JP5559364B2

JP5559364B2 - バッテリーを充電するための能力を備えた電気プラント

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Publication number: JP5559364B2
Application number: JP2012554223A
Authority: JP
Inventors: デメトリアデス、ゲオルギオス; パパステルギオウ、コンスタンティノス; サンニノ、アンブラ
Original assignee: Abb Research Ltd
Current assignee: Abb Research Ltd
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2010-02-23
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2030-02-23
Also published as: KR101473544B1; KR20120130236A; RU2520918C2; CA2791124C; CA2791124A1; RU2012140444A; CN102859826A; EP2539987B1; WO2011103911A1; JP2013520951A; BR112012021253A2; CN102859826B; EP2539987A1; US20130009591A1

Description

本発明は、例えば電動式車両のための、特に電気自動車のための、バッテリーを充電するための能力を備えた電気プラントに係る。

本発明は、バッテリーを充電するための能力を備えた電気プラントに向けられているが、そのような電気プラントは、同様に、他の主要な用途を有していても良く、そして、たとえそれが可能であっても、恐らくは、バッテリーを充電するために全く使用されないこともある。しかしながら、電動式車両のための、バッテリーを充電するための能力を備えた、そのような電気プラントの場合が、特に電気自動車の場合が、この中で説明され、その狙いは、本発明及びそれにより解決される問題を明確にすることにあるが、ここで、本発明を制限することは決してない。

気象についての議論の量の増大に起因して、大半の自動車製造者は、今や、ゼロ・エミッションのモビリティを促進している。このゼロ・エミッションのモビリティは、とりわけ米国及びＥＵの政府により支持され、それらの政府は、電動式車両技術を向上させるための公共のファンド、及びそのような車両のための充電インフラストラクチャーに、投資している。このようにして、電動式車両のためのバッテリーを充電するための能力を備え、且つ、急速に増大する数の電動式車両充電を効率良く行うためにデザインされた、電気プラントを供給することに対する急速に増大するニーズがある。そのような電動式車両のためのバッテリーを充電するとき、直列におよび／または並列に接続された複数のバッテリーのアセンブリまたはパッケージが、同時に充電されることになる。

このタイプの電気プラントは、例えば、EP 1 61 0 436 A1 及び WO 2009/131336 A2 により、既に知られていて、それらは、両者とも、直列に接続されたバッテリーを充電するようにデザインされた電気プラントを開示している。しかしながら、例えば、効率、動作の信頼性、能力などに関して、そのようなプラントを改善するための進行中の試みも、当然に存在している。

欧州特許出願公開第 EP 1 61 0 436 A1 号明細書国際公開第 WO 2009/131336 A2 号明細書独国特許出願公開第 DE 101 03 031 A1 号明細書国際公開第 WO 2007/023064 A1 号明細書

本発明の目的は、導入部の中で規定されたタイプの電気プラントであって、少なくとも一部のアスペクトにおいて、既に知られているそのようなプラントに対して改善された電気プラントを提供することにある。

この目的は、本発明に基づいて、以下の特徴を備えたそのようなプラントを提供することにより、実現される：
− このプラントは、電力を伝達するためのプラントであって、電圧源コンバータと；コンバータの交流電圧側に接続された交流電圧ネットワークと；コンバータの直流電圧側に接続された直流電圧部分と；を有し、ここで、電圧源コンバータは、コンバータの前記直流電圧側の反対側の極に接続され且つ直列のスイッチング・セルを有する、少なくとも一つのフェーズ脚を有していて、各前記スイッチング・セルは、一方では、ターン・オフ・タイプの半導体デバイス及びそれに並列に接続されたフリーホイーリング・ダイオードをそれぞれ有し、且つ直列に接続された、少なくとも二つの半導体アセンブリを有し、またもう一方では、少なくとも一つのエネルギー貯蔵キャパシタ、並びに、スイッチング・セルの前記直列接続体の中でセルを隣のセルに接続する二つの端子を有している。

スイッチング・セルの前記直列接続体の中央点は、前記コンバータの前記交流電圧側に接続されたフェーズ出力を形成し、ここで、前記コンバータは、各スイッチング・セルの前記半導体デバイスをコントロールするように構成された装置を有していて、それによって、各前記スイッチング・セルは、二つのスイッチング状態、即ち第一のスイッチング状態及び第二のスイッチング状態の内の一つを取るようになり、ここで、前記少なくとも一つのエネルギー貯蔵キャパシタを横切る電圧及びゼロ電圧は、前記フェーズ出力で決定された交流電圧を得るために、それぞれ、前記スイッチング・セルの前記二つの端子を横切って供給される。

− 前記スイッチング・セルの少なくとも一つには、少なくとも一つのバッテリーをその前記少なくとも一つのキャパシタに並列に接続するように構成された手段が設けられる。
− 前記コントロール装置は、前記少なくとも一つのスイッチング・セルに接続された前記少なくとも一つのバッテリーの充電状態に影響を与えるように、前記コントロールを実行することが可能であるように構成されている。

“交流電圧ネットワーク”との表現は、ここで、広い意味で解釈されるべきであり、数人の交流電力の消費者へのローカルな接続から、高電圧の交流電力の分配または伝送のための電力ネットワークまでの範囲をカバーしている。

従って、本発明は、バッテリーを充電するための能力を有する電気プラントにおいて、例えば、DE 101 03 031 A1 及び WO 2007/023064 A1 により、知られたタイプの電圧源コンバータを使用する可能性及びその優位性の理解に基づいている。このタイプの電圧源コンバータは、大電力が伝送されるとき、これはまた、高電圧が取り扱われると言うことを意味しているので、直流電圧を交流電圧に変換するため及び交流電圧を直流電圧に変換するために、使用することが特に興味深く、そして、前記コンバータの直流電圧側の電圧は、前記スイッチング・セルの前記エネルギー貯蔵キャパシタを横切る電圧により決定される。これは、多数の半導体デバイス（即ち、前記半導体アセンブリ）が各スイッチング・セルの中で直列に接続されるために、かなり多数のそのようなスイッチング・セルが直列に接続されると言うことを意味していて、このタイプの電圧源コンバータは、前記フェーズ脚の中のスイッチング・セルの数がかなり多いときに、特に興味深い。

直列に接続された多数のそのようなスイッチング・セルは、これらのスイッチング・セルをコントロールして、前記第一のスイッチング状態と第二のスイッチング状態との間で切り替えることことが可能であると言うこと、従って、既に前記フェーズ出力で、正弦電圧に非常に近い交流電圧を得ることが可能であると言うこと、を意味している。その場合、これは、その場合に他の既知の電圧源コンバータにおいて典型的に使用されている、大幅に低い切替周波数により、既に得られていることがある。これは、大幅に低い損失を得ることを可能にし、そしてまた、フィルタリング及び高調波電流及び混信の問題をかなり減少させ、それによって、設備のコストが、それ故に、低く抑えられるようになることがある。

