用于车辆的充电设备的制作方法
【专利摘要】用于带有电能储存器（1）的车辆的充电设备，其中，该充电设备包括充电电源（2a）、充电插头（3a）、充电插口（4c）、充电控制仪（5）、交流电充电仪（6）和功率开关器件（7），并且所述充电插口包括九个能电占线的触点，其中，第一触点（11）作为控制触点通过控制导线（Pilot）与充电控制仪连接，第二触点（12）作为接近触点通过接近导线（Proxy）与充电控制仪连接，第三触点（13）作为安全地线触点通过安全引线（PE）与车辆接地线连接，第四触点（14）作为中性线触点通过中性导线（N）与交流电充电仪连接，并且第五触点（15）作为相位1触点通过相位1导线（L1）与交流电充电仪连接，第八触点（18）作为正的直流触点能通过直流正导线（DC+）和通过功率开关器件与电能储存器连接，第九触点（19）作为负的直流触点能通过直流负导线（DC-）和通过功率开关器件与电能储存器连接，第六触点（16）作为相位2触点通过相位2导线（L2"）与直流负导线连接，并且第七触点（17）作为相位3触点通过相位3导线（L3"）与直流正导线连接。
【专利说明】用于车辆的充电设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于带有电能储存器的车辆的充电设备，其中，该充电设备包括充电电源、充电插头、充电插口、充电控制仪、交流电充电仪和功率开关器件，并且该充电插口包括九个能电占线的触点，其中，第一触点作为控制触点通过控制导线与充电控制仪连接，第二触点作为接近触点(Proxykontakt)通过接近导线(Proxyleitung)与充电控制仪连接，第三触点作为安全地线触点通过安全弓I线与车辆接地线连接，第四触点作为中性线触点通过中性导线与交流电充电仪连接，并且第五触点作为相位I触点通过相位I导线与交流电充电仪连接。
【背景技术】
[0002]带有电气化传动系的车辆在世界范围被视为未来的个人机动性的关键。现代的车辆开发致力于解决给车辆内部的用于电牵引能源的储存器充电。最近偏爱线缆连接的、分散的充电方法。这意味着，给车辆用户提供与面积有关的密度的用于车辆的外部充电电源，在该密度时，车辆的平均活动半径至少等于在两个充电电源之间的平均距离。高的充电舒适性通过高的充电率、亦即短的充电时间并且通过用于车辆的充电电源的高的可用性、亦即通过外部的充电电源与车辆的高的兼容性而突出。
[0003]按照现有技术，建立用于线缆连接的充电插头的车辆侧的充电插口，参见例如国际标准草案IEC62196。在该标准草案62196中被称为Typ2的七极的插头向用户提供了如下可能性，即，车辆的电池利用交流电通过单相交流电网或者三相交流电网来充电和/或利用直流电来充电，只要充电电源提供这两种充电方式。在此，功率在利用直流电充电时限制于在电压最大300V-480V时最大80A的电流强度。如果充电电源提供利用直至最大200A的电流强度和最大600V-850V的电压的直流电来充电并且因此能实现更快速的充电，则按照标准草案IEC62196，使用被称为Combo-2插头-插口系统，该插头-插口系统具有特殊的直流触点。
[0004]如果车辆配备有用于Typ2插头的充电插座，则用户可以不利用超过80A的充电直流电借助具有Combo-2插头的充电电源给储存器充电。
【发明内容】
[0005]本发明的任务在于,描述一种用于车辆的电能储存器充电的改善的充电设备。
[0006]该任务通过按照权利要求1的充电设备来解决。本发明的有利的实施形式和进一步扩展方案由从属权利要求得出。
[0007]按照本发明，第八触点作为正的直流触点通过直流正导线和通过功率开关器件与电能储存器连接，以及第九触点作为负的直流触点通过直流负导线和通过功率开关器件与电能储存器连接。此外，按照本发明，第六触点作为相位2触点通过相位2导线与直流负导线连接，并且第七触点作为相位3触点通过相位3导线与直流正导线连接。
[0008]这提供如下优点，S卩，位于第六触点和第七触点之间的外部直流电压也存在于直流负导线和直流正导线之间。
