CN112428845A - 灵活的供电单元 - Google Patents

灵活的供电单元 Download PDF

Info

Publication number
CN112428845A
CN112428845A CN202010835721.XA CN202010835721A CN112428845A CN 112428845 A CN112428845 A CN 112428845A CN 202010835721 A CN202010835721 A CN 202010835721A CN 112428845 A CN112428845 A CN 112428845A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power supply
supply unit
battery
charging
battery module
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
CN202010835721.XA
Other languages
English (en)
Inventor
J.吉贝尔
M.梅茨纳
U.霍尔曼
J.舒伯特
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.)
Volkswagen Automotive Co ltd
Original Assignee
Volkswagen Automotive Co ltd
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 Volkswagen Automotive Co ltd filed Critical Volkswagen Automotive Co ltd
Publication of CN112428845A publication Critical patent/CN112428845A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
    • B60L53/57—Charging stations without connection to power networks
    • 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
    • B60L53/31—Charging columns specially adapted for 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
    • B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
    • B60L53/53—Batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/258—Modular batteries; Casings provided with means for assembling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using 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
    • Y02T10/70—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
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明涉及一种灵活的供电单元(2)，具有壳体(4)，所述壳体(4)具有集成在壳体中的模块化的蓄电池存储装置(34)，所述蓄电池存储装置(34)具有用于容纳至少一个电池模块支架(38)的电池安装空间(36)。