従って、そのような電圧源コンバータをそのように利用することに多数の優位性があり、そして、このタイプの電圧源コンバータが、シンプルな手段により、従って、かなり低いコストで、バッテリーを充電するために使用されることがあると言うことを、本願発明者等は見出した。少なくとも一つのバッテリーの、そのキャパシタと並列の前記スイッチング・セルへの接続のお陰で、前記コントロール装置により、実行されるコントロールを容易に調整することが、可能になり、それによって、前記少なくとも一つのバッテリーの充電状態が変更されることになる。このようにして、その場合、そのようなコントロールにより、バッテリー完全にまたは部分的に充電することまたは放電させることの両方が可能になる。

更にまた、電力の伝送に関して満足すべき、並びにバッテリーを充電するための、他の既知の任務を有することがある電気プラントを使用することが可能である。

本発明の実施形態によれば、前記プラントは、前記少なくとも一つのキャパシタに対して並列に接続される、前記少なくとも一つのバッテリーの電圧レベルを決定し、それについての情報をコントロール装置に送るように構成された手段を有している。前記コントロール装置は、前記バッテリーを横切る電圧と実質的に同じ、前記キャパシタを横切る電圧を得るように、前記コントロールを実行するように構成されている。前記接続手段は、前記少なくとも一つのバッテリーの、前記キャパシタと並列の接続を、前記コントロール装置が、前記バッテリーを横切る電圧と実質的に同じ、前記キャパシタを横切る電圧が得られるまで、遅延させるように構成されている。充電される少なくとも一つのバッテリーの、前記スイッチング・セルへの接続が、前記キャパシタを横切る電圧を前記バッテリーを横切る電圧に調整するように、前記コントロール装置で適切にコントロールすることより、これにより、容易に得られることがある。

本発明の他の実施形態によれば、前記コントロール装置は、前記コントロールを実行することにより、前記バッテリーの、前記少なくとも一つのキャパシタと並列の前記接続の後に、前記少なくとも一つのバッテリーを充電するように構成され、それによって、キャパシタと並列の前記バッテリーへの充電電流の流れを得るために、前記キャパシタを横切る電圧が、次第に増大される。見出されたところによれば、前記バッテリー充電は、プラントのコントロール装置のそのような構成により、容易にまた信頼性高くコントロールされ、且つ効率良く実行されることがある。

本発明の他の実施形態によれば、前記コントロール装置は、前記少なくとも一つのバッテリーを、前記コントロールを実行するように構成された前記スイッチング・セルから切り離すためのものであって、それにより、前記少なくとも一つのキャパシタを横切る電圧が、前記バッテリーを横切る電圧と実質的に同一になって、充電電流が流れず、前記接続手段は、これが得られたとき、前記少なくとも一つのバッテリーの、前記スイッチング・セルからの切り離しを可能にするように構成される。これらの特徴は、バッテリーが完全に充電されたときなどのような、それが望まれるときに、前記少なくとも一つのバッテリーの、前記スイッチング・セルからの円滑な切り離しを可能にする。

本発明の他の実施形態によれば、前記接続手段は、互いに並列におよび／または直列に接続された複数のバッテリーのアセンブリを、前記少なくとも一つのスイッチング・セルの前記少なくとも一つのキャパシタと並列に、接続するように構成され、前記コントロール装置は、前記スイッチング・セルに接続されたバッテリーの前記アセンブリの充電状態に影響を与えるように、前記コントロールを実行することが可能であるように構成される。複数のバッテリーのそのようなアセンブリを、前記少なくとも一つのスイッチング・セルの前記キャパシタと並列に接続することにより、例えば、電気自動車のなどのような、電動式車両の中に配置されたバッテリーのアセンブリを、このアセンブリをプラントのスイッチング・セルに接続することにより、車両の推進のために、充電することが可能になる。

本発明の他の実施形態によれば、コンバータの複数の前記スイッチング・セルに、例えば全てのスイッチング・セルに、前記接続手段が設けられ、それが意味するところは、その場合には、複数のスイッチング・セルが、そのようなスイッチング・セルにそれぞれ接続された、少なくとも一つのバッテリーの充電状態に影響を与えるために、同時に使用されても良く、それによって、例えば、電動式車両のバッテリー・アセンブリの充電の場合に、多数の電動式車両のそのようなアセンブリが、電気プラントにより同時に充電されるようになることがあると言うことである。

本発明の他の実施形態によれば、コンバータは、スイッチング・セルの前記直列接続体の中で、スイッチング・セルのバイパスを可能にする手段を有していて、前記コントロール装置は、前記バイパス手段をコントロールして、スイッチング・セルを随意にバイパスするように構成されている。それが意味するところは、コンバータのレベルの数が、バッテリーの充電状態に影響を与えるために、またはコンバータの直流電圧側と交流電圧側との間で電力を伝送するために、支配的なニーズに依存して変更されても良いと言うことである。

本発明の他の実施形態によれば、前記コントロール装置は、スイッチング・セルの前記半導体デバイスの前記コントロールを実行するように構成され、それによって、少なくとも一つの前記バッテリーを充電する際に、この充電のための電気的なエネルギーの少なくとも一部が、前記交流電圧ネットワークから前記バッテリーに供給されるようになる。前記コントロール装置は、前記バッテリーを充電するために、交流電圧ネットワークからの電力を利用する、そのようなコントロールを容易に実行するようにデザインされても良い。

本発明の他の実施形態によれば、前記直流電圧部分は、風力または太陽光エネルギー・パワーなどのような、前記コンバータの前記直流電圧側に接続された再生可能エネルギー源を利用する少なくとも一つの発電機を有している。その場合、前記電圧源コンバータの近くに、従って、前記少なくとも一つのバッテリー位置の近くに、一つまたは幾つかの幾つかの風力タービンおよび／または太陽光エネルギー・パネルを配置することが可能であっても良く、それによって、例えば、ローカルな再生可能エネルギー源を備えた電動式車両充電ステイションが、もたらされるようになることがある。その場合、時折生ずることがある風力エネルギーの過剰分の一部を蓄えるために、前記電圧源コンバータに接続されたバッテリーを使用することも可能である。同じことは、太陽光エネルギー・パネルに対しても言える。太陽光エネルギー・パネルは、これにより、スイッチング・セルに接続された前記バッテリーの中へエネルギーを貯蔵することにより、夜間においても、エネルギーを供給しても良い。

