與第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)78之間的一個(gè)節(jié)點(diǎn)相連，并且經(jīng)由電容器84與沿著該第一路徑在第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)78與二極管80之間的節(jié)點(diǎn)相連并且與變壓器62的第一輸出端72相連。

在充電過(guò)程中，取決于安排了充電插座60的充電站處的電壓，變壓器62的第一輸入端68可通過(guò)充電插座60的第一輸出端59獲得具有330A的電流強(qiáng)度和400V或800V的直流電壓的直流電(箭頭64)。在此電能儲(chǔ)存器54可從變壓器62的第一輸出端72獲得200A電流強(qiáng)度和800V電壓的直流電(箭頭86)。

此外，在充電過(guò)程中，這兩個(gè)充電裝置66可從充電插座60獲得3至32A電流強(qiáng)度的交流電(箭頭65)。進(jìn)而，電能儲(chǔ)存器54可通過(guò)這兩個(gè)充電裝置66獲得28A電流強(qiáng)度和800V電壓的直流電(箭頭90)。

圖4b示出了變壓器的變體92，該變壓器也被實(shí)施為具有150kW功率的400V增壓器、并且在能量供應(yīng)系統(tǒng)52的該實(shí)施例中可以用作圖4a所示的變壓器62的替代方案。在圖4b中示意性展示的變壓器的變體92與圖4a的變壓器的變體62的區(qū)別在于具有額外的部件(具體為第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)94)作為主動(dòng)切換元件，該部件在此是沿著變壓器92的第二路徑、平行于沿著第一輸入端68與第一輸出端72之間的第一路徑的線圈76安排的。

通過(guò)在相應(yīng)的變壓器62、92中提供被實(shí)施為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)78、82、94的這些主動(dòng)切換元件，就確保了充電插座60在機(jī)動(dòng)車(chē)輛的行駛模式中是無(wú)電壓的，其結(jié)果為能夠省略另外的保護(hù)開(kāi)關(guān)。例如至少一個(gè)這樣的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)78、82、94被實(shí)施為FET或IGBT。如果除了使用安全性之外還要求冗余停用，則如參照?qǐng)D4b中的變壓器92所示，就有可能沿著第二輸入端70與第二輸出端74之間的第二路徑提供額外的集成半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)94來(lái)作為主動(dòng)切換元件。然而，如圖4a所展示，這個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)94是可選的。在一個(gè)改進(jìn)方案中，替代地有可能沿著第二輸出端61與第二輸入端70之間的線路安排電氣式和/或機(jī)械式保護(hù)開(kāi)關(guān)71，如圖5和圖6所指示。

如果該安排50的、并且因此能量供應(yīng)系統(tǒng)52的充電插座60被連接至400V電壓的充電站上來(lái)對(duì)能量?jī)?chǔ)存器54充電，則保護(hù)開(kāi)關(guān)69閉合并且400V電壓的電能通過(guò)變壓器62、92被變壓成800V電壓。通過(guò)變壓器62、92將此電能傳輸至能量?jī)?chǔ)存器54。如果充電站已經(jīng)具有800V的電壓，則保護(hù)開(kāi)關(guān)69斷開(kāi)并且因此與充電插座60和充電站斷開(kāi)。因此，電能可以在繞過(guò)變壓器62、92的情況下、經(jīng)由多個(gè)線路(在此未進(jìn)一步示出)從充電插座60直接輸送至能量?jī)?chǔ)存器54。

參照?qǐng)D5示意性展示的機(jī)動(dòng)車(chē)輛安排96的第二實(shí)例類(lèi)似于圖4a的第一安排50而具有電能供應(yīng)系統(tǒng)98，該電能供應(yīng)系統(tǒng)與圖4a的能量供應(yīng)系統(tǒng)52的區(qū)別僅在于具有多條額外的線路，通過(guò)這些線路它可以連接至另外的部件上(通常為機(jī)動(dòng)車(chē)輛的耗能裝置上)、具體連接至空調(diào)處理器100上并且連接至具有PTC電阻器的加熱裝置102上。在此提供的是，空調(diào)處理器100和加熱裝置102彼此并聯(lián)連接、并且以第二低電壓或400V電壓水平運(yùn)行。

