CN114475287A - 用于为电动车辆的电池充电的充电系统和方法 - Google Patents

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Abstract

用于为电动车辆的电池充电的充电系统，包括配置为连接到提供预定充电入口电压的外部直流充电站的充电入口，连接到充电入口的标称电压为400V或800V的电池，电池包括选择性地并联或串联连接的两个400V电池单元以及电压出口，电压出口配置为向连接到电压出口的至少一个辅助部件提供输出电压，至少一个辅助部件的标称电压对应于电池的标称电压，系统还包括DC/DC转换器，其配置为将充电入口电压转换为至少一个辅助部件的标称电压，以及至少三个断路器，其布置成在充电期间，连接两个400V电池单元以形成对应于所提供的充电入口电压的标称电压的充电电路和/或将DC/DC转换器选择性地集成到充电电路中以向至少一个辅助部件提供辅助部件的标称电压。

Description

用于为电动车辆的电池充电的充电系统和方法
技术领域
本发明涉及一种用于为电动车辆的电池充电的充电系统、包括充电系统的电动车辆、充电系统在电动车辆中的用途、以及用于为电动车辆的电池充电的方法。
背景技术
电动车辆包含具有预定的额定电压的电池。目前，电动车辆的电池最常见的额定电压约为400V，但也已知具有约800V额定电压的电池的电动车辆。具有约为800V额定电压的电池，也称为800V电池，与相同尺寸的具有约为400V额定电压的电池(也称为400V电池)相比，在被提供相同的电流时能够提供更高的功率密度(power density)。此外，800V电池能减少为电池充电所需的充电时间。目前，大多数现有的充电站配置为所谓的400V快速充电器，最高可达500V。为了使800V电池的电动车辆能够使用400V快速充电器，需要400/800V升压DC/DC电压转换器(booster DC/DC voltage converter)。
发明内容
因此，可能需要提供替代的充电系统和方法，特别是提供与不同充电站的兼容性得到提高的系统和方法。
本发明的目的由所附独立权利要求的主题解决，其中进一步的实施例并入从属权利要求中。
根据第一方面，提供了一种用于为电动车辆的电池充电的充电系统。所述充电系统包括充电入口、标称电压为400V或800V的高压电池、DC/DC转换器、和至少三个断路器。所述充电入口配置为连接到提供优选地为400V和/或800V的预定充电入口电压的外部直流(DC)充电站，优选地快速充电直流充电站。所述高压电池连接到所述充电入口，并且包括两个400V电池单元以及电压出口。所述两个400V电池单元选择性地并联或串联连接。所述电压出口配置为向连接到所述电压出口的至少一个辅助部件提供输出电压，其中所述至少一个辅助部件具有与所述电池的标称电压相对应的标称电压。所述DC/DC转换器配置为如果所述充电入口电压与所述至少一个辅助部件的标称电压不同，则将所述充电入口电压转换为所述至少一个辅助部件的标称电压。所述至少三个断路器布置为在充电期间，选择性地连接所述两个400V电池单元以形成具有与所提供的充电入口电压相对应的标称充电电压的充电电路，和/或将所述DC/DC转换器选择性地集成到所述充电电路中，以向所述至少一个辅助元件提供所述辅助元件的标称电压。所述断路器优选地是简单的接触器。
这里使用的术语“400V的充电入口电压”是指250V至500V的充电入口电压，因为提供充电入口电压的直流充电站可以使所述充电入口电压适应电池的电压和电流设定值(setpoint)，其可根据电池的工作点和/或设计而变化，如下所述的那样。充电站可以借助于包括在所述充电站中的电力电子设备来调整所提供的充电入口电压。出于同样的原因，此处所用的术语“800V的充电入口电压”是指500V至1000V的充电入口电压。
所述电池的电压可以根据所述电池的工作点和/或所述电池的设计而变化。所述工作点可以由所述电池的电流和/或荷电状态和/或电池的温度等限定。关于所述电池的设计，特别是包含在电池中且彼此串联连接的电池单元或电池元的数量可能会影响实际电池电压。因此，术语“具有400V标称电压的电池”和“400V电池”是指电压为250V至500V的电池，和术语“具有800V标称电压的电池”和“800V电池”则是指电压为500V至1000V的电池。