[0009]按照本发明的一种优选的实施形式，所述充电插口具有能由充电控制仪或者能由操作者操纵的保护盖，通过该保护盖能占据打开状态，并且通过该保护盖能占据闭合状态。在闭合状态时遮盖直流正触点和直流负触点。
[0010]通过保护盖产生如下的特别的优点，S卩，能遮盖直流正触点和直流负触点，从而这两个触点在充电设备的按照规定的使用的范围内对于用户在保护盖闭合时不是自由可接近的。
[0011]按照本发明的另一种变型方案，所述充电插口具有盖传感器，能由该盖传感器检测保护盖的状态。此外，本发明按照该变型方案在盖传感器和充电控制仪之间具有数据连接，通过该数据连接能将保护盖的检测到的状态由盖传感器传送到充电控制仪上。
[0012]通过盖传感器，能将保护盖识别为处于确定的状态中。通过充电控制仪，在需要的情况下可以将保护盖置于另一个状态中。备选地，可以向操作者显示保护盖的错误位置。
[0013]优选地，第一充电插头以插头-插口连接的形式在保护盖打开时或者在保护盖闭合时能插到充电插口上,该充电插头构成为至少三极的并且最高七极的。第一充电插头的至少三个核心极(Kernpol)是电占线的,其中，在与第一充电插头建立好插头-插口连接时，前三个触点占线相符地与第一充电插头的核心极连接，并且最高的七个极占线相符地与插口的前七个触点连接。在与第一充电插头建立好插头-插口连接时，所述保护盖能闭合或已闭合。
[0014]第一充电插头可以在其几何基本形状方面例如构成为按照国际标准草案IEC62196的Typ2的插头，并且车辆的充电插口在其几何构型方面构成为Combo-2类型的充电插座。利用充电插头的核心极表示插头的如下各极，这些极在按照规定建立好插头-插口连接时与控制触点、接近触点和安全地线触点电接触导通。第一充电插头在其几何基本形状方面也可以构成为按照国际标准草案IEC62196的Typl插头。该插头具有五个极，这些极能占线相符地与插口的前五个触点连接。占线相符性意味着，在按照规定建立插头-插口连接时，插头的预定的第一极与插口的第一触点连接，插头的预定的第二极与插口的第二触点连接，插头的预定的第三极与插口的第三触点连接，插头的预定的第四极与插口的第四触点连接，并且插头的预定的第五极与插口的第一触点连接。因此插头的每个电极与充电插口的九个触点中的预定的触点电连接。占线相符的连接例如可以通过插头在充电插口中借助于突出部、凸起部或者滑槽(Schiene)的机械引导来保证。
[0015]按照本发明的另一种实施形式，在与第一充电插头建立好插头-插口连接时并且在第四触点和第五触点通过充电电源以交变电压电占线时，电池能通过交流电充电仪充电。
[0016]这意味着，充电设备的用户可以将车辆通过第一充电插头与提供单相交流电的充电电源连接，以用于给电能储存器充电。
[0017]备选地，在与第一充电插头建立好插头-插口连接时并且在第六触点和第七触点通过充电电源以直流电压电占线时，电池在通过功率开关器件建立好功率连接时并且在保护盖闭合时可利用直流电充电。
[0018]如果按照标准草案IEC62196,第一充电插头构成为Typ2插头并且充电插座构成为Combo-2，充电电源提供直流电并且用户将车辆通过第一充电插头与充电电源连接，则电能储存器在保护盖闭合时可利用直流电来充电。按照标准草案IEC62196，用于利用直流电充电的直流电对于Typ2插头限制于最大80A。这种充电方式被称为低直流充电。在以Typ2插头来低直流充电时，前提条件是:通过充电控制仪能将保护盖探测为处于闭合状态中从而正的直流触点和负的直流触点不能被向外自由可接近地接触。
[0019]如果由充电电源不仅可以提供单相交流电而且可以提供直流电，则由充电控制仪基于电能储存器和充电电源的不同参数来选择并且实施两种充电方式之一。被选择的充电过程由充电控制仪按照现有技术控制或者调节。
