CN112313854A - 包括用于虚拟预充电存储器的等效存储器容量的控制装置的用于对电动车辆充电的充电站和所属的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对电动车辆充电的充电站(200)，并且所述充电站(200)包括：电网连接点(210)，经由所述电网连接点，充电站(200)与供电网(216)连接，用于从供电网(216)中提取电功率，其中电网连接点(210)具有连接功率值，充电站(200)能够从供电网(216)中最大限度地提取功率直至所述连接功率值；至少一个充电端子，分别用于对电动车辆充电；除了至少一个充电端子之外的至少一个可控消耗器；和控制装置(232)，用于控制充电站(200)，其中控制装置(232)配置为，确定虚拟预充电存储器(230)的等效存储器容量，并且根据连接功率值和等效存储器容量控制电动车辆的充电，其中等效存储器容量描述如下值，所述值对应于电的虚拟预充电存储器(204)的存储器容量，所述虚拟预充电存储器在预定的充电时间段中提供通过存储器容量提供的附加充电功率，以便提高受连接功率值限制的充电功率。

Description

包括用于虚拟预充电存储器的等效存储器容量的控制装置的 用于对电动车辆充电的充电站和所属的方法
技术领域
本发明涉及一种用于对电动车辆充电的充电站。此外，本发明涉及一种用于控制充电站的方法。
背景技术
用于对电动车辆充电的充电站通常是已知的。所述充电站特别是构造成，使得其从供电网中提取电功率，并且借此随后在充电桩处分别对各个电动车辆充电。随着电动车辆的数量越来越多和特别也对快速充电能力的期望，对提供由充电站所需要的功率的供电网的要求也提高。特别地，这会涉及配电网，所述配电网连接于输电网。
由于在电动车辆的数量增加时也越来越期望充电站的快速充电能力，存在对对应的快速充电基础设施的需求。所述快速充电基础设施应尽可能集成到供电网中或者匹配于此，这也能够称作为电网集成。
通过用于电动汽车的所谓的快速充电基础设施的这种电网集成，因此能够快速地全负荷利用特定的配电网的电网连接容量。该问题通常特别在负载尖峰下出现。这种负载尖峰又在快速充电时仅非常短暂地出现。在单个车辆的情况下，这种负载尖峰有时仅持续几分钟并且尤其位于5至10分钟的范围中。因此，通常不值得，通过电网扩建来消除电网连接容量的这种容量问题。
替代于此考虑，安装所谓的预充电存储器，所述预充电存储器仅在其电网连接点处从供电网中提取如在那里设置的量的功率。但是所述功率提取能够连续地进行，即使在没有电动车辆充电或者至少没有出现负载尖峰时也进行。出现的负载尖峰于是能够由所述预充电存储器解决。因此，那么借助于这种预充电存储器能够暂时提供比电网连接点实际可提供的功率更高的功率。这种充电存储器为此例如能够安装在充电点。因此，通过这种预充电存储器，在电网连接点全负荷利用的情况下能够提高最大总充电功率。
这种预充电存储器通常构成为电池并且对应地会是昂贵的。此外，可能的负载尖峰的提高和终归可提取的功率的提高在此也与预充电存储器的大小相关。对应地，出于成本原因避免过大的预充电存储器。尽管如此于是仍会相对频繁地达到在充电站的电网连接点处的有功功率限制。
德国专利商标局在本申请的优先权申请中检索到如下现有技术：US 2013/0229149 A1，US 2014/0139188 A1，WO 2016/120240 A1，M.Musio等的文章“A VirtualPower Plant Management Model Based on Electric Vehicle ChargingInfrastructure Distribution”，P.Palensky等的文章“Demand Side Management:DemandResponse,Intelligent Energy Systems,and Smart Loads”以及Xiaolong Jin等的文章“Hierarchical microgrid energy management in an office building”。
发明内容
因此，本发明基于如下目的，解决上述问题中的至少一个。尤其地，要提出一种尽可能成本有益的减少或完全避免充电站中的容量瓶颈的解决方案，其中考虑充电站所连接的电网连接点处的有限的容量。至少要对迄今已知的解决方案替选地提出一种替选的解决方案。
根据本发明，提出一种根据权利要求1的充电站。这种充电站因此设为用于对电动车辆充电。这尤其涉及电动汽车，但是也能够涉及其他电动车辆。
充电站经由电网连接点与供电网连接，所述电网连接点在此理解成充电站的一部分。这种电网连接点能够是用于连接充电站的物理连接点，但是也能够是供电网中的测量点，尤其是远离物理连接点设置在供电网中的测量点。