所述充电系统允许以400V的充电入口电压和800V的充电入口电压对具有400V标称电压的电动车辆电池进行充电，以及以800V的充电入口电压和400V的充电入口电压对具有800V标称电压的电动车辆电池进行充电，但不显著增加充电时间。这使得能够独立于充电入口电压对应于或不同于电池的标称电压的事实来优化充电时间。此外，该充电系统通过与现有充电站，400V充电站和800V充电站兼容，提供了更高的灵活性。
所述电池包括两个400V电池单元，它们可切换地相互连接以便串联连接或并联连接。因此，所述充电系统允许电池在充电过程中改变其标称电压。这意味着，所述电池在负载期间具有预定的标称或额定电压，并且可以通过将两个400V电池单元之间的连接从负载电路改为充电电路来使其标称充电电压适应充电入口电压。
所述电池的预定标称电压是指额定电压，并且被定义为如上所述，电池在负载期间的标称电压。在负载期间，所述电池处于为其他部件(例如至少一个辅助部件)供电的负载状态，从而使所述两个400V电池单元根据负载电路而相互连接。所述电池可具有400V的标称电压或800V的标称电压。标称充电电压对应于由充电入口，例如电动车辆插孔(EVI)，提供的充电入口电压。此外，标称充电电压被定义为电池在充电过程中的标称电压。例如，具有400V标称电压的电池可具有400V的标称充电电压或800V的标称充电电压。
进一步地，所述充电系统使用断路器重新布置所述两个400V电池单元之间的连接，连同小的400/800V-DC/DC转换器将电池的电压在400V和800V之间改变，来向至少一个辅助部件提供高压电源。
此外，由于降低了DC/DC转换器的额定功率(power rating)，因此降低了所述充电系统的成本。
配置为向所述至少一个辅助部件供电的输出电压对应于所述辅助部件的标称电压，并且因此对应于所述电池的标称电压。另外，通过在提供800V的充电入口电压的充电站对具有400V标称电压的电池充电，提高了充电功率。所述至少一个辅助部件可以是高压(HV)冷却剂加热器、交流电(AC)压缩机等。所述系统允许使用延续部件(carry-overcomponent)作为具有400V标称电压的辅助部件。因此，不需要对其隔离系统进行特殊修改。除了辅助部件外，延续部件可以是外部直流快速充电器、马达驱动系统等。
此外，所述充电系统使得能够在对允许充电电压有限制的国家中销售具有800V电池的电动车辆和对其充电，例如日本对于“未受过培训”人员将充电电压限制为最大750V。
根据一个实施例，所述DC/DC转换器可以布置在所述电池内或所述充电入口内。附加地或替代地，所述DC/DC转换器可以是隔离式DC/DC转换器。
如果所述充电入口电压不同于所述至少一个辅助部件的标称电压，特别是如果所述充电入口电压低于所述至少一个辅助部件的标称电压，则所述隔离式DC/DC转换器可以是电隔离的(galvanically isolated)，并且可以防止由于所述充电系统的更高电压部分中的隔离故障而发生过电压(overvoltage)。同时，由若干个标准(例如IEC标准)限定的隔离电压耐受要求是通过维持流电系统(galvanic system)(即隔离式DC/DC转换器)中的最大工作电压来维持的。这可以使得所述至少一个辅助部件的成本更低，并且可以实现与现有的快速充电直流充电站的兼容性。
根据一个实施例，所述电池还可包括两个附加的断路器，所述附加的断路器配置为在电动车辆的行驶期间对充电入口断电。
断电的充电入口在靠近车辆外围的带电部件(例如充电入口)可能暴露的情况下(例如在车辆碰撞的情况下)可能是特别有利的。
根据一个实施例，所述电池还可包括用于每个400V电池单元的400/12V-DC/DC转换器，所述400/12V-DC/DC转换器并联连接到相应的400V电池单元。
所述400/12V-DC/DC转换器可配置为提供具有约12V标称电压的辅助部件，例如电动车辆的车载系统等。通过为并联连接的每个400V电池单元提供一个400/12V-DC/DC转换器，可以获得类似的两个400V电池单元的荷电状态(SoC)，保持电池平衡。这可以允许增加电池的可用能量，因为可用能量受到电池中SoC散布的限制。
根据一个实施例，所述电池还可包括与所述至少一个辅助部件并联连接的一个400/12V-DC/DC转换器。
所述400/12V-DC/DC转换器可配置为提供具有12V标称电压的辅助部件，例如电动车辆的车载系统等。所述400/12V-DC/DC转换器和所述至少一个辅助部件可通过将充电最多的400V电池单元放电而另一400V电池单元断开连接来进一步平衡所述电池。
