WO2013159821A1 - Charging device - Google Patents

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WO2013159821A1
WO2013159821A1 PCT/EP2012/057743 EP2012057743W WO2013159821A1 WO 2013159821 A1 WO2013159821 A1 WO 2013159821A1 EP 2012057743 W EP2012057743 W EP 2012057743W WO 2013159821 A1 WO2013159821 A1 WO 2013159821A1
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terminal
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PCT/EP2012/057743
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Etienne Fogang Tchonla
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a charging device for electrically charging a traction battery of an electrically driven vehicle and to a method for operating such a charging device.
  • Electric powered vehicles are expected to play an important role in road traffic in the future.
  • Such electrically driven vehicles have an electric traction battery, which provides electrical energy for the movement of the vehicle available.
  • charging devices For charging such traction batteries there will be charging devices that are stationary (eg at a kind of charging station) instal ⁇ lated.
  • Such charging devices can be configured as DC charging devices. These are charging devices that provide a DC charging current for charging the traction battery.
  • Such charging devices can also be designed as AC charging devices.
  • the invention has for its object to provide a Ladeeinrich ⁇ tion and a method that can be used versatile for charging electrically powered vehicles.
  • the invention relates to a charging device for electrically charging a traction battery of an electrically driven vehicle with a power supply connection for connecting the charging device to an electrical energy source, a first and a second charging connection for connecting in each case an electrically drivable vehicle, a first converter unit which has a first AC connection, a first AC-DC converter, a first DC link, a first DC-DC converter and a first DC connection, and a second converter unit having a second AC terminal, a second AC-DC converter, a second DC link, a second DC-DC converter and a second DC connection.
  • the charging device has the first converter unit and the second converter unit.
  • two vehicles can be loaded simultaneously.
  • alternating current applied to the respective AC connection can be converted into direct current, which is output at the DC connection.
  • the inverter unit then operates as a rectifier unit.
  • such a drive unit can also in inverter operation processing ⁇ th, that is resting against the DC connection DC can be converted into alternating current, which is output at the JE pier AC connection.
  • the Umrich ⁇ ter unit then operates as an inverter unit.
  • a first electrically powered vehicle with electric power can be supplied to those who, while a second electrically powered vehicle can be supplied with electrical energy ⁇ simultaneously with the second converter unit.
  • the charging device may also have further converter units, with which further electrically driven vehicles can be supplied with electrical energy to charge their traction batteries. But it is of course also possible, for. B. with the first inverter unit to charge a first electrically driven vehicle, while the second inverter unit not is used for charging an electrically driven vehicle.
  • the charging device may be configured so that the charging device has at least one further inverter unit on ⁇ which is similar to the first inverter unit or similar of the second inverter unit configured.
  • the charging device can thus have two, three, four or more similar rectifier units.
  • two, three, four or more electrically driven vehicles can be charged with this charging device at the same time.
  • the charging device may also be configured so that the first alternating-current terminal of the first inverter unit and the second alternating-current terminal of the second inverter A ⁇ uniform are respectively electrically connected to the power supply terminal, the first DC terminal is electrically connected to the first charging terminal and / or the second DC terminal is electrically connected to the second charging terminal.
  • the charging device can also be designed in such a way that the first converter unit has a first intermediate circuit connection, which is electrically connectable to the first DC intermediate circuit, and the second converter unit has a second intermediate circuit connection, which is electrically connected to the second direct-voltage connection DC link is connectable.
  • a link connection can be engaged advanta- way legally energy in the DC link, that is, this direct-voltage intermediate circuit can be removed from electrical energy (subjected ent ⁇ , rejects them) or it may be electrical energy introduced into the dc voltage intermediate circuit (fed initiates ) become.
  • the charging device may also be configured so that the first intermediate circuit terminal is accessible from outside of the first Umrich ⁇ ter-unit and the second intermediate circuit terminal of the second inverter is outside the unit accessible lent.
  • the charging device may be configured so that the first drive unit has a first switching means for connecting the first DC voltage intermediate circuit electrically connected to the first intermediate circuit terminal and / or the second inverter unit includes a second switching device on ⁇ to the second DC -Zwischennik
  • the charging device can also be configured such that the first intermediate circuit connection of the first converter unit and the second intermediate circuit connection of the second converter unit are electrically connected in parallel. As a result, the first DC link with the second
  • the charging device can also be configured such that at least one of the converter units has a voltage sensor and / or a current sensor in order to measure the DC voltage occurring in the DC voltage intermediate circuit and / or the DC current occurring in the DC intermediate circuit.
  • a voltage sensor the size of the DC voltage occurring in the DC-DC link is he ⁇ mediates.
  • the current sensor is used to determine the size of the direct current occurring in the respective DC voltage intermediate circuit. By linking the values of direct current and direct current, the electrical power currently transmitted by the intermediate circuit can be determined.
  • the charging device can also be set up to first electrically connect the first DC voltage intermediate circuit to the second DC voltage intermediate circuit by means of the first switching device and / or by means of the second switching device, if the first DC intermediate circuit and the second DC voltage intermediate circuit have an equal DC voltage (DC link DC voltage). This advantageously ensures that no unwanted compensating currents flow when the two DC voltage intermediate circuits are electrically connected. This avoids the occurrence of unwanted power loss.
  • the charging means may also be constituted so that the charging means is arranged to transmit (as appropriate) electrical energy from the first DC voltage intermediate circuit of the ers ⁇ th inverter unit to the second direct-voltage intermediate circuit of the second inverter unit, or electrical energy from the second DC voltage intermediate circuit of the second converter unit to the first DC intermediate circuit of the first converter unit transmis ⁇ gene.
  • This energy transfer takes place, for example, by DC transmission from the second DC link to the first DC link. Since ⁇ the first inverter unit of the second inverter unit with electrical energy provides comparable by, for example, in case of failure of the first alternating current ⁇ -DC converter. As a result, the first converter unit can continue to provide a direct current at the first DC connection in this case as well.
  • the charging device may also (remote lade wornsin- or charging means external) an electrical energy storage comprise (for example a battery or a capacitor, in particular a super capacitor), which at least temporarily to the DC voltage intermediate circuit Minim ⁇ least one of the converter units can be connected (by
  • the function of the charging device can also be maintained at least for a limited time if one Kompo ⁇ component of the charging device or in a temporary power failure by electric energy is transferred from the energy storage to the respective DC bus or DC bus.
  • the charging device can also be designed so that the AC power connection, the DC power connection and / or the DC link connection of at least one (ie one or more or all) of the inverter units are made pluggable. This makes it possible to remove the converter units in a simple manner from the charging device or to insert them into the charging device as required (eg in the case of a defect or during maintenance work).
  • the charging device can be designed such that at least one of the converter units is designed as a plug-in unit which can be inserted into a housing of the charging device and pulled out of the housing.
  • the charging device can also be configured such that in the first converter unit, the first AC-DC converter has a smaller maximum converter power than the first DC-DC converter
  • the second Wech ⁇ selstrom-DC converter having a smaller maximum inverter power than the second DC-DC converter. Namely, it is advantageous that by the possible transmission of electrical power from one of the DC bus to another of the
  • DC intermediate circuits of the AC-DC converter of a converter unit may be smaller than the corresponding DC-DC converter of this inverter unit.
  • the electrical power that can not be supplied by the AC-DC converter is then transmitted directly from another converter unit to the DC link and fed into it.
  • the invention further provides a method for operating a charging device for electrically charging a traction battery of an electrically driven vehicle with a power supply terminal for connecting the Ladeein ⁇ direction to an electrical energy source, a first and a second charging port for connecting each of an electrically driven vehicle, a first inverter A unit having a first AC terminal, a first AC-DC inverter, a first DC link, a first DC-DC converter and a first DC terminal, and a second inverter unit, comprising a second alternating current terminal, a second AC-DC converter, a second DC voltage intermediate circuit, a second DC-DC converter and a second DC terminal, in which method at ⁇ least temporarily electrical energy is transferred from the first DC clamping ⁇ -voltage intermediate circuit the first converter unit to the two ⁇ th DC voltage intermediate circuit of the second inverter A ⁇ uniform or at least at times, electric power from the second DC-voltage intermediate circuit of the second inverter unit to the first DC Intermediate circuit of the first inverter unit is transmitted.
  • This method can be designed so that
  • electrical energy is transmitted from the first DC link to the second DC link when the required at the second DC terminal electrical energy is not provided by the second AC-DC converter or then electrical see energy from the second DC link to the first DC link is transmitted when needed at the first DC connection
  • the first converter unit and / or the second converter unit may each be a rectifier unit.
  • the method also has the advantages indicated above in connection with the charging device.
  • FIG. 1 is a schematic representation of anwhosbei ⁇ game of a charging device with connected vehicles
  • Figure 2 is an exemplary illustration of a converter unit
  • Figure 3 shows a schematically illustrated embodiment of a charging device with a housing shown in sectional representation.
  • a charging device 1 is shown, which is designed in the embodiment as a DC charging device ⁇ .
  • the charging device 1 has a power supply connection 3 in order to electrically connect the charging device 1 to an electrical energy source 7.
  • the energy source 7 is configured here as an energy supply network 7.
  • the power supply terminal 3 is electrically connected to the power supply network 7 by means of a three-wire connection cable 5.
  • the charging device 1 has a first charging connection 9, which can be electrically connected to a first electrically drivable vehicle 13 by means of a first charging cable 11.
  • the electrically drivable vehicle 13 has a first drive battery 15 which can be charged by means of the Ladeeinrich ⁇ device 1.
  • the device 1 loading units to a second charging terminal 19, to which by means of a charging cable 21, a second electrically powered driving ⁇ generating connectable 23rd
  • This second electrically drivable ⁇ bare vehicle 23 has a second traction battery 25, which is chargeable by means of the charging device.
  • the charging device 1 has a third charging connection 29, which is electrically connectable by means of a charging cable 31 to a third electrically driven vehicle 33.
  • This third electrically drivable vehicle 33 has a third drive battery 35.
  • the charging device 1 has a fourth charging connection 39, which is electrically connectable by means of a fourth charging ⁇ cable 41 with a fourth electrically driven vehicle 43.
  • the fourth charging connection 39 By means of this fourth charging connection 39, the fourth drive battery 45 of the fourth electrically drivable vehicle 43 can be charged.
  • the first charging port 9, the second charging port 19 and the third charging port 29 and the fourth charging port 39 are each electrically isolated. Different output voltages and output currents can be output at these charging connections.
  • the power supply connection 3 is electrically connected to a first AC connection 50 of a first converter unit 51 by means of a cable 47 inside the charging device 47 (connection cable 47). Via the first AC terminal 50, AC power provided from the power grid 7 is supplied to the first AC-DC converter 52 which converts (converts) the AC power into DC power. This DC current passes to a first DC link 54, which electrically connects the first AC-DC converter 52 (AC / DC converter) to a first DC-DC converter 56 (DC / DC converter).
  • the first DC-DC converter 56 has a potential separation, which is symbolized by the two parallel diagonal lines.
  • This first DC-DC converter 56 converts the direct current from the intermediate circuit 54 into a DC voltage of a different voltage and / or different current, which is then output at a first DC connection 58 of the first converter unit 51.
  • This first DC connection 58 is electrically connected to the first charging connection 9 of the charging device 1.
  • the first converter unit 51 is therefore designed as a first rectifier unit 51 in the exemplary embodiment.
  • This first inverter unit 1 directs the one to the first AC terminal 50 input AC current and generates a DC output at the first DC port 58.
  • the first DC intermediate circuit 54 is electrically connected to a first DC link control 60.
  • This DC link controller 60 is, inter alia, able to electrically connect the first DC voltage intermediate circuit 54 to a first DC link connection 62 (a so-called DC power link connector).
  • the first intermediate circuit control 60 has a first switching device 63, which is shown in more detail in FIG. By means of the first switching device 63, the energy stored in the first DC voltage intermediate circuit 54 can be output at the first intermediate circuit connection 62.
  • the charging device 1 has a second converter unit 71.
  • This second converter unit 71 has a second AC connection 70, a second AC / DC converter 72, a second DC intermediate circuit 74, a second DC / DC converter 76, a second DC connection 78, a second intermediate circuit controller 80 and a second DC link connection 82 on.
  • the second DC link controller 80 has a second switching device 81.
