CN116648376A - 用于给能够电运行的车辆的电储能器充电的充电设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于给能够电运行的车辆(200)的电储能器(60)充电的充电设备(100)，所述充电设备具有：充电接头(50)、充电单元(10)、充电单元(10)，所述充电接头用于将所述充电设备(100)与外部的电压供给装置电连接，所述充电单元用于将施加在所述充电接头(50)处的第一直流电压转换为第二直流电压，所述第二直流电压设置用于给所述电储能器(60)充电，所述功率分配器单元具有第一和第二输出端(36、38)，所述第一和第二输出端用于将施加在所述充电接头(50)处的第一直流电压和/或由所述充电单元(10)转换的第二直流电压提供给所述电储能器(60)，所述电储能器附接在所述输出端(36、38)处。所述功率分配器单元(30)具有用于所述充电接头(50)的第一电接头(52)和用于所述充电单元(10)的第二电接头(56)。此外，本发明涉及一种用于借助这样的设备(100)给能够电运行的车辆(200)的电储能器(60)充电的方法。

Description

用于给能够电运行的车辆的电储能器充电的充电设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于给能够电运行的车辆的电储能器充电的充电设备以及一种用于借助这样的设备给能够电运行的车辆的电储能器充电的方法。
背景技术
如果能够电运行的车辆的现有的高压车载网络架构基于800V的车载网络电压，则为了给该车辆的电储能器充电，在400V充电桩上需要附加的400V/800V直流电压转换器。
DE 102019003459A1公开一种用于给高压电池充电的充电设备，该充电设备具有直流电压接头，该直流电压接头用于将充电设备与外部的充电接头连接。充电设备包括交流电压接头，该交流电压接头用于将充电设备与第二外部充电接头和直流电压转换器连接，该直流电压转换器用于将第一充电接头的第一直流电压转换为第二直流电压，该第二直流电压被供给给高压电池。同样地，充电设备包括车载充电器，该车载充电器用于将第二充电接头的交流电压转化为第二直流电压，其中，通过直流电压转换器和车载充电器的并联连接，能够将第一直流电压转化为相对于第一直流电压更高的第二直流电压。充电设备是能够电运行的车辆的充电单元，借助该充电单元能够给能够电运行的车辆的高压电池充电。通过直流电压转换器和车载充电器的并联连接，能够将第一外部充电接头的相对于高压电池的电池电压较低的直流电压转化为第二直流电压。
这样的直流电压转换器(也被称为DC/DC转换器)在功率电子学中已经长时间且多样地已知，也在构件本身的互连方面已知，并且也例如在文献方面在约阿希姆·斯佩科维乌斯(Joachim Specovius)的书《电力电子基础课程》(Grundkurs Leistungselektronik)的2009年第3版第18章“直流电压转换器”中被描述。在此，直流电压转换器还能够划分为降压斩波器、升压斩波器和降压-升压斩波器。在那里示出的升压斩波器例如实施为所谓的半桥转换器，在该半桥转换器中，在第一极处，通常电压从输入端直至输出端以基本上不改变的方式施加，在第二极处，通过构件和对应的电路，电压从具有较低的电压的输入端转换到具有较高的电压的输出端上。
所谓的电荷泵也能够用作升压斩波器，该电荷泵由于固定的转换比例为1∶2也被称为电荷倍增器，并且同样对于本领域技术人员而言是由一般现有技术已知的。
在直流电压转换器中，对于所有类型都存在如下可能性：尤其是在电耦合的直流电压转换器的情况下，选择直流电压转换器的一种实施方案，在该直流电压转换器中，恰恰是电压位置在一个极处在输入端与输出端之间是直接耦合的并且因此是不可改变的，从而使得随后在另一个极处电压位置在输入端与输出端之间被改变并且因此被转换。
发明内容
本发明的任务是，提出一种改进的用于给能够电运行的车辆的电储能器充电的充电设备。
