充电装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于对电动车的电存储器(28)充电的充电装置(1)，包括：馈送单元(2)，用于将电能馈送到交流电网(14)中，所述馈送单元包括：直流电中间回路(6)，用于缓存电能，所述直流电中间回路具有中间回路电压，以及换流器(8)，其被提供用于将直流电中间回路(6)的直流电流和/或直流电压转换为交流电流来馈送到交流电网(14)中，以及将来自交流电网(14)的交流电流转换为直流电流和/或直流电压来馈送到直流电中间回路(6)中；以及至少一个蓄电池单元(4)和/或至少一个充电端子，用于连接蓄电池单元(4)以由直流电中间回路(6)对电存储器(28)之一进行至少部分充电和/或将电存储器(28)之一至少部分地放电到直流电中间回路(6)中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】充电装置本专利技术涉及一种用于对电动车的电存储器进行充电的充电装置。此外，本专利技术涉及一种风能设备，并且此外还涉及一种充电站以及风能设备的馈送单元的应用，以及一种用于控制连接到交流电网上的充电装置的方法。由于当前全球性的石化燃料的能源短缺以及汽油机甚至柴油机的已知的低效率，电动车的重要性越来越高。在此，电动车尤其是可以理解为借助一个电动机或者多个电动机来驱动的乘用车(PKW)。这也可以包括所谓的混合动力车辆，其不仅可以借助电动机来运动，而且附加地具有另一发动机，例如内燃机。这种电动车通常在电存储器中、尤其是电池中存储其能量。根据本专利技术和下面的描述，电存储器或者电池尤其是可以理解为能够为电动车的牵引电动机或者多个牵引电动机存储电能的电存储器。在此意义中，电动车尤其是也可以称为电动汽车。这种电存储器的存储容量例如可以在30kWh到50kWh左右，典型地在35kWh左右。下面也将电存储器称为蓄电池(缩写Akku)。为了对这种蓄电池充电，尤其是可以区分两个一般的方案。根据一个方案，蓄电池直接在汽车上充电，其中蓄电池保留在汽车(或者其他电动车)上。另一方案提出了将完全或者部分放电的蓄电池用已充电的蓄电池进行更换。于是，有关的车辆行驶到一个地点，在那里提供已充电状态的至少一个构造相同的蓄电池，并且用该提供的蓄电池来更换完全或者部分放电的蓄电池。完全或者部分保留的蓄电池于是可以被充电，而有关的电动车已经可以继续行驶。这种蓄电池更换可以优选地设置在中心位置如所谓的充电站处。充电站由此可以理解为如下地点：电动车可以在该地点获取电能。为了保证相当的可用性，这种充电站必须库存有大量蓄电池。如果例如从50个库存蓄电池出发，在每个蓄电池50kW至100kW的充电功率情况下对它们进行充电，则该示例性提及的充电站必须具备2.5MW至5MW的充电功率。这样的充电功率不仅对于充电装置提出了这样高的要求，而且也对于至供电网或者供电网的相应的分支(该分支引导至所述充电站，即所述充电装置)的连接提出了高要求。在此要注意的是，在可预期的电动车的增长情况下，不仅要考虑到一个充电站，而且还要考虑到多个、最优的是许多广泛分布的充电站，或者对于电动车用户而言会争取实现这种状况。作为一般的现有技术要引用如下文献：DE10331084A1、WO2005/008808A2、US2006/0192435A1、DE10008028A1以及2009年1月29日的柏林机动车技术和发动机技术研讨会上DirkUweSauer的发表文章“混合动力车辆和电动车中的电能存储器(ElektrischeEnergiespeicherinHybrid-undElektrofahrzeugen)”。由此，本专利技术所基于的任务是，针对上面描述的问题或者挑战的至少之一提出解决方案。特别地，本专利技术所基于的任务是，在考虑所涉及的供电网的特殊性情况下实现对于多个蓄电池充电的有效解决方案。根据本专利技术，提出了一种根据权利要求1所述的充电装置。这种充电装置包括：馈送单元，用于将电能馈送到交流电网中；以及蓄电池单元和充电端子，用于连接蓄电池单元以对电存储器之一进行充电和/或放电。馈送单元包括直流电中间回路，用于缓存电能。