[0020]按照本发明的另一种实施形式，第二充电插头以插头-插口连接的形式在保护盖打开时能插到充电插口上。按照这种实施形式，所述第二充电插头构成为至少三极的并且最高九极的，其中，第二充电插头的至少三个核心极是电占线的。在与第二充电插头建立好插头-插口连接时，前三个触点占线相符地与第二充电插头的核心极连接，并且最高的九个极占线相符地与插口的九个触点连接。
[0021]第二充电插头和充电插座可以在其几何基本形状方面例如构成为按照国际标准草案IEC62196的Combo-2插头以及Combo-2充电插座。以充电插头的核心极表不插头的如下各极，这些极在按照规定建立好插头-插口连接时与控制触点、接近触点和安全地线触点电接触导通。插口的其它六个触点占线相符地与插头的最多六个另外的极接触导通，亦即，对于插口的确定的其它的触点可以存在插头的预定的极。
[0022]优选地，在与第二充电插头建立好插头-插口连接时并且在第八触点和第九触点通过充电电源以直流电压电占线时，电池能在通过功率开关器件建立好功率连接时充电。
[0023]如果充电电源提供直流电压以用于充电，则在与第二充电插头建立好插头-插口连接时，即使在电流强度多于80A时也能够利用直流电给电能储存器充电。这种充电方式被称为高直流充电。通过第八触点和第九触点的高直流充电也可以利用按照国际标准草案IEC62196的七极的Combo-1插头。
[0024]附加地，在与第二充电插头建立好插头-插口连接时并且在第四触点和第五触点通过充电电源以交变电压电占线时，电池可以通过交流电充电仪充电。
[0025]这意味着，如果充电电源提供单相交变电压，利用第二充电插头，电能储存器也可以利用交流电充电。如果充电电源在与第二充电插头建立好插头-插口连接时不仅可以提供单相交流电而且可以提供用于高直流充电的直流电，则由充电控制仪基于电能储存器和充电电源的不同的参数来选择并且实施一种充电方式。选择好的充电过程由充电控制仪按照现有技术控制或者调节。
[0026]充电设备提供如下优点，即，通过两个不同的插头可以建立插头-插口连接并且因此可以建立在车辆和充电电源之间的充电连接。与由充电电源支持的充电方式(交流电、低直流、高直流)和使用的插头(Typ2或者Combo2)无关地可以通过车辆的用户建立充电连接。与由充电电源支持的充电方式(交流电、低直流、高直流)和使用的插头(Typ2或者Combo-2 )有关地可以通过充电控制仪实施充电过程，该充电过程基于不同的现有影响参量而是适合的。
[0027]本发明基于以下阐述的考虑:
[0028]对于电动车辆和混合动力车辆存在不同的导电的(亦即线缆连接的)借助外部的充电电源的充电技术。这些线缆连接的充电变型方案之一是AC充电、亦即交流电充电，其中，充电仪处于车辆中。另一种线缆连接的充电变型方案是DC充电、亦即直流充电，其中，充电仪处于外部的充电站中。DC充电也经常被称为快速充电，因为充电功率通常高于AC充电的充电功率。
[0029]国际的插头标准草案IEC62196描述了一种新型的插头-插口系统，该系统也被称为Combo插接系统。以此可能的是，在唯一的车辆充电插座上连接能实现AC充电的插头。在该车辆充电插座上也可以连接能实现DC充电的插头。带有基于Combo插接系统的这样的充电布局的车辆可以不仅借助于AC充电站充电、而且可以借助于DC充电站充电，其中，该车辆仅具有安装好的充电接线。
[0030]Combo插接系统包括充电插座和充电插头。充电插座安置在车辆上。也被称为率禹合器的充电插头在DC充电时固定地与充电站通过充电线缆连接。
[0031]标准草案IEC62196描述了不同的插头-插口变型方案。这涉及例如一种被称为Typ2的插头和一种被称为Combo-2的插头。与充电电源有关地，车辆可以利用Typ2插头以直流电充电，其中，该插头设计为直至80A的充电电流。这种充电变型方案被称为低直流充电。车辆可以利用Combo插头类型的Typ2的插头以直流电充电,其中，该插头设计为直至200A的充电电流。这种充电变型方案被称为高直流充电。为了这种目的，Typ2的Combo插头具有两个按照高的载流能力而设计的极，这两个极也被称为高直流极。Combo插头Typ2的其它极被称为核心极。利用两个插头车辆也可以与充电站有关地以交流电充电。
