具有动态充电电流分配的充电站制造技术

本发明专利技术涉及一种用于对多个电动车，尤其是电动汽车进行充电的充电站(100)，所述充电站包括：供电装置(104)，所述供电装置尤其用于连接到供电网络(102)上，以便向所述充电站供应电功率；多个充电端子(116)，以用于分别对至少一个电动车进行充电，并且每个充电端子包括：供电输入端(120)，以用于从所述供电装置获取电功率；充电输出端(122)，所述充电输出端具有一个或多个充电端口，以用于分别输出充电电流来分别对所连接的电动车进行充电；和至少一个直流‑直流转换器(126)，所述直流‑直流转换器设置在所述供电输入端和所述充电输出端之间，以便能够从所述供电装置的电功率中分别产生电流转换器电流，或者替选地至少一个设置在所述供电输入端和所述充电输出端之间的电流转换器端子，以便提供在所述充电端子外部由所述直流‑直流转换器产生的电流转换器电流，尤其在所述供电装置中产生的电流转换器电流，其中在任何情况下每个充电电流(I

Charging station with dynamic charging current distribution

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有动态充电电流分配的充电站
本专利技术涉及一种用于对多个电动车尤其电动汽车进行充电的充电站。本专利技术还涉及一种用于对多个电动车进行充电的方法。
技术介绍
随着在道路交通中核准的电动车的数量增长，因此未来预计：需要全面扩建用于对电动车进行充电的基础设施。对充电基础设施的特殊要求在此是：能够以尽可能短的时间对电动车进行充电。尤其在电动车高出现率的地区中，会预计对快速充电系统的需求特别高。对于这种地区的示例是高速公路服务站或大城市中的市区内部城区，在这些区域中期望电动车没有长停车时间。在此情况下，在扩建或设计充电站时，出现必须应对的技术挑战。在运行用于对电动车充电的充电站时的一个问题例如是，连接到充电站的充电桩或充电端子上的不同的车辆类型对充电电流和充电电压有非常不同的要求。例如，在一些车辆类型中在快速充电时可能需要非常高的充电电流，但是所述充电电流也会快速地再次下降。而在其它车辆类型中在较长时间段内需要相对恒定的电流。因为充电端子通常被设计为能够对所有车辆类型进行充电，因此充电桩平均上只相对鲜有地是满载的。充电端子于是可能并非始终将其最大充电电流输出给电动车，因为电动车不需要或仅偶尔需要最大充电电流。在本申请的优先权申请中，德国专利商标局检索到以下现有技术：US2010/0106631A1、US2013/0057209A1、US2014/0320083A1、JPH05-276673A、WO2013/137501A1。
技术实现思路
由此，本专利技术的目的是，解决上述问题中的至少一个。尤其，要提出如下解决方案，所述解决方案至少能够实现更好地使充电站中的充电端子满载。对于至今已知的解决方案，至少要提出一种替选的解决方案。因此，根据本专利技术提出根据权利要求1所述的充电站。所述充电站设置用于对多个电动车，尤其是电动汽车进行充电。因此，充电站包括供电装置，尤其是用于连接到供电网络上，以便向充电站供应电功率。因此，充电站从供电网络中获取电功率或电能，并且将其提供给充电端子。为此，所述供电装置能够连接到供电网络上，尤其经由变压器连接。此外，能够在供电装置中设置整流器，以便对从供电网络获取的交流电进行整流并且将其提供给充电端子。所述供电装置也能够具有蓄能器，尤其是电池，以便缓存电能。除了供电装置以外，所述充电站还包括多个充电端子。特别是也能够构成为充电桩的充电端子是固定端子，--与常规的加油站的加油柱一样--，电动车能够经由充电电缆连接到所述固定端子上以进行充电。优选提出，也能够将多个电动车连接到一个充电端子上。所述连接在此也能够同时进行。根据一个实施形式，两个电动车能够同时连接到同一充电端子上以进行充电。在此，每个充电端子包括供电输入端，所述供电输入端也能够同义地称为供电输入端区域，以用于从供电装置获取电功率。这能够直接或间接地进行。因此，每个充电端子与供电装置电耦联并且获取由供电装置在供电输入端处提供的功率。除了供电输入端以外，每个充电端子还包括充电输出端，所述充电输出端也能够同义地称为充电输出端区域，其具有一个或多个充电端口，以用于分别输出充电电流来分别对所连接的电动车进行充电。因此提出，每个充电端子具有至少一个充电端口，其中在每个充电端口上能够各连接有一个电动车。充电端口的数量因此对应于能够连接到端子上的电动车的数量。所述充电端口在此是在充电端子上的连接点，例如，充电电缆连接到该连接点上，以便将电动车与该端子连接。