DE102019217450A1 - Charging station and method for charging a consumer with load sharing - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ladestation (1) mit zumindest einem Ladepunkt (2.1 - 2.4). Die Ladestation (1) hat zumindest einen Gleichrichter (3), der eine Wechselspannung zu einer ersten Gleichspannung (U1) gleichrichtet; zumindest einen ersten Gleichspannungswandler (4.1, 4.2), der die erste Gleichspannung (U1) zu einer zweiten Gleichspannung (U2.1, U2.2) wandelt, wobei zwischen der ersten Gleichspannung (U1) und der zweiten Gleichspannung (U2.1, U2.2) eine Potentialtrennung vorhanden ist; und eine Mehrzahl von zweiten Gleichspannungswandlern (5.1 - 5.4), die parallel an dem zumindest einen ersten Gleichspannungswandler (4.1, 4.2) angeschlossen sind und jeweils die zweite Gleichspannung (U2.1, U2.2) zu einer dritten Gleichspannung (U3.1 - U3.4) wandeln, wobei zwischen der zweiten Gleichspannung (U2.1, U2.2) und der dritten Gleichspannung (U3.1 - U3.4) keine Potentialtrennung vorhanden ist, und wobei die dritte Gleichspannung (U3.1 - U3.4) an dem zumindest einen Ladepunkt (2.1 - 2.4) abgreifbar ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Laden eines Verbrauchers an einem Ladepunkt (2.1 - 2.4) einer Ladestation (1).

Figure DE102019217450A1_0000
The invention relates to a charging station (1) with at least one charging point (2.1-2.4). The charging station (1) has at least one rectifier (3) which rectifies an alternating voltage to a first direct voltage (U1); at least one first DC voltage converter (4.1, 4.2), which converts the first DC voltage (U1) to a second DC voltage (U2.1, U2.2), with between the first DC voltage (U1) and the second DC voltage (U2.1, U2 .2) there is electrical isolation; and a plurality of second DC voltage converters (5.1-5.4), which are connected in parallel to the at least one first DC voltage converter (4.1, 4.2) and each converts the second DC voltage (U2.1, U2.2) to a third DC voltage (U3.1 - U3.4), with no potential separation between the second DC voltage (U2.1, U2.2) and the third DC voltage (U3.1 - U3.4), and the third DC voltage (U3.1 - U3. 4) at which at least one charging point (2.1 - 2.4) can be tapped. The invention also relates to a method for charging a consumer at a charging point (2.1-2.4) of a charging station (1).
Figure DE102019217450A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladestation mit zumindest einem Ladepunkt. Der Ladepunkt kann ein Ladestecker sein, der an einen Verbraucher, wie zum Beispiel ein Elektrofahrzeug, angeschlossen werden kann. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Laden eines Verbrauchers an einem Ladepunkt einer Ladestation.The present invention relates to a charging station with at least one charging point. The charging point can be a charging plug that can be connected to a consumer, such as an electric vehicle. The present invention also relates to a method for charging a consumer at a charging point of a charging station.

Die Aufladung batteriebetriebener Fahrzeuge wird sich künftig zu immer größeren Ladeleistungen von beispielsweise mehr als 150 kW hin bewegen. Dies gilt insbesondere für den Bereich des öffentlichen Nahverkehrs und des Schwerlastverkehrs. Die Ladesäulen werden aufgrund des heutigen Konstruktionsprinzips immer teurer, da alle Komponenten für einen einzigen Ladepunkt konzipiert werden müssen. Dies kommt insbesondere auch dann zum Tragen, wenn die Batterien im Bereich von mehr als 80% der maximalen Ladekapazität geladen werden. Ab diesem Punkt sinkt die benötigte Ladeleistung stark ab, da die Batteriezellen wesentlich weniger Strom aufnehmen können. Das bedeutet, dass die teuren Komponenten der Ladesäule nicht mehr voll ausgelastet werden. Es ist grundsätzlich erwünscht, die Kosten pro Ladepunkt zu reduzieren.In the future, the charging of battery-operated vehicles will move towards ever larger charging capacities of, for example, more than 150 kW. This applies in particular to the area of local public transport and heavy goods traffic. The charging stations are becoming more and more expensive due to today's construction principle, since all components have to be designed for a single charging point. This is particularly important when the batteries are charged in the range of more than 80% of the maximum charge capacity. From this point on, the required charging power drops sharply, as the battery cells can consume significantly less power. This means that the expensive components of the charging station are no longer fully utilized. It is generally desirable to reduce the costs per charging point.

Bisher gibt es zwei wesentliche Lösungsansätze, um die Kosten pro Ladepunkt zu reduzieren. Gemäß einem in der 2 gezeigten ersten Lösungsansatz wird ein Gleichspannungsbus 600 verwendet, an dem alle Ladepunkte 200 durch separate Gleichspannungswandler 400 angeschlossen sind, die jeweils eine von einem Gleichrichter 300 gleichgerichtete Spannung wandeln. Es ist nur der eine zentrale Gleichrichter 300 vorhanden, und dieser kann an den unterschiedlichen Ladepunkten 200 die maximale Ladeleistung der Gleichspannungswandler 400 anbieten, solange die maximale Abgabeleistung des zentralen Gleichrichters 300 nicht überschritten wird. Jeder Gleichspannungswandler 400 besitzt eine Potentialtrennung und einen großen Regelbereich.So far, there have been two main approaches to reducing the costs per charging point. According to one in the 2 The first approach shown is a DC bus 600 used at which all charging points 200 through separate DC voltage converters 400 are connected, each one from a rectifier 300 convert rectified voltage. It's just the one central rectifier 300 available, and this can be at the different charging points 200 the maximum charging power of the DC / DC converter 400 as long as the maximum output power of the central rectifier 300 is not exceeded. Any DC / DC converter 400 has electrical isolation and a large control range.

Gemäß einem in der 3 gezeigten zweiten Lösungsansatz kann die Ladeleistung mehrerer Gleichspannungswandler 400 durch eine Relaisanordnung 700 auf unterschiedliche Ladepunkte 200 umgeschaltet werden. Diese Methode ist während des Betriebes sehr aufwendig, weil die Gleichspannungswandler 400 beim Zuschalten eines weiteren Konverters auf gleiches Spannungsniveau gebracht werden müssen, um Ausgleichsströme zu vermeiden.According to one in the 3rd The second approach shown can increase the charging power of several DC-DC converters 400 through a relay arrangement 700 to different charging points 200 be switched. This method is very complex during operation because the DC voltage converter 400 must be brought to the same voltage level when connecting another converter in order to avoid equalizing currents.