根据一个实施例，在所述电池的标称电压可对应于充电入口电压的情况下，所述充电电路可对应于所述电池的负载电路。
所述充电电路可以至少定义为在充电期间连接两个400V电池单元的电路。所述负载电路可以至少定义为在负载期间(例如行驶期间)连接两个400V电池单元的电路。如果所述电池的标称电压可对应于所述充电入口电压，则可能无需调整电路，即可能不需要切换所述两个400V电池单元的连接。例如，400V电池可以用400V的充电入口电压充电，800V电池可以用800V的充电入口电压充电等。
根据一个实施例，在所述电池的标称电压可能不同于所述充电入口电压的情况下，所述充电电路可能不同于所述负载电路。
在所述电池的标称电压可能不同于所述充电入口电压的情况下，可能需要所述电路的调整，即切换所述两个400V电池单元的连接。例如，400V电池可以用800V的充电入口电压充电，800V电池可以用400V的充电入口电压充电等。
根据一个实施例，所述两个400V电池单元可以串联连接以形成具有800V标称电压的单串电池(one-string-battery)。
根据基尔霍夫电路定律(Kirchhoff's circuit laws)，包括至少两个串联电阻的一串(string)的电压是所述串的每个电阻的电压之和。
根据一个实施例，所述两个400V电池单元可以并联连接以形成具有400V标称电压的两串电池。
根据基尔霍夫电路定律，并联连接的至少两个串的电压是恒定的，因此每个串被提供相同的电压。
根据一个实施例，所述两个400V电池单元在充电期间可重新并联连接，并且所述DC/DC转换器可集成到具有400V标称充电电压的充电电路中。
另外，根据一个实施例，所述DC/DC转换器可配置为平衡所述两个400V电池单元的充电状态。
因此，所述DC/DC转换器可以例如通过将充电最多的400V电池单元放电而另一个400V电池单元断开连接而使两个400V电池单元的荷电状态(SoC)保持相似。这可以允许增加电池的可用能量，因为可用能量受到电池中SoC散布的限制。
根据一个实施例，所述两个400V电池单元在充电期间可以重新串联连接，并且所述隔离式DC/DC转换器可集成到具有800V标称充电电压的充电电路中。
所述电池的两个400V电池单元可以布置成使得连接两个400V电池单元的电路是可切换的。所述可切换电路可以允许将两个400V电池单元的连接从串联连接更改为并联连接，反之亦然。
根据第二方面，提供了一种电动车辆，包括根据第一方面的充电系统，以及连接到所述充电系统的电压出口的至少一个辅助部件。
根据一个实施例，所述电动车辆可还包括并联连接到所述充电系统的电压出口的若干个辅助部件。
通过并联连接若干个辅助部件，所有连接的辅助部件都可以被提供有由电压出口提供的输出电压。
根据第三方面，提供了根据第一方面的充电系统在优选地根据第二方面的电动车辆中的用途。
根据第四方面，提供了一种为电动车辆的电池充电的方法，所述方法包括以下步骤，但不一定按此顺序：
-将所述电动车辆的充电入口连接到提供400V或800V充电入口电压的外部直流(DC)充电站，
-向被连接到所述充电入口的具有400V或800V标称电压的(高压)电池提供所述充电入口电压，
-通过借助于被布置成相应地连接所述电池的两个400V电池单元的至少三个断路器选择性地将所述两个400V电池单元并联以形成400V电池或串联以形成800V电池，从而形成具有对应于所提供的充电入口电压的标称充电电压的充电电路；
-选择性地将DC/DC转换器集成到所述充电电路中，以将所述电池的输出电压转换为连接到所述电池的至少一个辅助部件的标称电压，以及
-通过所述电池的电压出口向所述至少一个辅助部件提供所述输出电压。
所述方法可以至少部分地由计算机实现，并且可以以软件和/或硬件实现。此外，所述方法可以通过在提供数据处理功能的装置上运行的计算机程序指令来执行。所述数据处理装置可以是合适的计算装置，例如电子控制模块等，其也可以是分布式计算机系统。所述方法可以允许用400V的充电入口电压和800V的充电入口电压对具有400V标称电压的电动车辆电池进行充电，以及用800V的充电入口电压和400V的充电入口电压对具有800V标称电压的电动车辆电池充电，而不会明显增加充电时间。这使得能够独立于所述充电入口电压对应于或不同于所述电池的标称电压的事实优化充电时间。此外，所述方法通过与现有充电站，400V充电站和800V充电站两者兼容，提供了对电池充电的增加的灵活性。
