CN108233499A - 用于对电力运行的车辆进行充电的模块化电力电子系统 - Google Patents

用于对电力运行的车辆进行充电的模块化电力电子系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108233499A
CN108233499A CN201711274321.0A CN201711274321A CN108233499A CN 108233499 A CN108233499 A CN 108233499A CN 201711274321 A CN201711274321 A CN 201711274321A CN 108233499 A CN108233499 A CN 108233499A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electronic system
power electronic
module
power
switch element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711274321.0A
Other languages
English (en)
Inventor
S·格茨
V·雷柏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
Publication of CN108233499A publication Critical patent/CN108233499A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H02J7/022—
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0092—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption with use of redundant elements for safety purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/11—DC charging controlled by the charging station, e.g. mode 4
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B60L53/22—Constructional details or arrangements of charging converters specially adapted for charging electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/62—Monitoring or controlling charging stations in response to charging parameters, e.g. current, voltage or electrical charge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/13—Maintaining the SoC within a determined range
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/19—Switching between serial connection and parallel connection of battery modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/21—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having the same nominal voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/30—AC to DC converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/40—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries adapted for charging from various sources, e.g. AC, DC or multivoltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/48—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于对至少一个电力运行的车辆进行充电的电力电子系统，其中，所述电力电子系统具有至少两个模块，所述至少两个模块各自具有：带有DC输出端的至少一个端子对、至少一个整流器(420)、至少一个AC输入端、至少一个DC链路以及多个开关元件(422，423)，其中，所述开关元件(422，423)被安排在所述至少两个模块的所述DC输出端处和/或被安排在所述DC输出端之间，其方式为使得，在所述至少两个模块之间，可以通过所述开关元件(422，423)的合适开关状态来选择性地动态设定至少一种串联电路配置和一种并联电路配置。

