用于為電動車的可充電電池充電的系統技術方案

本發明專利技術涉及一種用于為電動車的可充電電池（1）充電的系統，其中電動車設有電驅動裝置（2）、產生第一輸出交流電（3）的發電機（4）、在電動車行駛中可開啟的驅動發電機的內燃機（5）和第一電氣充電插接裝置（6），其中在內燃機啟動的情況下，發電機至少能夠暫時作為電功率源用于為電池提供充電功率，第一充電插接裝置在幾何結構上這樣設計，使得提供第二輸出交流電（7）的單相交流電網（8）能夠通過第一充電電線（9）和第一充電插接裝置相連，從而在電動車被停置的狀態下作為電功率源為電池提供充電功率，第一充電插接裝置被設計用于最大電壓波動至少為240伏以及最大電流強度至少為32安培的負載，在電動車中集成了第二電氣充電插接裝置（10），在汽車被停置的狀態中提供第一直流電（12）的直流電充電站（13）能夠通過第二充電電線和該第二電氣充電插接裝置相連，這樣在電動車被停置的狀態中直流電充電站能夠或者單獨地或者與單相交流電網同時地作為電功率源用于為電池提供充電功率。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于為電動車的可充電電池充電的系統，其中電動車預設有電驅動裝置、產生第一輸出交流電的發電機、在電動車行駛中可開啟的驅動發電機的內燃機和第一電氣充電插接裝置。
技術介紹
在個人近距離交通中，具有其它驅動方式、特別是電動驅動的特別是對氣候和環境有益的汽車概念獲得了越來越多的市場份額。所述電動驅動獲取用于牽引力的電功率的典型方式為來自電壓位在高壓范圍內的電池，優選為來自可充電的鋰離子電池。次級電池在能量和功率密度方面相對于其它的電化學能量存儲技術有一些優勢。在具有電動驅動的汽車中，所述蓄電池在電動車停止運行或者被停置的狀態時，即在不準備行駛的狀態時，普遍通過一般為汽車使用者的家用電網的交流電網、或者通過直流電充電站被充電。在具有可在行駛中開啟的內燃機的電動車中，充電也可以在行駛或者行駛準備狀態中實現。內燃機驅動發電機以產生電流，其也可以被用作電池充電電流。由內燃機給出的功率優選用于電動車電驅動裝置的有效行程的延長，因此在本專利技術中內燃機和發電機的組合被稱為行程延長器。結果是這對電動車的電路架構提出了特別的技術要求，最主要涉及的是電動車停止和行駛中的能量和功率流。所述電路架構的一部分為用于給可充電電池充電的系統。電動車可充電電池的充電系統在現有技術水平中是熟知的。例如專利EP0596988M1描述了由電池供電的電動車的電供給系統。其中供給是基于公共交流電網。此外專利EP0610258B1公布了用于電動車的充電站，其中在開始就特別提到充電站提供直流電。
技術實現思路
本專利技術的任務是，給出一種改良的充電系統，用于為電動車電池重復充電。該任務通過根據權利要求1的用于電動車可充電電池的充電系統解決。本專利技術的有益的實施形式和進一步構造由從屬權利要求給出。根據本專利技術，在內燃機啟動的情況下，發電機至少暫時作為電功率源用于為電池提供充電功率，并且第一充電插接裝置在幾何結構上這樣設計，使得提供第二輸出交流電的單相交流電網可以通過第一充電電線連接到第一充電插接裝置，從而在電動車被停置的狀態時作為電功率源為電池提供充電功率。在此第一充電插接裝置被設計成用于最大電壓位至少為240伏以及最大電流強度至少為32安培的負載，并且電動車中集成了第二電氣充電插接裝置，在汽車被停置的狀態中提供第一直流電的直流電充電站能夠通過第二充電電線連接到該第二電氣充電插接裝置，這樣在電動車被停置的狀態中直流電充電站能夠或者單獨地或者與單相交流電網同時地作為電功率源用于為電池提供充電功率。本專利技術的一個優點在于，在電動車在被停置狀態下在可充電電池的充電可能性方面給汽車使用者提供了高的靈活性。除了在例如公共充電站通過直流充電插接裝置、即第二充電插接裝置給電池充電外，在交流電源上通過交流電插接裝置、即第一充電插接裝置的多向電的充電也是可行的。根據本專利技術的優選的實施形式，第一輸出交流電由第一交流電-直流電轉換器和與第一交流電-直流電轉換器并聯的第二交流電-直流電轉換器整流成第二直流電。在設計交流電源的充電功能時兩個轉換器的并聯特別是能獲得高的地域靈活性。根據本專利技術的另一個優選的實施形式，第二直流電通過接在電驅動裝置之前的直流電-交流電轉換器為電驅動裝置供給電功率或者第二直流電通過接在電驅動裝置之前的直流電-交流電轉換器給電驅動裝置供給電功率并且同時給電池充電。在所述實施形式的框架中，充電系統使電池在準備好行駛的狀態中的充電和在行駛中通過行程延長器的充電成為可能。這意味著交流電由發電機產生，而發電機在需要的情況下，即優選在為了延長已經開始的行駛的行程或者是為了實現即將開始的行駛由內燃機使用燃料來驅動。此時由發電機作為電流給出的功率由電路優選拐向電驅動裝置的方向，其中根據本專利技術的充電系統為電路架構的一部分。可供選擇的是給出的功率部分可以同時用于電池的充電。同樣有益的是，第二輸出交流電由第一交流電-直流電轉換器和與第一交流電-直流電轉換器并聯的第二交流電-直流電轉換器整流成第三直流電并且第三直流電給電池充電。