另一任务是，给出一种用于借助这样的改进的充电设备给能够电运行的车辆的电储能器充电的方法。
前述任务借助独立权利要求的特征来解决。
本发明的有利构型和优点从另外的权利要求、说明书和附图中得出。
根据本发明的一个方面，提出一种用于给能够电运行的车辆的电储能器充电的充电设备，该充电设备具有充电接头、充电单元以及功率分配器单元，该充电接头用于将充电设备与外部的电压供给装置电连接，该充电单元用于将施加在充电接头处的第一直流电压转换为第二直流电压，该第二直流电压设置用于给电储能器充电，该功率分配器单元具有第一和第二输出端，所述第一和第二输出端用于将施加在充电接头处的第一直流电压和/或由充电单元转换的第二直流电压提供给电储能器，该电储能器附接在所述输出端处。在此，功率分配器单元具有用于充电接头的第一电接头和用于充电单元的第二电接头。功率分配器单元具有开关，借助所述开关，在第一充电状态中，充电接头切换到第一和第二输出端上，并且在第二充电状态中，充电单元的第一输出端切换到功率分配器单元的输出端中的一个输出端上，充电单元的第二输出端切换到功率分配器单元的输出端中的另一个输出端上。
根据本发明，在该充电设备中，在第一充电状态中，充电接头的第一直流电压能够切换到功率分配器单元的第一和第二输出端上，并且在第二充电状态中，由充电单元转换的第二直流电压切换到功率分配器单元的第一和第二输出端上。在第一充电状态中，储能器能够直接经由施加在充电接头处的直流电压充电，该储能器附接到功率分配器单元的输出端处并且该储能器例如具有800V的额定电压，该直流电压同样为800V。在第二充电状态中，当在充电接头处例如仅提供400V的第一直流电压时，该第一直流电压能够通过充电单元的直流电压转换器转换为800V的第二直流电压，并且因此同样以800V给该储能器充电。
同样地，根据本发明，在充电设备中，在尤其是在充电接头处的第一直流电压小于电储能器的额定电压的第二充电状态中，充电单元的第一输出端能够经由功率分配器单元的第一开关与充电接头的第一极以及直接与功率分配器单元的第一输出端互连。在此，充电单元的第二输出端能够与功率分配器单元的第二输出端互连，并且充电单元的输入端能够与充电接头的第二极互连。在此，开关设置在充电单元中，该开关将充电单元的输入端接通到充电单元的直流电压转换器的输入端处。
在此，通过充电单元的第一输出端与输出电容和输入电容的连接，该充电单元的第一输出端同时也用作充电单元的输入端。
借助该符合目的的互连，第一直流电压能够接通到充电单元处，能够转换为第二直流电压，并且该第二直流电压能够接通到功率分配器单元的输出端处。在此，有利地，只需要一个三极线束，用于在功率分配器单元与充电单元之间进行连接。
有利地，根据本发明的充电设备的充电单元不是如在现有技术中那样布置在充电接头与功率分配器单元之间并且因此具有两个输入端和两个输出端，而是能够从功率分配器单元中来接入并且为此仅还需要三个接头。对应地，因此，充电接头与功率分配器单元之间的直接连接是可能的。这对应于充电单元的旁通电路的功能，其中，该功能随后不再通过充电单元实现。功率分配器单元包含所有另外的与充电相关的部件，就像还包含所谓的高压中间回路的部件一样，该高压中间回路具有例如用于将储能器接入到高压车载网络处的部件。充电单元能够具有符合标准的直流电压转换器，该直流电压转换器构造为升压转换器，使得具有带有较高的电压、例如800V的高压车载网络的电动车辆(EV)也能够在DC充电站处以低电压、例如400V充电。
充电设备的互连主要在接触方面和在线束方面、主要是在高压线路的情况下具有优点。借助根据本发明的充电设备，能够实现与在常见的充电设备的情况下相同的功能，并且仍然能够在以直流电流(DC)简单充电的情况下，其中，充电电压对应于车载网络的或者说储能器的系统电压，使用充电接头与功率分配器单元之间的直接连接。在此，充电单元不被负载。充电电流也不经由充电单元来引导，这简化线束、需要较少的接触部位并且因此在热量产生和冷却方面也是更好的。
