DE102012212291A1 - Modular design of DC fast charging stations - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrischen Gleichstrom-Schnellladen oder Entladen von Energiespeichereinrichtungen (11), wobei ein DC/DC-Steller-Modul ein DC/DC-Tiefsetz-Steller-Modul (15) ohne galvanische Trennung und zur galvanischen Trennung ein DC/DC-Resonanzwandler-Modul (17) aufweist. Die Erfindung eignet sich insbesondere für das Schnellladen von Energiespeichereinrichtungen (11) von Elektrofahrzeugen. Zusätzlich wird eine standardisierte Modularisierung der Vorrichtung vorgeschlagen.The invention relates to a device for electrical direct current fast charging or discharging of energy storage devices (11), wherein a DC / DC converter module is a DC / DC buck converter module (15) without galvanic isolation and for galvanic isolation a DC / Has DC resonance converter module (17). The invention is particularly suitable for the rapid charging of energy storage devices (11) in electric vehicles. In addition, a standardized modularization of the device is proposed.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs und eine entsprechende Verwendung. The present invention relates to a device according to the preamble of the main claim and a corresponding use.
  • Mit zunehmender Verbreitung von Elektrofahrzeugen steigt der Bedarf nach leistungsfähigen Gleichstrom-(DC-)Schnellladestationen. Mobile Batterien in Elektroautos müssen an Tankstellen möglichst schnell geladen werden, um längere Wartezeiten zu vermeiden. Stationäre Batterien werden beispielsweise dazu verwendet, Energie von Photovoltaikanlagen in sonnenreichen Perioden zu speichern, um derartige Batterien dann bei einer geringen Sonneneinstrahlung oder während der Nacht abzurufen. Bidirektionale DC-Schnellladestationen erlauben zudem das Rückspeisen von Energie zur Stabilisierung der Energieverteilnetze. Die Anwendungen haben eine ähnliche Leistungsklasse beispielsweise von 20 bis 100 kW, beispielsweise bei einem maximalen Strom von 200 A und beispielsweise einem Spannungsbereich von 200 bis 850 V. Die zentralen Komponenten der Wechselstrom-(AC-)/Gleichstrom-(DC-) und der DC/DC-Wandlung sind in allen Batterieschnellladestationen ähnlicher Leistungsklasse identisch. Spannung und Strom sind mittels dieser Komponenten in gewissen Bereichen einstellbar. Abhängig von den Eigenschaften der Batterie, dem Ladestandard eines Elektroautos oder der stationären Batterie, den Anforderungen am Netzanschluss. – Wie es beispielsweise nominale Spannung, Blindleistungskompensation, Leistungsqualität und dergleichen der verschiedenen Länder sind –, den aktiven oder passiven Filtern sowie der erforderlichen galvanischen Trennung unterscheiden sich Batterieschnellladestationen wesentlich voneinander. With the proliferation of electric vehicles, the demand for high-performance DC (DC) fast charging stations is increasing. Mobile batteries in electric cars have to be charged as fast as possible at filling stations in order to avoid longer waiting times. Stationary batteries are used, for example, to store energy from photovoltaic systems in sunny periods in order to retrieve such batteries in low sunlight or at night. Bidirectional DC fast charging stations also allow the return of energy to stabilize the energy distribution networks. The applications have a similar power rating, for example from 20 to 100 kW, for example at a maximum current of 200 A and, for example, a voltage range of 200 to 850 V. The central components of the alternating current (AC) / DC (DC) and the DC / DC conversion is identical in all battery fast charging stations of similar power class. Voltage and current are adjustable by means of these components in certain areas. Depending on the characteristics of the battery, the charging standard of an electric car or the stationary battery, the requirements of the mains connection. - As it is, for example, nominal voltage, reactive power compensation, power quality and the like of different countries -, the active or passive filters and the required galvanic separation battery fast charging stations differ significantly from each other.
  • Insbesondere ist es bei einer geringen Stückzahl oder während der Einführungsphase einer neuen Technologie aufwändig und kostenintensiv für jede spezielle Applikation ein eigenes Produkt zu entwickeln. Des Weiteren wurden im Fall von DC-Schnellladestationen für Elektrofahrzeuge unterschiedliche Ladestandards entwickelt, die miteinander konkurrieren. Derartige Ladestandards sind beispielsweise CHAdeMO sowie IEC 61851-23 und SAE J1772, wobei die letzteren beiden ähnlich sind. In particular, in the case of a small number of pieces or during the introduction phase of a new technology, it is complex and cost-intensive to develop a separate product for each specific application. Furthermore, in the case of DC quick charging stations for electric vehicles, different charging standards have been developed which compete with each other. Such charging standards are, for example, CHAdeMO as well as IEC 61851-23 and SAE J1772, the latter two being similar.
  • 1 zeigt ein elektrisches Leistungsversorgungsnetz 1 an das ein AC-/DC-Konverter-Modul 3 elektrisch gekoppelt ist. Weiterhin sind an das AC-/DC-Konverter-Modul zwei DC-/DC-Hoch- bzw. Tiefsetzsteller 5 elektrisch gekoppelt. Jedes der beiden DC-/DC-Steller-Module 5 kann eine galvanische Trennung aufweisen. An jedes DC-/DC-Steller-Modul 5 ist jeweils ein Schnittstellen-Modul 7 elektrisch angekoppelt, wobei dieses hier dem CHAdeMO-Standard entspricht. Jedes Schnittstellen-Modul 7 weist eine Steuerung S auf. Und jedem Schnittstellen-Modul 7 ist ein dem Ladestandard entsprechendes Stecker/-Buchse-System 9 zugeordnet, mit dem ein jeweiliges eine Energiespeichereinrichtung 11 aufweisendes Elektrofahrzeug 13 elektrisch angekoppelt ist. 1 shows an electrical power grid 1 to an AC / DC converter module 3 is electrically coupled. Furthermore, to the AC / DC converter module, two DC / DC step-up or step-down converter 5 electrically coupled. Each of the two DC / DC controller modules 5 can have a galvanic separation. To each DC / DC controller module 5 is in each case an interface module 7 electrically coupled, this corresponds to the CHAdeMO standard. Each interface module 7 has a controller S on. And every interface module 7 is a standard plug / socket system 9 associated with each of which is an energy storage device 11 having electric vehicle 13 is electrically coupled.