  • the La ⁇ signaling device 1 in a similar third inverter unit 91st This third inverter unit 91 has a third alternating-current terminal 90, a third AC-DC converter 92, a third DC-voltage intermediate circuit 94, a third DC-DC converter 96, a third direct current terminal 98, a third intermediate ⁇ circuit controller 99 and a third intermediate circuit terminal 102.
  • the third DC link control 99 has a third switching device 97.
  • the charging device 1 has a fourth converter unit 101.
  • This fourth converter unit 101 has a fourth AC adapter ⁇ 100, a fourth AC DC Inverter 102, a fourth DC intermediate circuit 104, a fourth DC-DC converter 106, a fourth DC connection 108, a fourth intermediate ⁇ circle controller 110 and a fourth DC link 112 on.
  • the fourth DC link controller 110 also has a fourth switching device 113.
  • the second direct current terminal 78 is electrically connected to the second charging terminal 19
  • the third direct current terminal 98 is electrically connected to the third charging terminal 29
  • the fourth direct current terminal 108 is electrically connected to the fourth charging terminal 39.
  • first alternating current connection 50, the second alternating current connection 70, the third alternating current connection 90 and the fourth alternating current connection 100 are electrically connected by means of the cable 47 to the energy supply connection 3 and thus to the energy supply network 7.
  • the first intermediate circuit terminal 62 is electrically ver ⁇ connected to the second intermediate circuit terminal 82, the third intermediate circuit ⁇ terminal 102 and the fourth intermediate circuit terminal 112 by means of an intermediate circuit connecting cable 114th
  • the DC link connections that is, the DC intermediate circuits inverter-external (ie outside the inverter units) can be electrically connected to each other.
  • the intermediate circuit connecting cable 114 By means of the intermediate circuit connecting cable 114, the first intermediate circuit terminal 62, the second interim ⁇ intermediate circuit terminal 82, the third DC terminal 102 and the fourth intermediate circuit terminal 112 are electrically connected in parallel.
  • the first intermediate circuit control 60 of the first converter unit 51 has the first switching device 63 (see FIG.
  • the first DC intermediate circuit 54 can be electrically connected to the first intermediate circuit connection 62 if required.
  • the first intermediate circuit terminal 62 is outside of the first inverter unit 51 ENTRANCE ⁇ Lich, consequently (with appropriate switching position said first switching means 63, namely at the closed switches of the switching device 63) of the first DC-voltage intermediate circuit 54 of the first inverter unit 51 leads ⁇ out and accessible at the first DC link 62.
  • the respective DC intermediate circuit is switched out to the respective DC link terminal 82, 102 and 112, respectively.
  • an electrical energy store 116 (for example a battery or a high-power capacitor) is electrically connected in parallel with the intermediate circuit terminals 62, 82, 102 and 112.
  • the energy store 116 is arranged within the charging device 1, so it is a charging device internal energy storage. In another embodiment, however, this energy storage device 116 may also be arranged outside the charging device 1 and be electrically connected thereto; it is then a charging device external energy storage.
  • the energy storage unit 116 is optional and may be omitted in otherParksbei ⁇ play. It can supply electrical energy from the energy storage 116 via the DC link cable 114 to the first
  • DC intermediate circuit 54, the second DC voltage intermediate circuit 74, the third DC voltage intermediate circuit 94 and / or to the fourth DC intermediate circuit 104 are transmitted to the electrical energy in this DC intermediate circuit or in this
  • the gieaires in the energy 116 stored energy can be fed (at ⁇ play, in a failure of an AC-DC inverter or a complete inverter unit) via the intermediate circuit connecting cable 114 into one or more DC voltage intermediate circuit as needed to to continue operating the charging device 1 for a short time.
  • the first drive unit is shown in detaillier ⁇ more excellent shape 51st
  • the first converter unit 51 has a first voltage sensor 202 and optionally also a first current sensor 204.
  • the first voltage sensor 202 measures the DC voltage occurring in the DC link 54
  • DC voltage DC link DC voltage
  • Current sensor 204 measures the DC current (DC-DC) occurring in the first DC link 54.
  • the first converter unit 51 has a first AC-side protection circuit 208 and a first AC-side filter 210.
  • the first nocstromsei ⁇ term protection circuit 208 serves to protect the first electric drive unit 51 at the AC terminal 50.
  • This protection circuit 208 realizes an overvoltage protection and / or overcurrent protection; For example, it contains a backup.
  • the first AC-side filter 210 filters resulting in the first inverter unit 51 electromagnetic interference and ensures that these electromagnetic interference does not reach the first AC power connection 50.
  • the first converter unit 51 has a first DC-side filter 212 and a first DC-side protective circuit 216.
  • the first DC-side filter 212 filters out electromagnetic interference from that of the first inverter unit 51 are formed in ⁇ nergur, and prevents that these disturbances reach the first circuit Gleichstroman- 58th
  • the first DC-side protection ⁇ circuit 216 realizes a DC-connection-side voltage and / or over-current protection.
  • a fuse may be incorporated in the protection circuit 216.
  • this protection circuit 216 may optionally include a power diode (for preventing the flow of
  • this protection circuit 216 may optionally include a reactor (for smoothing the DC current flowing to the DC terminal).
  • the first AC side protection circuit 208, the first AC-DC converter 52, the first DC link controller 60, the first DC-DC converter 56 and the first DC side protection circuit 216 are connected to a first controller 222 of the inverter unit 51 via communication lines 220, respectively .
  • This Umrichterös-controller 222 has a firstan- circuit 224, the forth is executed ⁇ from the first inverter unit 51 and with a higher-level control 320 (see FIG. FIG. 3) is connected to the charging device 1.
  • the first controller 222 retrieves information and data from said assemblies of the first inverter unit 51, forwards this information and data to the higher-level controller 320, receives instructions from the higher-level controller 320, and forwards these instructions or instructions.
  • the first alternating current connection 50, the first direct current connection 58, the first intermediate circuit connection 62 and the first data connection 224 of the first converter unit 51 are made pluggable. Therefore, these terminals can be quickly and easily electrically disconnected or electrically connected.
  • the first inverter unit 51, the second inverter unit 71, the third drive unit 91 and the fourth inverter unit 101 are similarly formed from ⁇ or designed.
  • all these converter units contain a switching device, a voltage sensor and a current sensor similar to the first converter unit 51.
  • FIG. 3 shows in a schematic sectional view of the basic mechanical and electrical structure of the Ladeein ⁇ device 1 is shown.
  • the charging device 1 has a housing 302, which stands on housing feet 304.
  • the power supply terminal 3, the first charging terminal 9, the second charging terminal 19, the third charging terminal 29, the fourth charging port 39 and a microan ⁇ circuit 308 are arranged on a rear side 306 of the housing 302 and is accessible from outside of the charging device.
  • the first inverter unit 51, the second order ⁇ judge unit 71, the third drive unit 91 and the fourth inverter unit 101 are each configured as Einschubeinhei- th, and out inserted into the housing 302 of the charging device 1 to the housing 302 are pulled out.
  • 310 openings are provided in a front side, which can be closed with flaps or the like (not shown in the figure).
  • the first converter unit 51 (and also in the other converter units 71, 91 and 101) is shown schematically that the first data terminal 224, the first AC terminal 50, the first intermediate Circuit 62 and the first DC power jack 58 are designed pluggable.
  • a movable (inverter unit side) part of these terminals is arranged on the first inverter unit, while a stationary (housing-side) part of these terminals is arranged on a mounting wall 314 of the charging device.
  • a handle 316 By means of a handle 316, the first converter unit 51 from the housing 302 of the Ladeein ⁇ direction 1 can be pulled out or inserted into this housing.
  • the second, third and fourth converter unit 71, 91 and 101 are configured.
  • the Um ⁇ judge units each represent a module (inverter module); the charging device has a modular construction.
  • the charging device 1 has a controller 320, which is configured as a higher-level controller for the controller 222 of the first converter unit and for the controllers of the other converter units.
  • This charger control 320 is also designed as a plug-in unit, which can be inserted into the housing 302 or pulled out of the housing.
  • the charger controller 320 may also be fixedly mounted in the housing 302.
  • the charging device 1 has an input circuit 324, an output circuit 328 and a data unit 332.
  • the input circuit 324 (input stage) has a main switch for the entire charging device.
  • the output circuit 328 has output filters of the charger. Monitoring and signaling devices may also be arranged in the input circuit and the output circuit.
  • the data unit 332 is used for buffering data that can be output via the data terminal 308.
  • solid lines solid lines are shown in Figure 3, the cables 47, which are the AC terminals 50, 70, 90 and 100 of the four inverter units and a AC terminal 323 of the controller 320 via the input ⁇ circuit 324 electrically connect to the power supply terminal 3 (AC connection cable 47).
  • Data cables 336 are shown, which the first data terminal 224 of the first inverter unit 51 with a second data port 340 of the second inverter unit 71, a third data port 342 of the third inverter unit 91, a fourth data port 344 of the fourth inverter Unit 101 and a data terminal 348 of
  • Connect controller 320 electrically. These data connections are made by means of the data cable 336 with the data unit 332 and with the data connection 308 of the charging device 1
  • the intermediate circuit connecting cables 114 are shown, which electrically connect the intermediate circuit terminals 62, 82, 102 and 112 of the four converter units 51, 71, 91 and 101 with each other.
  • DC cables 350 are shown, which the first DC connection 58, the second
  • DC connection 78, a third DC connection 352 and a fourth DC connection 354 of the converter units via the output circuit 328 electrically connect to the respective associated charging port.
  • the Ladeein ⁇ device operates as a DC charging device, that this charging device converts the information provided by the power supply mains 7 AC power to DC power and transmits electric energy in the form of direct current to the attached ⁇ closed electrically driven vehicles.
  • the first inverter unit 51 is configured as a first rectifier unit, or operates as such a first rectifier unit.
  • the second, third and fourth inverter units 71, 91 and 101 operate in each case as a second, third and fourth rectifier A ⁇ unit.
  • the first switching device 63 of the first converter unit 51 is opened (the switching state shown in FIG. 2 is therefore present). This is the first one
  • electrical energy in the form of alternating current flows from the power supply network 7 via the connecting cable 5, the power supply connection 3, the cable 47 and the first AC connection 50 (first AC input 50) to the first AC-DC converter 52.
  • the first AC-to-DC converter 52 converts this alternating current into direct current, which is conducted into the first DC intermediate circuit 54.
  • environmental electric capacitors are arranged for storing electrical energy.
  • the electric energy is transmitted to the ers ⁇ th DC-DC converter 56, which converts the derived from the intermediate circuit DC power in DC Ström different voltage and / or other current and to the first DC terminal 58 (first DC ⁇ current output 58 ).
  • this DC current passes as a charging current via the first charging connection 9 and the first charging cable 11 to the first electrically driven vehicle 13 in order to charge its first driving battery 15.
  • the first converter unit can indepen ⁇ gig working from the other inverter units and independently supply the first electric automobile 13 with direct current. The occurring current flow or energy flow is shown in FIG. 2 by means of arrows 230.
  • an electric power required by the first electrically drivable vehicle 13 at the first charging terminal 9 is so large that it can not be provided by the first AC-DC converter 52 , This is particularly apparent when one considers that can transmit a maximum electrical output of 50 kW inentesbei ⁇ play the first DC-DC converter 56, while the first AC-DC converter 52 QUIRES ONLY borrowed a maximum electrical output of 25 kW can transmit. So if the vehicle 13 requests a power of 40 kW at the first charging port 9, so the first
  • DC-DC Inverters 56 transmit this power.
  • the first AC-to-DC converter 52 can not transmit this electric power, namely, this can only a maximum of 25 kW in the first performance
  • the electric power for loading ⁇ riding provide the missing 15 kW power from the second DC voltage intermediate circuit 74 is to transmit to the first direct voltage intermediate circuit 54 and fed into the latter.
  • the direct voltage that occurs in the first DC intermediate circuit 54 is first measured by means of the first voltage sensor 202 and the measured values are transmitted via the first controller 222 to the higher-level control 320 of the charging device. Such a voltage measurement also takes place in the second DC voltage intermediate circuit. The voltage value measured there also becomes the
  • Control 320 transmitted.
  • the controller 320 then controls the first AC-DC converter 52 and the first DC-DC converter 56 via the converter-unit-internal controller 222 in such a way that a defined DC voltage (in the DC intermediate circuit 54) example, 600 V) is set.
