KR20190039653A - 전기 구동부를 구비한 차량의 저전압 온보드 전기 시스템의 공급 - Google Patents

전기 구동부를 구비한 차량의 저전압 온보드 전기 시스템의 공급 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 전기 구동부를 구비한 차량(12)의 고전압 에너지 저장부를 충전하도록 구성된 차량(12)용 충전 스테이션(10)으로서, 전기 고전압 제공 장치(14), 및 상기 고전압 제공 장치(14)를 차량(12)의 고전압 에너지 저장부에 연결하기 위한 전기 고전압 연결 장치(16)를 포함하는 충전 스테이션(10)에 관한 것으로, 상기 충전 스테이션(10)은 전기 저전압 제공 장치(18), 및 차량(12)의 저전압 온보드 전기 시스템과의 연결을 위한 별개의 저전압 연결 단자(20)를 구비하며, 저전압 온보드 전기 시스템은 저전압 연결 단자(20)를 통해 고전압 연결 장치(16)와 무관하게 전기 에너지를 공급받을 수 있다.

Description

전기 구동부를 구비한 차량의 저전압 온보드 전기 시스템의 공급{SUPPLYING OF LOW-VOLTAGE ON-BOARD ELECTRICAL SYSTEMS OF VEHICLES HAVING AN ELECTRIC DRIVE}
본 발명은, 전기 구동부를 구비한 적어도 하나의 차량의 고전압 에너지 저장부를 충전하도록 구성된 차량용 충전 스테이션에 관한 것으로, 상기 충전 스테이션은 전기 고전압 제공 장치, 및 상기 고전압 제공 장치를 차량의 고전압 에너지 저장부에 연결하기 위한 전기 고전압 연결 장치를 포함한다.
이러한 유형의 충전 스테이션은 전기 구동부를 구비한 차량의 전기 에너지 저장부를 고전압 DC 전압 및 DC 전류로 충전하는 데 사용되고, 그에 따라 이와 같은 차량의 급속 충전을 위해 높은 전력이 제공된다. 차량은 이른바 전기 차량으로서 완전히 전기로 구동될 수 있거나, 전기 구동부 외에 예를 들어 연소 엔진과 같은 추가 구동부를 구비할 수 있다. 후자의 차량은 일반적으로 하이브리드 차량이라고 지칭된다.
따라서, 급속 충전은 차량을 구동하기 위한 재충전 가능한 전기 고전압 에너지 저장부와 관련이 있다. 일반적으로 구동 배터리 또는 고전압 배터리라고도 지칭되는 에너지 저장부는 차량을 구동하기 위해 필요한 고압 DC 전압 및 DC 전류를 제공하기 위해 병렬 및/또는 직렬로 연결된 복수의 개별 저장 전지를 포함한다.
또한, 차량은 일반적으로 현재 일반적인 차량에서 사용되는 것과 같은 저전압 온보드 전기 시스템을 구비하여 구성된다. 승용차의 경우, 온보드 전기 시스템은 대개 12V의 공급 전압에 기반한다. 저전압 온보드 전기 시스템은 차량 내의 다른 모든 부하에 공급하는 데 사용된다. 그러므로, 저전압 온보드 전기 시스템은 대개, 통상 저전압 온보드 전기 시스템 배터리라고 지칭되는 별개의 에너지 저장부를 포함한다.
고전압 에너지 저장부의 급속 충전이 수행될 수 있기 위해서는, 내부에서 사용되는 저전압 온보드 전기 시스템 배터리를 포함하는 저전압 온보드 전기 시스템이 작동되고 있어야 한다. 이는 차량이 충전 스테이션과 통신할 수 있게 하기 위해 필요하다. 이러한 통신은 충전 스테이션에서 고전압 에너지 저장부를 충전하는 과정을 시작하기 위한 전제 조건이다. 게다가, 차량에 사용되며 높은 유입 전류를 필요로 하는 차량 보호 시스템은 저전압 온보드 전기 시스템으로부터의 에너지를 이용하여 스위칭되어야 한다. 차량 보호 시스템은 보호 장치로서, 전기로 재충전 가능한 전기 고전압 에너지 저장부의 상류에 연결됨에 따라, 차량이, 더 정확하게는 재충전 가능한 전기 고전압 에너지 저장부가 보호 시스템의 구동 이후에 비로소 충전 스테이션을 통해 충전될 수 있다.