  • Es ist damit Aufgabe eine Vorrichtung und eine entsprechende Verwendung der Vorrichtung zum elektrischen Gleichstrom-Schnellladen von Energiespeichereinrichtungen entsprechend diesen zugeordneten jeweiligen Ladestandards derart bereitzustellen, dass für eine Klasse von ähnlichen Anwendungen gemeinsame modulare Komponenten verwendet werden, aus denen ein Gesamtsystem bereitgestellt werden kann. Es sollen derartige Vorrichtungen, bestehend aus einer oder mehreren Ladesäulen für jeweils ein Elektrofahrzeug, Elektrofahrzeuge mit unterschiedlichen Ladestandards bedienen können. DC-Schnellladestationen sollen als modularer Aufbau bereitgestellt sein und eine Aufteilung bzw. Anordnung einzelner Komponenten soll derart sein, dass die einzelnen Komponenten in mehreren Produktfamilien zur Verwendung kommen können. Es sollen Elektrofahrzeuge mit unterschiedlichen Ladestandards bedient werden können. Es soll ein einfacher und kostengünstiger Aufbau von Vorrichtungen zum elektrischen Gleichstrom-Schnellladen möglich sein. It is therefore an object to provide a device and corresponding use of the device for DC electric rapid charging of energy storage devices according to these associated respective charging standards such that for a class of similar applications common modular components are used, from which an overall system can be provided. It should be able to operate such vehicles, consisting of one or more charging stations for each electric vehicle, electric vehicles with different charging standards. DC fast charging stations should be provided as a modular structure and a division or arrangement of individual components should be such that the individual components can be used in several product families. It should be able to operate electric vehicles with different charging standards. It should be a simple and inexpensive construction of devices for DC electrical fast charging be possible.
  • Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß dem Hauptanspruch und eine Verwendung gemäß dem Nebenanspruch gelöst. The object is achieved by a device according to the main claim and a use according to the independent claim.
  • Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Vorrichtung zum elektrischen Gleichstrom-Schnellladen von Energiespeichereinrichtungen entsprechend diesen zugeordneten jeweiligen Ladestandards beansprucht, die Vorrichtung aufweisend ein an ein elektrisches Leistungsversorgungsnetz elektrisch gekoppeltes AC-/DC-Konverter-Modul; ein an das AC-/DC-Konverter-Modul elektrisch gekoppeltes DC-/DC-Steller-Modul; für jeden Ladestandard ein an das DC-/DC-Steller-Modul elektrisch gekoppeltes und diesem Ladestandard angepasstes Schnittstellen-Modul und zur diesem Ladestandard entsprechenden Einkopplung elektrischer Energie in eine diesem Ladestandard entsprechende jeweilige Energiespeichereinrichtung, wobei das DC-/DC-Steller-Modul ein DC-/DC-Steller-Modul ohne galvanische Trennung und zur galvanischen Trennung ein DC-/DC-Resonanzwandler-Modul aufweist. According to a first aspect, there is claimed a device for DC electrical fast charging of energy storage devices in accordance with respective associated charging standards, the device comprising an AC / DC converter module electrically coupled to an electrical power supply network; a DC / DC modulator module electrically coupled to the AC / DC converter module; for each charging standard, an interface module electrically coupled to the DC / DC modulator module and adapted to this charging standard, and for coupling this electrical energy into a respective energy storage device corresponding to this charging standard, wherein the DC / DC modulator module DC / DC controller module without galvanic isolation and for DC isolation has a DC / DC resonant converter module.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt erfolgt eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, in dem eine Energiespeichereinrichtung eines Elektrofahrzeuges in dem räumlichen Bereich des an den Ladestandard der Energiespeichereinrichtung angepassten Schnittstellen-Moduls positioniert wird, und nach einer elektrischen Kopplung der Energiespeichereinrichtung mit dem Schnittstellen-Modul elektrische Energie in die oder aus der Energiespeichereinrichtung ein- oder ausgekoppelt wird. According to a second aspect, use is made of a device according to the invention in which an energy storage device of an electric vehicle is positioned in the spatial region of the interface module adapted to the charging standard of the energy storage device, and after an electrical coupling of the energy storage device to the interface module electrical energy is input or output to or from the energy storage device.
  • Elektrisch Koppeln bedeutet, das Bereitstellen einer elektrischen Verbindung mittels kapazitiven, induktiven und/oder ohmschen Koppelelementen. Electrical coupling means providing an electrical connection by means of capacitive, inductive and / or ohmic coupling elements.
  • Es erfolgt eine Aufteilung eines herkömmlichen DC-/DC-Stellers in ein DC/DC-Steller-Modul und in ein DC/DC-Resonanzwandler-Modul. Die galvanische Trennung erfolgt mittels des DC/DC-Resonanzwandler-Moduls, das ebenso als vollresonanter DC-DC-Steller bezeichnet werden kann. Im DC/DC-Steller-Modul selbst erfolgt keine galvanische Trennung. There is a division of a conventional DC / DC controller in a DC / DC controller module and in a DC / DC resonant converter module. The galvanic isolation is carried out by means of the DC / DC resonant converter module, which can also be called a fully resonant DC-DC controller. There is no galvanic isolation in the DC / DC controller module itself.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden in Verbindung mit den Unteransprüchen beansprucht. Further advantageous embodiments are claimed in conjunction with the subclaims.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann für einen unidirektionalen oder bidirektionalen Betrieb das DC/DC-Steller-Modul ein DC/DC-Tiefsetz-Steller-Modul oder ein DC/DC-Hochsetz/Tiefsetz-Steller-Modul jeweils ohne galvanische Trennung aufweisen und mittels des Schnittstellen-Moduls elektrische Energie entweder in oder in und aus der Energiespeichereinrichtung ausgekoppelt werden. According to an advantageous embodiment, for a unidirectional or bidirectional operation, the DC / DC controller module may have a DC / DC step-down converter module or a DC / DC step-up / step-down module each without galvanic isolation and by means of Interface module electrical energy either in or in and out of the energy storage device are coupled.