[0032]与要插到车辆上的插头(按照IEC62196例如Typ2插头、Combo插头的Typl插头或者Combo插头的Typ2插头)无关地，车辆具有一种充电结构，该充电结构包括AC充电仪、通信单元和用于功率接通的DC安全系统。AC充电仪仅对于AC充电是必需的。DC安全系统确保在充电插座上不存在危险的电压。要保证的安全目标是，在接触危险的部件、如例如充电插座的空着的触点上不存在高电压。
[0033]按照现有技术描绘了由用于车辆的不同的外部充电可能性的传播，充电能按照不同的充电变型方案实现。对此不利的是，在车辆中必须存在复杂的充电结构，充电能利用尽可能多的充电变型方案实现。
[0034]充电结构应该特别是能实现低直流充电和高直流充电并且应该与Typ2插头和Typ2的Combo插头兼容。
[0035]因此提出经改善的充电结构，该充电结构具有用于Typ2的Combo插头的充电插口。因此能实现高直流充电。因为用于Typ2的Combo插头的充电插口与Typ2插头相兼容，所以可以利用所提出的充电插座也能实现低直流充电。在充电插座中，确定用于低直流充电的插脚与用于高直流充电的属于高直流极的插脚电连接。因此充电插口具有能探测的保护盖，充电插口的属于高直流极的插脚利用该保护盖能被遮盖。这确保在低直流充电时，属于高直流极的插脚由外部不是可接触地自由可接近。按照这种方式，对于确定用于低直流充电的插脚而言不需要单独的接触器。在使用Typ2的Combo插头时，盖是打开的；在使用Typ2插头时,盖优选是闭合的。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]以下借助附图描述本发明的一种优选的实施例。由此得出本发明的其他的细节、优选的实施形式和进一步扩展方案。相同的附图标记标明相同的特征。[0037]图中详细地示意性地:
[0038]图1示出带有最多七极的充电插头的充电设备，该充电设备适用于低直流充电(现有技术);
[0039]图2示出带有最多九极的充电插头的充电设备，该充电设备适用于高直流充电(现有技术);
[0040]图3示出带有最多九极的充电插头和带有保护盖的充电设备，在保护盖闭合时进行低直流充电；
[0041]图4示出带有最多九极的充电插头和带有保护盖的充电设备，在保护盖打开时进行高直流充电。
【具体实施方式】
[0042]图1示出按照现有技术的用于车辆的电能储存器(I)的充电设备。充电电源(2a)处于车辆外部。按照充电电源的结构形式和配置，通过充电电源提供可以是单相的或三相的交流电和/或直流电以用于给电能储存器充电。所述充电电源例如可以构成为公共的充电站或者构成为安装在车辆用户的家庭区域内的壁盒。
[0043]车辆具有充电插口或者充电插座(4a)，该充电插口或者充电插座通常在外壳的区域内集成到车辆中并且必要时能通过遮蔽盖类似于常见的油箱盖地由外部可接近地制造。
[0044]此外，车辆具有一个充电控制仪(5a)、一个充电仪(6)(该充电仪在图1中形成为单相交流电充电仪)和一个带有两个用于功率接通或者断开的接触器(7)的接触器盒。备选地，为了功率接通或者断开也可以使用MOSFET开关，以便使电能储存器在需要的情况下与充电设备电断开或者连接到充电设备上。没有普遍性的限制，以下由使用保护电路出发。
[0045]车辆的充电插口在图1中具有七个电触点。第一电触点(11)通过控制导线(Pilot)与充电控制仪连接并且被称为控制触点。第二电触点(12)通过接近导线(Proximityleitung) (Proxy)与充电控制仪连接并且被称为接近触点(Proximitykontakt)。第三电触点(13)通过安全引线(PE,保护地线)与车辆的接地线连接并且被称为安全触点。第四电触点(14)构造成中性线触点并且通过中性导线(N)与充电仪连接。第五电触点(15)构成为相触点并且通过相导线(LI)与充电仪连接。第六电触点