즉, 충전을 초기화하고 차량 보호 시스템을 스위치-온하기 위해 최소량의 에너지가 요구되고, 이는 저전압 온보드 전기 시스템으로부터 인출될 수 있어야 한다. 따라서, 에너지는 저전압 온보드 전기 시스템 배터리를 통해 제공되어야 하므로 그 안에 저장되어 있어야 한다. 따라서, 저전압 온보드 전기 시스템 배터리의 방전은, 재충전 가능한 전기 고전압 에너지 저장부가 충전 스테이션과의 연결 시 충전될 수 없는 결과를 초래할 수 있다.
저전압 온보드 전기 시스템 배터리의 방전은 예를 들어 차량이 상대적으로 장기간에 걸쳐 사용되지 않은 경우 일어날 수 있는데, 이는 최근의 차량들은 사용되지 않을 때, 예를 들어 원격 조작을 통해 차량 잠금해제의 작동을 인식하기 위해, 대기 모드로 구동되기 때문이다. 저전압 온보드 전기 시스템 배터리의 방전은, 예를 들어 차량 조명 또는 다른 전기 부하가 의도적으로 또는 비의도적으로 비교적 장시간 동안 켜진 상태로 유지되는 경우에도 흔히 일어날 수 있다.
점진적인 방전 시에는, 고전압 에너지 저장부를 통해 저전압 온보드 전기 시스템 배터리가 재충전될 수 있다. 그러나 고전압 에너지 저장부도 충전 하한치에 도달하거나, 예를 들어 열적 이유로 저전압 온보드 전기 시스템 배터리를 재충전할 수 없는 경우, 저전압 온보드 전기 시스템 배터리가 완전히 방전됨에 따라 예를 들어 열적 조건이 변동해도 고전압 에너지 저장부로부터의 재충전은 더 이상 불가능하다. 이 경우에는 차량의 시동과 충전 둘 다 불가능하다.
이 경우, 저전압 온보드 전기 시스템 배터리는 외부 배터리 충전 기기에 의해서만 충전될 수 있다. 그러나, 이러한 배터리 충전 기기가 항시 이용 가능하거나 가까이 있지는 않다. 대안으로, 차량이 다시 사용할 준비가 되도록, 저전압 온보드 전기 시스템 배터리를 교체할 수도 있다. 그러나, 최근의 차량에서는, 상기 교체로 인해 온보드 전기 시스템이 짧은 시간 동안 완전히 비활성화되기 때문에, 문제를 일으킬 수 있다. 이로써, 부분적으로 차량 부품들의 활성화가 요구될 수 있는데, 이는 시간 소모적이며 복잡하다.
고전압 외에, 저전압 온보드 전기 시스템을 작동시키기 위한 저전압도 제공하는 충전 스테이션용 충전 플러그가 공지되어 있기는 하다. 그러나 상기한 이유로, 이는 저전압 온보드 전기 시스템 배터리가 충전 플러그를 통해 공급을 시작하기에 충분한 에너지를 보유하고 있을 때에만 가능하다. 저전압 온보드 전기 시스템 배터리의 초과 방전 시에는, 충전 플러그를 통한 저전압도 차량 충전 과정을 시작하는 데 도움이 되지 못한다.
이와 관련하여, DE 10 2015 006 205 A1호로부터, 자동차용 고전압 배터리를 충전하기 위한 충전 장치가 공지되어 있다. 이 충전 장치는 자동차의 외부에 있는 제1 에너지원과의 연결을 위한 제1 단자, 및 제1 연결 장치를 구비한다. 제1 단자는 고전압 배터리를 충전하기 위해 제1 연결 장치를 통해 고전압 배터리에 연결될 수 있다. 게다가, 충전 장치는 자동차의 외부에 있는 제2 에너지원과의 연결을 위한 제2 단자를 구비하는데, 제2 단자는 자동차의 외부에서 자동차의 전기 부품에 공급하기 위해, 제1 연결 장치와 상이한, 충전 장치의 제2 연결 장치를 통해 자동차의 전기 부품에 연결될 수 있다.