Description

灵活的供电单元
技术领域
本发明涉及一种灵活的供电单元。本发明还涉及这种供电单元作为用于对电驱动或可电驱动的机动车充电的灵活的充电桩的应用。
背景技术
可电驱动或电驱动的或者说通过电动机可驱动或驱动的车辆、例如电动车或混合动力车辆通常具有作为驱动装置的电动机，该电动机与车辆内部的车载电网耦连以便被供应电能。这种车载电网通常借助例如电化学电池形式的蓄能器被供电。
电化学电池在此尤其应当理解为机动车的所谓的二次电池，其中，消耗的化学能可通过充电过程恢复。这类车辆电池或牵引用电池尤其设计为电化学的蓄电池存储装置、例如锂离子蓄电池存储装置。
“对电驱动或可电驱动或通过电动机驱动或可驱动的机动车充电”此处和下文中尤其是指对机动车的这种二次(牵引用)蓄能器充电。
为了给机动车或车辆电池充电，例如可以将电池借助充电线有线地连接到供电点(充电点)或供电网上。在此，作为充电点的例如所谓的充电站或充电桩用作加电站或供电单元。这类充电站为此通常具有具备充电线的充电接口，在充电线的自由端侧上安装有充电插头。该充电插头可以插入机动车上的作为充电接口的互补的充电插座中并且可以借助配属的操作单元由使用者操作。例如，充电接口布置在充电桩的面向道路或使用者的壳体侧(正面)上，从而使用者可以简单地定位其机动车。
在这种情况下，这样的充电站或充电桩通常通过电连接连接到供电网、尤其公共的低压电网上。在此，充电站通常具有用于电压变换和/或电压匹配的电力电子器件，以便使供电网的电压适应于希望的充电电压或希望的电压水平。
由专利文献DE 10 2014 112 799 A1已知一种与电网结合的、不动的充电桩，其中，电力电子器件的控制装置设计为矩形的控制模块，该控制模块布置在充电桩的壳体中。在该壳体中还安装有功能模块，该功能模块例如设计为包装柜模块、灭火模块、压缩机模块或输入模块。
由于需要的与供电网的连接，与电网结合的充电站通常是不动的、即固定不动的、位置固定的或不可移动的。这意味着充电桩在预先规定的位置上装配并且仅能高耗费地拆除并且不能重新布置在另外的位置上。
这样的充电桩还可以配备具有电力电子和控制电子设备的蓄电池存储装置作为电气的附加或辅助蓄能器。充电桩的部件通常彼此隔开地安装在壳体中。在此，蓄电池存储装置通常布置在壳体的单独的结构中。因此，这类充电桩的安装和装配不利地相对耗费且昂贵，因为既需要安装充电桩的壳体又需要安装蓄电池存储装置。
在专利文献DE 10 2017 215 882 A1中公开了一种灵活的充电桩，其具有壳体和集成在壳体中的蓄电池存储装置。该充电桩通过蓄电池存储装置基本上自给自足地或独立于供电网地适合于并且设置用于对电驱动或可电驱动的机动车充电。因此，该充电桩可以灵活地、即相对简单地在不同的位置上可逆地构建和拆除。在此，该充电桩还具有用于供电网的接口(插拔式)，以便为充电桩内部的蓄电池存储装置充电。
在这样的灵活的充电桩中，需要将电力电子器件和蓄电池存储装置尽可能安装空间紧凑地布置在充电桩的壳体中。此外，希望简单地制造和维护充电桩或电力电子器件和/或蓄电池存储装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种特别合适的灵活的供电单元。尤其要提供一种针对不同应用尽可能灵活且尽可能简单地定标的供电单元。此外，供电单元的蓄电池存储装置和/或电力电子器件应当能够尽可能安装空间紧凑地且简单地装配。本发明所要解决的技术问题还在于提供一种这样的供电单元的特别适合的应用。
所述技术问题在供电单元方面按照本发明提供一种灵活的供电单元解决，所述灵活的供电单元具有壳体，所述壳体具有集成在壳体中的模块化的蓄电池存储装置，所述蓄电池存储装置具有用于容纳至少一个电池模块支架的电池安装空间。所述技术问题在应用方面按照本发明通过一种前述类型的灵活的供电单元的应用解决，灵活的供电单元用作灵活的充电桩，用于对电驱动或可电驱动的机动车进行充电。关于所述供电单元提到的优点和设计方案适宜地也可应用于所述应用，并且反之，关于所述应用提到的优点和设计方案适宜地也可应用于所述供电单元。
按照本发明的灵活的供电单元具有壳体，该壳体具有集成在壳体中的模块化的蓄电池存储装置，该蓄电池存储装置具有用于容纳至少一个电池模块支架的电池安装空间。换言之，供电单元具有模块化构造的蓄电池存储装置，其中，作为规定的安装空间的电池安装空间模块化地装备或可装备有至少一个电池模块支架。由此实现了特别适合的灵活的供电单元。
“供电系统”在此和下文中尤其理解为一种电气的供应系统，其中通过充电接口为耗电器供应电功率或电能。耗电器在此优选被充以电能。
“灵活的供电系统”在此和下文中应当理解为活动的或可移动的、即非固定安装或非静态的供电系统。这意味着，按照本发明的供电系统基本上设计为独立供电网或离网系统、即不依赖于电网的、自给自足的独立供电系统。
按照本发明，供电单元的蓄电池存储装置模块化地、即按照结构单元或模块设计原理设计。在此，电池安装空间适宜地模块化地可装备有多个电池模块支架，这意味着电池安装空间具有足够大的安装空间来容纳多个例如堆叠的或并排布置的电池模块支架。由此，模块化的蓄电池存储装置的电池尺寸、即容量或功率或能量含量可以灵活地、可缩放地或可变地单独地适应于供电单元的相应的应用。
