DE102011083020A1 - Loading device, in particular for motor vehicles, methods and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung offenbart eine Ladevorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zumindest zwei Leistungseingangsanschlüssen, welche mit jeweils voneinander unterschiedlichen elektrischen Energiequellen koppelbar sind, mit einem Leistungsausgangsanschluss, welcher mit einer Batterie, insbesondere einer Fahrzeughochvoltbatterie, koppelbar ist und mit einer steuerbaren Schalteinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine elektrische Verbindung zwischen zumindest einem der Leistungseingangsanschlüsse und dem Leistungsausgangsanschluss einzuschalten und/oder zu unterbrechen. Ferner offenbart die vorliegende Erfindung ein Verfahren und ein Fahrzeug.The present invention discloses a charging device, in particular for motor vehicles, having at least two power input terminals, which are coupled to each other different electrical energy sources, with a power output terminal which can be coupled to a battery, in particular a vehicle high-voltage battery, and with a controllable switching device, which is adapted is to turn on and / or interrupt an electrical connection between at least one of the power input terminals and the power output terminal. Further, the present invention discloses a method and a vehicle.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ladevorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Laden, insbesondere für Kraftfahrzeuge, und ein Kraftfahrzeug. Das Laden von Fahrzeugbatterien ist beispielsweise aus der
Stand der TechnikState of the art
Fahrzeuge weisen mindestens einen Traktionsantrieb auf, welcher z.B. die Räder eines Fahrzeugs antreibt, um eine Fortbewegung des Fahrzeugs zu ermöglichen. Üblicherweise ist besteht dieser Traktionsantrieb aus einem mit Benzin angetriebenen Verbrennungsmotor.Vehicles have at least one traction drive which is e.g. drives the wheels of a vehicle to allow the vehicle to travel. Typically, this traction drive consists of a gasoline-powered internal combustion engine.
Da heute die Senkung des Kraftstoffverbrauchs und des Ausstoßes von umweltschädlichen Abgasen in der Entwicklung von Automobilen eines der wichtigsten Ziele eines Entwicklungsingenieurs ist, werden in modernen Kraftfahrzeugen die Verbrennungsmotoren durch elektrische Antriebssysteme unterstützt oder durch diese ersetzt. Wird ein Fahrzeug beispielsweise mit einem Elektromotor angetrieben, erzeugt es während dem Betrieb keinerlei Emissionen. Daher ist ein emissionsarmer oder emissionsfreier Betrieb eines Automobils mit elektrischem Antriebssystem möglich.Since lowering fuel consumption and emissions of polluting exhaust gases in the development of automobiles is one of the major goals of a development engineer today, in modern automobiles, the internal combustion engines are assisted or replaced by electric propulsion systems. For example, if a vehicle is powered by an electric motor, it will not produce any emissions during operation. Therefore, a low-emission or emission-free operation of an automobile with an electric drive system is possible.
Um ein Automobil mit einem elektrischen Antriebssystem, z.B. ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, betreiben zu können, ist es notwendig, einen Energiespeicher für elektrische Energie in dem Fahrzeug mitzuführen, welcher das elektrische Antriebssystem mit elektrischer Energie versorgen kann. Als elektrische Energiespeicher für Hybridfahrzeuge oder dergleichen werden heute Batterien, Batteriestapel eingesetzt.To manufacture an automobile with an electric drive system, e.g. a hybrid or electric vehicle to operate, it is necessary to carry an energy store for electrical energy in the vehicle, which can supply the electric drive system with electrical energy. As electrical energy storage for hybrid vehicles or the like today batteries, battery packs are used.