需要说明的是，上述实施例可以相互组合而与所涉及的方面无关。因此，所述方法可以与结构特征等组合，同样地，所述系统可以与上述关于所述方法的特征组合。
参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并被阐明。
附图说明
下面将参考以下附图，描述本发明的示例性实施例。
图1示出了用于为电动车辆的电池充电的充电系统的示例性实施例的示意图。
图2示出了用于为电动车辆的电池充电的充电系统的示例性实施例的示意图。
图3示出了示意性地图示用于为电动车辆的电池充电的方法的示例性实施例的流程图。
附图仅仅是示意性表示并且仅用于说明本发明的实施例。原则上，相同或等同的元件提供有相同的附图标记。
具体实施方式
图1和图2分别示出了用于对电动车辆(未示出)的高压电池102充电的充电系统100的功能图，其中图1示出了用于所谓800V电池电动车辆的电池102的充电系统100的实施例，图2示出了用于所谓400V电池电动车辆的电池102的充电系统100的实施例。为了给电池102充电，充电入口104能够连接到提供预定充电入口电压的外部直流(DC)充电站(未示出)。常见的充电入口电压包括400V和800V。
图1示出了用于为800V电池电动车辆(未示出)的高压电池102充电的充电系统100的实施例，其中电池102是具有800V标称电压的800V电池106，800V标称电压为行驶和/或负载期间的标称或额定电压。在800V电池电动车辆中，包含在电动车辆中并与800V电池106的电压出口110并联连接以从800V电池106供电的辅助部件108适应于800V电池106的标称电压，因此也称为800V单元112。
800V电池106包括两个400V电池单元114，这两个400V电池单元114在行驶和/或负载期间彼此串联连接，以在电压出口110处提供800V的输出电压。两个400V电池单元114中的每一个与一个400/12V-DC/DC转换器116并联连接，400/12V-DC/DC转换器配置为将每个400V电池单元114的400V转换成大约12V，以向电动车辆中的其他部件提供12V电源，例如车载系统等。另外，400/12V-DC/DC转换器116保持800V电池106平衡，使两个400V电池单元114获得类似的荷电状态(SoC)。这增加了800V电池106的可用能量。可替代地，不提供两个400/12V-DC/DC转换器，而可以只提供一个800/12V-DC/DC转换器116，然后将其与辅助部件112并联连接到电压出口110。在这种情况下，辅助部件112和800/12V-DC/DC转换器116通过使充电最多的400V电池单元114放电而另一400V电池单元114断开连接来平衡800V电池106。
为了兼容400V的充电入口电压和800V的充电入口电压，800V电池106配置为在行驶和/或负载期间提供作为导电电路的负载电路和在充电期间提供作为导电电路的充电电路，其中所述负载电路和所述充电电路可以不同。因此，800V电池106还包括三个断路器118，这三个断路器118配置为选择性地将两个400V电池单元114之间的连接从串联连接改变为并联连接，反之亦然，以提供两种不同的充电电路。断路器118优选地形成为简单的接触器并且可控制地可切换。此外，800V电池106包括连接到所述导电电路的400/800V-DC/DC转换器120，使得400/800V-DC/DC转换器120选择性地集成到所述导电电路中或从所述导电电路中排除。为了选择性地将400/800V-DC/DC转换器120集成到导电电路中或从导电电路中排除，提供了三个附加的断路器122。三个断路器122布置成使得在充电期间充电入口104直接或经由400/800V-DC/DC转换器120连接到电压出口110。400/800V-DC/DC转换器120配置为在电压出口110处提供800V的输出电压以向800V单元112提供与800V单元112的标称电压相对应的足够电压。此外，在行驶和/或负载期间中，通过闭合将400V/800V-DC/DC转换器与作为负载电路的导电电路连接起来的一个断路器122，400/800V-DC/DC转换器120可集成到导电电路中。因此，如果两个400V电池单元114具有不同的荷电状态，400/800V-DC/DC转换器120可用于平衡这两个400V电池单元114的荷电状态，从而增加了800V电池106的可用能量。