Description

用于对电力运行的车辆进行充电的模块化电力电子系统
技术领域
本发明涉及一种用于对充电桩处的至少一个电力运行的车辆进行充电的模块化电力电子系统并且涉及相应的方法。
背景技术
现代电动车辆一般允许两种充电模式。车辆具有用于以常规AC电压进行充电的车载充电设备或三相插座，所述充电设备既执行所需的向直流电的转换还控制对应的充电操作。然而，由于一般不高于16A或32A的可用连接功率的缘故，并且由于安装具有充足功率的充电装置的缘故，这种AC充电模式在充电速度方面非常受限。这导致现代电动车辆具有每100km几小时的充电时间。
由于AC充电的高充电时间的缘故，开发了借助DC电压的DC充电。与AC充电相反，在这种情况下，相应的车辆本身不具有充电设备。相反，车辆外部的充电桩执行充电过程并同样地如对对应的车辆电池进行充电所必须的形成电压和电流。在充电过程中，相应地设置的DC充电线直接连接至车辆中高压电池的相应极。DC充电站的功率目前高达50kW。然而，将期望区域中大于300kW的充电功率，从而超越大于20km/min的充电速度。而且，应该追求高达1000V的充电电压，从而实现相应的充电速度。因而，使得行驶过程中的再充电可以达到用内燃发动机为车辆加动力时顾客习惯的数量级。例如，在DIN EN 61851中描述了关于DC充电的示例性细节以及充电系统中和车辆中的相应过程。
由于取决于车辆电池的一种配置中的充电状态和一定变化的电压的缘故，为了实现更高的充电速度，各机动车辆制造商计划将其车辆从之前常用的400V充电技术加强到至少800V充电技术，这可以近似对应于600V至950V的工作范围，有时甚至420V至980V。因为高电压的缘故，给定同样的电流，可以传递更高的功率。因此，可以通过充电时长解决电力运行的车辆的主要问题之一。
然而，并非所有的制造商和车辆都将转换或被转换成800V充电技术。虽然如此，充电桩以及因此其中所使用的电子系统应该能够尽可能地对有待充电的所有车辆进行充电。
充电过程并非始终以固定电压运行，即使在800V车辆中。连接车辆，并且所述车辆以与实验室电压源类似的方式将充电桩的电压初始近似地设定为其自身电池电压。车辆然后将所述设定电压连接至电池，设定充电桩上的电流极限并设定电压极限，一般设定为其本身的电池电压和充电连接电压之间的值。车辆通过数字通信将所述设置传递至充电桩。因此，存在两个极限，其中，特定时间处的下限主导调节。在恰好在充电过程开始和充电过程中间主导的电流调节范围内，电压采取显著高于最大值的值。结果，充电桩的电力电子系统不得不覆盖非常高的电压范围。
然而，因为电力电子系统由于电力电子系统所包括的组件(具体为半导体和电感)的极限的缘故而不能同时相同程度地提高电流，所以充电功率在这个范围内不理想地下降。因此，不能用电力电子系统的峰值功率对具有低电压的常规车辆充电。由于最大恒定电流的缘故，空电池同样必须首先提高电压直到实现了峰值功率，即使电池特别地在平均充电状态下允许最高的充电电流和功率。
在实践中，为了车辆的和使用者的安全，非常重要的是，必须将每个充电点的高压连接与所有其他充电点隔离并且与地和对应的电网连接隔离。到目前为止，因此在实践中仅使用了具有完全不同的电网连接并彼此独立地作用的单独充电桩或相应单独充电点。虽然还存在将多个充电桩组合的设计，但是这些设计与具有完全独立的充电桩的方案相比引起结构上非常小的简化以及因此仅有限的成本节约。这些设计之一规定充电桩具有因此对所有充电点同样具有相同电势的公共DC链路、以及用于每个充电点的专用DC/DC转换器，所述DC/DC转换器必须进而是DC隔离的以用于上述隔离。
进一步已知的是并非在电力电子系统本身中而是在具有待连接至电力电子系统的多个分接头的变压器中提供DC隔离。
然而，这种方法并没有解决开始时所提及的峰值电压下充电电压处的功率递减问题。
US 7,690,37和2003IEEE博洛尼亚(Bologna)电力技术会议会刊第3卷第6页A.Lesnicar、R.Marquardt的文章“An innovative modular multilevel convertertopology suitable for a wide power range(适用于宽功率范围的新型模块化多级转换器拓扑结构)”披露了用于模块化多级转换器MMC的电路，其允许单独模块的串联互连和旁路互连之间的切换。DE 10 2010 052 934、DE 10 2011 108 920和IEEE汇刊电力电子学(IEEE Transactions on Power Electronics)第30卷第203-215页S.M.Goetz、A.V.Peterchev、T.Weyh(2015)的“Modular multilevel converter with series andparallel module connectivity:topology and control(具有串联和并联模块连接性的模块化多级转换器：拓扑结构和控制)”描述了具有串联连接性和并联连接性的模块化多级转换器(MMSPC)，进一步允许从模块的并联互连到串联互连的切换。
然而，所描述的这些电路都不适用DC电压转换以便能够尽可能地对有待充电的所有车辆进行充电。
已知多相DC/DC转换器。US 6,628,106例如因而描述了具有组合电流和电压调控的多相DC/DC转换器。US 6,995,548描述了具有不同电气参数(例如，额定电流)的多个相的组合，从而在输出端优化电流的质量。US 7,596,007以所谓的LLC组件的形式描述了多相DC/DC转换器和具有DC隔离的相关联转换器。所有这些电路包括生成对应的输出电压的硬接线的(具体为并联的)DC/DC转换器。所描述的电路都不适用于来自充电技术领域的上述问题。所提及的电路都不能从AC电网(优选地是中压电网)获得功率，和/或能够通过重新配置模块或电路组件来在电压与电流之间切换。
DE 10 2012 212 291 A1描述了用于快速电气DC充电的装置，其中，DC/DC调节器模块具有不带DC隔离的DC/DC降压模块并且具有用于DC隔离的DC/DC谐振转换器模块。
WO 2013/117425 A1披露了用于充电站的模块化转换器，所述模块化转换器包括彼此并联连接的至少两个充电模块。
发明内容
在现有技术的背景下，本发明的目的因此为提供能够以最大可能功率执行电力运行的车辆的充电过程(甚至在低电压范围内)的可能性，以及在所述过程中同时保证车辆与外部电网之间的DC隔离的可能性。
本发明通过具有如下项1和22的特征的电力电子系统实现了所述目的。可以从如下项2-21和23和说明书得出进一步的配置。
1.一种用于对至少一个电力运行的车辆进行充电的电力电子系统，其中，所述电力电子系统具有至少两个模块，所述至少两个模块各自具有：带有DC输出端的至少一个端子对、至少一个整流器、至少一个AC输入端、至少一条DC链路以及多个开关元件，其中，所述开关元件被安排在所述至少两个模块的所述DC输出端处和/或被安排在所述DC输出端之间，其方式为使得，在所述至少两个模块之间，通过所述开关元件的合适开关状态能够选择性地动态设定至少一种串联电路配置和一种并联电路配置。
2.如上述1所述的电力电子系统，所述电力电子系统进一步包括至少一个高压储存器。
3.如上述1或2所述的电力电子系统，其中，所述开关元件被安排在所述至少两个模块的所述对应端子对处和/或被安排在所述对应端子对之间。
4.如上述1或2所述的电力电子系统，其中，能够通过所述开关元件选择性地连接所述至少两个模块的所述对应DC输出端，从而形成用于对所述至少一个电力运行的车辆进行充电的至少一个充电点。
5.如上述1或2所述的电力电子系统，其中，能够在特定电压和/或电流范围内控制和/或调节所述至少两个模块中的至少一个模块。
6.如上述1或2所述的电力电子系统，其中，所述至少两个模块中的每一个包括整流器。
7.如上述6所述的电力电子系统，其中，至少一个模块包括与所述整流器串联连接的至少一个DC/DC转换器。
8.如上述1或2所述的电力电子系统，其中，所述至少两个模块中的每一个包括DC/DC转换器，其中，通过至少一个公共整流器对所述至少两个模块的所述DC/DC转换器进行馈电。
9.如上述6所述的电力电子系统，其中，对应的至少一个整流器是DC隔离的。
10.如上述1或2所述的电力电子系统，所述电力电子系统被配置成以下效果：所述模块中的每一个可以通过所述至少一个AC连接而连接至DC隔离性变压器。
11.如上述7所述的电力电子系统，其中，所述至少一个模块的所述对应的至少一个DC/DC转换器是DC隔离的。
12.如上述10所述的电力电子系统，所述电力电子系统被配置成用于通过对应的欠压分接头将所述变压器连接至所述对应模块的所述对应AC连接。
13.如上述1或2所述的电力电子系统，所述电力电子系统具有多于两个的模块，其中，所述模块能够串联地、并联地或混合串并联地以可重新配置的方式彼此互连。
14.如上述1或2所述的电力电子系统，所述电力电子系统被配置成用于：通过所述开关元件的相应开关，根据要求以近似恒定的输出功率来提供处于额定电流处的峰值电压或者处于相应地提高的电流处的减小的电压。
15.如上述1或2所述的电力电子系统，其中，所述开关元件的至少一部分被配置成用于：在所述开关电子系统运行的过程中，通过改变所述开关元件彼此的互连，在没有中断的情况下实现对所述电力电子系统的重新配置。
16.如上述15所述的电力电子系统，其中，所述开关元件的所述至少一部分包括可断开的开关元件，具体是可断开的半导体开关，具体为IGBT或FET。
17.如上述1或2所述的电力电子系统，其中，通过改变所述开关元件彼此的互连，能够在没有功率的情况下实现对所述电力电子系统的重新配置。
18.如上述6所述的电力电子系统，其中，所述对应模块的所述整流器包括相对于彼此偏移的绕组，其结果是，所述对应模块中发生的扰动相对于彼此正交。
19.如上述1或2所述的电力电子系统，其中，在所述至少两个模块之一故障的情况下，通过特别地设定所述对应开关元件的开关状态，能够分别使所述故障模块被隔离或者充电电流能够绕过所述故障模块。
20.如上述1或2所述的电力电子系统，所述电力电子系统包括至少一个冗余模块，在所述至少两个模块之一故障的情况下，所述至少一个冗余模块通过适当地改变所述对应开关元件的开关状态来在功能上替换所述故障模块。
21.如上述1或2所述的电力电子系统，其中，所述单独模块的对应计时彼此异步地或者以目标方式偏移。
22.一种用于对至少一个电力运行的车辆进行充电的方法，其中，使用了如上述之一所述的电力电子系统。
23.如上述22所述的方法，其中，通过连接在中间且配备有DC隔离的变压器，以中压对所述电力电子系统进行馈电。
相应地提供了一种用于对至少一个电力运行的车辆进行充电的电力电子系统，其中，所述电力电子系统具有至少两个模块，所述至少两个模块各自具有：带有DC输出端的至少一个端子对、至少一个整流器、至少一个AC输入端、至少一个DC链路以及多个开关元件，其中，所述开关元件被安排在所述至少两个模块的所述DC输出端处和/或被安排在所述DC输出端之间，其方式为使得，在所述至少两个模块之间，可以通过所述开关元件的合适开关状态来选择性地设定至少一种串联电路配置和一种并联电路配置。
在一种配置中，所述至少两个模块中的每一个具有整流器。
在一种配置中，对应模块的对应整流器是无源整流器，在进一步的配置中，在所述无源整流器的下游，具有至少一个输出电容器的降压转换器作为DC/DC转换器被连接，其结果是，使得输入的交流电达到400V至950V范围内的期望输出电压，例如，从而对车辆上所连接的HV电池进行充电。可以例如用六个整流二极管实现无源整流器。对应模块的对应AC输入端连接至充电插座或充电站以得到单相至三相交流电。在这种情况下，变压器一般被置于充电插座或充电站与所述至少两个模块的对应AC输入端之间。
作为其替代方案，对应模块的对应整流器是有源整流器。然而，使用无源整流器实质上更加有利。在现有技术中，当使用无源整流器时，出现的问题是：无源整流器由于缺乏控制一般在电网中造成非常高的失真和干扰，所述失真和干扰不被电网操作者容许，因此引起对昂贵滤波器的需求和/或甚至由于扰动的缘故而不利地影响系统本身的运行。然而，由于可灵活实施的模块彼此互连的缘故，根据本发明提供的模块性现在允许显著地改善电压质量(例如，用THD表达)和相对于对应电网的扰动。
所提出的电力电子系统使得可以切换所述至少两个模块的电气互连，其中，模块在这种情况下是DC模块，从而根据要求以近似恒定的功率提供处于额定电流处的峰值电压或者处于升高的电流处的减小的电压。通过根据本发明提供的模块性实现电压和电流的动态范围切换，从而例如以电流为代价逐步地提高电压。在根据本发明的电力电子系统的一种配置中，可以在充电过程中使用这种类型的逐步范围切换。例如，在充电过程开始时，一般要求低电压但高电流，而在充电过程结束时，所需电压随着电流降低而升高。