Wird in einem Elektrofahrzeug z.B. eine Batterie als elektrischer Energiespeicher eingesetzt, muss diese Batterie aufgeladen werden, bevor das Elektrofahrzeug bewegt werden kann. In einem Hybridfahrzeug ist es ebenfalls von Vorteil, wenn die Batterie bei Fahrtantritt bereits geladen ist, da diese ansonsten durch den Verbrennungsmotor geladen werden muss. Dies wiederum bedeutet einen erhöhten Kraftstoffverbrauch und einen höheren Emissionsausstoß.When used in an electric vehicle e.g. a battery used as an electrical energy storage, this battery must be charged before the electric vehicle can be moved. In a hybrid vehicle, it is also advantageous if the battery is already charged at the start of the journey, since otherwise it has to be charged by the internal combustion engine. This in turn means increased fuel consumption and higher emissions.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die vorliegende Erfindung offenbart eine Ladevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 und ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15.The present invention discloses a loading device with the features of
Demgemäß ist vorgesehen:
Eine Ladevorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zumindest zwei Leistungseingangsanschlüssen, welche mit jeweils voneinander unterschiedlichen elektrischen Energiequellen koppelbar sind, mit einem Leistungsausgangsanschluss, welcher mit einer Batterie, insbesondere einer Fahrzeughochvoltbatterie, koppelbar ist und mit einer steuerbaren Schalteinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine elektrische Verbindung zwischen zumindest einem der Leistungseingangsanschlüsse und dem Leistungsausgangsanschluss einzuschalten und/oder zu unterbrechen.Accordingly, it is provided:
A charging device, in particular for motor vehicles, having at least two power input terminals, which can be coupled to each other different electrical energy sources, with a power output terminal which can be coupled to a battery, in particular a vehicle high-voltage battery, and with a controllable switching device, which is adapted to an electrical Turning on and / or interrupting connection between at least one of the power input terminals and the power output terminal.
Ein Verfahren zum Laden, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit den Schritten Bereitstellen von zumindest zwei Leistungseingangsanschlüssen, Bereitstellen eines Leistungsausgangs, welcher mit einer Batterie, insbesondere einer Fahrzeughochvoltbatterie, koppelbar ist und Einschalten und/oder Unterbrechen einer elektrischen Verbindung zwischen zumindest einem der Leistungseingangsanschlüsse und dem Leistungsausgangsanschluss.A method of charging, in particular for motor vehicles, comprising the steps of providing at least two power input terminals, providing a power output which can be coupled to a battery, in particular a vehicle high-voltage battery, and switching on and / or interrupting an electrical connection between at least one of the power input terminals and the power output terminal ,
Ein Kraftfahrzeug, insbesondere Automobil, mit einer Ladevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und mit einer Fahrzeugbatterie, insbesondere einer Fahrzeughochvoltbatterie, welche mit der Ladevorrichtung gekoppelt ist.A motor vehicle, in particular an automobile, with a charging device according to one of
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass unterschiedliche Energiequellen verwendet werden können, um die Batterie eines Automobils, insbesondere eines Plug-In-Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs, zu laden.The insight underlying the present invention is that different energy sources can be used to charge the battery of an automobile, particularly a plug-in hybrid vehicle or electric vehicle.
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Idee besteht nun darin, dieser Erkenntnis Rechnung zu tragen und eine Ladevorrichtung für Fahrzeuge vorzusehen, welche mit unterschiedlichen Energiequellen koppelbar ist, um eine Batterie zu laden.The idea underlying the present invention is now to take this knowledge into account and to provide a charging device for vehicles, which can be coupled with different energy sources in order to charge a battery.
Die Energiequellen können dabei unterschiedlich starke Ströme bei unterschiedlichen Spannungen liefern. Ferner können die Energiequellen Gleichstrom oder Wechselstromliefern.The energy sources can deliver different currents at different voltages. Further, the power sources may provide DC or AC power.
Wird eine Ladevorrichtung vorgesehen, welche unterschiedliche Energiequellen nutzen kann, um die Batterie eines Fahrzeugs zu laden, wird ein flexibler Einsatz eines solchen Fahrzeugs möglich. Beispielsweise können an unterschiedlichen Standorten, z.B. an einem Wohnort und an einem Arbeitsplatz, unterschiedliche Energiequellen vorhanden sein. Integriert man in ein Fahrzeug eine Ladevorrichtung, welche dazu ausgebildet ist die Batterie des Fahrzeugs mit diesen unterschiedlichen Energiequellen zu laden, kann man das Fahrzeug z.B. über Nacht zu hause laden und Tagsüber an einer Energiequelle laden, welche an dem jeweiligen Arbeitsplatz bereitsteht. Dadurch steht immer die größtmögliche Reichweite für da Fahrzeug zur Verfügung.If a charging device is provided which can use different energy sources to charge the battery of a vehicle, a flexible use of such a vehicle becomes possible. For example, at different locations, eg at a place of residence and at a workplace, different energy sources may be present. Integrated into a vehicle, a charging device, which is designed to the battery To load the vehicle with these different energy sources, you can load the vehicle, for example, overnight at home and load during the day at an energy source, which is available at the respective workplace. As a result, the greatest possible range for the vehicle is always available.
