本發(fā)明涉及一種用于在充電樁處對(duì)插入式機(jī)動(dòng)車輛進(jìn)行充電的充電站。本發(fā)明還涉及一種相對(duì)應(yīng)的方法。

背景技術(shù)：

用于對(duì)充電樁電供應(yīng)固定DC電壓以便對(duì)插入式車輛(混合動(dòng)力或電動(dòng)車輛)的牽引電池供應(yīng)DC電壓的固定系統(tǒng)是已知的。實(shí)踐中還已知的是，從固定AC供電系統(tǒng)對(duì)多個(gè)單獨(dú)的充電樁供電，特別是以約400伏的低電壓，每個(gè)單獨(dú)的充電樁包括其自身用于提供DC電壓的AC/DC轉(zhuǎn)換器。此外，實(shí)踐中已經(jīng)知道的是，通過(guò)使用多個(gè)充電裝置形式的AC/DC轉(zhuǎn)換器來(lái)使用分級(jí)電力分配。

US 7,256,516 B2描述了一種用于對(duì)多臺(tái)電池供電的車輛的電池同時(shí)充電的充電系統(tǒng)。充電包括一個(gè)或多個(gè)DC/DC電力轉(zhuǎn)換器，該一個(gè)或多個(gè)DC/DC電力轉(zhuǎn)換器具有被設(shè)計(jì)成將它們連接到電池的一個(gè)或多個(gè)充電連接件。這些DC/DC電力轉(zhuǎn)換器各自被配置成選擇性地連接到多于一個(gè)的充電連接件，以便選擇性地提供較高的連接功率水平。這些DC/DC電力轉(zhuǎn)換器通過(guò)中間電路來(lái)連接到一個(gè)整流器。該整流器被連接到具有有限功率的交流源。

WO 2013/039753 A1描述了一種使用多個(gè)不同的AC源來(lái)管理能量的方法。

US 2014/0232301 A1披露了一種用于充電逆變器的方法。

US 2013/0221921 A1描述了一種車輛。

US 2012/0326668 A1涉及一種燃料電池，特別是在根據(jù)權(quán)利要求1的實(shí)施例中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了根據(jù)下述1和8的一種用于在充電樁處對(duì)插入式機(jī)動(dòng)車輛進(jìn)行充電的充電站和一種相對(duì)應(yīng)的方法。

1.一種用于在充電樁(12)處對(duì)插入式機(jī)動(dòng)車輛(24)進(jìn)行充電的充電站(10)，其特征為以下特征：

-該充電站(10)包括一個(gè)電力變壓器(14)和多個(gè)整流器模塊(16)，

-該電力變壓器(14)具有在次級(jí)側(cè)DC隔離的多條端子引線(18)，

-這些端子引線(18)被至少部分地連接到這些整流器模塊(16)，并且

-該電力變壓器(14)和這些整流器模塊(16)被配置的方式為：當(dāng)該電力變壓器(14)被供給有一個(gè)中等電壓時(shí)，這些整流器模塊(16)發(fā)出一個(gè)低DC電壓。

2.如上述1所述的充電站(10)，

其特征為以下特征：

-該充電站(10)還包括一個(gè)具有反饋能力的緩沖存儲(chǔ)器(20)，并且

-這些端子引線(18)之一被連接到該緩沖存儲(chǔ)器(20)。

3.如上述1或2所述的充電站(10)，

其特征為

一個(gè)電源濾波器。

4.如上述3所述的充電站(10)，

其特征在于

該電源濾波器是這些整流器模塊(16)的一個(gè)功率因數(shù)校正濾波器。

5.如上述1至4之一所述的充電站(10)，

其特征為

一個(gè)絕緣監(jiān)測(cè)器。

6.如上述1至5之一所述的充電站(10)，

其特征在于

這些整流器模塊(16)被組合以形成一個(gè)多極母線。

7.如上述1至6之一所述的充電站(10)，

其特征在于

該充電站(10)被配置的方式為：當(dāng)該中等電壓是20kV時(shí)，該低DC電壓是在950V與2000V之間、優(yōu)選是1000V。

8.一種用于在充電樁(12)處對(duì)插入式機(jī)動(dòng)車輛(24)進(jìn)行充電的方法，

其特征為以下特征：

-對(duì)一個(gè)充電站(10)、優(yōu)選是一個(gè)如上述1至7之一所述的充電站供給一個(gè)中等電壓，

-該充電站(10)發(fā)出一個(gè)未經(jīng)調(diào)節(jié)的低DC電壓，

-使該低DC電壓適配于該機(jī)動(dòng)車輛(24)，并且

-對(duì)該機(jī)動(dòng)車輛(24)充入經(jīng)適配的低DC電壓。

9.如上述8所述的方法，

其特征為以下特征：

-在基礎(chǔ)設(shè)施中適配該低DC電壓，并且

-該充電樁(12)提供經(jīng)適配的低DC電壓。

10.如上述8所述的方法，

其特征為以下特征：

-該充電樁(12)提供未經(jīng)調(diào)節(jié)的低DC電壓，并且

-由該機(jī)動(dòng)車輛(24)來(lái)適配該低DC電壓。

所提出的解決方法是基于以下知識(shí)，即：未來(lái)將要求更高的充電功率并且每個(gè)充電站所需要的充電樁的數(shù)量將增加。這顯示了本發(fā)明的成本和戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)。