因此，根据本发明的电力电子系统对应于一种电子变速箱或功率转换器，从而允许以一定的步长在电流强度与电压之间切换。
根据本发明的电力电子系统在以下文本中还被称为模块化多相多级DC/DC转换器，简称为MMMDDC或M3D2C。以与针对AC电压的MMSPC类似的方式，MMMDDC允许对模块的互连或其串联和并联的输出电容器进行重新配置。在这种情况下，在不止两个实施模块的情况下，重新配置还可以是混合串并联。例如，在三个模块的情况下存在三种可能性：全部并联、全部串联、一个模块与两个模块的并联组合串联。
在本发明的电力电子系统的一种配置中，根据模块的数量来选择开关元件的个数。
在根据本发明的电力电子系统的进一步配置中，可以在特定电压和/或电流范围内控制和/或调节至少两个模块中的至少一个模块。
按照根据本发明的电力电子系统的进一步实施例，至少一个模块包括与整流器串联连接的至少一个DC/DC转换器。
按照根据本发明的电力电子系统的进一步实施例，开关元件被实施为可断开的半导体开关，比如像IGBT或FET等。取决于电路实施方案，即取决于所使用的开关元件的类型，具体在可断开的半导体开关的情况下，在运行过程中，重新配置可以在没有中断的情况下发生。作为其替代方案，例如当开关元件被实施为不可断开的机械开关或闸流晶体管时，重新配置可以在没有电力的情况下发生。在切换之前，将功率输出相应地减小至一定的极限以下，这使得可以在不引起损害的情况下对开关进行切换。
在根据本发明的电力电子系统的又一配置中，对应的至少一个整流器是DC隔离的。
在根据本发明的电力电子系统的替代性配置中，所述至少一个模块的对应的至少一个DC/DC转换器是DC隔离的。
如上文已经描述的，在进一步替代性配置中，根据本发明的电力电子系统的模块中的每一个可以通过所述至少一个AC连接而连接至DC隔离性变压器。
根据本发明，使用了其电压比峰值电压低的模块以及能够保证所述至少两个模块中的任意一个处不出现更高电压的电路。因此，在模块串联互连的情况下，可以安全地使用具有显著较低介电强度的组件，而不管期望的高输出电压如何。组件的更低电压相当大地减少了成本。
按照根据本发明的电力电子系统的一种可能配置，对应模块的对应连接通过对应的欠压分接头连接至变压器。
通过在所述至少一个整流器(即，每个模块的相应馈电整流器)上使用相位偏移绕组，例如用于12脉冲整流的星形Δ绕组或其间具有相位角的其他绕组设置(例如，Z绕组)，可以实现对基础谐波的改进，并且通过使DC/DC模块的开关时钟偏移，可以实现开关谐波的改进。以这种方式，对应模块中的扰动变得彼此正交。因为每个模块的功率此外现在仅是总功率的一小部分，所以扰动显著地下降。
由车辆的部分所表现的输出质量可以以同样的方式显著地提高。为此目的，单独模块的计时应该彼此或者异步地或者以目标方式偏移。输出质量(具体为残余电流波纹和电压波纹)可以随着模块的数量平方地向上提高。所述偏移可以仿真显著更高的有效切换速率。给定相同的滤波器尺寸，可以实现随着切换速率而提高的残余波纹的频率，其结果是，充电电流减小并且滤波器可以变成更小的或者显著提高的值。每个模块现在仅携带总电压或总电流的一小部分，其结果是，电流波纹或电压波纹的对应幅度降低。
按照根据本发明的电力电子系统的一种可能配置，提供的是在所述至少两个模块之一故障的情况下，通过特定地设定对应开关元件的开关状态，可以分别将故障的模块隔离或者可以使充电电流绕过故障的模块。
使用多个模块还提高了系统的故障安全性。如果系统中的一个模块故障，则受影响的充电点(有待在所述充电点处给对应的车辆进行充电)可以仍然继续运转。所设置的开关元件在这种情况下允许故障的模块被隔离或允许使充电电流绕过所述故障的模块。然而，如果足够大量的功能模块不再可用，则最大电流或最大电压会受到限制。然而，这种限制对总体事故是显著优选的，如现有技术中可以期待的。
在进一步配置中，电力电子系统包括至少一个冗余模块，在所述至少两个模块之一故障的情况下，所述冗余模块通过适当地改变对应开关元件的开关状态来功能上替换所述故障模块。结果，在模块故障的情况下，使得在下次服务之前不受限制的运行是可能的。
本发明进一步涉及用于使用上文所述的电力电子系统对至少一个电力运行的车辆进行充电的相应方法。
本发明的进一步的优点和配置从说明书和附图中展现出来。
不言而喻，以上提到的这些特征以及仍有待在以下说明的那些特征不但可以在各自陈述的组合中使用，而且还可以在不同的组合中或者单独使用而不脱离本发明的范围。
附图说明
本发明是在这些附图中参考多个实施方案来示意性展示的并且参考附图予以示意性地和详细地说明。
图1根据现有技术示出了具有用于对多个电力运行的车辆进行充电的多个充电点的充电站的简化设计的示意性图示。
图2示出了具有用于对电力运行的车辆进行充电的充电点的充电站的简化设计的示意性图示。
图3示出了电力电子系统的工作范围的图形。
图4示出了根据本发明的电力电子系统的各实施方案的电路图的示意性图示。
图5至图7示出了用于各种技术的一个以上充电点的对应实施方式，所述各种技术用于对有待充电的相应多个车辆进行充电。
图8示出了电力电子系统的示意性图示。
图9示出了具有N个模块的电力电子系统的示意性图示。
图10示出了根据本发明的具有三个模块的电力电子系统的一个实施方案的示意性展示。
图11示出了根据本发明的电力电子系统的两个另一实施方案的示意性展示。
图12示出了根据本发明的电力电子系统的又一实施方案的示意性展示。
图13示出了图12中所示的实施方案的、根据本发明的电力电子系统的替代性实施方案的示意性展示。
具体实施方式
图1示出了用于对至少一个电气运行的车辆(即，三个充电桩12之一处的插电式车辆)进行充电的充电站10的简化设计。充电站10包括具有绝缘监测器和安全措施的电力变压器14。电力变压器14例如由中压网的上游变压器32供给20kV的中压。所述上游变压器进而是从发电厂28通过以在110kV与380kV之间电压运行的特高压和高压网30来馈电的。
充电站10被实施为中央高功率AC/DC转换器。充电站10包括三个整流器模块16，这些整流器模块被连接到电力变压器14的三条DC隔离的端子引线18并且被组合以形成多极母线，以便提供具有600kW总功率的中间电网。第四终端引线18在充电站10中被连接到一个具有反馈能力的缓冲存储器20。在这种情况下，整流器模块16的功率因数校正滤波器充当充电站10的电源滤波器。
电力变压器14和整流器模块16被配置的方式为：如果电力变压器14被供给有20kV的中压，则这些整流器模块16发出在950V与2000V之间的低DC电压。这个至此尚未被调节的DC低电压通过基础设施中的三个简单的降压型DC/DC转换器26之一而被适配成有待充电的机动车辆的充电电压，所述充电电压是在200V与1000V之间，一般是800V。以这种方式稳定的充电电压在开关22的控制下通过具有150kW充电功率的充电桩12而被传送到机动车辆。
图2示出了具有用于对电力运行的车辆进行充电的充电点的充电站的简化设计的示意性图示。所述附图示出了在这种情况下彼此固定接线的两个模块。每个模块包括AC/DC转换器220和与其串联连接并具有输出端子对的DC/DC转换器210。AC/DC转换器220中的每一个可以在其对应的AC输入端221连接至变压器(在此未示出)并由此连接至充电插座或充电电源(在此同样未示出)。根据要求，对应模块的对应AC输入端221连接至充电插座以得到单相至三相交流电。对应模块的对应AC/DC转换器220在这种情况下具有DC隔离，如展示AC/DC转换器的方框中的双线条所表征的。也就是说，所需的DC隔离在这种情况下被提供在电力电子系统中而非在变压器(在此未展示)中。
在图2a中，所述模块各自通过其端子之一固定接线至彼此。这两个模块的剩余两个端子一起形成DC输出端，有待充电的车辆230可以连接至所述DC输出端。
在图2b中，所述模块在其对应端子对处各自具有两个开关元件222或接触器。而且，在模块之间的连接处设置了另外的开关元件223。在具有两个模块的电力电子系统中设置了共五个开关元件。如果所述模块的对应端子对的开关元件223和这两个外部开关元件222闭合，则呈现来自图2a的固定接线到彼此的模块的开关状态。在这种情况下，所述模块彼此串联连接。通过设置开关元件222和223，现在还可以通过灵活的方式来设计模块的互连并且根据要求动态选择性地改变所述互连，即对所述互连进行重新配置。如果所有开关元件222都闭合并且开关元件223被保持打开，则所述模块因而彼此并联地连接。
与图1相反，通过在电力电子系统中设置模块，电力电子系统的输出功率被划分，其结果是，单独模块的组件必须满足较低功率需求并且相应地会被更廉价地实施。在此如图2中所示，为此目的存在至少两个模块，所述至少两个模块各自具有：开关元件以及带有DC输出端的至少一个端子对，所述开关元件被安排在所述至少两个模块的DC输出端处和/或在所述DC输出端之间，其方式为使得所述至少两个模块之间的电气电路配置可以通过所述开关元件的合适开关状态来采取至少一个串联电路配置和一个并联电路配置。
所述模块中的至少一个可以有利地在特定电压和/或电流范围内被控制和/或被调节，从而以DC输出端可以被设定的方式对其进行设计。所有模块还可以可选地具有可以被设定的DC输出端。
在图2中，在对应的AC/DC转换器220中设置DC隔离。结果，可以使用有利的DC/DC转换器210。然而，原则上，也可以在DC/DC转换器210中实现DC隔离。AC/DC转换器220实现电流受控地和/或电压受控地生成DC电压，从而对DC链路进行馈电并对相应相关联的HV电池(在此未示出)进行充电。
图3示出了分别展示了具有以不同方式彼此互连的模块的电力电子系统的可实现的工作范围的图示。在这种情况下，在横坐标310上展示了以伏特[V]为单位的电压并且在纵坐标320上展示了以安培[A]为单位的电流。而在模块固定串联互连(其还可以用相应更大的模块来实现)的情况下，工作范围在以下范围上延伸：0V与950V之间，但还可能在0V与1000V之间或在0V与1500V之间，预期可能甚至在0V与>1500V之间，高达近似350A、400A、500A或预期可能600A，所述工作范围可以在这两个模块并行运行时相应地扩展，即它在例如0V与450V之间的范围内扩展，例如高达近似700A、800A或预期可能高达近似1000A。结果，模块化地且灵活地可连接电力电子系统利用阶梯式电流电压切换有效地实现一种电气传输。在此所引用以及图3中所指定的数值是纯示例性的并且不旨在是限制性的。
通过创造性地提供将电力电子系统划分成同一类型的模块或单独的模块，实现了一系列优点。对之前不兼容的电压关系加以调整。可用并且有待设置在对应的DC链路中的高压电池没有足够的容量来提供对800V车辆进行充电所需的功率。这需要近似950V的充电电压。由于取决于电池的充电状态和电池配置的一定变化的电压的缘故，这可以对应于从600V到950V、或甚至从420V到980V的工作范围。通过提供相同类型的多个模块可以实现这种工作范围，所述多个模块可以被连接在一起以形成对应的电力电子系统。而且，可以节约生产和购买(规模经济效应)的大量成本。通过对单独模块的互连进行重新配置(根据本发明可以使其成为可能)，可以实现单独模块的与其对应的最大程度的效率相接近的提高的运行效率。当使用隔离性开关元件时，可以通过安排开关元件免除朝向有待充电的车辆的另外的DC接触器。
图4a示出了根据本发明的电力电子系统的一个实施方案400的电路图的示意性展示。在此所展示的电力电子系统400包括两个模块，这两个模块各自具有至少一个整流器420。对应的整流器420在这种情况下包括六个整流二极管，如图4a的下部区域中所展示的。DC/DC转换器410(图4a的上部部分中未展示)可以可选地连接在对应的整流器420的下游。以这种方式连接在下游的DC/DC转换器410可以用降压转换器实现，如图4a的下部区域中所指示的。图4a的下部区域中所展示的电容是可选的。整流器420可以是无源整流器。对应的整流器420可以通过Y绕组设置442或通过Δ绕组设置441连接至变压器440。这两个绕组设置442和441中的每一个是三相的。电力电子系统400的这两个模块通过开关元件422、423彼此互连，其方式为使得它们一起形成用于有待充电的车辆430的充电点。在图4a中所示的示例中，变压器配置有DC隔离。结果，电力电子系统本身中不再需要设置DC隔离，其结果是，可以用更廉价的方式配置有待用于电力电子系统的组件。然而，作为其替代方案，AC/DC转换器420或DC/DC转换器410也可以被实现为具有DC隔离。当使用隔离性开关时，可以通过安排开关元件422、423来免除朝向车辆的另外的DC接触器。