Eine solche Ladevorrichtung kann eine steuerbare Schaltvorrichtung aufweisen, mit welcher die unterschiedlichen Energiequellen derart mit der Batterie verbunden werden können, dass eine Gleichspannung zum Laden der Batterie sicher zur Verfügung steht.Such a charging device may have a controllable switching device, with which the different energy sources can be connected to the battery such that a DC voltage for charging the battery is safely available.
Ferner kann eine erfindungsgemäße integrierte Ladevorrichtung sehr einfach und kostengünstig aufgebaut werden, da eine Vielzahl von Komponenten mehrfach verwendet werden können. So müssen beispielsweise in einem Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Ladevorrichtung, welches über zwei unterschiedliche Energiequellen geladen werden kann, bestimmte Abschnitte der Verkablung nur ein einziges Mal in dem Fahrzeug verbaut werden. Ebenso muss eine Steuereinrichtung nur ein einziges Mal in dem Fahrzeug verbaut werden. Diese eine Steuereinrichtung kann das Laden mit unterschiedlichen Energiequellen steuern. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.Furthermore, an integrated charging device according to the invention can be constructed very simply and inexpensively, since a plurality of components can be used multiple times. For example, in a vehicle having a charging device according to the invention, which can be charged via two different energy sources, certain sections of the wiring must be installed only once in the vehicle. Likewise, a control device must be installed only once in the vehicle. This one control device can control the charging with different energy sources. Advantageous embodiments and further developments emerge from the dependent claims and from the description with reference to the figures.
In einer Ausführungsform sind ein erster Leistungseingangsanschluss, welcher mit einer Gleichspannungshochenergiequelle koppelbar ist, ein zweiter Leistungseingangsanschluss, welcher mit einem Haushaltsstromquelle koppelbar ist, und ein dritter Leistungseingangsanschluss, welcher mit einer kabellosen Energiequelle koppelbar ist, in der Ladevorrichtung angeordnet. Dadurch wird es möglich, die Batterie eines Fahrzeugs mit elektrischer Energie aus drei unterschiedlichen Energiequellen zu laden. Es kann ein Schnellladung der Batterie über die Gleichspannungshochenergiequelle mit z.B. 50 kW erfolgen, wenn eine solche Energiequelle vorhanden ist. Ferner kann das Fahrzeug über eine Hausaltsstromquelle z.B. mit 3.3 kW geladen werden. Schließlich kann das Fahrzeug z.B. an Parkplätzen, welche eine kabellose Ladung bereitstellen, mittels einer kabellosen Energiequelle geladen werden, ohne dass der Fahrer des Fahrzeugs ein Kabel mit dem Fahrzeug verbinden müsste. Dies ermöglicht eine sehr flexible Ladung des Fahrzeugs und ermöglicht es, die die Batterie in unterschiedlichen Situationen, wie z.B. Parken in der Garage des Besitzer, Parken an einem Einkaufszentrum oder bei einem Bekannten des Besitzers, zu laden. Beispielsweise kann das Fahrzeug regelmäßig mittels einer kabellosen Energiequelle geladen werden und in Notfällen über eine Haushaltsteckdose geladen werden.In one embodiment, a first power input terminal which is connectable to a DC power source, a second power input terminal which is connectable to a household power source, and a third power input terminal which is coupleable to a wireless power source are disposed in the charger. This makes it possible to charge the battery of a vehicle with electric power from three different power sources. There may be a fast charge of the battery via the DC high-energy source with e.g. 50 kW occur when such an energy source is present. Further, the vehicle may be powered by a household power source, e.g. be charged with 3.3 kW. Finally, the vehicle may be e.g. at parking lots that provide a wireless charge to be charged by a wireless power source without the driver of the vehicle would need to connect a cable to the vehicle. This allows a very flexible charging of the vehicle and allows the battery to be charged in different situations, e.g. Parking in the owner's garage, parking at a mall or by a friend's acquaintance to load. For example, the vehicle may be regularly charged by means of a wireless power source and charged in emergencies via a household power outlet.