这种充电电缆也能够被视为连接点的一部分。作为充电端子的另一组成部分，提出至少一个直流-直流转换器(Gleichstromsteller)，所述直流-直流转换器设置在充电端子的供电输入端和充电输出端之间，以便能够从供电装置的电功率中分别产生电流转换器电流并且对其进行控制。直流-直流转换器也能够以简化和同义的方式称为电流转换器。如果在充电端子中存在例如两个直流-直流转换器，并且所述直流-直流转换器在供电输入端和充电输出端之间基本上彼此并联连接，那么能够彼此独立地分别由直流-直流转换器能够产生两个电流转换器电流。所述直流-直流转换器在此将经由供电输入端获取的以及由供电装置提供的第一直流电压或第一直流电流转换成适配于电动车的第二直流电流。也能够称为DC-DC转换器的直流-直流转换器的典型的功率范围是50kW，其中所述转换器能够在400V的直流电压下产生例如125A的电流转换器电流，或者在800V的直流电压下产生62.5A的电流转换器电流。这是对于充电电流的典型值，借助所述充电电流能够对电动车进行充电。因此也考虑并且提出，至少一个直流-直流转换器，尤其是所有直流-直流转换器在内部可改变，尤其是可切换，使得其根据要充电的车辆的要求分别改变其电压水平。特别是提出，其能够在将其输出的电流减半或加倍的同时分别将其电压加倍或减半。替选地提出，充电端子具有至少一个设置在供电输入端和充电输出端之间的电流转换器端子，以便提供在充电端子外部由直流-直流转换器产生的电流转换器电流，尤其在供电装置中产生的电流转换器电流。因此，在该变型形式中，所述电流转换器端子提供电流转换器电流，但是其自身不产生电流转换器电流。为此，电流转换器电流能够由外部的直流-直流转换器产生，该直流-直流转换器设置在充电端子的外部，并且该直流-直流转换器特别优选地设置在供电装置中。所述电流转换器电流能够经由相应的线路从这种外部的直流-直流转换器输送给电流转换器端子。所述线路仅需针对一个直流-直流转换器的所述电流转换器电流确定规格。然后，所述电流转换器端子以与直流-直流转换器的另一变型形式一样的方式提供所述电流转换器电流，所述直流-直流转换器也能够称为内部直流-直流转换器。电流转换器电流的进一步使用原则上对于这两种变型形式是相同的。在充电端口处用于对电动车进行充电的每个充电电流在此由一个电流转换器电流或多个电流转换器电流形成。如果一个充电端子包括例如两个直流-直流转换器或两个电流转换器端子以及两个充电端口，那么所述充电端子设立为用于，在两个充电端口之一处产生由两个电流转换器电流构成的叠加的充电电流，如果这是要求的。在具体示例中，如果仅一个电动车借助两个充电端口连接到充电端子上，因此，两个直流-直流转换器或两个电流转换器端子都能够用于对车辆进行充电。在另一示例中，如果将两个车辆同时连接到充电端子上，那么所述车辆也能够单独地分别以仅一个电流转换器电流作为充电电流进行充电。因此，所述充电端子能够以有利的方式将内部安装的直流-直流转换器或电流转换器端子一起使用，理想地以用于对电动车进行充电并且将其接通和断开。这于是在如下情况下是特别感兴趣的：仅一个电动车被连接以进行充电，所述电动车需要高的充电电流或高的充电功率。在此，然后例如能够借助示例性提及的两个直流-直流转换器或两个电流转换器端子来提供高的充电功率。除了分别使用仅一个充电端子的多个直流-直流转换器或多个电流转换器端子的电流转换器电流来对电动车进行充电的可能性以外，根据本专利技术还提出，所述充电端子在交换端口处经由电交换线彼此连接，以便经由此来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充电站(100)，其用于为多个电动车，尤其电动汽车充电，其包括：/n-供电装置(104)，尤其用于连接到供电网络(102)，以给所述充电站供应电功率；/n-多个充电端子(116)，其用于分别为至少一个电动车充电，并且每个充电端子包括：/n-供电输入端(120)，其用于从所述供电装置获取电功率，/n-充电输出端(122)，其具有一个或多个充电端口，所述充电端口用于分别输出充电电流，以分别为连接的电动车充电，和/n-至少一个设置在所述供电输入端和所述充电输出端之间的直流-直流转换器(126)，以便从所述供电装置的电功率中分别产生电流转换器电流，或者替选地至少一个设置在所述供电输入端和所述充电输出端之间的电流转换器端子，以便提供在所述充电端子外部由所述直流-直流转换器产生的电流转换器电流，尤其在所述供电装置中产生的电流转换器电流，其中在任何情况下/n-每个充电电流(I