最後に挙げた実施形態の更なる発展を構成する本発明の他の実施形態によれば、前記コントロール装置は、コンバータの前記直流電圧側から、少なくとも一つの前記バッテリーを充電するために、電気的なエネルギーの少なくとも一部を供給するために、前記コントロールを実行するように構成される。

本発明の他の実施形態によれば、前記コントロール装置は、前記コンバータに到達する電気的なエネルギーの少なくとも一部を、その直流電圧側の前記少なくとも一つの発電機から、前記交流電圧ネットワークへ供給するように、前記コントロールを実行するように構成される。このようにして、望まれるときに、そしてまた、電力の過剰分が発生したときに、直流電圧側で発生した電気的なエネルギーが、前記コンバータに接続されたバッテリーを充電するために使用されても良く、その場合、その電力の一部が、交流電圧ネットワークに供給されても良い。前記直流電圧側及び交流電圧ネットワークからの、電力の任意のタイプの組み合わせは、バッテリーを充電するために使用されても良い。

本発明の他の実施形態によれば、前記コンバータは、コントロール装置が前記コントロールを実行することを可能にするために少なくとも一つの前記スイッチング・セルに接続された、充電された、少なくとも一つの前記バッテリーを有するように構成され、それによって、コンバータは、コンバータのそちら側への電力の供給の中断の際に、コンバータの直流電圧側にまたは交流電圧側に電気的なエネルギーを供給するための無停電電源（ＵＰＳ：Uninterrupted power Supply）として機能するようになる。このようにして、本発明に基づく電気プラントは、前記バッテリーの充電状態に影響を与えるようにコントロールを実行する可能性のお陰で、無停電電源（ＵＰＳ）機能をもたらすために使用されても良い。

本発明の他の実施形態によれば、前記直流電圧側部分は、自由にハンギングされたキャパシタから構成され、コンバータの前記コントロール装置は、静的無効電力補償装置（ＳＶＣ：Static Var Compensator）としての前記コンバータの動作を得るように、前記コントロールを実行することが可能であるように構成される。従って、バッテリーを充電するための能力を有する、本発明に基づく電気プラントは、依然として無効電力の補償のために使用されても良い。

本発明の他の実施形態によれば、そのキャパシタに対して並列に接続された少なくとも一つのバッテリーを有するように構成された、コンバータの前記少なくとも一つのスイッチング・セルは、前記少なくとも一つのバッテリーが完全に充電されているときに、前記少なくとも一つのキャパシタを横切って、従って、それに対して並列の前記少なくとも一つのバッテリーを横切って、１０Ｖ〜１０ｋＶの電圧を有するように、特に１００Ｖ〜１ｋＶの電圧を有するように構成されている。既に述べたように、前記少なくとも一つのバッテリーは、唯一つのバッテリーであっても、あるいは、互いに並列におよび／または直列に接続されたそのようなバッテリーのアセンブリであっても良く、例えば、次のように言うことができる、即ち、電気自動車において、そのようなバッテリー・パッケージを横切る典型的なトータル電圧は、５００Ｖであっても良く、そして、充電電流は、その場合、例えば４０Ａであっても良く、それが意味することは、前記コンバータのスイッチング・セルの充電電力が２０ｋＷのオーダーであると言うことである。

本発明の他の実施形態によれば、前記コンバータは、三つの前記フェーズ脚を有していて、前記交流電圧ネットワークは、三相の交流電圧ネットワークである。

本発明はまた、自動車などのような、その添付された独立請求項に基づく、電動式またはハイブリッド車両の推進のために使用されるバッテリーを充電するためのステイションに係る。本発明に基づくそのようなステイション、及び、従属するバッテリー充電ステイションの請求項の中で規定されているその実施形態の、好ましい特徴及び優位性は、本発明に基づく電気プラントの、上記の議論から明らかである。

本発明はまた、以上において規定された、バッテリーを充電するための、特に、自動車などのような、電動式またはハイブリッド車両の推進のために使用されるバッテリーを充電するための、電圧源コンバータを有する電力を伝達するためのプラントの使用に係り、それは、先に挙げた理由のために、電力を伝達するための、正にそのようなプラントの好ましい使用である。

本発明の、更なる優位性並びに好ましい特徴は、以下の説明から明らかになるであろう。

図１は、本発明に基づく電気プラントの一般的な構成を示す非常に簡略化された図である。図２は、本発明に基づく電気プラントの非常に簡略化された図である。図３は、本発明に基づくプラントのスイッチング・セルを示す図である。図４は、前記スイッチング・セルに接続された、充電されるバッテリーを備えた、図３に対応する図である。図５は、本発明に基づく電気プラントの中のスイッチング・セルの代替形態のデザインの、図３に対応する図である。図６は、どのようにして、バッテリーのアセンブリが、電気プラントのスイッチング・セルに接続されても良いかについて示す、図４に対応する図である。図７は、本発明に基づく電気自動車充電ステイション一般的な構成を示す非常に簡略化された図である。

次に、添付された図面を参照しながら、例として挙げられた本発明の実施形態についての具体的な説明が行われる。

ここで、本発明の実施形態が説明され、本発明の電気プラント、電動式またはハイブリッド車両の推進のために使用されるバッテリーを充電するためのステイション、並びに、バッテリーを充電するための電力を伝達するためのプラントの使用が説明される。しかしながら、本発明は、これらとは異なる形態で実施化されても良く、ここで説明された代表的な実施形態のみに制限されるとして解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、この開示が徹底的且つ完全になるように、そして、本発明のコンセプトを当業者に完全に伝えることになるように、提供されている。

例えば電動式車両などのための、特に電気自動車のための、バッテリーを充電するための能力を備えた、電気プラントの一般的な構成が、図１の中に概略的に描かれている。この電気プラントは、電圧源コンバータ１を有していて、この電源圧コンバータは、コンバータの直流電圧部分７の対向した極５，６に接続された三本のフェーズ脚２〜４を有している。この電気プラントは、無効電力補償のためのＳＶＣとしてコンバータが使用されたときの、自由にハンギングされたキャパシタなどのような、異なる構成を有していても良く、あるいは、図２及び７を参照しながら、以下において説明されるものなどのような、何れか他の考えられ得る構成を有していても良い。