有利地，在根据本发明的充电设备中，具有作为电耦合的转换器的直流电压转换器的充电单元集成到现有的高压车载网络架构中。在此，当在400V充电桩处给800V储能器充电时，充电设备的串行充电路径能够通过现有的开关保持打开，从而使得在充电设备的输入侧上施加充电桩的400V的第一直流电压，并且在功率分配器单元的输出端处直流电压转换器的800V供使用，以便给储能器充电。800V和400V的值在此当然是示例值，用于阐明本发明的优点和优势并且，如对于本领域技术人员而言也已知的那样，不是固定的、永久施加的值，而是取决于储能器的充电状态或者取决于充电站，并且处在通过这些值象征的宽电压带中。
借助这样的充电设备，通常能够节省设置在充电接头与DC/DC充电接触器之间的附加的DC接触器，所述DC接触器用于直流电压转换器的旁通电路。
能够省去高压串联线束的变化。
充电设备只需要一个两极的高电流插接连接器(例如两极的500A插接连接器)用于附接充电接头，而为了将充电单元附接到功率分配器单元处，只需要两个用于较低功率的三极插接连接器(例如两个三极的125A插接连接器)。
由于当在800V充电桩处充电时不必经由充电单元引导电旁通路径，因此，能够节省旁通开关、例如高压接触器。能够缩小结构空间，因为省略高电流导电轨。不出现由于作为旁路的高电流路径通过充电单元构成回路所造成的充电单元的升温，该构成回路通常是必要的。
充电单元只需要针对较低的充电功率来设计，从而使得充电单元能够构造得更紧凑且更轻。充电单元以及安装在充电单元中或者处的开关以及插接连接器和线缆只需要针对充电单元的自己的标称电流来设计。
能够由此确保充电单元与当前已知的充电标准的一致性。
也简化充电设备到车辆中的集成，因为该充电设备只具有一个在功率分配器单元处的高压接头以及高压线路的较小的弯曲半径。
附加的插接连接器和高压接触器的节省，导致显著的成本节省和重量节省。
有利地，根据本发明的充电设备能够用于以常见的DC充电方法或者说DC充电标准给能够电运行的车辆的电储能器充电，例如CCS类型1或者CCS类型2(CCS＝“CombinedCharging System(组合充电系统)”，作为在欧洲开发的标准)，其借助类型2插头允许以直流电流和交流电流进行充电，CHAdeMO(“Charge de Move”，作为在日本开发的标准，其具有通常直到50kW的充电功率)，GB/T(作为在中国开发的标准)。
有利地，充电设备也能够以未来的标准来使用，例如ChaoJi(用于CHAdeMO标准3.0，其具有直到500kW的充电功率)和MegaWatt充电，所述MegaWatt充电借助在高压车载电压的高度上的充电电压也不必经由充电单元来引导，并且与当在800V充电桩处充电时的优点类似地，因此也不出现由于作为旁路的高电流路径通过充电单元构成回路所造成的充电单元的升温，该构成回路通常是必要的。由此，充电设备不仅具有当在800V充电桩和400V充电桩处充电时的当前的优点，还能够以未来仍有保障的方式在未来的充电标准的情况下应用并且在此同样提供相同的优点。
通过充电单元与直流电压转换器的布置和互连，尤其是具有大于500V的、例如800V的高压车载电压的新型电动车辆能够不仅在具有同样相同高的充电电压的DC充电站处充电，还能够以向下兼容的方式经由充电设备的充电单元在具有较低电压、例如具有400V的充电站处充电。
根据充电设备的一种有利构型，直流电压转换器能够构造为升压转换器。有利地，因此，400V的第一直流电压能够转换为给具有800V的额定电压的储能器充电所需要的800V的第二直流电压。
根据该充电设备的一种有利构型，在尤其是在充电接头处的第一直流电压大于或者等于电储能器的额定电压的第一充电状态中，第一开关和第二开关能够是闭合的，并且第三开关能够是打开的。在此，第一直流电压施加在功率分配器单元的第一输出端与第二输出端之间。通过这种方式，施加在充电接头处的直流电压能够直接接通到功率分配器单元的输出端上并且因此接通到储能器的输入端处。
