电动汽车牵引电池充电和放电的充电装置和充电系统的制作方法

本发明涉及一种具有权利要求1前序部分特征的、用于对电动汽车中的牵引电池进行充电和放电的充电装置以及为此的充电系统。

背景技术：

在现有技术中已知充电站，充电站可以实现对电动汽车中的牵引电池的直流充电，其中来自充电站的直流电流直接馈送到牵引电池中。直流电流例如通过充电站中耦连到公共交流电网的整流器提供，或者通过耦连到太阳能模块的缓冲电池提供。在电动汽车中只有一个电池管理系统，该电池管理系统与充电站通信，以调整适配由充电站提供的充电电流强度和充电电压，并在电池充满电时停止充电。电力电子设备位于充电站中。

从通用的文献de102012212291a1中已知一种用于对能量存储装置进行直流快速充电的装置。该装置具有ac/dc变换器模块，dc/dc调节器模块和用于将电能耦连到能量存储装置中的接口模块。ac/dc变换器模块直接电耦连到供电电网。dc/dc调节器模块直接电耦连到ac/dc变换器模块。接口模块直接电耦连到dc/dc调节器模块。dc/dc调节器模块具有无电流隔离的dc/dc升压/降压调节器模块和用于电流隔离的dc/dc谐振转换器模块。借助接口模块将电能输入或者耦连到能量存储装置中和从能量存储装置中输出或者耦连出来。接口模块的输出电压和充电电流借助无电流隔离的dc/dc升压/降压调节器模块进行调节。在ac/dc变换器处直接电耦连附加的双向dc/dc升压/降压调节器模块，其对静态的电能存储设备进行充电或放电。此外，该附加的dc/dc升压/降压调节器模块还直接电耦连到dc/dc调节器模块的dc/dc升压/降压调节器模块。能量存储装置是电动车辆的一部分。因此，该已知的设备具有连接节点，在该连接节点处，ac/dc变换器模块、dc/dc调节器模块的dc/dc升压/降压调节器模块和附加的dc/dc升压/降压调节器模块彼此直接耦连。

在这种已知的装置中，连接节点连接在ac/dc变换器模块与dc/dc调节器模块的dc/dc升压/降压调节器模块之间，并且因此经由dc/dc调节器模块的dc/dc升压/降压调节模块和dc/dc谐振转换器模块耦连到接口模块。

技术实现要素：

因此本发明要解决的技术问题是提供一种具有更高的效率的、用于对电动车辆中的牵引电池进行充电和放电的充电装置以及为此提供一种充电系统。

本发明要解决的技术问题通过具有独立权利要求特征的用于对电动车辆中的牵引电池进行充电和放电的充电装置和充电系统来解决。本发明还描述了有利的实施方式。

根据第一方面，本发明提出一种用于对电动车辆中的牵引电池进行充电和放电的充电装置，其具有：

·第一直流电压转换器；

·车辆插头，其特别是设计和/或适合和/或确定用于连接到牵引电池上；

·电网插头或电网连接端，其特别是设计和/或适合和/或确定用于连接到交流电网上；

·整流器；

·第二直流电压转换器；

·连接节点；

其中

·第一直流电压转换器可以耦连到直流电源并且是耦连到连接节点的；

·整流器可以耦连到电网插头上并且是耦连到第二直流电压转换器的；

·连接节点耦连到车辆插头；

·连接节点连接在第二直流电压转换器与车辆插头之间。

根据第二方面，本发明提出一种用于对电动车辆中的牵引电池进行充电和放电的充电系统，其具有：

·直流电源；

·根据本发明的充电装置；

其中

·第一直流电压转换器耦连到直流电源。

由于根据本发明，在第二直流电压转换器与车辆插头之间连接有连接节点，因此相比于从de102012212291a1中已知的装置，从任意直流电源对牵引电池进行充电时的效率，以及牵引电池对任意直流电源进行放电时的效率增加。因为所述充电和放电根据本发明经由以下链进行：直流电源>直流电压转换器>连接节点>车辆插头>牵引电池，然而，根据de102012212291a1的原理要经由以下链：静态的能量存储装置>附加的dc/dc升压/降压调节器模块>连接节点>dc/dc调节器模块的dc/dc升压/降压调节器模块>dc/dc谐振转换器模块>接口模块>能量存储装置。