또한, US 9 505 318 B2호로부터 전기 차량 충전 시스템이 공지되어 있다. 전기 차량 충전 시스템은 하나 이상의 시스템 전력 및 제어 모듈(SPCM)과 차량 충전 스테이션(VCS)을 포함한다. SPCM 전류는 전류원에 의해 VCS에 분배되고, VCS는 하나 이상의 전기 차량에 전력을 분배한다. 또 다른 전기 차량 충전 시스템은 SPCM; VCS; 충전 시스템을 모니터링 및 제어하기 위한 차대 관리 시스템(FMS); 및 정보를 교환하기 위한 통신 네트워크;를 포함한다. 복수의 전기 차량을 관리하기 위한 시스템은, 다수의 전기 차량 중 적어도 한 차량의 온보드 진단 시스템, 관리 소프트웨어, 통신 네트워크, 및 스마트 기기로부터 정보를 수집하여 저장하도록 구성된 플러그인 모듈을 포함한다. 시스템 정보를 표시하기 위해 소프트웨어 애플리케이션이 사용된다.
따라서, 전술한 종래 기술에 기반하여, 본 발명의 과제는, 상기한 유형의 전기 구동부를 구비한 차량을 위해, 저전압 온보드 전기 시스템의 고장 발생 시 또는 심방전(deep discharge)의 발생 시에도 차량이 용이하게 충전되게 할 수 있는 충전 스테이션을 제공하는 것이다.
상기 과제는 본 발명에 따라 독립항의 특징들에 의해 해결된다. 본 발명의 바람직한 구성들은 종속항들에 명시되어 있다.
그러므로, 본 발명에 따라, 전기 구동부를 구비한 차량의 고전압 에너지 저장부를 충전하도록 구성된 차량용 충전 스테이션으로서, 전기 고전압 제공 장치, 및 이 고전압 제공 장치를 차량의 고전압 에너지 저장부에 연결하기 위한 전기 고전압 연결 장치를 포함하는 충전 스테이션이 제시되며, 이 충전 스테이션은 전기 저전압 제공 장치, 및 차량의 저전압 온보드 전기 시스템과의 연결을 위한 별개의 저전압 연결 단자를 구비하며, 저전압 온보드 전기 시스템은 저전압 연결 단자를 통해 고전압 연결 장치와 무관하게 전기 에너지를 공급받을 수 있다.
따라서, 본 발명의 기본 사상은, 충전 스테이션을 이용하여 고전압 연결 장치와 무관하게 추가로 저전압을 제공하는 데 있고, 이 저전압을 통해 차량의 저전압 온보드 전기 시스템이 작동될 수 있거나 저전압 온보드 전기 시스템 배터리가 충전될 수 있다. 저전압 온보드 전기 시스템 배터리가 충분한 충전 레벨을 갖는 경우, 이는 차량의 저전압 온보드 전기 시스템을 작동시키는 데 사용될 수 있다. 그러므로, 저전압 온보드 전기 시스템 배터리의 충전이 충전 스테이션에서 직접 충전 스테이션에 의해 가능해진다. 따라서, 저전압 온보드 전기 시스템 배터리가 심방전된 차량의 경우에도, 상기 차량의 고전압 에너지 저장부는 충전 스테이션에서 충전될 수 있다. 마찬가지로, 저전압 온보드 전기 시스템 배터리가 방전되었고, 그리고/또는 결함이 있는 경우라도, 차량의 저전압 온보드 전기 시스템이 차량 내부에 있는 DC/DC 컨버터를 통해 고전압 에너지 저장부로부터 공급받을 수 있을 정도로 차량의 저전압 온보드 전기 시스템이 활성화됨으로써, 차량이 다시 시동될 수 있다. 그 결과, 예를 들어 근처의 정비소까지 차량을 더 이동시키는 것이 가능할 수 있다.
즉, 충전 스테이션은 저전압 연결 단자를 통해 저전압 온보드 전기 시스템에 직접 연결된다. 이는, 오늘날 연소 엔진의 경우에 알려져 있는 일종의 급속 시동(jump start) 방식으로 수행될 수 있고, 여기서 전용 저전압 온보드 전기 시스템 배터리가 외부에서 제공된 저전압에 의해 브리지된다. 이 경우, 전기 에너지는 바람직하게 차량과 충전 스테이션 사이의 일종의 '핸드쉐이크' 또는 사전 통신 없이 제공된다.