  • the controller 320 ensures that also in the second DC voltage intermediate circuit 74, this DC voltage of 600 V is set. Only when the DC voltage of the first DC intermediate circuit 54 is equal to the DC voltage of the second DC intermediate circuit 74, the first switching device 63 of the first inverter unit 51 and the corresponding switching device of the second converter unit 71 is closed. This will be the first
  • the AC-DC converters 72, 92 and 102 can each transmit a maximum electric power of 25 kW, whereas the DC-DC converters 76, 96 and 106 can transmit a maximum electric power of 50 kW. Because of the potential power output of 50 kW, this charger can be used, for example for CHAdeMO kompa ⁇ tible applications.
  • the individual converter units 51, 71, 91 and 101 thus each represent independent modules and each have an outwardly guided DC voltage intermediate circuit.
  • this DC-DC link is guided in each case as a DC link connected controlled to the outside, ie by means of the switching device, the DC-DC link with the DC link electrically connected ⁇ or the DC link can from the
  • the DC link are electrically isolated.
  • the DC voltage intermediate circuits of the individual converter units outside the converter units can be electrically connected to one another as required.
  • a transfer of energy from the second DC voltage link 74 to the first DC link 54 may also be useful, if only low powers are requested at the first charging connection 9 and the second charging connection 19, for example only 10 kW in each case.
  • the required energy from ⁇ can be finally provided by the second AC-DC Umrich- ter 72; the first AC-DC converter 52 remains switched off (eg in standby mode).
  • the second AC-DC converter 72 is better utilized at 20 kW power than at 10 kW, so it operates at a favorable operating point and thus energy-efficiently.
  • the structure of the charging device 1 from individual converter units has a number of advantages. Only those inverter units that are currently being used need to be switched on. The other inverter units can be switched off (eg put into standby mode). In particular, the AC-DC converters are activated only when existing power requirements and remain otherwise in standby mode (standby mode). Likewise, the DC-DC converters are only activated when the respective associated charging port is actually borrowed used for charging a vehicle. This results in low power dissipation and high efficiency more energy- ⁇ the charging device; a good efficiency of the charging device 1 is achieved.

Abstract

The invention relates to a charging device (1) for electrically charging a traction battery (15) of an electric-drive vehicle (13), with a power supply terminal (3) for connecting the charging device (1) to an electrical energy source (7), a first charging terminal (9) and a second charging terminal (19) for connecting in each case one electric-drive vehicle (13, 23). A first converter unit (51) has a first AC terminal (50), a first AC/DC converter (52), a first DC intermediate circuit (54), a first DC/DC converter (56) and a first DC terminal (58). A second converter unit (71) has a second AC terminal (70), a second AC/DC converter (72), a second DC intermediate circuit (74), a second DC/DC converter (76) and a second DC terminal (78).

Description

Beschreibung Ladeeinrichtung Die Erfindung betrifft eine Ladeeinrichtung zum elektrischen Laden einer Fahrbatterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Ladeeinrichtung . Es wird erwartet, dass elektrisch antreibbare Fahrzeuge in Zukunft im Straßenverkehr eine bedeutende Rolle einnehmen werden. Derartige elektrisch antreibbare Fahrzeuge weisen eine elektrische Fahrbatterie auf, die elektrische Energie für die Fortbewegung des Fahrzeugs zur Verfügung stellt. Zum Laden derartiger Fahrbatterien wird es Ladeeinrichtungen geben, die ortsfest (z.B. an einer Art Stromtankstelle) instal¬ liert sind. Solche Ladeeinrichtungen können als Gleichstrom- Ladeeinrichtungen ausgestaltet sein. Das sind Ladeeinrichtungen, die einen Lade-Gleichstrom zum Laden der Fahrbatterie zur Verfügung stellen. Solche Ladeeinrichtungen können aber auch als Wechselstrom-Ladeeinrichtungen ausgestaltet sein. Das sind Ladeeinrichtungen, die einen Lade-Wechselstrom zum Laden der Fahrbatterie zur Verfügung stellen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ladeeinrich¬ tung und ein Verfahren anzugeben, die vielseitig zum Laden von elektrisch antreibbaren Fahrzeugen einsetzbar sind. The invention relates to a charging device for electrically charging a traction battery of an electrically driven vehicle and to a method for operating such a charging device. Electric powered vehicles are expected to play an important role in road traffic in the future. Such electrically driven vehicles have an electric traction battery, which provides electrical energy for the movement of the vehicle available. For charging such traction batteries there will be charging devices that are stationary (eg at a kind of charging station) instal ¬ lated. Such charging devices can be configured as DC charging devices. These are charging devices that provide a DC charging current for charging the traction battery. Such charging devices can also be designed as AC charging devices. These are charging devices that provide a charging alternating current for charging the traction battery. The invention has for its object to provide a Ladeeinrich ¬ tion and a method that can be used versatile for charging electrically powered vehicles.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Ladeein- richtung und ein Verfahren nach den unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Ladeeinrichtung und des Verfahrens sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben . Erfindungsgemäß angegeben wird eine Ladeeinrichtung zum elektrischen Laden einer Fahrbatterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs mit einem Energieversorgungsanschluss zum Anschluss der Ladeeinrichtung an eine elektrische Energiequelle, einem ersten und einem zweiten Ladeanschluss zum Anschluss jeweils eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, einer ersten Umrichter-Einheit, die einen ersten Wechsel- stromanschluss , einen ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter, einen ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis , einen ersten Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter und einen ersten Gleich- stromanschluss aufweist, und einer zweiten Umrichter-Einheit, die einen zweiten Wechselstromanschluss , einen zweiten Wech- selstrom-Gleichstrom-Umrichter, einen zweiten Gleichspannungs-Zwischenkreis, einen zweiten Gleichstrom-Gleichstrom- Umrichter und einen zweiten Gleichstromanschluss aufweist. This object is achieved by a charging device and a method according to the independent claims. Advantageous embodiments of the charging device and the method are specified in the dependent claims. The invention relates to a charging device for electrically charging a traction battery of an electrically driven vehicle with a power supply connection for connecting the charging device to an electrical energy source, a first and a second charging connection for connecting in each case an electrically drivable vehicle, a first converter unit which has a first AC connection, a first AC-DC converter, a first DC link, a first DC-DC converter and a first DC connection, and a second converter unit having a second AC terminal, a second AC-DC converter, a second DC link, a second DC-DC converter and a second DC connection.
Hierbei ist besonders vorteilhaft, dass die Ladeeinrichtung die erste Umrichter-Einheit und die zweite Umrichter-Einheit aufweist. Somit können gleichzeitig zwei Fahrzeuge geladen werden. Mittels einer solchen Umrichter-Einheit kann an dem jeweiligen Wechselstromanschluss anliegender Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt werden, der an dem Gleichstroman- schluss ausgegeben wird. Die Umrichter-Einheit arbeitet dann als eine Gleichrichter-Einheit. Alternativ kann eine solche Umrichter-Einheit aber auch im Wechselrichterbetrieb arbei¬ ten, d. h. an dem Gleichstromanschluss anliegender Gleichstrom kann in Wechselstrom umgewandelt werden, der an dem je- weiligen Wechselstromanschluss ausgegeben wird. Die Umrich¬ ter-Einheit arbeitet dann als eine Wechselrichter-Einheit. Mit der ersten Umrichter-Einheit kann ein erstes elektrisch antreibbares Fahrzeug mit elektrischer Energie versorgt wer¬ den, während gleichzeitig mit der zweiten Umrichter-Einheit ein zweites elektrisch antreibbares Fahrzeug mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Die Ladeeinrichtung kann auch noch weitere Umrichter-Einheiten aufweisen, mit denen weitere elektrisch antreibbare Fahrzeuge mit elektrischer Energie versorgt werden können, um deren Fahrbatterien aufzuladen. Es ist aber selbstverständlich auch möglich, z. B. mit der ersten Umrichter-Einheit ein erstes elektrisch antreibbares Fahrzeug zu laden, während die zweite Umrichter-Einheit nicht zum Laden eines elektrisch antreibbaren Fahrzeuges eingesetzt ist . In this case, it is particularly advantageous that the charging device has the first converter unit and the second converter unit. Thus, two vehicles can be loaded simultaneously. By means of such a converter unit, alternating current applied to the respective AC connection can be converted into direct current, which is output at the DC connection. The inverter unit then operates as a rectifier unit. Alternatively, such a drive unit can also in inverter operation processing ¬ th, that is resting against the DC connection DC can be converted into alternating current, which is output at the JE weiligen AC connection. The Umrich ¬ ter unit then operates as an inverter unit. With the first drive unit, a first electrically powered vehicle with electric power can be supplied to those who, while a second electrically powered vehicle can be supplied with electrical energy ¬ simultaneously with the second converter unit. The charging device may also have further converter units, with which further electrically driven vehicles can be supplied with electrical energy to charge their traction batteries. But it is of course also possible, for. B. with the first inverter unit to charge a first electrically driven vehicle, while the second inverter unit not is used for charging an electrically driven vehicle.
Die Ladeeinrichtung kann so ausgestaltet sein, dass die Lade- einrichtung mindestens eine weitere Umrichter-Einheit auf¬ weist, die gleichartig der ersten Umrichter-Einheit oder gleichartig der zweiten Umrichter-Einheit ausgestaltet ist. Mit anderen Worten kann die Ladeeinrichtung also zwei, drei, vier oder mehr gleichartige Gleichrichter-Einheiten aufwei- sen. Dadurch können mit dieser Ladeeinrichtung gleichzeitig zwei, drei, vier oder mehr elektrisch antreibbare Fahrzeuge aufgeladen werden. The charging device may be configured so that the charging device has at least one further inverter unit on ¬ which is similar to the first inverter unit or similar of the second inverter unit configured. In other words, the charging device can thus have two, three, four or more similar rectifier units. As a result, two, three, four or more electrically driven vehicles can be charged with this charging device at the same time.
Die Ladeeinrichtung kann auch so ausgestaltet sein, dass der erste Wechselstromanschluss der ersten Umrichter-Einheit und der zweite Wechselstromanschluss der zweiten Umrichter-Ein¬ heit jeweils elektrisch mit dem Energieversorgungsanschluss verbunden sind, der erste Gleichstromanschluss elektrisch mit dem ersten Ladeanschluss verbunden ist und/oder der zweite Gleichstromanschluss elektrisch mit dem zweiten Ladeanschluss verbunden ist. The charging device may also be configured so that the first alternating-current terminal of the first inverter unit and the second alternating-current terminal of the second inverter A ¬ uniform are respectively electrically connected to the power supply terminal, the first DC terminal is electrically connected to the first charging terminal and / or the second DC terminal is electrically connected to the second charging terminal.
Die Ladeeinrichtung kann auch so ausgestaltet sein, dass die erste Umrichter-Einheit einen ersten Zwischenkreisanschluss aufweist, der elektrisch mit dem ersten Gleichspannungs-Zwi- schenkreis verbindbar ist, und die zweite Umrichter-Einheit einen zweiten Zwischenkreisanschluss aufweist, der elektrisch mit dem zweiten Gleichspannungs-Zwischenkreis verbindbar ist. Mittels eines solchen Zwischenkreisanschlusses kann vorteil- hafterweise energetisch in den jeweiligen Gleichspannungs- Zwischenkreis eingegriffen werden, d. h. diesem Gleichspannungs-Zwischenkreis kann elektrische Energie entnommen (ent¬ zogen, ausleitet) werden oder es kann elektrische Energie in den Gleichspannungs-Zwischenkreis eingebracht (eingespeist, einleitet) werden. Die Ladeeinrichtung kann auch so ausgestaltet sein, dass der erste Zwischenkreisanschluss von außerhalb der ersten Umrich¬ ter-Einheit zugänglich ist und der zweite Zwischenkreisanschluss von außerhalb der zweiten Umrichter-Einheit zugäng- lieh ist. The charging device can also be designed in such a way that the first converter unit has a first intermediate circuit connection, which is electrically connectable to the first DC intermediate circuit, and the second converter unit has a second intermediate circuit connection, which is electrically connected to the second direct-voltage connection DC link is connectable. By means of such a link connection can be engaged advanta- way legally energy in the DC link, that is, this direct-voltage intermediate circuit can be removed from electrical energy (subjected ent ¬, rejects them) or it may be electrical energy introduced into the dc voltage intermediate circuit (fed initiates ) become. The charging device may also be configured so that the first intermediate circuit terminal is accessible from outside of the first Umrich ¬ ter-unit and the second intermediate circuit terminal of the second inverter is outside the unit accessible lent.