经由所述电网连接点，从供电网中提取电功率。电网连接点在此具有连接功率值，充电站能够从供电网中最大限度地提取功率直至所述连接功率值。这种连接功率值通常是电网连接点的技术限制，但是也能够通过电网运营商来预设，所述电网运营商在该区域中运营电网。尤其地，这种连接功率值在首次设立这种电网连接点时规定。这种规定通常基于实际的物理容量极限，所述物理容量极限也能够涉及供电网的相关部分，尤其也能够涉及从电网连接点至供电网的其余部分或部段的连接线路。
此外，充电站包括至少一个充电端子，所述充电端子分别设为用于对电动车辆充电。这种充电端子通常能够构成为所谓的充电桩，但是多个充电端子也能够在充电桩中组合。在任何情况下，经由充电端子分别对电动车辆充电。
此外，充电站包括至少一个附加的可控消耗器。即所述可控消耗器对于至少一个充电端子是附加的可控消耗器，因为充电端子也是可控消耗器。所述至少一个附加的可控消耗器因此不是充电端子。因此如果不是设有仅一个充电端子而是设有多个充电端子，那么对于所述多个充电端子添加至少一个附加的可控消耗器，所述附加的可控消耗器不是充电端子。这种可控消耗器例如能够是充电站的与车辆的充电不直接关联的装置。
例如，充电站能够构成为加油站并且这种加油站通常具有其他的、通常大规模的基础设施，如例如饭店。以这种饭店为例，饭店例如能够包括冷库。所述冷库也能够至少部分地与当前的冷却需求分离地被操控或不被操控，因为其通常具有高的热容量并从而也能够暂时放弃用于操控冷却功能的功率，而冷库中的温度不大幅升高。
此外，充电端子包括用于控制充电站的控制装置。所述控制装置尤其能够设为用于，使充电端子和至少一个附加的可控消耗器的控制协调。
在任何情况下，控制装置配置用于，确定虚拟预充电存储器的等效存储器容量并且根据连接功率值和等效存储器容量来控制电动车辆的充电。等效存储器容量描述如下值，所述值对应于虚拟电预充电存储器的存储器容量，所述虚拟电充电预存储器在预定的充电时间段中提供通过存储器容量确定的附加充电功率，以便提高受连接功率值限定的充电功率。
在此，因此首先以预充电存储器为出发点，所述预充电存储器通过存储的能量能够至少暂时提供附加功率，所述附加功率能够用于电动车辆的充电。迄今的充电功率因此能够提高了所述附加功率。在此假设，迄今的、即瞬时仍存在的充电功率通过连接功率值限制。
但是现在假设，替代预充电存储器，存在虚拟预存储器。虚拟预存储器因此类似于实际的预充电存储器表现，其方式为：其能够暂时提供对应的功率。虚拟电预充电存储器尤其能够通过如下方式实现这，即降低一个或多个其他消耗器、即尤其至少一个附加的可控消耗器的功率，由此释放附加的功率，所述附加的功率能够用作为充电功率。这也能够称作为附加功率的激活。
必要时，由此甚至能够将功率提高到高于连接功率值，如果所述至少一个附加的可控消耗器经由与如下电网连接点不同的另外的电网连接点提取其功率，经由所述电网连接点，充电站否则提取其功率用于对电动车辆充电。
这在如下情况下予以考虑，为了以迄今存在传统的加油站为例阐述，所述加油站当然也为不同的消耗器从供电网中获取电功率。如果现在这种加油站变成充电站或者扩展成充电站，那么对于所述充电站，即对于充电端子所需要的功率，能够安装附加的电网连接点。
从控制至少一个可控消耗器使得可激活附加功率的所述可能性中，对应地能够确定等效存储器容量。所述等效存储器容量或其被考虑的部分能够从可激活的附加功率关于时间段、尤其关于充电时间段的积分中计算。但是实际预充电存储器也能够是虚拟预充电存储器的一部分并且等效存储器容量那么能够对应地由实际预充电存储器的存储器容量和通过至少一个可控消耗器激活的功率构成组成。
根据一个实施方式提出，控制装置配置用于，至少根据至少一个另外的可控消耗器的工作点和预定的充电时间段来确定等效存储器容量。至少一个另外的可控消耗器的工作点尤其能够表明当前功率值，所述当前功率值说明瞬时由可控消耗器消耗的功率。如果所述功率值尤其在预定的充电时间段的持续时间中能够下降到零或其他更小的值，那么由此得出可激活的能量量，这些能量量因此在可控消耗器的这种功率降低的情况下不会由其消耗。所述可激活的能量于是能够形成等效存储器容量，如果没有另作说明，或者所述可激活的能量补充给等效存储器容量。这例如能够由其他可控消耗器的这种可节约的能量量组成。
可选地，充电站此外能够具有电预充电存储器，即实际预充电存储器。对此提出，控制装置配置为，附加地根据电预存储器的实际存储器容量确定等效存储器容量。电预充电存储器的实际存储器容量尤其表示在预充电存储器中存在的并且可调用的能量量。等效存储器容量于是因此例如能够由实际存储器容量和至少一个通过减少消耗器可激活的能量量组成。也能够添加另外的这种可激活的能量量。
根据一个设计方案提出，为了确定等效存储器容量，当对至少两个电动车辆充电并且至少一个电动车辆能够降低其充电功率，以便由此提高另一电动车辆的充电功率时，考虑至少一个充电端子的充电情形。在此特别能够将所述可降低的充电功率在预定的时间段中积分而得到可激活的能量量或者作为可激活的能量量考虑。