전기 고전압 제공 장치는 차량의 고전압 에너지 저장부의 충전 또는 급속 충전을 위한 전기 에너지의 제공 장치와 관련이 있다. 고전압 제공 장치는 대개 수백 볼트의 충전 전압 및 마찬가지로 높은 충전 전류를 제공하도록 구성된다. 고전압 제공 장치는 통상적으로 DC 전압을 제공한다.
전기 고전압 연결 장치는 고전압 제공 장치를 차량의 고전압 에너지 저장부에 연결하기 위한 표준 연결 플러그를 구비한 연결 케이블로 구성될 수 있다. 대안으로, 전기 고전압 연결 장치는 차량의 대응하는 케이블을 이에 연결하기 위해 또는 차량과 고전압 연결 장치 사이에 별개의 케이블을 연결하기 위해 예를 들어 충전 잭으로 구현될 수 있다.
전기 저전압 제공 장치는 차량의 저전압 온보드 전기 시스템에 공급하기 위한 전기 에너지의 제공 장치와 관련이 있다. 저전압 제공 장치는 대개는 60V 미만의 충전 전압을 제공하도록 구성된다. 저전압 제공 장치는 통상적으로 DC 전압을 제공한다.
저전압 연결 단자는 차량의 저전압 온보드 전기 시스템과의 연결을 위해 구성되며 고전압 연결 장치와 무관하다. 연결 단자는, 차량의 저전압 온보드 전기 시스템과의 연결을 형성하기 위해 상이하게 구성될 수 있다. 이 경우, 무엇보다 작동 안전이 보장될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구성에서, 전기 저전압 제공 장치는 12V, 24V, 및/또는 48V의 DC 전압을 제공하도록 구성된다. 상응하는 저전압이 상이한 차량들을 위해 사용되고, 그에 따라 이들 차량은 자신들의 저전압 온보드 전기 시스템을 저전압 연결 단자에 연결할 수 있다. 바람직하게 저전압 제공 장치는 상기 복수의 DC 전압을 동시에 또는 교대로 제공하도록 구성된다. 따라서, 저전압 연결 단자는 예를 들어, 복수의 DC 전압을 동시에 제공하기 위한 전기 접점들 또는 단자들을 구비하여 구성될 수 있다. 대안으로, 저전압 제공 장치가 DC 전압 간에 스위칭될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구성에서, 저전압 연결 단자는 차량의 저전압 온보드 전기 시스템과의 연결을 위해 전기 단자들과 접촉하기 위한 전기 접점들을 구비한다. 이 접점들은 상이한 전기 단자들과의 범용 접촉을 가능하게 한다. 접점들 및 단자들은 그 자체로 선행 기술에 공지되어 있다.
본 발명의 바람직한 구성에서, 전기 저전압 제공 장치는 전기 고전압 제공 장치에 전기적으로 연결되는 전기 전압 컨버터를 구비하고, 상기 전기 저전압 제공 장치는 전기 전압 컨버터를 통해 전기 고전압 제공 장치로부터의 전기 에너지를 저전압 연결 단자에 공급하도록 구성된다. 그럼으로써, 전기 에너지는 저전압 연결 단자에서 제공되고, 이는 고전압 제공 장치에 의해 공급된다. 따라서, 저전압 제공 장치는 외부 전기 에너지 공급부와의 독자적인 연결을 필요로 하지 않고, 이는 충전 스테이션의 설치를 용이하게 한다. 전압 컨버터는 이 경우 고전압 제공 장치의 고전압을 저전압으로 변환하는 강압 컨버터로 구성된다. 이 전압 컨버터는 저전압 연결 단자에 제공되는 저전압, 또는 추가로 변환되는 중간 전압을 직접 제공할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구성에서, 충전 스테이션은 변압기를 구비하고, 전기 저전압 제공 장치가 상기 변압기를 통해 AC 전압원에 연결되며, 상기 변압기는 저전압 제공 장치를 통해 저전압 연결 단자에 전력을 공급하기에 적합한 저전압으로 AC 전압원의 전압을 변환하도록 구성된다.