Es besteht ein Bedarf an einer Ladestation und an einem Verfahren zum Laden eines Verbrauchers an einem Ladepunkt einer Ladestation, die diese Nachteile überwinden können. Dieser Bedarf kann durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche erfüllt werden. Die vorliegende Erfindung ist entsprechend den abhängigen Ansprüchen weitergebildet.There is a need for a charging station and a method for charging a consumer at a charging point of a charging station that can overcome these disadvantages. This need can be met by the subject matter of the independent claims. The present invention is further developed in accordance with the dependent claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Ladestation mit zumindest einem Ladepunkt. Die Ladestation weist folgendes auf: zumindest einen Gleichrichter, der eine Wechselspannung zu einer ersten Gleichspannung gleichrichtet; zumindest einen ersten Gleichspannungswandler, der die erste Gleichspannung zu einer zweiten Gleichspannung wandelt, wobei zwischen der ersten Gleichspannung und der zweiten Gleichspannung eine Potentialtrennung vorhanden ist; und eine Mehrzahl von zweiten Gleichspannungswandlern, die parallel an dem zumindest einen ersten Gleichspannungswandler angeschlossen sind und jeweils die zweite Gleichspannung zu einer dritten Gleichspannung wandeln, wobei zwischen der zweiten Gleichspannung und der dritten Gleichspannung keine Potentialtrennung vorhanden ist. Die dritte Gleichspannung ist an dem zumindest einen Ladepunkt abgreifbar.A first aspect of the invention relates to a charging station with at least one charging point. The charging station has the following: at least one rectifier, which rectifies an alternating voltage to a first direct voltage; at least one first DC voltage converter which converts the first DC voltage to a second DC voltage, a potential separation being provided between the first DC voltage and the second DC voltage; and a plurality of second DC voltage converters, which are connected in parallel to the at least one first DC voltage converter and each convert the second DC voltage to a third DC voltage, there being no potential separation between the second DC voltage and the third DC voltage. The third DC voltage can be tapped off at the at least one charging point.

Im Kontext der vorliegenden Erfindung kann der Begriff „keine Potentialtrennung“ einen Sachverhalt beinhalten, bei dem zwei Spannungen Potentiale definieren, die sich auf dieselbe Masse beziehen. Der Begriff „eine Potentialtrennung“ kann demnach einen Sachverhalt beinhalten, bei dem zwei Spannungen Potentiale definieren, die sich auf verschiedene, voneinander unabhängige Massen beziehen.In the context of the present invention, the term “no potential separation” can include a situation in which two voltages define potentials that relate to the same ground. The term “a potential separation” can therefore contain a situation in which two voltages define potentials that relate to different, mutually independent masses.

Die Gleichspannungswandler werden in mehrfach aufgeteilte und parallel schaltbare Komponenten zerlegt: Der zumindest eine erste Gleichspannungswandler dient der Potenzialtrennung und kann aus mehreren parallel schaltbaren DC-AC-DC-Wandlern bestehen, die an einem von einem Power-Factor-Corrector bereitgestellten ersten Gleichspannungsbus (DC-Bus) arbeiten. Der oder die ersten Gleichspannungswandler können einen verhältnismäßig kleinen Regelbereich haben. Die Leistung jedes einzelnen ersten Gleichspannungswandlers kann sich aus dem kostenmäßig optimal zur Verfügung stehenden Bauelemente-spektrum bestimmen und im Bereich von etwa 20 kW bis 60 kW liegen. Der oder die ersten Gleichspannungswandler können wiederum einen zweiten Gleichspannungsbus (DC-Bus) zur Verfügung stellen, an dem die zweiten Gleichspannungswandler arbeiten. Dabei kann es sich um mehrere parallel schaltbare DC-DC-Wandler ohne Potenzialtrennung handeln, die einen großen Regelbereich besitzen können, und sie können an den ersten Gleichspannungsbus angeschlossen werden. Die zweiten Gleichspannungswandler können das Lademanagement der Fahrzeugbatterie übernehmen und in der Lage sein, mittels Software den Stromfluss zu den Ladepunkten zu steuern. Die elektronischen Komponenten solcher zweiten Gleichspannungswandler ohne Potenzialtrennung sind kostengünstiger als ein Leistungsschalter (zum Beispiel ein DC-Schütz) zur Lastverteilung im benötigten Spannungs- und Leistungsbereich.The DC / DC converters are divided into multiple components that can be switched in parallel: The at least one first DC / DC converter is used for electrical isolation and can consist of several DC-AC-DC converters that can be switched in parallel, which are connected to a first DC voltage bus (DC -Bus) work. The first DC voltage converter or converters can have a relatively small control range. The output of each individual first DC / DC converter can be determined from the range of components that are optimally available in terms of costs and can be in the range of approximately 20 kW to 60 kW. The first direct voltage converter or converters can in turn provide a second direct voltage bus (DC bus) on which the second direct voltage converters operate. This can involve several DC-DC converters that can be switched in parallel without electrical isolation, which can have a large control range, and they can be connected to the first DC voltage bus. The second DC / DC converter can take over the charging management of the vehicle battery and be able to control the current flow to the charging points using software. The electronic components of such a second DC voltage converter are without potential separation cheaper than a circuit breaker (for example a DC contactor) for load distribution in the required voltage and power range.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist eine Mehrzahl von ersten Gleichspannungswandlern vorgesehen, die parallel an dem Gleichrichter angeschlossen sind und die zweite Gleichspannung jeweils zumindest zu einem Teil der zweiten Gleichspannungswandler zuführen.In one embodiment, a plurality of first DC voltage converters are provided, which are connected in parallel to the rectifier and each feed the second DC voltage to at least some of the second DC voltage converters.

Bei einem Ausführungsbeispiel gibt der Gleichrichter die erste Gleichspannung über einen Leistungsfaktorkorrekturfilter an einen ersten Gleichspannungsbus ab, auf den der zumindest eine erste Gleichspannungswandler zugreift.In one embodiment, the rectifier outputs the first DC voltage via a power factor correction filter to a first DC voltage bus, which is accessed by the at least one first DC voltage converter.

Bei einem Ausführungsbeispiel gibt der zumindest eine erste Gleichspannungswandler die zweite Gleichspannung an einen zweiten Gleichspannungsbus ab, auf den die zweiten Gleichspannungswandler zugreifen.In one embodiment, the at least one first DC voltage converter outputs the second DC voltage to a second DC voltage bus, which the second DC voltage converters access.

Bei einem Ausführungsbeispiel hat die Ladestation des Weiteren eine Steuervorrichtung, die dazu konfiguriert ist, mit einer Kommunikationsvorrichtung eines an dem zumindest einen Ladepunkt angeschlossenen Verbrauchers zu kommunizieren, der der Steuervorrichtung einen Sollwert für die dritte Gleichspannung, eine vom Verbraucher benötigte Leistung und/oder einen Füllstand einer Batterie des Verbrauchers übermittelt, wobei die Steuervorrichtung dazu konfiguriert ist, aus dem Füllstand eine benötigte Leistung zum Laden des Verbrauchers herzuleiten. Die Steuervorrichtung regelt die von dem zumindest einen ersten Gleichspannungswandler abgegebene zweite Gleichspannung und/oder die von den zweiten Gleichspannungswandlern abgegebenen dritten Gleichspannungen, um den Sollwert für die dritte Gleichspannung und/oder die benötigte Leistung zu erreichen.In one embodiment, the charging station also has a control device that is configured to communicate with a communication device of a consumer connected to the at least one charging point, which provides the control device with a setpoint for the third DC voltage, a power required by the consumer and / or a fill level transmitted to a battery of the consumer, the control device being configured to derive a power required for charging the consumer from the fill level. The control device regulates the second direct voltage output by the at least one first direct voltage converter and / or the third direct voltage output by the second direct voltage converters in order to achieve the setpoint value for the third direct voltage and / or the required power.