根据该充电设备的一种有利构型，功率分配器单元的第一电接头能够具有两极的高电流插接连接器。有利地，因此，为了将充电接头附接到功率分配器单元处，只需要具有这样的插接连接器的线缆。
根据该充电设备的一种有利构型，功率分配器单元的第二电接头能够具有一个三极插接连接器。充电单元能够因此有利地经由具有两个三极插接连接器的线缆附接到功率分配器单元处。
替代地，在此能够设置有一个二极插接连接器和一个单极插接连接器，从而使得替代具有三个极的一件式插接连接器地，布置有两个插接连接器，一个具有两个极并且一个具有一个极。在此，然后，两个插接连接器以分开的方式经由两个独立的连接设备、尤其是两个线缆相互连接，或者然后也能够经由共同线缆(也作为线缆束)或者单个的线缆与用于两个插接连接器的两个附接装置连接，所述两个插接连接器中的一个具有一个极并且一个具有两个极。
在另一种替代的实施方案中，接头也可以设置为三个单个的插接连接器，所述插接连接器各具有唯一一个极，但是，这是稍微更复杂的，并且也由于更高数量的插接连接器是更容易有故障的。
有利地，功率分配器单元的第二电接头和充电单元的第三电接头互补地实施，使得功率分配器单元的第二电接头能够直接地在不具有连接装置的情况下与充电单元的第三电接头连接。例如，在功率分配器单元处，插口能够直接布置在壳体处，在充电单元处，与此匹配的配合件能够作为插头直接布置在壳体处，从而使得经由在两个壳体处的插头-插口连接能够直接建立功率分配器单元与充电单元之间的连接。
替代插接连接之间的连接设备地，无论是在具有三个极的一个插接连接器的情况下还是在两个插接连接器，其中，一个具有一个极并且一个具有两个极的情况下，也能够使用替代方案，这例如也能够通过导电轨、即固定的预成型的线路装置来实现或者所谓的直接连接也是可能的。在直接连接的情况下，完全省去充电单元的插接连接器与功率分配器单元的插接连接器之间的连接设备，充电单元的插接连接器与功率分配器单元的插接连接器直接连接、即插入到彼此中。在此，不仅能够省去连接设备、尤其是线缆，这节省重量和成本，还能够通过较少数量的触点而实现导电性的改进和故障源的减少。
根据充电设备的一种有利构型，在充电单元处能够设置第三电接头，该第三电接头附接到功率分配器单元的第二电接头处。尤其是，第三电接头能够具有三极插接连接器。充电单元能够因此有利地经由具有两个三极插接连接器的线缆附接到功率分配器单元处。
有利地，因此为了将充电接头附接到功率分配器单元处，只需要一个两极的高电流插接连接器，为了将充电单元附接到功率分配器单元处，只需要两个设计用于充电单元的较低的标称电流的三极插接连接器。
根据充电设备的一种有利构型，在第二充电状态中，充电接头的极中的正极能够是施加在充电接头处的第一直流电压和施加在功率分配器单元的第一输出端和第二输出端处的第二直流电压的共同基准。借助这样的有利的互连，可能的是，将400V的第一直流电压切换到充电单元的输入端上并且将800V的第二直流电压从充电单元的输出端切换到功率分配器单元的输出端上。有利地，能够通过仅三极的线缆实现互连。替代地或者重新诠释地，相同内容同样适用于所述极中的负极。
根据本发明的另一方面，提出一种用于借助如上所述的充电设备给能够电运行的车辆的电储能器充电的方法。在此，所述方法至少包括下述步骤：将充电桩能够提供的作为第一直流电压的最大电压与作为电储能器的额定电压的、给电储能器充电所必需的最大电压进行比较。
充电桩能够提供的作为第一直流电压的最大电压，在此通常在充电时通过车辆与充电桩之间的通信来确定或者交换或者由车辆请求并且从充电桩传送。此外，在闭合充电接触器之前也还能够测量该电压，以便保证在充电电压与高压中间回路的预充电之间不存在过大的电压差，以便在闭合时不损伤接触器。
在下文中，第一直流电压总是指的是充电桩能够提供的最大可能的电压，额定电压指的是电储能器的最大必需的电压，该电压对于充电是必要的。
如果第一直流电压大于或者等于电储能器的额定电压，则该方法此外包括下述步骤：闭合功率分配器单元的第一和第二开关，用于将充电接头与功率分配器单元的第一输出端和第二输出端连接；经由第一和第二开关将第一直流电压切换到第一输出端和第二输出端处；以第一直流电压给电储能器充电。