(16)构成为相触点并且通过相导线(L2)与接触器盒的两个接触器之一连接。第七电触点
(17)同样地构成为相触点并且通过相导线(L3)与接触器盒的两个接触器中的不与相导线(L2)连接的接触器连接。
[0046]充电插头(3a)能连接到充电插口上。所述充电插头通过线缆与充电电源连接。充电插头具有最多七个极。在此，要注意的是，按照现有技术，充电插头的每个极不必也是电占线的。因此，例如可以使用一种充电插头，该充电插头构造成七极的并且在此具有五个占线极、亦即五个电极。两个未占线极可以由导电的或不导电的材料制成或者最好以隐含的方式构造。
[0047]在充电插头和充电插口之间能唯一地建立一个占线相符的插头-插口连接。这意味着，在建立好占线相符的插头-插口连接(其也被称为充电连接)时，插头的每个电极与充电插口的七个电触点中的预定的电触点电连接。
[0048]常见的充电插头具有至少三个电极，这些电极在充电连接时与控制触点、接近触点和安全触点连接。
[0049]经由接近触点通过充电控制仪能辨识充电连接和充电插头并且例如能激活车辆的防盗锁。
[0050]在充电连接时，控制导线能实现在充电控制仪和充电电源之间的通信并且能实现充电过程的控制或者调节。
[0051]例如，在以存在于第四触点和第五触点之间的单相交流电压进行充电连接时，电能储存器能通过充电仪充电。这种充电方式被称为交流电充电。在此，接触器盒的接触器是打开的。
[0052]如果充电电源通过相触点(L2)和相触点(L3)提供直流电压，则电能储存器能利用直流电充电。在此，接触器通过充电控制仪闭合。
[0053]充电设备的在图1中描述的插头-插口连接符合国际标准草案IEC62196用于电动车辆的线缆连接的充电的Typ2插头。因此，直流充电可以直至80A的电流并且直至300V-480V的电压。这种直流充电的方式在该文献中被称为低直流充电。
[0054]图2示出按照现有技术的用于车辆的电能储存器(I)的充电设备。充电电源(2b )处于车辆外部。按照充电电源的结构形式和配置，通过充电电源提供可以是单相的或三相的交流电和/或直流电以用于给电能储存器充电。所述充电电源例如可以构成为公共的充电站或者构成为安装在车辆用户的家庭区域内的壁盒。
[0055]车辆具有充电插口或者充电插座(4b )，该充电插口或者充电插座通常在外壳的区域中集成到车辆中并且必要时能通过遮蔽盖类似于常见的油箱盖地由外部可接近地制造。
[0056]此外，车辆具有一个充电控制仪(5b)、一个充电仪(6)(该充电仪在图1中形成为单相交流电充电仪)和一个带有两个接触器(7)的接触器盒。
[0057]车辆的充电插口在图2中具有九个触点。这些触点中的两个触点是未电占线的，亦即利用这两个触点不能达到电作用。第一电触点(11)通过控制导线(Pilot)与充电控制仪连接并且被称为控制触点。第二电触点(12)通过接近导线(Proxy)与充电控制仪连接并且被称为接近触点。第三电触点(13)通过安全引线(PE，保护地线)与车辆的接地线连接并且被称为安全触点。第四电触点(14)构造成中性线触点并且通过中性导线(N)与充电仪连接。第五电触点(15)构成为相触点并且通过相导线(LI)与充电仪连接。第六电触点(16’)和第七电触点(17’)未占线。第八电触点(18)通过直流导线(DC+)与接触器盒的所述两个接触器之一连接并且被称为正的直流触点。第九电触点(19)通过直流导线(DC-)与接触器盒的所述两个接触器中的不与直流导线(DC+)连接的接触器相连接。第九触点被称为负的直流触点。
[0058]充电插头(3b)能连接到充电插口上。所述充电插头通过线缆与充电电源连接。充电插头具有最多九个极。在此要注意的是，按照现有技术，充电插头的每个极不必也是电占线的。因此，例如可以使用一种充电插头，该充电插头构造成九极的并且在此具有五个占线极、亦即五个有效电极。四个未占线极可以由导电的或不导电的材料制造或者最好以隐含的方式构造。