在此呈現(xiàn)的能量供應(yīng)系統(tǒng)98的實(shí)施例中，沿著充電插座60的第一輸出端59(正極)與變壓器62的第一輸入端68之間的線路安排了第一保護(hù)開(kāi)關(guān)106(在此為電氣式和/或機(jī)械式式的)。在第一保護(hù)開(kāi)關(guān)106與第一輸入端68之間的節(jié)點(diǎn)處分支去到空調(diào)處理器100和加熱裝置102的第一額外線路具有第二保護(hù)開(kāi)關(guān)108(在此為電氣式和/或機(jī)械式的)。此外，去到空調(diào)處理器100和加熱裝置102的第二線路在沿著充電插座60的第二輸出端61(負(fù)極)與變壓器62的第二輸入端70之間的線路的一個(gè)節(jié)點(diǎn)處分支出去。在這種背景下，沿著這條第二線路安排了另外一個(gè)可選的電氣式和/或機(jī)械式保護(hù)開(kāi)關(guān)71，這條第二線路可以通過(guò)保護(hù)開(kāi)關(guān)71來(lái)閉合和斷開(kāi)以便在第二輸出端61與第二輸入端70之間輸送電流。

在此所示的能量供應(yīng)系統(tǒng)的實(shí)施例的變體98中，可想到的是用具有圖4b的額外半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)94的變壓器92來(lái)替代在此展示的變壓器62。

通過(guò)提供在此呈現(xiàn)的電能供應(yīng)系統(tǒng)98的第二實(shí)施例，現(xiàn)在多個(gè)部件(具體為空調(diào)處理器100和加熱裝置102)在機(jī)動(dòng)車(chē)輛內(nèi)能夠用作另外的耗能裝置，這些部件在此將以僅400V的第二低電壓來(lái)運(yùn)行，而該機(jī)動(dòng)車(chē)輛的其他部件(具體為電能儲(chǔ)存器54、功率電子裝置56、和電動(dòng)機(jī)器58)在此各自具有800V的第一高電壓。

在機(jī)動(dòng)車(chē)輛的行駛模式中提供的是，能量供應(yīng)系統(tǒng)98的第一保護(hù)開(kāi)關(guān)106斷開(kāi)，而第二保護(hù)開(kāi)關(guān)108閉合。因此，能夠?qū)㈦娔茏鳛橹绷麟娨?00V的第一高電壓從電能儲(chǔ)存器54輸送至變壓器62，該變壓器在此以雙向方式實(shí)施，其中該電能在此通過(guò)雙向變壓器62被變壓成400V的第二低電壓、并且是空調(diào)處理器100和加熱裝置102可獲得的。

此外，通過(guò)在此所示的安排96以及能量供應(yīng)系統(tǒng)98，能夠執(zhí)行充電模式的不同變體。如果充電插座60連接至可提供400V電壓的充電站上，則能夠閉合這兩個(gè)保護(hù)開(kāi)關(guān)106、108并且因此能夠向空調(diào)處理器100和加熱裝置102供以電能。因此，能夠?qū)照{(diào)處理器100和加熱裝置102進(jìn)行預(yù)調(diào)節(jié)，其中機(jī)動(dòng)車(chē)輛的能量?jī)?chǔ)存器54在充電過(guò)程中必須使用例如空調(diào)處理器100來(lái)冷卻。此外，電流被輸送至該變壓器的第一輸入端68、從第二電壓變壓成第一電壓、并且可提供給該電能儲(chǔ)存器，如箭頭86所示。

如果在充電模式的另外一個(gè)變體中提供了經(jīng)由充電插座60用來(lái)自充電站的電流(在此為800V的第一高電壓)對(duì)電能儲(chǔ)存器54進(jìn)行快速充電，則在充電插座60與變壓器62之間的保護(hù)開(kāi)關(guān)71、106在此閉合并且第二保護(hù)開(kāi)關(guān)108斷開(kāi)以保護(hù)空調(diào)處理器100和加熱裝置102，其結(jié)果為該電流可以經(jīng)由變壓器62從充電插座60輸送至電能儲(chǔ)存器54。在這種情形下，空調(diào)處理器100和加熱裝置102基于斷開(kāi)的第二保護(hù)開(kāi)關(guān)108而被切換成無(wú)電壓狀態(tài)。

如果對(duì)于安排96的這個(gè)改進(jìn)方案還提供了向這兩個(gè)耗能裝置(即，空調(diào)處理器102和加熱裝置104)以第二低電壓供應(yīng)電能的話，則保護(hù)開(kāi)關(guān)71、106斷開(kāi)并且保護(hù)開(kāi)關(guān)108閉合。于是可通過(guò)能量?jī)?chǔ)存器54經(jīng)由變壓器62對(duì)這些耗能裝置提供此時(shí)具有第二降低的電壓的電流。