这意味着，模块化的蓄电池存储装置或供电电源分别根据装入或装配的电池模块支架的数量具有不同的电池尺寸或(电池)功率级。由此，供电单元特别灵活地单独适应于或可适应不同的应用和要求。因此，尤其例如可行的是，构建在一个位置或使用地处的灵活的供电单元在需要时就地配备或补装另外的电池模块支架。在此，电池模块支架尤其模块化地设计，使得供电单元与电池模块支架系统的数量无关地起作用。
至少一个电池模块支架尤其可更换地容纳在电池安装空间中。由此，在放完电的电池模块支架中电池模块的存储的电能基本上消耗完了，放完电的电池模块支架例如可以由新的、充好电的电池模块支架替换或更换，而不需要移动整个供电单元。
例如，灵活的供电单元设计为应用在建筑工地或重大活动上的发电机。在优选的应用中，灵活的供电单元尤其设计为充电系统、例如充电桩，该充电系统用于对电驱动或可电驱动的机动车、尤其电动车或混合动力车辆充电。
所述电池模块支架或每个电池模块支架具有多个彼此电气耦连或连接的电池模块或电池。分别根据灵活的供电单元的应用或使用，电池模块支架具有例如四个、六个、十二个或更多的相互连接的电池模块。由此进一步改善供电单元在个性化地适应不同的应用和要求方面的可扩展性和灵活性。
在有利的扩展设计中，所述壳体在(壳体)后侧具有作为进入电池安装空间的进口的(第一)装配口。壳体的后侧在此尤其应当理解为在使用供电单元时背离道路或使用者的壳体侧。通过后侧的装配口实现了电池安装空间中的至少一个电池模块支架在制造或装配以及在维修中、即例如维护或修理时的特别简单的可接近性。因此，电池安装空间基本上按开关柜的样式设计。
该装配口优选通过门或可拆卸的盖子封闭，该门或盖子例如可关上或锁上，从而有利且简单地防止不希望地进入电池安装空间或电池模块支架。因此尤其实现了蓄电池存储装置的防盗。
装入或装配在电池安装空间中的电池模块支架例如具有外侧的、即朝向装配口的例如用于冷却循环或空调设备的连接端和/或用于相互连接的电气的连接端。通过这些连接端定位在后侧上、即装配口的那一侧上实现了电池模块支架的特别简单的装配、拆卸和相互连接。
连词“和/或”此处和下文中应当理解为，通过该连词联结的特征既可以共同地设计也可以设计为彼此的替代方案。
在一种有利的设计方案中，模块化的电力电子器件集成在壳体中。在此，电力电子器件具有用于容纳至少一个电力电子模块的电子器件安装空间。在此，至少一个电力电子模块有利地具有用于对由供电单元提供的电压进行电压变换和/或电压匹配的电力电子器件。换言之，供电单元提供的电压水平可以借助至少一个电力电子模块设置和/或调节，从而例如可以为连接的耗电器提供合适的充电电压。
因此在该设计方案中，灵活的供电单元具有模块化构造的电力电子模块形式的电力电子器件。这意味着，优选地将供电单元的蓄电池存储装置和电力电子器件均设计为模块化的系统。换言之，电力电子器件设计为可扩展的，从而分别根据应用情况使用和装配或多或少的电力电子模块。
适宜地，供电单元与所使用的电力电子模块的数量无关地起作用。因此例如可以考虑，在供电单元设计为充电桩的情况下，至连接的电驱动或可电驱动的机动车的充电接口提供的(电)功率和用于对电池模块支架再充电的功率与电力电子模块的数量无关。
在此，模块化的蓄电池存储装置和模块化的电力电子器件具有壳体中的两个不同的且在空间上彼此分隔的安装空间。例如，蓄电池存储装置安装在壳体的下部的、即底板侧的区域中，并且电力电子器件和/或控制电子设备安装在上部的、即竖直地布置在蓄电池存储装置上方的壳体区域中。蓄电池存储装置和电力电子器件优选安装在水平并排布置的两个安装空间中。通过电子器件安装空间和电池安装空间的在空间和功能上的分开能够实现系统在供电单元的壳体中的特别有利的集成。因此，尤其能够实现特别有利地利用存在的安装空间、即安装空间特别紧凑的包装。
在适合的设计方式中，所述壳体在(壳体)前侧上具有作为进入电子器件安装空间的进口的(第二)装配口。壳体的前侧在此尤其应当理解为在使用供电单元时朝向道路或使用者的壳体侧、即与后侧相对地布置的壳体侧。因此，优选可以从供电单元的相对置的壳体侧进入电子器件安装空间和电池安装空间。由此可以特别简单地制造和维修。
第二装配口优选同样通过门或可拆卸的盖子封闭，该门或盖子例如可关上或锁上，从而有利且简单地防止不希望地进入电子器件安装空间或电力电子模块。因此尤其实现了电力电子器件的防盗。第二装配口的盖子或门在此可以例如配设有外侧的、即朝向环境的光学显示单元、例如显示器、屏幕或监视器。例如发光条幅、信息娱乐或广告内容可以显示在该显示单元上。
在特别优选的实施方式中，所述电池安装空间设计为插入式框架，并且所述至少一个电池模块支架设计为用于所述插入式框架的插入件。换言之，电池安装空间设计为具有多个格子的装配构架或架子，在这些格子中可装入或插入相应的电池模块支架。由此实现模块化的蓄电池存储装置的特别简单且耗费减少的装配和维护。此外，由此实现了电池模块支架在电池安装空间中的安装空间特别有效的布置方式、即特别节省空间的包装。
根据适合的设计方案，所述电池安装空间设计有导引型材，用于沿装配方向或插入方向线性地导引至少一个电池模块支架。适宜地，电池模块支架借助导引型材尤其形状接合地导引，以便电池模块支架不会不希望地从电池安装空间滑出。因此，当将电池模块支架装入电池安装空间或从电池安装空间移除时，导引型材起到装配或定位辅助的作用。