直流电中间回路具有中间回路电压，其中该中间回路电压不必是恒定的。此外，馈送单元包括换流器(也称为变频器或者逆变器)，其被提供用于将来自直流电中间回路的直流电流或者直流电压转换为交流电以馈送到交流电网中。同样地，换流器被提供用于将来自交流电网的交流电流转换为直流电流和/或直流电压以馈送到直流电中间回路或者对直流电中间回路充电。根据本专利技术，充电装置可以设置有仅仅一个蓄电池单元和相应的端子。然而出于效率的原因，从若干个、尤其是多个蓄电池单元出发。每个蓄电池单元设计用于将电存储器进行充电和/或放电。在此，下文中充电或者放电也被理解为部分充电或者部分放电。最后，应当将充电装置与相应的蓄电池及可能的其他边界条件匹配。用于对各连接的蓄电池充电的能量从直流电中间回路中获得。在此要提及的是，中间回路存储器本身通常仅仅可以存储少量的能量并且更确切地说在缓存器的意义上工作。在蓄电池放电时，相应地将能量或者放电电流引导至直流电中间回路。蓄电池或者多个连接在充电装置上的蓄电池的放电设计用于将电能或者电功率馈送到交流电网中。如果在蓄电池中相应地存在能量，则其可以针对不同目的而馈送到交流电网中。一方面，可以满足相应的能量需求。尤其是，考虑在峰值负载时间的馈送。于是，可以短时地在峰值负载时间为了满足要求而将蓄电池中的能量馈送到交流电网中。在这种峰值负载时间结束时，又可以由交流电网对相应的蓄电池充电。相比于通常在交流电网所需的能量、尤其是为了满足峰值负载时间的附加能量需求而言，电动车的蓄电池的能量比较低。而根据本专利技术可能并且优选地设计的是，将多个蓄电池连接在充电装置上，使得充电装置可以为了将能量馈送到交流电网中而具有相应多的能量或者馈送功率。如果此外考虑使用若干个、尤其是多个根据本专利技术的充电装置，其中分别多个蓄电池连接到充电装置上，则可以将可观的能量额和可用的馈送功率聚集在一起。结果，当蓄电池的相应的存储容量聚集在一起时，甚至可以使得针对峰值负载而设计的燃气发电厂成为多余。为了技术上的实现，提出了根据本专利技术的充电装置。一个并且尤其是若干个蓄电池的电能可以通过相应的蓄电池单元输送给直流电中间回路，并且由换流器馈送到交流电网中。优选的是，充电装置的馈送单元提供用于将无功功率馈送到交流电网中。由此可能的是，充电装置此外可以通过馈送无功功率来实现对交流电网的支持。在此纯粹预防性地提出的是，相比于馈送点处在交流电网中交流电压的相位，无功功率的馈送可以通过馈送具有相应的相位的电流来实现。细节对于本领域技术人员而言是熟悉的，并且参考相关的专业文献，例如Mohan，Undeland，Robbins的PowerElectronics；JohnWiley&Sons；ISBN：0-471-58408-8。如开头已经阐述的那样，本专利技术并且尤其是实施例所基于的认识是：在电动车相应增加的情况下允许预期增加所谓的充电站并且由此增加优选根据本专利技术的充电装置，其中充电站如传统的加油站那样广泛地分布。于是，根据本专利技术的充电装置的支持交流电网的能力于是特别是在如下地点或者区域是有利的：它们与对交流电网进行馈送的能量发生器如发电厂有较大距离。换而言之，通过根据本专利技术的充电装置的广泛分布，如其通过充电站所可能实现的那样，也能够实现对于交流电网的相应广泛的支持。对于根据本专利技术的充电装置，一个优选的实施形式提出了使用风能设备的馈送单元。在此有利的是，现代风能设备的馈送单元通常目前已经能够有针对性地将无功功率馈送到交流电网中。更确切地说，这种馈送单元此外也与交流电网的运营商的许多要求匹配，通常具有FACTS能力并且此外已被验证。这种馈送单元的设计也与应用匹配，例如作为充电装置，对于上面示例性提及的充电站考虑的是，现代风能设备已经具有超过5MW的额定功率。此外，风能设备的馈送单元通常具有如其按照根据本专利技术的充电装置提出的结构，即使用带有换流器或者逆变器的直流电中间回路。由此，仅仅需要任意用于对蓄电池充电和/或放电的蓄电池单元只与风能设备的馈送单元的直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.08.19 DE 102009038033.71.