如果第一直流电压小于电储能器的额定电压，则该方法此外包括下述步骤：闭合第一开关，用于将充电接头的第一极与电储能器的第一输出端和充电单元的第一输出端连接；将功率分配器单元的第二开关打开，并且将充电单元的输入端与充电接头的第二极连接；闭合充电单元的第三开关，用于将充电单元的输入端与充电单元的直流电压转换器的输入端连接；将通过充电单元转换的第二直流电压切换到功率分配器单元的第一输出端和第二输出端处；以第二直流电压给电储能器充电。
有利地，依据根据本发明的方法，在第一直流电压大于或者等于电储能器的额定电压的第一充电状态中，施加在充电接头处的第一直流电压能够直接接通到功率分配器单元的输出端处。因此，能够以第一直流电压给与输出端电连接的储能器充电。
此外，在第一直流电压小于电储能器的额定电压的第二充电状态中，能够将第一直流电压切换到充电单元的输入端上。此外，通过打开功率分配器单元的第二开关，中断充电接头与功率分配器单元的输出端的连接。在充电单元中，通过直流电压转换器将第一直流电压转换为较高的第二直流电压，然后，该第二直流电压通过充电单元的输出端切换到功率分配器单元的输出端上。因此，能够以第二直流电压给与输出端电连接的储能器充电。
从下面的附图说明中得出其他优点。在附图中示出本发明的实施例。附图、说明书和权利要求包括大量特征组合。本领域技术人员也符合目的地单个观察所述特征并且将所述特征组合成其他有意义的组合。
附图说明
在此示出：
图1示出根据本发明的实施例的用于给能够电运行的车辆的电储能器充电的充电设备的系统概览；
图2示出具有根据本发明的充电设备的车辆的示意图；和
图3示出根据本发明的实施例的用于给能够电运行的车辆的电储能器充电的方法的流程图。
具体实施方式
在附图中，相同的或者相同类型的部件设有相同的附图标记。附图仅示出例子，并且不应限制性地理解。
图1示出根据本发明的实施例的用于给能够电运行的车辆200的电储能器60充电的充电设备100的系统概览。
充电设备100包括用于将充电设备100与外部的、未示出的电压供给装置电连接的充电接头50、用于将施加在充电接头50处的第一直流电压转换为第二直流电压的充电单元10以及功率分配器单元30，该第二直流电压设置用于给电储能器60充电，该功率分配器单元具有第一和第二输出端36、38，所述第一和第二输出端用于将施加在充电接头50处的第一直流电压和/或由充电单元10转换的第二直流电压提供给电储能器60，该电储能器附接在输出端36、38处。
在附图所示的实施方式中，储能器60直接附接到功率分配器单元30的输出端36、38处，并且包括一排电池元件66，所述电池元件仅示意性地借助电池符号标示，并且所述电池元件经由两个接触器62、64接入用以充电。
一般来说，功率分配器单元30的输出端36、38能够与车辆的高压车载网络的高压中间回路的另外的、未示出的、与充电相关的部件连接，所述部件例如是另外的开关。
功率分配器单元30具有用于充电接头50的第一电接头52和用于充电单元10的第二电接头56。
此外，功率分配器单元30具有开关32、34，借助所述开关，在第一充电状态中，通过闭合开关32、34能够将充电接头50切换到第一和第二输出端36、38上。因此，在第一充电状态中，施加在充电接头50处的第一直流电压切换到功率分配器单元30的第一和第二输出端36、38上。
充电单元10具有接头54，经由该接头，充电单元10的输入端24和两个输出端20、22能够与功率分配器单元30的接头56接触。充电单元10的输入端24与充电接头50的第二极42互连。开关18设置在充电单元10中，该开关将充电单元10的输入端24接通到充电单元10的直流电压转换器12的输入端26处。直流电压转换器12构造为升压转换器，并且在其输入端处具有输入电容14，在其输出端处具有输出电容16。通过将充电单元10的输出端20与输出电容16和输入电容14连接，输出端20同时也用作充电单元10的输入端。在此，在该实施例中，涉及电流耦合的直流电压转换器12，其具有在上方路径中、即在加号路径中与输出端20、22和输入端24和作为同时的另外的输入端的输出端20的耦合。