Die Ladeeinrichtung kann so ausgestaltet sein, dass die erste Umrichter-Einheit eine erste Schalteinrichtung aufweist, um den ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis elektrisch mit dem ersten Zwischenkreisanschluss zu verbinden und/oder die zweite Umrichter-Einheit eine zweite Schalteinrichtung auf¬ weist, um den zweiten Gleichspannungs-Zwischenkreis The charging device may be configured so that the first drive unit has a first switching means for connecting the first DC voltage intermediate circuit electrically connected to the first intermediate circuit terminal and / or the second inverter unit includes a second switching device on ¬ to the second DC -Zwischenkreis
elektrisch mit dem zweiten Zwischenkreisanschluss zu verbin¬ den. Mittels der Schalteinrichtung kann vorteilhafterweise die elektrische Verbindung zwischen dem jeweiligen verbin electrically connected to the second intermediate circuit terminal ¬. By means of the switching device can advantageously the electrical connection between the respective
Gleichspannungs-Zwischenkreis und dem jeweiligen Zwischen¬ kreisanschluss hergestellt oder unterbrochen werden. Mit an¬ deren Worten kann mittels der Schalteinrichtung der jeweilige Gleichspannungs-Zwischenkreis von dem jeweiligen Zwischen- kreisanschluss elektrisch isoliert werden bzw. der jeweilige Gleichspannungs-Zwischenkreis mit dem jeweiligen Zwischen¬ kreisanschluss elektrisch zusammengeschaltet werden. Dies er¬ möglicht es, lediglich in gewünschten Zeitabschnitten den jeweiligen Gleichspannungs-Zwischenkreis mit dem jeweiligen Zwischenkreisanschluss elektrisch zu verbinden. DC intermediate circuit and the respective intermediate circuit ¬ circuit made or interrupted. With at ¬ which words can be electrically insulated from the respective intermediate link connection or the respective DC intermediate circuit with the respective intermediate ¬ link connection are electrically connected together by means of the switching device, the respective dc voltage intermediate circuit. This he ¬ it enables to connect only at desired time intervals the respective DC intermediate circuit with the respective bus connection electric.
Die Ladeeinrichtung kann auch so ausgestaltet sein, dass der erste Zwischenkreisanschluss der ersten Umrichter-Einheit und der zweite Zwischenkreisanschluss der zweiten Umrichter-Ein- heit elektrisch parallel geschaltet sind. Dadurch ist der erste Gleichspannungs-Zwischenkreis mit dem zweiten The charging device can also be configured such that the first intermediate circuit connection of the first converter unit and the second intermediate circuit connection of the second converter unit are electrically connected in parallel. As a result, the first DC link with the second
Gleichspannungs-Zwischenkreis elektrisch verbindbar. Diese elektrische Parallelschaltung der Zwischenkreisanschlüsse er¬ möglicht es (ggf. bei einer entsprechenden Schaltstellung der Schalteinrichtung bzw. der Schalteinrichtungen) den ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis elektrisch mit dem zweiten Gleichspannungs-Zwischenkreis zu verbinden. Dadurch werden der erste Gleichspannungszwischenkreis und der zweite DC link electrically connectable. This electrical parallel connection of the intermediate circuit terminals he ¬ it enables to connect the first DC voltage intermediate circuit electrically connected to the second direct voltage intermediate circuit (possibly with a corresponding switching position of the switching device or the switching means). This will be the first DC voltage intermediate circuit and the second
Gleichspannungs-Zwischenkreis auf das gleiche elektrische Po¬ tential gebracht bzw. der erste Gleichspannungszwischenkreis und der zweite Gleichspannungs-Zwischenkreis weisen die glei- che im Zwischenkreis auftretende Gleichspannung auf. DC intermediate circuit brought to the same electric Po ¬ potential or the first DC voltage intermediate circuit and the second DC voltage intermediate circuit have the same DC voltage occurring in the DC bus.
Die Ladeeinrichtung kann auch so ausgestaltet sein, dass mindestens eine der Umrichter-Einheiten einen Spannungssensor und/oder einen Stromsensor aufweist, um die im Gleichspan- nungs-Zwischenkreis auftretende Gleichspannung und/oder den im Gleichspannungs-Zwischenkreis auftretenden Gleichstrom zu messen. Mit diesem Spannungssensor wird die Größe der in dem Gleichspannungs-Zwischenkreis auftretenden Gleichspannung er¬ mittelt. Mit dem Stromsensor wird die Größe des in dem jewei- ligen Gleichspannungs-Zwischenkreis auftretenden Gleichstroms ermittelt. Durch Verknüpfung der Werte von Gleichspannung und Gleichstrom kann die aktuell jeweils von dem Zwischenkreis übertragene elektrische Leistung bestimmt werden. Die Ladeeinrichtung kann auch so eingerichtet sein, erst dann mittels der ersten Schalteinrichtung und/oder mittels der zweiten Schalteinrichtung den ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis mit dem zweiten Gleichspannungs-Zwischenkreis elektrisch zu verbinden, wenn der erste Gleichspannungs-Zwi- schenkreis und der zweite Gleichspannungs-Zwischenkreis eine gleich große Gleichspannung (Zwischenkreis-Gleichspannung) aufweisen. Damit wird vorteilhafterweise sichergestellt, dass beim elektrischen Verbinden der beiden Gleichspannungs-Zwi- schenkreise keine unerwünschten Ausgleichsströme fließen. Da- durch wird das Auftreten von unerwünschten Verlustleistungen vermieden . The charging device can also be configured such that at least one of the converter units has a voltage sensor and / or a current sensor in order to measure the DC voltage occurring in the DC voltage intermediate circuit and / or the DC current occurring in the DC intermediate circuit. With this voltage sensor, the size of the DC voltage occurring in the DC-DC link is he ¬ mediates. The current sensor is used to determine the size of the direct current occurring in the respective DC voltage intermediate circuit. By linking the values of direct current and direct current, the electrical power currently transmitted by the intermediate circuit can be determined. The charging device can also be set up to first electrically connect the first DC voltage intermediate circuit to the second DC voltage intermediate circuit by means of the first switching device and / or by means of the second switching device, if the first DC intermediate circuit and the second DC voltage intermediate circuit have an equal DC voltage (DC link DC voltage). This advantageously ensures that no unwanted compensating currents flow when the two DC voltage intermediate circuits are electrically connected. This avoids the occurrence of unwanted power loss.
Die Ladeeinrichtung kann auch so aufgebaut sein, dass die Ladeeinrichtung eingerichtet ist, (bei Bedarf) elektrische Energie von dem ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis der ers¬ ten Umrichter-Einheit zu dem zweiten Gleichspannungs-Zwischenkreis der zweiten Umrichter-Einheit zu übertragen oder elektrische Energie von dem zweiten Gleichspannungs-Zwischenkreis der zweiten Umrichter-Einheit zu dem ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis der ersten Umrichter-Einheit zu übertra¬ gen. Diese Energieübertragung erfolgt beispielsweise durch Gleichstromübertragung von dem zweiten Gleichspannungs-Zwischenkreis zu dem ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis. Da¬ durch kann beispielsweise bei Ausfall des ersten Wechsel¬ strom-Gleichstrom-Umrichters die erste Umrichter-Einheit von der zweiten Umrichter-Einheit mit elektrischer Energie ver- sorgt werden. Dadurch kann die erste Umrichter-Einheit auch in diesem Fall weiterhin an dem ersten Gleichstromanschluss einen Gleichstrom zur Verfügung stellen. The charging means may also be constituted so that the charging means is arranged to transmit (as appropriate) electrical energy from the first DC voltage intermediate circuit of the ers ¬ th inverter unit to the second direct-voltage intermediate circuit of the second inverter unit, or electrical energy from the second DC voltage intermediate circuit of the second converter unit to the first DC intermediate circuit of the first converter unit transmis ¬ gene. This energy transfer takes place, for example, by DC transmission from the second DC link to the first DC link. Since ¬ the first inverter unit of the second inverter unit with electrical energy provides comparable by, for example, in case of failure of the first alternating current ¬-DC converter. As a result, the first converter unit can continue to provide a direct current at the first DC connection in this case as well.
Die Ladeeinrichtung kann ebenfalls einen ( ladeeinrichtungsin- fernen oder ladeeinrichtungsexternen) elektrischen Energiespeicher (z.B. eine Batterie oder einen Kondensator, insbesondere einen Hochleistungskondensator) aufweisen, der zumindest zeitweise mit dem Gleichspannungs-Zwischenkreis mindes¬ tens einer der Umrichter-Einheiten verbindbar ist (um The charging device may also (remote ladeeinrichtungsin- or charging means external) an electrical energy storage comprise (for example a battery or a capacitor, in particular a super capacitor), which at least temporarily to the DC voltage intermediate circuit Minim ¬ least one of the converter units can be connected (by
elektrische Energie von dem Energiespeicher zu dem oder den Gleichspannungs-Zwischenkreisen zu übertragen) . Mittels dieses Energiespeichers kann ebenfalls bei Ausfall einer Kompo¬ nente der Ladeeinrichtung oder bei einem zeitweiligen Stromausfall zumindest für begrenzte Zeit die Funktion der Lade- einrichtung aufrechterhalten werden, indem elektrische Energie von dem Energiespeicher zu dem jeweiligen Gleichspannungs-Zwischenkreis oder Gleichspannungs-Zwischenkreisen übertragen wird. Die Ladeeinrichtung kann auch so ausgestaltet sein, dass der Wechselstromanschluss , der Gleichstromanschluss und/oder der Zwischenkreissanschluss mindestens einer (d.h. einer oder mehrerer oder aller) der Umrichter-Einheiten steckbar ausgeführt sind. Dies ermöglicht es, die Umrichter-Einheiten bei Bedarf (z. B. bei einem Defekt oder bei Wartungsarbeiten) in einfacher Art und Weise aus der Ladeeinrichtung zu entnehmen bzw. in die Ladeeinrichtung einzusetzen. Insbesondere kann die Ladeeinrichtung so ausgestaltet sein, dass mindestens eine der Umrichter-Einheiten als eine Einschubeinheit ausgestaltet ist, die in ein Gehäuse der Lade- einrichtung einschiebbar und aus dem Gehäuse herausziehbar ist . transfer electrical energy from the energy store to the DC link (s)). By means of this energy storage device, the function of the charging device can also be maintained at least for a limited time if one Kompo ¬ component of the charging device or in a temporary power failure by electric energy is transferred from the energy storage to the respective DC bus or DC bus. The charging device can also be designed so that the AC power connection, the DC power connection and / or the DC link connection of at least one (ie one or more or all) of the inverter units are made pluggable. This makes it possible to remove the converter units in a simple manner from the charging device or to insert them into the charging device as required (eg in the case of a defect or during maintenance work). In particular, the charging device can be designed such that at least one of the converter units is designed as a plug-in unit which can be inserted into a housing of the charging device and pulled out of the housing.
Die Ladeeinrichtung kann auch so ausgestaltet sein, dass bei der ersten Umrichter-Einheit der erste Wechselstrom-Gleich- strom-Umrichter eine kleinere maximale Umrichterleistung aufweist als der erste Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter The charging device can also be configured such that in the first converter unit, the first AC-DC converter has a smaller maximum converter power than the first DC-DC converter
und/oder bei der zweiten Umrichter-Einheit der zweite Wech¬ selstrom-Gleichstrom-Umrichter eine kleinere maximale Umrichterleistung aufweist als der zweite Gleichstrom-Gleich- strom-Umrichter. Es ist nämlich vorteilhaft, dass durch die mögliche Übertragung von elektrischer Leistung von einem der Gleichspannungs-Zwischenkreise zu einem anderen der and / or in the second inverter unit, the second Wech ¬ selstrom-DC converter having a smaller maximum inverter power than the second DC-DC converter. Namely, it is advantageous that by the possible transmission of electrical power from one of the DC bus to another of the
Gleichspannungs-Zwischenkreise der Wechselstrom-Gleichstrom- Umrichter einer Umrichter-Einheit kleiner dimensioniert sein kann als der zugehörige Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter dieser Umrichter-Einheit. Die von dem Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter nicht bereitstellbare elektrische Leistung wird dann von einer anderen Umrichter-Einheit direkt zu dem Gleichspannungs-Zwischenkreis übertragen und in diesen einge- speist. DC intermediate circuits of the AC-DC converter of a converter unit may be smaller than the corresponding DC-DC converter of this inverter unit. The electrical power that can not be supplied by the AC-DC converter is then transmitted directly from another converter unit to the DC link and fed into it.