图4b示出了根据本发明的电力电子系统一个实施方案的电路图的进一步示意性展示。在此所展示的电力电子系统此外包括两个模块，这两个模块各自具有至少一个整流器420。对应的整流器420各自包括六个整流二极管，如图4b的下部区域中所展示的。DC/DC转换器410(图4b的上部部分中未展示)可以可选地连接在对应整流器420的下游。以这种方式连接在下游的DC/DC转换器410可以用降压转换器实现，如图4b的下部区域中所指示的。降压转换器410所包括的电容是可选的。整流器420可以是无源整流器。在这种情况下，PFC(功率因数校正)级416连接在无源整流器420与降压转换器410之间。电力电子系统的可能不对称的且非正弦的电流损耗会导致对供电系统的负面效应。非正弦电流中的高谐波成分保证了相应变电站中更多的功率损耗，所述功率损耗需要由发电站额外地生成。而且，所述三相系统的对应相电流几乎不再平衡，这导致更高的补偿电流。非正弦电流的一种解决方案是已提及的功率因数校正(PFC)416。PFC级416可以通过整流器420使不等的电流稳定。结果，使得与相应的电网连接相比，更高的电流质量成为可能。对应的整流器420可以通过Y绕组设置442或通过Δ绕组设置441连接至变压器440。这两个绕组设置442和441中的每一个是三相的。电力电子系统400的这两个模块通过开关元件422、423彼此互连，其方式为使得它们一起形成用于有待充电的车辆430的充电点。在图4b中所示的示例中，变压器配置有DC隔离。结果，电力电子系统本身中不再需要设置DC隔离，其结果是，可以用更廉价的方式配置有待用于电力电子系统的组件。然而，作为其替代方案，AC/DC转换器420或DC/DC转换器410也可以被实现为具有DC隔离。当使用隔离性开关时，可以通过安排开关元件422、423来免除朝向车辆的另外的DC接触器。
图4c示出了根据本发明的电力电子系统的进一步实施方案的电路图的示意性展示。在此所展示的电力电子系统此外包括两个模块，这两个模块各自具有至少一个整流器420。对应的整流器420各自包括六个整流二极管，如图4c的下部区域中所展示的。DC/DC转换器410(图4c的上部部分中未展示)可以可选地连接在对应的整流器420的下游。以这种方式连接在下游的DC/DC转换器410可以用升压/降压转换器来实现以用于同时PFC，如图4c的下部区域中所指示的。在此，单独的PFC级被具体化为升压型转换器(升压转换器)。作为其替代方案，所述PFC级也可以被拉入降压型转换器(降压转换器)中。DC/DC转换器410所包括的电容是可选的。整流器420可以是无源整流器。对应的整流器420可以通过Y绕组设置442或通过Δ绕组设置441连接至变压器440。这两个绕组设置442和441中的每一个是三相的。电力电子系统400的这两个模块通过开关元件422、423彼此互连，其方式为使得它们一起形成用于有待充电的车辆430的充电点。在图4c中所示的示例中，变压器440配置有DC隔离。结果，电力电子系统本身中不再需要设置DC隔离，其结果是，可以用更廉价的方式配置有待用于电力电子系统的组件。然而，作为其替代方案，AC/DC转换器420或DC/DC转换器410也可以被实现为具有DC隔离。当使用隔离性开关时，可以通过安排开关元件422、423来免除朝向车辆的另外的DC接触器。
图5示出了根据本发明的具有不止一个充电点(在这种情况下具有两个充电点)的电力电子系统的实施方案的一种实施方式。在此，根据保时捷公司(Porsche)所研发的分裂输电线技术，变压器540被耦合至根据本发明的电力电子系统的实施方案500。变压器540通过多个欠压分接头以及在每种情况下分别为三相(但不相同)的绕组542和541连接至电力电子系统的对应模块的每个整流器520。所述绕组可以是Y绕组542或Δ绕组541。在此处所示的情况下，即根据分裂输电线技术的原理，电力电子系统500不是DC隔离的，但上游变压器540是DC隔离的。电力电子系统500的每个模块包括至少一个整流器520。可以用DC/DC转换器(在此未展示)来补充整流器520。在此所示的电力电子系统500包括四个单独模块，这四个单独模块通过共十个开关元件522、523彼此互连并一起形成用于有待充电的两个相应车辆530的共两个充电点。
图6示出了根据本发明的具有不止一个充电点(在这种情况下具有两个充电点)的电力电子系统的另一实施方案的一种实施方式。在这种情况下，电力电子系统包括四个模块。这四个模块中的每一个包括整流器620、DC链路611以及与其串联连接的DC/DC转换器610。所述DC链路耦合多个电网作为中间电压电平上的能量储存器。这四个模块具有被配置成三相AC连接的公共AC连接621。公共AC连接621与有待连接至这两个充电点的车辆630之间必须存在DC隔离，所述DC隔离在此被实现在所述单独模块的对应整流器620中，用表征对应整流器620的对应方框中的对应双线条来指示所述DC隔离。所需的DC隔离还可以在对应的DC/DC转换器610中实现，其中，所述DC/DC转换器是优选的，因为在此DC隔离更容易实现。
图7示出了根据本发明的具有不止一个充电点(即，在这种情况下具有两个充电点)以便能够对两个相应的机动车辆730进行充电的电力电子系统的又一实施方案的一种实施方式。这四个模块中的每一个包括DC/DC转换器710。这四个模块具有公共DC/DC链路711。在此通过两个整流器720对DC/DC链路711进行馈电。原理上，可以通过一个或多个整流器720对DC/DC链路711进行馈电。在DC/DC链路711与有待充电的车辆730之间必须存在DC隔离，这在所示的示例中是通过对应DC/DC转换器710中的DC隔离实现的，如表示DC/DC转换器的对应方框中的对应双线条所指示的。这四个模块具有被配置成三相AC连接的公共AC连接721。这些模块可以通过开关元件722、723在其对应的DC输出端以灵活且可动态重新配置的方式彼此互连。
图8示出了电力电子系统的示意性图示。在此所展示的电力电子系统具有一个充电点，可以在所述充电点处对车辆830进行充电。一般地，有待充电的车辆830具有DC充电电缆，所述DC充电电缆在末端设置有插头并且所述DC充电电缆可以借助所述插头连接至电力电子系统的由模块形成的输出端子对。充电点包括多个模块(在这种情况下，同一类型的两个模块)，其输出端子对进而对处于电气串联互连的车辆830的DC充电电缆进行馈电。根据本发明，通过在对应模块的对应输出端子对之间和/或在对应模块的对应输出端子对与充电点之间设置多个开关元件，实现了灵活互连(与在此所展示的固定互连相反)。在这种情况下，每个模块包括AC/DC转换器820，所述AC/DC转换器将AC或三相电转换成DC电压并且在所述过程中在电力电子系统的AC输入端与DC输出端之间产生DC隔离。以电流受控或电压受控的方式生成DC电压。优选地以电流受控的方式和电压受控的方式两者生成DC电压。在此，在每种情况下，下限值是有效的，例如与内部电压调节器和外部电压调节器处于级联调控。在此，每个模块进一步包括DC链路811，由所述至少一个AC/DC转换器820对其进行馈电。在此，每个模块进一步包括高压储存器825，所述高压储存器电连接至DC链路811，其方式为使得高压储存器825可以向DC链路811输出功率和/或可以从所述DC链路收回功率。每个模块进一步包括DC/DC转换器810，所述DC/DC转换器可以从DC链路811收回功率并且可以将所述功率输出到至少一个输出端子对。DC/DC转换器810优选地是降压转换器，从而使得模块的输出端子对处的电压(此电压由DC/DC转换器810生成)低于DC链路811的电压。由于对应的AC/DC转换器820中DC隔离的缘故，可以从同一供能电网对输入端进行馈电。
充电线中的至少一条可以包括接触器和/或将能够使车辆与充电点隔离的熔断器。如果不等于零的期望充电电流正在流动，则接触器优选地开路，充电模式下除外。接触器进一步被打开。
图9示出了具有N个模块的电力电子系统的示意性图示。电力电子系统900具有一个充电点(即，一个输出端子对924)，可以在所述充电点处对车辆930进行充电。电力电子系统包括相同类型的N个模块，如一个在另一个下面的三个点所指示的。每个模块包括DC/DC转换器910以及与其串联连接的AC/DC转换器920。在每种情况下，在其间存在DC链路911。对应的AC/DC转换器920中实现AC输入端与充电点之间所需的DC隔离，如AC/DC转换器920的对应方框中的对应双线条所表征的。这N个模块具有公共单相或多相AC输入端921。这N个模块在其对应的输出端子对处彼此固定地互连。在朝向充电点的充电线处设置了安全开关。
图10示出了根据本发明的具有三个模块的电力电子系统的一个实施方案的示意性展示。每个模块包括DC/DC转换器1010以及与其串联连接的AC/DC转换器1020。在其间设置了对应的DC链路1011。对应的AC/DC转换器1020中实现AC输入端与充电点之间所需的DC隔离，如AC/DC转换器1020的对应方框中的对应双线条所表征的。这三个模块具有公共单相或多相AC输入端1021。所述模块的灵活互连(即，串联、并联或混合串并联)可以由设置在对应模块的对应输出端子与充电点之间的开关元件1022、1023实现，通过所述开关元件，所述模块可以彼此互连。结果，可以动态地切换电力电子系统的工作范围，其结果是，可以在电力电子系统所提供的充电点处对具有不同充电技术的车辆进行充电。
图11a示出了根据本发明的电力电子系统的又一实施方案的示意性展示。在此所展示的电力电子系统1100包括用于对车辆1130进行充电的充电点以及相同类型的N个模块(如在一个在另一个下面的三个点所指示的)，所述模块各自包括具有DC隔离的AC/DC整流器1120、DC链路1111和DC/DC转换器1110。用虚线将一个模块展示为可复制的方框。所述模块具有公共单相或多相AC连接或公共单相或多相AC母线1121。所述模块可以灵活地彼此互连并且通过单独模块的对应输出端子对处进一步设置的开关元件1122、1123动态地实现混合串并联配置。输出接触器1122可以被设置在模块的公共输出端子对处，即最终在车辆将连接在的端子对处，即充电点。这些是可选的，但出于安全性原因是规则。一般地，每个模块还可以只由一个整流器1120组成。在对每个整流器中的电压进行纯降压转换的情况下，可以使用简单的有源整流器。
图11b示出了根据本发明的电力电子系统的另一实施方案的示意性展示，本质上展示了图11a中所示实施方案的替代性实施方案。代替AC/DC转换器中的对应DC隔离，在此，DC隔离发生在电力电子系统外部，即变压器1140中，所述变压器连接在AC/DC转换器1120的上游。在此可以用多种二次侧绕组设置来实施变压器1140。由于DC隔离被专门地设置在变压器1140中的事实，有成本效益且高效的非DC隔离性电路可以用于电力电子系统组件。
作为替代方案，代替在此设置在对应模块中的整流器(AC/DC转换器)、DC链路和DC/DC转换器的组合，还可以使用具有可以被设定的DC输出电压的整流器。当在这种情况下输出电压被选择为与整流器的输入电压相比足够低时，所述整流器只需要对电压进行降压，其结果是，可以使用非常简单的有源电压引导型整流器电路以及甚至电流引导型相选通电路。相选通电路是例如从减光器、机车和HVDC转换器已知的并使用廉价闸流晶体管或三端双向可控硅元件。如果使用了相应的可有源控制的AC/DC转换器，则相选通电路可以直接对AC电压进行降压。由半导体开关(例如IGBT、FET)、各晶体管(用于电压引导型电路)或闸流晶体管(用于电流引导型电路)组成的多相桥式电路可以被用作典型电路。
图12示出了根据本发明的电力电子系统的另一实施方案的示意性展示。电力电子系统包括两个模块，这两个模块各自包括整流器1220、DC/DC转换器1210和具有高压储存器1215的DC链路1211。这两个模块具有公共单相或多相AC连接1221。设置在车辆1230或充电点(有待在所述充电点处对车辆1230进行充电)与DC/DC转换器1210之间的开关元件在这种情况下至少部分地被配置成半导体开关1205，即在这种情况下确切地五个开关元件中的两个被配置成半导体开关，所述开关元件允许模块彼此之间的灵活互连。在此所示的示例中，开关元件中的两个由无源二极管1205实现。在这种情况下，有利的是，半导体开关1205必须就其反向电压而言仅针对DC/DC转换器1210之一的最大输出电压被设计。
图13示出了根据本发明的图12中所示的实施方案的电力电子系统的替代性实施方案的示意性展示。电力电子系统包括两个模块，这两个模块各自包括整流器1320、DC/DC转换器1310以及在其间连接有高压储存器1315的DC链路1311。这两个模块具有公共单相或多相AC连接1321。与图12相比，在这种情况下，所述二极管中的至少一个(在这种情况下，两个二极管都)各自被有源半导体1305取代。在这种情况下，例如，这些可以是处于高电压下的闸流晶体管或IGBT或者处于低电压下的场效应晶体管(FET)。具体地，单极的基于多数载流子的半导体开关(例如FET)提供了与无源二极管相比显著更低的功率损耗的优点。