至少两个彼此连接的部件之间的“形状接合”或“形状接合的连接”此处和下文中尤其理解为，彼此连接的部件至少沿一个方向固持在一起通过这些部件自身的轮廓的直接啮合或通过额外的连接件的间接的啮合实现。因此，对沿该方向的相互移动的“阻止”由于形状产生。
在可考虑的设计方式中，所述电池模块支架或每个电池模块支架在相互对置的端侧上设有突伸的固持型材，所述固持型材至少分段地形状接合地咬合所述导引型材或者至少部分地嵌入所述导引型材。由此实现了电池模块支架在电池安装空间中的特别运行安全的、稳定和可靠的导引，从而能够实现特别简单的装配和拆卸。
在优选的设计方案中，所述导引型材设计为多个导轨对，其中，各一个电池模块支架分别由一个导轨对导引或可导引。这些导轨对分别具有两个相互对置地布置在电池安装空间中的导轨，装入或插入的电池模块支架在这两个导轨中优选同步地导引。因此，每个导轨对设计为用于容纳电池模块支架的格子。在此，这些格子可以例如水平地并排排列或者竖直地彼此堆叠地布置。因此，插入式框架优选设计为轨道系统。该轨道系统能够实现电池模块支架的特别简单且耗费减少的插入和抽出，这尤其在维修情况方面是特别有利的。
在备选的设计方式中，导引型材例如设计为滚子系统。这意味着在电池安装空间和/或可装入电池安装空间中的电池模块支架设有滚子。由此能够实现电池模块支架的特别地摩擦减小和因此作用力减小的装配和拆卸。
本发明的附加或另外的方面规定，设有供电接口，用于将与供电单元连接的耗电器和/或至少一个电池模块支架与供电网导电地耦连。换言之，供电单元可连接供电网、尤其低压电网、也就是说可连接外部的供能装置。这意味着，供电单元设计为插拔式系统，该插拔式系统根据需要可以与供电网连接。由此例如可以通过供电网对供电单元的内部的蓄电池存储装置充电。因此，装配的电池模块支架能以恒定的(再)充电电流充电，而不需要为此将电池模块支架从壳体取出。电池模块支架尤其即使在同时为连接的耗电器充电或供电的情况下也能这样被充电。
在合适的扩展设计中，所述供电接口与变压器耦连，以便实现供电单元与供电网的电隔离。换言之，设置了与连接的供电网或低压电网的电隔离。通过变压器一方面供电单元可靠地与连接的供电网隔离，另一方面可以同时为连接的耗电器和内部的蓄电池存储装置充电。
在备选的扩展设计中，可以设置电路而取代变压器，当连接的耗电器要被充电时，该电路将与连接的供电网的通道电隔离或切断。
在优选的应用中，前述的供电单元用作灵活的充电桩，用于对电驱动或可电驱动的机动车、尤其电动车或混合动力车辆充电。由此实现了特别适合的灵活的充电桩。
在此，这种充电桩适宜地具有至少一个充电接口，用于与机动车连接。在可考虑的实施方式中，充电接口布置在侧面的壳体面上、即壳体的垂直于后侧和前侧定向的竖直面上。在此，在该壳体面上可以例如设置显示单元和/或操作表面，通过显示单元和/或操作表面可以由使用者监视和/或控制和/或调节充电过程。
充电接口例如设计为具有自由端侧的充电插头、例如2型充电插头的充电线。充电桩优选具有多个这样的充电接口、例如四个或六个充电接口。优选地，适合或适应于相应数量的充电接口的多个电池支架模块和/或电力电子模块装配在壳体中或电池安装空间和电子器件安装空间中。
充电接口的数量和功率是可变的并且与安装的电力电子器件或安装的电力电子模块相关。例如，在按照本发明的充电桩或供电单元中，充电接口的数量和功率的不同组合是可行的，例如四个分别具有50kW DC(kW：千瓦；DC：直流电)的充电接口或两个分别具有150kW DC的充电接口或者两个分别具有25kW DC的充电接口和两个分别具有100kW DC的充电接口。
附图说明
以下根据附图详细描述本发明的实施例。在附图中：
图1示出从前侧观察的具有壳体的灵活的供电单元的立体图；
图2示出从前侧观察的没有壳体的供电单元的立体图；
图3示出从后侧观察的没有壳体的供电单元的立体图，所述供电单元处于部分拆卸的状态并且具有电池安装空间和电池模块支架；
图4示出电池模块支架的固持型材的根据图3的局部IV的立体图；
图5示出电池安装空间的导引型材的根据图3的局部V的立体图；
图6示出供电单元在用作充电桩情况下的简化示意图，所述充电桩用于对电驱动或可电驱动的机动车充电。
彼此相应的部件和尺寸在所有附图中总是配设有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出设计为充电桩的灵活的供电单元2。供电单元2在此具有壳体4，所述壳体4具有前侧6、后侧8、两个侧面10和顶面12。在侧面10上布置有充电接口14，所述充电接口14具有充电线16和在自由端侧上的充电插头18。充电插头18可以与电驱动或可电驱动的机动车20(图6)、尤其电动车或混合动力车辆的适配的充电插座19插接和导电地耦连。
充电线16通过与充电插头18相对置的端部导引到壳体4的在图2中详细地示出的内部。充电插头18在不使用的状态下至少以触头侧布置在容纳部21中，以便一方面能够实现对充电插头18的简单的夹持，并且另一方面保护充电插头18的触头以防污染和外部影响、例如天气影响。
在前侧6的上部区域中布置有显示器、屏幕或监视器形式的光学显示单元22，在显示单元上例如可以显示或示出发光条幅、信息娱乐或广告内容。