这种通过降低充电功率可激活的能量量于是因此能够计算成等效存储器容量或者补充成等效存储器容量，如这已经针对另外的可控消耗器阐述的那样。在此，特别是基于如下考虑，至少一个电动车辆经由快速充电应尽可能快地充电，而至少一个另外的电动车辆不必经由快速充电过程充电。特别是，对于所述另外的电动车辆而言能够预设较长的时间段，在所述时间段中其可充电。例如考虑，充电站是高速公路休息站的一部分，并且在一个车辆驾驶员想尽可能快地继续行驶期间，另一车辆驾驶员想对其车辆充电以休息。在此，对于可以降低其充电功率的至少一个电动车辆，可以预设充电时间段，所述充电时间段可提供用于所述电动车辆的充电，其中所述充电时间段长至，使得其允许降低电动车辆的充电功率。
优选地，充电站的特征在于，控制装置配置为，从预充电存储器中提供用于支持供电网的电功率，尤其在考虑等效存储器容量的条件下。在此已知的是，充电站当其具有预充电存储器时也能够用于，将电功率馈入到供电网中。原则上，充电站对于供电网而言是消耗器，但是在例外情况下例如针对供电网中的暂时大幅提高的功率需要，仍然能够通过从预充电存储器中馈入电功率来解决所述功率需求。尤其考虑，观察供电网的频率，并且如果低于预定的频率极限值，那么将电功率馈入到供电网中。
利用出自预充电存储器的电功率来支持供电网尤其在考虑等效存储器容量的条件下执行。在此，特别是能够设有控制装置，使得维持充电站的充电运行。在此，等效存储器容量例如能够被考虑，使得一部分用于连接的电车辆的充电，而另一部分用于馈入到供电网中。在此应考虑，在此等效存储器容量由预充电存储器的实际存储器容量和在可控消耗器中可激活的能量量组成。
优选地，控制装置设计用于，确定至少一个附加的消耗器在预定的充电时间段中可能的功率降低，并且与此相关地确定等效存储器容量。由此，能够考虑对应的可控消耗器的工作点，其方式为：对当前的工作点检查，其能够多大程度地降低其功率消耗。
优选地，控制装置设计用于，确定，尤其预测临时充电功率瓶颈和/或连接功率值的临时降低，并且与此相关地确定充电时间段和/或等效存储器容量。在此，特别是基于如下构思，在电网连接点处技术决定地和/或通过供电网的电网运营商的预设，能够从供电网中提取较少功率。由此，能够存在临时充电功率瓶颈。在电网连接点处可提取的功率的临时降低能够称作为连接功率值的临时降低。这种瓶颈或这种降低优选能够预测，其方式为：例如已知在日程中的电网性能。例如，可以已知特定的时刻，在所述时刻中出现这种瓶颈或这种降低。但是也考虑，这种瓶颈或这种降低特别通过电网运营商来预告。也考虑，在再生生成器的份额高的情况下，能够与气候相关地和/或与日间时间相关地预测功率瓶颈。
与此相关地，能够确定充电时间段。在此要注意的是，充电站特别是当其构成为公共充电加油站时原则上始终或至少大部分对电动车辆充电。充电时间段于是因此是限定的时间段，例如处于10分钟或1小时的范围中或者10分钟直至1小时的范围，对此范围规划来对一个或多个电动车辆充电。如果现在已知或预测在特定的时间段中的临时充电功率瓶颈或连接功率值的临时降低，那么在此也能够称作为问题时间段的所述时间段能够确定成为充电时间段。但是，充电时间段不必与问题时间段相同，而是例如也能够略微更早地开始和略微更晚地结束，这特别是在预测问题时间段时能够是有意义的，以便补偿预测的不确定性。
特别是与问题时间段或根据此确定的充电时间段相关地，随后能够确定等效存储器容量。特别是，在此能够将分别可用的功率关于充电时间段积分得到存储器容量。那么结果是，等效存储器容量已确定并且与其相关地能够控制在此处确定的充电时间段中对电动车辆的充电。所述充电控制由此基本上与用于提供充电功率的具体的控制机制脱离，即例如操控附加的可控消耗器。仅需要考虑所述等效存储器电容。
当然优选地也为了提供用于确定等效存储器容量的功率执行对应的控制，如例如通过如下方式激活可控消耗器的功率，即所述可控消耗器降低其消耗。如果存在，那么也会需要控制预充电存储器以提供用于充电所需的功率。所述用于提供功率的控制仍能够与控制各个车辆的充电脱离。换言之，对电动车辆的充电进行控制的控制装置不必知道，是否存在具有良好的充电状态的预充电存储器，是否刚好可以在电网连接点处从电网中提取大量功率，或者可控消耗器是否还允许激活其他功率。
根据一个实施方式提出，充电时间段根据至少一个要充电的电动车辆，尤其根据相应的要充电的电动车辆的充电特性确定，并且随后与此相关地确定等效存储器容量。所述实施方式因此对于充电时间段并不基于所述的问题时间段，而是基于用于对电动车辆充电的实际时间段，或者其一部分。结合问题时间段阐述的考虑内容仍然能够附加地执行。
在考虑分别要充电的电动车辆的充电特性时，但并不排他，特别是基于快速充电情况，其中为了充电暂时需要非常高的充电电流。在此但是要考虑的是，在此充电特性通常在充电开始时具有、即允许非常高的充电电流，这随后在充电过程结束时变小。这种充电电流的精确的变化曲线或关于时间的可能的充电电流在此能够视作为充电特性。
由此，从这种充电特性中得出充电时间段，但是在所述充电时间段中期望的充电电流不是恒定的。因此特别也提出，针对关于充电的容量考虑，基于存储器容量，即基于可用的能量量，而不是基于功率值。因此提出，也特别针对所述情况确定等效存储器容量，即针对所述充电时间段。但是所述等效存储器容量，即对于充电时间段可用的能量量，于是能够通过不规则地、至少不恒定地使用充电功率来调用。