[0059]如在图1中那样，在图2中也可在充电插头和充电插口之间唯一地建立一个占线相符的插头-插口连接。这意味着，在充电连接时，插头的每个电极与充电插口的九个触点中的预定的触点电连接。[0060]常见的充电插头具有至少三个电极，这些电极在充电连接时与控制触点、接近触点和安全触点连接。
[0061]控制触点和接近触点的功能如在图1中那样。
[0062]例如在图2中，在以存在于第四触点和第五触点之间的单相交流电压进行充电连接时，电能储存器能通过充电仪在接触器打开时充电。
[0063]如果充电电源通过正的直流触点和负的直流触点提供直流电压，则电能储存器在接触器闭合时能利用直流电充电。
[0064]充电设备的在图2中描述的插头-插口连接符合国际标准草案IEC62196的用于电动车辆的线缆连接的充电的Combo-2插头。因此，直流充电可以为直至200A的电流以及直至600V-850V的电压。直流充电的该方式在该文献中被称为高直流充电并且与低直流充电相比能实现电能储存器的更快速充电。
[0065]图3和图4不出本发明的实施例。描述的是用于车辆的电能储存器(I)的充电设备。
[0066]充电电源(2a或2b)处于车辆外部。按照充电电源的结构形式和配置，通过充电电源提供可以是单相的或三相的交流电和/或直流电以用于给电能储存器充电。所述充电电源例如可以构成为公共的充电站或者构成为安装在车辆用户的家庭区域中的壁盒。
[0067]车辆具有充电插口或者充电插座(4c )，该充电插口或者充电插座通常在外壳的区域内集成到车辆中并且必要时能通过遮蔽盖类似于常见的油箱盖地由外部可接近地制造。
[0068]此外，车辆具有一个充电控制仪(5c)、一个充电仪(6)(该充电仪在图3和图4中形成为单相的或三相的交流电充电仪)和一个带有两个接触器(7)的接触器盒。
[0069]车辆的充电插口在图3和图4中具有九个电占线触点。第一电触点(11)通过控制导线(Pilot)与充电控制仪连接并且被称为控制触点。第二电触点(12)通过接近导线(Proxy)与充电控制仪连接并且被称为接近触点。第三电触点(13)通过安全引线(PE，保护地线)与车辆的接地线连接并且被称为安全触点。第四电触点(14)构造成中性线触点并且通过中性导线(N)与充电仪连接。第五电触点(15)构成为相触点并且通过相导线(LI)与充电仪连接。第八电触点(18)通过直流导线(DC+)与接触器盒的两个接触器之一连接并且被称为正的直流触点。第九电触点(19)通过直流导线(DC-)与接触器盒的所述两个接触器中的不与直流导线(DC+)连接的接触器相连接。第九触点被称为负的直流触点。
[0070]第六电触点(16”)被称为相位2触点，通过电导线(L2”)与负的直流触点(19)短路。第七触点(17”)被称为相位3触点并且通过电导线(L3”)与正的直流触点(18)和直流导线(DC+)短路。在相位2触点和负的直流触点之间的短路以及在相位3触点和正的直流触点之间的短路优选在充电插口内通过与汇流排的连接或者通过相应导线的压接进行，亦即，导线(L3”)与直流导线(DC+)以及导线(L2”)与直流导线(DC-)的压接进行。
[0071]图3和图4中的充电插口具有一个保护盖，通过该保护盖能占据闭合状态(图3中的20b)或者打开状态(图4中的20a)。盖的状态能通过盖传感器(21)确定并且关于盖状态的信息能传输到充电控制仪上。盖状态的识别可以基于借助于霍尔传感器对盖或盖的一部分的磁场的探测。此外，盖的状态能够通过充电控制仪机械地设定。
[0072]在图3中，充电插头(3a)能连接到充电插口上。所述充电插头通过线缆与充电电源(2a)连接。充电插头具有最多七个极。在此要注意的是，充电插头的每个极不必也是电占线的。因此，例如可以使用一种如下的充电插头，该充电插头构造成七极的并且在此具有五个占线极、亦即五个有效电极。未占线极可以由导电的或不导电的材料制造或者最好以隐含的方式构造。
[0073]如在图1和图2中，在充电插头和充电插口之间能唯一地建立一个占线相符的插头-插口连接。这在图3中意味着，在充电连接时，插头的每个电极与充电插口的前七个触点中的预定的触点电连接。