第一充电电路124配置为以800V的充电入口电压为800V电池106充电，如图1中短划线所示。在该充电电路124中，三个断路器118之一闭合并且其余两个断路器118断开以串联连接两个400V电池单元114。由于充电入口电压为800V，充电入口104能直接与电压出口110相连接以提供与800V单元112标称电压对应的800V输出电压，而无需将400/800V-DC/DC转换器120集成到第一充电电路124中。因此，三个断路器122中的两个闭合，将充电入口104与电压出口110直接连接，并且一个断路器122可以断开以从第一充电电路124排除400/800V-DC/DC转换器120。
第一充电电路124对应于800V电池106的负载电路。为了避免在充电周期开始时在800V单元112处出现过大的电流浪涌(current surge)，第一充电电路124包括预充电电路130，预充电电路130包括电阻器134和配置为接触器的断路器132。预充电电路130并联连接到将充电入口104和电压出口110直接连接的断路器122。预充电电路130配置为在闭合被并联连接到预充电电路130的闭合断路器122之前，在充电周期开始时，短暂地集成到充电电路124中预定时间间隔。因此，在预定时间间隔期间，断路器132闭合，并且当预定时间间隔期满时，再次切换到断开。
第二充电电路126配置为以400V的充电入口电压为800V电池106充电，如图1中点线所示。在该充电电路126中，三个断路器118的状态与第一充电电路124的状态相反，这意味着三个断路器118中的两个的状态从断开切换到闭合，并且一个剩余的断路器118的状态从闭合切换到断开，以并联连接两个400V电池单元114。由于充电入口电压为400V，充电入口电压需要转换以便在电压出口110处提供800V的输出电压。因此，直接连接充电入口104与电压出口110的两个断路器122断开，并且将400/800V-DC/DC转换器120集成到第二充电电路126中的断路器122闭合。
此外，800V电池106包括靠近充电入口104布置的两个断路器128。断路器128配置为在行驶期间对充电入口104断电。此外，它们配置为断开，直到800V电池106的充电电路适应在连接到DC充电站的充电入口104处提供的充电入口电压，这意味着，直到800V电池106的充电电路800V电池106形成为第一充电电路124或第二充电电路126。此外，断路器128配置为断开，直到在充电入口104处提供的充电入口电压适应于充电电路的实际电压。通常直流断路器在一个方向上具有较小的分断能力，并且与其他已知的断路器相反，断路器128可以被优化用于切断充电电流。
换句话说，可以说充电系统100包括断路器118的布置，该布置使得具有一个串(string)的800V电池106能够在400V-充电期间(即以400V的充电入口电压充电期间)被重新布置或重新配置为具有两个串的400V电池。400/800V-DC/DC转换器120在400V充电期间向800V单元112提供800V的电压。除了400/800V-DC/DC转换器120之外，还需要三个附加的断路器122。
应当注意的是，断路器118、122的数量和/或位置仅是示例性的并且不限制权利要求的范围。此外，导致相同结果的所有组合应被视为等效实施例。
图2示出了用于为400V电池电动车辆(未示出)的高压电池102充电的充电系统100的实施例，其中电池102是具有400V标称电压的400V电池136，400V标称电压为在行驶和/或负载期间的标称或额定电压。在400V电池电动车辆中，包括在电动车辆中并且并联连接到400V电池136的电压出口110以从400V电池136供电的辅助部件108适应于400V电池136的标称电压，因此也称为400V单元138。
400V-电池136包括两个400V电池单元114，这两个400V电池单元114在行驶和/或负载期间彼此并联以在电压出口110处提供400V的输出电压。两个400V电池单元114中的每一个与一个400/12V-DC/DC-转换器116并联，配置为将每个400V-电池单元114的400V转换成12V以向电动车辆中的其它部件(例如车载系统等)提供12V电力。另外，400/12V-DC/DC转换器116可用于保持400V电池136的平衡，使两个400V电池单元114获得类似的荷电状态(SoC)。这增加了400V电池106的可用能量。或者，可以仅提供一个400/12V-DC/DC转换器116，然后将其与辅助部件112并联连接到电压出口110。在这种情况下，辅助部件112和400/12V-DC/DC-转换器116通过使充电最多的400V电池单元114放电同时另一400V电池单元114断开连接来平衡400V-电池136。