等效存储器容量就此而言是在预定的时间段中的能量量，其能够由多个分量组成。一个分量能够是实际能量量，如其在预充电存储器中存储的。另一分量是通过降低至少一个另外的消耗器在预定的时间段中能够激活的能量量。在此，在多个这种可控消耗器的情况下，也能够考虑多个能量量。
根据另一实施方式提出，至少一个附加的可控消耗器包括绝对可变地可控的消耗器，所述绝对可变地可控的消耗器根据需要能够以完全地或部分地降低的方式运行，并且尤其构成为生成式消耗器，其生成量通过由控制装置的操控可以降低。这种消耗器因此是可控的，即特别是于是也通过控制装置可控。在此特别涉及如下消耗器，所述消耗器不必一定立即和完全执行其任务，而是在其使用中至少部分地可变。一个实例是生成式消耗器，所述生成式消耗器例如产生气体，如例如氢气或甲烷。所述气体能够馈入到管路网中或者收集在罐中。如果因为需要少量充电功率而存在大量功率，那么所述消耗器能够工作并且借助或从对此需要的功率中制备对应的气体。但是如果现在需要大量充电功率对电车辆充电，那么所述消耗器在其功率消耗方面能够降低，可能甚至降低到零。由此形成可激活的能量量。
此外或替选地，至少一个附加的可控消耗器包括可时间延迟工作的消耗器，其要提供的工作能够选择性完全地或可时间延迟地提供，使得当工作功率在另一时间段被提供时则在一个时间段中能够减小工作功率。
一个实例是已提及的冷库，即所述冷库原则上必须基本上获得特定的冷却功率，但是所述冷却功率由于高热容量分布于一天中也会或早或晚地提供。借此，所述可延迟工作的消耗器所需要的功率能够被降低，但因为其后来又被提高。但有时整体上，由此没有附加的能量可激活。但在此，特别是在一个时间段中激活附加的能量已视为是重要的并且因此这种可时间延迟工作的消耗器的使用是有意义的且有利的。
优选地，充电功率分成固定部分和可变部分，其中可变部分是可控的并且等效存储器容量根据所述可变部分来确定。
充电功率的可变部分因此能够在等效存储器容量中予以考虑。如果例如车辆开始充电，所述车辆具有高的固定的充电需求并且多个车辆在充电，这具有高的可变份额，那么一个车辆能够动用大的等效存储器，所述等效存储器从其他车辆的充电电流的可变份额中得出。
也能够考虑，充电功率的可变份额随着充电状态提升而提升。因此，可以确保直至例如80％充电状态的快速充电，而直至100％的充电然而具有大的可变份额，因为这不再具有高的优先级。
优选地，控制装置配置为，尤其根据等效存储器容量，控制至少一个电动车辆的充电，至少分别给相关的充电端子预设充电期望值或可用充电功率。在此因此提出，等效存储器容量对应地有针对性地用于控制电动车辆的充电。认为是特别适合的变型形式的是，对此给相关的端子预设充电期望值或可用充电功率。考虑等效存储器容量的上级的控制装置因此不需要单独地实际控制每个单独的电动车辆的充电，而是其根据等效存储器容量仅生成对应的定向值(Orientierungswerte)。根据所述定向值，随后因此每个充电端子或另外的子控制装置能够单独地执行对相应的电动车辆的控制，属于所述定向值的有所谓的充电期望值和所谓的可用充电功率。
此外或替选地提出，控制装置配置为，尤其根据等效存储器容量控制电预充电存储器的电功率的存储或输出。存入或输出，即对实际预充电存储器的控制因此也考虑等效存储器容量。如果例如等效存储器容量是高的并且电预充电存储器的充电状态是低的，那么也考虑，将能量存入到预充电存储器中。但是如果等效存储器容量是低的，那么具有低的充电状态的实际预充电存储器的充电仍可以首先被延迟。
在此特别是，等效存储器容量的时间范围是重要的。因此，例如在不使用时，充电能够从等效存储器容量移动到真实存储器中，因为能量量能够更长时间地在真实存储器中保持。在真实存储器充电之后，尽管也需要等效存储器容量的再充电，其方式为补上移动的功率，所述功率因此暂时降低并从而贡献于所述等效存储器容量，但这在供电网的其他自由电网容量的情况下从电网连接中进行或者在紧急情况下从真实存储器进行。在最佳情况下，那么真实的和等效的存储器容量都完全可共使用。
此外或替选地提出，控制经由电网连接点交换电功率，即同样通过控制装置和在此特别是根据等效存储器容量。因此，所述功能也对控制装置提出，所述控制装置因此在该点也能够施加中央控制。电功率经由电网连接点的交换在此特别是表示，控制要从供电网提取的功率的水平。在此也考虑，至少在例外情况下，将电功率馈入到供电网中。根据一个实施方式，控制装置也应能够执行这。但是至少通过控制单元能够进行虚拟馈入，其方式为：降低在预定的时间段中补上的消耗。出于电网角度即对于供电网而言，这等效于馈入作用。
此外或替选地提出，控制装置尤其也根据等效存储器容量来控制至少一个附加消耗器。所述控制任务在此也能够有利地在中央由控制装置执行，所述控制装置不仅计算等效存储器容量，而且也控制对应的功率或能量的调用并且从而能够提供对应的能量来对电动车辆充电。