如在图2和图3中可见地，供电单元2在壳体4的内部具有框架24，供电单元2的部件布置在该框架24中。
前侧6可以设计为可枢转的门或盖板，其封闭壳体4的在前侧的装配口。在前侧6或装配口的后方(如尤其在图2中可见地)布置有用于容纳模块化的电力电子器件28的电子器件安装空间26。在图2中示出的实施例中，电力电子器件28具有八个单独的电力电子模块30，这些电力电子模块30在附图中仅示例性地设有附图标记。
在框架24的上部区域中布置有供电单元2的空调设备32，通过该空调设备32在运行中对模块化的蓄电池存储装置34(图3)进行空气调节。
以下根据图3详细地阐述蓄电池存储装置34的结构。
供电单元2的蓄电池存储装置34模块化地、即按照结构单元或模块设计原理设计。在这种情况下，蓄电池存储装置34具有从后侧打开的电池安装空间36，电池安装空间36可以模块化地装备多个电池模块支架38。在所示的实施例中，电池安装空间36可装备四个电池模块支架38，其中，在图3中示例性地仅示出一个处于拆卸状态下的电池模块支架38。
电池模块支架38尤其能够可更换地装入电池安装空间36中。电池模块支架38具有多个彼此电气地耦连或连接的电池模块40。在所示的实施例中，电池模块支架38尤其具有十二个连接的电池模块40，这些电池模块40在附图中仅示例性地设有附图标记。
适宜地，壳体4的后侧8配设有可封闭的(未详细示出的)装配口，该装配口作为进入从后侧打开的电池安装空间36的进口。
电池模块支架38具有用于将电池模块支架38冷却技术地耦连到空调设备32或与空调设备32耦连的冷却循环上的连接端42。电池模块支架38还具有电气的连接端44，用于将电池模块支架38与电力电子器件28电气地耦连和连接。在此，连接端42、44布置在电池模块支架38的朝向壳体4的后侧8的侧面上，以便在装配或维修时能简单地通过后侧的装配口接近这些连接端。
如在图3中相对清楚可见地，电池安装空间36设计为插入式框架，并且电池模块支架38设计为用于插入式框架的插入件。在此，电池安装空间36具有导引型材46，电池模块支架38借助这些导引型材46沿装配或插入方向48线性地导引或可导引。
电池安装空间36的导引型材46设计为水平地并排布置的四个导轨对，其中，每个导轨对设置用于导引和固持电池模块支架38。这些导轨对分别具有两个相对地布置在电池安装空间36中的导轨50，装入或插入的电池模块支架38在这两个导轨50中优选同步地导引。因此，这些导轨对设计为用于容纳四个电池模块支架38的四个格子。示例性地在图3中仅一个导轨对的导轨50设有附图标记。
电池模块支架38在相对置的端侧的窄侧上设有突出的固持型材52，当电池模块支架38插入电池安装空间36中时，该固持型材52至少以部分区段形状接合地嵌入导引型材46中或者至少部分地咬合该导引型材46。
在图4的局部图中详细示出的固持型材52在此具有一对固持条54，其包括两个纵长的、在横截面中大致呈L形的固持条54。这些固持条54彼此平行地在电池模块支架38的相应的窄侧上导引并且例如在该电池模块支架38的整个宽度或窄侧长度上延伸。在此，固持条54或固持型材52的长度基本上等于导轨50的长度。
在图5中详细示出的导轨50设计为在横截面中大致呈U形，其中，在竖直的U形臂56a的自由端部上设有向内指向的水平的突伸部56b，这些突伸部平行于水平的U形臂56c延伸。
当电池模块支架38插入时，固持条54的水平的L形臂以部分区段与通过突伸部56b形成咬合，从而电池模块支架38形状接合地在导轨50上导引和固持。
图6示出供电单元2在用作充电桩情况下的简化示意图，所述充电桩用于对电驱动或可电驱动的机动车20或机动车20的车辆电池或牵引用电池57充电。
在该实施例中，供电单元2具有用于与供电网60连接的供电接口或电网接口58。供电网60在此例如设计为三相的230V低压电网。
供电接口58与变压器62耦连，以便将供电单元2与供电网60电隔离。
通过供电接口58，内部的蓄电池存储装置34消耗的电能、尤其装配或安装的电池模块支架38的电池模块40消耗的电能通过供电网60可被重新充电，而不需要更换蓄电池存储装置34的电池模块支架38。电池模块支架38尤其即使在同时为连接的机动车20充电或供电的情况下也能这样被充电。
要求保护的本发明不局限于前述实施例。反而本领域技术人员还可以在公开的权利要求的框架内推导出本发明的其他变型方案，只要不脱离本发明的技术方案即可。尤其结合各个实施例所述的所有的单独技术特征还可以在公开的权利要求的框架内以其他方式相互组合，只要不脱离本发明的技术方案即可。
例如也可以考虑将导引型材46和/或固持型材52设计为滚子系统。
附图标记列表
2 供电单元
4 壳体
6 前侧
8 后侧
10 侧面
12 顶面
14 充电接口
16 充电线
18 充电插头
19 充电插座
20 机动车
21 容纳部
22 显示单元
24 框架
26 电子器件安装空间
28 电力电子器件
30 电力电子模块
32 空调设备
34 蓄电池存储装置
36 电池安装空间
38 电池模块支架
40 电池模块
42、44 连接端
46 导引型材
48 装配方向
50 导轨
52 固持型材
54 固持条
56a、56c U形臂
56b 突伸部
57 车辆电池
58 供电接口
60 供电网
62 变压器