本发明在从直流电源对牵引电池进行充电时去掉了电流隔离，因为在此已经给出了对it网络的安全要求，利用该安全要求以已知方式，例如，根据系统“chademo”或“ccs”(“combinedchargingsystem”的缩写)对牵引电池的充电进行控制。由此避免了由于电流隔离造成的损耗并且改善了系统的整体效率。

本发明在从直流电源对牵引电池进行充电时去掉了电流隔离，因此可以进行增强(boosten)，这与电流隔离的功率无关。“增强”在此理解为从至少两个电流源同时或一起对牵引电池和/或另外的直流电吸收器进行充电。

原则上，利用本发明的拓扑结构可以从每个直流源、包括牵引电池对每个直流吸收器、包括牵引电池的进行充电。此外，每个直流电源、包括牵引电池都可以为交流电网提供电力，并且每个直流电吸收器、包括牵引电池都可以从电网获取电力。在此，可以实现任意的能量流、能量方向和能量强度，从而本发明是“多向充电系统”。

电动车辆可以根据需要以任意方式进行设计，例如设计为助力电动车(pedelec)或电动滑板车或电动摩托车或电动汽车。

牵引电池可以根据需要以任意方式进行设计，并且例如对于在电动汽车中的应用具有450v或更高的额定电压。

交流电网可以根据需要以任意方式进行设计，例如设计为具有230v额定电压的单相交流电网或具有400v额定电压的三相交流电网或者三相电网。

每个直流电压转换器可以根据需要以任意方式进行设计，例如设计为无电流隔离的直流电压转换器和/或设计为同步转换器。

优选地，第一直流电压转换器、连接节点和车辆插头和/或整流器，第二直流电压转换器、连接节点和车辆插头分别形成串联电路。

在本发明的实施方式中规定：

·充电装置具有第一开关；

·该开关连接在连接节点与车辆插头之间。

通过断开该开关可以机械地或电流地分断连接节点与车辆插头之间的不仅正的而且负的连接线路，因此可以保证牵引电池的紧急和安全断开，这在故障情况下提供了额外的安全性。

这种开关可以根据需要以任意方式进行设计，例如设计为双极开关，其可以机械地或电流地分断连接节点与车辆插头之间的不仅正的而且负的连接线路，或者将这种开关设计为具有两个单极开关，其中一个可以机械地或电流地分断连接节点与车辆插头之间的正连接线路，并且另一个可以分断负连接线路。优选地，所述双极开关或者所述单极开关中的每个都具有继电器或接触器。

优选地，连接节点、第一开关和车辆插头构成串联电路。

在本发明的实施方式中规定：

·充电装置有第二开关；

·该开关与第二直流电压转换器并联连接。

通过接通该开关，该直流电压转换器的不仅正的而且负的触点可以直接彼此连接或者短路连接，并且因此当该直流电压转换器不需要用于当前的充电或者放电过程时，可以桥接该直流电压转换器。这例如可以是如下情况：当直流电源向交流电网中放电时，或者当直流电源是也直流电吸收器并且要从交流电网充电时。在此，因为第一直流电压转换器可以负责交流电网或整流器与直流电源之间的电压适配。由此进一步提高了效率。

这种开关可以根据需要以任意方式进行设计，例如设计为双极开关，其可以选择性地直接彼此连接或短路以及机械或电流或电子地分断该直流电压转换器的不仅正的而且负的触点，或者该开关设计为，使得其具有两个单极开关，其中一个可以选择性地直接彼此连接或短路以及机械或电流或电子地分断该直流电压转换器的正触点，另一个可以选择性地直接彼此连接或短路连接和机械或电流或电子地分断该直流电压转换器的负触点。优选地，所述双极开关或者所述单极开关中的每个都具有继电器或接触器或半导体开关。