In weiteren Ausführungsformen kann eine erfindungsgemäße Ladevorrichtung mehr als drei Leistungseingangsanschlüsse aufweisen. Beispielsweise kann eine Schnittstelle für das Laden mit Hochspannungs-Wechselstrom in der Ladevorrichtung angeordnet werden.In further embodiments, a charging device according to the invention may have more than three power input terminals. For example, an interface for charging with high voltage alternating current can be arranged in the charging device.
In einer weiteren Ausführungsform ist der dritte Leistungseingangsanschluss mittels einer induktiven Schnittstelle und/oder einer kapazitiven Schnittstelle und/oder einer Lichtschnittstelle, insbesondere einer Laserschnittstelle, mit einer kabellosen Energiequelle koppelbar. Werden unterschiedliche kabellose Energiequellen und Energieübertragungsarten vorgesehen, wird eine flexible Anpassung der Ladevorrichtung an unterschiedliche Anwendungen möglich. Beispielsweise können induktive Energiequellen durch im Boden eingelassene oder auf dem Boden liegende Leiterschleifen Energie an ein Fahrzeug übertragen. So kann ein Fahrzeug z.B. während der Standphase an einer Ampel geladen werden, wenn vor der Ampel eine Induktionsschleife im Boden eingelassen ist. Wird die elektrische Energie induktiv an das Fahrzeug übertragen, kann in dem Fahrzeug eine Empfängerleiterschleife zum Beispiel unter der Vorderachse des Fahrzeugs angebracht sein. In einer weiteren Ausführungsform kann die Empfängerleiterschleife in dem Bereich der Hinterachse des Fahrzeugs oder in dem Dach des Fahrzeugs angeordnet sein.In a further embodiment, the third power input connection can be coupled to a wireless energy source by means of an inductive interface and / or a capacitive interface and / or a light interface, in particular a laser interface. If different wireless energy sources and energy transmission types are provided, a flexible adaptation of the charging device to different applications becomes possible. For example, inductive energy sources can transmit energy to a vehicle by conductor loops embedded in the ground or lying on the ground. Thus, a vehicle may e.g. be charged during the stance phase at a traffic light when an induction loop is embedded in the ground in front of the traffic light. When the electrical energy is inductively transmitted to the vehicle, a receiver conductor loop may be mounted in the vehicle, for example under the front axle of the vehicle. In a further embodiment, the receiver conductor loop may be arranged in the region of the rear axle of the vehicle or in the roof of the vehicle.
Eine Lichtschnittstelle ermöglicht beispielsweise eine Energieübertragung mittels einem Laser. Dabei wird elektrische Energie in ein Laserlicht umgewandelt und in dem Fahrzeug wieder zurück in elektrische Energie gewandelt. Mit einem Laser kann dabei elektrische Energie üblicherweise über größere Entfernungen übertragen werden, als mittels einer induktiven oder kapazitiven Energieübertragung.A light interface, for example, allows energy transfer by means of a laser. This electrical energy is converted into a laser light and converted back into electrical energy in the vehicle. With a laser electrical energy can be transmitted usually over greater distances than by means of an inductive or capacitive energy transfer.
In einer weiteren Ausführungsform kann eine kabellose Energieübertragung an das Fahrzeug auch durch Mikrowellen erfolgen.In a further embodiment, a wireless energy transmission to the vehicle can also be effected by microwaves.