Erfindungsgemäß angegeben wird weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Ladeeinrichtung zum elektrischen Laden einer Fahrbatterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs mit einem Energieversorgungsanschluss zum Anschluss der Ladeein¬ richtung an eine elektrische Energiequelle, einem ersten und einem zweiten Ladeanschluss zum Anschluss jeweils eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, einer ersten Umrichter- Einheit, die einen ersten Wechselstromanschluss , einen ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter, einen ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis, einen ersten Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter und einen ersten Gleichstromanschluss aufweist, und einer zweiten Umrichter-Einheit, die einen zweiten Wechsel- stromanschluss , einen zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter, einen zweiten Gleichspannungs-Zwischenkreis, einen zweiten Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter und einen zweiten Gleichstromanschluss aufweist, wobei bei dem Verfahren zumin¬ dest zeitweise elektrische Energie von dem ersten Gleichspan¬ nungs-Zwischenkreis der ersten Umrichter-Einheit zu dem zwei¬ ten Gleichspannungs-Zwischenkreis der zweiten Umrichter-Ein¬ heit übertragen wird oder zumindest zeitweise elektrische Energie von dem zweiten Gleichspannungs-Zwischenkreis der zweiten Umrichter-Einheit zu dem ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis der ersten Umrichter-Einheit übertragen wird. The invention further provides a method for operating a charging device for electrically charging a traction battery of an electrically driven vehicle with a power supply terminal for connecting the Ladeein ¬ direction to an electrical energy source, a first and a second charging port for connecting each of an electrically driven vehicle, a first inverter A unit having a first AC terminal, a first AC-DC inverter, a first DC link, a first DC-DC converter and a first DC terminal, and a second inverter unit, comprising a second alternating current terminal, a second AC-DC converter, a second DC voltage intermediate circuit, a second DC-DC converter and a second DC terminal, in which method at ¬ least temporarily electrical energy is transferred from the first DC clamping ¬-voltage intermediate circuit the first converter unit to the two ¬ th DC voltage intermediate circuit of the second inverter A ¬ uniform or at least at times, electric power from the second DC-voltage intermediate circuit of the second inverter unit to the first DC Intermediate circuit of the first inverter unit is transmitted.
Dieses Verfahren kann so ausgestaltet sein, dass dann This method can be designed so that
elektrische Energie von dem ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis zu dem zweiten Gleichspannungs-Zwischenkreis übertragen wird, wenn die an dem zweiten Gleichstromanschluss benötigte elektrische Energie nicht von dem zweiten Wechselstrom- Gleichstrom-Umrichter bereitstellbar ist oder dann elektri- sehe Energie von dem zweiten Gleichspannungs-Zwischenkreis zu dem ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis übertragen wird, wenn die an dem ersten Gleichstromanschluss benötigte electrical energy is transmitted from the first DC link to the second DC link when the required at the second DC terminal electrical energy is not provided by the second AC-DC converter or then electrical see energy from the second DC link to the first DC link is transmitted when needed at the first DC connection
elektrische Energie nicht von dem ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter bereitstellbar ist. electrical energy can not be provided by the first AC-DC converter.
Wie oben bereits erwähnt, kann die erste Umrichter-Einheit und/oder die zweite Umrichter-Einheit (und auch gegebenen¬ falls weitere vorhandene Umrichter-Einheiten) jeweils eine Gleichrichter-Einheit sein. As already mentioned above, the first converter unit and / or the second converter unit (and also given ¬ if further existing converter units) may each be a rectifier unit.
Das Verfahren weist ebenfalls die Vorteile auf, die oben im Zusammenhang mit der Ladeeinrichtung angegeben sind. The method also has the advantages indicated above in connection with the charging device.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei- spiels näher erläutert. Dazu ist in Figur 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbei¬ spiels einer Ladeeinrichtung mit angeschlossenen Fahrzeugen, in Figur 2 eine beispielhafte Darstellung einer Umrichter-Einheit und in The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment. This is in Figure 1 is a schematic representation of an Ausführungsbei ¬ game of a charging device with connected vehicles, in Figure 2 is an exemplary illustration of a converter unit and in
Figur 3 ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel einer Ladeeinrichtung mit einem Gehäuse in Schnitt- darstellung dargestellt . Figure 3 shows a schematically illustrated embodiment of a charging device with a housing shown in sectional representation.
In Figur 1 ist eine Ladeeinrichtung 1 dargestellt, welche im Ausführungsbeispiel als eine Gleichstrom-Ladeeinrichtung aus¬ gestaltet ist. Die Ladeeinrichtung 1 weist einen Energiever- sorgungsanschluss 3 auf, um die Ladeeinrichtung 1 an eine elektrische Energiequelle 7 elektrisch anzuschließen. Die Energiequelle 7 ist hier als ein Energieversorgungsnetz 7 ausgestaltet. Der Energieversorgungsanschluss 3 ist mittels eines dreiadrigen Anschlusskabels 5 mit dem Energieversorgungsnetz 7 elektrisch verbunden. In Figure 1, a charging device 1 is shown, which is designed in the embodiment as a DC charging device ¬ . The charging device 1 has a power supply connection 3 in order to electrically connect the charging device 1 to an electrical energy source 7. The energy source 7 is configured here as an energy supply network 7. The power supply terminal 3 is electrically connected to the power supply network 7 by means of a three-wire connection cable 5.
Weiterhin weist die Ladeeinrichtung 1 einen ersten Ladean- schluss 9 auf, der mittels eines ersten Ladekabels 11 mit einem ersten elektrisch antreibbaren Fahrzeug 13 elektrisch verbindbar ist. Das elektrisch antreibbare Fahrzeug 13 weist eine erste Fahrbatterie 15 auf, die mittels der Ladeeinrich¬ tung 1 aufgeladen werden kann. Weiterhin weist die Ladeein- richtung 1 einen zweiten Ladeanschluss 19 auf, an den mittels eines Ladekabels 21 ein zweites elektrisch antreibbares Fahr¬ zeug 23 anschließbar ist. Dieses zweite elektrisch antreib¬ bare Fahrzeug 23 weist eine zweite Fahrbatterie 25 auf, die mittels der Ladeeinrichtung aufladbar ist. Zusätzlich weist die Ladeeinrichtung 1 einen dritten Ladeanschluss 29 auf, der mittels eines Ladekabels 31 mit einem dritten elektrisch antreibbaren Fahrzeug 33 elektrisch verbindbar ist. Dieses dritte elektrisch antreibbare Fahrzeug 33 weist eine dritte Fahrbatterie 35 auf. Ebenso weist die Ladeeinrichtung 1 einen vierten Ladeanschluss 39 auf, der mittels eines vierten Lade¬ kabels 41 mit einem vierten elektrisch antreibbaren Fahrzeug 43 elektrisch verbindbar ist. Mittels dieses vierten Ladeanschlusses 39 kann die vierte Fahrbatterie 45 des vierten elektrisch antreibbaren Fahrzeugs 43 aufgeladen werden. Der erste Ladeanschluss 9, der zweite Ladeanschluss 19 und der dritte Ladeanschluss 29 und der vierte Ladeanschluss 39 sind jeweils galvanisch getrennt. An diesen Ladeanschlüssen können jeweils unterschiedliche Ausgangsspannungen und Ausgangs¬ ströme ausgegeben werden. Furthermore, the charging device 1 has a first charging connection 9, which can be electrically connected to a first electrically drivable vehicle 13 by means of a first charging cable 11. The electrically drivable vehicle 13 has a first drive battery 15 which can be charged by means of the Ladeeinrich ¬ device 1. Furthermore, the device 1 loading units to a second charging terminal 19, to which by means of a charging cable 21, a second electrically powered driving ¬ generating connectable 23rd This second electrically drivable ¬ bare vehicle 23 has a second traction battery 25, which is chargeable by means of the charging device. In addition, the charging device 1 has a third charging connection 29, which is electrically connectable by means of a charging cable 31 to a third electrically driven vehicle 33. This third electrically drivable vehicle 33 has a third drive battery 35. Likewise, the charging device 1 has a fourth charging connection 39, which is electrically connectable by means of a fourth charging ¬ cable 41 with a fourth electrically driven vehicle 43. By means of this fourth charging connection 39, the fourth drive battery 45 of the fourth electrically drivable vehicle 43 can be charged. The first charging port 9, the second charging port 19 and the third charging port 29 and the fourth charging port 39 are each electrically isolated. Different output voltages and output currents can be output at these charging connections.
Der Energieversorgungsanschluss 3 ist mittels eines ladeein- richtungsinternen Kabels 47 (Verbindungskabel 47) mit einem ersten Wechselstromanschluss 50 einer ersten Umrichter-Einheit 51 elektrisch verbunden. Über den ersten Wechselstromanschluss 50 wird von dem Energieversorgungsnetz 7 bereitgestellter Wechselstrom zu dem ersten Wechselstrom-Gleichstrom- Umrichter 52 geleitet, welcher den Wechselstrom in Gleichstrom umrichtet (umsetzt) . Dieser Gleichstrom gelangt zu einem ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis 54, welcher den ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter 52 (AC/DC-Umrich- ter) mit einem ersten Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter 56 (DC/DC-Umrichter) elektrisch verbindet. Der erste Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter 56 weist eine Potentialtrennung auf, was durch die zwei parallelen diagonalen Linien symbolisiert ist. Dieser erste Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter 56 richtet den von dem Zwischenkreis 54 stammenden Gleichstrom in einen Gleichstrom anderer Spannung und/oder anderer Stromstärke um, der dann an einem ersten Gleichstromanschluss 58 der ersten Umrichter-Einheit 51 ausgegeben wird. Dieser erste Gleichstromanschluss 58 ist mit dem ersten Ladeanschluss 9 der Ladeeinrichtung 1 elektrisch verbunden. Die erste Umrich- ter-Einheit 51 ist im Ausführungsbeispiel also als eine erste Gleichrichter-Einheit 51 ausgebildet. Diese erste Umrichter- Einheit 1 richtet den an dem ersten Wechselstromanschluss 50 eingegebenen Wechselstrom gleich und erzeugt einen Gleichstrom, der an dem ersten Gleichstromanschluss 58 ausgegeben wird . Der erste Gleichspannungs-Zwischenkreis 54 ist elektrisch mit einer ersten Zwischenkreissteuerung 60 verbunden. Diese Zwischenkreissteuerung 60 ist u. a. in der Lage, den ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis 54 elektrisch mit einem ersten Zwischenkreisanschluss 62 (einem sogenannten DC power link connector) zu verbinden. Dazu weist die erste Zwischenkreissteuerung 60 eine erste Schalteinrichtung 63 auf, die in Figur 2 näher dargestellt ist. Mittels der ersten Schalteinrichtung 63 kann die in dem ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis 54 gespeicherte Energie an dem ersten Zwischenkreisan- schluss 62 ausgegeben werden. The power supply connection 3 is electrically connected to a first AC connection 50 of a first converter unit 51 by means of a cable 47 inside the charging device 47 (connection cable 47). Via the first AC terminal 50, AC power provided from the power grid 7 is supplied to the first AC-DC converter 52 which converts (converts) the AC power into DC power. This DC current passes to a first DC link 54, which electrically connects the first AC-DC converter 52 (AC / DC converter) to a first DC-DC converter 56 (DC / DC converter). The first DC-DC converter 56 has a potential separation, which is symbolized by the two parallel diagonal lines. This first DC-DC converter 56 converts the direct current from the intermediate circuit 54 into a DC voltage of a different voltage and / or different current, which is then output at a first DC connection 58 of the first converter unit 51. This first DC connection 58 is electrically connected to the first charging connection 9 of the charging device 1. The first converter unit 51 is therefore designed as a first rectifier unit 51 in the exemplary embodiment. This first inverter unit 1 directs the one to the first AC terminal 50 input AC current and generates a DC output at the first DC port 58. The first DC intermediate circuit 54 is electrically connected to a first DC link control 60. This DC link controller 60 is, inter alia, able to electrically connect the first DC voltage intermediate circuit 54 to a first DC link connection 62 (a so-called DC power link connector). For this purpose, the first intermediate circuit control 60 has a first switching device 63, which is shown in more detail in FIG. By means of the first switching device 63, the energy stored in the first DC voltage intermediate circuit 54 can be output at the first intermediate circuit connection 62.