Claims (23)

1.一种用于对至少一个电力运行的车辆(230，430，530，630，730，1030，1130，1230，1330)进行充电的电力电子系统，其中，所述电力电子系统具有至少两个模块，所述至少两个模块各自具有：带有DC输出端的至少一个端子对、至少一个整流器(220，420，520，620，720，1020，1120，1220，1320)、至少一个AC输入端(221，621，721，1021，1121，1221，1321)、至少一条DC链路(711，1011，1111，1211，1311)以及多个开关元件(222，223；422，423；522，523；622，623；722，723；1022，1023；1122，1123；1222，1223；1322，1323)，其中，所述开关元件(222，223；422，423；522，523；622，623；722，723；1022，1023；1122，1123；1222，1223；1322，1323)被安排在所述至少两个模块的所述DC输出端处和/或被安排在所述DC输出端之间，其方式为使得，在所述至少两个模块之间，通过所述开关元件(222，223；422，423；522，523；622，623；722，723；1022，1023；1122，1123；1222，1223；1322，1323)的合适开关状态能够选择性地动态设定至少一种串联电路配置和一种并联电路配置。
2.如权利要求1所述的电力电子系统，所述电力电子系统进一步包括至少一个高压储存器(1215，1315)。
3.如权利要求1或2所述的电力电子系统，其中，所述开关元件(222，223；422，423；522，523；622，623；722，723；1022，1023；1122，1123；1222，1223；1322，1323)被安排在所述至少两个模块的所述对应端子对处和/或被安排在所述对应端子对之间。
4.如权利要求1或2所述的电力电子系统，其中，能够通过所述开关元件(222，223；422，423；522，523；622，623；722，723；1022，1023；1122，1123；1222，1223；1322，1323)选择性地连接所述至少两个模块的所述对应DC输出端，从而形成用于对所述至少一个电力运行的车辆(230，430，530，630，730，1030，1130，1230，1330)进行充电的至少一个充电点。
5.如权利要求1或2所述的电力电子系统，其中，能够在特定电压和/或电流范围内控制和/或调节所述至少两个模块中的至少一个模块。
6.如权利要求1或2所述的电力电子系统，其中，所述至少两个模块中的每一个包括整流器(220，420，520，620，1020，1120，1220，1320)。
7.如权利要求6所述的电力电子系统，其中，至少一个模块包括与所述整流器(220，420，520，620，720，1020，1120，1220，1320)串联连接的至少一个DC/DC转换器(210，410，610，710，1010，1110，1210，1310)。
8.如权利要求1或2所述的电力电子系统，其中，所述至少两个模块中的每一个包括DC/DC转换器(710)，其中，通过至少一个公共整流器(720)对所述至少两个模块的所述DC/DC转换器(710)进行馈电。
9.如权利要求6所述的电力电子系统，其中，对应的至少一个整流器(220，620，720，1020，1220，1320)是DC隔离的。
10.如权利要求1或2所述的电力电子系统，所述电力电子系统被配置成以下效果：所述模块中的每一个可以通过所述至少一个AC连接而连接至DC隔离性变压器(440，540，1140)。
11.如权利要求7所述的电力电子系统，其中，所述至少一个模块的所述对应的至少一个DC/DC转换器是DC隔离的。
12.如权利要求10所述的电力电子系统，所述电力电子系统被配置成用于通过对应的欠压分接头将所述变压器(440，540，1140)连接至所述对应模块的所述对应AC连接。
13.如权利要求1或2所述的电力电子系统，所述电力电子系统具有多于两个的模块，其中，所述模块能够串联地、并联地或混合串并联地以可重新配置的方式彼此互连。
14.如权利要求1或2所述的电力电子系统，所述电力电子系统被配置成用于：通过所述开关元件(222，223；422，423；522，523；622，623；722，723；1022，1023；1122，1123；1222，1223；1322，1323)的相应开关，根据要求以近似恒定的输出功率来提供处于额定电流处的峰值电压或者处于相应地提高的电流处的减小的电压。
15.如权利要求1或2所述的电力电子系统，其中，所述开关元件的至少一部分被配置成用于：在所述开关电子系统运行的过程中，通过改变所述开关元件(222，223；422，423；522，523；622，623；722，723；1022，1023；1122，1123；1222，1223；1322，1323)彼此的互连，在没有中断的情况下实现对所述电力电子系统的重新配置。
16.如权利要求15所述的电力电子系统，其中，所述开关元件(222，223；422，423；522，523；622，623；722，723；1022，1023；1122，1123；1222，1223；1322，1323)的所述至少一部分包括可断开的开关元件，具体是可断开的半导体开关，具体为IGBT或FET。
17.如权利要求1或2所述的电力电子系统，其中，通过改变所述开关元件(222，223；422，423；522，523；622，623；722，723；1022，1023；1122，1123；1222，1223；1322，1323)彼此的互连，能够在没有功率的情况下实现对所述电力电子系统的重新配置。
18.如权利要求6所述的电力电子系统，其中，所述对应模块的所述整流器(220，420，520，620，1020，1120，1220，1320)包括相对于彼此偏移的绕组，其结果是，所述对应模块中发生的扰动相对于彼此正交。
19.如权利要求1或2所述的电力电子系统，其中，在所述至少两个模块之一故障的情况下，通过特别地设定所述对应开关元件(222，223；422，423；522，523；622，623；722，723；1022，1023；1122，1123；1222，1223；1322，1323)的开关状态，能够分别使所述故障模块被隔离或者充电电流能够绕过所述故障模块。
20.如权利要求1或2所述的电力电子系统，所述电力电子系统包括至少一个冗余模块，在所述至少两个模块之一故障的情况下，所述至少一个冗余模块通过适当地改变所述对应开关元件(222，223；422，423；522，523；622，623；722，723；1022，1023；1122，1123；1222，1223；1322，1323)的开关状态来在功能上替换所述故障模块。
21.如权利要求1或2所述的电力电子系统，其中，所述单独模块的对应计时彼此异步地或者以目标方式偏移。
22.一种用于对至少一个电力运行的车辆(230，430，530，630，730，1030，1130，1230，1330)进行充电的方法，其中，使用了如以上权利要求之一所述的电力电子系统。
23.如权利要求22所述的方法，其中，通过连接在中间且配备有DC隔离的变压器，以中压对所述电力电子系统进行馈电。
CN201711274321.0A 2016-12-09 2017-12-06 用于对电力运行的车辆进行充电的模块化电力电子系统 Pending CN108233499A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016123924.0A DE102016123924A1 (de) 2016-12-09 2016-12-09 Modulare Leistungselektronik zum Laden eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs
DE102016123924.0 2016-12-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108233499A true CN108233499A (zh) 2018-06-29

