用于交换电能的系统技术方案

本发明专利技术涉及用于在电气能量源(30)与车辆(32)的电气蓄能器(34)之间交换电能的系统，其中系统(2)具有电气连接端子(16)、至少一个电子构件和具有传热介质的冷却装置(20)，其中对于如下情况，即车辆(32)的电气蓄能器(34)连接在电气连接端子(16、72)上且在能量源与电气蓄能器之间通过至少一个电子构件交换电能，冷却装置(20)的传热介质设计为，将在交换电能时在系统中产生的热提供给与系统(2)耦合的、设置在建筑物(28)中的热量的消耗器(26)。

【技术实现步骤摘要】
用于交换电能的系统
本专利技术涉及一种用于交换电能的系统和用于交换电能的方法。
技术介绍
为了给电动车供以电能，其电池可连接到为此设置的充电站上。专利文献DE102017201541A1描述了一种具有至少一个可再充电的电池的机动车、由机动车和充电站组成的系统以及用于机动车的可再充电的电池的调温的方法。由专利文献DE102011001633A1已知用于机动车的充电装置。由专利文献DE102016004851A1已知一种机动车，其包括用于传输热到车辆外部的热水系统的机构，该热在动力电池的充电过程中产生。
技术实现思路
在该背景下，本专利技术的目的在于，有效率地构造用于为车辆电池充电的充电过程。该目的通过具有独立权利要求的特征的系统和方法解决。系统和方法的实施形式由从属权利要求得知。按照本专利技术的系统设计为用于在电气能量源与车辆的电气蓄能器、例如电池或蓄电池之间交换电能，系统具有与电气能量源连接的电气连接端子、至少一个电子构件和具有传热介质的冷却装置。如果车辆的电气蓄能器连接在电气连接端子上且在能量源与电气蓄能器之间通过至少一个电子构件交换电能，冷却装置的传热介质设计为，将在交换电能时在系统中产生的热或废热提供给与系统耦合的、设置在车辆之外建筑物中的热量的消耗器。为了双向交换电能，系统在一扩展构型中设计为，从电气能量源传输电能到电气蓄能器以及在此一方面给电气蓄能器充电，但是也可以将电能从电气蓄能器传输到电气能量源且在此另一方面给电气蓄能器放电。通常，电气蓄能器在交换电能时经由电气连接端子和至少一个构件与电气能量源连接，电气能量源也可以设置在建筑物中和/或与建筑物连接。在系统中，作为直流电流连接端子或直流电压连接端子的电气连接端子设计为，在电气能量源与车辆的电气蓄能器之间通过直流电流或直流电压交换电能。系统具有壳体和/或作为充电站的壁盒/壁箱，其中至少部分设置有至少一个冷却通道、例如冷却装置的多个冷却通道或相应的冷却管，其设计为用于运输和/或输送传热介质，其中，冷却装置的冷却通道设计为用于运输传热介质。此外，在壳体中设置有至少一个电子构件，该至少一个电子构件在电能交换时发热。此外，至少一个电子构件例如设计为功率半导体开关且直接贴靠在冷却装置上，亦即通常直接位于在冷却通道上。此外，壳体具有后壁，其中冷却装置至少部分如果必要完全集成在后壁中，和/或其中至少一个电子构件利用或通过隔热材料，例如间隙垫与后壁热隔绝。此外可能的是，壳体设置、应设置和/或可设置在建筑物的建筑物壁上，其中特别是后壁直接设置、应设置和/或可设置在壳体壁上。可以考虑的是，冷却通道至少部分包围电子构件和/或设置在构件之间。在此，例如至少一个冷却通道可以设置在后壁与至少一个电子构件之间。备选或补充地，至少一个电子构件可以设置在至少一个冷却通道与后壁之间。后壁可以用隔热材料涂层。此外，系统可以根据规定具有传热装置，其将冷却装置与设置在建筑物中的至少一个电子构件的热量的消耗器热耦联和/或连接。在此，传热装置同样可以具有冷却通道，通过该冷却通道将在电能交换时变热的传热介质由冷却装置输送到消耗器。冷却的传热介质也可以由消耗器经由传热装置又输送回到冷却装置并因此也输送到至少一个要冷却的电子构件。例如可以应用水作为传热介质。热量的消耗器可以设计为建筑物的卫生热循环或热回路且同样输送传热介质例如水和/或提供给用户。根据规定，传热装置也可以设计为建筑物的热循环的一部分。该系统可以具有功率电子器件，其具有至少一个电子构件，例如功率半导体且同样设置在壳体中，其中，用于传热介质的冷却通道与功率电子器件直接连接，其中，传热介质设计为，将功率电子器件的热提供给消耗器。除了后壁，用于该系统的壳体也可以具有前壁，在前壁中至少设置有用于车辆的电气蓄能器的电气连接端子，电气连接端子例如设计为或可称为充电座、插座和/或插槽，其中，电气连接端子又与壳体中的至少一个电子构件连接。用于电气蓄能器的电气连接端子也可以包括电缆，在其端部上设置有充电座、插座和/或插槽。在此可能的是，前壁具有用于电缆的开口，电缆穿过该开口引导，且在壳体中的至少一个电子构件可与车辆的电气蓄能器连接。按照本专利技术的方法设定为，借助于系统、例如上述系统的一个实施形式在电气能量源与车辆的电气蓄能器、例如电池或蓄电池之间交换电能，该系统具有电气连接端子、电子构件和具有传热介质的冷却装置。