[0074]在图3中没有普遍性的限制地使用国际标准草案IEC62196的用于电动车辆的线缆连接的充电的Typ2插头。
[0075]如果在图3中，通过充电电源，例如在充电连接时在第四触点(14)和第五触点
(15)之间存在单相交变电压，则电能储存器能通过充电仪在接触器打开时充电。
[0076]如果充电电源通过相位2触点和相位3触点提供直流电以用于低直流充电，则电能储存器能在接触器闭合时在如下条件的情况下充电，即，充电控制仪的保护盖闭合并且盖传感器向充电控制仪传送关于保护盖闭合状态的信息。接触器然后才能通过充电控制仪闭合以用于充电。
[0077]用于低直流充电的闭合的保护盖确保，负的直流触点和正的直流触点在低直流充电时不能关于车辆的外壳向外自由可接近地接触。这对于用于车辆的充电设备的使用者或者用户的个人安全是必要的。
[0078]因为直流导线(DC+和DC-)设计用于高直流充电，所以低直流充电是按照设计可能的。
[0079]图4中，充电插头(3b )在保护盖打开时能连接到充电插口上。所述充电插头通过线缆与充电电源(2b)连接。充电插头具有最多九个极。在此要注意的是，充电插头的每个极不必也是电占线的。因此，例如可以使用一种如下的充电插头，该充电插头构造成九极的并且在此具有五个占线极、亦即五个有效电极。未占线极可以由导电的或不导电的材料制造或者最好以隐含的方式构造。
[0080]如在图1、图2和图3中，在充电插头和充电插口之间能唯一地建立占线相符的插头-插口连接。这在图4中意味着，在充电连接时，插头的每个电极与充电插口的九个触点中的预定的触点电连接。
[0081]在图4中没有普遍性的限制地使用国际标准草案IEC62196的用于电动车辆的线缆连接的充电的Combo-2插头。
[0082]如果在图4中通过充电电源例如在充电连接时在第四触点(14)和第五触点(15)之间存在单相交变电压，则电能储存器能通过充电仪在接触器打开时充电。
[0083]如果充电电源通过正的直流触点和负的直流触点提供用于高直流充电，则电能储存器能在接触器闭合时充电。
[0084]带有按照图3或者图4的充电插口的充电设备的优点通过如下方式产生，即，与在充电电源上是否有Typ2插头或者Typ2的Combo插头供使用无关地，并且与通过充电电源提供哪种充电方式(交流电充电、低直流充电或者高直流充电)无关地，车辆的电能储存器不仅能充电，而且由充电站提供的能实现最短的充电时间的充电方式能由充电控制仪选择。对于用户产生高程度的灵活性和对于大量充电电源的充电变型方案的高可用性。图3和图4的技术上的解决方案能成本有利地并且节省结构空间地实现。对于用户，所述充电设备能容易地操作。此外，所述充电设备向用户保证高程度的以防接触高压组件的身体保护。
[0085]从在图3和图4中的实施方式出发，提供了另外两种可能性，这两种可能性分别在于，将相位2导线(L2”)和相位3导线(L3”)以支路的形式附加地与交流电充电仪连接，该交流电充电仪构造成三相交流电充电仪。所述交流电充电仪除了用于中性导线(N)和相位I导线(LI)的输入端之外便具有用于相位2导线和相位3导线的支路的输入端。如果充电电源在建立好充电连接时通过中性导线(N)、相位I导线(LI)、支路的相位2导线和支路的相位3导线提供三相的交流电，则电能储存器能在接触器打开时利用三相的交流电充电。如果利用Typ2的Combo插头建立用于该三相交流电充电的充电连接，则保护盖打开。如果利用Typ2的插头建立用于该三相的交流电充电的充电连接，则保护盖闭合。
[0086]此外，所述充电设备适用于将电能传送到车辆中，以便在车辆停放时以及在建立好充电连接时给车辆的用电器供应电功率。这些用电器的电连接例如可以通过电能储存器的极和以可能的方式在中间连接的直流调节器来进行。这特别是在电能储存器损坏时或者在电能储存器具有受限制的载荷接受能力时(例如在满的充电状态时)是有利的。
【权利要求】