为了兼容400V的充电入口电压和800V的充电入口电压，400V电池136配置为在行驶和/或负载期间提供作为导电电路的负载电路和在充电期间提供作为导电电路的充电电路，其中负载电路和充电电路可以不同。因此，400V电池136还包括三个断路器118，这三个断路器118配置为选择性地将两个400V电池单元114之间的连接从并联连接改变为串联连接并且反之亦然以提供两个不同的充电电路。另外，400V电池136包括并联连接到两个400V电池单元114的隔离式800/400-DC/DC-转换器140。隔离式800/400V-DC/DC-转换器140可控制为被激活或停用，并配置为在电压出口110处提供400V的输出电压，用于为400V单元138提供与400V单元138的标称电压相对应的足够电压。此外，提供了配置为将充电入口104直接与电压出口110选择性地连接的两个断路器122。
第一充电电路142配置为以400V的充电入口电压对400V电池136充电，如图2中点线所示。在该充电电路142中，三个断路器118中的两个闭合并且剩余的一个断路器118断开以并联连接两个400V电池单元114。由于充电入口电压为400V，充电入口104可直接与电压出口110相连接以提供与400V单元138的标称电压相对应的400V输出电压，而无需隔离式800/400V-DC/DC转换器140。因此，隔离式800/400V-DC/DC转换器140被停用并且两个断路器122被闭合以将充电入口104与电压出口110直接连接。
第一充电电路142对应400V电池136的负载电路。为了避免在充电周期开始时400V单元138处出现过大的电流浪涌，第一充电电路142包括预充电电路130，预充电电路130包括电阻器134和配置为接触器的断路器132。预充电电路130并联连接到将充电入口104与电压出口110直接连接的断路器122。预充电电路130配置为在闭合被并联连接到预充电电路130的断路器122之前，充电周期开始时被短暂地集成到充电电路142中预定时间间隔。因此，在预定时间间隔期间，断路器132闭合，并且当预定时间间隔期满时，断路器132再次切换到断开。
第二充电电路144配置为以800V的充电入口电压为400V电池136充电，如图2中短划线所示。在该充电电路144中，三个断路器118的状态与第一充电电路142的状态相反，这意味着三个断路器118中的两个的状态从闭合切换到断开并且剩余的一个断路器118的状态从断开切换到闭合以串联连接两个400V电池单元114。由于充电入口电压为800V，需要转换充电入口电压以在电压出口110处提供400V的输出电压。因此，将充电入口104与电压出口110直接连接的两个断路器122断开，并且隔离式400/800V-DC/DC转换器140被激活以集成到第二充电电路144中。
此外，400V电池136包括靠近充电入口104布置的两个断路器128。断路器128配置为在行驶期间对充电入口104断电。此外，它们配置为断开，直到400V电池136的充电电路适应在连接到直流充电站的充电入口104处提供的充电入口电压，这意味着，直到400V电池136的充电电路形成为第一充电电路142或第二充电电路144。此外，断路器128配置为断开，直到在充电入口104处提供的充电入口电压适应于充电电路的实际电压。通常直流断路器在一个方向上具有较小的分断能力，并且与其他已知的断路器相反，断路器128可以被优化用于分断充电电流。
换句话说，可以说充电系统100包括断路器118的布置，该布置还使得具有两个串的400V电池136在800V充电期间(即在以800V的充电入口电压充电期间)能够重新布置或重新配置为具有一个串的800V电池。在800V充电期间，隔离式800/400V-DC/DC转换器140向400V单元138提供400V的电压。除了隔离式800/400V-DC/DC转换器140之外，还需要至少两个附加的断路器122。