各フェーズ脚は、複数の（この場合においては１０個の）ボックスにより示された、直列のスイッチング・セル８を有していて、この直列は、コンバータの交流電圧側に接続されたフェーズ出力を形成する中央点１１〜１３により分離された、二つの等しい部分、即ち、上部バルブ・ブランチ９及び下部バルブ・ブランチ１０に分割されている。フェーズ出力１１〜１３は、三相交流電圧ネットワーク１４に接続された変圧器を通っても良い。フィルタリング設備もまた、前記交流電圧側での交流電圧の形状を改善するために、前記交流電圧側に配置されている。

コントロール装置１５は、スイッチング・セル８をコントロールするために、従って、コンバータをコントロールするために、配置されていて、直流電圧を交流電圧に及びその反対方向に変換する。

この電気プラントの中の電圧源コンバータは、スイッチング・セル８を有していて、このスイッチング・セルは、一方では、ターン・オフ・タイプの半導体デバイス１８，１９及びそれに並列に接続されたフリーホイーリング・ダイオード２０，２１をそれぞれ備えた少なくとも二つの半導体アセンブリ１６，１７（図３を参照方）を有するタイプであり、またもう一方では、少なくとも一つのエネルギー貯蔵キャパシタ２２を有するタイプであり、そして、そのようなスイッチング・セルの二つの例が、図３及び図５の中に示されている。スイッチング・セルの端子２３，２４は、フェーズ脚を形成する直列のスイッチング・セルの中で、隣接するスイッチング・セルに接続されるように構成されている。半導体デバイス１８，１９は、この場合には、ダイオード２０，２１に対して並列に接続されたＩＧＢＴである。唯一つの半導体デバイス及び一つのダイオードが、アセンブリ毎に示されているが、これらは、アセンブリを通る電流の流れを分け合うための、並列に接続された多数の半導体デバイス及びダイオードを、それぞれ代表していても良い。

一つの端子２３が、二つの半導体アセンブリの間の中央点に接続されている。他の端子２４は、エネルギー貯蔵キャパシタ２２に接続され、図３の実施形態においては、その一方の側に、また、図５に基づく実施形態においては、その他の側に接続されている。留意すべきことは、各半導体デバイス及び各ダイオードは、図３〜６の中に示されているように、取り扱われるべき電圧を取り扱うことが可能になるように、直列に接続された一つよりも多いものであっても良く、そして、そのように直列に接続された半導体デバイスは、その場合、単一の半導体デバイスとして振舞うように、同時にコントロールされても良いと言うことである。

図３の中及び図５の中に示されたスイッチング・セルは、ａ）第一のスイッチング状態、及び、ｂ）第二のスイッチング状態の内の一つを得るためコントロールされても良く、ここで、ａ）に対してはキャパシタ２２を横切る電圧、また、ｂ）に対してはゼロ電圧が、端子２３，２４を横切って印加される。図３の中の第一の状態を得るために、半導体デバイス１８がオンにされ、半導体デバイス１９がオフにされ、また、図５に基づく実施形態において、半導体デバイス１９がオンにされ、半導体デバイス１８がオフにされる。これらのスイッチング・セルは、半導体デバイスの状態を変更することにより、第二の状態に切り替えられ、それによって、図３に基づく実施形態においては、半導体デバイス１８がオフにされ、半導体デバイス１９がオンにされ、また、図５に基づく実施形態においては、半導体デバイス１９がオフにされ、半導体デバイス１８がオンにされようになる。

このようにして、コントロール装置１５は、直流電圧を交流電圧に、そしてまた、ぞの反対方向に変換するためのスイッチング・セルの半導体デバイス、コンバータを通る電力の流れの方向、並びに、それぞれのスイッチング・セルのキャパシタの充電状態を、それぞれのスイッチング・セルの二つの前記状態の間で切り替えるための前記半導体デバイスをコントロールすることにより、コントロールするように構成されている。

これまでに記載された電気プラントは、既に知られている。しかしながら、本発明に基づく電気プラントには、更に、バッテリーを充電するための能力が設けられ、それは、スイッチング・セルの少なくとも一つに、この例ではその全てに、少なくとも一つのバッテリー２６を、スイッチング・セルの前記少なくとも一つのキャパシタ２２と並列に接続するように構成された手段２５を設けることにより、実現される。コントロール装置１５は、スイッチング・セルの半導体デバイスの前記コントロールを実行して、前記少なくとも一つのスイッチング・セルに接続された前記少なくとも一つのバッテリーの充電状態に影響を与えることが可能であるように構成されている。“充電状態に影響を与える”との表現は、前記スイッチング・セルに接続されたバッテリーの充電または放電であっても良い。

図２は、本発明の一つの可能性のある実施形態による、電気プラントを示していて、ここで、コンバータの唯一本のフェーズ脚が示されているが、これは、典型的に、三相の交流電圧ネットワークに接続するための、三本のフェーズ脚を有していても良い。ここには、直流電圧部分７が、風力及び太陽光エネルギー電力の形態の再生可能エネルギー源をそれぞれ利用する発電機２７，２８を、どのように有しているかについて示されている。風力を生成する場合には、発電機は、ＡＣ／ＤＣコンバータ（示されていない）を通して、コンバータの直流電圧側７に接続されることになり、好ましくは、ＤＣ／ＤＣコンバータが、太陽光エネルギー・パネルを電圧源コンバータの前記直流電圧側に接続するために使用される。

コントロール装置１５は、図２に基づくプラントにおいて、再生可能エネルギー源２７，２８から交流電圧ネットワーク１４へ、交流電圧ネットワーク１４からバッテリー２６へ、再生可能エネルギー源２７，２８からバッテリー２６へ、バッテリー２６から交流電圧ネットワーク１４へ、電力を伝送するのために、またはこれらのエネルギー伝送の混合形態を実現するために、スイッチング・セル８の半導体デバイスのコントロールを実行しても良い。

次に、バッテリーを充電するためのコントロールが、図３〜６を参照しながら説明される。図５の中のみに、プラントが、前記キャパシタ２２と並列に接続される前記少なくとも一つのバッテリー電圧レベルを決定して、それに関する情報をコントロール装置１５に送るように構成された手段２９を、どのように有しているかについて、示されている。そのような手段２９は、図３，４及び６には、これらの図を簡潔にするために、示されていなかった。このコントロール装置１５は、前記バッテリーを横切る電圧と実質的に同じ、前記キャパシタを横切る電圧を得るように、プラントのスイッチング・セルの半導体デバイスのコントロールを実行するように構成されている。

図５の中には、手段３０が、前記キャパシタを横切る電圧を測定して、それについての情報をコントロール装置１５に送るために配置されることが、示されている。接続手段２５は、スイッチ３１を有していて、このスイッチは、前記キャパシタと並列の前記キャパシタの接続が、コントロール装置１５がバッテリーを横切る電圧と実質的に同じキャパシタを横切る電圧を得るまで、遅延されるように構成されている。