Die zweiten Gleichspannungswandler ohne Potentialtrennung der Ladepunkte können beispielsweise von der Steuervorrichtung in Gestalt eines Hardware-Controllers gesteuert werden, um die maximale Ladeleistung zu konfigurieren. Der HardwareController kann mit der Kommunikationsvorrichtung in Gestalt eines Ladekontrollers der einzelnen Ladepunkte kommunizieren und von dort die Information erhalten, welche maximale Ladeleistung aktuell am Ladepunkt noch benötigt wird, worauf er die zweiten Gleichspannungswandler der Ladepunkte entsprechend konfiguriert.The second DC voltage converters without potential separation of the charging points can be controlled, for example, by the control device in the form of a hardware controller in order to configure the maximum charging power. The hardware controller can communicate with the communication device in the form of a charging controller for the individual charging points and receive information from there as to which maximum charging power is currently still required at the charging point, whereupon it configures the second DC-DC converter of the charging points accordingly.

Bei einem Ausführungsbeispiel weisen die zweiten Gleichspannungswandler jeweils einen Isolationswächter auf.In one embodiment, the second DC voltage converters each have an insulation monitor.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden eines Verbrauchers an einem Ladepunkt einer Ladestation, wobei die Ladestation folgendes aufweist: zumindest einen Gleichrichter, der eine Wechselspannung zu einer ersten Gleichspannung gleichrichtet; zumindest einen ersten Gleichspannungswandler, der die erste Gleichspannung zu einer zweiten Gleichspannung wandelt, wobei zwischen der ersten Gleichspannung und der zweiten Gleichspannung eine Potentialtrennung vorhanden ist; und eine Mehrzahl von zweiten Gleichspannungswandlern, die parallel an dem zumindest einen ersten Gleichspannungswandler angeschlossen sind und jeweils die zweite Gleichspannung zu einer dritten Gleichspannung wandeln, wobei zwischen der zweiten Gleichspannung und der dritten Gleichspannung keine Potentialtrennung vorhanden ist, und wobei die dritte Gleichspannung an dem zumindest einen Ladepunkt abgreifbar ist. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Aufnehmen eines Sollwerts für die dritte Gleichspannung (U3.1 - U3.4), einer benötigten Leistung zum Laden des Verbrauchers oder eines Füllstands einer Batterie des Verbrauchers an dem Ladepunkt, wobei aus dem Füllstand eine benötigten Leistung zum Laden des Verbrauchers hergeleitet wird; und Regeln der von dem zumindest einen ersten Gleichspannungswandler abgegebenen zweiten Gleichspannung und/oder der von den zweiten Gleichspannungswandlern abgegebenen dritten Gleichspannungen, um den Sollwert für die dritte Gleichspannung und/oder die benötigte Leistung zu erreichen.A second aspect of the invention relates to a method for charging a consumer at a charging point of a charging station, the charging station having the following: at least one rectifier which rectifies an AC voltage to a first DC voltage; at least one first DC voltage converter which converts the first DC voltage to a second DC voltage, a potential separation being provided between the first DC voltage and the second DC voltage; and a plurality of second DC voltage converters, which are connected in parallel to the at least one first DC voltage converter and each convert the second DC voltage to a third DC voltage, with no potential separation between the second DC voltage and the third DC voltage, and the third DC voltage at the at least a charging point can be tapped. The method has the following steps: Acquisition of a setpoint value for the third DC voltage ( U3.1 - U3.4 ), a required power for charging the consumer or a fill level of a battery of the consumer at the charging point, wherein a required power for charging the consumer is derived from the fill level; and regulating the second direct voltage output by the at least one first direct voltage converter and / or the third direct voltage output by the second direct voltage converters in order to achieve the setpoint value for the third direct voltage and / or the required power.

Beispielsweise kann die benötigte Leistung während des laufenden Ladevorgangs reduziert werden, wenn der Füllstand der Batterie einen Schwellwert überschreitet, zum Beispiel 70% oder 80 % SoC.For example, the required power can be reduced while the charging process is in progress if the fill level of the battery exceeds a threshold value, for example 70% or 80% SoC.

Die Erfindung ermöglicht den skalierbaren modularen Aufbau von Ladestationen bzw. Ladesäulen und die einfache dynamische Zuordnung maximaler Leistungsdaten zu einzelnen Ladepunkten. Dies führt zu erheblichen Kosteneinsparungen beim Aufbau von Ladeinfrastruktur mit einer größeren Anzahl von Ladepunkten. Der Vorteil der Lösung wird durch ein konsequent auf allen Ebenen eingesetztes modulares Konzept erreicht, was die Stückzahl der verwendeten Module erhöht und damit den Preis pro Stück reduziert. Außerdem kann auf ein Bauelementespektrum zugegriffen werden, welches für kleinere Leistungen des Massenmarktes in Preis und Fertigung optimiert ist und damit weitere Kostenvorteile bietet.The invention enables the scalable modular structure of charging stations or charging columns and the simple dynamic assignment of maximum performance data to individual charging points. This leads to considerable cost savings when setting up a charging infrastructure with a larger number of charging points. The advantage of the solution is achieved through a modular concept that is consistently used at all levels, which increases the number of modules used and thus reduces the price per unit. In addition, a range of components can be accessed, which is optimized in price and production for smaller services of the mass market and thus offers further cost advantages.

Darüber hinaus ermöglicht eine dynamische Zuordnung von Leistungsobergrenzen zu einzelnen Ladepunkten, dass die maximale Gesamtleistung der Ladeinfrastruktur geringer ausgelegt werden kann, da Batterien im oberen Füllstandsbereich (beispielsweise mehr als 80% State-of-Charge (SoC)) weniger Leistung aufnehmen können, jedoch den Ladepunkt weiterhin belegen. Die Zeit zum Erreichen von 100% SoC ist ungefähr genau so lang wie zum Erreichen von 80% SoC.In addition, a dynamic assignment of upper performance limits to individual charging points enables the maximum overall performance of the charging infrastructure to be designed to be lower, since batteries in the upper fill level range (e.g. more than 80% state-of-charge (SoC)) are less Can consume power, but still occupy the charging point. The time to reach 100% SoC is roughly the same as to reach 80% SoC.

