CN108622035A - 用于电动车辆的充电站系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种充电站系统，尤其是用于电动车辆，其中，该充电站系统具有至少一个壳体，其中，该充电站系统具有多个主要部件，其特征在于，该壳体和这些主要部件被标准化，使得这些主要部件能够模块化地安排在该壳体内。本发明还涉及一种用于构造充电站的相关方法。

Description

用于电动车辆的充电站系统
技术领域
本发明涉及一种充电站系统，尤其是用于电动车辆。
背景技术
从现有技术已知用于给电动车辆供应电能的充电站系统。充电站装配有一个或多个充电单元。这些充电单元通常被设计为完整的预制单元。在一个单元中存在供电设备、冷却设备、操作元件以及安排、数目和配置固定的充电连接缆线。在此，充电单元是针对固定的应用情形和/或特定的使用地点来构造的。新的应用情况和/或场地(相对于迄今为止的场地具有变化了的条件)需要规划和构造新的充电单元。迄今为止已知的充电站系统不能在构造充电站时就灵活地考虑到当地和当前的条件和要求。
发明内容
本发明的目的是，提供一种充电站系统以及一种用于构造这种充电站的相应方法，使得在构造充电站时就能灵活地应对当地和当前的要求和条件。
这个目的是通过一种尤其用于电动车辆的充电站系统来实现的，其中，该充电站系统具有至少一个壳体，其中，该充电站系统具有多个主要部件，其特征在于，该壳体和这些主要部件被标准化，使得这些主要部件能够模块化地安排在该壳体内。
由此，能够有利地在构造充电站时灵活地应对现场要求。该充电站的电功率和冷却功率尤其可以相互独立地选择。例如，可以改变充电站的电功率，而不改变冷却功率。反之，也可以改变充电站的冷却功率，而不改变充电站的电功率性能。由此有利地提供一种充电站系统，可以与充电站的冷却功率无关地对充电站的电功率进行定标(Skalierung)。由此有利地提供一种充电站系统，可以与充电站的电功率无关地对充电站的冷却功率进行定标。
在本发明的一个优选实施方式中，这些主要部件和该壳体在其尺寸上具有互相协调的标准化，其中，该壳体尤其具有通过这些主要部件的外部尺寸而确定的内部尺寸。
在本发明的一个优选实施方式中，该壳体具有如下内部尺寸，该内部尺寸使得多个主要部件能够以最佳地利用壳体体积的方式被安排在该壳体内。该壳体尤其具有如下内部尺寸，该内部尺寸是由主要部件的外部尺寸以及壳体与主要部件之间所要保持的距离的整数倍组合成的。在本发明的一个优选实施方式中，该壳体具有正方形的底面。在另一个优选实施方式中，该壳体的底面的外部尺寸被选择成使得该壳体能够以底侧被放置在一个或多个欧式托盘上，而不会突出。本发明的意义上的欧式托盘是指根据EN 13698-1标准化的、可重复使用的运输托盘。在本发明的一个优选实施方式中，该壳体的底面具有最大长度为1200mm的外边缘。在一个替代性的优选实施方式中，该壳体的底面具有最大长度为1200mm的整数倍的外边缘。
在本发明的另一个优选实施方式中，该充电站系统具有多个主要部件，其中，这些主要部件中的每一个主要部件具有开关箱，其中，该主要部件具有至少一个模块，其中，该模块的结构的特征在于，该模块能够模块化地安排在该开关箱中。
在本发明的一个优选实施方式中，该开关箱被实施为19英寸机架。从本发明的意义上，19英寸机架是指根据EIA 310-D、IEC 60297和DIN 41494SC48D进行标准化的用于容纳电子设备的支架，其中，该支架具有19英寸(即，482.6mm)的标准宽度，其中，该支架还具有用于电子设备的保持设备，这些保持设备以一个高度单位的标准距离竖直安装，其中，一个高度单位对应于1.75英寸、即44.45mm。
在本发明的一个优选实施方式中，模块的外部尺寸被选择成能够被安排在19英寸机架中。
由此有利地提供一种能够模块化地设计的主要部件。由此有利地，能够由预设的模块快速且容易地构造具有不同特性的主要部件。由此有利地，能够以减少的耗费使主要部件适应新的条件和要求，这些新的条件和要求是例如由场地和/或技术要求的变化和/或消费者行为的变化而提出的。