Family

ID=59772338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711274321.0A Pending CN108233499A (zh) 2016-12-09 2017-12-06 用于对电力运行的车辆进行充电的模块化电力电子系统

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10391870B2 (zh)
EP (1) EP3333005B1 (zh)
CN (1) CN108233499A (zh)
DE (1) DE102016123924A1 (zh)
PT (1) PT3333005T (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110460140A (zh) * 2019-09-23 2019-11-15 台达电子企业管理（上海）有限公司 车载充放电系统
CN110556901A (zh) * 2019-09-23 2019-12-10 台达电子企业管理（上海）有限公司 车载充放电系统
WO2020113932A1 (zh) * 2018-12-03 2020-06-11 珠海格力电器股份有限公司 电路、ac/dc变流模块、直流微电网及其控制方法
CN111313722A (zh) * 2020-02-24 2020-06-19 季华实验室 电源、电源故障控制方法及电源控制方法
CN113544006A (zh) * 2019-03-06 2021-10-22 乌本产权有限公司 用于对电动车充电的充电站
WO2023023947A1 (zh) * 2021-08-24 2023-03-02 华为数字能源技术有限公司 充电系统和共享系统
WO2024074054A1 (zh) * 2022-10-08 2024-04-11 华为数字能源技术有限公司 一种充电装置及充电系统
EP4244093A4 (en) * 2020-11-10 2024-10-23 Georgia Tech Res Corporation MULTI-PORT POWER DELIVERY SYSTEMS