在尤其是在充电接头50处的第一直流电压大于或者等于电储能器60的额定电压的第一充电状态中，功率分配器单元30的第一开关32和第二开关34是闭合的，并且充电单元的第三开关18是打开的。因此，第一直流电压施加在功率分配器单元30的第一输出端36与第二输出端38之间，并且能够以第一直流电压给储能器60充电。
在第二充电状态中，充电单元10的第一输出端20切换到功率分配器单元30的输出端36、38中的一个输出端上，在图1的实施例中切换到第一输出端36上。充电单元10的第二输出端22切换到功率分配器单元30的输出端36、38中的另一个输出端上，在图1中切换到第二输出端38上。如图所示，该路径能够借助可选的保险装置46来保护。
在尤其是在充电接头50处的第一直流电压小于电储能器60的额定电压的第二充电状态中，闭合第一开关32并且因此将充电单元10的第一输出端20经由功率分配器单元30的闭合的第一开关32与充电接头50的第一极40以及直接与功率分配器单元30的第一输出端36互连。功率分配器单元30的第二开关34保持打开。
充电单元10的第二输出端22与功率分配器单元30的第二输出端38固定地互连。因此，充电单元10的输入端24与充电接头50的第二极42连接。将充电单元10的第三开关18闭合。因此，直流电压转换器12的输入端26与充电接头50的第二极42连接。
因此，在第二充电状态中，施加在充电接头50处的第一直流电压直接施加在直流电压转换器12处，并且能够由该直流电压转换器转换为第二直流电压，然后，该第二直流电压切换到功率分配器单元30的第一和第二输出端36、38上。因此，能够以第二直流电压给储能器60充电。
因此，充电接头50的两个极40、42中的正极，在此是极40，在第二充电状态中是施加在充电接头50处的第一直流电压和施加在功率分配器单元30的第一输出端36和第二输出端38处的第二直流电压的共同基准。通过这种方式，有利地可能的是，借助三极接头54、56执行充电单元10与功率分配器单元30的互连。
借助所示出的根据本发明的充电设备100，例如，在具有小于500V的、例如400V的输出电压的充电桩处也能够给具有大于500V的、例如800V的额定电压的电储能器60充电。
如果在充电接头50处800V作为第一直流电压供使用，则第一直流电压能够在第一充电状态中直接接通到功率分配器单元30的输出端36、38上并且以高电流、例如500A给储能器60充电。为此，功率分配器单元30的第一电接头52具有两极的高电流插接连接器。
然而，如果在充电接头50处只有400V作为第一直流电压供使用，则第一直流电压不直接接通，而是提供到直流电压转换器12的输入端26上，该输入端将400V的第一直流电压转换为800V的第二直流电压。然后，800V的该第二直流电压切换到功率分配器单元30的输出端36、38上，并且由此给储能器60充电。该充电过程能够有利地以较低的电流、例如用于50kW的充电功率的125A来执行，使得两个插接连接器54、56在充电单元10与功率分配器单元30之间只需要具有用于直流电压转换器12的较低的标称电流的三极插接连接器。
图2在示意图中示出具有根据本发明的充电设备100的车辆200。车辆200在俯视图中示出。在附图中在车辆200中在右后侧上绘入充电接头50，该充电接头又与功率分配器单元30电连接。功率分配器单元30具有与充电单元10和电储能器60的电连接。
在图3中示出根据本发明的实施例的用于给能够电运行的车辆200的电储能器60充电的方法的流程图。
该方法从如下内容开始：在步骤S 100中确定施加在充电接头50处的第一直流电压，在步骤S 102中将该第一直流电压与电储能器60的额定电压进行比较。通常，根据车辆与充电桩之间的通信来确定施加的第一直流电压，在该通信中，充电桩将能够提供的最大电压作为第一直流电压传送给车辆。