在本发明的一个优选实施方式中，该充电站系统具有至少一个主要部件，其中，该主要部件具有多个模块，其特征在于，这些模块仅是供电模块。
由此有利地提供仅用于供电的主要部件。由此有利地，能够考虑对充电站的供电提出的要求和限制，而不管对其他部件的附加的及可能相反的要求和限制。
例如，这些供电部件的目的是将从固定电网汲取的交流电转换成对例如电动车辆等终端用户进行充电的有效的直流电。为此，该供电部件通过交流电压线路与固定电网相连接。为此，该供电部件通过直流电压线路与充电设备相连接。由于不同的技术要求，交流电压线路可以被实施为比直流电压线路长了数倍。例如，交流电压线路可以具有最长达1000m的长度，而直流电压线路可以具有最长达100m的长度。直流电压线路和交流电压线路的不同的、由技术决定的最大长度是对供电部件的特殊要求，由于充电站系统的模块化构造能够有利地顾及这一点，而不考虑对充电站的其余部件的要求。
在本发明的一个优选实施方式中，该主要部件具有恰好一个供电模块。在一个替代性的优选实施方式中，该主要部件具有至少两个供电模块。
在本发明的一个优选实施方式中，该充电站系统具有一个第一供电模块类型以及至少一个第二供电模块类型，其中，该第一供电模块类型和该第二供电模块类型在至少一个特性方面不同。在本发明的一个优选实施方式中，该第一供电模块类型具有第一结构，并且该第二供电模块类型具有与该第一结构不同的第二结构。在本发明的意义上，结构是指组合成供电模块的电气部件的类型和安排。
在本发明的意义上，例如、但非排他性地，部件是以任意实施方式将交流电转换成直流电的单元(AC/DC单元)以及将直流电转换成直流电的单元(DC/DC单元)。
在本发明的一个优选实施方式中，该充电站系统具有至少一个主要部件，其中，该主要部件具有多个模块，其特征在于，该主要部件具有至少一个供电模块和一个冷却模块。
由此有利地提供一种组合了冷却和供电的主要部件。具有至少一个冷却模块和至少一个供电模块的主要部件在下文中被称为供电-冷却组合部件。
在本发明的一个优选实施方式中，该充电站系统具有至少一个主要部件，其中该主要部件具有多个模块，其特征在于，这些模块仅是冷却模块。
由此有利地提供一种仅用于冷却的主要部件。由此有利地，能够考虑对充电站的冷却提出的要求和限制，而不管对其他部件的附加的及可能相反的要求和限制。
在本发明的一个优选实施方式中，该主要部件具有恰好一个冷却模块。在一个替代性的优选实施方式中，该主要部件具有至少两个冷却模块。
在本发明的一个优选实施方式中，该充电站系统具有一个第一冷却模块类型以及至少一个第二冷却模块类型，其中，该第一冷却模块类型和该第二冷却模块类型在至少一个特性方面不同。在本发明的一个优选实施方式中，该第一冷却模块类型具有第一冷却功率，并且该第二冷却模块类型具有与该第一冷却功率不同的第二冷却功率。
在本发明的一个优选实施方式中，该充电站系统具有充电柱。在本发明的一个优选实施方式中，该充电柱具有由充电柱的使用者来操作的操作元件。
在本发明的一个优选实施方式中，该充电站系统具有变电站。
在本发明的一个优选实施方式中，该至少一个壳体是由钢片、钢板或混凝土制成的。
由此有利地，提供一种能够在户外和建筑物中设立的壳体。
在本发明的一个优选实施方式中，该至少一个壳体具有恰好一个门。由此有利地，在设立了配备有主要部件的壳体之后，能够更换主要部件和/或对主要部件及其线路进行修理和/或维修工作，而不会损坏壳体。
在本发明的一个优选实施方式中，该充电站系统具有一个第一壳体以及位于该第一壳体旁边或上方的至少一个第二壳体。
由此有利地提供一种充电站系统，其壳体能够彼此并排地堆叠和/或彼此上下地堆叠。由此能够有利地增大为了安置主要部件而存在的内部空间。
总体上，本发明在此公开下述1和12的技术方案，下述2-11和13为本发明的优选技术方案：
1.一种充电站系统，尤其是用于电动车辆，其中，该充电站系统具有至少一个壳体，其中该充电站系统具有多个主要部件，其特征在于，该壳体和这些主要部件被标准化为使得这些主要部件能够模块化地安排在该壳体内。
