[发明专利]用于机动车中的电储能器的充电设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的充电设备，其中机动车设置有电储能器、直流电压转换器以及到外部第一交流电网的、用于对电储能器充电的、有线连接的第一接口。

背景技术

保护资源以及气候和环境友好的车辆设计的基础是混合动力和电动车辆形式的现代机动车中的驱动装置的电气化。电气化的动力总成系统的主部件是高性能的电储能器。基于当前的发展，为此提供具有在高压范围内的电压水平的以锂离子技术实现的辅助电池。在也被称作为插座式(Steckdoesen)混合动力车辆的插电式(Plug-in)混合动力车辆中并且在纯电动车辆中，电储能器不仅借助在车辆中生成的电功率来充电，而且也借助外部源的电功率来充电。外部充电能够以电容性或者电感性的方式进行。在电容性的充电技术中，电充电功率以有线连接的方式通过金属线路来传输。在电感性的充电技术中，充电功率也在行驶期间通过电磁感应来传输。

在车载电网架构的设计方案中要考虑外部的充电基础设施。这从现有技术中得知。在文献EP 0 116 925 A2中描述一种车载的电池充电设备，以便在车辆静止状态期间从外部的交流电网对电动车辆的电池从交流电网进行充电。在文献EP 0 610 258 B1中，阐明用于在直流充电站处对电动车辆的电池进行充电的示意性车载电网架构。电动车辆在行驶期间的电感器的电池充电的原理在文献US 5 311 973 A中描述。

发明内容

本发明的任务是，提供一种用于在机动车中的电储能器的改进的充电设备。

根据本发明，充电设备具有到外部第二交流电网的、用于对车辆的电储能器充电的、电感性的第二接口。直流电压转换器的输出功率用作电储能器的充电功率并且直流电压转换器的输入端能够经由第一接口和第二接口来馈送电功率。

本发明的特别的优点是：在机动车的静止状态中能够经由第一接口和/或第二接口对电储能器充电。第一接口和第二接口具有至直流转换器的共同的连接部，用于同时充电。如果仅提供外部第一交流电网 (下面称作交流充电)或者仅提供外部第二交流电网(下面称作感应充电)，那么储能器也能够在静止状态下被充电。

在此特别有利的是具有仅一个直流电压转换器的低成本的车载电网架构，所述直流电压转换器设定储能器上的充电电压。在三种充电运行方式(交流充电、感应充电、同时交流和感应充电)情况下，电功率被引导至直流电压转换器的功率输入端。

此外，在行驶中得到本发明的另一优点。充电设备允许也在行驶运行期间进行电池充电。在该情况下，车辆的储能器经由第二接口、即电感性的接口充电，因为经由电磁感应即使在车辆运动时也进行功率传输。

根据本发明的一种优选的实施形式，充电设备具有到外部直流电压源的、用于对电储能器充电的、有线连接的第三接口。直流电压转换器的输入端能够经由第三接口馈送电功率。

在该实施形式的范围内，能够借助连接在辅助电池上游的直流电压转换器实现其他的充电运行方式。在机动车静止状态中，借助充电设备的该实施方案能够经由第三接口在例如直流充电柱或者直流充电站的直流电压源处对储能器充电(下面还称作直流充电)。

借助该充电设备能够将直流充电同时与交流充电组合。另一组合由直流充电与同时的感应充电组成。直流充电也能够与交流充电和感应充电同时地进行，使得将电功率经由第一接口、第二接口和第三接口提供给直流转换器用以对电池充电。

根据本发明的一个改进形式，充电设备的直流电压转换器设计为，使得直流电压转换器的输入功率的标称范围的下限至少对应于下述功率，所述功率为来自三个接口的三个最大输出功率的量的最低功率。直流电压转换器的输入功率的标称范围的上限的设计最多对应于三个接口的最大输出功率之和。