In einer Ausführungsform weist zumindest ein Leistungseingangsanschluss eine Wandelelektronik auf, welche dazu ausgebildet ist, die von einer elektrischen Energiequelle erhaltene elektrische Energie in eine zum Laden der Batterie geeignete elektrische Energie zu wandeln, wobei die Wandelelektronik insbesondere einen Gleichrichter und/oder einen Spannungswandler und/oder einen Wechselrichter eines elektrischen Fahrzeugantriebs, welcher in einem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs dazu dient, die Gleichspannung der Batterie in eine Wechselspannung für einen Elektromotor des Kraftfahrzeugs zu wandeln, aufweist. Dadurch wird es möglich, jede beliebige Energiequelle zu nutzen, um die Batterie des Fahrzeugs zu laden. Eine Batterie benötigt zum Laden üblicherweise einen Gleichstrom bzw. eine Gleichspannung einer bestimmten Stärke. Wird die Ladevorrichtung mit einer Energiequelle gekoppelt, welche z.B. Wechselstrom liefert, kann die Batterie nicht direkt aus dieser Energiequelle geladen werden. Die elektrische Spannung der Energiequelle kann in einer Ausführungsform durch eine Wandelelektronik, welche als Gleichrichter ausgebildet ist, in eine Gleichspannung gewandelt werden. In einer weiteren Ausführungsform kann eine Gleichspannung, welche eine höhere oder eine niedrigere Spannung aufweist, als zum Laden der Batterie notwendig ist, durch eine Spannungswandlerelektronik, z.B. einen Buck-Boost-Wandler, auf eine Spannung gewandelt werden, welche zum Laden der Batterie notwendig ist. In einer Ausführungsform kann ein Wechselrichter, welcher im Fahrbetrieb des Fahrzeugs aus einem Gleichstrom der Fahrzeugbatterie einen Wechselstrom zum Betrieb des Elektromotors des Fahrzeugs erzeugt, im Ladebetrieb aus einem Wechselstrom einer Spannungsquelle eine Gleichspannung zum Laden der Fahrzeugbatterie erzeugen.In one embodiment, at least one power input terminal has a conversion electronics which is designed to convert the electrical energy obtained from an electrical energy source into a suitable electrical energy for charging the battery, wherein the conversion electronics in particular a rectifier and / or a voltage converter and / or an inverter of an electric vehicle drive, which serves in a driving operation of the motor vehicle to convert the DC voltage of the battery into an AC voltage for an electric motor of the motor vehicle has. This makes it possible to use any power source to charge the battery of the vehicle. A battery usually requires a direct current for charging or a DC voltage of a certain strength. If the charging device is coupled to a power source that supplies eg alternating current, the battery can not be charged directly from this energy source. In one embodiment, the electrical voltage of the energy source can be converted into a DC voltage by means of a conversion electronics which is designed as a rectifier. In a further embodiment, a DC voltage, which has a higher or a lower voltage than is necessary for charging the battery, by a voltage converter electronics, such as a buck-boost converter, are converted to a voltage which is necessary for charging the battery , In one embodiment, an inverter, which generates an alternating current for operating the electric motor of the vehicle from a direct current of the vehicle when the vehicle is driving, can generate a DC voltage for charging the vehicle battery during charging operation from an alternating current of a voltage source.
In weiteren Ausführungsformen kann ein einzelner Gleichrichter für eine Vielzahl von Wechselspannungsquellen eingesetzt werden. Insbesondere sind dazu Synchrongleichrichter geeignet, da bei diesen eine Gleichrichtung einer Eingangswechselspannung durch eine geeignete Ansteuerung für unterschiedliche Frequenzen erfolgen kann. Eine solche Ausführungsform kann also mit Wechselspannungsquellen unterschiedlicher Frequenzen betrieben werden.In other embodiments, a single rectifier may be used for a variety of AC sources. In particular, synchronous rectifiers are suitable for this, since in these rectification of an input AC voltage can be carried out by a suitable control for different frequencies. Such an embodiment can therefore be operated with alternating voltage sources of different frequencies.