Weiterhin weist die Ladeeinrichtung 1 eine zweite Umrichter- Einheit 71 auf. Diese zweite Umrichter-Einheit 71 weist einen zweiten Wechselstromanschluss 70, einen zweiten Wechselstrom- Gleichstrom-Umrichter 72, einen zweiten Gleichspannungs-Zwischenkreis 74, einen zweiten Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter 76, einen zweiten Gleichstromanschluss 78, eine zweite Zwischenkreissteuerung 80 sowie einen zweiten Zwischenkreisanschluss 82 auf. Die zweite Zwischenkreissteuerung 80 weist eine zweite Schalteinrichtung 81 auf. Weiterhin weist die La¬ deeinrichtung 1 eine gleichartige dritte Umrichter-Einheit 91 auf. Diese dritte Umrichter-Einheit 91 weist einen dritten Wechselstromanschluss 90, einen dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter 92, einen dritten Gleichspannungs-Zwischen- kreis 94, einen dritten Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter 96, einen dritten Gleichstromanschluss 98, eine dritte Zwischen¬ kreissteuerung 99 sowie einen dritten Zwischenkreisanschluss 102 auf. Die dritte Zwischenkreissteuerung 99 weist eine dritte Schalteinrichtung 97 auf. Außerdem weist die Ladeein- richtung 1 eine vierte Umrichter-Einheit 101 auf. Diese vierte Umrichter-Einheit 101 weist einen vierten Wechsel¬ stromanschluss 100, einen vierten Wechselstrom-Gleichstrom- Umrichter 102, einen vierten Gleichspannungs-Zwischenkreis 104, einen vierten Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter 106, einen vierten Gleichstromanschluss 108, eine vierte Zwischen¬ kreissteuerung 110 sowie einen vierten Zwischenkreisanschluss 112 auf. Die vierte Zwischenkreissteuerung 110 weist auch eine vierte Schalteinrichtung 113 auf. Furthermore, the charging device 1 has a second converter unit 71. This second converter unit 71 has a second AC connection 70, a second AC / DC converter 72, a second DC intermediate circuit 74, a second DC / DC converter 76, a second DC connection 78, a second intermediate circuit controller 80 and a second DC link connection 82 on. The second DC link controller 80 has a second switching device 81. Furthermore, the La ¬ signaling device 1 in a similar third inverter unit 91st This third inverter unit 91 has a third alternating-current terminal 90, a third AC-DC converter 92, a third DC-voltage intermediate circuit 94, a third DC-DC converter 96, a third direct current terminal 98, a third intermediate ¬ circuit controller 99 and a third intermediate circuit terminal 102. The third DC link control 99 has a third switching device 97. In addition, the charging device 1 has a fourth converter unit 101. This fourth converter unit 101 has a fourth AC adapter ¬ 100, a fourth AC DC Inverter 102, a fourth DC intermediate circuit 104, a fourth DC-DC converter 106, a fourth DC connection 108, a fourth intermediate ¬ circle controller 110 and a fourth DC link 112 on. The fourth DC link controller 110 also has a fourth switching device 113.
Der zweite Gleichstromanschluss 78 ist mit dem zweiten Lade- anschluss 19 elektrisch verbunden, der dritte Gleichstroman- schluss 98 ist mit dem dritten Ladeanschluss 29 elektrisch verbunden und der vierte Gleichstromanschluss 108 ist mit dem vierten Ladeanschluss 39 elektrisch verbunden. The second direct current terminal 78 is electrically connected to the second charging terminal 19, the third direct current terminal 98 is electrically connected to the third charging terminal 29 and the fourth direct current terminal 108 is electrically connected to the fourth charging terminal 39.
Weiterhin sind der erste Wechselstromanschluss 50, der zweite Wechselstromanschluss 70, der dritte Wechselstromanschluss 90 und der vierte Wechselstromanschluss 100 mittels des Kabels 47 mit dem Energieversorgungsanschluss 3 und damit mit dem Energieversorgungsnetz 7 elektrisch verbunden. Dabei sind im Ausführungsbeispiel der erste Wechselstromanschluss 50, der zweite Wechselstromanschluss 70, der dritte Wechselstroman¬ schluss 90 und der vierte Wechselstromanschluss 100 Furthermore, the first alternating current connection 50, the second alternating current connection 70, the third alternating current connection 90 and the fourth alternating current connection 100 are electrically connected by means of the cable 47 to the energy supply connection 3 and thus to the energy supply network 7. Here, in the embodiment, the first AC terminal 50, the second AC power connector 70, the third Wechselstroman ¬ circuit 90 and the fourth AC power connector 100
elektrisch parallel geschaltet. electrically connected in parallel.
Weiterhin ist der erste Zwischenkreisanschluss 62 mittels eines Zwischenkreisverbindungskabels 114 elektrisch mit dem zweiten Zwischenkreisanschluss 82, dem dritten Zwischenkreis¬ anschluss 102 und dem vierten Zwischenkreisanschluss 112 ver¬ bunden. Mittels der Zwischenkreisanschlüsse können also die Gleichspannungs-Zwischenkreise umrichtereinheits-extern (also außerhalb der Umrichter-Einheiten) miteinander elektrisch verbunden werden. Mittels des Zwischenkreisverbindungskabels 114 sind der erste Zwischenkreisanschluss 62, der zweite Zwi¬ schenkreisanschluss 82, der dritte Zwischenkreisanschluss 102 und der vierte Zwischenkreisanschluss 112 elektrisch parallel geschaltet. Die erste Zwischenkreissteuerung 60 der ersten Umrichter-Einheit 51 weist die erste Schalteinrichtung 63 auf (vgl. Figur 2) , mittels der bei Bedarf der erste Gleichspannungs-Zwi- schenkreis 54 elektrisch mit dem ersten Zwischenkreisan- schluss 62 verbindbar ist. Der erste Zwischenkreisanschluss 62 ist von außerhalb der ersten Umrichter-Einheit 51 zugäng¬ lich, folglich ist (bei entsprechender Schaltstellung der ersten Schalteinrichtung 63, nämlich bei geschlossenen Schaltern der Schalteinrichtung 63) der erste Gleichspannungs-Zwi- schenkreis 54 aus der ersten Umrichter-Einheit 51 herausge¬ führt und an dem ersten Zwischenkreisanschluss 62 zugänglich. In gleichartiger Weise ist auch bei der zweiten Umrichter- Einheit 71, der dritten Umrichter-Einheit 91 und der vierten Umrichter-Einheit 101 der jeweilige Gleichspannungs-Zwischen- kreis schaltbar an den jeweiligen Zwischenkreisanschluss 82, 102 bzw. 112 herausgeführt. Furthermore, the first intermediate circuit terminal 62 is electrically ver ¬ connected to the second intermediate circuit terminal 82, the third intermediate circuit ¬ terminal 102 and the fourth intermediate circuit terminal 112 by means of an intermediate circuit connecting cable 114th By means of the DC link connections, that is, the DC intermediate circuits inverter-external (ie outside the inverter units) can be electrically connected to each other. By means of the intermediate circuit connecting cable 114, the first intermediate circuit terminal 62, the second interim ¬ intermediate circuit terminal 82, the third DC terminal 102 and the fourth intermediate circuit terminal 112 are electrically connected in parallel. The first intermediate circuit control 60 of the first converter unit 51 has the first switching device 63 (see FIG. 2), by means of which the first DC intermediate circuit 54 can be electrically connected to the first intermediate circuit connection 62 if required. The first intermediate circuit terminal 62 is outside of the first inverter unit 51 ENTRANCE ¬ Lich, consequently (with appropriate switching position said first switching means 63, namely at the closed switches of the switching device 63) of the first DC-voltage intermediate circuit 54 of the first inverter unit 51 leads ¬ out and accessible at the first DC link 62. Similarly, in the case of the second converter unit 71, the third converter unit 91 and the fourth converter unit 101, the respective DC intermediate circuit is switched out to the respective DC link terminal 82, 102 and 112, respectively.
Die jeweiligen Zwischenkreisanschlüsse 62, 82, 102 und 112 sind elektrisch parallel geschaltet. Dadurch ist (bei ge- schlossener Schaltstellung der ersten Schalteinrichtung 63 und der jeweiligen Schalteinrichtungen der anderen Umrichter- Einheiten) z. B. der erste Gleichspannungs-Zwischenkreis 54 mit dem zweiten Gleichspannungs-Zwischenkreis 74 elektrisch verbindbar . The respective intermediate circuit terminals 62, 82, 102 and 112 are electrically connected in parallel. As a result (for closed switching position of the first switching device 63 and the respective switching devices of the other inverter units) z. B. the first DC-DC link 54 to the second DC-DC link 74 electrically connected.
Weiterhin ist zu den Zwischenkreisanschlüssen 62, 82, 102 und 112 ein elektrischer Energiespeicher 116 (z.B. eine Batterie oder ein Hochleistungskondensator) elektrisch parallel geschaltet. Im Ausführungsbeispiel ist der Energiespeicher 116 innerhalb der Ladeeinrichtung 1 angeordnet, es handelt sich also um einen ladeeinrichtungsinternen Energiespeicher. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann dieser Energiespeicher 116 aber auch außerhalb der Ladeeinrichtung 1 angeordnet und elektrisch mit dieser verbunden sein; es handelt sich dann um einen ladeeinrichtungsexternen Energiespeicher. Der Energiespeicher 116 ist optional und kann in anderen Ausführungsbei¬ spielen auch weggelassen werden. Es kann elektrische Energie von dem Energiespeicher 116 über das Zwischenkreisverbindungskabel 114 zu dem ersten Furthermore, an electrical energy store 116 (for example a battery or a high-power capacitor) is electrically connected in parallel with the intermediate circuit terminals 62, 82, 102 and 112. In the exemplary embodiment, the energy store 116 is arranged within the charging device 1, so it is a charging device internal energy storage. In another embodiment, however, this energy storage device 116 may also be arranged outside the charging device 1 and be electrically connected thereto; it is then a charging device external energy storage. The energy storage unit 116 is optional and may be omitted in other Ausführungsbei ¬ play. It can supply electrical energy from the energy storage 116 via the DC link cable 114 to the first
Gleichspannungs-Zwischenkreis 54, dem zweiten Gleichspan- nungs-Zwischenkreis 74, dem dritten Gleichspannungs-Zwischenkreis 94 und/oder zu dem vierten Gleichspannungs-Zwischenkreis 104 übertragen werden, um die elektrische Energie in diesen Gleichspannungs-Zwischenkreis bzw. in diese DC intermediate circuit 54, the second DC voltage intermediate circuit 74, the third DC voltage intermediate circuit 94 and / or to the fourth DC intermediate circuit 104 are transmitted to the electrical energy in this DC intermediate circuit or in this
Gleichspannungs-Zwischenkreise einzuspeisen. Die in dem Ener- giespeicher 116 gespeicherte Energie kann bei Bedarf (bei¬ spielsweise bei einem Ausfall eines Wechselstrom-Gleichstrom- Umrichters oder einer kompletten Umrichter-Einheit) über das Zwischenkreis-Verbindungskabel 114 in einen oder in mehrere Gleichspannungs-Zwischenkreise eingespeist werden, um kurz- zeitig den Betrieb der Ladeeinrichtung 1 weiter aufrechtzuerhalten . Feed in DC intermediate circuits. The giespeicher in the energy 116 stored energy can be fed (at ¬ play, in a failure of an AC-DC inverter or a complete inverter unit) via the intermediate circuit connecting cable 114 into one or more DC voltage intermediate circuit as needed to to continue operating the charging device 1 for a short time.