Für Flottenlösungen ergibt sich der Vorteil, dass mehrere Fahrzeuge gleichzeitig geladen werden können, wobei jedoch die Ladeleistung mittels eines Lastmanagements unter Berücksichtigung der skalierbaren Hardwarekomponenten dynamisch auf die Ladepunkte verteilt werden kann.For fleet solutions, there is the advantage that several vehicles can be charged at the same time, but the charging power can be dynamically distributed to the charging points by means of load management, taking into account the scalable hardware components.

Insgesamt kann durch die Erfindung die Ladeinfrastruktur preiswerter produziert werden, da die Dimensionierung der Hardwarekomponenten pro Ladepunkt sinkt. Darüber hinaus wird eine Skalierbarkeit erreicht, welche den Ausbau bestehender Anlagen vereinfacht, da je nach Anforderung nur die benötigten Hardwarekomponenten ergänzt werden müssen.Overall, the invention enables the charging infrastructure to be produced more cheaply, since the dimensions of the hardware components per charging point are reduced. In addition, a scalability is achieved which simplifies the expansion of existing systems, since only the required hardware components have to be added depending on the requirements.

Die vorstehend definierten Aspekte und weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Die Erfindung wird für ihre Ausführbarkeit im Folgenden anhand der Ausführungsbeispiele näher beschrieben, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist.

  • 1 zeigt ein Ersatzschaltbild einer Ladestation gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 2 zeigt ein Ersatzschaltbild einer Ladestation gemäß dem Stand der Technik; und
  • 3 zeigt ein Ersatzschaltbild einer Ladestation gemäß dem Stand der Technik.
The aspects defined above and further aspects of the present invention emerge from the exemplary embodiments described below. The invention is described in more detail below with reference to the exemplary embodiments, to which the invention is not limited, however.
  • 1 shows an equivalent circuit diagram of a charging station according to an embodiment;
  • 2 shows an equivalent circuit diagram of a charging station according to the prior art; and
  • 3rd shows an equivalent circuit diagram of a charging station according to the prior art.

Die Zeichnungen sind schematisch dargestellt. Es wird darauf hingewiesen, dass in verschiedenen Figuren ähnliche oder identische Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind.The drawings are shown schematically. It should be noted that similar or identical elements are provided with the same reference symbols in different figures.

1 zeigt ein Ersatzschaltbild einer Ladestation 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel mit vier Ladepunkten 2.1, 2.2, 2.3, 2.4. Die Anzahl der Ladepunkte 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 ist nicht auf vier beschränkt. Jeder Ladepunkt 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 kann ein Ladestecker sein, der an einen Verbraucher, wie zum Beispiel ein Elektrofahrzeug, angeschlossen werden kann. Die Ladestation 1 hat einen Gleichrichter 3, der eine Wechselspannung mit drei Phasen L1, L2, L3 zu einer ersten Gleichspannung U1 gleichrichtet. Die Ladestation 1 hat im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei erste Gleichspannungswandler 4.1, 4.2, die jeweils die erste Gleichspannung U1 zu einer zweiten Gleichspannung U2.1 bzw. U2.2 wandeln, wobei zwischen der ersten Gleichspannung U1 und der (den) zweiten Gleichspannung(en) U2.1, U2.2 eine Potentialtrennung vorhanden ist. Die beiden ersten Gleichspannungswandler 4.1, 4.2 sind parallel an einem Ausgang des Gleichrichters 3 angeschlossen. Die Anzahl der ersten Gleichspannungswandler 4.1, 4.2 ist nicht auf zwei beschränkt. 1 shows an equivalent circuit diagram of a charging station 1 according to an embodiment with four charging points 2.1 , 2.2 , 2.3 , 2.4 . The number of charging points 2.1 , 2.2 , 2.3 , 2.4 is not limited to four. Every charging point 2.1 , 2.2 , 2.3 , 2.4 can be a charging plug that can be connected to a consumer, such as an electric vehicle. The charging station 1 has a rectifier 3rd , of an alternating voltage with three phases L1 , L2 , L3 to a first DC voltage U1 rectifies. The charging station 1 has two first DC voltage converters in the illustrated embodiment 4.1 , 4.2 each the first DC voltage U1 to a second DC voltage U2.1 or. U2.2 convert, with between the first DC voltage U1 and the second DC voltage (s) U2.1 , U2.2 electrical isolation is available. The first two DC converters 4.1 , 4.2 are in parallel at one output of the rectifier 3rd connected. The number of first DC / DC converters 4.1 , 4.2 is not limited to two.

Die Ladestation 1 hat ferner eine Mehrzahl von zweiten Gleichspannungswandlern 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, die parallel an Ausgänge der beiden ersten Gleichspannungswandler 4.1, 4.2 angeschlossen sind. Die beiden ersten Gleichspannungswandler 4.1, 4.2 führen demnach die zweite Gleichspannung U2.1 bzw. U2.2 jeweils zu allen zweiten Gleichspannungswandlern 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 zu. Ebenso wie die Anzahl der Ladepunkte 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 ist die Anzahl der entsprechenden zweiten Gleichspannungswandler 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 nicht auf zwei beschränkt.The charging station 1 further has a plurality of second DC-DC converters 5.1 , 5.2 , 5.3 , 5.4 that are connected in parallel to the outputs of the first two DC voltage converters 4.1 , 4.2 are connected. The first two DC converters 4.1 , 4.2 therefore lead the second DC voltage U2.1 or. U2.2 each to all second DC voltage converters 5.1 , 5.2 , 5.3 , 5.4 to. As well as the number of charging points 2.1 , 2.2 , 2.3 , 2.4 is the number of corresponding second DC voltage converters 5.1 , 5.2 , 5.3 , 5.4 not limited to two.

Die zweiten Gleichspannungswandler 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 wandeln jeweils die zweite Gleichspannung U2.1, U2.2 zu einer dritten Gleichspannung U3.1, U3.2, U3.3, U3.4, wobei zwischen der zweiten Gleichspannung U2.1, U2.2 und der dritten Gleichspannung U3.1, U3.2, U3.3, U3.4 keine Potentialtrennung vorhanden ist und wobei die dritte Gleichspannung U3.1, U3.2, U3.3, U3.4 an den jeweiligen Ladepunkten 2.1, 2.2, 2.4, 2.4 abgreifbar ist. Die jeweils von den zweiten Gleichspannungswandlern 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 abgegebene dritten Gleichspannungen U3.1, U3.2, U3.3, U3.4 sowie die jeweils von den ersten Gleichspannungswandlern 4.1, 4.2 abgegebene zweiten Gleichspannungen U2.1 bzw. U2.2 haben jeweils ein Potential, welches auf dieselbe Masse M bezogen ist.The second DC / DC converter 5.1 , 5.2 , 5.3 , 5.4 convert the second DC voltage U2.1 , U2.2 to a third DC voltage U3.1 , U3.2 , U3.3 , U3.4 , with between the second DC voltage U2.1 , U2.2 and the third DC voltage U3.1 , U3.2 , U3.3 , U3.4 there is no potential separation and the third DC voltage U3.1 , U3.2 , U3.3 , U3.4 at the respective charging points 2.1 , 2.2 , 2.4 , 2.4 can be tapped. Each from the second DC / DC converter 5.1 , 5.2 , 5.3 , 5.4 third DC voltages output U3.1 , U3.2 , U3.3 , U3.4 as well as each of the first DC voltage converters 4.1 , 4.2 second direct voltages output U2.1 or. U2.2 each have a potential that points to the same ground M. is related.

