用于机动车的充电装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于机动车的充电装置(10)，其包括：充电连接端(14)，用于与机动车外部的充电站(12)在能量技术上耦联；高压连接端(18)，用于将充电装置(10)电气连接到机动车的高压车载电网(16)上；以及与充电连接端(14)和高压连接端(18)电耦联的充电装置能量转换器(20)，其中，充电装置能量转换器(20)为了在充电连接端(14)与高压连接端(18)之间转换电能而具有电感作为电蓄能器，电感至少部分构成为电子主线圈(42)，其中，设有用于连接到机动车的低压车载电网(24)上的低压连接端(30)以及电子辅助线圈(40)，辅助线圈与主线圈(42)磁耦合且与低压连接端(30)电耦联且构成为，提供用于低压车载电网(24)的电能。

Charging Device for Motor Vehicles

【技术实现步骤摘要】
用于机动车的充电装置
本专利技术涉及一种用于机动车的充电装置，其包括：充电连接端，用于与机动车外部的充电站以能量技术相耦联；高压连接端，用于将充电装置电气连接到机动车的高压车载电网；以及与充电连接端和高压连接端电气耦联的充电装置能量转换器，其中，充电装置能量转换器为了在充电连接端与高压连接端之间转换电能而具有电感作为电蓄能器，该电感至少部分地构成为电子主线圈。本专利技术还涉及一种机动车，其具有高压车载电网、低压车载电网、充电装置以及在高压车载电网与低压车载电网之间连接的、用于使高压车载电网与低压车载电网电气耦联的车辆能量转换器，其中，充电装置具有连接到高压车载电网的高压连接端和用于与机动车外部的充电站以能量技术相耦联的充电连接端。
技术介绍
这种类型的充电装置以及带有这样的充电装置的机动车在现有技术中是广泛已知的。充电装置在机动车中特别是用于，可以给机动车的车载电网例如高压车载电网或诸如此类提供电能。这特别是涉及如下机动车，该机动车是可电气驱动的机动车且具有用于常规行驶运行的电气驱动装置。如果机动车仅具有电气驱动装置，那么就是电动车。如果此外补充地设有其它驱动装置例如内燃机或诸如此类，那么就是混合动力车辆。特别是在可电气驱动的机动车中通常设有高压车载电网，其用于在常规行驶运行期间给电气驱动装置供以电能。出于该目的，高压车载电网包括电蓄能器，该电蓄能器通常构成为按照高伏电池类型的蓄电池。高伏电池例如构成为锂离子蓄电池或诸如此类。除此之外，电蓄能器自然也可以包括电容器以及带有高伏电池的组合电路和/或诸如此类。在常规行驶运行中，电蓄能器提供对于常规行驶运行需要的电能。即在常规行驶运行期间电蓄能器放电。因此以定期间隔需要的是，可以再次给电蓄能器输入电能。出于该目的设有充电装置。为了输入电能，机动车通常停靠在机动车外部的充电站处且充电装置与该充电站在能量技术上相耦联。充电站自身可以为了提供能量而与公共的供能网电耦联。除此之外，充电站自然也可以包括自身的能源，例如太阳能电池、风力发电机、燃料电池、上述的组合或诸如此类。充电装置与机动车外部的充电站的在能量技术上的耦联例如可以借助于充电电缆实现，借助于充电电缆可以实现有线的电气能量耦联。此外，在能量技术上的耦联自然也可以无线地实现，例如使用交变磁场或诸如此类。这样的耦联也称为感应式耦联。具有高压车载电网的机动车此外通常也具有低压车载电网。高压在本申请的意义上是指大于约60V的直流电压，优选为如按照标准/规章ECER100所定义的直流电压，或者诸如此类。额定电压小于约60V的车载电网因此那么是低压车载电网。低压车载电网在机动车中通常用于给较小功率的电气负载供能，例如汽车收音机、后窗玻璃加热器、通风风扇、座椅加热器、车辆内部照明装置、车辆大灯和/或诸如此类。相比于电气驱动装置，这些负载仅仅需要小的电功率，因此通过低压车载电网供电是有利的。除此之外，在低压领域中关于电气安全性方面需考虑的要求显著更少，因此出于该原因低压车载电网在所述类型的机动车中也是有利的。低压车载电网通常可以包括自身的电蓄能器，例如车载电池或诸如此类，其优选同样构成为蓄电池。这样的电蓄能器经常构成为铅酸蓄电池。除此之外，电蓄能器自然也可以构成为锂离子蓄电池。而且在此电蓄能器备选或补充地也可以包括一个或多个电容器。在机动车的常规运行中通常规定，高压车载电网和低压车载电网借助于车辆能量转换器在能量技术上耦联。由此可以在这两个车载电网之间交换电能。车辆能量转换器典型地构成为DC/DC转换器。车辆能量转换器通常至少设计用于，为低压车载电网提供高压车载电网的电能。由此确保单向运行。优选地然而也能实现沿相反方向的能量转换，从而车辆能量转换器能实现双向能量转换。在充电运行期间——其中机动车通过充电装置与充电站在能量技术上耦联且由该充电站获得能量——通常规定，保持低压车载电网激活，从而在充电运行期间也能确保低压车载电网的电气装置的一定的功能性。同样为此通常仅需要相对较小的电功率。然而车辆能量转换器通常设计用于提供大好多倍的电功率，该电功率例如可以比在充电运行期间低压车载电网需要的总功率大大约10或更多倍。这导致，车辆能量转换器由于关于其额定功率小的要提供的功率而在不利的转换模式下运行，从而车辆能量转换器提供不利的效率。这证实对于充电运行总体上是不利的。这样的机动车例如通过文献EP2631105A1公开。除此之外，例如文献DE102014201581A1公开一种用于直流电压转换器的车载电网分离电路和用于将车载电网与直流电压转换器分离的方法，以及文献DE102010026130A1公开一种连接装置和方法。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的为，能实现在机动车中改善的充电运行，该机动车与充电站在能量技术上耦联。作为解决方案，本专利技术提出根据独立权利要求的充电装置和机动车。有利的改进由从属权利要求的特征得到。关于所述类型的充电装置特别是提出，该充电装置具有用于连接到机动车的低压车载电网上的低压连接端以及电子辅助线圈，辅助线圈与主线圈磁耦合且与低压连接端电耦联且构成为，为低压车载电网提供电能。关于这种类型的机动车特别是提出，充电装置按照本专利技术构成且具有连接到低压车载电网上的低压连接端。本专利技术基于如下构思，即通过设有辅助线圈，可以代替车辆能量转换器实现对低压车载电网的供能，从而不需要在充电运行期间在不利的运行模式下运行的车辆能量转换器。该车辆能量转换器那么可以被去激活/不工作(deaktivieren)，从而可以在很大程度上节省由此引起的损耗功率。本专利技术在此利用如下优点，即通过辅助线圈便已可以提供电压匹配的辅助电压，该辅助电压可以用于给低压车载电网输入电能。通过对此不需要昂贵的DC/DC转换，也可以在很大程度上避免车辆能量转换器的与此有关的不利的效率。也就是说，通过辅助线圈便已可以以如此匹配的大小提供电压，使得该电压优选可在没有进一步变换的情况下用于低压车载电网。由此通过本专利技术可行的是，在充电运行期间以高效率提供用于低压车载电网的电能，从而可以减少——如果不能甚至完全避免的话——车辆能量转换器的不利的运行。优选地，辅助线圈如此设计，使得辅助线圈能够提供在充电运行期间低压车载电网的需要的功率，从而可以完全去激活车辆能量转换器。本专利技术在此利用如下效果，即电感在充电装置能量转换器中无论如何通常是存在的。该电感利用主线圈，主线圈提供磁场，磁场用于存储能量，从而可以提供期望的能量转换功能。因为主线圈通常必须设计用于大的转换功率，所以相应的磁场也是可供使用的。通过辅助线圈的磁耦合，可以从该磁场提取相对较小的能量部分，该能量部分可以用于提供用于低压车载电网的电功率。即通过本专利技术可行的是，以小的附加技术成本能实现在充电运行期间高效的供能。磁耦合可以例如由下述方式实现，即主线圈和辅助线圈相对彼此以适合的取向例如沿纵向方向设置，从而主线圈的磁通量至少部分也可以穿过辅助线圈。此外自然也存在如下可能，即主线圈和辅助线圈相互同心地设置，例如其方法是：辅助线圈与主线圈同轴地以比主线圈大的直径设置或反之或诸如此类。磁耦合也可以至少部分使用铁氧材料建立，利用铁氧材料，主线圈的磁通量的至少一部分可耦入到辅助线圈中。出于该目的可以设有相应的铁氧元件、例如磁轭或诸如此类本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于机动车的充电装置(10)，该充电装置包括：充电连接端(14)，用于与机动车外部的充电站(12)在能量技术上相耦联；高压连接端(18)，用于将所述充电装置(10)电气连接到机动车的高压车载电网(16)上；以及与所述充电连接端(14)和高压连接端(18)电耦联的充电装置能量转换器(20)，其中，所述充电装置能量转换器(20)为了在所述充电连接端(14)与高压连接端(18)之间转换电能而具有电感作为电蓄能器，所述电感至少部分地构造成电子主线圈(42)，其特征在于，设有用于连接到机动车的低压车载电网(24)上的低压连接端(30)以及电子辅助线圈(40)，所述辅助线圈与所述主线圈(42)磁耦合且与所述低压连接端(30)电耦联，所述辅助线圈被构造成，提供用于所述低压车载电网(24)的电能。