Claims (10)

1.一种灵活的供电单元(2)，具有壳体(4)，所述壳体(4)具有集成在壳体中的模块化的蓄电池存储装置(34)，所述蓄电池存储装置(34)具有用于容纳至少一个电池模块支架(38)的电池安装空间(36)。
2.根据权利要求1所述的供电单元(2)，其特征在于，所述壳体(4)在后侧(8)具有作为进入电池安装空间(36)的进口的装配口。
3.根据权利要求1或2所述的供电单元(2)，其特征在于，在所述壳体(4)中集成有模块化的电力电子器件(28)，所述电力电子器件(28)具有用于容纳至少一个电力电子模块(30)的电子器件安装空间(26)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的供电单元(2)，其特征在于，所述电池安装空间(36)设计为插入式框架，并且所述至少一个电池模块支架(38)设计为用于所述插入式框架的插入件。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的供电单元(2)，其特征在于，所述电池安装空间(36)设计有导引型材(46)，用于沿装配方向(48)线性地导引至少一个电池模块支架(38)。
6.根据权利要求5所述的供电单元(2)，其特征在于，至少一个电池模块支架(38)在相互对置的端侧上设有固持型材(52)，所述固持型材(52)至少分段地形状接合地咬合所述导引型材(46)。
7.根据权利要求5或6所述的供电单元(2)，其特征在于，所述导引型材(46)设计为多个导轨对，其中，一个电池模块支架(38)分别由一个导轨对导引或可导引。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的供电单元(2)，其特征在于，设有供电接口(58)，用于将连接的耗电器(20)和/或至少一个电池模块支架(38)与供电网(60)导电地耦连。
9.根据权利要求8所述的供电单元(2)，其特征在于，所述供电接口(58)与变压器(62)耦连，以便实现与所述供电网(60)的电隔离。
10.一种根据权利要求1至9中任一项所述的灵活的供电单元(2)的应用，灵活的供电单元(2)用作灵活的充电桩，用于对电驱动或可电驱动的机动车(20)进行充电。
CN202010835721.XA 2019-08-21 2020-08-19 灵活的供电单元 Pending CN112428845A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019212462.3A DE102019212462A1 (de) 2019-08-21 2019-08-21 Flexible Stromversorgungseinheit
DE102019212462.3 2019-08-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112428845A true CN112428845A (zh) 2021-03-02

