[发明专利]车辆车载电网、充电系统、充电站和用于传输电能的方法

说明书

描述一种车辆车载电网（FB），其具有电能存储器（10，110）、直流电压转换器（DCDC，20）和直流传输端子（DC+，DC‑）。所述直流传输端子（DC+，DC‑）经由所述直流电压转换器（DCDC；20）与所述能量存储器（ES）连接。所述车辆车载电网此外具有跨接开关（40，40λ），所述跨接开关以可切换的方式将所述电能存储器（10，110）与直流电压传输端子（DC+，DC‑）连接。此外，描述一种方法、一种充电系统、一种充电站和另一种车辆车载电网。

背景技术

具有电驱动装置的机动车辆、即电动车辆和混合动力车辆包括用于向电驱动装置供电的电能存储器。电动车辆和插电式混合动力车配备有端子，借助于该端子可以将能量从固定的供电网（本地的或公共的）传输给能量存储器，以便对该能量存储器充电。必要时，车辆还被配备用于将能量反馈给供电网。

为了在供电网和车辆之间传输电能，需要功率电子部件，尤其用于控制能量传输。特别是在高充电功率的情况下，需要昂贵的部件，例如以便特别快速地充电。

发明内容

本发明的任务是指出一种可能性，利用该可能性可以降低这种部件的耗费或者利用该可能性也可以以降低的用于功率电子设备的耗费实现高充电功率。

该任务通过独立权利要求的主题来解决。利用从属权利要求以及从本说明书和图中得出其他的优点、特征、实施方式和特性。

提出：如果在充电过程中将适合于直接输送给能量存储器（即不超过能量存储器的负载极限）的电压被施加到逆变器上时，则在车辆车载电网中跨接将电能存储器与直流传输端子（在下文中：DC插件）连接的直流电压转换器（在下文中：DCDC转换器）。换言之，例如在能量存储器的充电状态过低或电压过低的情况下，功率经由DCDC转换器传输，尤其以便使DC插件的电压适配于能量存储器的（较低）电压。如果能量存储器的电压或充电状态充分适配于DC插件上的电压（该电压例如通过供电网的交流电压的整流得出），则充电能量不再经由DCDC转换器而是直接从DC插件被传输给电池。这在DCDC转换器被跨接、即（与DCDC转换器并联的）跨接开关闭合时变为可能。这也可以适用于充电站。

由此，例如，在牵引中使用的直流电压转换器（DCDC转换器）也可以在车辆之内被用于充电。如果牵引功率相对于充电功率是低的，则不需要根据更高的充电功率设计DCDC转换器。代替于此，为了实现高充电功率，跨接开关被闭合（在车辆中和/或充电站中的旁路开关）。这可以在如下范围中来实施，在该范围中插件电压基本上对应于能量存储器电压，使得如果开关被闭合，则不产生高开关电流或者能量存储器过载。充电站中的DCDC转换器也可以首先仅被用于提高由充电站输出的电压，直到与能量存储器电压的偏差低于预给定的数值。从该点起，跨接充电站的DCDC转换器的开关被闭合，并且可以以更高的功率充电。在这种情况下，充电站的DCDC转换器也可以针对比较低的功率来设计，因为在开关闭合的情况下执行快速充电过程。跨接车辆车载电网的DCDC转换器的开关被称为跨接开关。为了区分，跨接DCDC转换器的开关用同义词表示，即被称为旁路开关。

这里所描述的处理方式的构思由用于传输电能的方法表示。能量经由车辆车载电网的直流电压转换器在车辆车载电网的能量存储器与充电站之间传输。替代地，能量经由充电站的固定的直流电压转换器在能量存储器与充电站之间传输。此外，能量可以经由两个直流电压转换器传输。

如果在有关的电压转换器之上的电压低于预给定的数值，则跨接该直流电压转换器或所述直流电压转换器。电压差尤其涉及能量存储器的空载电压，（在车辆侧的直流电压转换器的情况下）直流电压转换器直接连接到所述能量存储器上或（在充电站侧的直流电压转换器的情况下）直流电压转换器间接地连接到所述能量存储器上。