用于借助固定主电池组和可更换辅助电池组为电动车辆供电的设备的制造方法_2

文档序号:9815723阅读:来源:国知局
辆电气装置运行。电池组110连接到电源电压接口 AlOO上。
[0025]设备100还包括至少一个接通装置120、140用于接通至少一个可更换蓄电器1、2以便分别提供为电池组110充电的充电电压。此外,设备100包括用于将所述至少一个可更换蓄电器1、2与电池组110电耦合的耦合装置130。耦合装置130设置在所述至少一个接通装置120、140和电池组110之间。耦合装置130尤其是构造用于:在所述至少一个可更换蓄电器1、2借助所述至少一个接通装置120、140接通时,根据固定安装的电池组110的充电状态,将所述至少一个可更换蓄电器1、2与电池组110电耦合或分离。
[0026]用于提供电源电压的设备100能够在行驶期间通过从可更换蓄电器1、2获取的充电电流被再充电,而电池组110同时提供用于使车辆电气装置、如电动机200运行的电源电压。
[0027]电池组110可在设备100中设置为固定安装的电池组,其单元功率优化地设计。电池组110例如可以是低电压或高电压电池组,如是用于提供48V和400V之间的电压的电池组。
[0028]耦合装置130具有第一侧S130a和第二侧S130b。耦合装置的第一侧S130a可与电池组110和电源电压接口 AllO连接。耦合装置的第二侧S130b可与所述至少一个接通装置120、140连接。耦合装置130可包括直流电压转换器(DC/DC转换器),由此可更换蓄电器1、2可与主电池组110耦合,尤其是当可更换蓄电器1、2与主电池组110具有不同的电压水平时。
[0029]所述至少一个可更换蓄电器1、2优选在各自的接通装置120、140上提供小于60V的电压用于为电池组110充电。当电池组110构造为高压蓄电器时一一其产生明显更高的电压、如48V和400V之间的电压,在耦合装置130上需要电流隔离,该电流隔离通过包含于耦合装置中的直流电压转换器引起。当电池组110在电源电压接口 AlOO上提供的电源电压也低于由所述至少一个可更换蓄电器1、2产生的电压、如也低于60V时,则出于成本节省的原因省却通过耦合装置130进行的电流隔离,因为小于60V的电压通常不被归为危险的。
[0030]当所述至少一个可更换蓄电器1、2仅设置用于产生用于给电池组110充电的充电电压时,耦合装置130可构造成单向的。根据一种可能实施方式,设备100可构造用于:借助能量回收(再生)在可更换蓄电器1、2放电后再次为之充电。在设备100的该实施方式中,耦合装置130、尤其是耦合装置的直流电压转换器可构造成双向的,以便能够将回收能源存储于蓄电器1、2中。
[0031]图3示出图2所示的用于在电源电压接口AlOO上提供电源电压以便使车辆电气装置如电动机200运行的设备100,在此在接通装置120或接通装置140上未连接可更换蓄电器I或2。设备100因此仅包括固定安装的电池组110、耦合装置130以及用于接通可更换蓄电器的接通装置120、140。
[0032]在已充电的电池组110中可由电池组110提供足够的功率来满足所要求的功率、如200A电流或实现所要求的电动机200运行持续时间。电池组110不仅可通过可更换蓄电器1、2充电。为了给电池组110充电也可在电源电压接口 AlOO上连接充电器300、如车辆10的车载充电器。因此,电池组110不通过可更换蓄电器之一充电,而是通过充电器300充电。为了给电池组110充电,必须将充电器300连接到用于提供所需要的充电电压的插座上。
[0033]图4示出图2所示的用于提供电源电压以便使车辆电气装置如电动机200运行的设备100,在该设备中,仅一个可更换蓄电器I与接通装置120耦合,而在接通装置140上未连接可更换蓄电器。
[0034]设有控制器500,以便监控由电池组110提供的电源电压以及由可更换蓄电器I提供的用于给电池组110充电的充电电压并且控制耦合装置130。当控制器500确定电池组110充分充电,以致可提供用于使车辆电气装置尤其是电动机200运行的电源电压时,控制器500可这样控制耦合装置130,使得可更换蓄电器I与电池组110解耦或者说分离。相反,当控制器500确定由电池组110提供的电源电压的电平等于第一阈值或低于第一阈值时,控制器500这样控制耦合装置130,使得可更换蓄电器I经由耦合装置130与主电池组110电耦合以便给主电池组充电。
[0035]耦合装置130可构造用于:当可更换蓄电器I与接通装置120接通并且由电池组110在电源电压接口 AlOO上提供的电源电压的电平小于或等于第一阈值并且由可更换蓄电器I在接通装置120上产生的充电电压的电平超过第二阈值时,将可更换蓄电器I与电池组110电耦合,并且在耦合装置130的第一侧130a上产生用于给电池组110充电的充电电流。因此,当控制器500确定固定安装的电池组110例如不再完全充电时,能够从可更换蓄电器I获取能量并且再次给电池组110充电。
[0036]此外,耦合装置130可构造用于:当可更换蓄电器I与接通装置120接通并且由电池组110在电源电压接口 AlOO上提供的电源电压的电平超过第一阈值时,使可更换蓄电器I与电池组110电分离。例如当控制器500确定,基于可更换蓄电器I给电池组110充电而使电池组110再次充分充电时,控制器500这样控制耦合装置130,使得可更换蓄电器I与电池组110分离。
[0037]为了将可更换蓄电器I与固定安装的电池组110连接和分离,可更换蓄电器I例如可具有可控开关元件3,其开关状态可由耦合装置130控制或直接由控制器500控制。当设备100具有仅一个可更换蓄电器I时,可省却该开关元件3,因为耦合装置130并且尤其是包含于其中的直流电压转换器也可将可更换蓄电器I在内部与固定安装的电池组110电分离。
[0038]根据另一种可能实施方式,电源电压接口AlOO可构造用于施加另一充电电压,该充电电压用于给可更换蓄电器I充电。耦合装置130的第一侧S130a与电源电压接口 AlOO连接。耦合装置130构造用于:当可更换蓄电器I与接通装置120接通并且在电源电压接口AlOO上存在用于给可更换蓄电器I充电的所述另一充电电压时,根据可更换蓄电器的充电状态或根据由可更换蓄电器在接通装置120上产生的充电电压的电平,将可更换蓄电器与电源电压接口 Al 00连接。
[0039]根据设备100的该实施方式,可更换蓄电器I可在设备100的回收运行中被充电,其方式是,通过回收车辆10a、1b的车辆动能,在电源电压接口 AlOO上施加所述另一充电电压。在回收运行期间电动机200用作发电机并且在电源电压接口 AlOO上产生用于给可更换蓄电器I充电的所述另一充电电压。
[0040]当控制器500确定,接通装置120上的可更换蓄电器I的电压电平等于第二阈值或低于第二阈值时,可更换蓄电器I经由耦合装置130与电源电压接口 AlOO连接并且可被再充电。在该实施方式中,耦合装置130构造用于:当可更换蓄电器I与接通装置120接通并且由可更换蓄电器I在接通装置120上产生的充电电压的电平小于或等于第二阈值时,在耦合装置130的第二侧S130b上产生用于给可更换蓄电器I充电的充电电流。在给可更换蓄电器I充电后,该可更换蓄电器可再次将能量提供用于为固定安装的车辆电池组110再充电。
[0041]在回收运行期间,车辆动能也可用于给电池组110充电。当电池组110和可更换蓄电器I具有低充电状态时,例如可在回收运行期间首先为电池组110并且随后为可更换蓄电器I再充电。
[0042]图5示出图2所
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