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170726 DE 102017116887.71.一种充电站(100)，其用于为多个电动车，尤其电动汽车充电，其包括：
-供电装置(104)，尤其用于连接到供电网络(102)，以给所述充电站供应电功率；
-多个充电端子(116)，其用于分别为至少一个电动车充电，并且每个充电端子包括：
-供电输入端(120)，其用于从所述供电装置获取电功率，
-充电输出端(122)，其具有一个或多个充电端口，所述充电端口用于分别输出充电电流，以分别为连接的电动车充电，和
-至少一个设置在所述供电输入端和所述充电输出端之间的直流-直流转换器(126)，以便从所述供电装置的电功率中分别产生电流转换器电流，或者替选地至少一个设置在所述供电输入端和所述充电输出端之间的电流转换器端子，以便提供在所述充电端子外部由所述直流-直流转换器产生的电流转换器电流，尤其在所述供电装置中产生的电流转换器电流，其中在任何情况下
-每个充电电流(IL1，IL2)由一个电流转换器电流或多个电流转换器电流(IS1，IS2，IS3)形成，并且其中
-所述充电端子在交换端口处经由电交换线(128)彼此连接，以便经由此彼此交换电流转换器电流。


2.根据权利要求1所述的充电站，
其特征在于，
所述充电站(100)具有至少一个附加电流端子(118)，用于提供，尤其是产生一个或多个附加的电流转换器电流，以便将其提供给至少一个充电端子，其中所述附加电流端子本身不具有充电输出端，并且每个附加电流端子包括：
-与充电端子的供电输入端相对应的供电输入端，用于从所述供电装置获取电功率，
-至少一个与充电端子的交换端口相对应的交换端口，用于将电流转换器电流传输给至少一个所述充电端子，和
-至少一个设置在所述供电输入端和所述至少一个交换端口之间的并且与所述充电端子的所述或一个直流-直流转换器相对应的直流-直流转换器，以便从所述供电装置的电功率中分别产生电流转换器电流，或替选地至少一个设置在所述供电输入端和所述至少一个交换端口之间的和与所述充电端子的所述或一个电流转换器端子对应的电流转换器端子，以便提供在所述充电端子外部由所述直流-直流转换器产生的电流转换器电流，尤其在所述供电装置中产生的电流转换器电流，其中尤其
-所述附加电流端子的所述直流-直流转换器或所述电流转换器端子与所述附加电流端子的所有交换端口连接，以便在所有交换线处提供所述电流转换器电流。