如果车辆的电气蓄能器连接在电气连接端子上且在能量源与电气蓄能器之间通过至少一个电子构件交换电能，由冷却装置的传热介质将在交换电能时在系统中产生的热提供给与系统耦合的、设置在车辆之外建筑物中的热量的消耗器。在方法的一个扩展构型中，可以由能量交换功能例如充电功能或放电功能根据消耗器对热的需求智能监控、例如控制和/或调节在电气能量源与电气蓄能器之间的电能交换或互换。在该方法中，冷却装置与作为热量的消耗器的、建筑物的热水设备连接，其中冷却装置的热或废热由传热介质例如水传输至热水设备。在此可能的是，冷却装置经由传热装置与例如设计为热水设备的热量的消耗器连接，其中经由或通过传热装置在冷却装置与消耗器之间传输和/或交换传热介质。在此，冷却装置、传热装置和热量的消耗器可以形成用于传热介质的例如闭合的循环。热量的消耗器可以经由传热装置与系统耦联。车辆的电气蓄能器可以称为动力电池且设计为，给车辆的电机提供用于车辆的驱动或移动的电能。可能的是，通过提出的方法的一个实施形式可以实现提出的系统的一个实施形式，且提出的系统的一个实施形式可以实施提出的方法的一个实施形式。系统和/或方法可以实现“用于电动车充电的直流壁盒的热交换器接口”。在此，如果给电动车或电气驱动的车辆放电或充电，那么冷却装置可以作为热交换接口构成在至少一个电气构件——该电气构件在电能的交换中变热——与产生的热量的消耗器之间。在此，电气连接端子可以构成和/或称为用于要交换的电能的电流接口，例如直流电流接口。系统包括冷却装置，冷却装置具有形成在壳体的后壁或直流壁盒中的冷却管作为冷却通道。冷却通道或冷却管或冷却管道的热连接端子设置在壳体或直流壁盒的侧面或侧壁上且穿过侧壁从壳体向外引导，其中，冷却通道可以经由热连接端子与热量的消耗器、例如直接或经由传热装置间接连接。因此，直流壁盒可以通过集成到热循环中和/或通过热连接到建筑物例如房子的卫生热循环上被耦联且用作附加的热交换器。大约1.32千瓦的损耗功率——其在电气蓄能器的充电或充电过程中产生——因此可用于例如加热用于建筑物的新鲜水。为此的前提条件在于，在壳体或直流壁盒的内部空间中，功率电子器件的至少一个构件作为至少一个电子构件经由后壁通过冷却装置散热，且热可传输给用于此的消耗器。通常，系统包括多个设置在壳体中的构件，其全部可通过后壁散热。在此，例如作为电子构件的功率半导体可以直接设置在后壁上。在此可能的是，在构件与后壁之间存在隔热材料，例如至少一个间隙垫。在扩展构型中，壳体或壁盒的废热、通常位于其中的电子构件的废热用于使消耗器变热。在此，废热可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在电气能量源(30)与车辆(32)的电气蓄能器(34)之间交换电能的系统，该系统(2、50)具有电气连接端子(16、72)、至少一个电子构件和具有传热介质的冷却装置(20)，其中，对于车辆(32)的电气蓄能器(34)连接在电气连接端子(16、72)上且在能量源(30)与电气蓄能器(34)之间通过至少一个电子构件交换电能的情况，所述冷却装置(20)的传热介质设计为，将在交换电能时在系统(2、50)中产生的热提供给与系统(2、50)耦合的、设置在建筑物(28)中的热量的消耗器(26)。/n

【技术特征摘要】
20190408 DE 102019204957.51.一种用于在电气能量源(30)与车辆(32)的电气蓄能器(34)之间交换电能的系统，该系统(2、50)具有电气连接端子(16、72)、至少一个电子构件和具有传热介质的冷却装置(20)，其中，对于车辆(32)的电气蓄能器(34)连接在电气连接端子(16、72)上且在能量源(30)与电气蓄能器(34)之间通过至少一个电子构件交换电能的情况，所述冷却装置(20)的传热介质设计为，将在交换电能时在系统(2、50)中产生的热提供给与系统(2、50)耦合的、设置在建筑物(28)中的热量的消耗器(26)。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，该系统设计为，将电能从电气能量源(30)传输到电气蓄能器(34)，以及将电能从电气蓄能器(32)传输到电气能量源(30)。


3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，作为直流电流连接端子的电气连接端子(16、72)设计为，在电气能量源(30)与车辆(32)的电气蓄能器(34)之间通过直流电流交换电能。


4.根据上述权利要求之一所述的系统，其中，所述至少一个电子构件直接贴靠在冷却装置(20)上。


5.根据上述权利要求之一所述的系统，其中，该系统具有壳体(4、52)，至...

【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