2.根据前述1所述的充电站系统，其中，这些主要部件和该壳体在它们的尺寸方面具有互相协调的标准化设置，其中该壳体尤其具有通过这些主要部件的外部尺寸而确定的内部尺寸。
3.根据前述1-2之一所述的充电站系统，其中，该充电站系统具有多个主要部件，其中这些主要部件中的每一个主要部件具有开关箱，其中该主要部件具有至少一个模块，其中该模块的结构的特征在于，该模块能够模块化地安排在该开关箱中。
4.根据前述3所述的充电站系统，其中，该充电站系统具有至少一个主要部件，该主要部件具有多个模块，其特征在于，这些模块仅是供电模块。
5.根据前述1-4之一所述的充电站系统，其中，该充电站系统具有至少一个主要部件，该主要部件具有多个模块，其特征在于，该主要部件具有至少一个供电模块和一个冷却模块。
6.根据前述1-5之一所述的充电站系统，其中，该充电站系统具有至少一个主要部件，该主要部件具有多个模块，其特征在于，这些模块仅是冷却模块。
7.根据前述1-6之一所述的充电站系统，其中，该充电站系统具有充电柱。
8.根据前述1-7之一所述的充电站系统，其中，该充电站系统具有变电站。
9.根据前述1-8之一所述的充电站系统，其中，该至少一个壳体是由钢片、钢板或混凝土制成的。
10.根据前述1-9之一所述的充电站系统，其中，该至少一个壳体具有恰好一个门。
11.根据前述1-10之一所述的充电站系统，其中，该充电站系统具有一个第一壳体以及位于该第一壳体旁边或上方的至少一个第二壳体。
12.一种用于构造根据前述1-11之一所述的充电站的方法，尤其用于电动车辆，其中，在第一步骤中，提供至少一个标准化的壳体；在第二步骤中，给该至少一个标准化的壳体模块化地配备一个标准化的第一主要部件以及至少一个标准化的第二主要部件；并且，在第三步骤中，将该标准化的第一主要部件与该标准化的第二主要部件相连接。
13.根据前述12所述的方法，其中，在第一步骤中，提供各自配备有至少一个标准化的主要部件的、标准化的第一壳体和第二壳体；在第二步骤中，将该标准化的第一壳体放置在该标准化的第二壳体旁边或上方；并且，在第三步骤中，将该标准化的第一壳体与该标准化的第二壳体相连接。
附图说明
本发明的进一步的细节、特征和优点将从附图中以及从以下借助附图对优选实施方式的说明中得出。这些附图在此仅示出了本发明的示例性的实施方式，这些实施方式不限制基本的发明构思。
图1示意性地示出具有一个充电柱以及一个供电-冷却组合部件的充电站的构造。
图2示意性地示出具有两个充电柱以及两个供电-冷却组合部件的充电站的构造。
图3示意性地示出具有两个充电柱以及一个供电部件和一个冷却部件的充电站的构造。
图4示意性地示出具有四个充电柱以及两个供电部件和一个冷却部件的充电站以及变电站的构造。
图5示意性地示出具有六个充电柱以及三个供电部件和一个冷却部件的充电站以及变电站的构造。
具体实施方式
图1示意性地示出根据本发明的具有供电-冷却组合部件4c和充电柱12的充电站1。
在本发明的一个优选实施方式中，主要部件4c装配有供电模块2a和冷却模块2b。主要部件4c具有用于交流电源和交流电线路10的第一输入端。主要部件4c还具有用于冷却剂线路8的第一输出端以及用于直流电的第二输出端。充电站还具有充电柱12，该充电柱借助于冷却剂线路8和直流电线路9与主要部件4c相连接。
由此有利地提供了一种具有充电柱的充电站。有利地，直接在具有供电模块的部件中安装冷却设备。
图2示意性地示出根据本发明的具有两个供电-冷却组合部件4c和4c’以及两个充电柱12和12’的充电站1。
在本发明的一个替代性的优选实施方式中，提供了第一主要部件4c以及与之相同的第二主要部件4c’，其中，第一主要部件4c和第二主要部件4c’各自具有供电模块2a和2a’并且各自具有冷却模块2b和2b’。第一主要部件4c和第二主要部件4c’各自具有用于同一交流电源的输入端以及用于冷却剂线路8和8’的第一输出端和用于直流电的第二输出端。充电站1还具有第一充电柱12，该第一充电柱借助于冷却剂线路8和直流电线路9与第一主要部件4c相连接。充电站1还具有第二充电柱12’，该第二充电柱借助于冷却剂线路8’和直流电线路9’与第二主要部件4c’相连接。