그럼으로써 저전압 제공 장치는, 고전압 제공 장치와 무관하게, 예를 들어 고전압 제공 장치의 고장 시에도, 작동될 수 있다. 이론적으로 저전압 제공 장치는 별개의 AC 전압원에도 연결될 수 있다. 저전압 제공 장치는 바람직하게, AC 전압원의 AC 전압을 저전압 연결 단자에 공급하기 위한 DC 전압으로 변환하는 정류기를 포함한다. 이론적으로 변압기는 전자 전압 컨버터로도 대체될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구성에서, 충전 스테이션은 전기 저전압 제공 장치를 통한 저전압 연결 단자로의 전기 에너지의 공급을 제어하도록 구성된 제어 장치를 구비한다. 제어 장치는, 예를 들어 일정한 저전압을 이용하여, 저전압 연결 단자로의 공급을 목표한 대로 제어할 수 있게 한다. 제어 장치는 또한 저전압 온보드 전기 시스템 배터리를 충전하기 위한 충전 곡선을 이용한 구동을 수행하기에 적합할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구성에서, 충전 스테이션은 저전압 연결 단자에 연결된 외부 전압을 검출하기 위한 측정 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는 검출된 외부 전압에 따라 저전압 연결 단자로의 전기 에너지의 공급을 제어 또는 조절하도록 구성된다. 따라서, 예를 들어, 저전압 연결 단자에서의 저전압의 자동 조정이 수행될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구성에서, 제어 장치는 검출된 외부 전압에 따라 저전압 연결 단자에 연결된 저전압 온보드 전기 시스템의 극성을 검출하고, 검출된 극성에 따라 저전압 연결 단자로의 전기 에너지의 공급을 제어하도록 구성된다. 그럼으로써, 바람직하게는, 저전압 연결 단자에 전기 에너지를 공급함으로 인해 가능한 손상을 방지하기 위해, 저전압 연결 단자를 통한 공급을 시작하기 전에 극성을 확인할 수 있다. 이를 위해, 저전압 연결 단자에 인가되는 전압의 부호를 통해 극성을 검출한다. 이 경우, 저전압 온보드 전기 시스템 배터리가 극심하게 방전된 경우에도 검출될 수 있는 저전압 온보드 전기 시스템의 잔류 전압으로도 극성을 검출하기에 충분하다.
본 발명의 바람직한 구성에서, 제어 장치는 검출된 외부 전압에 따라 저전압 온보드 전기 시스템과의 올바른 연결을 검출하도록, 그리고 상기 저전압 온보드 전기 시스템과의 올바른 연결에 따라 저전압 연결 단자로의 전기 에너지의 공급을 제어 또는 조절하도록 구성된다. 따라서, 예를 들어, 저전압 온보드 전기 시스템이 저전압 연결 단자에 실제로 연결되도록 보장할 수 있다. 오용으로부터의 보호를 위해, 저전압 온보드 전기 시스템 배터리의 잔류 전압의 존재가 전제될 수도 있다. 이 경우, 잔류 전압은 작을 수 있다. 저전압 연결 단자에서, 저전압 온보드 전기 시스템 또는 저전압 온보드 전기 시스템 배터리의 경우에 일반적이지 않은 전압이 검출되는 경우, 제어 장치는 저전압 연결 단자로의 전기 에너지의 공급을 저지하거나 중지할 수 있다. 물론 그럼에도, 사용자의 상응하는 입력에 따라 전기 에너지의 공급이 제공될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구성에서, 충전 스테이션은 작동 장치를 구비하며, 저전압 연결 단자로의 전기 에너지의 공급을 제어하기 위한 제어 장치가 상기 작동 장치를 통해 활성화될 수 있고, 경우에 따라 구성될 수 있다. 상기 작동 장치를 통해, 예를 들어 원하는 저전압으로 저전압 연결 단자로의 전기 에너지 공급을 구성한 다음, 상기 공급을 시작할 수 있다. 또한, 차량 또는 차량 운전자의 식별이 수행될 수 있다. 아울러, 저전압 연결 단자를 사용하기 위한 안내가 작동 장치를 통해 제공될 수 있다. 작동 장치는 간단하게 보유될 수 있고, 예를 들어 원하는 저전압을 선택하기 위한 선택 버튼 또는 선택 스위치, 및 시작 버튼을 포함할 수 있다.