如有必要，可在接通所述开关之前断开第一开关。

替选地或附加地，在本发明的实施方式中规定：

·充电装置具有另外的开关；

·该开关与第一直流电压转换器并联连接。

通过接通该开关，该直流电压转换器的不仅正的触点而且负的触点可以直接彼此连接或短路连接，并且因此当该直流电压转换器不需要用于当前的充电或者放电过程时，可以桥接该直流电压转换器。这例如可以是如下情况：当直流电源向交流电网放电时，或者当直流电源也是直流电吸收器并且要从交流电网充电时。在此，因为第二直流电压转换器可以负责交流电网或整流器与直流电源之间的电压适配。由此进一步提高了效率。

该开关可以根据需要以任意方式进行设计，例如设计为双极开关，其可以选择性地直接彼此连接或短路连接和机械或电流或电子地分断该直流电压转换器的不仅正的而且负的触点，或者设计该开关，使得其具有两个单极开关，其中一个可以选择性地直接彼此连接或短路连接和机械或电流或电子地分断该直流电压转换器的正触点，另一个可以选择性地直接彼此连接或短路以及机械或电流或电子地分断该直流电压转换器的负触点。优选地，所述双极开关或者所述单极开关中的每个都具有继电器或接触器或半导体开关。

如有必要，可在接通所述开关之前断开第一开关。

在本发明的实施方式中规定：

·充电装置具有带有电流隔离的直流电压转换器；

·在第二直流电压转换器与连接节点之间或者在整流器和第二直流电压转换器之间连接带有电流隔离的直流电压转换器。

因此，具有电流隔离的直流电压转换器和第二直流电压转换器形成串联电路，该串联电路连接在整流器和连接节点之间。在替选的设计方案中，可以省去第二直流电压转换器，并且也使用具有电流隔离的直流电压转换器以进行电压调整适配。然而，根据本发明的、具有第二直流电压转换器的设计方案是优选的。

优选地，整流器、串联电路和连接节点形成串联电路。

例如，可能需要由该直流电压转换器提供的交流电网与车辆插头之间的电流隔离，以保护负责对牵引电池进行充电和放电的电动车辆的it网络。

根据本发明的电流隔离的布置的优点在于，可以实现对充电功率的有效提高。通常在住宅区域，充电功率受到连接到交流电网的用户引入线的限制，在德国通常为22kw。然而，在本发明的拓扑结构中，可以接通直流电源(以及必要时的附加直流电源)，从而充电功率可以变得与所有电源组合在一起的功率一样高。为此，不必将电流隔离设计用于最大的增强功率，因为经由该电流隔离仅流过用户引入线的功率。这点通过下面计算示例说明。在德国，用户引入线具有22kw的典型充电功率，作为直流电源例如假设具有10kwh电池容量的住宅储能器。因此，在一小时中，用户引入线的充电功率通过来自住宅储能器的增强增加到32kw，这对应于增长了大约45％。在意大利，用户引入线具有3kw的典型充电功率，作为直流电源例如假设具有10kwh电池容量的住宅储能器。因此，在一小时中，用户引入线的充电功率通过来自住宅储能器的增强增加到13kw，这对应于增长了超过300％。优选地，当没有电动车辆挂载在充电系统上时，并且因此用户引入线仅有小负荷时，对住宅储能器进行充电。

该直流电压转换器可以根据需要以任意方式进行设计，例如，设计为回扫转换器，其也被称作高降压调节器(德语：hoch-tiefsetzsteller)，或者设计为正向转换器或推挽式转换器，或者设计为谐振转换器。

在本发明的实施方式中规定：

·充电装置有第三开关；

·该开关在第一种情况下与具有电流隔离的直流电压转换器并联连接，或者在第二种情况下与由具有电流隔离的直流电压转换器与第二直流电压转换器组成的串联电路并联连接。

通过接通该开关，在第一种情况下，具有电流隔离的直流电压转换器的不仅正的而且负的触点可以直接彼此连接或者短路连接，并且因此可以桥接该直流电压转换器，或者在第二种情况下，所述串联电路的不仅正的而且负的触点可以直接连接或者短路连接，并且因此当具有电流隔离的直流电压转换器不需要用于当前的充电或者放电过程时，可以桥接所述串联电路。这例如可以是如下情况：当直流电源向交流电网放电时，或者当直流电源也是直流电吸收器并且要从交流电网充电时。在此，因为不需要负责对牵引电池进行充电和放电的电动车辆的it网络。由此进一步提高了效率。

这种开关可以根据需要以任意方式进行设计，例如设计为双极开关，其在第一种情况下可以选择性地直接彼此连接或短路连接和机械或电流或电子地分断具有电流隔离的直流电压转换器的不仅正的而且负的触点，或者在第二种情况下可以选择性地直接彼此连接或短路连接以及机械或电流或电子地分断所述串联电路的不仅正的而且负的触点，或者设计所述开关，使得其具有两个单极开关，在第一种情况下其中一个可以选择性地直接彼此连接或短路连接和机械或电流或电子地分断具有电流隔离的直流电压转换器的正触点，另一个可以选择性地直接彼此连接或短路连接和机械或电流或电子地分断具有电流隔离的直流电压转换器的负触点，或者在第二种情况下其中一个单极开关可以选择性地直接彼此连接或短路以及机械或电流或电子地分断所述串联电路的正触点，另一个可以选择性地直接彼此连接或短路以及机械或电流或电子地分断所述串联电路的负触点。优选地，所述双极开关或者所述单极开关中的每个都具有继电器或接触器。

优选地，在接通该开关之前断开第一开关，以确保牵引电池的安全分断，因为在这种情况下不需要存在用于电动车辆的it网络。

在本发明的实施方式中规定：

·充电装置具有至少一个另外的直流电压转换器；

·每个另外的直流电压转换器可以耦连到另外的直流电源并且是耦连到连接节点的。

每个另外的直流电压转换器可以根据需要以任意方式进行设计，例如设计为没有电隔离的直流电压转换器或者设计为同步转换器。

每个另外的直流电源可以根据需要以任意方式进行设计，例如使得直流电源也是直流电吸收器，这例如对于住宅储能器是这种情况。

优选地，每个另外的直流电压转换器、连接节点和车辆插头分别形成串联电路。

在本发明的实施方式中规定，整流器是双向整流器。

该双向整流器可以根据需要以任意方式进行设计，并且当直流电吸收器中的至少一个从交流电网吸收功率时，既以已知的方式作为整流器工作，并且当直流电吸收器中的至少一个馈送功率到交流电网时，也作为逆变器工作。

在根据本发明的充电系统的实施方式中，规定：

·充电系统具有至少一个另外的直流电源；

·充电装置针对每个另外的直流电源具有另外的直流电压转换器；

·每个另外的直流电压转换器是耦连到相应另外的直流电源的并且是耦连到连接节点的。

在根据本发明的充电系统的实施方式中规定，直流电源中的至少一个具有光伏设备和/或风力发电设备和/或中央热电站和/或应急发电机组和/或用于不间断供电的设备，其也被称为ups设备，和/或具有另外的电动车辆的牵引电池和/或住宅储能器。住宅储能器优选地具有至少一个蓄电池和/或至少一个超级电容器。

关于本发明的一个方面的实施方式和解释也类似地适用于本发明的其他方面。

附图说明

现在存在多种可能性能够以有利的方式设计和扩展根据本发明的充电装置和根据本发明的充电系统。为此，首先可以参考从属于独立权利要求的权利要求的内容。下面参照附图和相关描述更详细地解释本发明的优选设计方案。附图中：

图1示出了根据本发明的充电系统的第一实施方式，其具有根据本发明的、用于对电动车辆中的牵引电池进行充电和放电的充电装置的第一实施方式；

图2示出了充电系统的第二实施方式，其具有充电装置的第二实施方式；

图3示出了充电系统的第三实施方式，其具有充电装置的第三实施方式；

图4示出了充电系统的第四实施方式，其具有充电装置的第四实施方式；

图5示出了充电系统的第五实施方式，其具有充电装置的第五实施方式。

具体实施方式

在图1中示意性示出了根据本发明的、用于对电动车辆中的牵引电池11进行充电和放电的充电系统10的第一实施方式。充电系统10具有直流电源12和根据本发明的、根据第一实施方式进行设计的充电装置13。

充电装置13具有未示出的控制装置、第一直流电压转换器14、车辆插头15、电网插头16、整流器17、第二直流电压转换器18和连接节点19。

第一直流电压转换器14耦连到直流电源12以及连接节点19。电网插头16耦连到交流电网20。整流器17耦连到电网插头16和第二直流电压转换器18。连接节点19连接在第二直流电压转换器18与车辆插头15之间。因此，连接节点19直接耦连到车辆插头15。车辆插头15耦连到牵引电池11。所述控制装置耦连到直流电压转换器14、整流器17和直流电压转换器18，以适当地对这些器件进行控制。

直流电源12例如是光伏设备。整流器17例如是单向整流器。交流电网20例如是具有400v额定电压的三相交流电网或者三相电网。

所述控制装置可以控制所述直流电压转换器14、18和整流器17，使得从直流电源12(“充电模式1”)或者从交流电网20(“充电模式2”)或者从直流电源12和交流电网20一起(“增强模式1”)对牵引电池11进行充电。

在图2中示意性示出了充电系统10的第二实施方式。该实施方式与第一实施方式类似，从而下面主要详细解释不同之处。

在该实施方式中，根据第二实施方式对充电装置13进行设计。该实施方式与第一实施方式类似，从而下面主要详细解释不同之处。

在该实施方式中，整流器17例如是双向整流器。此外，充电装置13具有第一开关21和第二开关22。开关21连接在连接节点19与车辆插头15之间。因此，连接节点19、开关21和车辆插头15串联连接，并且连接节点19间接地，即经由开关21耦连到车辆插头15。开关22与直流电压转换器18并联连接。控制装置耦连到开关21和22。

第一开关21例如是双极接触器，并且可以机械地或电流地分断节点19与车辆插头15之间的不仅正的而且负的连接线路。

第二开关22例如具有同步进行控制的两个半导体开关，其中一个半导体开关在图2中在上方示出，另一个在下方示出。直流电压转换器18具有两个正触点，其在图2中在正方形18处的左上和右上示出，以及两个负触点，其在图2中在正方形18处的左下和右下示出。上方的半导体开关可以选择性地直接彼此连接或短路连接以及电子地分断直流电压转换器18的正触点，而下方的半导体开关可以选择性地直接彼此连接或短路连接以及电子地分断直流电压转换器18的负触点。

控制装置可以控制直流电压转换器14、18，整流器17和开关21、22，使得，

·从直流电源12(“充电模式1”)或者从交流电网20(“充电模式2”)或者从直流电源12和交流电网20一起(“增强模式1”)对牵引电池11进行充电，或者

·牵引电池11(“放电模式1”)或者直流电源12(“放电模式2”)或者牵引电池11与直流电源12一起(“放电模式3”)对交流电网20进行放电。

控制装置被设计，使得，

·在充电模式1中接通开关21并且断开或接通开关22，

·在充电模式2、增强模式1、放电模式1和放电模式3中接通开关21并且断开开关22，并且

·在放电模式2中，断开开关21并且接通开关22。

因为在放电模式2中，第一直流电压转换器14负责直流电源12的电压调整以适应整流器17，从而不需要第二直流电压转换器18。

在图3中示意性示出了充电系统10的第三实施方式。该实施方式类似于第二实施方式，从而下面主要详细解释不同之处。

在该实施方式中，根据第三实施方式对充电装置13进行设计。该实施方式类似于第二实施方式，从而下面主要详细解释不同之处。

在该实施方式中，直流电源12例如是住宅储能器，其具有蓄电池并且因此同时是直流电吸收器。此外，充电装置13具有带有电流隔离的直流电压转换器23和第三开关24。直流电压转换器23连接在直流电压转换器18与连接节点19之间。因此，直流电压转换器18和直流电压转换器23形成串联电路，并且整流器17、直流电压转换器18、直流电压转换器23、连接节点19、开关21和车辆插头15串联连接。开关24并联连接到直流电压转换器23。控制装置耦连到直流电压转换器23和开关24。

第三开关24例如具有同步进行控制的两个单极接触器，其中一个在图3中在上方示出，另一个在下方示出。直流电压转换器23具有两个正触点，其在图3中在正方形23处的左上和右上示出，以及两个负触点，其在图3中在正方形23处的左下和右下示出。上方的接触器可以选择性地直接彼此连接或短路连接和机械或电流地分断直流电压转换器23的正触点，而下方的接触器可以选择性地直接彼此连接或短路以及机械或电流地分断直流电压转换器23的负触点。

控制装置可以控制直流电压转换器14、18、23，整流器17和开关21、22、24，使得

·从直流电源12(“充电模式1”)或者从交流电网20(“充电模式2”)或者从直流电源12和交流电网20一起(“增强模式1”)对牵引电池11进行充电，或者

·从牵引电池11(“充电模式4”)或者从交流电网20(“充电模式5”)或者从牵引电池11和交流电网20一起(“增强模式2”)对直流电源12进行充电，或者

·牵引电池11(“放电模式1”)或者直流电源12(“放电模式2”)或者牵引电池11与直流电源12一起(“放电模式3”)对交流电网20进行放电。

控制装置被设计为，使得

·在充电模式1和充电模式4中接通开关21，断开或接通开关22并且断开开关24，

·在充电模式2、增强模式1、增强模式2、放电模式1和放电模式3中接通开关21，断开开关22并且断开开关24，并且

·在充电模式5和放电模式2中断开开关21，接通开关22并且接通开关24。

因为在充电模式5和放电模式2中，直流电压转换器14负责调整直流电源12的电压以适应整流器17，从而不需要直流电压转换器18。此外，在充电模式5和放电模式2中，开关21将牵引电池11从充电装置13电流分断，从而不需要直流电压转换器23。

在图4中示意性示出了充电系统10的第四实施方式。该实施方式类似于第三实施方式，从而下面主要详细解释不同之处。

在该实施方式中，根据第四实施方式对充电装置13进行设计。该实施方式类似于第三实施方式，从而下面主要详细解释不同之处。

在该实施方式中，省去了第三实施方式的第二开关22，并且直流电压转换器23连接在整流器17与直流电压转换器18之间。因此，直流电压转换器23和直流电压转换器18形成串联电路，并且整流器17、直流电压转换器23、直流电压转换器18、连接节点19、开关21和车辆插头15串联连接。此外，开关24并联连接到由直流电压转换器23和直流电压转换器18组成的串联电路。

由直流电压转换器23和直流电压转换器18组成的串联连接具有两个正触点，其在图4中在正方形23处的左上和正方形18处的右上示出，以及两个负触点，其在图4中在正方形23处的左下和正方形18处的右下示出。开关24的上方接触器可以选择性地直接彼此连接或短路以及机械或电流地分断串联电路23-18的正触点，而开关24的下方接触器可以选择性地直接彼此连接或短路以及机械或电流地分断串联电路23-18的负触点。

控制装置可以控制直流电压转换器14、18、23，整流器17和开关21、24，使得

·从直流电源12(“充电模式1”)或者从交流电网20(“充电模式2”)或者从直流电源12和交流电网20一起(“增强模式1”)对牵引电池11进行充电，或者

·从牵引电池11(“充电模式4”)或者从交流电网20(“充电模式5”)或者从牵引电池11和交流电网20一起(“增强模式2”)对直流电源12进行充电，或者

·牵引电池11(“放电模式1”)或者直流电源12(“放电模式2”)或者牵引电池11与直流电源12一起(“放电模式3”)对交流电网20进行放电。

控制装置被设计为，使得

·在充电模式1、充电模式2、充电模式4、增强模式1、增强模式2、放电模式1和放电模式3中接通开关21并且断开开关24，并且

·在充电模式5和放电模式2中断开开关21并且接通开关24。

因为在充电模式5和放电模式2中，直流电压转换器14负责调整直流电源12的电压以适应整流器17，从而不需要直流电压转换器18。此外，在充电模式5和放电模式2中，开关21将牵引电池11从充电装置13电流分断，从而不需要直流电压转换器23。

在图5中示意性示出了充电系统10的第五实施方式。该实施方式类似于第四实施方式，从而下面主要详细解释不同之处。

在该实施方式中，根据第五实施方式对充电装置13进行设计。该实施方式类似于第四实施方式，从而下面主要详细解释不同之处。

在该实施方式中与在第三实施方式中一样的是，直流电压转换器23连接在直流电压转换器18与连接节点19之间。此外，充电系统10具有另外的直流电源25，并且充电装置13针对或者为了直流电源25还具有另外的直流电压转换器26。直流电源25例如是光伏设备。控制装置耦连到直流电压转换器26。

由直流电压转换器18和直流电压转换器23组成的串联连接具有两个正触点，其在图5中在正方形18处的左上和正方形23处的右上示出，以及两个负触点，其在图5中在正方形18处的左下和正方形23处的右下示出。开关24的上方接触器可以选择性地直接彼此连接或短路以及机械或电流地分断串联电路18-23的正触点，而开关24的下方接触器可以选择性地直接彼此连接或短路以及机械或电流地分断串联电路18-23的负触点。

控制装置可以控制直流电压转换器14、18、23、25，整流器17和开关21、24，使得

·从直流电源12(“充电模式1”)或者从直流电源25(“充电模式1a”)或者从交流电网20(“充电模式2”)或者从直流电源12和交流电网20一起(“增强模式1”)或者从直流电源12和直流电源25一起(“增强模式1a”)或者从交流电网20和直流电源25一起(“增强模式1b”)或者从直流电源12、交流电网20和直流电源25一起(“增强模式1c”)对牵引电池11进行充电，或者

·从牵引电池11(“充电模式4”)或者从直流电源25(“充电模式4a”)或者从交流电网20(“充电模式5”)或者从牵引电池11和交流电网20一起(“增强模式2”)或者从牵引电池11和直流电源25一起(“增强模式2a”)或者从交流电网20和直流电源25一起(“增强模式2b”)或者从牵引电池11、交流电网20和直流电源25一起(“增强模式2c”)对直流电源12进行充电，或者

·牵引电池11(“放电模式1”)或者直流电源12(“放电模式2”)或者直流电源25(“放电模式2a”)或者牵引电池11与直流电源12一起(“放电模式3”)或者牵引电池11与直流电源25一起(“放电模式4”)或者直流电压12与直流电源25一起(“放电模式5”)或者牵引电池11与直流电源12和直流电源25一起(“放电模式6”)对交流电网20进行放电。

控制装置被设计为，使得

·在充电模式1、充电模式1a、充电模式2、增强模式1、增强模式1a、增强模式1b、增强模式1c、充电模式4、增强模式2、增强模式2a、增强模式2c、放电模式1、放电模式3、放电模式4和放电模式6中接通开关21并且断开开关24，并且

·在充电模式4a、充电模式5、增强模式2b、放电模式2、放电模式2a和放电模式5中断开开关21并且接通开关24。

因为在充电模式4a中，直流电压转换器14和直流电压转换器26负责调整直流电源12的电压以适应直流电源25；在充电模式5、增强模式2b和放电模式2中，直流电压转换器14负责调整直流电源12的电压以适应整流器17；在放电模式2a中，直流电压转换器26负责调整直流电源25的电压以适应整流器17；以及在放电模式5中，直流电压转换器14和26负责调整直流电源12和25的电压以适应整流器17，从而在这些模式中不需要直流电压转换器18。此外，在充电模式4a、充电模式5、增强模式2b、放电模式2、放电模式2a和放电模式5中，开关21将牵引电池11从充电装置13电流分断，从而不需要直流电压转换器23。

根据需要，之前描述的每种实施方式可以与至少一个其余实施方式结合。

附图标记列表

10充电系统

11牵引电池

12直流电源

13充电装置

14第一直流电压转换器

15车辆插头

16电网插头

17整流器

18第二直流电压转换器

19连接节点

20交流电网

21第一开关

22第二开关

23具有电流隔离的直流电压转换器

24第三开关

25另外的直流电源

26另外的直流电压转换器