In noch einer weiteren Ausführungsform ist eine einzelne Wandlerelektronik für alle Leistungseingangsanschlüsse vorgesehen. Eine solche Wandlerelektronik ist zwischen den Leistungseingangsanschlüssen und der Schalteinrichtung angeordnet und weist einen steuerbaren Gleichrichter und einen steuerbaren Spannungswandler auf. Dadurch können sowohl Gleichspannungen als auch Wechselspannungen unterschiedlicher Höhe in eine zum Laden der Batterie benötigte Gleichspannung gewandelt werden. Insbesondere kann der Wechselrichter, welcher in einem Fahrbetrieb des Fahrzeugs dazu dient, die Gleichspannung der Batterie in eine Wechselspannung für den Elektromotor des Fahrzeugs zu wandeln, dazu verendet werden, eine an den Leistungseingangsanschlüssen anliegende Spannung in eine zum Laden der Batterie geeignete Spannung zu wandeln. Dies ermöglicht eine Integration unterschiedlicher Ladesubsysteme in eine einzige Ladevorrichtung und damit einen sehr einfachen, wenig komplexen und damit kostengünstigen Aufbau einer erfindungsgemäßen Ladevorrichtung. In einer Ausführungsform ist die Wandelelektronik nicht in einem Leistungseingangsanschluss angeordnet sondern in dem Leistungsausgangsanschluss angeordnet.In yet another embodiment, a single transducer electronics is provided for all power input terminals. Such a converter electronics is arranged between the power input terminals and the switching device and has a controllable rectifier and a controllable voltage converter. As a result, both DC voltages and AC voltages of different levels can be converted into a DC voltage required for charging the battery. In particular, the inverter, which is used in a driving operation of the vehicle to convert the DC voltage of the battery into an AC voltage for the electric motor of the vehicle, can be used to convert a voltage applied to the power input terminals into a voltage suitable for charging the battery. This allows an integration of different charging subsystems in a single charging device and thus a very simple, less complex and therefore inexpensive construction of a charging device according to the invention. In one embodiment, the conversion electronics are not disposed in a power input terminal but disposed in the power output terminal.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Schalteinrichtung dazu ausgebildet, jeweils einen einzelnen Leistungseingangsanschluss mit dem Leistungsausgangsanschluss zu koppeln, wobei die Schalteinrichtung denjenigen Leistungseingangsanschluss mit dem Leistungsausgangsanschluss koppelt, welcher mit einer elektrischen Energiequelle gekoppelt ist, und über welchen die größte elektrische Leistung empfangbar ist. Wird jeweils nur ein Leistungseingangsanschluss mit dem Leistungsausgangsanschluss gekoppelt wird eine sehr einfache Steuerung der Schalteinrichtung ermöglicht.In a further embodiment, the switching device is configured to respectively couple a single power input terminal to the power output terminal, wherein the switching means couples that power input terminal to the power output terminal coupled to an electrical energy source and through which the largest electrical power is receivable. If only one power input terminal is coupled to the power output terminal in each case, a very simple control of the switching device is made possible.