根据本发明也提出一种用于控制对电动车辆充电的充电站的方法。在此所述充电站包括：
-电网连接点，经由所述电网连接点，充电站与供电网连接，用于从供电网中提取电功率，其中电网连接点具有连接功率值，充电站能够最大限度地从供电网中提取功率直至所述连接功率值，
-至少一个充电端子，分别用于对电动车辆充电，
-至少一个对至少一个充电端子附加的可控消耗器，和
-用于控制充电站的充电装置。
基于这种充电站，所述方法包括如下步骤：
-确定虚拟预充电存储器的等效存储器容量，和
-根据连接功率值和等效存储器容量来控制电动车辆的充电，其中
-等效存储器容量描述如下值，所述值对应于虚拟电预充电存储器的存储器容量，所述电预充电存储器能够在预定的充电时间段中提供通过存储器容量确定的附加充电功率，以便提高受连接功率值限制的充电功率。
因此，在此提出一种方法，所述方法执行如下步骤，对于所述步骤，充电站的控制装置根据至少一个在上文中描述的实施方式来配置。特别地，因此确定等效存储器容量并且根据连接功率值和因此确定的等效存储器容量控制电动车辆的充电。
尤其地，所述方法步骤借助于控制装置执行或控制。
对充电站的功能、尤其对控制装置的功能的阐述类似地适用于分别对应的方法步骤。
附图说明
下面示例性地根据实施方式参照附图详细阐述本发明。
图1对此示出充电站的示意图。
具体实施方式
图1因此示出充电站200，所述充电站具有第一和第二充电端子201、202。第一和第二充电端子201、202原则上也代表其他充电端子。为了阐述，第一充电端子201形成也适合于高的充电功率、尤其适合于快速充电功率的充电端子，而第二充电端子202是正常的充电端子。原则上，在此能够提出，第二充电端子202如第一充电端子201那样构成并且尤其也具有快速充电能力。每个充电端子能够替选地也称作为充电点。这因此适用于第一和第二充电端子201、202。
作为其他可选元件，在充电站200中设有实际电预充电存储器204。所述可选的预充电存储器204能够特别在需要时提供用于对电动车辆充电的附加的功率。特别地，预充电存储器204能够在需要时将附加的充电功率提供给至少一个充电端子，即示例性提及的第一充电端子201和/或第二充电端子202。这能够在如下情况下最佳，即在一个或特别在多个充电端子201、202处暂时存在对充电功率的高的需求。在此要重复的是，两个充电端子201、202能够代表大量充电端子。因此如果例如设有20个充电端子，那么当所述示例性提及的20个充电端子中的多个或全部被使用时，特别会出现高功率需求。即使在需要一个快速充电或多个快速充电时，也会出现用于充电的高的功率需求。
充电站200此外具有高速公路休息站，其可能具有传统的加油站，即用于化石燃料的加油的加油站。所述高速公路休息站在此称作为高速公路休息站206并且在此形成另一消耗器，所述另一消耗器至少部分是可控的。至少可控性涉及，一些元件是可控的，如例如用于建筑物供暖的加热装置，其他元件是不可控的，例如高速公路休息站中的厨房设备或电梯。
作为另外的消耗器此外示出热存储器208。所述热存储器208能够在对应的功率输入下本身加热或加热存储介质，并且在需要时将所述热量输出，例如作为加热空气或作为热水。例如，这种热存储器能够加热存储介质、例如水，并且热水随后能够特别是在热存储器208的热水存储器的上部区域中在需要时提取。那么通常被再加热。如果尽管提取热水但不首先再加热，则这首先并无作用或并无明显作用，因为首先这种热水存储器通常首先在下部区域中由冷水填充，所述冷水随后才被加热。填充的冷水瞬时不达到上部区域，使得热水提取不受影响或几乎不受影响，甚至当再填充的冷水不立即被加热时也如此。
为了供应充电站200、特别是充电端子201和202、可选的预充电存储器204、高速公路休息站206和代表其他或另外负载的热存储器208，充电站经由电网连接点210和例如变压器214连接于供电网216。在电网连接点210图解说明地表明分离开关，所述分离开关在正常运行中当然是闭合的。
对于都代表其他消耗器的高速公路休息站206和热存储器208，如果此外对于充电端子201和202和可能可选的预充电存储器204设有充电电网连接点212，那么能够设有自身的消耗器电网连接点211。消耗器电网连接点211和充电电网连接点212也图解说明地设有分离开关并且所述分离开关同样在正常使用中是闭合的并且在此仅出于视图原因断开地示出。
电网连接点210如在图1中示出的那样能够分成消耗器电网连接点211和充电电网连接点212，或者消耗器电网连接点211和充电电网连接点212分别实际上是独立的电网连接点，使得电网连接点210是不必要的。但是也考虑，仅存在电网连接点210并且此外，在不具有消耗器电网连接点211和充电电网连接点212的情况下，整个充电站连接到供电网216。
特别地，当充电站连同高速公路休息站和其他消耗器、如热存储器208完全重新规划和设立时，考虑使用仅一个电网连接点，即电网连接点210。特别是当已经存在可能具有其他消耗器的高速公路休息站时考虑，其经由电网连接点、如消耗器电网连接点211连接于供应网216。那么如果补充用于电动车辆充电的基础设施，则尤其补充充电端子，如第一和第二充电端子201、202，并且可能还有预充电存储器204，那么对此能够设有附加的电网连接点，如充电电网连接点212。