如果第一直流电压大于或者等于电储能器60的额定电压，即例如如果在充电接头50处能够供使用的第一直流电压为800V，而储能器60的额定电压同样为800V，则在步骤S104中，将功率分配器单元30的第一和第二开关32、34闭合，用于将充电接头50与功率分配器单元30的第一输出端36和第二输出端38连接。
因此，在步骤S 106中，将第一直流电压经由第一和第二开关32、34切换到第一输出端36和第二输出端38处。
因此，在步骤S 108中能够以第一直流电压给电储能器60充电。
如果能够供使用的第一直流电压小于电储能器60的额定电压，即例如如果在充电接头50处能够供使用的第一直流电压为400V，而储能器的额定电压为800V，则在步骤S 110中，将第一开关32闭合，用于将充电接头50的第一极40与电储能器的第一输出端36和充电单元10的第一输出端20连接。
在步骤S 112中，功率分配器单元30的第二开关34保持被打开。充电单元10的输入端24与充电接头50的第二极42连接。如果第二开关34应当是在该方法的准备阶段中通过另一步骤闭合的，则在步骤S 112中打开闭合的开关34。
在步骤S 114中，将充电单元10的第三开关18闭合，用于将充电单元10的输入端24与充电单元10的直流电压转换器12的输入端26连接。
因此，在步骤S 116中，通过充电单元10转换的第二直流电压切换到功率分配器单元30的第一输出端36和第二输出端38处。
因此，在步骤S 118中，能够以第二直流电压给电储能器60充电。
附图标记列表
10充电单元
12直流电压转换器
14输入电容
16输出电容
18开关
20充电单元的第一输出端
22充电单元的第二输出端
24充电单元的输入端
26直流电压转换器的输入端
30功率分配器单元
32开关
34开关
36功率分配器单元的第一输出端
38功率分配器单元的第二输出端
40第一极
42第二极
46保险装置
50充电接头
52高电流插接连接器
54插接连接器
56插接连接器
60储能器
62开关
64开关
66电池元件
100充电设备
200车辆

Claims (9)

1.用于给能够电运行的车辆(200)的电储能器(60)充电的充电设备(100)，所述充电设备具有：
-充电接头(50)，所述充电接头用于将所述充电设备(100)与外部的电压供给装置电连接，
-充电单元(10)，所述充电单元用于将施加在所述充电接头(50)处的第一直流电压转换为第二直流电压，所述第二直流电压设置用于给所述电储能器(60)充电，
-功率分配器单元(30)，所述功率分配器单元具有第一和第二输出端(36、38)，所述第一和第二输出端用于将施加在所述充电接头(50)处的第一直流电压和/或由所述充电单元(10)转换的第二直流电压提供给所述电储能器(60)，所述电储能器附接在所述输出端(36、38)处，
-其中，所述功率分配器单元(30)具有用于所述充电接头(50)的第一电接头(52)和用于所述充电单元(10)的第二电接头(56)，
-其中，所述功率分配器单元(30)具有开关(32、34)，借助所述开关，在第一充电状态中，所述充电接头(50)切换到所述第一和第二输出端(36、38)上，
-在第二充电状态中，所述充电单元(10)的第一输出端(20)切换到所述功率分配器单元(30)的输出端(36、38)中的一个输出端上，所述充电单元(10)的第二输出端(22)切换到所述功率分配器单元(30)的输出端(36、38)中的另一个输出端上，
其特征在于，
-在尤其是在所述充电接头(50)处的第一直流电压小于所述电储能器(60)的额定电压的第二充电状态中，
所述充电单元(10)的第一输出端(20)经由所述功率分配器单元(30)的第一开关(32)与所述充电接头(50)的第一极(40)以及直接与所述功率分配器单元(30)的第一输出端(36)互连，
其中，通过所述充电单元(10)的第一输出端(20)与输出电容(16)和输入电容(14)的连接，所述充电单元(10)的第一输出端(20)同时也用作所述充电单元(10)的输入端，