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können das AC/DC-Konvertermodul, das DC/DC-Steller-Modul und jeweilige Schnittstellen-Module an die mechanischen und/oder elektrischen Eigenschaften des Leistungsversorgungsnetzes, der Energiespeichereinrichtungen und/oder der Elektrofahrzeuge standardisiert angepasst ausgebildet sein. Infolge des modularen Aufbaus und der Aufteilung sind herkömmliche Standardkomponenten für die erfindungsgemäßen Anwendungen, insbesondere in Bezug auf eine Elektromobilitätsinfrastruktur verwendbar. In Folge von Synergieeffekten können Kosten gespart werden. Dies betrifft insbesondere die Verwendung unterschiedlicher Typen von AC/DC-Konvertern bzw. AC/DC-Wandler. Ein modularer Aufbau ermöglicht insbesondere auf folgende Anforderungen flexibel einzugehen. Diese sind unterschiedliche Ladestandards, d.h. unterschiedliche Schnittstellen, die mechanische Stecker, elektrische Eigenschaften und Kommunikationsarten zum Fahrzeug festlegen können. Elektrofahrzeuge können mit minimalem Zusatzaufwand, unter Verwendung derselben Leistungselektronik, bedient werden. Unterschiedliche Netzanschlussbedingungen, wie es beispielsweise Spannung, Netzrückkopplung oder Oberschwingungen sein können. Unterschiedliche Ausbaustufen einer Vorrichtung bzw. Ladestation, und zwar ein oder mehrere Ladepunkte, unterschiedliche Leistungsklassen auf der DC-Seite zum Fahrzeug, sowie auf der AC-Seite zum Netz, sowie beispielsweise eine optionale Verwendung einer stationären Pufferbatterie. Ferner stellt der modulare Aufbau mit standardisierten Einzelkomponenten einen Fertigungs- und Prüfvorteil für einen Hersteller dar. Es ergibt sich eine wirksame Kostenersparnis. According to a further advantageous embodiment, the AC / DC converter module, the DC / DC controller module and respective interface modules can be adapted to the mechanical and / or electrical properties of the power supply network, the energy storage devices and / or the electric vehicles adapted standardized. Due to the modular design and layout, conventional standard components are useful for the applications of the present invention, particularly with respect to an electromobility infrastructure. As a result of synergy effects, costs can be saved. This applies in particular to the use of different types of AC / DC converters or AC / DC converters. A modular design makes it possible in particular to flexibly address the following requirements. These are different charging standards, i. different interfaces that can define mechanical connectors, electrical properties and communication modes to the vehicle. Electric vehicles can be operated with minimal overhead using the same power electronics. Different mains connection conditions, such as voltage, network feedback or harmonics. Different expansion stages of a device or charging station, namely one or more charging points, different power classes on the DC side to the vehicle, as well as on the AC side to the network, as well as, for example, an optional use of a stationary backup battery. Furthermore, the modular design with standardized individual components represents a manufacturing and testing advantage for a manufacturer. This results in an effective cost savings.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Ausgangsspannung und der Ladestrom des Schnittstellen-Moduls mittels der Ausgangsspannung des DC/DC-Tiefsetz-Steller-Moduls eingestellt werden. According to a further advantageous embodiment, the output voltage and the charging current of the interface module can be adjusted by means of the output voltage of the DC / DC buck converter module.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das DC/DC-Resonanzwandler-Modul ein konstantes Eingangs/Ausgangs-Spannungsverhältnis aufweisen. According to a further advantageous embodiment, the DC / DC resonant converter module can have a constant input / output voltage ratio.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann mittels einer Schalteinrichtung von jedem DC/DC-Resonanzwandler-Modul auf Schnittstellen-Module unterschiedlicher und/oder gleicher Ladestandards umgeschaltet werden. According to a further advantageous embodiment, by means of a switching device of each DC / DC resonant converter module to interface modules of different and / or the same charging standards can be switched.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Mehrzahl von DC/DC-Steller-Modulen für jeweils verschiedene und/oder gleiche Ladestandards direkt an den AC/DC-Konverter elektrisch gekoppelt sein. According to a further advantageous embodiment, a plurality of DC / DC converter modules for different and / or the same charging standards can be electrically coupled directly to the AC / DC converter.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Steuereinrichtung die elektrische Kopplung der DC/DC-Steller-Module an den AC/DC-Konverter derart steuern, dass die Nennleistungen der elektrisch gekoppelten DC/DC-Steller-Module kleiner oder gleich der Nennleistung des AC/DC-Konverters sind. According to a further advantageous embodiment, a control device can control the electrical coupling of the DC / DC converter modules to the AC / DC converter in such a way that the rated power of the electrically coupled DC / DC converter modules is less than or equal to the rated power of the AC / DC converter. DC converter are.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann an den AC/DC-Konverter ein zusätzliches bidirektionales DC/DC-Hochsetz/Tiefsetz-Steller-Modul elektrisch gekoppelt sein, das eine stationäre elektrische Energiespeichereinrichtung lädt oder entlädt. According to a further advantageous embodiment, an additional bidirectional DC / DC boost / buck converter module can be electrically coupled to the AC / DC converter which charges or discharges a stationary electrical energy storage device.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Ladeleistung einer zu ladenden Energiespeichereinrichtung mittels der Summe der Nennleistung des AC/DC-Konverters und der elektrischen Leistung der sich entladenden stationären Energiespeichereinrichtung bereitgestellt werden. According to a further advantageous embodiment, the charging power of an energy storage device to be charged can be provided by means of the sum of the rated power of the AC / DC converter and the electrical power of the discharging stationary energy storage device.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Energiespeichereinrichtung jeweils Bestandteil eines Elektrofahrzeuges sein, das ein Motormodul aufweist, das mit drei jeweiligen Serienschwingkreisen drei unabhängige bidirektionale DC/DC-Hochsetz/Tiefsetz-Steller-Module ohne galvanische Trennung bereitstellt. Auf diese Weise kann ein herkömmliches Motormodul besonders vorteilhaft verwendet werden. According to a further advantageous embodiment, an energy storage device may each be part of an electric vehicle having a motor module that provides three independent bidirectional DC / DC boost / buck converter modules without galvanic isolation with three respective series resonant circuits. In this way, a conventional motor module can be used particularly advantageously.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann an jedes DC/DC-Hochsetz/Tiefsetz-Steller-Modul ein die galvanische Trennung erzeugendes DC/DC-Resonanzwandler-Modul elektrisch gekoppelt sein. According to a further advantageous embodiment, a DC / DC resonant converter module generating the electrical isolation can be electrically coupled to each DC / DC step-up / step-down modulator module.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann an eines der DC/DC-Hochsetz/Tiefsetz-Steller-Module eine stationäre elektrische Energiespeichereinrichtung elektrisch gekoppelt sein. According to a further advantageous embodiment, a stationary electrical energy storage device may be electrically coupled to one of the DC / DC boost / buck converter modules.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann ein jeweiliges Schnittstellen-Modul über eine jeweils einheitliche Schnittstelle mit der Steuereinrichtung, dem DC/DC-Steller-Modul und einer Mensch-Maschine-Schnittstelle kommunizieren. According to a further advantageous embodiment, a respective interface module via a respective uniform interface with the control device, the DC / DC controller module and a man-machine interface communicate.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das AC/DC-Konverter-Modul mit jedem DC/DC-Steller-Modul kommunizieren. According to a further advantageous embodiment, the AC / DC converter module can communicate with each DC / DC controller module.
  • Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren näher beschrieben. The invention will be described in more detail by means of exemplary embodiments in conjunction with the figures.