如果代替圖5所示的變壓器62而將圖4b中出現(xiàn)的具有額外半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)94的變壓器92用于在此出現(xiàn)的能量供應(yīng)系統(tǒng)98中，則由此可以增大機(jī)動(dòng)車(chē)輛的使用安全性并且可以防止該機(jī)動(dòng)車(chē)輛變得失去移動(dòng)能力。

圖6a中示意性展示的機(jī)動(dòng)車(chē)輛安排110的第三實(shí)例與圖4a和圖5中的安排的區(qū)別在于具有電能供應(yīng)系統(tǒng)112的第三實(shí)施例，該電能供應(yīng)系統(tǒng)尤其具有變壓器的另外一個(gè)變體114，該變體與以上圖4a、4b、和圖5中出現(xiàn)的變壓器的變體62和92不同。

在此，沿著在這個(gè)變壓器114的位于第一輸入端68與第一輸出端72之間的第一路徑、在變壓器114內(nèi)靠近線圈76代替半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)78和二極管80安排了第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管116來(lái)作為主動(dòng)切換元件。此外，在這個(gè)第一路徑與變壓器114的第二路徑之間還代替第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)82安排了第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管118作為主動(dòng)切換元件，該第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管在此在該第二輸入端70與第二輸出端74之間延伸。

在能量供應(yīng)系統(tǒng)112的這個(gè)實(shí)施例內(nèi)，在圖6b中展示的變壓器的另外變體120將被用作圖6a中所示的變壓器的變體的替代方案，其中變壓器的這個(gè)變體120與圖6a中的變壓器的變體114的區(qū)別在于具有額外的可選的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)94作為沿著該第二路徑的主動(dòng)切換元件。

針對(duì)所呈現(xiàn)的能量供應(yīng)系統(tǒng)52、98、112的所有實(shí)施例，在此出現(xiàn)的變壓器的所有變體60、92、114、120都可以互換。

圖6a的能量供應(yīng)系統(tǒng)112的第三實(shí)施例類(lèi)似于圖5的能量供應(yīng)系統(tǒng)98的第二實(shí)施例，不僅具有在這些耗能裝置(即，空調(diào)處理器100和加熱裝置102)與沿著在變壓器114的第二輸入端70和充電插座60的第二輸出端61之間的線路的節(jié)點(diǎn)之間的線路、并且還具有以下線路：這個(gè)能量供應(yīng)系統(tǒng)112可以經(jīng)由該線路直接連接至作為機(jī)動(dòng)車(chē)輛的另外部件的空調(diào)處理器100和加熱裝置102上。在此提供的是，空調(diào)處理器100和加熱裝置102彼此并聯(lián)連接并且連接保護(hù)開(kāi)關(guān)108、經(jīng)由一個(gè)節(jié)點(diǎn)連接能量供應(yīng)系統(tǒng)112的充電插座60的第一輸出端59與變壓器114的第一輸入端68之間的線路。

在這種背景下，與圖5的第二實(shí)施例相反，沿著充電插座60的第一輸出端與變壓器114的第一輸入端68之間的線路安排了第一保護(hù)開(kāi)關(guān)122(在此為電氣式和/或機(jī)械式的)，其中這個(gè)第一保護(hù)開(kāi)關(guān)122位于充電插座60與該線路分支去到空調(diào)處理器100和加熱裝置120的節(jié)點(diǎn)之間。此外，在充電插座60的第一輸出端59與第一保護(hù)開(kāi)關(guān)122之間安排了另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)，經(jīng)由該節(jié)點(diǎn)可以提供從充電插座60的第一輸出端59到機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電能儲(chǔ)存器54的直達(dá)線路，如果沿著這條線路的第二保護(hù)開(kāi)關(guān)124(在此為電氣式和/或機(jī)械式的)被閉合的話。因此在充電插座60連接至可提供800V的第一高電壓的電流的充電站的事件中，能夠?qū)⑦@個(gè)電流經(jīng)由閉合的第二保護(hù)開(kāi)關(guān)124直接輸送至電能儲(chǔ)存器54。

如果在充電過(guò)程中或充電模式期間，充電插座60連接至可以400V電壓提供電流的充電站上，則通過(guò)閉合第一保護(hù)開(kāi)關(guān)122和斷開(kāi)第二保護(hù)開(kāi)關(guān)124能夠?qū)?00V的第二相對(duì)低電壓的電流輸送至變壓器114和空調(diào)處理器100以及加熱裝置102。如以上所描述的，具有該第二電壓的電流將被變壓器114變壓成具有該第一電壓的電流并且可提供機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電能儲(chǔ)存器54。