Families Citing this family (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110167788B (zh) * 2017-01-05 2023-07-11 通用电气公司 电动车辆的dc快速充电站
CN106696748B (zh) * 2017-01-25 2019-06-28 华为技术有限公司 一种充电桩系统
DE102017107355B4 (de) * 2017-04-05 2021-11-11 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Stromrichteranordnung zur Speisung von Fahrzeugen und Anlage hiermit
BR112019026382A2 (pt) 2017-06-12 2020-07-21 Tae Technologies, Inc. controladores de corrente por histerese multinível de múltiplos quadrantes e métodos para controle dos mesmos
CN110999065B (zh) 2017-06-16 2024-04-26 阿尔法能源技术公司 用于电压调制器的多电平滞后电压控制器及其控制的方法
DE102017128555A1 (de) * 2017-12-01 2019-06-06 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Netzrückwirkungsminimierende Transformatorschaltung
DE102017130471A1 (de) 2017-12-19 2019-06-19 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Transformatorvorrichtung für eine Ladestation zum elektrischen Laden von Fahrzeugen mit wenigstens zwei Ladepunkten
DE102017130474A1 (de) 2017-12-19 2019-06-19 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Transformatorvorrichtung für eine Ladestation für das elektrische Laden von Fahrzeugen mit wenigstens zwei Ladepunkten
US11848562B2 (en) * 2017-12-22 2023-12-19 Ren Serviços S A Electric vehicle charging station for connecting to high or extra high voltage transmission line and operation method thereof
PE20201086A1 (es) 2018-03-22 2020-10-22 Tae Tech Inc Sistemas y metodos para gestion y control de potencia
EP4353515A1 (de) * 2018-06-22 2024-04-17 eLoaded GmbH System mit zentraleinheit und mehreren gleichspannungsladesäulen zum laden von elektrofahrzuegen
DE102018212740A1 (de) * 2018-07-31 2020-02-06 Ads-Tec Gmbh Ladestation für Elektroautos
DE102018216236B4 (de) * 2018-09-24 2020-12-10 Vitesco Technologies GmbH Ladeschaltung für einen fahrzeugseitigen elektrischen Energiespeicher
GB201815490D0 (en) * 2018-09-24 2018-11-07 Entrust Microgrid Llp Charging apparatus for the use in an electric vehicle charging system
DE102018216233A1 (de) * 2018-09-24 2020-03-26 Continental Automotive Gmbh Ladeschaltung für einen fahrzeugseitigen elektrischen Energiespeicher
DE102018129413B4 (de) * 2018-11-22 2024-09-05 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren und System zur Integration einer Ladeperipheriesteuerung in ein galvanisch nicht getrenntes Ladegerät
US10680533B1 (en) * 2019-02-01 2020-06-09 Hamilton Sunstrand Corporation Common layout rectifier or converter
KR20210142153A (ko) * 2019-03-26 2021-11-24 리뉴어블 차징 솔루션스 엘엘씨 모듈식 충전 스테이션을 위한 방법 및 장치
PE20212007A1 (es) 2019-03-29 2021-10-18 Tae Tech Inc Sistemas de energia basados en modulos que tienen modulos de convertidor-fuente y metodos relacionados con los mismos
DE102019110831A1 (de) * 2019-04-26 2020-10-29 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Ladepark
WO2020244731A1 (en) * 2019-06-03 2020-12-10 Abb Schweiz Ag Vehicle charging system
DE102019211553A1 (de) 2019-08-01 2021-02-04 Audi Ag Bidirektionale DC-Wallbox für Elektrofahrzeuge
CN112350588B (zh) * 2019-08-07 2023-07-25 台达电子工业股份有限公司 应用于固态变压器架构的电源装置及三相电源系统
CN112531795A (zh) * 2019-09-17 2021-03-19 台达电子工业股份有限公司 应用于固态变压器架构的载具充电系统及三相电源系统
DE102019126266A1 (de) * 2019-09-30 2021-04-01 Audi Ag Wallboxsystem mit Ladeschnittstelle
DE102020108105A1 (de) * 2019-10-28 2021-04-29 Hochschule Koblenz Veteilungssystem und Verteilungsverfahren für elektrische Leistung, Aufrüstverfahren für ein bestehendes Verteilungssystem
DE102019217078A1 (de) * 2019-11-06 2021-05-06 Vitesco Technologies GmbH Wandlereinheit eines Fahrzeugbordnetzes und Fahrzeugbordnetz mit Wandlereinheit
DE102019217450A1 (de) * 2019-11-12 2021-05-12 Siemens Aktiengesellschaft Ladestation und Verfahren zum Laden eines Verbrauchers mit Lastverteilung
US11230202B2 (en) * 2019-12-16 2022-01-25 Abb Schweiz Ag Multiple vehicle charging system
CN111284354A (zh) * 2020-03-16 2020-06-16 南京能瑞电力科技有限公司 一种充电系统和充电方法
EP4380815A4 (en) 2020-04-14 2024-10-09 Tae Tech Inc SYSTEMS, DEVICES AND METHODS FOR CHARGING AND DISCHARGING CASCADE ENERGY SYSTEMS USING MODULES
PE20231279A1 (es) 2020-04-14 2023-08-22 Tae Tech Inc Sistemas de energia en cascada modulares con un aparato de enfriamiento y con capacidad de fuente de energia sustituible
CN111301211A (zh) * 2020-04-17 2020-06-19 河海大学常州校区 基于柔性充电功率共享超级充电桩
IL298081A (en) 2020-05-14 2023-01-01 Tae Tech Inc Systems, devices and methods for rail-based electric vehicles and other electric vehicles with modular cascaded energy systems
LU101820B1 (de) * 2020-05-25 2021-11-25 Phoenix Contact Gmbh & Co Modulare Ladesäule zum elektrischen Gleichstromladen einer Batterie eines Elektrofahrzeugs
DE102020115487A1 (de) 2020-06-10 2021-12-16 Audi Aktiengesellschaft Ladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102020207462A1 (de) 2020-06-17 2021-12-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Ladeeinrichtung für das Laden mindestens einer Fahrzeugbatterie
DE102020119104B3 (de) * 2020-07-21 2021-09-16 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Gleichrichteranordnung
WO2022067198A1 (en) 2020-09-28 2022-03-31 Tae Technologies, Inc. Multi-phase module-based energy system frameworks and methods related thereto
KR20230076831A (ko) 2020-09-30 2023-05-31 티에이이 테크놀로지스, 인크. 모듈 기반 캐스케이디드 에너지 시스템에서 위상 내 밸런싱 및 위상 간 밸런싱을 위한 시스템, 디바이스, 및 방법
CN112140933B (zh) * 2020-10-21 2022-05-24 阳光电源股份有限公司 一种充电桩
CN112217264A (zh) * 2020-10-21 2021-01-12 阳光电源股份有限公司 一种充电桩及其充电单元
KR102282679B1 (ko) * 2021-02-03 2021-07-28 (주)그린파워 다이렉트 전기차 충전기
EP4290753A4 (en) * 2021-02-05 2024-03-20 Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. CHARGING CIRCUIT AND CHARGING DEVICE
EP4057492A1 (en) * 2021-03-12 2022-09-14 Siemens Aktiengesellschaft Configurable power converter for charging an electric vehicle
CN114290927B (zh) * 2021-03-31 2024-04-12 华为数字能源技术有限公司 一种能量转换装置、动力系统及车辆
EP4071965A1 (en) * 2021-04-07 2022-10-12 ABB Schweiz AG Charger for charging electric vehicles
TWI773239B (zh) * 2021-04-09 2022-08-01 拓連科技股份有限公司 電動車充電設備
DE102021204968B4 (de) 2021-05-17 2023-01-05 Volkswagen Aktiengesellschaft Ladegerät
US11888320B2 (en) 2021-07-07 2024-01-30 Tae Technologies, Inc. Systems, devices, and methods for module-based cascaded energy systems configured to interface with renewable energy sources
CN115622220A (zh) * 2021-07-15 2023-01-17 台达电子企业管理（上海）有限公司 供电单元和环路供电系统
DE102021124082A1 (de) 2021-09-17 2023-03-23 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zum Aufladen eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs
EP4274046A1 (en) * 2022-05-04 2023-11-08 Abb Schweiz Ag Dc distribution system and method for distributing power
DE102022131125A1 (de) 2022-11-24 2023-11-23 Amperfied GmbH Flexibles aufteilbares DC-Ladesystem
WO2024187178A1 (en) * 2023-03-09 2024-09-12 FreeWire Technologies, Inc. Optimizing power density in battery packs