  • Es zeigen: Show it:
  • 1 ein Ausführungsbeispiel einer herkömmlichen Vorrichtung; 1 an embodiment of a conventional device;
  • 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 2 a first embodiment of a device according to the invention;
  • 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 3 a second embodiment of a device according to the invention;
  • 4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 4 a third embodiment of a device according to the invention;
  • 5 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 5 A fourth embodiment of a device according to the invention;
  • 6 ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 6 A fifth embodiment of a device according to the invention;
  • 7 ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 7 a sixth embodiment of a device according to the invention;
  • 8 ein Ausführungsbeispiel eines herkömmlichen DC/DC-Steller-Moduls; 8th an embodiment of a conventional DC / DC adjuster module;
  • 9 ein Ausführungsbeispiel eines herkömmlichen TiefsetzStellers; 9 an embodiment of a conventional TiefsetzStellers;
  • 10 ein Ausführungsbeispiel eines herkömmlichen Tiefsetz/Hochsetz-Stellers; 10 an embodiment of a conventional buck / boost regulator;
  • 11 ein Ausführungsbeispiel eines herkömmlichen Motormoduls; 11 an embodiment of a conventional motor module;
  • 12 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verwendung eines Motor-Moduls; 12 an embodiment of an inventive use of a motor module;
  • 13 ein siebtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 13 a seventh embodiment of a device according to the invention;
  • 14 ein achtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 14 an eighth embodiment of a device according to the invention;
  • 15 ein Ausführungsbeispiel eines herkömmlichen Schnittstellen-Moduls; 15 an embodiment of a conventional interface module;
  • 16 ein zweites Ausführungsbeispiel eines herkömmlichen Schnittstellen-Moduls; 16 a second embodiment of a conventional interface module;
  • 17 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verwendung. 17 an embodiment of a use according to the invention.
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer herkömmlichen Vorrichtung. 1 zeigt eine Vorrichtung zum elektrischen Gleichstrom-Schnellladen von Energiespeichereinrichtungen 11, die insbesondere in Elektrofahrzeugen positioniert sind, wobei das Laden entsprechend den Energiespeichereinrichtungen 11 zugeordneten jeweiligen Ladestandards ausgeführt wird. Die Vorrichtung weist ein an ein elektrisches Leistungsversorgungsnetz 1 elektrisch gekoppeltes AC/DC-Konverter-Modul 3 auf, an das 2 DC/DC-Steller-Module 5 elektrisch angeschlossen sind. An das erste DC/DC-Steller-Modul 5 ist ein Schnittstellen-Modul 7 elektrisch angeschlossen, das dem herkömmlichen Ladestandard CHAdeMO entspricht und mittels eines Stecker-Buchsen-Systems 9 jeweils eine diesem Ladestandard entsprechende Energiespeichereinrichtung 11 in einem Elektrofahrzeug 13 lädt oder entlädt. 1 shows an embodiment of a conventional device. 1 shows a device for DC electric rapid charging of energy storage devices 11 Particularly positioned in electric vehicles, wherein the charging according to the energy storage devices 11 associated with each charging standards is executed. The device has an electrical power supply network 1 electrically coupled AC / DC converter module 3 on, to the 2 DC / DC controller modules 5 are electrically connected. To the first DC / DC controller module 5 is an interface module 7 electrically connected, which conforms to the conventional charging standard CHAdeMO and by means of a plug-socket system 9 in each case an energy storage device corresponding to this charging standard 11 in an electric vehicle 13 loads or unloads.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dabei weist die Vorrichtung gemäß 2 alle Bestandteile gemäß einem Strang in 1 auf. Im Unterschied zum Stand der Technik wird ein herkömmliches DC/DC-Steller-Modul 5 in ein DC/DC-Tiefsetz-Steller-Modul 15 ohne galvanische Trennung und ein DC/DC-Resonanzwandler-Modul 17 zur galvanischen Trennung aufgeteilt. Mittels dieser Vorrichtung kann eine mobile Energiespeichereinrichtung 11 wirksam und kostengünstig geladen werden. Soll zusätzlich die Energie einer Energiespeichereinrichtung 11 für andere Anwendungen genutzt werden können, so kann eine derartige Energiespeichereinrichtung 11 mittels des Schnittstellen-Moduls 7 und eines DC/DC-Hochsetz/Tiefsetz-Steller-Moduls 15a anstelle des DC/DC-Tiefsetz-Steller-Moduls 15 und eines ebenso bidirektionalen AC/DC-Konverter-Moduls ausgekoppelt werden. Für ein ledigliches Schnellladen einer Energiespeichereinrichtung 11 ist ein unidirektionales AC/DC-Konverter-Modul 3 ausreichend. Ein Schnittstellen-Modul 7 weist vorteilhaft eine Steuereinrichtung S zur entsprechenden Steuerung eines Schnellladens oder Schnellentladens auf. 2 shows an embodiment of a device according to the invention. In this case, the device according to 2 all ingredients in one strand in 1 on. In contrast to the prior art, a conventional DC / DC controller module 5 into a DC / DC buck converter module 15 without galvanic isolation and a DC / DC resonant converter module 17 split for galvanic isolation. By means of this device, a mobile energy storage device 11 be charged effectively and inexpensively. In addition, the energy of an energy storage device 11 can be used for other applications, such an energy storage device 11 by means of the interface module 7 and a DC / DC boost / buck converter module 15a instead of the DC / DC buck converter module 15 and an equally bidirectional AC / DC converter module. For a mere fast charging of an energy storage device 11 is a unidirectional AC / DC converter module 3 sufficient. An interface module 7 Advantageously, a control device S for the corresponding control of a fast charging or fast discharging.
  • 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dabei gleicht die Vorrichtung gemäß 3 der der 2. Lediglich das Schnittstellen-Modul 7 gemäß der 3 entspricht nun dem Ladestandard CHAdeMO anstelle des Ladestandards IEC gemäß 2. Gemäß 2 und 3 ist das DC/DC-Resonanzwandler-Modul 17 ein vollresonanter DC/DC-Wandler. Der vollresonante DC/DC-Wandler 17 ist lediglich für die galvanische Trennung, die von jedem Ladestandard für Elektrofahrzeuge gefordert wird, zuständig und weist ein festes Eingangs/Ausgangs-Spannungsverhältnis auf. Die Ausgangsspannung des Schnittstellenmoduls 7 zum Fahrzeug, während des sog. Vorladens bei den IEC-Standard, und der Ladestrom während des eigentlichen Ladevorgangs, werden mit Hilfe der Ausgangsspannung des DC/DC-Tiefsetz-Steller-Modul 15 oder alternativ des DC/DC-Hochsetz/Tiefsetz-Steller-Moduls 15a, die jeweils unmittelbar an dem AC/DC-Wandler 3 elektrisch angeschlossen sind, eingestellt bzw. geregelt. 3 shows a second embodiment of a device according to the invention. In this case, the device is similar to 3 the the 2 , Only the interface module 7 according to the 3 now complies with the CHAdeMO charging standard instead of the IEC charging standard 2 , According to 2 and 3 is the DC / DC resonant converter module 17 a fully resonant DC / DC converter. The fully resonant DC / DC converter 17 is only responsible for the galvanic isolation required by any charging standard for electric vehicles and has a fixed input / output voltage ratio. The output voltage of the interface module 7 to the vehicle, during the so-called pre-charging at the IEC standard, and the charging current during the actual charging process, are using the output voltage of the DC / DC buck converter module 15 or alternatively the DC / DC boost / buck converter module 15a , each directly to the AC / DC converter 3 are electrically connected, adjusted or regulated.