由此有利地，提供了具有两个充电柱12和12’的充电站1，这两个充电柱由同一交流电源被馈电。由此有利地，能够同时用电能对例如最多达两辆电动车辆进行充电。
图3示意性地示出根据本发明的具有一个供电部件4a和一个冷却部件4b以及两个充电柱12和12’的充电站1。
在本发明的一个替代性的优选实施方式中，提供了第一主要部件4a和第二主要部件4b。第一主要部件4a具有两个供电模块2a和2a’，这两个供电模块经由用于交流电源的输入端被馈送交流电。第一主要部件4a还具有用于直流电的输出端。第二主要部件4b具有两个冷却模块2b和2b’以及用于第一冷却剂线路8和第二冷却剂线路8’的第一输出端和第二输出端。该充电站还具有第一充电柱12和第二充电柱12’，其中，第一充电柱12借助于第一冷却线路8与冷却部件4b的第一输出端相连接，并且第二充电柱12’借助于第二冷却线路8’与冷却部件4b’的第二输出端相连接。冷却部件4b仅对充电柱12和12’进行冷却。冷却部件4b不会对供电部件4a进行冷却。第一主要部件4a借助于与主要部件4a的第一输出端相连接且分支成了两条线路的直流电线路9来给第一充电柱12和第二充电柱12’供应直流电。
由此有利地，提供了具有两个充电柱12和12’的充电站1，其中，能够以独立于供电设备的方式来放置冷却设备。由此有利地，在构造充电站1时能够将当地条件和限制考虑在内。
图4示意性示出根据本发明的具有两个供电部件4a和4a’、一个冷却部件4b、以及四个充电柱12、12’、12”和12”’的充电站1。
在本发明的另一个替代性的实施方式中，提供了第一主要部件4b、第二主要部件4a和第三主要部件4a’。在此，第一主要部件4b具有两个冷却模块2b和2b’，这些冷却模块具有用于第一冷却剂线路8和第二冷却剂线路8’的第一输出端和第二输出端。第二主要部件4a和第三主要部件4a’各自具有两个供电模块2a、2a’和2a”、2a”’，这些供电模块各自具有用于交流电的输入端并且各自具有用于直流电的输出端。第二主要部件4a和第三主要部件4a’各自具有用于冷却剂线路8的输入端，该第二主要部件和该第三主要部件借助于该冷却剂线路与冷却部件4b的第一输出端相连接。充电站1还具有四个充电柱12、12’、12”和12”’，这些充电柱经由冷却部件4b的第二输出端通过四重分支的冷却线路8’与冷却部件4b相连接。冷却部件4b既冷却供电部件4a和4a’、又冷却四个充电柱12、12’、12”和12”’。第一供电部件4a在第一供电部件4a的直流电输出端处经由分支的直流电线路9与第一充电柱12和第二充电柱12’相连接。第二供电部件4a’在第二供电部件4a’的直流电输出端处经由分支的直流电线路9’与第三充电柱12”和第四充电柱12”’相连接。
充电站1还具有变电站11。该变电站经由向相应的主要部件的交流电输入端分支的交流电线路10给第一供电部件4a和第二供电部件4a’供应交流电。
由此有利地，提供了具有四个充电柱12、12’、12”和12”’的充电站1，在该充电站处可以同时对最多达四个电动车辆进行充电。有利地，在不同的主要部件中实施冷却和供电。放置供电部件取决于变电站的位置，而放置冷却设备不受此限制。在此，充电站的模块化构造还允许灵活地应对当地的条件和要求。
图5示意性地示出根据本发明的具有三个供电部件4a、4a’和4a”、一个冷却部件4b和六个充电柱12、12’、12”、12”’、12IV和12V的充电站1。
在本发明的另一种优选实施方式中，充电站1具有六个充电柱12、12’、12”、12”’、12IV和12V。充电站1还具有第一冷却部件4b，该第一冷却部件具有冷却模块2b和用于冷却剂线路8的输出端。充电站1还具有第一供电部件4a和第二供电部件4a’，其中，第一供电部件4a和第二供电部件4a’各自具有两个供电模块2a、2a’和2a”、2a”’并且各自具有用于交流电的输入端和用于直流电的输出端。充电站1还具有第三供电部件4a”，该第三供电部件具有两个供电模块2aIV、2aV、和交流电输入端、以及第一直流电输出端和第二直流电输出端、以及用于冷却剂线路的相应输入端。