一种有能力给电池充电的电站制造技术

一种有能力给电池充电的电站是用于发射电力的电站，其包括电压源变换器(1)，连接到该变换器的交流电压侧的交流电压网络(14)以及连接到该变换器的直流电压侧的直流电压部分(7)。该变换器(1)具有切换单元(8)的串联连接，每个切换单元(8)具有至少一个能量存储电容器。电池可以与所述电容器并联连接，并且可以通过经过控制布置(15)来控制电压源变换器的切换单元来影响电池的充电状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及有能力给电池充电的电站，所述电池例如用于电动车辆，特别是电动汽车。
技术介绍
虽然本专利技术涉及有能力给电池充电的电站，但是该电站可以具有另一个主要用途并且可能即使能够用于也完全不用于给电池充电。然而，为了说明本专利技术和要解决的问题，现在将解释该种有能力给用于电动车辆特别是电动汽车的电池充电的电站的情况，但是绝非以任何方式将本专利技术限于此。 由于气候讨论的日益增加的程度，大部分汽车制造商现在主打零排放机动车，其受到美国和欧洲以及其他行政部门的支持，美国和欧洲行政部门投入公共资金来推进电动车辆技术和用于该种车辆的充电基础设施。因此，存在对于提供这样一种电站的快速增长的需求，其中该电站有能力给用于电动车辆的电池充电并且可以被设计为有效地达成快速增长的电动车辆数量的充电。当给用于这种电动车辆的电池充电时，将同时充电多个并联和/或串联连接的电池的组装或包装。通过例如EP 1610436A1和WO 2009/131336A2已经知道该类型的电站，其中EP1610436A1和WO 2009/131336A2都公开了被设计为给串联连接的电池充电的电站。然而，当然存在例如在效率、操作可靠性、能力等方面改善该种电站的现行尝试。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在引言中所定义的那种类型的电站，其在与已知的该电站相比至少一些方面得以改善。根据本专利技术，通过提供具有以下特征的电站来达成该目的 其是用于传送电力的电站，其包括电压源变换器，连接到该变换器的交流电压侧的交流电压网络以及连接到该变换器的直流电压侧的直流电压部分，其中，该电压源变换器具有至少一个相脚，该至少一个相脚被连接到该变换器的所述直流电压侧的相反电极并且包括切换单元的串联连接，每个所述切换单元一方面具有至少两个串联连接半导体组装，每个该半导体组装具有关断型半导体器件和与之并联连接的续流二极管，并且另一方面具有至少一个能量存储电容器以及用于将该单元连接到切换单元的所述串联连接中的相邻单元的两个端子，切换单元的所述串联连接的中点形成被连接到该变换器的所述交流电压侧的相位输出，其中，该变换器包括如下布置，该布置被配置为控制每个切换单元的所述半导体器件，使得每个所述切换单元将获得两个切换状态(即第一切换状态和第二切换状态)中的一个切换状态，其中，在该切换单元的所述两个端子两端分别供应在所述至少一个能量存储电容器两端的电压和零电压，以便在所述相位输出上获得确定的交流电压； 向至少一个所述切换单元提供被配置为将至少一个电池与它的所述至少一个电容器并联连接的装置；以及 所述控制布置被配置为能够执行所述控制以影响被连接到所述至少一个切换单元的所述至少一个电池的充电状态。在这里广义地解释“交流电压网络”并且其覆盖范围从到AC电源的少数消费者的本地连接到用于高压AC电源的分配或传输的电力网络。因此，本专利技术基于在应该有能力给电池充电的电站中利用通过例如DE10103031A1和WO 2007/023064A1所知道的那类型电压源变换器的可能性和优点。对于当要发射高功率时将直流电压变换成交流电压或者相反地将交流电压变换成直流电压而言，特别有兴趣使用该类型的电压源变换器，因为这还意味着处理高电压，并且由在该切换单元的所述能量存储电容器两端的电压来确定该变换器的直流电压侧的电压。这意味着对于在每个所述切换单元中大量半导体器件将要串联连接相当大量的切换单元，即所述半导体组装将要被串联连接，并且当所述相脚中该切换单元的数量相当大时对该类型电压源变换器特别感兴趣。