  • 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dabei weist die Vorrichtung gemäß 4 dieselben Bestandteile wie gemäß 2 oder 3 auf. Im Unterschied zu 2 und 3 kann gemäß diesem dritten Ausführungsbeispiel am Ausgang des DC/DC-Resonanzwandler-Moduls 17 zwischen zwei Schnittstellen-Module 7 unterschiedlicher Ladestandards umgeschaltet werden. Beispielhaft ist der erste Ladestandard der CHAdeMO-Ladestandard und der zweite Ladestandard entspricht dem IEC-Ladestandard. Mittels einer Schalteinrichtung 19 kann eine ein AC/DC-Konverter-Modul 3, und ein DC/DC-Steller-Modul 5 aufweisende Leistungselektronik für verschiedene Schnittstellen-Module 7 unterschiedlicher Ladestandards verwendet werden. Beispielsweise ist eine doppelte Bereitstellung der Leistungselektronik nicht erforderlich. 4 shows a third embodiment of a device according to the invention. In this case, the device according to 4 the same ingredients as according to 2 or 3 on. In contrast to 2 and 3 can according to this third embodiment at the output of the DC / DC resonant converter module 17 between two interface modules 7 different charging standards are switched. By way of example, the first charging standard is the CHAdeMO charging standard and the second charging standard complies with the IEC charging standard. By means of a switching device 19 can be an AC / DC converter module 3 , and a DC / DC modulator module 5 having power electronics for various interface modules 7 different charging standards are used. For example, a double provision of power electronics is not required.
  • 5 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dabei weist die Vorrichtung gemäß 5 dieselben Bestandteile wie die Vorrichtung gemäß 2 oder 3 auf. Gemäß diesem vierten Ausführungsbeispiel sind an ein AC/DC-Konverter-Modul 3 mehrere DC/DC-Steller-Module 5 angeschlossen, sodass ein sog. Satelliten-System erzeugt wird. Die Nennleistung des AC/DC-Wandler-Moduls 3 ist bevorzugt größer als die der DC/DC-Steller-Module 5. Sind mehr als zwei DC/DC-Konverter-Module 5 an ein AC/DC-Konverter-Modul 3 angeschlossen, ist es möglich, dass die Nennleistung des AC/DC-Konverter-Moduls 3 kleiner ist, als die Summe der Nennleistungen der angeschlossenen DC/DC-Konverter-Module 5, weil es unwahrscheinlich ist, dass alle Ladepunkte gleichzeitig mit Volllast betrieben werden. Sollte dies trotzdem einmal der Fall sein, muss eine übergeordnete Steuereinrichtung 21 bewirken, dass die Nennleistung des AC/DC-Wandler-Moduls 3 nicht überschritten wird. 5 shows a fourth embodiment of a device according to the invention. In this case, the device according to 5 the same components as the device according to 2 or 3 on. According to this fourth embodiment are connected to an AC / DC converter module 3 several DC / DC controller modules 5 connected, so that a so-called satellite system is generated. The nominal power of the AC / DC converter module 3 is preferably larger than that of the DC / DC controller modules 5 , Are more than two DC / DC converter modules 5 to an AC / DC converter module 3 connected, it is possible that the rated power of the AC / DC converter module 3 is less than the sum of the rated power of the connected DC / DC converter modules 5 because it's unlikely that all charging points will run at full load at the same time. Should this still be the case, a higher-level control device must be installed 21 cause the rated power of the AC / DC converter module 3 is not exceeded.
  • 6 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei zu 2 gleiche Bezugszeichen gleiche Bestandteile kennzeichnen. Gemäß diesem fünften Ausführungsbeispiel kann ein DC/DC-Hochsetz/Tiefsetz-Steller-Modul 15a direkt an das AC/DC-Konverter-Modul 3 elektrisch angeschlossen sein. Mittels des DC/DC-Hochsetz/Tiefsetz-Steller-Moduls 15a und eines bidirektionalen AC/DC-Konverter-Moduls 3 kann eine stationäre Energieversorgungseinrichtung 23, die beispielsweise eine Batterie ist, geladen und entladen werden. 6 shows a fifth embodiment of a device according to the invention, wherein 2 like reference characters designate like components. According to this fifth embodiment, a DC / DC boost / buck converter module 15a directly to the AC / DC converter module 3 be electrically connected. By means of the DC / DC boost / buck converter module 15a and a bidirectional AC / DC converter module 3 may be a stationary power supply 23 which is, for example, a battery, charged and discharged.
  • 7 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dabei entspricht die Vorrichtung gemäß 7 der der 6, wobei die Vorrichtung gemäß 7 zusätzlich für ein gleichzeitiges Laden oder Entladen von mehr als einem Elektrofahrzeug des gleichen Ladestandards ausgebildet ist. Die stationäre Batterie 23 kann eine dazugehörige Ladesteuereinrichtung S aufweisen. Die beiden Ausführungsbeispiele gemäß 6 und 7 eignen sich insbesondere für eine Verwendung, bei der die Nennleistung des AC/DC-Konverter-Moduls 3 bzw. 3a und damit ebenso die entsprechende Netzanschlussleistung typischerweise kleiner als die Ladeleistung am Elektrofahrzeug beziehungsweise an den Elektrofahrzeugen ist. Auf diese Weise ist es möglich ein DC/(Gleichstrom-)Schnellladen anzubieten, und zwar an Orten mit kleiner Netzanschlussleistung. Wird kein Elektrofahrzeug geladen, so kann die stationäre Batterie 23 geladen werden. Beim Laden von jeweiligen Elektrofahrzeugen wird die hierfür benötigte Elektrische Leistung lediglich teilweise aus dem Leistungsversorgungsnetz 1 bezogen. Der verbleibende Anteil an elektrischer Leistung wird von der stationären Batterie 23 bereitgestellt. 7 shows a sixth embodiment of a device according to the invention. The device corresponds to 7 the the 6 , wherein the device according to 7 is additionally designed for simultaneous charging or discharging of more than one electric vehicle of the same charging standard. The stationary battery 23 may have an associated charge control device S. The two embodiments according to 6 and 7 are particularly suitable for use where the rated power of the AC / DC converter module 3 respectively. 3a and thus also the corresponding grid connection power is typically smaller than the charging power on the electric vehicle or on the electric vehicles. In this way, it is possible to offer DC / (DC) fast charging, in places with low grid connection power. If no electric vehicle is charged, then the stationary battery 23 getting charged. When charging each electric vehicle, the required electrical power is only partially from the power grid 1 based. The remaining portion of electrical power is dissipated by the stationary battery 23 provided.