此外，來(lái)自充電插座60的400V第二低電壓的電流可以在第一保護(hù)開(kāi)關(guān)122閉合時(shí)繼續(xù)輸送至空調(diào)處理器100和加熱裝置102，由此這些裝置也可以在充電模式中運(yùn)行。

另外，在能量供應(yīng)系統(tǒng)112的第三實(shí)施例中能夠集成一個(gè)額外的保護(hù)開(kāi)關(guān)108，如從圖5中已知的，由此空調(diào)處理器100和加熱裝置102甚至在保護(hù)開(kāi)關(guān)122被閉合時(shí)也會(huì)與充電插座60斷開(kāi)。

通過(guò)在所呈現(xiàn)的能量供應(yīng)系統(tǒng)52、98、112的這些實(shí)施例中提供電氣式和/或機(jī)械式(例如，機(jī)電)保護(hù)開(kāi)關(guān)69、71、106、108、122、124，尤其能夠使用機(jī)動(dòng)車(chē)輛的多個(gè)在400V的第二低電壓下運(yùn)行的額外部件(在此為例如空調(diào)處理器100和加熱裝置102)，并且因此不必在此進(jìn)行重新設(shè)計(jì)或提供800V第一高電壓。

第一輸入端68與第一輸出端72之間的第一路徑通過(guò)圖4b和6b中的變壓器的變體92、120被電停用，由此防止了相應(yīng)的機(jī)動(dòng)車(chē)輛變得失去移動(dòng)能力并且會(huì)增加其使用安全性。由于額外的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)94，第二輸入端70與第二輸出端74之間的第二路徑可以在對(duì)應(yīng)的變壓器92、120中被停用。因此，經(jīng)過(guò)這兩條路徑的電流可以被冗余地停用。

考慮目前(2015)提供的標(biāo)準(zhǔn)IEC 61851-1、-21、-22、-23、ISO FDIS17409，可想到的是，甚至經(jīng)由電池儲(chǔ)存器中的額外保護(hù)開(kāi)關(guān)(例如主保護(hù)開(kāi)關(guān))，也能夠確保充電線路的停用以及對(duì)充電插座60的接觸保護(hù)。由于在電能儲(chǔ)存器54中主保護(hù)開(kāi)關(guān)必須不閉合，因此可想到的是，從使用安全性的觀點(diǎn)來(lái)看，保護(hù)性粘合劑可以致使機(jī)動(dòng)車(chē)輛變得失去動(dòng)力。所謂的簡(jiǎn)單ISO錯(cuò)誤可能是由充電插座60的臟污造成的并且可能發(fā)出警報(bào)信息。

關(guān)于根據(jù)本發(fā)明方法的實(shí)施例的執(zhí)行，參考了圖7的簡(jiǎn)圖。在這種背景下，通過(guò)使用能量供應(yīng)系統(tǒng)52、98、112，如圖4至圖6所呈現(xiàn)的，能夠經(jīng)由充電站的第一變體128(具有800V第一高電壓)以及經(jīng)由充電站的第二變體130(具有400V第二低電壓)對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)輛的多個(gè)部件126進(jìn)行充電。由于針對(duì)400V第二低電壓的可擴(kuò)展插入技術(shù)，充電站的第二變體130能夠提供高達(dá)350A的電流，由此，在實(shí)施該方法的實(shí)施例時(shí)電流極限將被拓寬。在以第一高電壓的充電站第一變體128中，可以獲得具有800V電壓和上至200A電流強(qiáng)度的電流。此外，電壓水平或電壓范圍可以擴(kuò)展至最大1000V。功率水平在此可以達(dá)到高達(dá)160kW。對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)輛的對(duì)應(yīng)部件126而言，因此通過(guò)電流增大與電壓增大的組合，實(shí)現(xiàn)了高達(dá)250kW的充電功率。

當(dāng)執(zhí)行該方法的實(shí)施例并且使用能量供應(yīng)系統(tǒng)52、98、112時(shí)，還能夠同時(shí)對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)輛的具有不同電壓的部件126供以電能。

圖8的簡(jiǎn)圖中所描述的方法的實(shí)施例涉及對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電能儲(chǔ)存器54充電，該電能儲(chǔ)存器54將經(jīng)由變壓器62、92、114、120和充電插座60連接至充電站。該方法的這個(gè)實(shí)施例在第一步驟200中以充電請(qǐng)求開(kāi)始。