在正常运行中，充电站200从供电网216中获取电网功率220，所述电网功率分配到充电站200的全部消耗器上，即分配到第一充电端子201、第二充电端子202、高速公路休息站206和热存储器208上。如果也存在可选的预充电存储器204，那么所述预充电存储器同样能够从电网功率220获得功率，其中这在如下情况下也能够为负份额，即预充电存储器不馈入功率、而是输出功率时。对应地，在图1中通过箭头表明功率流，即：第一充电功率221，所述第一充电功率流向第一充电端子201；第二充电功率222，所述第二充电功率流向充电端子202；第一消耗功率226，所述第一消耗功率流向高速公路休息站206；和第二消耗功率228，所述第二消耗功率流向热消耗器208。对于可选的预充电存储器204表明存储器功率224，预充电存储器204输出所述存储器功率。
第一和第二充电功率221、222和第一和第二消耗功率226、228的总和减去存储器功率224因此对应于电网功率220。
如果现在例如突然在第一充电端子201处存在对充电功率的提高的需求，如例如要对设计用于非常高的充电功率的对应的车辆充电，其中也要调用所述高充电功率，那么对应地，第一充电功率221必须被提高。对此，必须以同样量值提高电网功率220。但是如果现在电网功率220在提出所述提高的充电要求的时刻已经处于其最大极限，那么所述电网功率不再能够提高。第一充电功率221的附加需要的功率因此不可能提供。
但现在已认识到，如果能够对应地调整其余功率，则所述附加的功率仍能够被提供。因此，可能减小第二充电功率222，减小第一消耗功率226，减小第二消耗功率228和/或提高存储器功率。例如，提到的这四个功率中的每个功率能够做出小的贡献，所述贡献可能足以，提供第一充电功率221的提高的功率要求。在此要注意的是，尤其在高的快速充电功率的情况下，所述快速充电功率通常仅需要几分钟。这通常受在此要被充电的对应的电池的充电特性决定。所述提高的需求因此通常仅几分钟长。
现在为了首先能够判断：第一充电功率221的所述提高的需求在这里称作为预定的充电时间段的短时间段中究竟是否能够被提供，提出了，确定等效存储器容量。所述等效存储器容量就此而言说明虚拟预充电存储器的存储器容量。为了图解说明，在此第二充电端子202、预充电存储器204、高速公路休息站206和热存储器208组成虚拟预充电存储器230。虚拟预充电存储器230的特征特别在于，所述虚拟预充电存储器不是实际的或者通过实际预充电存储器204仅能够部分地存储能量和对应地能够吸收或输出功率，而是其改变功率流，尤其能够在时间上延迟。在输出实际存储器的功率时，在虚拟预充电存储器中出现功率吸收减小。换言之，第一充电功率221的示例性提到的提高的功率需求能够通过如下方式实现，即虚拟预充电存储器230根据第一充电功率221的提高的功率需求而较少地吸收对应的功率，即较少地消耗。当然也能够包含，如果实际预充电存储器204的输出的存储器功率224是对应大的，那么虚拟预充电存储器实际上输出正功率。通常，特别是如果不存在预充电存储器204，那么预充电存储器的功率的降低意味着，在降低之后此外功率也被虚拟预充电存储器230的元件吸收和消耗，仅比之前更少。
现在为了能够节省所述虚拟预充电存储器230的功率，确定等效存储器功率。这原则上仅考虑虚拟预充电存储器230的功率吸收能够降低的潜力并且这涉及预定的充电时间段，即例如出现第一充电功率221的所述的提高的功率需求的时间段。这能够考虑如下时间段或者是如下时间段，在所述时间段中能够减小特定的负载。
根据预定的充电时间段，所述等效存储器容量于是能够从中确定，第二充电功率222能够降低多少功率，存储器功率224能够在预定的充电时间段中提高多少，第一消耗功率226能够在预定的充电时间段中降低多少，和第二消耗功率228能够在预定的时间段中降低多少，和这可以多久。在此，当然也能够考虑，所述提到的功率中的一个或多个功率不能够恒定均匀地在预定的充电时间段中改变。在结束时，作为结果由此仅得出用于等效存储器容量的值。与此相关地，于是能够判断，能够在何种程度上满足第一充电功率221的示例性提到的提高的需求和能够对应地控制第一充电端子201。
等效存储器容量的全部这些计算能够借助于控制装置232执行并且所述控制装置232在此代表性地与第一和第二充电端子201、202和可选的预充电存储器204链接。借此应指明，控制装置232特别设为用于充电站200的这些元件。但是特别是认识到，其他消耗器，如示例性提到的高速公路休息站206和同样仅示例性提到的热存储器208能够包含在内。优选地，控制装置232于是也一起控制其他这种消耗器，如高速公路休息站206和热存储器208。