  • 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines herkömmlichen DC/DC-Steller-Moduls 5. Das Modul weist einen vollresonanten Serienschwingkreis auf. Das dargestellte vollresonante DC/DC-Konverter-Modul 5 ist unidirektional, d. h. nicht rückspeisefähig. Alternativ kann ebenso ein rückspeisefähiger vollresonanter DC/DC-Konverter verwendet werden. Statt der vier Gleichrichterdioden müsste sekundärseitig ebenfalls eine Vollbrücke verwendet werden. Das feste Ein-/Ausgangs-Spannungsverhältnis des vollresonanten DC/DC-Wandlers wird mittels des Übersetzungsverhältnisses N geteilt durch M des Trafos eingestellt. Beispielsweise wird die Ausgangsspannung des AC/DC-Wandlers beispielsweise nominell 600 V Gleichstrom beträgt, für das Fahrzeugladen aber lediglich eine maximale Spannung von 500 V Gleichstrom benötigt wird, dann wird das Trafo-Verhältnis N geteilt durch M = 600:500 gewählt. 8th shows an embodiment of a conventional DC / DC converter module 5 , The module has a fully resonant series resonant circuit. The illustrated fully resonant DC / DC converter module 5 is unidirectional, ie not regenerative. Alternatively, a regenerative fully resonant DC / DC converter can also be used. Instead of the four rectifier diodes, a full bridge would also have to be used on the secondary side. The fixed input / output voltage ratio of the fully resonant DC / DC converter is set by means of the transmission ratio N divided by M of the transformer. For example, the output voltage of the AC / DC converter, for example nominally 600 V DC, for the vehicle shop but only a maximum voltage of 500 V DC is needed, then the transformer ratio N divided by M = 600: 500 is selected.
  • 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines herkömmlichen Tiefsetzstellers. Dieser kann als DC/DC-Wandler unmittelbar an den AC/DC-Wandler angeschlossen werden. 9 shows an embodiment of a conventional buck converter. This can be connected as a DC / DC converter directly to the AC / DC converter.
  • 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines herkömmlichen bidirektionalen Tiefsetz/Hochsetz-Steller, der im Wesentlichen aus einer Halbbrücke und einer Koppelinduktivität L besteht. 10 shows an embodiment of a conventional bidirectional step-down / step-up controller, which consists essentially of a half-bridge and a coupling inductance L.
  • 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines herkömmlichen Motormoduls. Dieses besteht im Wesentlichen aus 3 Halbbrücken. Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass ein derartiges herkömmliches Motormodul als Bestandteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorteilhaft verwendet werden kann. 11 shows an embodiment of a conventional motor module. This consists essentially of 3 half bridges. According to the invention, it has been recognized that such a conventional motor module can be advantageously used as part of a device according to the invention.
  • Dies zeigt 12, dass eine erfindungsgemäße Verwendung eines herkömmlichen Motormoduls als drei zueinander unabhängige DC/DC-Hochsetz/Tiefsetz-Steller. Mittel erfindungsgemäßer Modifikation der Ansteuerung der herkömmlichen Halbbrücken eines Motormoduls kann ein derartiges Motormodul verwendet werden, um drei unabhängige Ladestränge zu realisieren. this shows 12 in that an inventive use of a conventional motor module as three independent DC / DC boost / buck converter. Means according to the invention modification of the control of the conventional half-bridges of a motor module, such a motor module can be used to realize three independent charging strands.
  • 13 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Verwendung eines herkömmlichen Motormoduls eines Elektrofahrzeuges. 13 zeigt, dass ein Motormodul M mit drei jeweiligen Serienschwingkreisen drei unabhängige bidirektionale DC/DC-Hochsetz/Tiefsetz-Steller-Module 15a ohne galvanische Trennung bereitstellen. Gemäß 13 ist an eines der DC/DC-Hochsetz/Tiefsetzsteller-Module eine stationäre elektrische Energiespeichereinrichtung 23 elektrisch gekoppelt. Die verbleibenden zwei DC/DC-Hochsetz/Tiefsetz-Steller-Module 15a sind jeweils elektrisch an ein DC/DC-Resonanzwandler-Modul 17 elektrisch gekoppelt, die mittels einer Schalteinrichtung 19 jeweils zwei verschiedene Ladestandards für ein Elektrofahrzeug anbieten. 13 shows a seventh embodiment of a device according to the invention using a conventional motor module of an electric vehicle. 13 shows that a motor module M with three respective series resonant circuits three independent bidirectional DC / DC boost / buck converter modules 15a without galvanic isolation. According to 13 At one of the DC / DC boost / buck converter modules, a stationary electrical energy storage device 23 electrically coupled. The remaining two DC / DC boost / buck converter modules 15a are each electrically connected to a DC / DC resonant converter module 17 electrically coupled, by means of a switching device 19 each offer two different charging standards for an electric vehicle.
  • 14 zeigt die erfindungsgemäße Verwendung eines Motormoduls, wobei an allen drei DC/DC-Hochsetz/Tiefsetz-Steller-Module 15a jeweils ein die galvanische Trennung erzeugendes DC/DC-Resonanzwandler-Modul 17 elektrisch gekoppelt ist. Jedes DC/DC-Resonanzwandlermodul 17 ist mittels einer jeweiligen Schalteinrichtung 19 mittels jeweils zwei verschiedener Ladestandard-Schnittstellen-Module an jeweils ein Elektrofahrzeug elektrisch koppelbar. 14 shows the inventive use of a motor module, wherein on all three DC / DC boost / buck converter module 15a in each case a DC / DC resonant converter module generating the electrical isolation 17 is electrically coupled. Each DC / DC resonant converter module 17 is by means of a respective switching device 19 in each case by means of two different charging standard interface modules electrically coupled to one electric vehicle.