Family

ID=74495185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010835721.XA Pending CN112428845A (zh) 2019-08-21 2020-08-19 灵活的供电单元

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN112428845A (zh)
DE (1) DE102019212462A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113232535A (zh) * 2021-03-25 2021-08-10 奶牛新能源(上海)有限公司 堆叠式储能充电桩以及充电方法
US20220072970A1 (en) * 2020-09-09 2022-03-10 Audi Ag Energy storage device for electric energy, charging arrangement and method for installing an energy storage device or charging arrangement
CN114454735A (zh) * 2022-01-18 2022-05-10 绿水青山(辽宁)电力设计院有限公司 一种具有离网充电功能的电动汽车

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113928150A (zh) * 2021-10-20 2022-01-14 广东天枢新能源科技有限公司 一种应用于大功率充电堆的多路模组化电源调度装置
US11936060B1 (en) * 2021-11-30 2024-03-19 United Services Automobile Association (Usaa) Emergency power supplying device

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120299544A1 (en) * 2011-05-25 2012-11-29 Green Charge Networks Llc Charging Service Vehicles With Battery and Generator Sources
CN103416113A (zh) * 2010-12-30 2013-11-27 施耐德电气It公司 可配置的机架及相关方法
CN103493243A (zh) * 2011-04-25 2014-01-01 株式会社Lg化学 电池组容器及用于冷却使用该电池组容器的蓄能电池组的设备
KR20170047539A (ko) * 2015-10-23 2017-05-08 주식회사 코캄 배터리 팩
CN207842708U (zh) * 2018-01-30 2018-09-11 杭州摩鱼新能源有限公司 一种移动式充电桩
EP3381736A1 (de) * 2017-03-28 2018-10-03 Chargery GmbH Mobile wechselakkumulatorbetriebene ladesäule
CN108859843A (zh) * 2018-07-27 2018-11-23 成都信息工程大学 一种应用在停车场且具有备用电池的电动汽车充电桩
CN109193904A (zh) * 2018-10-25 2019-01-11 苏州沪港科技股份有限公司 一种抽拉式离网型光伏储能装置
US20190020206A1 (en) * 2017-07-12 2019-01-17 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Housing for an electricity charging station and method for producing same
CN208723564U (zh) * 2018-02-08 2019-04-09 广州南方电力集团科技发展有限公司 一种堆叠设计抽屉式新能源电动汽车充电桩
CN208827626U (zh) * 2018-08-28 2019-05-07 天津泓威智慧能源科技有限公司 一种带储能电池的可移动式充电桩