In Figur 2 ist die erste Umrichter-Einheit 51 in detaillier¬ terer Form dargestellt. Neben der bereits erwähnten ersten Schalteinrichtung 63 weist die erste Umrichter-Einheit 51 einen ersten Spannungssensor 202 und optional auch einen ersten Stromsensor 204 auf. Der erste Spannungssensor 202 misst die im Gleichspannungs-Zwischenkreis 54 auftretende In Figure 2, the first drive unit is shown in detaillier ¬ more excellent shape 51st In addition to the first switching device 63 already mentioned, the first converter unit 51 has a first voltage sensor 202 and optionally also a first current sensor 204. The first voltage sensor 202 measures the DC voltage occurring in the DC link 54
Gleichspanung (Zwischenkreis-Gleichspannung) ; der erste DC voltage (DC link DC voltage); the first
Stromsensor 204 misst den im ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis 54 auftretenden Gleichstrom (Zwischenkreis-Gleichstrom) . Current sensor 204 measures the DC current (DC-DC) occurring in the first DC link 54.
Weiterhin weist die erste Umrichter-Einheit 51 eine erste wechselstromseitige Schutzschaltung 208 und ein erstes wech- selstromseitiges Filter 210 auf. Die erste wechselstromsei¬ tige Schutzschaltung 208 dient dem elektrischen Schutz der ersten Umrichter-Einheit 51 an deren Wechselstromanschluss 50. Diese Schutzschaltung 208 realisiert einen Überspannungs- schütz und/oder einen Überstromschutz ; sie enthält beispielsweise eine Sicherung. Das erste wechselstromseitige Filter 210 filtert in der ersten Umrichter-Einheit 51 entstehende elektromagnetische Störungen aus und stellt sicher, dass diese elektromagnetischen Störungen nicht zu dem ersten Wech- selstromanschluss 50 gelangen. Weiterhin weist die erste Umrichter-Einheit 51 ein erstes gleichstromseitiges Filter 212 und eine erste gleichstromsei- tige Schutzschaltung 216 auf. Das erste gleichstromseitige Filter 212 filtert elektromagnetische Störungen aus, die in¬ nerhalb der ersten Umrichter-Einheit 51 entstehen, und ver- hindert, dass diese Störungen zu dem ersten Gleichstroman- schluss 58 gelangen. Die erste gleichstromseitige Schutz¬ schaltung 216 realisiert einen gleichstromanschlussseitigen Überspannungs- und/oder Überstromschutz . Beispielsweise kann eine Sicherung in die Schutzschaltung 216 eingebaut sein. Weiterhin kann diese Schutzschaltung 216 optional eine Leistungsdiode aufweisen (zur Verhinderung des Fließens von Furthermore, the first converter unit 51 has a first AC-side protection circuit 208 and a first AC-side filter 210. The first wechselstromsei ¬ term protection circuit 208 serves to protect the first electric drive unit 51 at the AC terminal 50. This protection circuit 208 realizes an overvoltage protection and / or overcurrent protection; For example, it contains a backup. The first AC-side filter 210 filters resulting in the first inverter unit 51 electromagnetic interference and ensures that these electromagnetic interference does not reach the first AC power connection 50. Furthermore, the first converter unit 51 has a first DC-side filter 212 and a first DC-side protective circuit 216. The first DC-side filter 212 filters out electromagnetic interference from that of the first inverter unit 51 are formed in ¬ nerhalb, and prevents that these disturbances reach the first circuit Gleichstroman- 58th The first DC-side protection ¬ circuit 216 realizes a DC-connection-side voltage and / or over-current protection. For example, a fuse may be incorporated in the protection circuit 216. Further, this protection circuit 216 may optionally include a power diode (for preventing the flow of
Gleichströmen in falscher Richtung) oder diese Schutzschaltung 216 kann optional eine Drossel aufweisen (zum Glätten des zu dem Gleichstromanschluss fließenden Gleichstroms) . DC in the wrong direction) or this protection circuit 216 may optionally include a reactor (for smoothing the DC current flowing to the DC terminal).
Die erste wechselstromseitige Schutzschaltung 208, der erste Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter 52, die erste Zwischenkreissteuerung 60, der erste Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter 56 und die erste gleichstromseitige Schutzschaltung 216 sind über Kommunikationsleitungen 220 jeweils mit einer ersten Steuerung 222 der Umrichter-Einheit 51 verbunden. Diese Umrichtereinheits-Steuerung 222 weist einen ersten Datenan- schluss 224 auf, der aus der ersten Umrichter-Einheit 51 her¬ ausgeführt ist und mit einer übergeordneten Steuerung 320 (vgl. Fig. 3) der Ladeeinrichtung 1 verbunden ist. Die erste Steuerung 222 fragt unter anderem Informationen und Daten von den genannten Baugruppen der ersten Umrichter-Einheit 51 ab, leitet diese Informationen und Daten an die übergeordneten Steuerung 320 weiter, empfängt Anweisungen bzw. Befehle von der übergeordneten Steuerung 320 und leitet diese Anweisungen bzw. Befehle an die Baugruppen der ersten Umrichter-Einheit 51 weiter. Der erste Wechselstromanschluss 50, der erste Gleichstroman- schluss 58, der erste Zwischenkreisanschluss 62 und der erste Datenanschluss 224 der ersten Umrichter-Einheit 51 sind steckbar ausgeführt. Daher können diese Anschlüsse schnell und einfach elektrisch getrennt bzw. elektrisch verbunden werden . The first AC side protection circuit 208, the first AC-DC converter 52, the first DC link controller 60, the first DC-DC converter 56 and the first DC side protection circuit 216 are connected to a first controller 222 of the inverter unit 51 via communication lines 220, respectively , This Umrichtereinheits-controller 222 has a first Datenan- circuit 224, the forth is executed ¬ from the first inverter unit 51 and with a higher-level control 320 (see FIG. FIG. 3) is connected to the charging device 1. Among other things, the first controller 222 retrieves information and data from said assemblies of the first inverter unit 51, forwards this information and data to the higher-level controller 320, receives instructions from the higher-level controller 320, and forwards these instructions or instructions. Commands to the modules of the first inverter unit 51 on. The first alternating current connection 50, the first direct current connection 58, the first intermediate circuit connection 62 and the first data connection 224 of the first converter unit 51 are made pluggable. Therefore, these terminals can be quickly and easily electrically disconnected or electrically connected.
Im Ausführungsbeispiel sind die erste Umrichter-Einheit 51, die zweite Umrichter-Einheit 71, die dritte Umrichter-Einheit 91 und die vierte Umrichter-Einheit 101 gleichartig aus¬ gestaltet bzw. ausgebildet. Insbesondere enthalten alle die¬ ser Umrichter-Einheiten eine Schalteinrichtung, einen Spannungssensor und einen Stromsensor ähnlich wie die erste Um- richter-Einheit 51. In the embodiment, the first inverter unit 51, the second inverter unit 71, the third drive unit 91 and the fourth inverter unit 101 are similarly formed from ¬ or designed. In particular, all these converter units contain a switching device, a voltage sensor and a current sensor similar to the first converter unit 51.
In Figur 3 ist in einer schematischen Schnittdarstellung der prinzipielle mechanische und elektrische Aufbau der Ladeein¬ richtung 1 dargestellt. 3 shows in a schematic sectional view of the basic mechanical and electrical structure of the Ladeein ¬ device 1 is shown.
Die Ladeeinrichtung 1 weist ein Gehäuse 302 auf, welches auf Gehäusefüßen 304 steht. An einer Rückseite 306 des Gehäuses 302 sind der Energieversorgungsanschluss 3, der erste Ladean- schluss 9, der zweite Ladeanschluss 19, der dritte Ladean- schluss 29, der vierte Ladeanschluss 39 und ein Datenan¬ schluss 308 angeordnet und von außerhalb der Ladeeinrichtung 1 zugänglich. Die erste Umrichter-Einheit 51, die zweite Um¬ richter-Einheit 71, die dritte Umrichter-Einheit 91 und die vierte Umrichter-Einheit 101 sind jeweils als Einschubeinhei- ten ausgestaltet, die in das Gehäuse 302 der Ladeeinrichtung 1 einschiebbar und aus dem Gehäuse 302 herausziehbar sind. Dazu sind in einer Frontseite 310 Öffnungen vorgesehen, welche mit Klappen oder ähnlichen verschließbar sind (in der Figur nicht dargestellt) . Bei der ersten Umrichter-Einheit 51 (und auch bei den anderen Umrichter-Einheiten 71, 91 und 101) ist schematisch dargestellt, dass der erste Datenanschluss 224, der erste Wechselstromanschluss 50, der erste Zwischen- kreisanschluss 62 sowie der erste Gleichstromanschluss 58 steckbar ausgeführt sind. Ein beweglicher (umrichtereinheits- seitiger) Teil dieser Anschlüsse ist an der ersten Umrichter- Einheit angeordnet, während ein ortsfester (gehäuse-seitiger) Teil dieser Anschlüsse an einer Montagewand 314 der Ladeeinrichtung angeordnet ist. Mittels eines Griffes 316 ist die erste Umrichter-Einheit 51 aus dem Gehäuse 302 der Ladeein¬ richtung 1 herausziehbar bzw. in dieses Gehäuse einschiebbar. In gleichartiger Weise sind auch die zweite, dritte und vierte Umrichter-Einheit 71, 91 und 101 ausgestaltet. Die Um¬ richter-Einheiten stellen jeweils ein Modul (Umrichter-Modul) dar; die Ladeeinrichtung weist einen modularen Aufbau auf. The charging device 1 has a housing 302, which stands on housing feet 304. The power supply terminal 3, the first charging terminal 9, the second charging terminal 19, the third charging terminal 29, the fourth charging port 39 and a Datenan ¬ circuit 308 are arranged on a rear side 306 of the housing 302 and is accessible from outside of the charging device. 1 The first inverter unit 51, the second order ¬ judge unit 71, the third drive unit 91 and the fourth inverter unit 101 are each configured as Einschubeinhei- th, and out inserted into the housing 302 of the charging device 1 to the housing 302 are pulled out. For this purpose, 310 openings are provided in a front side, which can be closed with flaps or the like (not shown in the figure). In the first converter unit 51 (and also in the other converter units 71, 91 and 101) is shown schematically that the first data terminal 224, the first AC terminal 50, the first intermediate Circuit 62 and the first DC power jack 58 are designed pluggable. A movable (inverter unit side) part of these terminals is arranged on the first inverter unit, while a stationary (housing-side) part of these terminals is arranged on a mounting wall 314 of the charging device. By means of a handle 316, the first converter unit 51 from the housing 302 of the Ladeein ¬ direction 1 can be pulled out or inserted into this housing. Similarly, the second, third and fourth converter unit 71, 91 and 101 are configured. The Um ¬ judge units each represent a module (inverter module); the charging device has a modular construction.
Weiterhin weist die Ladeeinrichtung 1 eine Steuerung 320 auf, welche als eine übergeordnete Steuerung für die Steuerung 222 der ersten Umrichter-Einheit sowie für die Steuerungen der anderen Umrichter-Einheiten ausgestaltet ist. Auch diese Ladeeinrichtungs-Steuerung 320 ist als eine Einschubeinheit ausgestaltet, die in das Gehäuse 302 eingeschoben bzw. aus dem Gehäuse herausgezogen werden kann. Die Ladeeinrichtungs- Steuerung 320 kann aber auch fest in dem Gehäuse 302 angeordnet bzw. montiert sein. Furthermore, the charging device 1 has a controller 320, which is configured as a higher-level controller for the controller 222 of the first converter unit and for the controllers of the other converter units. This charger control 320 is also designed as a plug-in unit, which can be inserted into the housing 302 or pulled out of the housing. However, the charger controller 320 may also be fixedly mounted in the housing 302.