控制装置232也能够设为用于将电功率馈入到供电网216中，并且对此尤其操控或具有双向逆变器。经由这种双向逆变器，因此能够从供电网216中提取电功率并且也馈入。这对于任意实施方式提出。尤其地，因此一般性地提出，充电站经由双向逆变器与供电网耦联，以便经由此选择性地从供电网中提取电功率和将电功率馈入到供电网中。借助这种双向逆变器，在提取电功率时和在馈入电功率时，此外也能够设定无功功率。
就此而言，仅存在电网连接点210，第一充电功率221最大能够对应于电网功率220，可能包括预充电存储器204能够输出的功率，如果存在所述预充电存储器的话。
但是如果基于存在两个电网连接点如消耗器电网连接点211和充电电网连接点212的拓扑，那么第一充电功率221不限于充电电网连接点212能够提供的功率，可能包括存储器功率224，而是能够至少部分地加上经由消耗器电网连接点211获取的功率。图1的示意性示出的拓扑虽然未示出这种连接，但是其能够存在或实现。
换言之，因此特别是对于高速公路休息站如高速公路休息站206通过补充扩展成对电车辆充电的情况，所述扩展经由随后新实现的充电电网连接点212实现。原则上，于是所述充电电网连接点212对最大充电功率限制功率极限，只要不存在预充电存储器204。
但是在此已认识到，在任何情况下对于通常仅在几分钟的范围中的暂时高的功率要求，能够添加所述功率的至少一部分，这涉及其他消耗器，即尤其高速公路休息站206。
全部所述内容尤其通过如下方式规划和控制，即等效存储器容量分别针对预定的充电时间段确定。这也能够包含，在两个电网连接点即充电电网连接点212和消耗器电网连接点211的拓扑中，消耗器电网连接点211的最大功率还未耗尽。
因此提出，在对充电功率精打细算时考虑整体观察全部电元件，至少能够在多大程度上以控制方式进行干涉。这在此优选地经由确定等效存储器容量来实现。
因此基于如下构思，通过虚拟存储器来实现提供预充电功能。在此分别也能够称作为消耗器的可控负载、可延迟的负载和可能真实存储器组成虚拟预充电存储器。
借此，用于电动汽车快速充电站的预充电存储器能够通过虚拟存储器的原理在功能上实现。小的预充电存储器的容量的增大能够通过与可控和可延迟的负载组合成从电网角度看具有大的可用性的大存储器系统来实现。当存在集成的真实存储器时，电网有益的或支持电网的运行也能够与预充电运行组合地实现。预充电运行也能够在不具有真实存储器的情况下实现。
已考虑和认识到，虚拟存储器从电网角度看如真实存储器那样作用，但是能够由可控的和可延迟的负载构成。由此，尽管会得出相应较小的可用性，但是能够节约用于真实预充电存储器的成本，至少能够将预充电存储器的尺寸更小地设计。
通过提出的简单的方式，充电功率能够短暂地大幅提高并且仍防止电网扩建。由此，在相同的电网连接成本下可能能够实现更多充电功率。由此，可能也能够实现更快的电网连接。
借此在成本相对小的情况下也能够提供系统服务。
已认识到，特别是在快速充电站中虚拟存储器作为预充电存储器用于暂时提高充电功率的原理的利用能够实现，其中能够弃用真实存储器。
提供附加的功率是可能的，即通过虚拟存储器、消耗延迟和/或可控负载或消耗器。
这能够直接在充电点通过已经充电的车辆实现，如果其充电功率能够降低的话。这也能够通过附近的负载实现，如例如高速公路休息站、炉子和冷却装置，以便列举实例。在该情况下，充电功率能够分成固定部分和可变部分。可变部分能够是虚拟存储器的部分。
虚拟存储器也能够与集成的真实存储器一起用于系统服务和用作为预充电存储器。
虚拟存储器的可用性通过真实存储器来确保。为了系统服务降低这种虚拟存储器作为预充电存储器、即用于对电动车辆充电的可用性作为有利的变型形式提出。

Claims (15)

1.一种用于对电动车辆充电的充电站(200)，并且所述充电站包括：
-电网连接点(210)，经由所述电网连接点，所述充电站(200)与供电网(216)连接，用于从所述供电网(216)中提取电功率，其中所述电网连接点(210)具有连接功率值，所述充电站(200)能够从所述供电网(216)中最大限度地提取功率直至所述连接功率值，
-至少一个充电端子，分别用于对电动车辆充电，
-除了所述至少一个充电端子之外的至少一个可控消耗器，和
-控制装置(232)，用于控制所述充电站(200)，
其中所述控制装置(232)配置为，
-确定虚拟预充电存储器(230)的等效存储器容量，并且
-根据连接功率值和所述等效存储器容量控制所述电动车辆的充电，其中
-所述等效存储器容量描述如下值，所述值对应于电虚拟预充电存储器(204)的存储器容量，所述虚拟预充电存储器能够在预定的充电时间段中提供通过所述存储器容量确定的附加充电功率，以便提高受所述连接功率值限制的充电功率。
2.根据权利要求1所述的充电站(200)，
其特征在于，
所述控制装置(232)配置为，至少根据
-至少一个另外的可控消耗器的工作点，和
-所述预定的充电时间段
确定所述等效存储器容量，其中可选地所述充电站(200)
-具有电预充电存储器(204)并且所述控制装置(232)配置为，附加地根据所述电预充电存储器(204)的实际存储器容量来确定所述等效存储器容量。