Die zweiten Gleichspannungswandler 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 weisen jeweils einen Isolationswächter auf.The second DC / DC converter 5.1 , 5.2 , 5.3 , 5.4 each have an insulation monitor.

Die ersten Gleichspannungswandler 4.1, 4.2 haben einen verhältnismäßig kleinen Regelbereich. Die Leistung jedes einzelnen ersten Gleichspannungswandlers 4.1, 4.2 kann im Bereich von etwa 20 kW bis 60 kW liegen. Die zweiten Gleichspannungswandler 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 können einen größeren Regelbereich besitzen.The first DC / DC converters 4.1 , 4.2 have a relatively small control range. The performance of each individual first DC voltage converter 4.1 , 4.2 can be in the range of about 20 kW to 60 kW. The second DC / DC converter 5.1 , 5.2 , 5.3 , 5.4 can have a larger control range.

Gemäß der 2 führt der Ausgang von jedem zweiten Gleichspannungswandler 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 zu einem eigenen Ladepunkt 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, d.h. die jeweiligen dritten Gleichspannungen U3.1, U3.2, U3.3, U3.4 werden von den zweiten Gleichspannungswandlern 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 zu verschiedenen Ladepunkten 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 zugeführt.According to the 2 leads the output of every second DC / DC converter 5.1 , 5.2 , 5.3 , 5.4 to its own charging point 2.1 , 2.2 , 2.3 , 2.4 , ie the respective third DC voltages U3.1 , U3.2 , U3.3 , U3.4 are from the second DC / DC converters 5.1 , 5.2 , 5.3 , 5.4 to different charging points 2.1 , 2.2 , 2.3 , 2.4 fed.

Der Gleichrichter 3 gibt die erste Gleichspannung U1 über einen Leistungsfaktorkorrekturfilter an einen ersten Gleichspannungsbus 6 ab, auf den die beiden ersten Gleichspannungswandler 4.1, 4.2 zugreifen.The rectifier 3rd gives the first DC voltage U1 via a power factor correction filter to a first DC bus 6th on which the first two DC voltage converters 4.1 , 4.2 access.

Die beiden ersten Gleichspannungswandler 4.1, 4.2 geben die zweite Gleichspannung U2.1 bzw. U2.2 an einen zweiten Gleichspannungsbus 7 ab, auf den die zweiten Gleichspannungswandler 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 zugreifen. Durch die Potentialtrennung innerhalb der ersten Gleichspannungswandler 4.1, 4.2 sind die zweiten Gleichspannungswandlern 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 von dem Wechselrichter 3 galvanisch getrennt.The first two DC converters 4.1 , 4.2 give the second DC voltage U2.1 or. U2.2 to a second DC bus 7th from which the second DC / DC converter 5.1 , 5.2 , 5.3 , 5.4 access. Due to the potential separation within the first DC voltage converter 4.1 , 4.2 are the second DC / DC converters 5.1 , 5.2 , 5.3 , 5.4 from the inverter 3rd galvanically isolated.

Die Ladestation 1 hat des Weiteren eine Steuervorrichtung 8 in Gestalt eines Hardwarecontrollers, die dazu konfiguriert ist, mit einer Kommunikationsvorrichtung wie zum Beispiel eine Kommunikationscontroller (nicht gezeigt) eines an dem zumindest einen Ladepunkt 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 angeschlossenen Verbrauchers (nicht gezeigt) zu kommunizieren, der der Steuervorrichtung 8 eine vom Verbraucher benötigte Leistung und/oder einen Sollwert für die dritte Gleichspannung U3.1, U3.2, U3.3, U3.4 übermittelt. Die Steuervorrichtung 8 regelt die von dem zumindest einen ersten Gleichspannungswandler 4.1, 4.2 abgegebene zweite Gleichspannung U2.1, U2.2 und/oder die von den zweiten Gleichspannungswandlern 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 abgegebene dritte Gleichspannung U3.1, U3.2, U3.3, U3.4, um die benötigte Leistung und/oder den Sollwert für die dritte Gleichspannung U3.1, U3.2, U3.3, U3.4 bereitzustellen. Die Steuervorrichtung 8 kann einen ersten Hardwarecontroller 81 mit einem ersten Regelungsbereich, der die zweite Gleichspannung U2.1, U2.2 regelt, und einen zweiten Hardwarecontroller 82 mit einem zweiten Regelungsbereich aufweisen, der die dritte Gleichspannung U3.1, U3.2, U3.3, U3.4 regelt.The charging station 1 also has a control device 8th in the form of a hardware controller that is configured to connect to a communication device such as a communication controller (not shown) at the at least one charging point 2.1 , 2.2 , 2.3 , 2.4 connected consumer (not shown) to communicate to the control device 8th a power required by the consumer and / or a target value for the third DC voltage U3.1 , U3.2 , U3.3 , U3.4 transmitted. The control device 8th regulates the at least one first DC voltage converter 4.1 , 4.2 second DC voltage output U2.1 , U2.2 and / or from the second DC / DC converters 5.1 , 5.2 , 5.3 , 5.4 third DC voltage output U3.1 , U3.2 , U3.3 , U3.4 to get the required power and / or the setpoint for the third DC voltage U3.1 , U3.2 , U3.3 , U3.4 provide. The control device 8th can be a first hardware controller 81 with a first regulation range, which is the second DC voltage U2.1 , U2.2 regulates, and a second hardware controller 82 with a second control range, which is the third DC voltage U3.1 , U3.2 , U3.3 , U3.4 regulates.

Der zweite Hardwarecontroller 82 kann vorzugsweise in einzelne, unabhängige Hardwarecontroller 82, 82.2, 82.3, 82.4 für die entsprechenden Ladepunkte 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 aufgeteilt sein.The second hardware controller 82 can preferably be integrated into individual, independent hardware controllers 82, 82.2, 82.3, 82.4 for the corresponding charging points 2.1 , 2.2 , 2.3 , 2.4 be divided.