充电站1还具有变电站11，该变电站经由各一个交流电线路10、10’和10”分别与第一、第二和第三供电部件4a、4a’和4a”的交流电输入端相连接。冷却部件4b经由与冷却部件4b的输出端相连接的、分支的冷却剂线路8来冷却第二电流部件4a’和第三电流部件4a”以及六个充电柱12、12’、12”、12”’、12IV和12V。第一充电柱12和第二充电柱12’经由从第一电流部件4a的直流电输出端分支的直流电线路9被供应直流电。第三充电柱12”和第四充电柱12”’经由从第二电流部件4a’的直流电输出端分支的直流电线路9’被供应直流电。第五充电柱12IV借助于直流电线路9”从第三供电部件4a”的第一直流电输出端被供应直流电。第六充电柱12V借助于直流电线路9”’从第三供电部件4a”的第二直流电输出端被供应直流电。
由此有利地，提供了具有六个充电柱12、12’、12”、12”’、12IV和12V的充电站1，用于同时对例如最多达六个电动车辆进行充电。
参考符号列表
1 充电站
2a 供电模块
2b 冷却模块
4a 供电部件
4b 冷却部件
4c 供电-冷却组合部件
7 壳体
8 冷却剂线路
9 直流电线路
10 交流电线路
11 变电站
12 充电柱

Claims (13)

1.一种充电站系统，尤其是用于电动车辆，其中，该充电站系统具有至少一个壳体，其中该充电站系统具有多个主要部件(4)，其特征在于，该壳体和这些主要部件(4)被标准化为使得这些主要部件(4)能够模块化地安排在该壳体内。
2.根据权利要求1所述的充电站系统，其中，这些主要部件(4)和该壳体在它们的尺寸方面具有互相协调的标准化设置，其中该壳体尤其具有通过这些主要部件(4)的外部尺寸而确定的内部尺寸。
3.根据前述权利要求之一所述的充电站系统，其中，该充电站系统具有多个主要部件(4)，其中这些主要部件中的每一个主要部件具有开关箱，其中该主要部件(4)具有至少一个模块(2)，其中该模块(2)的结构的特征在于，该模块(2)能够模块化地安排在该开关箱中。
4.根据权利要求3所述的充电站系统，其中，该充电站系统具有至少一个主要部件(4)，该主要部件(4)具有多个模块(2)，其特征在于，这些模块(2)仅是供电模块(2a)。
5.根据权利要求1或2所述的充电站系统，其中，该充电站系统具有至少一个主要部件(4)，该主要部件(4)具有多个模块(2)，其特征在于，该主要部件(4)具有至少一个供电模块(2a)和一个冷却模块(2b)。
6.根据权利要求1或2所述的充电站系统，其中，该充电站系统具有至少一个主要部件(4)，该主要部件(4)具有多个模块(2)，其特征在于，这些模块(2)仅是冷却模块(2b)。
7.根据权利要求1或2所述的充电站系统，其中，该充电站系统具有充电柱(12)。
8.根据权利要求1或2所述的充电站系统，其中，该充电站系统具有变电站(11)。
9.根据权利要求1或2所述的充电站系统，其中，该至少一个壳体是由钢片、钢板或混凝土制成的。
10.根据权利要求1或2所述的充电站系统，其中，该至少一个壳体具有恰好一个门。
11.根据权利要求1或2所述的充电站系统，其中，该充电站系统具有一个第一壳体以及位于该第一壳体旁边或上方的至少一个第二壳体。
12.一种用于构造根据前述权利要求之一所述的充电站的方法，尤其用于电动车辆，其中，在第一步骤中，提供至少一个标准化的壳体；在第二步骤中，给该至少一个标准化的壳体模块化地配备一个标准化的第一主要部件(4)以及至少一个标准化的第二主要部件(4)；并且，在第三步骤中，将该标准化的第一主要部件(4)与该标准化的第二主要部件(4)相连接。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，在第一步骤中，提供各自配备有至少一个标准化的主要部件(4)的、标准化的第一壳体和第二壳体；在第二步骤中，将该标准化的第一壳体放置在该标准化的第二壳体旁边或上方；并且，在第三步骤中，将该标准化的第一壳体与该标准化的第二壳体相连接。
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