본 발명은, 첨부 도면을 참조하고 바람직한 구현예에 기초하여 예시로서 이하에 설명되며, 이하에 제시되는 특징들은 각각 단독으로 또는 조합되어 본 발명의 양태를 형성할 수 있다.
도 1은 차량이 연결되어 있는, 바람직한 제1 구현예에 따른 충전 스테이션의 개략도이다.
도 1은 본 발명에 따른 충전 스테이션(10)의 바람직한 제1 구현예를 도시한다. 충전 스테이션(10)은 차량(12)과 연결되어 있다.
차량(12)은 내부의, 재충전 가능한 전기 고전압 에너지 저장부로부터 공급받는 에너지 구동부를 포함한다. 고전압 에너지 저장부는 차량(12)을 구동하기 위한 수백 볼트의 요구된 고전압 DC 전압 및 요구된 DC 전류를 제공하기 위해 병렬 및 직렬로 연결된 복수의 개별 저장 전지를 포함한다.
차량(12)은 또한, 여기서 예컨대 12V의 저전압에 기반하는 저전압 온보드 전기 시스템을 포함한다. 저전압 온보드 전기 시스템은 구동부를 제외한 차량(12) 내 모든 부하에 공급하는 데 사용된다. 저전압 온보드 전기 시스템은 별개의 에너지 저장부로서 저전압 온보드 전기 시스템 배터리를 포함한다.
충전 스테이션(10)은 전기 고전압 제공 장치(14), 상기 및 고전압 제공 장치(14)를 차량(12)의 고전압 에너지 저장부에 연결하기 위한 전기 고전압 연결 장치(16)를 포함한다. 전기 고전압 제공 장치(14)는 차량(12)의 고전압 에너지 저장부의 충전 또는 급속 충전을 위한 전기 에너지를 제공하기 위한 제공 장치와 관련이 있다. 고전압 제공 장치(14)는 수백 볼트의 충전 전압 및 마찬가지로 높은 충전 전류를 제공하도록 구성된다. 고전압 제공 장치(14)는 이 경우 DC 전압을 제공한다.
전기 고전압 연결 장치(16)는 여기서, 차량(12)의 충전 잭을 통해 고전압 제공 장치(14)를 고전압 에너지 저장부에 연결하기 위한 표준 연결 플러그를 구비한 연결 케이블로서 구성되어 있다.
또한, 충전 스테이션(10)은 전기 저전압 제공 장치(18), 및 차량(12)의 저전압 온보드 전기 시스템과의 연결을 위한 별개의 저전압 연결 단자(20)를 포함하며, 저전압 온보드 전기 시스템은 저전압 연결 단자(20)를 통해 고전압 연결 장치(16)와 무관하게 전기 에너지를 공급받을 수 있다.
이를 위해, 전기 저전압 제공 장치(18)는 전기 고전압 제공 장치(14)에 전기적으로 연결되는 전기 전압 컨버터(22)를 포함한다. 전압 컨버터(22)는 고전압 제공 장치(14)의 고전압을 적절한 저전압으로 변환하는 강압 컨버터로 구성된다.
충전 스테이션(10)은 또한 변압기(24)를 포함한다. 전기 저전압 제공 장치(18)는 변압기(24)를 통해 AC 전압원(26)에 연결되며, AC 전압원(26)의 전압을 적절한 더 낮은 전압으로 변환한다. 저전압 제공 장치(18)는 정류기(28)를 포함하고, 이 정류기를 통해 저전압 제공 장치(18)가 변압기(24)에 연결된다. 동일한 AC 전압원(26)이 고전압 제공 장치(14)로의 전력 공급을 위해 상기 고전압 제공 장치에도 연결된다.
따라서, 저전압 제공 장치(18)는, AC 전압원(26)의 AC 전압을 저전압 연결 단자(20)에 공급하기 위한 DC 전압으로 변환할 뿐만 아니라, 전기 전압 컨버터(22)를 통해 전기 고전압 제공 장치(14)로부터의 전기 에너지를 저전압 연결 단자(20)에 공급하도록 구성되며, 전압 컨버터(22)는 저전압 연결 단자(20)에 제공되는 저전압을 직접 제공한다. 그에 따라, 전력 공급이 중복되도록 구현된다.