Jeder Ladepunkt 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 kann eine unabhängige Spannung U3.1, U3.2, U3.3 bzw. U3.4. erzeugen und entsprechend eine individuelle Leistung abgeben. Die gewünschte Spannung bzw. Leistung am Ladepunkt 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 wird von den entsprechenden Verbrauchern über die Kommunikationscontroller der Verbraucher zu dem (den) zweiten Hardwarecontroller(n) 82 (bzw. 82.1 - 82.4) übertragen. Diese(r) steuert(en) die entsprechenden zweiten Gleichspannungswandler 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 entsprechend an. Um sicherzustellen, dass genügend Leistung im Gesamtsystem vorhanden ist, geben (gibt) der (die) zweite(n) Hardwarecontroller(n) 82 (bzw. 82.1 - 82.4) die Anforderungen an den ersten Hardwarecontroller 81 weiter, der sicherstellt, dass genügend Leistung für alle Ladepunkte 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 zu Verfügung steht. Ist das aufgrund von Engpässen nicht möglich (z.B. bei Überlastung des Gleichrichters 3), wird eine individuelle Leistungsreduktion an den Ladepunkten 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 vom ersten Hardwarecontroller 81 als Anforderung an den (die) zweite(n) Hardwarecontroller(n) 82 (bzw. 82.1 - 82.4) gesendet.Every charging point 2.1 , 2.2 , 2.3 , 2.4 can be an independent voltage U3.1 , U3.2 , U3.3 or. U3.4 . generate and deliver an individual service accordingly. The desired voltage or power at the charging point 2.1 , 2.2 , 2.3 , 2.4 is transmitted from the corresponding consumers via the communications controller of the consumer to the second hardware controller (s) 82 (or 82.1-82.4). This (s) controls the corresponding second DC / DC converter 5.1 , 5.2 , 5.3 , 5.4 accordingly. In order to ensure that there is sufficient power in the overall system, the second hardware controller (s) 82 (or 82.1 - 82.4) give the requirements for the first hardware controller 81 further, which ensures that there is enough power for all charging points 2.1 , 2.2 , 2.3 , 2.4 is available. Is this not possible due to bottlenecks (e.g. if the rectifier is overloaded 3rd ), there will be an individual power reduction at the charging points 2.1 , 2.2 , 2.3 , 2.4 from the first hardware controller 81 sent as a request to the second hardware controller (s) 82 (or 82.1 - 82.4).

In einem Ausführungsbeispiel kann die Steuervorrichtung 8 eine Aufnahmevorrichtung (nicht gezeigt) aufweisen, die einen Füllstand einer Batterie des am Ladepunkt 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 zu ladenden Verbrauchers aufnimmt. Die Steuervorrichtung kann dazu konfiguriert sein, aus dem Füllstand die benötigte Leistung zum Laden des Verbrauchers herzuleiten. In einer weiteren Ausführungsform kann die Steuervorrichtung 8 eine Erfassungsvorrichtung aufweisen, die eine Spannung der Batterie des am Ladepunkt 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 zu ladenden Verbrauchers erfasst. Die Steuervorrichtung 8 kann daraus eine benötige Leistung zum Laden des Verbrauchers herleiten.In one embodiment, the control device 8th have a recording device (not shown) that shows the level of a battery at the charging point 2.1 , 2.2 , 2.3 , 2.4 loads to be charged. The control device can be configured to derive the power required to charge the consumer from the fill level. In a further embodiment, the control device 8th a detection device, the a voltage of the battery of the at the charging point 2.1 , 2.2 , 2.3 , 2.4 recorded consumer to be charged. The control device 8th can derive the power required to charge the consumer from this.

Bei diesem Verfahren kann eine benötigte Leistung zum Laden des Verbrauchers und/oder ein Füllstand einer Batterie des Verbrauchers an dem Ladepunkt 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 permanent erfasst werden, wobei aus dem Füllstand eine benötigte Leistung zum Laden des Verbrauchers hergeleitet wird.In this method, a required power for charging the consumer and / or a fill level of a battery of the consumer at the charging point 2.1 , 2.2 , 2.3 , 2.4 permanently recorded, with the required power for charging the consumer being derived from the level.

Beispielsweise kann die Ladeleistung durch die zweiten Gleichspannungswandler 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 während des laufenden Ladevorgangs reduziert werden, wenn der Füllstand der Batterie des am entsprechenden Ladepunkt 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 angeschlossenen Verbrauchers einen Schwellwert überschreitet, zum Beispiel 70% oder 80 % SoC.For example, the charging power through the second DC voltage converter 5.1 , 5.2 , 5.3 , 5.4 can be reduced during the ongoing charging process if the battery level is at the corresponding charging point 2.1 , 2.2 , 2.3 , 2.4 connected consumer exceeds a threshold value, for example 70% or 80% SoC.

Die Erfindung ermöglicht den skalierbaren modularen Aufbau der Ladestation 1 bzw. von Ladesäulen sowie die einfache dynamische Zuordnung maximaler Leistungsdaten zu einzelnen Ladepunkten 2.1, 2.2, 2.3, 2.4. Dies führt zu erheblichen Kosteneinsparungen beim Aufbau von Ladeinfrastruktur mit einer größeren Anzahl von Ladepunkten 2.1, 2.2, 2.3, 2.4. Der Vorteil der Lösung wird durch ein konsequent auf allen Ebenen eingesetztes modulares Konzept erreicht, was die Stückzahl der verwendeten Module erhöht und damit den Preis pro Stück reduziert. Außerdem kann auf ein Bauelementespektrum zugegriffen werden, welches für kleinere Leistungen des Massenmarktes in Preis und Fertigung optimiert ist und damit weitere Kostenvorteile bietet.The invention enables the scalable modular construction of the charging station 1 or of charging stations as well as the simple dynamic assignment of maximum performance data to individual charging points 2.1 , 2.2 , 2.3 , 2.4 . This leads to considerable cost savings when setting up a charging infrastructure with a larger number of charging points 2.1 , 2.2 , 2.3 , 2.4 . The advantage of the solution is achieved through a modular concept that is consistently used at all levels, which increases the number of modules used and thus reduces the price per unit. In addition, a range of components can be accessed, which is optimized in price and production for smaller services of the mass market and thus offers further cost advantages.

Darüber hinaus ermöglicht eine dynamische Zuordnung von Leistungsobergrenzen zu einzelnen Ladepunkten 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, dass die maximale Gesamtleitung der Ladeinfrastruktur geringer ausgelegt werden kann, da Batterien im oberen Füllstandsbereich (beispielsweise von mehr als 80% State-of-Charge (SoC)) weniger Leistung aufnehmen können, jedoch den Ladepunkt 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 weiterhin belegen. Die Zeit zum Erreichen von 100% SoC ist ungefähr genau so lang wie zum Erreichen von 80% SoC.In addition, it enables a dynamic assignment of upper performance limits to individual charging points 2.1 , 2.2 , 2.3 , 2.4 that the maximum overall power of the charging infrastructure can be designed to be lower, since batteries in the upper fill level range (e.g. more than 80% state-of-charge (SoC)) can consume less power, but the charging point 2.1 , 2.2 , 2.3 , 2.4 continue to occupy. The time to reach 100% SoC is roughly the same as to reach 80% SoC.

