[發明專利]車輛車載電網、充電系統、充電站和用于傳輸電能的方法

有效

• 申請號: 201780043246.9
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN109414997B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: F.普法伊爾希夫特;P.布羅克霍夫;M.布呂爾;P-M.施魏策-貝爾貝里希;M.滕斯;E.席爾默
• 申請（專利權）人: 大陸汽車有限公司
• 主分類號: B60L53/20
• 分類號: B60L53/20;B60L53/22;B60L53/14;B60L53/30;H02J7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 盧江;劉春元

描述一種車輛車載電網（FB），其具有電能存儲器（10，110）、直流電壓轉換器（DCDC，20）和直流傳輸端子（DC+，DC?）。所述直流傳輸端子（DC+，DC?）經由所述直流電壓轉換器（DCDC；20）與所述能量存儲器（ES）連接。所述車輛車載電網此外具有跨接開關（40，40λ），所述跨接開關以可切換的方式將所述電能存儲器（10，110）與直流電壓傳輸端子（DC+，DC?）連接。此外，描述一種方法、一種充電系統、一種充電站和另一種車輛車載電網。

背景技術

具有電驅動裝置的機動車輛、即電動車輛和混合動力車輛包括用于向電驅動裝置供電的電能存儲器。電動車輛和插電式混合動力車配備有端子，借助于該端子可以將能量從固定的供電網（本地的或公共的）傳輸給能量存儲器，以便對該能量存儲器充電。必要時，車輛還被配備用于將能量反饋給供電網。

為了在供電網和車輛之間傳輸電能，需要功率電子部件，尤其用于控制能量傳輸。特別是在高充電功率的情況下，需要昂貴的部件，例如以便特別快速地充電。

發明內容

本發明的任務是指出一種可能性，利用該可能性可以降低這種部件的耗費或者利用該可能性也可以以降低的用于功率電子設備的耗費實現高充電功率。

該任務通過獨立權利要求的主題來解決。利用從屬權利要求以及從本說明書和圖中得出其他的優點、特征、實施方式和特性。

提出：如果在充電過程中將適合于直接輸送給能量存儲器（即不超過能量存儲器的負載極限）的電壓被施加到逆變器上時，則在車輛車載電網中跨接將電能存儲器與直流傳輸端子（在下文中：DC插件）連接的直流電壓轉換器（在下文中：DCDC轉換器）。換言之，例如在能量存儲器的充電狀態過低或電壓過低的情況下，功率經由DCDC轉換器傳輸，尤其以便使DC插件的電壓適配于能量存儲器的（較低）電壓。如果能量存儲器的電壓或充電狀態充分適配于DC插件上的電壓（該電壓例如通過供電網的交流電壓的整流得出），則充電能量不再經由DCDC轉換器而是直接從DC插件被傳輸給電池。這在DCDC轉換器被跨接、即（與DCDC轉換器并聯的）跨接開關閉合時變為可能。這也可以適用于充電站。

由此，例如，在牽引中使用的直流電壓轉換器（DCDC轉換器）也可以在車輛之內被用于充電。如果牽引功率相對于充電功率是低的，則不需要根據更高的充電功率設計DCDC轉換器。代替于此，為了實現高充電功率，跨接開關被閉合（在車輛中和/或充電站中的旁路開關）。這可以在如下范圍中來實施，在該范圍中插件電壓基本上對應于能量存儲器電壓，使得如果開關被閉合，則不產生高開關電流或者能量存儲器過載。充電站中的DCDC轉換器也可以首先僅被用于提高由充電站輸出的電壓，直到與能量存儲器電壓的偏差低于預給定的數值。從該點起，跨接充電站的DCDC轉換器的開關被閉合，并且可以以更高的功率充電。在這種情況下，充電站的DCDC轉換器也可以針對比較低的功率來設計，因為在開關閉合的情況下執行快速充電過程?？缃榆囕v車載電網的DCDC轉換器的開關被稱為跨接開關。為了區分，跨接DCDC轉換器的開關用同義詞表示，即被稱為旁路開關。

這里所描述的處理方式的構思由用于傳輸電能的方法表示。能量經由車輛車載電網的直流電壓轉換器在車輛車載電網的能量存儲器與充電站之間傳輸。替代地，能量經由充電站的固定的直流電壓轉換器在能量存儲器與充電站之間傳輸。此外，能量可以經由兩個直流電壓轉換器傳輸。

如果在有關的電壓轉換器之上的電壓低于預給定的數值，則跨接該直流電壓轉換器或所述直流電壓轉換器。電壓差尤其涉及能量存儲器的空載電壓，（在車輛側的直流電壓轉換器的情況下）直流電壓轉換器直接連接到所述能量存儲器上或（在充電站側的直流電壓轉換器的情況下）直流電壓轉換器間接地連接到所述能量存儲器上。