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040130292A1 (en) * 2000-06-14 2004-07-08 Buchanan William D. Battery charging system and method
US20040189251A1 (en) * 2003-03-28 2004-09-30 Kutkut Nasser H. Modular and reconfigurable rapid battery charger
CN103733471A (zh) * 2011-08-26 2014-04-16 本田技研工业株式会社 充放电装置
EP2815913A1 (en) * 2013-06-18 2014-12-24 Eutecne S.p.A. Recharging system for electric vehicles
CN104319832A (zh) * 2014-10-13 2015-01-28 株洲时代装备技术有限责任公司 一种用于超级电容储能式有轨电车的地面成套充电装置
CN104702097A (zh) * 2013-12-04 2015-06-10 台达电子企业管理（上海）有限公司 电源装置和通过电源装置产生电源的方法
CN105119334A (zh) * 2015-08-31 2015-12-02 深圳驿普乐氏科技有限公司 一种宽电压输出范围的变压电路和直流充电桩
CN105141019A (zh) * 2015-09-25 2015-12-09 西安特锐德智能充电科技有限公司 一种电动汽车充电系统

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US769037A (en) 1903-12-15 1904-08-30 Isaac Wechsler Suspenders.
US6628106B1 (en) 2001-07-30 2003-09-30 University Of Central Florida Control method and circuit to provide voltage and current regulation for multiphase DC/DC converters
US6995548B2 (en) 2003-10-29 2006-02-07 Intersil Americas Inc. Asymmetrical multiphase DC-to-DC power converter
US7596107B1 (en) 2004-01-26 2009-09-29 Cisco Technology, Inc. System and method for enabling multicast group services in a network environment
DE112006002698T5 (de) 2005-10-14 2008-08-21 Astec International Ltd., Kowloon Mehrphasiger DC/DC-Wandler
KR101009485B1 (ko) * 2010-04-20 2011-01-19 (주)모던텍 유니버셜 충전 장치
DE102010052934B4 (de) 2010-11-30 2024-07-25 Technische Universität München Neue Multilevelkonvertertopologie mit der Möglichkeit zur dynamischen Seriell- und Parallelschaltung von Einzelmodulen
WO2013003344A2 (en) * 2011-06-27 2013-01-03 Bloom Energy Corporation Electric vehicle charging using fuel cell system
DE102011079430A1 (de) * 2011-07-19 2013-01-24 Siemens Aktiengesellschaft DC-Ladestation zum Aufladen mehrerer Energiespeichereinrichtungen
CN102891613A (zh) * 2011-07-21 2013-01-23 台达电子企业管理（上海）有限公司 一种ac-dc 电源转换器及其dc 充电站
DE102011108920B4 (de) 2011-07-29 2013-04-11 Technische Universität München Elektrisches Umrichtersystem
EP2624400A1 (en) 2012-02-06 2013-08-07 ABB Technology AG Converter for a battery charging station
TWI535168B (zh) * 2012-05-17 2016-05-21 台達電子工業股份有限公司 充電系統
DE102012212291A1 (de) 2012-07-13 2014-02-20 Siemens Aktiengesellschaft Modularer Aufbau von DC-Schnellladestationen

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040130292A1 (en) * 2000-06-14 2004-07-08 Buchanan William D. Battery charging system and method
US20040189251A1 (en) * 2003-03-28 2004-09-30 Kutkut Nasser H. Modular and reconfigurable rapid battery charger
CN103733471A (zh) * 2011-08-26 2014-04-16 本田技研工业株式会社 充放电装置
EP2815913A1 (en) * 2013-06-18 2014-12-24 Eutecne S.p.A. Recharging system for electric vehicles
CN104702097A (zh) * 2013-12-04 2015-06-10 台达电子企业管理（上海）有限公司 电源装置和通过电源装置产生电源的方法
CN104319832A (zh) * 2014-10-13 2015-01-28 株洲时代装备技术有限责任公司 一种用于超级电容储能式有轨电车的地面成套充电装置
CN105119334A (zh) * 2015-08-31 2015-12-02 深圳驿普乐氏科技有限公司 一种宽电压输出范围的变压电路和直流充电桩
CN105141019A (zh) * 2015-09-25 2015-12-09 西安特锐德智能充电科技有限公司 一种电动汽车充电系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周志敏 等: "《变频电源实用技术—设计与应用》", 30 June 2005, 中国电力出版社 *
辛依波: "《新型电源变换与控制》", 31 January 2014, 西安电子科技大学出版社 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020113932A1 (zh) * 2018-12-03 2020-06-11 珠海格力电器股份有限公司 电路、ac/dc变流模块、直流微电网及其控制方法
CN113544006A (zh) * 2019-03-06 2021-10-22 乌本产权有限公司 用于对电动车充电的充电站
CN110460140A (zh) * 2019-09-23 2019-11-15 台达电子企业管理（上海）有限公司 车载充放电系统
CN110556901A (zh) * 2019-09-23 2019-12-10 台达电子企业管理（上海）有限公司 车载充放电系统
CN111313722A (zh) * 2020-02-24 2020-06-19 季华实验室 电源、电源故障控制方法及电源控制方法
EP4244093A4 (en) * 2020-11-10 2024-10-23 Georgia Tech Res Corporation MULTI-PORT POWER DELIVERY SYSTEMS
WO2023023947A1 (zh) * 2021-08-24 2023-03-02 华为数字能源技术有限公司 充电系统和共享系统
WO2024074054A1 (zh) * 2022-10-08 2024-04-11 华为数字能源技术有限公司 一种充电装置及充电系统

Also Published As

Publication number Publication date
PT3333005T (pt) 2021-04-27
EP3333005B1 (de) 2021-03-17
US20180162229A1 (en) 2018-06-14
EP3333005A1 (de) 2018-06-13
US10391870B2 (en) 2019-08-27
DE102016123924A1 (de) 2018-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108233499A (zh) 用于对电力运行的车辆进行充电的模块化电力电子系统
US10696183B2 (en) Transformer apparatus for a charging station for electrically charging vehicles and having at least two charging points
KR101947892B1 (ko) 충전소 동작을 위한 방법 및 장치
CN105308824B (zh) 具有直流电压供给线路的蓄能装置以及用于由蓄能装置提供直流电的方法
CN102859861B (zh) 可配置的混合转换器电路
CN101197503B (zh) 采集和传输系统
JP5559364B2 (ja) バッテリーを充電するための能力を備えた電気プラント
CN113016130A (zh) 具有多个输出的多电桥功率转换器
CN107921880B (zh) 用于在电动车辆中供电的车辆侧功率电路
CN205670685U (zh) 用于传输电功率的设备
CN109195831A (zh) 具有逆变器、蓄能器、电机和交流电流传输端子的车辆车载电网
KR20190026845A (ko) 차량 전기 시스템, 충전 시스템, 충전소 및 전기 에너지를 송신하기 위한 방법
CN108215873A (zh) 充电装置
US9270182B2 (en) Conversion stage, electric converter including such a conversion stage, device for converting an AC current into DC current including such a converter, terminal for recharging an electric battery including such a converter or conversion device
CN103299530A (zh) 用于将输入ac电压转换成输出ac电压的组件
CN108134413B (zh) 充电装置
CN109874385A (zh) 电力转换系统
CN112224060B (zh) 一种车辆及其能量转换装置与动力系统
US5717579A (en) Power supply unit, more specifically battery charger for electric vehicles and the like
EP2629413A1 (en) Supply of electric power within in a track-bound electric vehicle by means of modular multilevel converters
CN108141041A (zh) 输电装置和用于操作输电装置的方法
CN110299860A (zh) 用于中压逆变器的初始充电系统和用于控制该系统的方法
CN114094576A (zh) 柔性合环开关、供电网络及控制方法
CN103875172A (zh) 用于dc电源、发电站的电网耦合的集成升压/3级逆变器及其操作方法
CN105474497B (zh) 电气组件

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180629

RJ01 Rejection of invention patent application after publication