3.根据权利要求1或2所述的充电站，
其特征在于，
所述充电站(100)具有至少一个供电端子(114)，用于从所述供电装置(104)接收电功率并且将其转发给所述充电端子，并且每个供电端子包括：
-经由主供电线路(110)与所述供电装置连接的主供电输入端(112)，以便经由此从所述供电装置获取功率，
-至少一个供电输出端，以便经由此将从所述供电装置获取的功率转发给所述充电端子并且可选地转发给所述至少一个附加电流端子，尤其以便将功率转发给所有充电端子，并且其中优选地
-在所述供电端子的第一连接区域和第二连接区域处存在与所述充电端子的和可选的所述至少一个附加电流端子的交换端口相对应的交换端口，以便在至少一个连接区域处分别与相邻的充电端子和/或可选的附加电流端子连接，以便能够将至少一个电流转换器电流穿过所述供电端子传导。


4.根据上述权利要求中任一项所述的充电站，
其特征在于，所述充电端子，可选地至少一个所述附加电流端子：
-具有结构相同的供电输入端(200)，使得所述供电输入端中的每两个供电输入端彼此连接，以便由此分别将供电电流或其一部分从供电输入端转发给相邻的供电输入端，使得每个充电端子和可选的每个附加电流端子从相邻的充电端子、附加电流端子或供电端子获得其供电电流，和/或
-所述供电输入端和/或所述交换端口分别具有结构相同的连接机构(220，224)，尤其插接连接器，以便将从所述充电端子，可选的附加电流端子和所述供电端子中分别可选的两个可交换地彼此连接，尤其使得所有彼此连接的充电端子、可选的附加电流端子和所述供电端子总体上形成模块化构造，尤其所述供电端子具有对此匹配的交换端口和/或供电输出端。


5.根据上述权利要求中任一项所述的充电站，
其特征在于，
-每个充电端子具有出自如下表中的至少一个可控制的开关机构：
-交换开关机构(A1，A2，A3)，其分别与交换端口电连接，以便控制经由所述交换机构与相邻的充电端子或附加电流端子交换至少一个电流转换器电流，
-充电开关机构(C1，C2)，其分别与充电端口电连接，以便控制充电电流到所述充电端口的输出，和
-桥式开关机构(B1)，其与在充电端子中的两个直流-直流转换器或电流转换器端子电连接，尤其经由两个横向线电连接，以便控制所述两个直流-直流转换器或电流转换器端子的电流转换器电流的叠加。


6.根据上述权利要求中任一项所述的充电站，
其特征在于，
-每个充电端子具有第一连接区域和第二连接区域(204，206)，其分别具有多个，尤其同样多的交换端口(224)，
-针对所述连接区域中的一个连接区域的每个交换端口设有纵向线(LL1，LL2，LL3)，以便将一个连接区域(204)的相应的交换端口分别与另一连接区域(206)的交换端口电连接，使得在一个连接区域有m个交换端口的情况下设有m个纵向线，所述纵向线尤其彼此电并联地伸展，
-每个直流-直流转换器(226)或电流转换器端子关联有一个充电端口(222)并且针对每个直流-直流转换器或每个电流转换器端子设有横向线(QL1，QL2)，以便将所述直流-直流转换器或电流转换器端子与充电端口连接，使得在n个直流-直流转换器或n个电流转换器端子的情况下设有n个横向线，并且其中
-每个纵向线经由连接节点与至少一个所述横向线直接连接，和/或
-刚好设有n-1个桥式开关机构，以便将各两个横向线电连接，和/或
-到所述充电开关机构的每个横向线都不具有另外的开关机构，和/或
-在每个充电端子中设有比横向线多一个的纵向线，使得适用m＝n+1，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰内斯·布龙巴赫，克里斯蒂安·施特拉菲尔，斯特凡·格特耶格德斯，
申请(专利权)人：乌本产权有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE