1.本发明涉及一种用于对电动车辆充电的电动车辆充电装置，包括电动车辆供电设备。此外，本发明涉及一种用于通过电动车辆充电装置对电动车辆充电的方法。
背景技术：2.这样的电动车辆充电装置是已知的，其中，已知的电动车辆充电装置包括被配置用于提供电能以对电动车辆充电的电源模块和被配置用于将电源模块连接到电动车辆以对电动车辆充电的输出端。具有直流dc+线和dc-线的dc总线设置在电源模块和输出端之间并连接到电源模块和输出端，并且被配置用于将电能从电源模块传输到输出端。dc+线和dc-线中的每一个都设置有接触器，该接触器被配置为选择性地允许电流从电源模块流向输出端。此外，具有预充电电阻器的预充电电路与dc+线或dc-线之一的接触器并联设置。
技术实现要素：3.在将电动车辆连接到电动车辆供电设备之后，在开始对电动车辆充电之前，必须对电动车辆供电设备的输出端进行预充电。在预充电期间，电动车辆的车辆电池还没有连接到直流总线，因为dc+线和dc-线的接触器处于打开位置。预充电涉及将输出处的电压充电至接近车辆电池的电池电压，容差为
±
20v，并对输出端处的内部电容器充电，以防止或限制车辆电池连接到dc总线时的高涌入电流。如果不防止或限制高涌入电流，则dc+线和dc-线的接触器可能会被高涌入电流损坏。
4.在当前的充电标准中，只考虑了dc+线和dc-线之间的预充电。但是，电动车辆供电设备和要被充电的电动车辆之间实际上涉及三个连接，即dc+线、dc-线和pe(保护接地)线。在已知的电动车辆供电设备中，预充电电路仅用在dc+线上或在dc-线上。已知电动车辆供电设备的缺点是，由于电动车辆供电设备和电动车辆之间的y电容和不平衡，在没有预充电电路的线上已经出现高涌入电流。
5.本发明的一个目的是提供一种电动车辆充电装置或一种用于对电动车辆充电的方法，其中，防止出现高涌入电流。
6.根据第一方面，本发明提供一种用于对电动车辆充电的电动车辆充电装置，包括电动车辆供电设备(evse)，其中，该evse包括：
7.电源模块，被配置用于提供电能以对电动车辆充电，
8.输出端，被配置用于将电源模块连接到电动车辆，以对电动车辆充电，和
9.直流(dc)总线，具有dc+线和dc-线，并设置在电源模块和输出端之间并连接到电源模块和输出端，并且被配置用于将电能从电源模块传输到输出端，
10.其中，dc+线和dc-线中的每一个设置有接触器，该接触器被配置用于选择性地允许电流从电源模块流向输出端，并且
11.其中，第一预充电电路与dc+线的接触器并联设置，并且第二预充电电路与dc-线的接触器并联设置。
12.在根据本发明的电动车辆充电装置的使用期间，evse的输出端的预充电在dc总线的dc+线和dc-线中的每一个上执行，特别是同时执行。由于在dc总线的dc+线和dc-线上执行预充电，所以可以在dc+线和dc-线上限制在dc+线和dc-线之一处出现的高涌入电流，或者在理想情况下可以消除在dc+线和dc-线之一处出现高涌入电流的风险。
13.在本专利申请的上下文中，输出端可以被理解为包括充电电缆和充电连接器、受电弓和/或用于将电动车辆连接到evse的自动连接系统。
14.此外，在本技术的上下文中，电动车辆供电设备(evse)可以被称为电动车辆充电器、电动车辆、ev、充电站、电再充电点、充电点(charging point)、充电点(charge point)、充电桩或电子充电站(ecs)。电动车辆充电器是基础设施中的元件，其例如通过充电电缆和充电连接器、通过受电弓和/或通过到ev的自动连接系统对电动车辆(包括电动汽车、社区电动车辆、电动公共汽车和插电式混合动力车)的再充电提供电能。电动车辆充电器通常符合电动车辆快速充电标准，例如根据在美国和欧盟(eu)中用于对电动车辆充电的iec 61851-23和sae j1772标准的所谓组合充电系统(ccs)协议。组合充电系统(ccs)协议是一种用于对电动车辆充电的快速充电方法，通过源自sae j1772标准(iec类型1)或iec类型2连接器的充电连接器输送高压直流电。所提出的电动车辆充电装置可以有利地用于甚至更高的充电电流，例如或超过500a、600a或3000a，电压例如或超过1000v、1500v或3000v和/或结合尚未定义的需要更高电流的更新标准。
15.在一个实施例中，第一预充电电路和第二预充电电路中的每一个包括预充电电阻器。优选地，第一预充电电路和第二预充电电路中的每一个包括预充电继电器，该预充电继电器布置在预充电电阻的下游并且与该预充电电阻串联布置。通过将预充电电阻器和预充电继电器串联布置并分别并联dc+线和dc-线的接触器，当相应的接触器打开且相应的预充电继电器闭合时，可以在预充电期间切换到预充电电阻器，使得没有电流可以流过相应的接触器并且电流可以流过预充电电阻器。当预充电完成时，相应的预充电继电器打开，并且关联的接触器闭合，使得电流可以流过闭合的接触器，以对电动车辆充电。
16.在一个实施例中，第一预充电电路和第二预充电电路中的至少一个包括具有多个矩阵电阻器的预充电电阻器矩阵。在一个实施例中，多个矩阵电阻器彼此串联布置。优选地，多个矩阵电阻器彼此并联布置。当预充电电路只有单个预充电电阻器时可能是不利的，因为一旦预充电电阻器短路或发生其他故障，就将会有巨大的涌入电流，例如，当接触器闭合时。预充电电阻器矩阵的优点在于，当矩阵电阻器中的一个短路或发生其他故障时，仍然可以通过矩阵电阻器中一个或多个来限制巨大的涌入电流，甚至可以防止出现巨大的涌入电流。
17.优选地，第一预充电电路和第二预充电电路中的每一个包括预充电继电器，该预充电继电器布置在预充电电阻器矩阵的下游并且与预充电电阻器矩阵串联布置。
18.在一个实施例中，evse包括一个或多个x电容器和/或一个或多个y电容器。通过在dc+线和dc-线之间，特别是在第一和第二预充电电路的下游设置一个或多个x电容器，可以通过这样的一个或多个x电容器滤波由dc总线传输的直流(dc)。
19.在一个实施例中，evse包括隔离监测装置和/或一个或多个隔离电阻器。在使用期间，可能会出现例如dc+线和接地之间的电阻突然下降到预定值以下的情况。这样的电阻下降可能导致dc总线上的电流增加，该增加的电流可能例如对于dc+线和dc-线的接触器是有
害的。隔离监测装置旨在发出警报和/或断开电源模块，例如通过打开dc+线和dc-线的接触器，以防例如在dc+线和接地之间电阻突然下降。这是有利的，因为这可以防止dc总线上出现过高的电流。
20.在一个实施例中，dc总线是第一dc总线，dc+线是第一dc+线并且dc-线是第一dc-线，其中，电动车辆充电装置包括具有电池的电动车辆、被配置用于被连接或连接到evse的输出端的输入端和在输入端与电池之间的第二dc总线，其中，第二dc总线具有第二dc+线和第二dc-线，所述第二dc+线和所述第二dc-线的每一个设置有第二接触器。当将电动车辆连接到evse时，第二dc+线和第二dc-线上的第二接触器打开，使得在将电动车辆连接到evse时电动车辆的电池不直接连接到第一dc总线和evse的电源模块。这是有利的，因为由此防止电动车辆的电池通过预充电电路连接到电源模块。
21.在一个实施例中，dc总线包括保护接地线。
22.根据第二方面，本发明提供一种用于通过电动车辆供电设备(evse)对电动车辆充电的方法，该电动车辆供电设备包括：
23.电源模块，被配置为提供电能以对电动车辆充电，
24.输出端，被配置用于将电源模块连接到电动车辆，以对电动车辆充电，和
25.直流(dc)总线，具有dc+线和dc-线，并设置在电源模块和输出端之间并连接到电源模块和输出端，并且被配置用于将电能从电源模块传输到输出端，
26.其中，dc+线和dc-线中的每一个设置有接触器，该接触器被配置用于选择性地允许电流从电源模块流向输出端，并且
27.其中，第一预充电电路与dc+线的接触器并联设置，并且第二预充电电路与dc-线的接触器并联设置，
28.其中，该方法包括以下步骤：
[0029]-在dc+线和dc-线中的每一个的接触器打开的同时，将电动车辆连接到evse，尤其是其输出端；
[0030]-在dc+线和dc-线上对evse的输出端进行预充电；以及
[0031]-在预充电完成时，闭合dc+线和dc-线中的每一个的接触器，以开始对电动车辆充电。
[0032]
根据本发明的方法至少具有与关于根据本发明的第一方面的电动车辆充电装置描述的相同的技术优点。
[0033]
在一个实施例中，dc总线是第一dc总线，dc+线是第一dc+线并且dc-线是第一dc-线，其中，电动车辆充电装置包括具有电池的电动车辆、被配置用于被连接或连接到evse的输出端的输入端和在输入端与电池之间的第二dc总线，其中，第二dc总线具有第二dc+线和第二dc-线，所述第二dc+线和所述第二dc-线的每一个设置有第二接触器，
[0034]
其中，将电动车辆连接到evse的步骤包括在第二dc+线和第二dc-线中的每一个的第二接触器打开的同时将电动车辆连接到evse。
[0035]
在一个实施例中，在预充电完成时，闭合dc+线和dc-线中的每一个的接触器以开始对电动车辆充电的步骤包括：闭合第二dc+线和第二dc-线中的每一个的第二接触器。
[0036]
说明书中描述和示出的各个方面和特征可以在任何可能的情况下单独应用。这些单独的方面，特别是所附从属权利要求中描述的方面和特征，可以成为分案专利申请的主
题。
附图说明
[0037]
本发明将基于附图中所示的示例性实施例进行阐述，其中：
[0038]
图1示出了根据本发明的实施例的具有带有预充电电路的电动车辆供电设备的电动车辆充电装置的示意图，该预充电电路具有预充电电阻器；和
[0039]
图2示出了图1的预充电电阻器的替代方案的示意图。
具体实施方式
[0040]
图1中示出了根据本发明的实施例的电动车辆充电装置1的示意图。电动车辆充电装置1设置有电动车辆供电设备2，evse，用于向电动车辆3供应电能以对电动车辆3、特别是其电池40进行充电。
[0041]
如图1所示，evse 2包括被配置用于从未示出的电源接收电能的电源模块10，其中，电源可以是交流(ac)电源，例如电网，或者直流(dc)电源，例如电源柜。电源模块10被配置用于将接收的电能转换为适合对电动车辆3充电的直流(dc)。为了在电源模块10和电动车辆3之间建立电连接，evse配备有第一dc总线11和位于evse 2外部的未示出的插头，以被插入电动车辆3的未示出的插座中，如由虚线示意性地指示的。插头限定evse 2的输出端，其中，第一dc总线11在输出端和电源模块10之间延伸和/或是evse 2的输出端的一部分。插座是电动车辆3的输入端的至少一部分。
[0042]
尽管图1似乎示出了电动车辆3的电源模块10和电池40直接相互连接，但应注意，所描述的插头和插座设置在evse 2和电动车辆3之间。因此，在evse 2和电动车辆3之间存在插头和插座连接，以便将它们彼此可释放地连接。
[0043]
第一dc总线11包括第一dc+线12、第一dc-线13和第一保护接地(pe)线14。第一dc+线12和第一dc-线13从电源模块10延伸到电动车辆3，并且pe线14从evse 2内的电接地15延伸到电动车辆3。提供pe线14用于将故障电流安全地引导到接地并且远离电动车辆充电装置1的用户，以便防止用户受到电动车辆充电装置1的电击。如图1中示意性地指示的，第一dc+线12、第一dc-线13和第一pe线14中的每一个由于用于制造第一dc+线12、第一dc-线13和第一pe线14的材料的特性而具有线电阻16和线电感17。
[0044]
如图1所示，第一dc+线12具有第一dc+接触器18，并且第一dc-线13具有第一dc-接触器19，用于选择性地将evse 2的电源模块10连接到电动车辆3的电池40。在电源模块10的下游且在第一dc+接触器18和第一dc-接触器19的上游，第一x电容器20设置在第一dc+线12和第一dc-线13之间，第一y电容器21设置在第一dc+线12和第一pe线14之间，并且第二y电容器22设置在第一dc-线13和第一pe线14之间。另外，第一隔离电阻器23设置在第一dc+线12和pe线14之间，并且第二隔离电阻器24设置在在第一dc-线13和pe线14之间，它们均在电源模块10的下游且在第一dc+接触器18和第一dc-接触器19的上游。
[0045]
在第一dc+接触器18和第一dc-接触器19的下游，第二x电容器25设置在第一dc+线12和第一dc-线13之间。第二x电容器25被配置为用作第一dc+线12和第一dc-线13之间的第一dc的滤波器。在第一dc+线12和pe线14之间并且在第一dc-线13和pe线14之间，设置具有电流计27和隔离监测电阻器28的隔离监测装置imd 26。每个imd 26被配置用于至少分别监
测第一dc+线12和第一pe线14之间或第一dc-线13和第一pe线14之间的evse 2，并且被配置为当第一dc+线12和第一pe线14之间或第一dc-线13和第一pe线14之间的电阻分别下降到低于预定阈值时发出警报和/或使电源模块10与电动车辆3断开连接。
[0046]
如图1所示，电动车辆3设置有第二dc总线41，其具有第二dc+线42、第二dc-线43和第二pe线44，被配置为通过插头和插座连接方式连接到第一dc总线11。第二dc+线42和第二dc-线43中的每一个分别设置有第二dc+接触器45和第二dc-接触器46，用于选择性地将电池40连接到电源模块10。在第二接触器45、46的上游，第一测量电阻器47和第二测量电阻器48串联布置在第二dc+线42和第二dc-线43之间。在第二接触器45、46的下游，第三x电容器49布置在第二dc+线42和第二dc-线43之间，第三y电容器50布置在第二dc+线42和第二pe线44之间，并且第四y电容器51布置在第二dc-线和第二pe线44之间。此外，第三隔离电阻器52布置在第二dc+线42和第二pe线44之间，并且第四隔离电阻器53布置在第二dc-线43和第二pe线44之间。
[0047]
当电动车辆3需要被充电时，第二dc总线41和第一dc总线11通过所描述的插头和插座连接方式相互连接，同时至少第二接触器45、46打开，使得在将插头插入插座时电源模块10不直接连接到电动车辆3的电池40。这样做是为了防止出现高涌入电流。优选地，第一接触器18、19也打开。在闭合第一接触器18、19和第二接触器45、46之前，evse 2的输出端被充电到接近电池40的电池电压的电压，容差为
±
20v，并在输出端处对内部电容器(例如第一和第二x电容器20、25以及第一和第二y电容器21、22)充电，以在电池40连接到dc总线11和/或电源模块10时防止或限制高涌入电流。
[0048]
为了执行预充电，evse 2设置有与第一dc+接触器18并联的第一预充电电路60，并设置有与第一dc-接触器19并联的第二预充电电路61。第一和第二预充电电路60、61与相应的第一接触器18、19并联布置，使得第一和第二预充电电路60、61被允许在第一接触器18、19打开时对第一接触器18、19下游的电容进行预充电。通过在第一dc+线12上设置第一预充电电路60并在第一dc-线13上设置第二预充电电路61，可以限制或防止第一dc+线12和第一dc-线13上的高涌入电流。
[0049]
如图1所示，第一预充电电路60和第二预充电电路61中的每一个设置有串联布置的预充电电阻器62和预充电继电器63。预充电继电器63被配置为在打开位置和闭合位置之间移动，在打开位置，相应的预充电电路60、61不能进行预充电，在闭合位置，相应的预充电电路60、61能够进行预充电。
[0050]
图1所示的预充电电阻器62是单个预充电电阻器62。替代地，预充电电阻器62可以由图2所示的预充电电阻器矩阵70代替。预充电电阻器矩阵70包括多个矩阵电阻器71-79。矩阵电阻器71-79以这样的方式布置：多个矩阵电阻器71-73、74-76、77-79彼此串联，并且多个矩阵电阻器71-73、74-76、77-79彼此并联。预充电矩阵70的优点在于，如果矩阵电阻器71-79中的一个(例如矩阵电阻器74)短路或发生其他故障，则其他剩余的矩阵电阻器71-73、75-79可用于接管短路或有其他故障的矩阵电阻器74的功能。这从而防止在预充电电阻器短路或发生其他故障的情况下出现巨大的涌入电流。
[0051]
应当理解，包括以上描述是为了说明优选实施例的操作，而并不意味着限制本发明的范围。根据以上讨论，对于本领域技术人员来说，许多变化将是显而易见的，这些变化仍将包含在本发明的范围内。
[0052]
附图标记列表：
[0053]
1电动车辆充电装置；
[0054]
2电动车辆供电设备；
[0055]
3电动车辆；
[0056]
10电源模块；
[0057]
11第一dc总线；
[0058]
12第一dc+线；
[0059]
13第一dc-线；
[0060]
14第一pe线；
[0061]
15电接地；
[0062]
16线电阻；
[0063]
17线电感；
[0064]
18第一dc+接触器；
[0065]
19第一dc-接触器；
[0066]
20第一x电容器；
[0067]
21第一y电容器；
[0068]
22第二y电容器；
[0069]
23第一隔离电阻器；
[0070]
24第二隔离电阻器；
[0071]
25第二x电容器；
[0072]
26隔离监测装置；
[0073]
27电流计；
[0074]
28隔离监测电阻器；
[0075]
40电池；
[0076]
41第二dc总线；
[0077]
42第二dc+线；
[0078]
43第二dc-线；
[0079]
44第二pe线；
[0080]
45第二dc+接触器；
[0081]
46第二dc-接触器；
[0082]
47第一测量电阻器；
[0083]
48第二测量电阻器；
[0084]
49第三x电容器；
[0085]
50第三y电容器；
[0086]
51第四y电容器；
[0087]
52第三隔离电阻器；
[0088]
53第四隔离电阻器；
[0089]
60第一预充电电路；
[0090]
61第二预充电电路；
[0091]
62预充电电阻器；
[0092]
63预充电继电器；
[0093]
70预充电电阻器矩阵；
[0094]
71-79矩阵电阻器。