大量该切换单元串联连接意味着将有可能控制这些切换单元在所述第一切换状态和第二切换状态之间改变，并且通过这个已经在所述相位输出处获得非常接近正弦 电压的交流电压。这已经通过借助比在其他已知的电压源变换器中所典型地使用的切换频 率实质上更低的切换频率获得了。这使得能够获得实质上更低的损耗并且还极大地降低了滤波和谐波电流和无线电干扰的问题，因而设备可以较为廉价。因此，如此利用该电压源变换器存在大量优点，并且本专利技术人已经认识到该类型的电压源变换器可以简单地并且以相当低的成本被用于给电池充电。多亏了至少一个电池到所述切换单元(它与它的电容器并联)的连接，通过所述控制布置将能够容易地调整所执行的控制，使得改变所述至少一个电池的状态。因此，随后将能够通过该控制完全地或部分地对电池进行充电或放电。此外，将能够利用可能具有其他已知的使命的电站来实现电力传送并且给电池充电。根据本专利技术的一个实施方式，所述电站包括被配置为确定将要与所述至少一个电容器并联连接的所述至少一个电池的电压电平并且向该控制布置发送在那附近的信息的装置，所述控制布置被配置为执行所述控制以便获得与在所述电池的电压基本相同的在所述电容器的电压，并且所述连接装置被配置为延迟将所述至少一个电池与所述电容器并联连接，直到该控制布置获得与在所述电池的电压基本相同的在所述电容器的电压为止。这样，通过所述控制配置的适当地控制可以容易地获得将要被充电的至少一个电池到所述切换单元的连接，使得将在所述电容器两端的电压调整成在所述电池两端的电压。根据本专利技术的另一个实施方式，所述控制配置被配置为在至少一个所述电池与所述至少一个电容器并联的所述连接之后通过执行所述控制来给所述至少一个电池充电，以使得在所述电容器两端的电压逐渐地增加，以便获得向与该电容器并联的所述电池的充电电流的流动。已经发现，通过该电站的该控制布置的配置可以容易地并且可靠地控制并且有效地执行所述电池的充电。根据本专利技术的另一个实施方式，为了从所述切换单元断开所述至少一个电池，所述控制布置被配置为执行所述控制以使得在所述至少一个电容器两端的电压与在所述电池两端的电压基本相同并且没有充电电流流动，并且该连接装置被配置为当获得所述至少一个电池从该切换单元的断开时允许所述至少一个电池从该切换单元的断开。这些特征当希望所述至少一个电池从该切换单元的断开时(例如当电池被完全充电时)允许所述至少一个电池从该切换单元的平滑的断开。根据本专利技术的另一个实施方式，所述连接装置被配置为将相互并联和/或串联连接的多个电池的组装与所述至少一个切换单元的所述至少一个电容器并联连接，并且所述控制布置被配置为能够执行所述控制以影响被连接到所述切换单元的所述电池组装的充电状态。通过将该多个电池的该组装与所述至少一个切换单元的所述电容器并联连接，将能够例如对电动车辆(如电动汽车)中布置的电池的组装进行充电，以便通过将该组装连接到电站的切换单元来推进该车辆。根据本专利技术的另一个实施方式，向该变换器的多个所述切换单元(如全部切换单元)提供所述连接装置，这意味着多个切换单元随后可以同时用于影响被连接到每个该切换单元的至少一个电池的充电状态，因而例如在对电动车辆的电池组装进行充电的情况中，通过该电站可以同时对大量电动车辆的该组装进行充电。根据本专利技术的另一个实施方式，该变换器包括能够旁路切换单元的所述串联连接中的切换单元的的装置，并且所述控制布置被配置为控制所述旁路装置以选择性地旁路切 换单元。这意味着，可以根据影响电池的充电状态或在该变换器的直流电压侧与交流电压端之间的发射的电力所现行的需求来改变变换器的电平的数量。根据本专利技术的另一个实施方式，所述控制布置被配置执行该切换单元的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：G·德梅特里亚德斯，K·帕帕斯特吉奥，A·桑尼诺，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：
国别省市：