図４は、その場合に、どのようにバッテリーが接続されるかについて示している。コントロール装置は、電圧源コンバータのスイッチング・セルのコントロールを実行することにより、前記接続の後にバッテリー２６を充電するように構成され、それによって、キャパシタ２２を横切る電圧は、キャパシタと並列の、充電電流のバッテリーへの流れを得るために、次第に増大される。

更にまた、前記少なくとも一つのバッテリーを前記スイッチング・セルから切り離すために、コントロール装置１５は、電圧源コンバータのスイッチング・セルの半導体デバイスのコントロールを実行するように構成され、それによって、前記少なくとも一つのキャパシタを横切る電圧が、前記バッテリーを横切る電圧と実質的に同一になって、充電電流が流れないようになり、また、接続手段は、これが得られたとき、前記少なくとも一つのバッテリーの、スイッチング・セルからの切り離しを可能にするように構成されている。図６の中には、コントロール装置により実行される対応するコントロールにより、これらのバッテリーの充電状態を変更するために、互いに並列に及び直列に接続された複数のバッテリーのアセンブリ３２が、どのようにして、スイッチング・セルのキャパシタ２２に対して並列に接続されるかについて示されている。

電圧源コンバータは、直列のスイッチング・セルの中でスイッチング・セルをバイパスすることを可能にする手段を有していて、コントロール装置１５は、前記バイパス手段をコントロールして、スイッチング・セルを随意にバイパスするように構成され、また、このバイパス手段は、図３の中に示された実施形態において、シンプルに半導体デバイス１９により形成されても良い。

本発明の実施形態に基づく、自動車などのような、電動式またはハイブリッド車両の推進のために使用されるバッテリーを充電するためのステイションが、図７の中に概略的に示されている。電気自動車が、それぞれ、その充電されたバッテリーのアセンブリを有するために、どのように前記スイッチング・セルに接続されても良いかについて、示されている。前記アセンブリは、典型的に、それを横切って５００Ｖの電圧を有していても良く、バッテリーは、典型的に４０Ａの充電電流を受け入れても良く、それによって、プラントは、その場合に、前記スイッチング・セル８を通って、ここに接続された自動車３３の前記アセンブリへ、２０ｋＷを供給するしても良い。太陽光エネルギー・パネル２８が、どのように、前記ステイションの中にローカルに配置されても良いかについて示されていて、これらは、この直流電圧部分の電圧を増大させるために、従って、直列に接続されても良いスイッチング・セル８の数を増大させるために、ＤＣ／ＤＣ-コンバータ３４を通って、電圧源コンバータ１の直流電圧側７に接続されても良く、それによって、多数の自動車が同時に充電されても良いようになる。スイッチング・セルの数、従って、ステイションの中の充電側の数は、これにより、１００のオーダーであっても良い。

本発明は、もちろん、以上において説明された実施形態のみに限定されることは、決してなく、むしろ、添付された請求項の中に規定された本発明の範囲から逸脱することなく、その変形についての多くの可能性があることが、当業者にとって明らかであろう。