所述充电单元(10)的第二输出端(22)与所述功率分配器单元(30)的第二输出端(38)互连，
所述充电单元(10)的输入端(24)与所述充电接头(50)的第二极(42)互连，
其中，开关(18)设置在所述充电单元(10)中，所述开关将所述充电单元(10)的输入端(24)接通到所述充电单元(10)的直流电压转换器(12)的输入端(26)处。
2.根据权利要求1所述的充电设备，
其中，所述直流电压转换器(12)构造为升压转换器。
3.根据权利要求1或者2所述的充电设备，
其中，在尤其是在所述充电接头(50)处的第一直流电压大于或者等于所述电储能器(60)的额定电压的第一充电状态中，所述第一开关(32)和所述第二开关(34)是闭合的，并且所述第三开关(18)是打开的，其中，所述第一直流电压施加在所述功率分配器单元(30)的第一输出端(36)与第二输出端(38)之间。
4.根据上述权利要求中任一项所述的充电设备，
其中，所述功率分配器单元(30)的第一电接头(52)具有两极的高电流插接连接器。
5.根据上述权利要求中任一项所述的充电设备，
其中，所述功率分配器单元(30)的第二电接头(56)具有一个三极插接连接器或者两个插接连接器，一个具有一个极并且一个具有两个极。
6.根据上述权利要求中任一项所述的充电设备，
其中，在所述充电单元(10)处设置有第三电接头(54)，所述第三电接头附接到所述功率分配器单元(30)的第二电接头(56)处，尤其是，其中，所述第三电接头(54)具有一个三极插接连接器或者两个插接连接器，一个具有一个极并且一个具有两个极。
7.根据权利要求6所述的充电设备，
其特征在于，
所述功率分配器单元(30)的第二电接头(56)和所述充电单元(10)的第三电接头(54)互补地实施，使得所述功率分配器单元(30)的第二电接头(56)能够直接地在不具有连接装置的情况下与所述充电单元(10)的第三电接头(54)连接。
8.根据上述权利要求中任一项所述的充电设备，
其中，在所述第二充电状态中，所述充电接头(50)的极(40、42)中的正极(40)是施加在所述充电接头(50)处的第一直流电压和施加在所述功率分配器单元(30)的第一输出端(36)和第二输出端(38)处的第二直流电压的共同基准。
9.用于借助根据上述权利要求中任一项所述的设备(100)给能够电运行的车辆(200)的电储能器(60)充电的方法，所述方法至少包括下述步骤：
-将能够在充电接头(50)处提供的第一直流电压与所述电储能器(60)的额定电压进行比较；
-如果所述第一直流电压大于或者等于所述电储能器(60)的额定电压，
○则闭合功率分配器单元(30)的第一和第二开关(32、34)，用于将所述充电接头(50)与所述功率分配器单元(30)的第一输出端(36)和第二输出端(38)连接；
○经由所述第一和第二开关(32、34)将所述第一直流电压切换到所述第一输出端(36)和第二输出端(38)处；
○以所述第一直流电压给所述电储能器(60)充电；
-如果所述第一直流电压小于所述电储能器(60)的额定电压，
○则闭合所述第一开关(32)，用于将所述充电接头(50)的第一极(40)与所述电储能器的第一输出端(36)和充电单元(10)的第一输出端(20)连接；
○将所述功率分配器单元(30)的第二开关(34)保持打开或者打开，并且将所述充电单元(10)的输入端(24)与所述充电接头(50)的第二极(42)连接；
○闭合所述充电单元(10)的第三开关(18)，用于将所述充电单元(10)的输入端(24)与所述充电单元(10)的直流电压转换器(12)的输入端(26)连接；
○将通过所述充电单元(10)转换的第二直流电压切换到所述功率分配器单元(30)的第一输出端(36)和第二输出端(38)处；
○以所述第二直流电压给所述电储能器(60)充电。
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