应当注意的是，断路器118、122的数量和/或位置仅是示例性的并且不限制权利要求的范围。此外，导致相同结果的所有组合应被视为等同实施例。
图3示出了示意性地例示用于为电动车辆的电池102充电的方法1000的示例性实施例的流程图。方法1000包括以下步骤，但不一定按此顺序：
在步骤Sl中，电动车辆的充电入口104连接到提供400V或800V充电入口电压的外部直流充电站。充电入口电压可以提供给具有400V或800V标称电压且连接到充电入口104的电池102。直流充电站可以通过数据链路将其充电入口电压的信息提供给电动车辆。在步骤S2中，基于所提供的信息形成具有标称充电电压的充电电路。通过借助于被布置成相应地连接电池102的两个400V电池单元114的至少三个断路器118，将连接到充电入口104的电池102的两个400V电池单元114选择性地并联连接以形成400V充电电路或串联连接以形成800V充电电路，标称充电电压对应于所提供的充电入口电压。在步骤S3中，优选地隔离的DC/DC转换器120、140选择性地集成到充电电路中以将电池102的输出电压转换为连接到电池102的至少一个辅助部件108的标称电压。在步骤S4中，向电池102提供充电入口电压。电池102的标称充电电压对应于充电入口电压。在步骤S5中，通过电池102的电压出口110将输出电压提供给至少一个辅助部件108。
通过研究附图、说明书和所附权利要求，本领域技术人员在实施要求保护的发明时可以理解和实现对所公开的实施例的其他变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他要素或步骤，不定词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中记载的多个物品或步骤的功能。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的仅仅事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。计算机程序可以存储/分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的一部分提供的光存储介质或固态介质，但也可以以其他形式分发，例如通过互联网或其他有线或无线电信系统。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制权利要求的范围。
附图标记列表
100 充电系统
102 高压电池
104 充电入口
106 800V-电池
108 辅助部件
110 电压出口
112 800V-单元
114 400V-电池单元
116 400/12V-DC/DC-转换器
118 断路器
120 400/800V-DC/DC-转换器
122 断路器
124 第一充电电路
126 第二充电电路
128 断路器
130 预充电电路
132 断路器
134 电阻
136 400V电池
138 400V单元
140 隔离式800/400V-DC/DC转换器
142 第一充电电路
144 第二充电电路

Claims (15)

1.一种用于为电动车辆的电池(102、106、136)充电的充电系统(100)，包括：
充电入口(104)，其配置为连接到提供预定充电入口电压的外部直流(DC)充电站，
连接到所述充电入口(104)的具有400V或800V标称电压的电池(102、106、136)，
所述电池(102、106、136)包括
两个400V电池单元(114)，所述两个400V电池单元(114)选择性地并联或串联连接，以及
电压出口(110)，所述电压出口(110)配置为向连接到所述电压出口(110)的至少一个辅助部件(108、112、138)提供输出电压，所述至少一个辅助部件(108、112、138)具有对应于所述电池(102、106、136)的标称电压的标称电压，
DC/DC转换器(120、140)，其配置为将所述充电入口电压转换为所述至少一个辅助部件(108、112、138)的标称电压，以及
至少三个断路器(118、122)，其布置为在充电期间连接所述两个400V电池单元(114)以形成具有对应于所提供的充电入口电压的标称充电电压的充电电路(124、126、142、144)和/或选择性地将所述DC/DC转换器(120、140)集成到所述充电电路(124、126、142、144)中以向所述至少一个辅助部件(108、112、138)提供所述辅助部件(108、112、138)的标称电压。