Für Flottenlösungen ergibt sich der Vorteil, dass mehrere Fahrzeuge gleichzeitig geladen werden können, wobei jedoch die Ladeleistung mittels eines Lastmanagements unter Berücksichtigung der skalierbaren Hardwarekomponenten dynamisch auf die Ladepunkte 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 verteilt werden kann.For fleet solutions there is the advantage that several vehicles can be charged at the same time, but the charging power is dynamically applied to the charging points by means of load management, taking into account the scalable hardware components 2.1 , 2.2 , 2.3 , 2.4 can be distributed.

Insgesamt kann durch die Erfindung die Ladeinfrastruktur sowohl preiswerter produzieren werden, da die Dimensionierung der Hardwarekomponenten pro Ladepunkt 2.1, 2.2, 2.3, 2.4sinkt. Darüber hinaus wird eine Skalierbarkeit erreicht, welche den Ausbau bestehender Anlagen vereinfacht, da je nach Anforderung nur die benötigten Hardwarekomponenten ergänzt werden müssen.Overall, the invention enables the charging infrastructure to be produced more cheaply, since the dimensioning of the hardware components per charging point 2.1 , 2.2 , 2.3 , 2.4 sinks. In addition, a scalability is achieved which simplifies the expansion of existing systems, since only the required hardware components have to be added depending on the requirements.

Es ist zu beachten, dass der Begriff „aufweisen“ andere Elemente oder Schritte nicht ausschließt. Auch Elemente, die in Verbindung mit verschiedenen Ausführungsformen beschrieben werden, können kombiniert werden. Es sei auch darauf hingewiesen, dass Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht so ausgelegt werden sollten, dass sie den Umfang der Ansprüche widerspiegeln.It should be noted that the term “having” does not exclude other elements or steps. Elements that are described in connection with various embodiments can also be combined. It should also be noted that any reference signs in the claims should not be construed as reflecting the scope of the claims.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
LadestationCharging station
2.12.1
LadepunktCharging point
2.22.2
LadepunktCharging point
2.32.3
LadepunktCharging point
2.42.4
LadepunktCharging point
33
GleichrichterRectifier
4.14.1
erster Gleichspannungswandlerfirst DC / DC converter
4.24.2
erster Gleichspannungswandlerfirst DC / DC converter
5.15.1
zweiter Gleichspannungswandlersecond DC / DC converter
5.25.2
zweiter Gleichspannungswandlersecond DC / DC converter
5.35.3
zweiter Gleichspannungswandlersecond DC / DC converter
5.45.4
zweiter Gleichspannungswandlersecond DC / DC converter
66th
erster Gleichspannungsbusfirst DC bus
77th
zweiter Gleichspannungsbussecond DC bus
88th
SteuervorrichtungControl device
8181
erster Hardwarecontrollerfirst hardware controller
8282
zweiter Hardwarecontrollersecond hardware controller
L1L1
WechselstromphaseAC phase
L2L2
WechselstromphaseAC phase
L3L3
WechselstromphaseAC phase
U1U1
erste Gleichspannungfirst DC voltage
U2.1U2.1
zweite Gleichspannungsecond DC voltage
U2.2U2.2
zweite Gleichspannungsecond DC voltage
U3.1U3.1
dritte Gleichspannungthird DC voltage
U3.2U3.2
dritte Gleichspannungthird DC voltage
U3.3U3.3
dritte Gleichspannungthird DC voltage
U3.4U3.4
dritte Gleichspannungthird DC voltage
MM.
MasseDimensions
200200
LadepunktCharging point
300300
GleichrichterRectifier
400400
GleichspannungswandlerDC-DC converter
600600
GleichspannungsbusDC bus
700700
RelaisanordnungRelay arrangement

Claims (8)