本発明に基づく電気プラントの電圧源コンバータのスイッチング・セルの全てに、必ずしも、そこにバッテリーを接続するための手段が設けられる必要はない。

本発明に基づくプラントを、日中には、太陽光エネルギー・パネルから供給される電力により、スイッチング・セルに接続するバッテリーを充電するために、そして、夜間には、これらのバッテリーを放電させることにより、エネルギーを交流電圧ネットワーク１４に供給するために、使用することは、もちろん十分に可能である
以下に、本出願時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[１] 電動式車両などのための、特に電気自動車のための、バッテリーを充電するための能力を備えた電気プラントであって、
− 当該電気プラントは、電力を伝達するためのプラントであって、電圧源コンバータ（１）と、電圧源コンバータの交流電圧側に接続された交流電圧ネットワーク（１４）と、電圧源コンバータの直流電圧側に接続された直流電圧部分（７）と、を有し、
この電圧源コンバータは、電圧源コンバータの前記直流電圧側の反対側の極（５，６）に接続され且つスイッチング・セル（８）の直列接続体を有する、少なくとも一つのフェーズ脚（２〜４）を有していて、
前記スイッチング・セルはそれぞれ、一方では、ターン・オフ・タイプの半導体デバイス（１８，１９）及びそれに並列に接続されたフリーホイーリング・ダイオード（２０，２１）をそれぞれ有し、且つ直列に接続された、少なくとも二つの半導体アセンブリ（１６，１７）を有し、またもう一方では、少なくとも一つのエネルギー貯蔵キャパシタ（２２）、並びに、スイッチング・セル（８）の前記直列接続体の中でセルを隣のセルに接続する二つの端子（２３，２４）を有し、
スイッチング・セル（８）の前記直列接続体の中央点（１１〜１３）が、電圧源コンバータの前記交流電圧側に接続されたフェーズ出力を形成し、
ここで、電圧源コンバータは、各前記スイッチング・セルが、二つのスイッチング状態、即ち第一のスイッチング状態及び第二のスイッチング状態の内の一つを取るように、各スイッチング・セルの前記半導体デバイスをコントロールするように構成された装置（１５）を有し、
ここで、前記少なくとも一つのエネルギー貯蔵キャパシタを横切る電圧及びゼロ電圧は、前記フェーズ出力で決定された交流電圧を得るために、それぞれ、スイッチング・セルの前記二つの端子（２３，２４）を横切って供給され、
− 前記スイッチング・セルの少なくとも一つには、少なくとも一つのバッテリー（２６）を、その前記少なくとも一つのキャパシタ（２２）と並列に接続するように構成された手段（２５）が設けられ、
− 前記コントロール装置（１５）は、前記少なくとも一つのスイッチング・セルに接続された前記少なくとも一つのバッテリーの充電状態に影響を与えるように、前記コントロールを実行することが可能であるように構成されていること、
を特徴とする電気プラント。
[２] 下記特徴を有する前記[１]に記載の電気プラント、
当該電気プラントは、前記少なくとも一つのキャパシタ（２２）に並列に接続される前記少なくとも一つのバッテリー（２６）の電圧レベルを決定して、それについての情報を前記コントロール装置（１５）へ送るように構成された手段（２９）を有し、
前記コントロール装置は、前記バッテリーを横切る電圧と実質的に同じ、前記キャパシタを横切る電圧を得るように、前記コントロールを実行するように構成され、
前記接続手段（２５）は、前記キャパシタと並列の、前記少なくとも一つのバッテリーの接続を、前記コントロール装置が、前記バッテリーを横切る電圧と実質的に同じ、前記キャパシタを横切る電圧を得るまで、遅延させるように構成されている。
[３] 下記特徴を有する前記[２]に記載の電気プラント、
前記コントロール装置（１５）は、前記コントロールを実行することによる、前記少なくとも一つのキャパシタ（２２）と並列の前記バッテリーの前記接続の後に、前記少なくとも一つのバッテリー（２６）を充電するように構成され、それによって、前記キャパシタを横切る電圧は、前記キャパシタと並列の前記バッテリーへの充電電流の流れを得るために、次第に増大される。
[４] 下記特徴を有する前記[１]から[３]の何れか１項に記載の電気プラント、
前記少なくとも一つのバッテリー（２６）を前記スイッチング・セルから切り離すために、前記コントロール装置（１５）は、前記コントロールを実行するように構成され、それによって、前記少なくとも一つのキャパシタを横切る電圧（２２）が、前記バッテリーを横切る電圧と実質的に同一になって、充電電流が流れないようになり、そして、これが得られたとき、前記接続手段は、前記スイッチング・セル（８）からの前記少なくとも一つのバッテリー切り離しを可能にするように構成されている。
[５] 下記特徴を有する前記[１]から[４]の何れか１項に記載の電気プラント、
前記接続手段（２５）は、互いに並列におよび／または直列に接続された複数のバッテリーのアセンブリ（３２）を、前記少なくとも一つのスイッチング・セル（８）の前記少なくとも一つのキャパシタ（２２）と並列に接続するように構成され、
前記コントロール装置（１５）は、前記スイッチング・セルに接続されたバッテリーの前記アセンブリの充電状態に影響を与えるように、前記コントロールを実行することが可能であるように構成されている。
[６] 下記特徴を有する前記[１]から[５]の何れか１項に記載の電気プラント、
前記電圧源コンバータの、例えば全てのスイッチング・セルなどの、複数の前記スイッチング・セル（８）に、前記接続手段が設けられている。
[７] 下記特徴を有する前記[６]に記載の電気プラント、
前記電圧源コンバータは、スイッチング・セル（８）の前記直列接続体の中のスイッチング・セル（８）のバイパスを可能にする手段を有し、
前記コントロール装置（１５）は、このバイパス手段をコントロールして、スイッチング・セルを随意にバイパスするするように構成されている。
[８] 下記特徴を有する前記[１]から[７]の何れか１項に記載の電気プラント、
前記コントロール装置（１５）は、前記スイッチング・セルの前記半導体デバイスの前記コントロールを実行するように構成され、それによって、少なくとも一つの前記バッテリー（２６）の充電の際に、この充電のための電気的なエネルギーの少なくとも一部が、前記交流電圧ネットワーク（１４）から前記バッテリーへ、供給されるようになっている。