  • 15 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines herkömmlichen Schnittstellen-Moduls 7 dar. Gemäß 15 entspricht das Schnittstellen-Modul 7 dem herkömmlichen IEC-Ladestandard. Das IEC-Schnittstellen-Modul 7 kommuniziert, außer mit dem Elektrofahrzeug über eine jeweils einheitliche Schnittstelle ES mit einer überlagerten Steuerung, dem vorgeschalteten DC/DC-Steller-Modul 5 und einer Mensch-Maschine-Schnittstelle. Zusätzlich können die DC/DC-Steller Module 5, und zwar insbesondere bei einem Satellitensystem, mit dem AC/DC-Konverter-Modul 3 kommunizieren. Grundsätzlich sind alle Module mittels einer übergeordneten Steuer- oder Regeleinrichtung einstellbar. 15 shows an embodiment of a conventional interface module 7 according to 15 corresponds to the interface module 7 the conventional IEC charging standard. The IEC interface module 7 communicates, except with the electric vehicle via a respective uniform interface ES with a higher-level control, the upstream DC / DC controller module 5 and a human-machine interface. In addition, the DC / DC controllers modules 5 in particular in a satellite system, with the AC / DC converter module 3 communicate. In principle, all modules can be adjusted by means of a higher-level control or regulating device.
  • 16 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Schnittstellen-Moduls 7, das dem CHAdeMO-Ladestandard entspricht. Ebenso dieses Schnittstellen-Modul 7 kommuniziert über die einheitliche Schnittstelle ES. Diese einheitlichen Schnittstellen ES sind für jeden Ladestandard gleich bereitzustellen. 16 shows an embodiment of an interface module 7 that complies with the CHAdeMO charging standard. Likewise this interface module 7 communicates via the uniform interface ES. These unitary interfaces ES are the same for every charging standard.
  • 17 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verwendung. Dazu wird eine Energiespeichereinrichtung eines Elektrofahrzeuges in den räumlichen Bereich des an den Ladestandard der Energiespeichereinrichtung angepassten Schnittstellen-Moduls positioniert, wobei nach diesem ersten Schritt in einem zweiten Schritt eine elektrische Kopplung der Energiespeichereinrichtung mit dem Schnittstellen-Modul erfolgt und elektrische Energie in die oder aus der Energiespeichereinrichtung ein- oder ausgekoppelt wird. Weitere Beispiele für Anwendungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen können folgende sein:
    An einer Tankstelle für Elektrofahrzeuge müssen die Fahrzeuge unterschiedlicher Hersteller und mit unterschiedlichen Batterien und Ladestandards geladen werden. Eine galvanische Trennung der Autos ist voneinander vorgeschrieben. Eine stationäre Batterie wird über eine Batterieschnellladestation ohne galvanische Trennung an eine Photovoltaikanlage angeschlossen. Auf einem großen Parkplatz eines Konzerns werden an einer Batterieschnellladestation mehrere Fahrzeuge angeschlossen, die während der Arbeitszeit nacheinander geladen werden können. Gleichzeitig dienen die Fahrzeuge als Energiespeicher für Verbraucher bzw. Generatoren auf dem Betriebsgelände. Verkauf von Batterieschnellladestationen ähnlicher Leistungsklasse in Ländern mit verschiednen Anforderungen an Netzanschlusspunkt oder an die Elektromobilitätsinfrastruktur.
    17 shows an embodiment of a use according to the invention. For this purpose, an energy storage device of an electric vehicle is positioned in the spatial region of the adapted to the charging standard of the energy storage device interface module, wherein after this first step in a second step, an electrical coupling of the energy storage device with the interface module and electrical energy into or out of Energy storage device is coupled or disconnected. Further examples of applications of the devices according to the invention can be the following:
    At a gas station for electric vehicles, the vehicles of different manufacturers and with different batteries and charging standards must be charged. A galvanic separation of the cars is prescribed from each other. A stationary battery is connected to a photovoltaic system via a battery fast charging station without electrical isolation. On a large parking lot of a group, several vehicles are connected to a battery charging station, which can be loaded one after the other during working hours. At the same time, the vehicles serve as energy storage for consumers or generators on the premises. Sale of battery-charging stations of similar power class in countries with different requirements for grid connection point or the electromobility infrastructure.
  • Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann je nach Anwendung ein AC/DC-Konverter-Modul 3 je nach Anwendung unidirektional oder bidirektional bereitgestellt sein. In a device according to the invention, depending on the application, an AC / DC converter module 3 depending on the application unidirectional or bidirectional be provided.
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrischen Gleichstrom-Schnellladen oder Entladen von Energiespeichereinrichtungen (11), wobei ein DC/DC-Steller-Modul ein DC/DC-Tiefsetz-Steller-Modul (15) ohne galvanische Trennung und zur galvanischen Trennung ein DC/DC-Resonanzwandler-Modul (17) aufweist. Die Erfindung eignet sich insbesondere für das Schnellladen von Energiespeichereinrichtungen (11) von Elektrofahrzeugen. Zusätzlich wird eine standardisierte Modularisierung der Vorrichtung vorgeschlagen. The invention relates to a device for electric DC rapid charging or discharging of energy storage devices ( 11 ), wherein a DC / DC modulator module comprises a DC / DC step-down modulator ( 15 ) without galvanic isolation and for galvanic isolation, a DC / DC resonant converter module ( 17 ) having. The invention is particularly suitable for the rapid charging of energy storage devices ( 11 ) of electric vehicles. In addition, a standardized modularization of the device is proposed.

