用于对电能存储装置充电的充电电路和方法以及电动车与流程

本发明涉及一种用于对电能存储装置充电的充电电路以及具有这种充电电路的电动车。本发明还涉及一种用于对电能存储装置充电的方法。

背景技术：

1、全或至少部分电驱动的车辆具有电能存储装置、例如牵引电池。该电能存储装置可以借助合适的充电装置由外部能源充电。尤其是对于高的充电功率，在此以直流电压的形式提供电能。在此，所提供的直流电压可以对应于要充电的电能存储装置的电压水平。典型的直流电压充电基础设施目前设计用于大约500v的最大充电端部电压。充电电流的调节通常在充电过程期间由充电基础设施执行。

2、此外，还存在具有更高的电池电压(例如800v或更高)的电运行的车辆的特殊情况。为了在常规的充电基础设施处为这种车辆充电，必须将由充电基础设施提供的电压转换为更高的电压水平。

3、文献de 10 2017 123 184 a1描述了一种用于对具有第一储能台和第二储能台的电能存储系统充电的设备和方法。在此，施加的充电电压对应于储能台的额定电压。为了充电，各个储能台并联连接。

技术实现思路

1、本发明提供了一种具有独立权利要求的特征的用于对电能存储装置充电的充电电路和方法以及机动车。另外的有利的实施方式是从属权利要求的主题。

2、因此设置的是：

3、一种用于对电能存储装置充电的充电电路，具有输入接头、第一输出接头和第二输出接头以及直流变压器。输入接头设计用于与直流电压源连接。第一输出接头设计用于与能量存储装置的第一部分连接。第二输出接头设计用于与能量存储装置的第二部分连接。直流变压器在直流变压器的输入端处与充电电路的输入接头电连接。此外，直流变压器在直流变压器的输出端处与充电电路的第二输出接头电连接。此外，充电电路的输入接头与充电电路的第一输出接头直接电连接。

4、还设置的是，

5、一种电动车，其具有电能存储装置和根据本发明的用于对电能存储装置充电的充电电路。电能存储装置包括第一连接点、第二连接点和中间接头。电能存储装置的第一部分与第一连接点和中间接头电连接。电能存储装置的第二部分与第二连接点和中间接头电连接。

6、最后设置的是：

7、一种用于对电能存储装置充电的方法，该方法具有用于将充电电路的输入接头与电能存储装置的第一部分直接电连接的步骤。此外，该方法包括用于将充电电路的输入接头处的电压转换为另外的电压的步骤和用于在电能存储装置的第二部分处提供所述另外的电压的步骤。

8、本发明的优点

9、本发明基于以下知识，即电动车中的电能存储装置的额定电压可以超过常规的充电站的最大充电电压。为了能够在常规的充电站处对这种电能存储装置进行充电，因此必须设置充电电路，该充电电路能够实现对具有高的额定电压的电能存储装置进行充电。这样的充电电路通常是相对复杂的并且导致显著的成本。此外，在直流电压转换中还产生电损耗，由此降低对能量存储装置充电的效率。

10、因此，本发明的构思是，考虑该知识并且能够实现电能存储装置的尽可能简单的和有效的充电，其中使用直流电压作为充电电压，其电压高度低于电能存储装置的额定电压。为此设置的是，仅在电能存储装置的与充电电压相对应的部分处提供由电能源(例如充电站)提供的电压。此外，通过直流变压器向电能存储装置的剩余的部分提供电能，其中直流变压器也由充电站供电。以该方式，电能存储装置的第一部分可以直接由充电站供电，而不会在此在充电电路内产生另外的损耗。此外，直流变压器可以根据用于对电能存储装置充电的电压条件来调整电能存储装置的剩余的部分的充电电压。以该方式，可以通过由充电站提供的电压和通过直流变压器提供的另外的电压之和来提供电压，该电压也适用于对电能存储装置充电，其端部电压高于来自充电站的充电电压。

11、然而，因为在此仅用于电能存储装置的第二部分的部分电压必须借助直流变压器来转换，所以直流变压器的电损耗低于在充电电路中的电损耗，在充电电路中，用于电能存储装置的充电电压完全经由直流变压器提供。因此，可以提高对电能存储装置充电的总效率。

12、此外，用于对电能存储装置充电的电能的仅一部分也必须通过根据本发明的充电电路中的直流变压器来转换。因此，直流变压器可以相应更小地设计。

13、根据实施方式，第一输出接头的连接点和第二输出接头的连接点彼此电连接。由第一输出接头的连接点和第二输出接头的连接点(其相互连接)形成的节点可以与电能存储装置的中间接头连接。充电电路的两个输出接头的分别剩余的连接点可以相应与电能存储装置的外部接头连接。因此，具有中间接头的电能存储装置可以借助充电电路进行接触和充电。