根據前面的描述第三直流電和第二直流電的區別特別在于，第二直流電流動的前提是行程延長器的運行以及第三直流電流動的前提是汽車通過第一充電插接裝置在交流電源上充電。根據本專利技術的另一個優選的實施形式，第一交流電-直流電轉換器被設計用于最大輸入功率至少為230伏xl6安培并且第二交流電-直流電轉換器被設計用于最大輸入功率至少為230伏xl6安培。該類系統能讓電動車的使用者(例如在北美)將電動車與不同的特定的、但是分布很廣的用于充電的交流電網連接用于電池充電。在北美大約至少有兩種交流電網在家用范圍內被廣泛使用，一種為持續保證16安培的120伏網絡以及一種為持續保證32安培的240伏網絡。當汽車為了充電和更高電壓的網絡連接時，電池的充電相較于和低電壓網絡連接能在更短的時間內實現，這在本專利技術的后文中被稱為快速充電。此外充電系統還優選具有的特性為，第一直流電可以通過大功率開關、特別是直流接觸器中斷。以此在位于直流電充電站的充電過程中例如為了高壓安全的目的電池可以電流式地和直流電充電站斷開。此外根據本專利技術的充電系統可以被構造成，第二交流電-直流電轉換器和直流接觸器在空間上被集成在一個組合充電單元中并且第一交流電-直流電轉換器和第二交流電-直流電轉換器的并聯在組合充電單元外部或者在組合充電單元上實現。該實施形式帶來的優點首先為對于汽車制造商給出了模塊化的電路架構或者電動車的構造方式。例如在所述的實施形式中，在直流電充電站的直流充電可以以特別裝備的形式被提供，因為該功能和為此必要的技術組件對于充電系統的其它功能并不是必須的。這樣電動車可以以不同的配置被提供，這僅說明在直流電充電的可能性上為可選的。如果汽車具有直流電充電的可能性，在充電系統其它的配置例中就可以放棄第二交流電-直流電轉換器并且因此在工廠可以組裝不具有第二交流電-直流電轉換器的組合充電單元的簡化版本。通過這種方式根據第一交流電-直流電轉換器的設計在交流電網上只能通過最大功率至少為230伏xl6安培來充電，而不存在快速充電的可能型。如果汽車大致主要在歐洲或者在地球的其它國家或區域被使用或者由這些國家在汽車制造商處預訂，那么只具有一個交流電-直流電轉換器的缺少覆蓋高輸出功率交流電網的配置在技術上還是足夠的。在這種情況下快速充電的可能性對用戶沒有技術價值，這意味著能提供給客戶不具有可察覺技術限制的更便宜的汽車。根據本專利技術的充電系統的模塊化構造(下面稱為模塊性)，通過前面所述的方式可以讓汽車制造商能夠根據一個組件原則低價提供不同類型的電動車，并且能夠在較小的生產技術成本下考慮特定的(例如形式為特殊配置或者區域變體的)客戶需求。在這種情況下基于充電系統的特定實施形式還可以考慮將行程延長器也同樣視為可選的或者作為特殊裝備提供。組合充電單元、第一交流電-直流電轉換器、第一充電插接裝置和第二充電插接裝置優選由至少一個控制設備控制和監控功能。在該控制設備或者該類控制設備中可以集成所有需要的軟件，尺度為至少充電系統的模塊性不會受到影響。軟件的范圍典型包括控制功能、調節功能、監控功能和通過數據總線的通信功能。 一個特別的實施形式為，第一交流電-直流電轉換器、組合充電單元、交流電-直流電轉換器和控制設備是電動車的組件。該特別的實施本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.09.03 DE 102010040239.71.用于為電動車的可充電電池(I)充電的系統，其中電動車配有電驅動裝置(2)、產生第一輸出交流電(3)的發電機(4)、在電動車行駛過程中可開啟的驅動發電機的內燃機(5)和第一電氣充電插接裝置(6),其特征在于， -在內燃機啟動的情況下，發電機能夠至少暫時作為電功率源，用于為電池提供充電功率， -第一充電插接裝置在幾何結構上這樣設計，使得提供第二輸出交流電(7)的單相交流電網(8)能夠借助第一充電電線(9)連接到第一充電插接裝置，從而在電動車被停置的狀態下作為電功率源為電池提供充電功率， -第一充電插接裝置被設計用于最大電壓為至少240伏以及最大電流強度為至少32安培的負載， -在電動車中集成了第二電氣充電插接裝置(10)，在電動車被停置的狀態中提供第一直流電(12 )的直流電充電站(13 )能夠借助第二充電電線(11)連接到第二電氣充電插接裝置，這樣在電動車被停置的狀態中直流電充電站能夠或者單獨地或者與單相交流電網同時地作為電功率源用于為電池提供充電功率。2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，第一輸出交流電由第一交流電-直流電轉換器(14)和與第一交流電-直流電轉換器并聯的第二交流電-直流電轉換器(15)整流成第二直流電(16)。3.如權利要求2所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：M·容，P·米勒，R·格里斯巴赫，T·席曼尼克，C·希貝爾，
申請(專利權)人：寶馬股份公司，
類型：
國別省市：