1.用于带有电能储存器(I)的车辆的充电设备，其中，该充电设备包括充电电源(2a)、充电插头(3a)、充电插口(4c)、充电控制仪(5)、交流电充电仪(6)和功率开关器件(7)，并且所述充电插口包括九个能电占线的触点，其中，第一触点(11)作为控制触点通过控制导线(Pilot)而与充电控制仪连接,第二触点(12)作为接近触点通过接近导线(Proxy)而与充电控制仪连接，第三触点(3)作为安全地线触点通过安全引线(PE)而与车辆接地线连接，第四触点(14)作为中性线触点通过中性导线(N)而与交流电充电仪连接，并且第五触点(15)作为相位I触点通过相位I导线(LI)而与交流电充电仪连接，其特征在于， -第八触点(18)作为正的直流触点能通过直流正导线(DC+)和通过功率分离器件而与电能储存器连接， -第九触点(19)作为负的直流触点能通过直流负导线(DC-)和通过功率分离器件而与电能储存器连接， -第六触点(16)作为相位2触点通过相位2导线(L2〃)而与直流负导线连接，并且 -第七触点(17)作为相位3触点通过相位3导线(L3〃)而与直流正导线连接。
2.按照权利要求1所述的充电设备，其特征在于， -所述充电插口具有保护盖， -通过所述保护盖能占据打开状态(20a)， -通过所述保护盖能占据闭合状态(20b)，并且 -在闭合状态时遮盖直流正触点和直流负触点。
3.按照权利要求2所述的充电设备，其特征在于， -所述充电插口具有盖传感器`(21)， -由盖传感器能检测保护盖的状态， -所述充电设备在盖传感器和充电控制仪之间具有数据连接，并且 -保护盖的检测到的状态能通过数据连接由盖传感器传送到充电控制仪上。
4.按照权利要求3所述的充电设备，其特征在于， -第一充电插头以插头-插口连接的形式在保护盖打开时或者在保护盖闭合时能插到充电插口上， -所述第一充电插头构成为至少三极的并且最高七极的， -所述第一充电插头的至少三个核心极是电占线的， -在与第一充电插头建立好插头-插口连接时，前三个触点占线相符地与第一充电插头的核心极连接， -在与第一充电插头建立好插头-插口连接时，所述最高的七个极占线相符地与插口的前七个触点连接，并且 -在与第一充电插头建立好插头-插口连接时，所述保护盖能闭合或已闭合。
5.按照权利要求4所述的充电设备,其特征在于,在与第一充电插头建立好插头-插口连接时并且 -在第四触点和第五触点通过充电电源以交变电压电占线时，电池能通过交流电充电仪充电。
6.按照权利要求4所述的充电设备,其特征在于,在与第一充电插头建立好插头-插口连接时并且-在第六触点和第七触点通过充电电源以直流电压电占线时，电池在建立好功率连接时能通过功率开关器件并且在保护盖闭合时充电。
7.按照权利要求3所述的充电设备，其特征在于， -第二充电插头以插头-插口连接的形式在保护盖打开时能插到充电插口上， -所述第二充电插头构成为至少三极的并且最高九极的， -所述第二充电插头的至少三个核心极是电占线的， -在与第二充电插头建立好插头-插口连接时，前三个触点占线相符地与第二充电插头的核心极连接， -在与第二充电插头建立好插头-插口连接时，所述最高的九个极占线相符地与插口的九个触点连接。
8.按照权利要求7所述的充电设备，其特征在于，在与第二充电插头建立好插头-插口连接时，并且 -在第八触点和第九触点通过充电电源以直流电压电占线时，电池在建立好功率连接时能通过功率开关器件充电。
9.按照权利要求7所述的充电设备，其特征在于，在与第二充电插头建立好插头-插口连接时，并且 -在第四触点和第五触点通过充电电源以交变电压电占线时，电池能通过交流电充电仪充电。`
【文档编号】H02J7/00GK103796866SQ201280044738
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年9月12日 优先权日:2011年9月16日
【发明者】R·韦伯, T·赫尔佐克, J·克拉默尔, M·雷斯蓬德克 申请人:宝马股份公司