Claims (16)

  1. Vorrichtung zum elektrischen Gleichstrom-Schnellladen von Energiespeichereinrichtungen (11) entsprechend diesen zugeordneten jeweiligen Ladestandards, aufweisend – ein an ein elektrisches Leistungsversorgungsnetz (1) elektrisch gekoppeltes AC/DC-Konverter-Modul (3; 3a); – ein an das AC/DC-Konverter-Modul (3) elektrisch gekoppeltes DC/DC-Steller-Modul (5); – für jeden Ladestandard ein an das DC/DC-Steller-Modul elektrisch gekoppeltes und diesem Ladestandard angepasstes Schnittstellen-Modul (7) zur diesem Ladestandard entsprechenden Einkopplung elektrischer Energie in eine diesem Ladestandard entsprechende jeweilige Energiespeichereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das DC/DC-Steller-Modul ein DC/DC-Steller-Modul ohne galvanische Trennung und zur galvanischen Trennung ein DC/DC-Resonanzwandler-Modul (17) aufweist. Apparatus for electric DC rapid charging of energy storage devices ( 11 ) according to these respective respective charging standards, comprising - one to an electrical power supply network ( 1 ) electrically coupled AC / DC converter module ( 3 ; 3a ); - on to the AC / DC converter module ( 3 ) electrically coupled DC / DC controller module ( 5 ); For each charging standard, an interface module electrically coupled to the DC / DC converter module and adapted to this charging standard ( 7 ) to the charging standard corresponding coupling of electrical energy in a charging standard corresponding respective energy storage device, characterized in that the DC / DC controller module, a DC / DC controller module without electrical isolation and galvanic isolation of a DC / DC resonant converter Module ( 17 ) having.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das DC/DC-Steller-Modul ein DC/DC-Tiefsetz-Steller-Modul (15) oder ein DC/DC-Hochsetz/Tiefsetz-Steller-Modul (15a) jeweils ohne galvanische Trennung aufweist und mittels des Schnittstellen-Moduls elektrische Energie in die oder in die und aus der Energiespeichereinrichtung gekoppelt wird. Apparatus according to claim 1, characterized in that the DC / DC actuator module, a DC / DC buck converter module ( 15 ) or a DC / DC boost / buck converter module ( 15a ) each having no electrical isolation and by means of the interface module electrical energy is coupled into or into and out of the energy storage device.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das AC/DC-Konverter-Modul, das DC/DC-Steller-Modul und jeweilige Schnittstellen-Module an die mechanischen und/oder elektrischen Eigenschaften des Leistungsversorgungsnetzes, der Energiespeichereinrichtungen und/oder der Elektrofahrzeuge (13) standardisiert angepasst ausgebildet sind. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the AC / DC converter module, the DC / DC controller module and respective interface modules to the mechanical and / or electrical properties of the power supply network, the energy storage devices and / or the Electric vehicles ( 13 ) are trained standardized standardized.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsspannung und der Ladestrom des Schnittstellen-Moduls mittels der Ausgangsspannung des DC/DC-Steller-Moduls ohne galvanische Trennung eingestellt wird. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the output voltage and the charging current of the interface module by means of the output voltage of the DC / DC converter module is set without electrical isolation.
  5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das DC/DC-Resonanzwandler-Modul ein konstantes Eingangs/Ausgangs-Spannungsverhältnis aufweist. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the DC / DC resonant converter module has a constant input / output voltage ratio.
  6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Schalteinrichtung (19) von jedem DC/DC-Resonanzwandler-Modul auf Schnittstellen-Module unterschiedlicher und/oder gleicher Ladestandards umgeschaltet wird. Device according to one of the preceding claims, characterized in that by means of a switching device ( 19 ) is switched from each DC / DC resonant converter module to interface modules of different and / or same charging standards.
  7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von DC/DC-Steller-Modulen für jeweils verschiedene und/oder gleiche Ladestandards direkt an den AC/DC-Konverter elektrisch gekoppelt ist. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of DC / DC converter modules for different and / or the same charging standards is electrically coupled directly to the AC / DC converter.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (21) die elektrische Kopplung der DC/DC-Steller-Module an den AC/DC-Konverter derart steuert, dass die Nennleistungen der elektrisch gekoppelten DC/DC-Steller-Module kleiner oder gleich der Nennleistung des AC/DC-Konverters sind. Device according to claim 7, characterized in that a control device ( 21 ) controls the electrical coupling of the DC / DC controller modules to the AC / DC converter such that the rated powers of the electrically coupled DC / DC converter modules are less than or equal to the nominal power of the AC / DC converter.
  9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den AC/DC-Konverter ein zusätzliches bidirektionales DC/DC-Hochsetz/Tiefsetz-Steller-Modul elektrisch gekoppelt ist, das eine stationäre elektrische Energiespeichereinrichtung (23) lädt oder entlädt. Device according to one of the preceding claims, characterized in that an additional bidirectional DC / DC step-up / step down converter module is electrically coupled to the AC / DC converter, which is a stationary electrical energy storage device ( 23 ) loads or unloads.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeleistung einer zu ladenden Energiespeichereinrichtung mittels der Summe der Nennleistung des AC/DC-Konverters und der elektrischen Leistung der sich entladenden stationären Energiespeichereinrichtung bereitgestellt wird. Apparatus according to claim 9, characterized in that the charging power of an energy storage device to be charged by means of the sum of the rated power of the AC / DC converter and the electrical power of the discharging stationary energy storage device is provided.
  11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Energiespeichereinrichtung jeweils Bestandteil eines Elektrofahrzeuges ist, das ein Motormodul (M) aufweist, das mit drei jeweiligen Serienschwingkreisen drei unabhängige bidirektionale DC/DC-Hochsetz/Tiefsetz-Steller-Module (15a) ohne galvanische Trennung bereitstellt. Device according to one of the preceding claims 2 to 10, characterized in that an energy storage device is in each case part of an electric vehicle having a motor module (M) having three independent series resonant circuits three independent bidirectional DC / DC boost / buck converter modules ( 15a ) without galvanic isolation.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an jedes DC/DC-Hochsetz/Tiefsetz-Steller-Modul jeweils ein die galvanische Trennung erzeugendes DC/DC-Resonanzwandler-Modul (17) elektrisch gekoppelt ist. Device according to Claim 11, characterized in that a DC / DC resonant converter module (EP / DC converter module (DE) which generates galvanic isolation is respectively connected to each DC / DC step-up / step-down modulator module. 17 ) is electrically coupled.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an eines der DC/DC-Hochsetz/Tiefsetz-Steller-Module eine stationäre elektrische Energiespeichereinrichtung (23) elektrisch gekoppelt ist. Apparatus according to claim 11, characterized in that at one of the DC / DC boost / buck converter modules a stationary electrical energy storage device ( 23 ) is electrically coupled.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Schnittstellen-Modul mittels einer jeweils einheitlichen Schnittstelle mit der Steuereinrichtung, dem DC/DC-Steller-Modul und einer Mensch-Maschine-Schnittstelle kommuniziert. Apparatus according to claim 8, characterized in that a respective interface module by means of a respective uniform interface with the control device, the DC / DC controller module and a human-machine interface communicates.
  15. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das AC/DC-Konverter-Modul mit jedem DC/DC-Steller-Modul kommuniziert. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the AC / DC converter module communicates with each DC / DC controller module.
  16. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Energiespeichereinrichtung eines Elektrofahrzeuges in dem räumlichen Bereich des an den Ladestandard der Energiespeichereinrichtung angepassten Schnittstellen-Moduls positioniert wird, und nach einer elektrischen Kopplung der Energiespeichereinrichtung mit dem Schnittstellen-Modul elektrische Energie in die oder aus der Energiespeichereinrichtung ein- oder ausgekoppelt wird. Use of a device according to one of the preceding claims, characterized in that an energy storage device of an electric vehicle is positioned in the spatial region of the interface adapted to the charging standard of the energy storage device interface module, and after electrical coupling of the energy storage device with the interface module electrical energy in the or is coupled or disconnected from the energy storage device.
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