저전압 연결 단자(20)는 차량(12)의 저전압 온보드 전기 시스템과의 연결을 위해 전기 단자들과 접촉하기 위한 전기 접점들(30)을 포함한다. 접점들(30)에는 저전압 제공 장치(18)에 의해 제공되는 저전압이 인가된다.
게다가, 충전 스테이션(10)은 저전압 연결 단자(20)로의 전기 에너지의 공급을 제어하도록 구성된 제어 장치(32)를 구비한다. 또한, 제어 장치(32)는, 차량(12)의 고전압 에너지 저장부의 급속 충전을 위한 DC 전압을 제공하기 위한 고전압 제공 장치(14)를 제어하도록 구성된다.
충전 스테이션(10)은 추가로, 저전압 연결 단자(20)에 연결된 외부 전압을 검출하기 위한 측정 장치(34)를 포함한다. 검출된 외부 전압은 측정 장치(34)로부터 제어 장치(32)로 전송된다.
충전 스테이션(10)은 또한 작동 장치(36)를 포함하고, 이 작동 장치를 통해 저전압 연결 단자(20)로의 전기 에너지 공급이 활성화될 수 있고 구성될 수 있다. 이를 위해 작동 장치(36)는, 작동에 상응하게 저전압 제공 장치(18) 및 경우에 따라 고전압 제공 장치(14)를 구동하는 제어 장치(32)에 연결된다. 작동 장치(36)는 이 경우, 제어 장치(32)에서 저전압 연결 단자(20)를 통해 공급을 시작하기 위한 시작 기능을 트리거하는 동시에, 원하는 저전압을 선택하기 위한 선택 버튼들(38)을 구비하여, 간단하게 보유된다.
작동 장치(36)의 작동에 따라, 그리고 저전압 연결 단자(20)에 인가되는 외부 전압의 측정 장치(34)에 의해, 제어 장치(32)는 저전압 연결 단자(20)로의 전기 에너지의 공급을 제어한다.
이를 위해, 전기 저전압 제공 장치(18)는 작동 장치(36)의 작동에 따라, 12V, 24V, 48V의 DC 전압, 및/또는 60V 미만의 DC 전압을 제공하도록 조정된다. 그럼으로써, 저전압 연결 단자(20)에서의 저전압의 조정이 작동에 따라 수행된다. 저전압 제공 장치(18)는 그에 상응하게 상이한 AC 전압들 간에 스위칭될 수 있다. 스위칭은, 전압 컨버터(22)의 경우, 제어 장치(32)에 의한 상응하는 구동을 통해 수행된다. 변압기(24) 및 정류기(28)를 갖는 중복 경로의 경우, 여기에 도시되지 않은 하류 컨버터, 예를 들어 DC/DC 컨버터가 상응하게 구동될 수 있다.
제어 장치(32)는 먼저, 측정 장치(34)에 의해 검출된 외부 전압의 부호가 저전압 연결 단자(20)의 접점들(30)의 극성과 일치하는지에 관한 테스트를 수행한다. 저전압 연결 단자(20)를 통한 공급을 시작하기 전에 극성을 검사한다. 극성이 올바르지 않으면, 저전압 제공 장치(18)는, 저전압 차량 배터리가 존재하지 않는 경우 사용자에 의한 상응하는 입력이 있지 않는 한, 저전압 연결 단자(20)에 전기 에너지를 공급하지 않도록 제어 장치(32)에 의해 구동된다.
나아가, 제어 장치(32)에 의해, 검출된 외부 전압에 따라 저전압 연결 단자(20)와 차량(12)의 저전압 온보드 전기 시스템의 올바른 연결이 검출된다. 저전압 연결 단자(20)에서, 저전압 온보드 전기 시스템 또는 저전압 온보드 전기 시스템 배터리의 경우에 일반적이지 않은 전압이 검출될 경우, 저전압 연결 단자(20)로의 전기 에너지의 공급이 제어 장치(32)에 의해 저지되거나 중지된다.