一种用于对电动车的电存储器(28)充电的充电装置(1)，包括：－馈送单元(2)，用于将电能馈送到交流电网(14)中，所述馈送单元包括：－直流电中间回路(6)，用于缓存电能，所述直流电中间回路具有中间回路电压，以及－换流器(8)，其被提供用于将直流电中间回路(6)的直流电流或直流电压转换为交流电流来馈送到交流电网(14)中，以及将来自交流电网(14)的交流电流转换为直流电流或直流电压来馈送到直流电中间回路(6)中，以及－至少一个蓄电池单元(4)或至少一个充电端子，用于连接蓄电池单元(4)以由直流电中间回路(6)对电存储器(28)之一进行至少部分充电或将电存储器(28)之一至少部分地放电到直流电中间回路(6)中，其中，－馈送单元(2)被提供用于将无功功率馈送到交流电网(14)中或者从交流电网(14)中提取无功功率以实现对交流电网的支持，并且其中使用风能设备(250)的馈送单元作为馈送单元(2)，－馈送单元(2)被提供用于将中间回路电压控制到可预给定的值，－所述至少一个蓄电池单元(4)与直流电中间回路(6)电连接，并且其中，充电装置(1)和所述至少一个蓄电池单元(4)对于中间回路电压的变化不敏感地设计，其中－所述至少一个蓄电池单元在最低的预期中间回路电压情况下还能够控制充电电流，以及在最高的预期中间回路电压情况下还能够控制放电电流。2.根据权利要求1所述的充电装置(1)，其特征在于，馈送单元(2)针对4象限工作来设计，即设计用于任选地将无功功率馈送到交流电网(14)中或者从交流电网中提取无功功率。3.根据上述权利要求之一所述的充电装置(1)，其特征在于，馈送单元(2)针对4象限工作来设计，即设计用于任选地将有功功率馈送到交流电网(14)中或者从交流电网中提取有功功率。4.根据权利要求1或2所述的充电装置(1)，其特征在于输入接口，用于输入有功功率额定值来预给定要馈送到交流电网(14)中或者从交流电网(14)中要提取的有功功率，或用于输入无功功率额定值来预给定要馈送到交流电网中或者从其中要提取的无功功率。5.根据权利要求1所示的充电装置(1)，其特征在于，馈送单元(2)的动态响应比蓄电池单元(4)的动态响应明显更快地被调节，其中馈送单元(2)的主要时间常数至少是蓄电池单元(4)的主要时间常数的十分之一。6.根据权利要求1或2所述的充电装置(1)，包括电网服务控制单元(22)，用于对馈送单元(2)和所述至少一个蓄电池单元(4)的控制进行协调。7.根据权利要求1或2所述的充电装置(1)，其特征在于，所述至少一个蓄电池单元(4)包括：－与直流电中间回路(6)相连的降压转换器(26)，用于控制充电电流来对电存储器(28)至少部分地充电，或－与直流电中间回路(6)相连的升压转换器(26)，用于控制放电电流来对电存储器(28)至少部分地放电。8.根据权利要求1或2所述的充电装置(1)，其特征在于，所述至少一个蓄电池单元(4)具有蓄电池控制单元(30)，用于控制升压转换器、或用于控制降压转换器、或用于检测：－充电电流或放电电流，－连接到所述蓄电池单元上的电存储器的充电电压，－充电功率或者放电功率，或－连接到所述蓄电池单元上的电存储器的充电状态。9.根据权利要求1或2所述的充电装置(1)，其特征在于，设置多个蓄电池单元(4)，以便分别对电存储器(28)至少部分地进行充电或放电。10.根据权利要求1或2所述的充电装置(1)，其特征在于，馈送单元(2)为了连接到风能设备(250)上而被提供用于建立风能设备(250)和直流电中间回路(6)之间的电连接。11.根据权利要求1或2所述的充电装置(1)，其特征在于，用于选择如下工作方式的开关装置：－带有风能设备和带有蓄电池单元(4)，－没有风能设备而带有蓄电池单元(4)，－带有风能设备而没有蓄电池单元(4)，或－没有风能设备且没有蓄电池单元(4)。12.一种风能设备(250)，用于将风能转换为电能，该风能设备包括根据权利要求1或2所述的充电装置(1)。13.一种充...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃克尔·迪德里克斯，阿尔弗烈德·比克曼，
申请(专利权)人：艾劳埃斯·乌本，
类型：发明
国别省市：