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9592742B1 (en) * 2014-04-09 2017-03-14 FreeWire Technologies, Inc. Systems, apparatus, and methods of charging electric vehicles
EP3308445B1 (en) * 2015-06-15 2020-02-19 Meta System S.p.A. Mobile charging station

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103416113A (zh) * 2010-12-30 2013-11-27 施耐德电气It公司 可配置的机架及相关方法
CN103493243A (zh) * 2011-04-25 2014-01-01 株式会社Lg化学 电池组容器及用于冷却使用该电池组容器的蓄能电池组的设备
US20120299544A1 (en) * 2011-05-25 2012-11-29 Green Charge Networks Llc Charging Service Vehicles With Battery and Generator Sources
KR20170047539A (ko) * 2015-10-23 2017-05-08 주식회사 코캄 배터리 팩
EP3381736A1 (de) * 2017-03-28 2018-10-03 Chargery GmbH Mobile wechselakkumulatorbetriebene ladesäule
US20190020206A1 (en) * 2017-07-12 2019-01-17 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Housing for an electricity charging station and method for producing same
CN207842708U (zh) * 2018-01-30 2018-09-11 杭州摩鱼新能源有限公司 一种移动式充电桩
CN208723564U (zh) * 2018-02-08 2019-04-09 广州南方电力集团科技发展有限公司 一种堆叠设计抽屉式新能源电动汽车充电桩
CN108859843A (zh) * 2018-07-27 2018-11-23 成都信息工程大学 一种应用在停车场且具有备用电池的电动汽车充电桩
CN208827626U (zh) * 2018-08-28 2019-05-07 天津泓威智慧能源科技有限公司 一种带储能电池的可移动式充电桩
CN109193904A (zh) * 2018-10-25 2019-01-11 苏州沪港科技股份有限公司 一种抽拉式离网型光伏储能装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220072970A1 (en) * 2020-09-09 2022-03-10 Audi Ag Energy storage device for electric energy, charging arrangement and method for installing an energy storage device or charging arrangement
CN113232535A (zh) * 2021-03-25 2021-08-10 奶牛新能源(上海)有限公司 堆叠式储能充电桩以及充电方法
CN113232535B (zh) * 2021-03-25 2023-08-25 奶牛新能源(上海)有限公司 堆叠式储能充电桩以及充电方法
CN114454735A (zh) * 2022-01-18 2022-05-10 绿水青山(辽宁)电力设计院有限公司 一种具有离网充电功能的电动汽车

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019212462A1 (de) 2021-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112428845A (zh) 灵活的供电单元
CN109249907B (zh) 用于加电站的壳体及其生产方法
CN112829623B (zh) 电池模块载体
US10589631B2 (en) Installation for charging electric cars
EP1786070B1 (en) Multiple height, high density horizontal low voltage motor control center
KR101256296B1 (ko) 배터리 시스템
CN108944505B (zh) 一种三开门的双枪非车载充电机
MXPA05006152A (es) Panel de distribucion de energia con inserciones modulares.
JP2013097926A (ja) 蓄電池ユニット
US8727456B1 (en) Draw out control compartment
US20030143455A1 (en) Modular rack battery system
KR101336968B1 (ko) 다적재 멀티 배전반
US20210159554A1 (en) Battery modules, a battery pack, and a method for replacing the battery modules
CN107111348A (zh) 电源装置以及具备该电源装置的服务器系统
CN109274000B (zh) 用于加电站的功率电子系统和对应的加电站
WO2013081097A1 (ja) パワーコントロールユニット
JP6356863B1 (ja) 電力用盤
CA2474582C (en) Modular rack battery system
US10854861B2 (en) Mounting rack for a power electronics installation and installation comprising a mounting rack of this kind
CN219477265U (zh) 配电柜和储能系统
CN218101614U (zh) 一种高压箱柜及电池储能系统
KR101328884B1 (ko) 배터리용 트레이 및 이를 포함하는 배터리 시스템
KR100555634B1 (ko) 전동기 제어반
KR102240921B1 (ko) 전지팩
JP4265271B2 (ja) 制御盤

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