除了其靈活可擴(kuò)展性，該解決方案的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，所有由該充電站充電的車輛都是彼此DC解耦的。還應(yīng)提及充電樁的低采購(gòu)成本。最后，由于供電不是由通常針對(duì)400V的電壓具有120A的電流限制的三相電流的低電壓網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的，根據(jù)本發(fā)明的充電過(guò)程不受任何系統(tǒng)固有功率限制。

相比于以前所知的，本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)包括所述相當(dāng)大的成本優(yōu)勢(shì)、足夠的充電功率、充電樁之間的靈活配電以及易于擴(kuò)展直至最大功率P_max。

上述2-7和9-10中闡述了本發(fā)明的進(jìn)一步的有利改進(jìn)。該充電站可以因此包括一個(gè)具有反饋能力的緩沖存儲(chǔ)器，該電力變壓器的這些端子引線之一被連接到該緩沖存儲(chǔ)器。這種能量存儲(chǔ)器可以攔截峰值負(fù)載。

還可以提供的是，使這些整流器模塊包括一個(gè)例如功率因數(shù)校正濾波器(power factor correction，PFC)形式的電源濾波器，并且使所謂的功率因數(shù)增大從而使其保持在法定范圍內(nèi)。這種優(yōu)化特別地改善了所描述的充電站的標(biāo)準(zhǔn)化電磁兼容性(EMC)。

同樣可以提供的是，使該充電站包括至少一個(gè)絕緣監(jiān)測(cè)器。在這種情況下，優(yōu)選地給由該充電站充電的每臺(tái)車輛提供一個(gè)分開的絕緣監(jiān)測(cè)器。在出現(xiàn)故障的事件中，如果超過(guò)了絕緣故障電流，可以因此發(fā)出警告或者可以使相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)耗電器件(Netzabganges)斷開連接。

最后，這些整流器模塊可以被組合以形成一個(gè)多極直流母線(direct current busbar，DC bus)，其被證明是對(duì)充電站的維護(hù)的清楚性和簡(jiǎn)易性是有利的。

附圖說(shuō)明

在附圖中展示出了本發(fā)明的兩個(gè)示例性實(shí)施例，并且以下對(duì)其進(jìn)行更詳細(xì)地描述。

圖1示出了第一實(shí)施例的象征性圖示。

圖2示出了第二實(shí)施例的象征性圖示。

具體實(shí)施方式

圖1展示了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的用于在三個(gè)充電樁12之一對(duì)插入式機(jī)動(dòng)車輛24進(jìn)行充電的充電站10的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。充電站10包括具有一個(gè)絕緣監(jiān)測(cè)器和多項(xiàng)安全措施的一個(gè)電力變壓器14。電力變壓器14例如由中等電壓網(wǎng)絡(luò)的上游變壓器32供給20kV的中等電壓。該變壓器則是從發(fā)電廠28通過(guò)以在110kV和380kV之間電壓運(yùn)行的特高壓和高壓網(wǎng)絡(luò)30來(lái)供電的。

被提供為中央高功率AC/DC轉(zhuǎn)換器26的充電站10還包括三個(gè)整流器模塊16，這些整流器模塊被連接到電力變壓器14的三條DC隔離的端子引線18并且被組合以形成多極母線，以便提供具有600kW總功率的中間網(wǎng)絡(luò)。第四整流器模塊16在充電站10中被連接到一個(gè)具有反饋能力的緩沖存儲(chǔ)器20。在這種情況下，這些整流器模塊16的功率因數(shù)校正濾波器用作充電站10的電源濾波器。

電力變壓器14和這些整流器模塊16被配置的方式為：如果電力變壓器14被供給有一個(gè)20kV的中等電壓，則這些整流器模塊16發(fā)出在950V與2000V之間的、優(yōu)選是1000V的低DC電壓。該低DC電壓作為尚未經(jīng)調(diào)節(jié)的DC低電壓通過(guò)基礎(chǔ)設(shè)施中的三個(gè)簡(jiǎn)單的降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器26之一來(lái)與機(jī)動(dòng)車輛24的充電電壓相適配，該充電電壓是在200V和1000V之間、但優(yōu)選800V。這個(gè)穩(wěn)定的充電電壓在開關(guān)22的控制下通過(guò)具有150kW的充電功率的充電樁12來(lái)傳送到機(jī)動(dòng)車輛24，以便對(duì)該機(jī)動(dòng)車輛充電。

該低DC電壓的適配在圖2中觀察到的本發(fā)明的第二實(shí)施例的情況下是以不同的方式來(lái)解決的。這種情況下，充電樁12提供尚未經(jīng)調(diào)節(jié)的低DC電壓，其結(jié)果是必須由機(jī)動(dòng)車輛24對(duì)該低DC電壓進(jìn)行適配。出于此目的，該機(jī)動(dòng)車輛包括其自身的降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器26。