在隨后的第二步驟202中，檢查了能量?jī)?chǔ)存器54的電壓是否低于充電站的最大電壓。如果能量?jī)?chǔ)存器54的電壓低于充電站的最大電壓(是)，則在第三步驟204中直接對(duì)能量?jī)?chǔ)存器54充電。在這種背景下，越過(guò)變壓器62、92、114、120將電流直接傳導(dǎo)到能量?jī)?chǔ)存器54。然而，如果在第二步驟202中出現(xiàn)能量?jī)?chǔ)存器54的電壓高于或等于充電站的最大電壓，則在替代性的第四步驟206中，從該充電站經(jīng)由變壓器62、92、114、120對(duì)能量?jī)?chǔ)存器54充電。

在能量供應(yīng)系統(tǒng)112的第三實(shí)施例的情況下，在這方面提供的是，如果來(lái)自充電站和充電插座60的電流被直接傳導(dǎo)至能量?jī)?chǔ)存器54，則保護(hù)開(kāi)關(guān)71、122斷開(kāi)并且第二保護(hù)開(kāi)關(guān)124閉合。然而，如果經(jīng)由變壓器114、120對(duì)能量?jī)?chǔ)存器54充電，則保護(hù)開(kāi)關(guān)71、122閉合，而保護(hù)開(kāi)關(guān)124斷開(kāi)。在這種背景下，能量?jī)?chǔ)存器54是經(jīng)由變壓器62、92、114、120被充電至能量?jī)?chǔ)存器54的電壓的。

在經(jīng)由變壓器62、92、114、120對(duì)能量?jī)?chǔ)存器54充電的過(guò)程中，能量?jī)?chǔ)存器54的當(dāng)前電壓根據(jù)能量?jī)?chǔ)存器54的對(duì)應(yīng)的當(dāng)前電量狀態(tài)(SOC)而連續(xù)增大。

在這種背景下，可能的情況是，根據(jù)能量?jī)?chǔ)存器54與充電站的電壓的當(dāng)前比率(這可以在第二步驟202中周期性進(jìn)行檢查)，而可以在第三步驟204與第四步驟206之間執(zhí)行轉(zhuǎn)換。此外，在第五步驟208中，檢查能量?jī)?chǔ)存器54是否充滿。如果已經(jīng)充滿(是)，則該方法以最后的第六步驟210結(jié)束。如果能量?jī)?chǔ)存器54還沒(méi)有充滿(否)，則該方法從第五步驟208開(kāi)始、以第二步驟202繼續(xù)。

圖9的簡(jiǎn)圖包括橫坐標(biāo)220，沿著該橫線繪制的是時(shí)間。沿著這個(gè)簡(jiǎn)圖的縱坐標(biāo)222繪制的是電壓。平行于橫坐標(biāo)220安排的第一直線224指示了充電站的最大電壓的常數(shù)值。第二直線226指示了能量?jī)?chǔ)存器54的、在該方法范圍內(nèi)依賴于時(shí)間的電壓。平行于這條第二直線226安排了第三直線228，所述第三直線228指示了以其將電能提供給能量?jī)?chǔ)存器54的或使其可供能量?jī)?chǔ)存器使用的、依賴于時(shí)間的電壓。在這種背景下，被提供用于充電的這個(gè)電壓略微高于能量?jī)?chǔ)存器54的電壓。

此外，沿著橫坐標(biāo)220指示了在充電過(guò)程中、從充電過(guò)程開(kāi)始時(shí)的第一時(shí)刻232延伸至第二時(shí)刻234的第一時(shí)間區(qū)間230。在這種背景下提供的是，第三直線228指示的電壓低于充電站的最大電壓。當(dāng)執(zhí)行該方法時(shí)，電能直接從充電插座60充入能量?jī)?chǔ)存器54中，其中變壓器62、92、114、120是停用的。只要用于對(duì)能量?jī)?chǔ)存器54充電的電壓(第三直線228)高于充電站的最大電壓，變壓器62、92、114、120就從第二時(shí)刻234開(kāi)始啟用，并且將電能從充電站的低電壓變壓成能量?jī)?chǔ)存器54的相對(duì)高電壓。該方法在能量?jī)?chǔ)存器54充滿的第三時(shí)刻236結(jié)束。

在該方法的范圍內(nèi)，考慮了不同幅值或水平的兩個(gè)電壓，所述電壓通常在例如至少大約100V至大約1000V的電壓范圍內(nèi)變化。在一個(gè)改進(jìn)方案中，這兩個(gè)電壓中的較低者具有的值是從200V開(kāi)始、通常是從400V上至600V。相反，這兩個(gè)電壓中的較高者具有的值是從600V開(kāi)始、通常是從800V至1000V。