14、根据实施方式，直流变压器设计用于，将直流变压器的输入端与直流变压器的输出端电流分离。电流分离可以例如借助相应的变压器等来实现。以该方式，直流变压器在输出端处提供无电势的直流电压。

15、根据实施方式，充电电路包括控制装置。控制装置设计用于调节直流变压器的输出电压和/或输出电流。尤其地，控制装置可以根据预定的参数和/或目标值来设定直流变压器的输出电流和/或输出电压。

16、根据实施方式，控制装置设计用于，在使用第一输出接头处的电压的情况下设定直流变压器的输出电压。为此，例如可以在输出接头处或在与输出接头电连接的输入接头处设置合适的电流传感器。以该方式，直流变压器的输出电压可以与充电电路的未调节的第一输出接头处的电压比率相对应地被设定。

17、根据实施方式，控制装置设计用于，在直流变压器的输出端处设定电压，使得直流变压器的输出端处的电压与能量存储装置的第二部分的目标电压的比率对应于第一输出接头处的电压与能量存储装置的第一部分的目标电压的预设的比率。

18、根据实施方式，控制装置设计用于，在使用第一输出接头处的输出电流和/或电压的情况下设定直流变压器的输出电流。为此，例如可以在第一输出接头处设置用于检测电流和/或电压的合适的传感器。

19、根据实施方式，控制装置设计用于，在直流变压器的输出端处设定输出电流，使得直流变压器的输出电流与电能存储装置的第二部分的目标输出电流的比率对应于第一输出接头处的输出电流与能量存储装置的第一部分的目标输出电流的比率。以该方式，可以在充电电路的两个输出接头处分别设定用于电能存储装置的相应的部分的彼此相对应的充电电流。

20、此外，所描述的对在充电电路的输出接头处的电压和电流的调节也可以以适当的方式彼此组合。例如，充电电压的恒定的比率可以首要被调节，其中充电电流的比率的最大允许的差可以被预设为另外的条件。备选地，充电电流也可以首要被调节，其中电压比率的最大偏差可以被预设为另外的框架条件。

技术特征：

1.一种用于对电能存储装置(2)充电的充电电路(1)，所述充电电路具有：

2.根据权利要求1所述的充电电路(1)，其中，第一输出接头(11)的连接点和第二输出接头(12)的连接点彼此电连接。

3.根据权利要求1或2所述的充电电路(1)，其中，所述直流变压器(14)设计用于，将直流变压器(14)的输入端与直流变压器(14)的输出端电流分离。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的充电电路(1)，所述充电电路具有控制装置(15)，所述控制装置设计用于调节直流变压器(14)的输出电压和/或输出电流。

5.根据权利要求4所述的充电电路(1)，其中，所述控制装置(15)设计用于，在使用第一输出接头(11)处的电压的情况下设定直流变压器(14)的输出电压。

6.根据权利要求4或5所述的充电电路(1)，其中，所述控制装置(15)设计用于，在直流变压器(14)的输出端处设定电压，使得直流变压器(14)的输出端处的电压与能量存储装置(2)的第二部分(22)的目标电压的比率对应于第一输出接头(11)处的电压与能量存储装置(2)的第一部分(21)的目标电压的比率。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的充电电路(1)，其中，所述控制装置(15)设计用于，在使用第一输出接头(11)处的输出电流和/或电压的情况下设定直流变压器(14)的输出电流。

8.根据权利要求7所述的充电电路(1)，其中，所述控制装置(15)设计用于，在直流变压器(14)的输出端处设定输出电流，使得直流变压器(14)的输出电流与能量存储装置(2)的第二部分(22)的目标输出电流的比率对应于第一输出接头(11)处的输出电流与能量存储装置(2)的第一部分(21)的目标输出电流的比率。

9.一种电动车，所述电动车具有：

10.一种用于对电能存储装置(2)充电的方法，所述方法具有以下步骤：

技术总结
本发明涉及对电能存储装置、尤其是电动车的牵引电池的充电，其中电能存储装置具有高于为充电而提供的电压的额定电压。为此，电能存储装置的一部分直接利用所提供的电压来充电，并且电能存储装置的另外的部分借助由直流变压器从为充电而提供的电压转换的电压来充电。以该方式，必须借助变压器来转换为电能存储装置充电所需的能量的仅一部分。

技术研发人员：B·马德尔,O·布鲁姆
受保护的技术使用者：罗伯特·博世有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15