In einer Ausführungsform ist die Schalteinrichtung dazu ausgebildet, jeweils diejenigen Leistungseingangsanschlüsse gleichzeitig mit dem Leistungsausgangsanschluss zu koppeln, welche mit einer elektrischen Energiequelle gekoppelt sind. Werden jeweils alle Leistungseingangsanschlüsse mit dem Leistungsausgangsanschluss gekoppelt, welche mit einer Energiequelle gekoppelt sind, kann eine höhere Menge an elektrischer Energie in das Fahrzeug übertragen werden. Dadurch wird ein schnelleres Aufladen der Batterie möglich.In one embodiment, the switching device is configured to simultaneously couple those power input terminals to the power output terminal, which are coupled to an electrical power source. When each of the power input terminals is coupled to the power output terminal which is coupled to a power source, a larger amount of electric power can be transmitted to the vehicle. This makes faster charging of the battery possible.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Schalteinrichtung für jeden Leistungseingangsanschluss jeweils zwei Schalter auf und weist die Schalteinrichtung eine Steuereinrichtung auf, welche dazu ausgebildet ist, die Schalter zu steuern, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Schalter in Abhängigkeit davon zu steuern, welcher der Leistungseingangsanschlüsse mit einer Energiequelle verbunden ist, und/oder ob ein Ladebefehl durch einen Benutzer gegeben wurde. Werden für jeden Leistungseingangsanschluss zwei Schalter vorgesehen, die von einer einzelnen Steuereinrichtung gesteuert werden, wird ein sehr einfacher Aufbau der Schalteinrichtung möglich. Ferner kann eine einzige Steuereinrichtung dazu verwendet werden, alle Steueraufgaben in der Schalteinrichtung durchzuführen. Dies reduziert die Komplexität und die Kosten einer erfindungsgemäßen Ladevorrichtung.In a further embodiment, the switching device has two switches for each power input terminal, and the switching device has a control device which is designed to control the switches, the control device being designed to control the switches in dependence on which of the power input terminals is connected to a power source, and / or whether a load command has been given by a user. If two switches are provided for each power input terminal, which are controlled by a single control device, a very simple construction of the switching device is possible. Furthermore, a single control device can be used to perform all control tasks in the switching device. This reduces the complexity and cost of a charging device according to the invention.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Steuereinrichtung eine programmgesteuerte Vorrichtung und/oder einen Mikrocontroller und/oder einen konfigurierbarer Logikbaustein und/oder einen FPGA und/oder einen CPLD und/oder einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis und/oder einen Computer und/oder einen embedded Computer auf. Werden unterschiedliche Möglichkeiten vorgesehen, die Steuereinrichtung auszuführen, wird eine flexible Anpassung der Steuereinrichtung an unterschiedliche Anforderungen und Anwendungen möglich.In a further embodiment, the control device has a program-controlled device and / or a microcontroller and / or a configurable logic module and / or an FPGA and / or a CPLD and / or an application-specific integrated circuit and / or a computer and / or an embedded computer , If different possibilities are provided to execute the control device, a flexible adaptation of the control device to different requirements and applications becomes possible.
In einer weiteren Ausführungsform weisen die Schalter Relais und/oder Halbleiter-Relais und/oder Halbleiterschalter und/oder FETs und/oder MOSFETs und/oder IGBTs auf. Werden unterschiedliche Möglichkeiten vorgesehen, die Schalter auszuführen, wird eine flexible Anpassung der Ladevorrichtung an unterschiedliche Anforderungen und Anwendungen möglich.In a further embodiment, the switches have relays and / or semiconductor relays and / or semiconductor switches and / or FETs and / or MOSFETs and / or IGBTs. Become provided different ways to perform the switch, a flexible adaptation of the charging device to different requirements and applications is possible.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.The above embodiments and developments can, if appropriate, combine with each other as desired. Further possible refinements, developments and implementations of the invention also include combinations, not explicitly mentioned, of features of the invention described above or below with regard to the exemplary embodiments. In particular, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the present invention.
Beispielsweise kann eine erfindungsgemäße Ladevorrichtung auch in Luft- und Raumfahrzeugen, Booten und dergleichen oder auch in anderen Objekten als Fahrzeugen eingesetzt werden.For example, a charging device according to the invention can also be used in aircraft and spacecraft, boats and the like or in other objects than vehicles.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:The present invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments indicated in the schematic figures of the drawings. It shows:
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern nichts Anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden.In all figures, the same or functionally identical elements and devices - unless otherwise stated - have been given the same reference numerals.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Die Ladevorrichtung
Die Leistungseingangsanschlüsse
In der dargestellten Ausführungsform ist der Mikrocontroller
In weiteren Ausführungsformen kann die Steuereinrichtung
In einem ersten Schritt S1 werden zumindest zwei Leistungseingangsanschlüsse
Beispielsweise kann eine elektrische Verbindung zwischen zumindest einem der Leistungseingangsanschlüsse
Das Fahrzeug
Die Ladevorrichtung
In
In noch weiteren Ausführungsformen kann eine einzelne kombinierte Wandelelektronik
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in a variety of ways. In particular, the invention can be varied or modified in many ways without deviating from the gist of the invention.
Beispielsweise kann die Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ladevorrichtung aus
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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