Ladestation (1) mit zumindest einem Ladepunkt (2.1 - 2.4), wobei die Ladestation (1) folgendes aufweist: zumindest einen Gleichrichter (3), der eine Wechselspannung zu einer ersten Gleichspannung (U1) gleichrichtet; zumindest einen ersten Gleichspannungswandler (4.1, 4.2), der die erste Gleichspannung (U1) zu einer zweiten Gleichspannung (U2.1, U2.2) wandelt, wobei zwischen der ersten Gleichspannung (U1) und der zweiten Gleichspannung (U2.1, U2.2) eine Potentialtrennung vorhanden ist; und eine Mehrzahl von zweiten Gleichspannungswandlern (5.1 - 5.4), die parallel an dem zumindest einen ersten Gleichspannungswandler (4.1, 4.2) angeschlossen sind und jeweils die zweite Gleichspannung (U2.1, U2.2) zu einer dritten Gleichspannung (U3.1 - U3.4) wandeln, wobei zwischen der zweiten Gleichspannung (U2.1, U2.2) und der dritten Gleichspannung (U3.1 - U3.4) keine Potentialtrennung vorhanden ist, und wobei die dritte Gleichspannung (U3.1 - U3.4) an dem zumindest einen Ladepunkt (2.1 - 2.4) abgreifbar ist.Charging station (1) with at least one charging point (2.1 - 2.4), the charging station (1) having the following: at least one rectifier (3) which rectifies an alternating voltage to a first direct voltage (U1); at least one first DC voltage converter (4.1, 4.2), which converts the first DC voltage (U1) to a second DC voltage (U2.1, U2.2), with between the first DC voltage (U1) and the second DC voltage (U2.1, U2 .2) there is electrical isolation; and a plurality of second DC voltage converters (5.1-5.4) which are connected in parallel to the at least one first DC voltage converter (4.1, 4.2) and each converts the second DC voltage (U2.1, U2.2) to a third DC voltage (U3.1-U3 .4), with no potential separation between the second direct voltage (U2.1, U2.2) and the third direct voltage (U3.1 - U3.4), and the third direct voltage (U3.1 - U3.4 ) at which at least one charging point (2.1 - 2.4) can be tapped. Ladestation (1) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei eine Mehrzahl von ersten Gleichspannungswandlern (4.1, 4.2) vorgesehen ist, die parallel an dem Gleichrichter (3) angeschlossen sind und die zweite Gleichspannung (U2.1, U2.2) jeweils zumindest zu einem Teil der zweiten Gleichspannungswandler (5.1 - 5.4) zuführen.Charging station (1) according to the preceding claim, wherein a plurality of first DC voltage converters (4.1, 4.2) are provided, which are connected in parallel to the rectifier (3) and the second DC voltage (U2.1, U2.2) each at least to one Feed part of the second DC voltage converter (5.1 - 5.4). Ladestation (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Gleichrichter (3) die erste Gleichspannung (U1) über einen Leistungsfaktorkorrekturfilter an einen ersten Gleichspannungsbus (6) abgibt, auf den der zumindest eine erste Gleichspannungswandler (4.1, 4.2) zugreift.Charging station (1) according to one of the preceding claims, wherein the rectifier (3) outputs the first DC voltage (U1) via a power factor correction filter to a first DC voltage bus (6), which is accessed by the at least one first DC voltage converter (4.1, 4.2). Ladestation (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der zumindest eine erste Gleichspannungswandler (4.1, 4.2) die zweite Gleichspannung (U2.1, U2.2) an einen zweiten Gleichspannungsbus (7) abgibt, auf den die zweiten Gleichspannungswandler (5.1 - 5.4) zugreifen.Charging station (1) according to one of the preceding claims, wherein the at least one first DC voltage converter (4.1, 4.2) delivers the second DC voltage (U2.1, U2.2) to a second DC voltage bus (7), which is accessed by the second DC voltage converter (5.1-5.4). Ladestation (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei jeweilige dritte Gleichspannungen (U3.1 - U3.4) von zumindest einem Teil der zweiten Gleichspannungswandler (5.1 - 5.4) zu verschiedenen Ladepunkten (2.1 - 2.4) zugeführt werden.Charging station (1) according to one of the preceding claims, wherein respective third DC voltages (U3.1 - U3.4) are fed from at least some of the second DC voltage converters (5.1-5.4) to different charging points (2.1-2.4). Ladestation (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, des Weiteren mit: einer Steuervorrichtung (8), die dazu konfiguriert ist, mit einer Kommunikationsvorrichtung eines an dem zumindest einen Ladepunkt (2.1 - 2.4) angeschlossenen Verbrauchers zu kommunizieren, der der Steuervorrichtung (8) einen Sollwert für die dritte Gleichspannung (U3.1 - U3.4), eine vom Verbraucher benötigte Leistung und/oder einen Füllstand einer Batterie des Verbrauchers übermittelt, wobei die Steuervorrichtung (8) dazu konfiguriert ist, aus dem Füllstand eine benötigte Leistung zum Laden des Verbrauchers herzuleiten, wobei die Steuervorrichtung (8) die von dem zumindest einen ersten Gleichspannungswandler (4.1, 4.2) abgegebene zweite Gleichspannung (U2.1, U2.2) und/oder die von den zweiten Gleichspannungswandlern (5.1 - 5.4) abgegebene dritte Gleichspannung (U3.1 - U3.4) regelt, um den Sollwert für die dritte Gleichspannung (U3.1 - U3.4) und/oder die benötigte Leistung bereitzustellen.Charging station (1) according to one of the preceding claims, further comprising: a control device (8) which is configured to communicate with a communication device of a consumer connected to the at least one charging point (2.1 - 2.4), which supplies the control device (8) with a setpoint value for the third direct voltage (U3.1 - U3.4 ), a power required by the consumer and / or a fill level of a battery of the consumer is transmitted, the control device (8) being configured to derive a power required for charging the consumer from the fill level, wherein the control device (8) the second direct voltage (U2.1, U2.2) output by the at least one first direct voltage converter (4.1, 4.2) and / or the third direct voltage (U3.1 - U3.4) regulates in order to provide the setpoint for the third direct voltage (U3.1 - U3.4) and / or the required power. Ladestation (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zweiten Gleichspannungswandler (5.1 - 5.4) jeweils einen Isolationswächter aufweisen.Charging station (1) according to one of the preceding claims, wherein the second DC voltage converters (5.1-5.4) each have an insulation monitor. Verfahren zum Laden eines Verbrauchers an einem Ladepunkt (2.1 - 2.4) einer Ladestation (1), wobei die Ladestation (1) folgendes aufweist: zumindest einen Gleichrichter (3), der eine Wechselspannung zu einer ersten Gleichspannung (U1) gleichrichtet; zumindest einen ersten Gleichspannungswandler (4.1, 4.2), der die erste Gleichspannung (U1) zu einer zweiten Gleichspannung (U2.1, U2.2) wandelt, wobei zwischen der ersten Gleichspannung (U1) und der zweiten Gleichspannung (U2.1, U2.2) eine Potentialtrennung vorhanden ist; und eine Mehrzahl von zweiten Gleichspannungswandlern (5.1 - 5.4), die parallel an dem zumindest einen ersten Gleichspannungswandler (4.1, 4.2) angeschlossen sind und jeweils die zweite Gleichspannung (U2.1, U2.2) zu einer dritten Gleichspannung (U3.1 - U3.4) wandeln, wobei zwischen der zweiten Gleichspannung (U2.1, U2.2) und der dritten Gleichspannung (U3.1 - U3.4) keine Potentialtrennung vorhanden ist, und wobei die dritte Gleichspannung (U3.1 - U3.4) an dem zumindest einen Ladepunkt (2.1 - 2.4) abgreifbar ist; wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Aufnehmen eines Sollwerts für die dritte Gleichspannung (U3.1 - U3.4), einer benötigten Leistung zum Laden des Verbrauchers oder eines Füllstands einer Batterie des Verbrauchers an dem Ladepunkt (2.1 - 2.4), wobei aus dem Füllstand eine benötigte Leistung zum Laden des Verbrauchers hergeleitet wird; und Regeln der von dem zumindest einen ersten Gleichspannungswandler (4.1, 4.2) abgegebenen zweiten Gleichspannung (U2.1, U2.2) und/oder der von den zweiten Gleichspannungswandlern (5.1 - 5.4) abgegebenen dritten Gleichspannungen (U3.1 - U3.4), um den Sollwert für die dritte Gleichspannung (U3.1 - U3.4) und/oder die benötigte Leistung zu erreichen.Method for charging a consumer at a charging point (2.1-2.4) of a charging station (1), the charging station (1) having the following: at least one rectifier (3) which rectifies an alternating voltage to a first direct voltage (U1); at least one first DC voltage converter (4.1, 4.2), which converts the first DC voltage (U1) to a second DC voltage (U2.1, U2.2), with between the first DC voltage (U1) and the second DC voltage (U2.1, U2 .2) there is electrical isolation; and a plurality of second DC voltage converters (5.1-5.4) which are connected in parallel to the at least one first DC voltage converter (4.1, 4.2) and each converts the second DC voltage (U2.1, U2.2) to a third DC voltage (U3.1 - U3.4), with no potential separation between the second DC voltage (U2.1, U2.2) and the third DC voltage (U3.1 - U3.4), and the third DC voltage (U3.1 - U3. 4) at which at least one charging point (2.1-2.4) can be tapped; the method comprising the steps of: Recording a setpoint for the third DC voltage (U3.1 - U3.4), a required power for charging the consumer or a level of a battery of the consumer at the charging point (2.1 - 2.4), with a required power for charging the Consumer is derived; and Regulation of the second direct voltage (U2.1, U2.2) output by the at least one first direct voltage converter (4.1, 4.2) and / or the third direct voltage (U3.1 - U3.4) output by the second direct voltage converters (5.1-5.4) to achieve the setpoint for the third DC voltage (U3.1 - U3.4) and / or the required power.
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