[９] 下記特徴を有する前記[１]から[８]の何れか１項に記載の電気プラント、
前記直流電圧部分は、前記電圧源コンバータの前記直流電圧側（７）に接続された、風力または太陽光エネルギー・パワーなどのような、再生可能エネルギー源を利用する少なくとも一つの発電機（２７，２８）を有している。
[１０] 下記特徴を有する前記[９]に記載の電気プラント、
前記コントロール装置（１５）は、前記電圧源コンバータの前記直流電圧側（７）から、少なくとも一つの前記バッテリー（２６）を充電するために、電気的なエネルギーの少なくとも一部を供給するために、前記コントロールを実行するように構成されている。
[１１] 下記特徴を有する前記[９または１０]に記載の電気プラント、
前記コントロール装置（１５）は、その直流電圧側で、前記少なくとも一つの発電機（２７，２８）から前記電圧源コンバータに到達する電気的なエネルギーの少なくとも一部を、前記交流電圧ネットワーク（１４）へ供給するように、前記コントロールを実行するように構成されている。
[１２] 下記特徴を有する前記[１]から[８]の何れか１項に記載の電気プラント、
前記コンバータ（１）は、前記コントロール装置（１５）が前記コントロールを実行することを可能にするために、少なくとも一つの前記スイッチング・セル（８）に接続された、充電された少なくとも一つの前記バッテリー（２６）を有するように構成され、それによって、前記電圧源コンバータは、前記電圧源コンバータの直流電圧側または交流電圧側に、前記電圧源コンバータのそちらの側への電力の供給の中断の際に、電気的なエネルギーを供給するための、無停電電力供給源として機能するようになっている。
[１３] 下記特徴を有する前記[１]から[８]の何れか１項に記載の電気プラント、
前記直流電圧側部分は、自由にハンギングされたキャパシタから構成され、
前記電圧源コンバータの前記コントロール装置は、静的無効電力補償器としての前記コンバータの動作を得るように、前記コントロールを実行することが可能であるように構成されている。
[１４] 下記特徴を有する前記[１]から[１３]の何れか１項に記載の電気プラント、
その少なくとも一つのキャパシタ（２２）に対して並列に接続された少なくとも一つのバッテリー（２６）を有するように構成された、前記電圧源コンバータの前記少なくとも一つのスイッチング・セル（８）は、このバッテリーが完全に充電されたとき、前記キャパシタを横切って、それにより、それに対して並列の前記少なくとも一つのバッテリーを横切って、１０Ｖ〜１０ｋＶの電圧を、特に、１００Ｖ〜１ｋＶの電圧を有するように構成されている。
[１５] 下記特徴を有する前記[１]から[１４]の何れか１項に記載の電気プラント、
前記コンバータは、三つの前記フェーズ脚（２〜４）を有し、
前記交流電圧ネットワーク（１４）は、三相の交流電圧ネットワークである。
[１６] 自動車などのような、電動式またはハイブリッド車両の推進のために使用されるバッテリーを充電するためのステイションにおいて、
当該ステイションは、電圧源コンバータ（１）を有していて、この電圧源コンバータは、前記電圧源コンバータの直流電圧側の反対側の極に接続され且つスイッチング・セル（８）が直列に接続された構造を有する、少なくとも一つのフェーズ脚（２〜４）を有し、
各前記スイッチング・セルは、一方では、ターン・オフ・タイプの半導体デバイス（１８，１９）及びそれに並列に接続されたフリーホイーリング・ダイオード（２０，２１）をそれぞれ有し、且つ直列に接続された、少なくとも二つの半導体アセンブリ（１６，１７）を有し、またもう一方では、少なくとも一つのエネルギー貯蔵キャパシタ（２２）、並びに、スイッチング・セル（８）の前記直列接続体の中でセルを隣のセルに接続する二つの端子（２３，２４）を有し、
スイッチング・セル（８）の前記直列接続体の中央点（１１〜１３）が、前記電圧源コンバータの交流電圧側により交流電圧ネットワークに接続されたフェーズ出力を形成し、
ここで、前記電圧源コンバータは、各前記スイッチング・セルが、二つのスイッチング状態、即ち第一のスイッチング状態及び第二のスイッチング状態、の内の一つを取るように、各スイッチング・セルの前記半導体デバイスをコントロールするように構成された装置（１５）を有し、
ここで、前記少なくとも一つのエネルギー貯蔵キャパシタを横切る電圧及びゼロ電圧は、前記フェーズ出力で決定された交流電圧を得るために、それぞれ、前記スイッチング・セルの前記二つの端子（２３，２４）を横切って供給され、
− 前記スイッチング・セルの少なくとも一つの（８）には、少なくとも一つのバッテリーを、その前記少なくとも一つのキャパシタと並列に接続するように構成された手段（２５）が設けられ、
− 前記コントロール装置（１５）は、前記少なくとも一つのスイッチング・セルに接続され前記少なくとも一つのバッテリー（２６）の充電状態に影響を与えるように、前記コントロールを実行することが可能であるように構成されていること、
を特徴とするステイション。
[１７] 下記特徴を有する前記[１６]に記載のバッテリー充電ステイション、
当該ステイションは、前記電圧源コンバータの前記直流電圧側（７）に接続された、風力または太陽光エネルギー・パワーなどのような、再生可能エネルギー源を利用する、少なくとも一つの発電機（２７，２８）を有し、
あるいは、少なくとも一つのそのような発電機を前記直流電圧側に接続するように構成された手段を有し、
前記コントロール装置（１５）は、前記電圧源コンバータの前記直流電圧側から少なくとも一つの前記バッテリー（２６）を充電するために、電気的なエネルギーの少なくとも一部を供給するために、前記コントロールを実行するように構成されている。
[１８] 下記特徴を有する前記[１７]に記載のバッテリー充電ステイション、
当該ステイションは、前記電圧源コンバータの前記直流電圧側（７）に接続された、太陽光エネルギー・パネル（２８）および／または少なくとも一つの風力タービン（２７）を有している。
[１９] バッテリーを充電するための、特に、自動車などのような、電動式またはハイブリッド車両の推進のために使用されるバッテリーを充電するための、前記[１]に記載の電力を伝達するためのプラントの使用。