저전압 연결 단자(20)와 차량의 저전압 온보드 전기 시스템이 올바르게 연결된 경우, 저전압 연결 단자(20)로의 저전압의 공급은 저전압 온보드 전기 시스템 배터리를 충전하기 위한 충전 곡선에 따라 제어된다.

Claims (10)

  1. 전기 구동부를 구비한 차량(12)의 고전압 에너지 저장부를 충전하도록 구성된 차량(12)용 충전 스테이션(10)으로서, 전기 고전압 제공 장치(14), 및 상기 고전압 제공 장치(14)를 차량(12)의 고전압 에너지 저장부에 연결하기 위한 전기 고전압 연결 장치(16)를 포함하는 충전 스테이션(10)에 있어서,
    상기 충전 스테이션(10)은 전기 저전압 제공 장치(18), 및 상기 차량(12)의 저전압 온보드 전기 시스템과의 연결을 위한 별개의 저전압 연결 단자(20)를 구비하며, 상기 저전압 온보드 전기 시스템은 저전압 연결 단자(20)를 통해 고전압 연결 장치(16)와 무관하게 전기 에너지를 공급받을 수 있는 것을 특징으로 하는 충전 스테이션(10).
  2. 제1항에 있어서,
    전기 저전압 제공 장치(18)는 12V, 24V, 48V의 DC 전압 및/또는 60V 미만의 DC 전압을 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 충전 스테이션(10).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    저전압 연결 단자(20)는 차량(12)의 저전압 온보드 전기 시스템과의 연결을 위해 전기 단자들과 접촉하기 위한 전기 접점들(30)을 구비하는 것을 특징으로 하는 충전 스테이션(10).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    전기 저전압 제공 장치(18)는 전기 고전압 제공 장치(14)에 전기적으로 연결된 전기 전압 컨버터(22)를 구비하고,
    이 경우 상기 전기 저전압 제공 장치(18)는, 전기 전압 컨버터(22)를 통해 전기 고전압 제공 장치(14)로부터의 전기 에너지를 저전압 연결 단자(20)에 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 충전 스테이션(10).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    충전 스테이션(10)은 변압기(24)를 구비하고, 전기 저전압 제공 장치(18)가 상기 변압기(24)를 통해 AC 전압원(26)에 연결되며,
    상기 변압기(24)는, 저전압 제공 장치(18)를 통해 저전압 연결 단자(20)에 전력을 공급하기에 적합한 저전압으로 AC 전압원(26)의 전압을 변환하도록 구성된 것을 특징으로 하는 충전 스테이션(10).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    충전 스테이션(10)은, 전기 저전압 제공 장치(18)를 통한 저전압 연결 단자(20)로의 전기 에너지의 공급을 제어하도록 구성된 제어 장치(32)를 구비하는 것을 특징으로 하는 충전 스테이션(10).
  7. 제6항에 있어서,
    충전 스테이션(10)은 저전압 연결 단자(20)에 연결된 외부 전압을 검출하기 위한 측정 장치를 구비하고,
    상기 제어 장치(32)는, 상기 검출된 외부 전압에 따라 저전압 연결 단자(20)로의 전기 에너지의 공급을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 충전 스테이션(10).
  8. 제7항에 있어서,
    제어 장치(32)는, 상기 검출된 외부 전압에 따라 저전압 연결 단자(20)에 연결된 저전압 온보드 전기 시스템의 극성을 검출하고, 상기 검출된 극성에 따라 저전압 연결 단자(20)로의 전기 에너지의 공급을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 충전 스테이션(10).
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    제어 장치(32)는, 상기 검출된 외부 전압에 따라 저전압 온보드 전기 시스템과의 올바른 연결을 검출하도록, 그리고 상기 저전압 온보드 전기 시스템과의 올바른 연결에 따라 저전압 연결 단자(20)로의 전기 에너지의 공급을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 충전 스테이션(10).
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    충전 스테이션(10)은 작동 장치를 구비하며,
    저전압 연결 단자(20)로의 전기 에너지의 공급을 제어하기 위한 제어 장치가 상기 작동 장치를 통해 활성화될 수 있고, 경우에 따라 구성될 수도 있는 것을 특징으로 하는 충전 스테이션(10).
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