2.根据权利要求1所述的系统(100)，所述DC/DC转换器(120、140)布置在所述电池(102、106、136)内或所述充电入口(104)内，和/或所述DC/DC转换器是隔离式DC/DC转换器(140)。
3.根据权利要求1或2所述的系统(100)，所述电池(102、106、136)还包括两个附加的断路器(128)，所述两个附加的断路器(128)配置为在所述电动车辆的行驶期间对所述充电入口(104)断电。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统(100)，所述电池(102、106、136)还包括用于每个400V电池单元(114)的400/12V-DC/DC转换器(116)，所述400/12V-DC/DC转换器(116)并联连接到相应的400V电池单元(114)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的系统(100)，所述电池(102、136)还包括并联连接到所述至少一个辅助部件(108、138)的一个400/12V-DC/DC转换器(116)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统(100)，在所述电池(102、106、136)的标称电压对应于所述充电入口电压的情况下，所述充电电路对应于所述电池(102、106、136)的负载电路。
7.根据权利要求6所述的系统(100)，在所述电池(102、106、136)的标称电压与所述充电入口电压不同的情况下，所述充电电路与所述电池(102、102、136)的负载电路不同。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统(100)，所述两个400V电池单元(114)串联连接以形成具有800V标称电压的电池(102、106)。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的系统(100)，所述两个400V电池单元(114)并联连接以形成具有400V标称电压的电池(102、136)。
10.根据权利要求8所述的系统(100)，所述两个400V电池单元(114)在充电期间重新并联连接并且所述DC/DC转换器(120)集成到所述充电电路中。
11.根据权利要求10所述的系统(100)，所述DC/DC转换器(120)配置为平衡所述两个400V电池单元(114)的充电状态。
12.根据权利要求9所述的系统(100)，所述两个400V电池单元(114)在充电期间重新串联连接并且所述DC/DC转换器(140)集成到所述充电电路中。
13.一种电动车辆，包括：
根据权利要求1至12中任一项所述的充电系统(100)，以及
至少一个辅助部件(108、112、138)，其连接到所述电池(102、106、136)的电压出口(110)。
14.根据权利要求1至12中任一项所述的充电系统(100)在电动车辆中的用途。
15.一种为电动车辆的电池(102、106、136)充电的方法(1000)，所述方法(1000)包括以下步骤：
将所述电动车辆的充电入口(104)连接到提供400V或800V充电入口电压的外部直流(DC)充电站，
通过借助于被布置成对应地连接电池(102、106、136)的两个400V电池单元(114)的至少三个断路器(118)将所述两个400V电池单元(114)选择性地并联连接或串联连接到所述充电入口(104)以形成具有对应于所提供的充电入口电压的标称充电电压的充电电路(124、126、142、144)；
选择性地将DC/DC转换器(120、140)集成到所述充电电路(124、126、142、144)中以将所述电池(102、106、136)的输出电压转换为连接到所述电池(102、106、136)的至少一个辅助部件(108、112、138)的标称电压，
向所述电池(102、106、136)提供所述充电入口电压，以及
通过所述电池(102、106、136)的电压出口(110)向所述至少一个辅助部件(108、112、138)提供输出电压。
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