Claims

バッテリーを充電するための能力を備えた電気プラントであって、
− 当該電気プラントは、電力を伝達するためのプラントであって、電圧源コンバータ（１）と、電圧源コンバータの交流電圧側に接続された交流電圧ネットワーク（１４）と、電圧源コンバータの直流電圧側に接続された直流電圧部分（７）と、を有し、
この電圧源コンバータは、電圧源コンバータの前記直流電圧部分の対向した極（５，６）に接続され且つスイッチング・セル（８）の直列接続体を有する、少なくとも一つのフェーズ脚（２〜４）を有していて、
前記スイッチング・セルはそれぞれ、一方では、ターン・オフ・タイプの半導体デバイス（１８，１９）及びそれに並列に接続されたフリーホイーリング・ダイオード（２０，２１）をそれぞれ有し、且つ直列に接続された、少なくとも二つの半導体アセンブリ（１６，１７）を有し、またもう一方では、少なくとも一つのエネルギー貯蔵キャパシタ（２２）、並びに、スイッチング・セル（８）の前記直列接続体の中でセルを隣のセルに接続する二つの端子（２３，２４）を有し、
スイッチング・セル（８）の前記直列接続体の中央点（１１〜１３）が、電圧源コンバータの前記交流電圧側に接続されたフェーズ出力を形成し、
ここで、電圧源コンバータは、各前記スイッチング・セルが、二つのスイッチング状態、即ち第一のスイッチング状態及び第二のスイッチング状態の内の一つを取るように、各スイッチング・セルの前記半導体デバイスをコントロールするように構成された装置（１５）を有し、
ここで、前記少なくとも一つのエネルギー貯蔵キャパシタに印加される電圧及びゼロ電圧は、それぞれ、スイッチング・セルの前記二つの端子（２３，２４）を介して供給され、
− 前記スイッチング・セルの少なくとも一つには、少なくとも一つのバッテリー（２６）を、その前記少なくとも一つのキャパシタ（２２）と並列に接続するように構成された手段（２５）が設けられ、
− 前記コントロール装置（１５）は、前記少なくとも一つのスイッチング・セルに接続された前記少なくとも一つのバッテリーの充電状態に影響を与えるように、前記コントロールを実行することが可能であるように構成されていること、
を特徴とする電気プラント。
下記特徴を有する請求項１に記載の電気プラント、
当該電気プラントは、前記少なくとも一つのキャパシタ（２２）に並列に接続される前記少なくとも一つのバッテリー（２６）の電圧レベルを測定して、それについての情報を前記コントロール装置（１５）へ送るように構成された手段（２９）を有し、
前記コントロール装置は、前記バッテリーに印加される電圧と実質的に同じ電圧が、前記キャパシタに印加されるように、前記コントロールを実行するように構成され、
前記接続手段（２５）は、前記キャパシタと並列の、前記少なくとも一つのバッテリーの接続を、前記コントロール装置が、前記バッテリーに印加される電圧と実質的に同じ電圧が、前記キャパシタに印加されるようになるまで、遅延させるように構成されている。
下記特徴を有する請求項２に記載の電気プラント、
前記コントロール装置（１５）は、前記コントロールを実行することによる、前記少なくとも一つのキャパシタ（２２）と並列の前記バッテリーの前記接続の後に、前記少なくとも一つのバッテリー（２６）を充電するように構成され、それによって、前記キャパシタに印加される電圧は、前記キャパシタと並列の前記バッテリーへの充電電流の流れを得るために、次第に増大される。
下記特徴を有する請求項１から３の何れか１項に記載の電気プラント、
前記少なくとも一つのバッテリー（２６）を前記スイッチング・セルから切り離すために、前記コントロール装置（１５）は、前記コントロールを実行するように構成され、それによって、前記少なくとも一つのキャパシタに印加される電圧（２２）が、前記バッテリーに印加される電圧と実質的に同一になって、充電電流が流れないようになり、そして、これが得られたとき、前記接続手段は、前記スイッチング・セル（８）からの前記少なくとも一つのバッテリー切り離しを可能にするように構成されている。
下記特徴を有する請求項１から４の何れか１項に記載の電気プラント、
前記接続手段（２５）は、互いに並列におよび／または直列に接続された複数のバッテリーのアセンブリ（３２）を、前記少なくとも一つのスイッチング・セル（８）の前記少なくとも一つのキャパシタ（２２）と並列に接続するように構成され、
前記コントロール装置（１５）は、前記スイッチング・セルに接続されたバッテリーの前記アセンブリの充電状態に影響を与えるように、前記コントロールを実行することが可能であるように構成されている。
下記特徴を有する請求項１から５の何れか１項に記載の電気プラント、
前記電圧源コンバータの複数の前記スイッチング・セル（８）に、前記接続手段が設けられている。
下記特徴を有する請求項６に記載の電気プラント、
前記電圧源コンバータは、スイッチング・セル（８）の前記直列接続体の中のスイッチング・セル（８）のバイパスを可能にする手段を有し、
前記コントロール装置（１５）は、このバイパス手段をコントロールして、スイッチング・セルを随意にバイパスするように構成されている。
下記特徴を有する請求項１から７の何れか１項に記載の電気プラント、
前記コントロール装置（１５）は、前記スイッチング・セルの前記半導体デバイスの前記コントロールを実行するように構成され、それによって、少なくとも一つの前記バッテリー（２６）の充電の際に、この充電のための電気的なエネルギーの少なくとも一部が、前記交流電圧ネットワーク（１４）から前記バッテリーへ、供給されるようになっている。
下記特徴を有する請求項１から８の何れか１項に記載の電気プラント、
前記直流電圧部分は、前記電圧源コンバータの前記直流電圧側（７）に接続された再生可能エネルギー源を利用する少なくとも一つの発電機（２７，２８）を有している。
下記特徴を有する請求項９に記載の電気プラント、
前記コントロール装置（１５）は、前記電圧源コンバータの前記直流電圧側（７）から、少なくとも一つの前記バッテリー（２６）を充電するために、電気的なエネルギーの少なくとも一部を供給するために、前記コントロールを実行するように構成されている。
下記特徴を有する請求項９または１０に記載の電気プラント、
前記コントロール装置（１５）は、その直流電圧側で、前記少なくとも一つの発電機（２７，２８）から前記電圧源コンバータに到達する電気的なエネルギーの少なくとも一部を、前記交流電圧ネットワーク（１４）へ供給するように、前記コントロールを実行するように構成されている。
下記特徴を有する請求項１から８の何れか１項に記載の電気プラント、
前記コンバータ（１）は、前記コントロール装置（１５）が前記コントロールを実行することを可能にするために、少なくとも一つの前記スイッチング・セル（８）に接続された、充電された少なくとも一つの前記バッテリー（２６）を有するように構成され、それによって、前記電圧源コンバータは、前記電圧源コンバータの直流電圧側または交流電圧側の何れかの側への電力の供給が中断された際に、中断された側に電気的なエネルギーを供給し、無停電電力供給源として機能するようになっている。
下記特徴を有する請求項１から１２の何れか１項に記載の電気プラント、
その少なくとも一つのキャパシタ（２２）に対して並列に接続された少なくとも一つのバッテリー（２６）を有するように構成された、前記電圧源コンバータの前記少なくとも一つのスイッチング・セル（８）は、前記バッテリーが完全に充電されたとき、１０Ｖ〜１０ｋＶの電圧が前記キャパシタに印加され、それにより、前記少なくとも一つのバッテリーに印加される電圧が、１０Ｖ〜１０ｋＶとなるように構成されている。
下記特徴を有する請求項１から１３の何れか１項に記載の電気プラント、
前記コンバータは、三つの前記フェーズ脚（２〜４）を有し、
前記交流電圧ネットワーク（１４）は、三相の交流電圧ネットワークである。
電動式またはハイブリッド車両の推進のために使用されるバッテリーを充電するためのステイションにおいて、
当該ステイションは、電圧源コンバータ（１）を有していて、この電圧源コンバータは、前記電圧源コンバータの直流電圧部分の対向した極に接続され且つスイッチング・セル（８）が直列に接続された構造を有する、少なくとも一つのフェーズ脚（２〜４）を有し、
各前記スイッチング・セルは、一方では、ターン・オフ・タイプの半導体デバイス（１８，１９）及びそれに並列に接続されたフリーホイーリング・ダイオード（２０，２１）をそれぞれ有し、且つ直列に接続された、少なくとも二つの半導体アセンブリ（１６，１７）を有し、またもう一方では、少なくとも一つのエネルギー貯蔵キャパシタ（２２）、並びに、スイッチング・セル（８）の前記直列接続体の中でセルを隣のセルに接続する二つの端子（２３，２４）を有し、
スイッチング・セル（８）の前記直列接続体の中央点（１１〜１３）が、前記電圧源コンバータの交流電圧側により交流電圧ネットワークに接続されたフェーズ出力を形成し、
ここで、前記電圧源コンバータは、各前記スイッチング・セルが、二つのスイッチング状態、即ち第一のスイッチング状態及び第二のスイッチング状態、の内の一つを取るように、各スイッチング・セルの前記半導体デバイスをコントロールするように構成された装置（１５）を有し、
ここで、前記少なくとも一つのエネルギー貯蔵キャパシタに印加される電圧及びゼロ電圧は、それぞれ、前記スイッチング・セルの前記二つの端子（２３，２４）を介して供給され、
− 前記スイッチング・セルの少なくとも一つの（８）には、少なくとも一つのバッテリーを、その前記少なくとも一つのキャパシタと並列に接続するように構成された手段（２５）が設けられ、
− 前記コントロール装置（１５）は、前記少なくとも一つのスイッチング・セルに接続され前記少なくとも一つのバッテリー（２６）の充電状態に影響を与えるように、前記コントロールを実行することが可能であるように構成されていること、
を特徴とするステイション。
下記特徴を有する請求項１５に記載のバッテリー充電ステイション、
当該ステイションは、前記電圧源コンバータの前記直流電圧側（７）に接続された再生可能エネルギー源を利用する、少なくとも一つの発電機（２７，２８）を有し、
あるいは、少なくとも一つのそのような発電機を前記直流電圧側に接続するように構成された手段を有し、
前記コントロール装置（１５）は、前記電圧源コンバータの前記直流電圧側から少なくとも一つの前記バッテリー（２６）を充電するために、電気的なエネルギーの少なくとも一部を供給するために、前記コントロールを実行するように構成されている。
下記特徴を有する請求項１６に記載のバッテリー充電ステイション、
当該ステイションは、前記電圧源コンバータの前記直流電圧側（７）に接続された、太陽光エネルギー・パネル（２８）および／または少なくとも一つの風力タービン（２７）を有している。