3.根据权利要求1或2所述的充电站(200)，
其特征在于，
为了确定所述等效存储器容量
-如果至少两个电动车辆充电，考虑所述至少一个充电端子的充电情形，并且至少一个电动车辆能够降低其充电功率，以便由此提高另一电动车辆的充电功率。
4.根据上述权利要求中任一项所述的充电站(200)，
其特征在于，
所述控制装置(232)配置为，从预充电存储器(204)或所述预充电存储器(204)中提供用于支持所述供电网(216)的电功率，尤其在考虑所述等效存储器容量的条件下。
5.根据上述权利要求中任一项所述的充电站(200)，
其特征在于，
所述控制装置(232)设立用于，确定至少一个附加消耗器在预定的充电时间段中可能的功率降低，并且与此相关地确定所述等效存储器容量。
6.根据上述权利要求中任一项所述的充电站(200)，
其特征在于，
所述控制装置(232)设立用于，确定、尤其预测临时充电功率瓶颈和/或所述连接功率值的临时降低，并且与此相关地确定充电时间段和/或所述等效存储器容量。
7.根据上述权利要求中任一项所述的充电站(200)，
其特征在于，
根据至少一个要充电的电动车辆、尤其根据相应的要充电的电动车辆的充电特性，确定所述充电时间段，并且随后与此相关地确定所述等效存储器容量。
8.根据上述权利要求中任一项所述的充电站(200)，
其特征在于，
至少一个附加的所述可控消耗器
-包括绝对可变可控消耗器，所述可控消耗器根据需要能够以完全或部分降低的方式运行，并且尤其构成为生成式消耗器，其生成量通过由所述控制装置(232)的操控降低，和/或
-包括可时间延迟地工作的消耗器，其要提供的工作可选地能够完全地或部分地时间延迟地提供，使得能够在一个时间段中降低工作功率，如果是在另一个时间段中提供所述工作功率的话。
9.根据上述权利要求中任一项所述的充电站(200)，
其特征在于，
充电功率分成固定部分和可变部分，其中
-所述可变部分是可控的并且所述等效存储器容量与所述可变部分相关地确定。
10.根据上述权利要求中任一项所述的充电站(200)，
其特征在于，
所述控制装置(232)配置为，尤其根据所述等效存储器容量，
-控制所述至少一个电动车辆的充电，给相关的充电端子至少分别预设充电期望值或可用的充电功率，
-控制电预充电存储器(204)的电功率的储存或输出，
-控制电功率经由所述电网连接点(210)的交换，和/或
-控制至少一个附加的所述消耗器。
11.一种用于控制对所述电动车辆充电的充电站(200)的方法，并且所述充电站(200)包括：
-电网连接点(210)，经由所述电网连接点，所述充电站(200)与供电网(216)连接，用于从所述供电网(216)中提取电功率，其中所述电网连接点(210)具有连接功率值，所述充电站(200)能够从所述供电网(216)中最大限度地提取功率直至所述连接功率值，
-至少一个充电端子，分别用于对电动车辆充电，
-除了所述至少一个充电端子之外的至少一个可控消耗器，和
-控制装置(232)，用于控制所述充电站(200)，
所述方法包括如下步骤：
-确定虚拟预充电存储器(230)的等效存储器容量，并且
-根据所述连接功率值和所述等效存储器容量控制所述电动车辆的充电，其中
-所述等效存储器容量描述如下值，所述值对应于电的虚拟预充电存储器(230)的存储器容量，所述虚拟预充电存储器在预定的充电时间段中能够提供通过所述存储器容量确定的附加充电功率，以便提高受所述连接功率值限制的充电功率。
12.根据权利要求11所述的方法，
其特征在于，
使用根据权利要求1至10中任一项所述的充电站(200)。
13.根据权利要求11或12所述的方法，
其特征在于，
-至少根据至少一个另外的所述可控消耗器的工作点和预定的充电时间段确定所述等效存储器容量，尤其确定所述至少一个附加消耗器在所述预定的充电时间段中可能的功率降低，和/或
-为了确定所述等效存储器容量，当至少两个电动车辆充电时，考虑所述至少一个充电端子的充电情形，并且至少一个电动车辆能够降低其充电功率，以便由此提高另一电动车辆的充电功率，
-从预充电存储器(204)或所述预充电存储器(204)中提供用于支持所述供电网(216)的电功率，尤其在考虑所述等效存储器容量的条件下，和/或
-确定、尤其预测临时充电功率瓶颈和/或所述连接功率值的临时降低，并且与此相关地确定所述充电时间段和/或所述等效存储器容量。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其特征在于，
-根据至少一个要充电的电动车辆、尤其根据相应的要充电的电动车辆的充电特性，确定所述充电时间段，并且随后与此相关地确定所述等效存储器容量。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，
其特征在于，
-充电功率分成固定部分和可变部分，和
-根据所述可变部分确定所述等效存储器容量。
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