[發明專利]用于運行充電站的方法和設備

在審

• 申請號: 201710087120.3
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN107124027A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: D·赫爾克;R·奧斯特賴克;V·雷柏;A·海因策爾曼
• 申請（專利權）人: 保時捷股份公司
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02;H02J7/04;B60L11/18
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司11285
• 代理人: 潘飛,鄭建暉

技術領域

本發明涉及一種用于給多個電氣充電站供電的方法以及一種充電站安排和一種變壓裝置。

背景技術

在給耗電設備(例如車輛的充電站)以交流電壓的形式供電的情況下，一般由于相位偏移導致無功功率。為了評估將電能傳輸至耗電設備的質量，基于該耗電設備的無功功率與有功功率的比率來測定功率因數。

因此存在對于用盡可能高的功率因數供應充電站的方法的需求。

在美國文獻US 5,803,215 A中提出一種用于將直流電和/或交流電傳輸至充電站的系統。

美國文獻US 2012 280 655 A1公開了一種用于車輛的充電站，在該充電站中將到達的交流電壓借助于一個輸出級和一個AC/DC轉換器轉換成直流電壓。

在美國文獻US 2013 020 989 A1中公開一種AC/DC轉換器。

從美國文獻US 2013 307 486 A1中得知一種充電系統，該充電系統包括多個初級繞組和多個次級繞組。

在美國文獻US 2014 035 530 A1中公開了一種用于借助于充電模塊給電池充電的充電系統，這些充電模塊通過一個控制器局域網數據總線(CAN-Bus)連接。

發明內容

在此背景下所提出的發明的目的在于，提供一種用于給充電站供電的方法，其中能夠免除有源的功率因數校正器。

由此提出一種用于給多個電氣充電站供電的方法，其中，將由一個電源提供的交流電壓借助于至少一個變壓器通過至少一個星形繞組和至少一個三角繞組變換到預定的交流電壓電平并且接著通過多個交流電壓線路引導至該多個電氣充電站并且在該多個電氣充電站中的相應的充電站中借助于由一個相應的充電站所包括的至少兩個整流器分散地(dezentral)直接轉換成直流電。

從說明書和下述2-8和11中得出多個構型。

所提出的方法尤其用于優化多個用于給車輛供電的充電站的相應的功率因數。為此根據本發明提出，為了供應一個相應的充電站，首先將到達的電以交流電壓的形式借助于至少一個變壓器變換并且接著通過多個交流電壓線路(例如AC總線、AC樹或AC環)引導至一個相應的充電柱并且在那里分散地轉換成直流電。為了最小化功率損失而提出，該至少一個變壓器包括均勻地電流流過的至少一個三角繞組和至少一個星形繞組，從而產生受控的相位偏置并且由此能夠減少諧波，由此相對于現有技術，尤其相對于基于多個中間變壓器(這些中間變壓器對功率因數產生不利影響)的解決方案提高如此供電的充電站的功率因數。

在本發明的上下文中，直接地轉換或直接地繼續傳遞電被理解為直接地、即沒有中間元件(例如功率因數校正濾波器)地從一個相應的開關元件(例如整流器)轉換電或由一個相應的開關元件供應電的過程。

當然能夠設想，根據本發明提供的三角繞組和星形繞組(即，在三角電路或星形電路中連接的多個電阻)共同安排在一個變壓器中或分布地安排在多個變壓器上。

在所提出的方法的一個可能的構型中提出，該多個電氣充電站中的相應的充電站包括至少兩個6脈沖整流器和至少一個電流隔離的DC/DC轉換器。

這些電流隔離或斷開的DC/DC轉換器確保在一個相應的供應網絡(即，AC網絡)與一個相應的待充電的車輛之間的電流隔離以及在相應的電流隔離的車輛彼此之間的電流隔離。

尤其提出，相應的星形繞組或三角繞組給多個充電站(尤其至少兩個充電站)供電，這些充電站相應地每個包括至少兩個3相整流器(例如6脈沖整流器)和至少一個DC/DC轉換器，尤其一個電流隔離的DC/DC轉換器。

在所提出的方法的另一個可能的構型中提出，在給該多個電氣充電站供電的情況下實施負載管理，借助于該負載管理將該多個電氣充電站的總功率限制在該至少一個變壓器的最大功率。

為了保護根據本發明提出的至少一個變壓器免受過載，例如能夠在用于監控相應的充電過程的一個控制設備上實施負載管理，該負載管理將由該至少一個變壓器供電的多個充電站的相應的總功率限制在該變壓器的最大功率。該負載管理能夠根據一個預定的規則(例如“先到先得”原則或優先級列表)給相應的充電站供電，直到該變壓器的最大功率。

通過使用根據本發明提出的至少一個變壓器(該變壓器具有至少各一個星形繞組和一個三角繞組)能夠不同于通常使用的三相變壓器而免除有源的功率因數校正器。替代于借助于輸出級的有源的功率因數校正器，所提出的方法提出每個充電站使用兩個6脈沖整流器，由該變壓器變換的交流電壓分散地轉換成直流電以用于相應的充電站。