【技术特征摘要】
2018.03.06 DE 102018203263.71.一种用于机动车的充电装置(10)，该充电装置包括：充电连接端(14)，用于与机动车外部的充电站(12)在能量技术上相耦联；高压连接端(18)，用于将所述充电装置(10)电气连接到机动车的高压车载电网(16)上；以及与所述充电连接端(14)和高压连接端(18)电耦联的充电装置能量转换器(20)，其中，所述充电装置能量转换器(20)为了在所述充电连接端(14)与高压连接端(18)之间转换电能而具有电感作为电蓄能器，所述电感至少部分地构造成电子主线圈(42)，其特征在于，设有用于连接到机动车的低压车载电网(24)上的低压连接端(30)以及电子辅助线圈(40)，所述辅助线圈与所述主线圈(42)磁耦合且与所述低压连接端(30)电耦联，所述辅助线圈被构造成，提供用于所述低压车载电网(24)的电能。2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，主线圈(42)的至少一部分和辅助线圈(40)通过电气变压器(46)提供。3.根据上述权利要求之一所述的充电装置，其特征在于，充电装置能量转换器(20)被构造成，将所述充电连接端(14)、高压连接端(18)和/或低压连接端(30)相互电流隔断。4.根据上述权利要求之一所述的充电装置，其特征在于，辅助线圈(40)...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·鲁珀特，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE