[发明专利]用于加电站的换流器配置和对应的加电站

说明书

本发明提供一种用于加电站的换流器配置，其具有以下特征：用于将充电站(10)联接到公共的低压电网的整流器(11)，与该整流器(11)连接的第一直流电压变换器(12)，以及与该第一直流电压变换器(12)连接的第一直流调节器(13)，其用于将电池(21，22)联接到该充电站(10)。本发明此外提供一种对应的加电站。

技术领域

本发明涉及一种用于加电站的换流器配置(Umrichterkonstellation)。本发明此外涉及一种对应的加电站。

背景技术

在电子技术中，用于在无需强制性地取出能量储存器(如电动汽车的牵引电池)的情况下通过简单地置入或插入来向可移动的由电池驱动的装置、机器或机动车辆供应能量的任何固定装置或电子设备都被称为充电站。用于电动汽车的充电站有时还被称为“加电站”并且可以包括多个充电点。

在此，尤其已知直流快速充电系统(high performance charging，HPC)，如在欧洲推广的所谓组合充电系统(combined charging system，CCS)。在所属类型的直流充电下，来自充电桩的直流电直接被馈入至车辆中，并在此通过电网的高效整流器或通过例如太阳能加电站的缓冲蓄能器提供直流电。在车辆中存在电池管理系统，该电池管理系统与充电桩直接或间接通信，以便适配电流强度或在达到容量极限时终止该过程。

在此，电力电子装置通常位于充电桩中。由于充电桩的直流端直接与牵引电池的对应端相连接，所以能够以低损耗传输高的充电电流，这可以实现短的充电时间。

在世界范围内使用的各种充电站中，对于电力电子装置而言使用了各种拓扑。尤其已知附加地使用呈电池形式的能量储存器的充电站。但是对于在电力电子装置中电池的联结，多种拓扑也是可能的。

因此，例如US 2015202973和WO 15103164公开了用于电动车辆的充电站的换流器结构，其允许在相应的充电站中安装附加的储能电池。该组件分别由联接到电网的整流器、接着的直流电压变换器或直流调节器构成。相应的电池在一侧与电网连接而在另一侧与充电站连接。

JP 2012019602、US 2015328999和US 2012074901描述了用于利用附加的储能电池给电动车辆充电的其他的快速充电桩。

最后，US 2015061569以及US 2008067974分别讨论了具有附加的能量储存器和经由换流器连接的电网接口的车辆充电站。

发明内容

本发明提供一种用于加电站的充电站以及一种对应的加电站。

本发明的优选实施方式基于经由小的AC/DC整流器的具有55kW的电网联结，接着跟随有小的DC/DC整流器，然后跟随有用于电池的DC/DC调节器，以用于将能量从电网充电到储存电池中或用于使电池放电并提供大功率以用于给车辆充电。此外，还提供了用于车辆的DC/DC调节器，它将电网和电池的功率集中并给车辆提供200至950V的期望的充电电压。

所提出的方案是基于这样的认识：存在各种途径来在充电站中构建换流器拓扑。因此所包含的电池以各种各样的方式集成。同样可以使用不同数量的换流器。可设想的解决方案在此明显在其效率方面不同。

此外本发明考虑这样的情况：大部分已知的充电解决方案提供这样的充电桩，即，这些充电桩直接从电网获取所需的充电能量并且因此不具有附加的储存器。对于这种充电桩而言，附加的储存器可以非常简单地通过以下方式来添加：附加的储存器在AC侧与电网和充电桩连接。这不一定是最高效的解决方案。附加的储存器此外常常不与充电桩或电力电子装置安置在同一壳体中，这造成了更高的安装耗费。此外，充电桩常常具有一定的最小尺寸，因为使用具有老式IGBT技术的拓扑。这些拓扑是有益的，但是需要更大的结构空间。