Weiterhin weist die Ladeeinrichtung 1 eine Eingangsschaltung 324, eine Ausgangsschaltung 328 sowie eine Dateneinheit (data stage) 332 auf. Die Eingangsschaltung 324 (input stage) weist einen Hauptschalter für die gesamte Ladeeinrichtung auf. Die Ausgangsschaltung 328 weist Ausgangsfilter der Ladeeinrichtung auf. In der Eingangsschaltung und der Ausgangsschaltung können auch Überwachungs- und Meldeeinrichtungen angeordnet sein. Die Dateneinheit 332 dient zum Zwischenspeichern von Daten, die über den Datenanschluss 308 ausgegeben werden können . Mittels durchgezogener Linien (Volllinien) sind in Figur 3 die Kabel 47 dargestellt, welche die Wechselstrom-Anschlüsse 50, 70, 90 und 100 der vier Umrichter-Einheiten und einen Wechselstromanschluss 323 der Steuerung 320 über die Ein¬ gangsschaltung 324 mit dem Energieversorgungsanschluss 3 elektrisch verbinden (Wechselstrom-Verbindungskabel 47). Mit¬ tels Strichlinien sind Datenkabel 336 dargestellt, welche den ersten Datenanschluss 224 der ersten Umrichter-Einheit 51 mit einem zweiten Datenanschluss 340 der zweiten Umrichter-Einheit 71, einem dritten Datenanschluss 342 der dritten Umrichter-Einheit 91, einem vierten Datenanschluss 344 der vierten Umrichter-Einheit 101 und einem Datenanschluss 348 der Furthermore, the charging device 1 has an input circuit 324, an output circuit 328 and a data unit 332. The input circuit 324 (input stage) has a main switch for the entire charging device. The output circuit 328 has output filters of the charger. Monitoring and signaling devices may also be arranged in the input circuit and the output circuit. The data unit 332 is used for buffering data that can be output via the data terminal 308. By solid lines (solid lines) are shown in Figure 3, the cables 47, which are the AC terminals 50, 70, 90 and 100 of the four inverter units and a AC terminal 323 of the controller 320 via the input ¬ circuit 324 electrically connect to the power supply terminal 3 (AC connection cable 47). With ¬ means of dashed lines Data cables 336 are shown, which the first data terminal 224 of the first inverter unit 51 with a second data port 340 of the second inverter unit 71, a third data port 342 of the third inverter unit 91, a fourth data port 344 of the fourth inverter Unit 101 and a data terminal 348 of
Steuerung 320 elektrisch verbinden. Diese Datenanschlüsse werden mittels der Datenkabel 336 mit der Dateneinheit 332 und mit dem Datenanschluss 308 der Ladeeinrichtung 1 Connect controller 320 electrically. These data connections are made by means of the data cable 336 with the data unit 332 and with the data connection 308 of the charging device 1
elektrisch verbunden. Mittels Strich-Punkt-Linien sind die Zwischenkreis-Verbindungskabel 114 dargestellt, welche die Zwischenkreis-An¬ schlüsse 62, 82, 102 und 112 der vier Umrichter-Einheiten 51, 71, 91 und 101 elektrisch miteinander verbinden. Mittels punktierter Linien sind Gleichstromkabel 350 dargestellt, welche den ersten Gleichstromanschluss 58, den zweiten electrically connected. By means of dot-dash lines, the intermediate circuit connecting cables 114 are shown, which electrically connect the intermediate circuit terminals 62, 82, 102 and 112 of the four converter units 51, 71, 91 and 101 with each other. By dotted lines DC cables 350 are shown, which the first DC connection 58, the second
Gleichstromanschluss 78, einen dritten Gleichstromanschluss 352 und einen vierten Gleichstromanschluss 354 der Umrichter- Einheiten über die Ausgangsschaltung 328 mit dem jeweils zugehörigen Ladeanschluss elektrisch verbinden.  DC connection 78, a third DC connection 352 and a fourth DC connection 354 of the converter units via the output circuit 328 electrically connect to the respective associated charging port.
Anhand der Figur 1 wird im Folgenden die Funktionsweise der Ladeeinrichtung 1 am Beispiel der ersten Umrichter-Einheit 51 näher erläutert. Im Ausführungsbeispiel arbeitet die Ladeein¬ richtung als eine Gleichstrom-Ladeeinrichtung, d. h. diese Ladeeinrichtung wandelt den von dem Energieversorgungsnetz 7 bereitgestellten Wechselstrom in Gleichstrom um und überträgt elektrische Energie in Form von Gleichstrom an die ange¬ schlossenen elektrisch antreibbaren Fahrzeuge. Demzufolge ist die erste Umrichter-Einheit 51 im Ausführungsbeispiel als eine erste Gleichrichter-Einheit ausgestaltet bzw. arbeitet als eine solche erste Gleichrichter-Einheit. Auch die zweite, dritte und vierte Umrichter-Einheit 71, 91 und 101 arbeiten jeweils als eine zweite, dritte und vierte Gleichrichter-Ein¬ heit. The mode of operation of the charging device 1 will be explained in more detail below with reference to FIG. 1 using the example of the first converter unit 51. In the embodiment the Ladeein ¬ device operates as a DC charging device, that this charging device converts the information provided by the power supply mains 7 AC power to DC power and transmits electric energy in the form of direct current to the attached ¬ closed electrically driven vehicles. Accordingly, in the embodiment, the first inverter unit 51 is configured as a first rectifier unit, or operates as such a first rectifier unit. Also, the second, third and fourth inverter units 71, 91 and 101 operate in each case as a second, third and fourth rectifier A ¬ unit.
Zunächst ist die erste Schalteinrichtung 63 der ersten Um- richter-Einheit 51 geöffnet (es liegt also der in Figur 2 dargestellte Schaltzustand vor) . Damit ist der erste First, the first switching device 63 of the first converter unit 51 is opened (the switching state shown in FIG. 2 is therefore present). This is the first one
Gleichspannungs-Zwischenkreis 54 von dem ersten Zwischen- kreisanschluss 62 und dem Zwischenkreis-Verbindungskabel 114 elektrisch getrennt. DC link 54 from the first intermediate circuit terminal 62 and the DC link connecting cable 114 electrically isolated.
In dieser Betriebsart fließt elektrische Energie in Form von Wechselstrom von dem Energieversorgungsnetz 7 über das Anschlusskabel 5, den Energieversorgungsanschluss 3, das Kabel 47 und den ersten Wechselstromanschluss 50 (ersten Wechsel- strom-Eingang 50) zu dem ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter 52. Der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter 52 wandelt diesen Wechselstrom in Gleichstrom um, der in den ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis 54 geleitet wird. Am Gleichstrom-Ausgang des ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Um- richters 52 sind elektrische Kondensatoren (sogenannte Zwi¬ schenkreis-Kondensatoren) zur Speicherung von elektrischer Energie angeordnet. Die elektrische Energie wird zu dem ers¬ ten Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter 56 übertragen, welcher den aus dem Zwischenkreis stammenden Gleichstrom in Gleich- ström anderer Spannung und/oder anderer Stromstärke umwandelt und an dem ersten Gleichstromanschluss 58 (erster Gleich¬ strom-Ausgang 58) ausgibt. Daraufhin gelangt dieser Gleichstrom als Ladestrom über den ersten Ladeanschluss 9 und das erste Ladekabel 11 zu dem ersten elektrisch antreibbaren Fahrzeug 13, um dessen erste Fahrbatterie 15 aufzuladen. In dieser Betriebsart kann die erste Umrichter-Einheit unabhän¬ gig von den anderen Umrichter-Einheiten arbeiten und eigenständig das erste elektrisch antreibbare Fahrzeug 13 mit Gleichstrom versorgen. Der dabei auftretende Stromfluss bzw. Energiefluss ist in Figur 2 mittels Pfeilen 230 dargestellt. Es kann jedoch der Fall auftreten, dass von dem ersten elektrisch antreibbaren Fahrzeug 13 an dem ersten Ladean- schluss 9 eine elektrische Leistung angefordert wird, die so groß ist, dass sie nicht von dem ersten Wechselstrom-Gleich- strom-Umrichter 52 bereitgestellt werden kann. Dies wird besonders deutlich, wenn man bedenkt, dass im Ausführungsbei¬ spiel der erste Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter 56 eine maximale elektrische Leistung von 50 kW übertragen kann, während der erste Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter 52 ledig- lieh eine maximale elektrische Leistung von 25 kW übertragen kann. Wenn also das Fahrzeug 13 eine Leistung von 40 kW an dem ersten Ladeanschluss 9 anfordert, so kann der erste In this operating mode, electrical energy in the form of alternating current flows from the power supply network 7 via the connecting cable 5, the power supply connection 3, the cable 47 and the first AC connection 50 (first AC input 50) to the first AC-DC converter 52. The first AC-to-DC converter 52 converts this alternating current into direct current, which is conducted into the first DC intermediate circuit 54. At the dc output of the first AC-to-DC rectifier 52 environmental electric capacitors (so-called interim ¬ intermediate circuit capacitors) are arranged for storing electrical energy. The electric energy is transmitted to the ers ¬ th DC-DC converter 56, which converts the derived from the intermediate circuit DC power in DC Ström different voltage and / or other current and to the first DC terminal 58 (first DC ¬ current output 58 ). Thereupon, this DC current passes as a charging current via the first charging connection 9 and the first charging cable 11 to the first electrically driven vehicle 13 in order to charge its first driving battery 15. In this mode, the first converter unit can indepen ¬ gig working from the other inverter units and independently supply the first electric automobile 13 with direct current. The occurring current flow or energy flow is shown in FIG. 2 by means of arrows 230. However, it may be the case that an electric power required by the first electrically drivable vehicle 13 at the first charging terminal 9 is so large that it can not be provided by the first AC-DC converter 52 , This is particularly apparent when one considers that can transmit a maximum electrical output of 50 kW in Ausführungsbei ¬ play the first DC-DC converter 56, while the first AC-DC converter 52 QUIRES ONLY borrowed a maximum electrical output of 25 kW can transmit. So if the vehicle 13 requests a power of 40 kW at the first charging port 9, so the first
Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter 56 diese Leistung übertragen. Jedoch kann der erste Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter 52 diese elektrische Leistung nicht übertragen, dieser kann nämlich lediglich maximal 25 kW Leistung in den ersten DC-DC Inverters 56 transmit this power. However, the first AC-to-DC converter 52 can not transmit this electric power, namely, this can only a maximum of 25 kW in the first performance
Gleichspannungs-Zwischenkreis 54 einspeisen. Deshalb wird in diesem Fall elektrische Energie von einem Zwischenkreis einer anderen Umrichter-Einheit zusätzlich in den ersten Feed in DC intermediate circuit 54. Therefore, in this case, electric power from an intermediate circuit of another inverter unit additionally becomes the first one
Gleichspannungs-Zwischenkreis 54 eingespeist. DC intermediate circuit 54 is fed.
Im Ausführungsbeispiel soll die elektrische Energie zum Be¬ reitstellen der fehlenden 15 kW Leistung von dem zweiten Gleichspannungs-Zwischenkreis 74 zu dem ersten Gleichspan- nungs-Zwischenkreis 54 übertragen und in diesen eingespeist werden. Dazu wird zunächst mittels des ersten Spannungssen¬ sors 202 die im ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis 54 auf¬ tretende Gleichspannung gemessen und die Messwerte über die erste Steuerung 222 zu der übergeordneten Steuerung 320 der Ladeeinrichtung übertragen. Eine derartige Spannungsmessung findet auch im zweiten Gleichspannungs-Zwischenkreis statt. Der dort gemessene Spannungswert wird ebenfalls zu der In the embodiment, the electric power for loading ¬ riding provide the missing 15 kW power from the second DC voltage intermediate circuit 74 is to transmit to the first direct voltage intermediate circuit 54 and fed into the latter. For this purpose, the direct voltage that occurs in the first DC intermediate circuit 54 is first measured by means of the first voltage sensor 202 and the measured values are transmitted via the first controller 222 to the higher-level control 320 of the charging device. Such a voltage measurement also takes place in the second DC voltage intermediate circuit. The voltage value measured there also becomes the
Steuerung 320 übertragen. Daraufhin steuert die Steuerung 320 über die umrichtereinheitsinterne Steuerung 222 den ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter 52 und den ersten Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter 56 so an, dass im Gleichspannungs-Zwischenkreis 54 eine definierte Gleichspannung (bei- spielsweise 600 V) eingestellt wird. In gleicher Art und Weise sorgt die Steuerung 320 dafür, dass auch im zweiten Gleichspannungs-Zwischenkreis 74 diese Gleichspannung von 600 V eingestellt wird. Erst wenn die Gleichspannung des ersten Gleichspannungs-Zwischenkreises 54 gleich der Gleichspannung des zweiten Gleichspannungs-Zwischenkreises 74 ist, wird die erste Schalteinrichtung 63 der ersten Umrichter-Einheit 51 und die entsprechende Schalteinrichtung der zweiten Umrichter-Einheit 71 geschlossen. Damit werden der erste Control 320 transmitted. The controller 320 then controls the first AC-DC converter 52 and the first DC-DC converter 56 via the converter-unit-internal controller 222 in such a way that a defined DC voltage (in the DC intermediate circuit 54) example, 600 V) is set. In the same way, the controller 320 ensures that also in the second DC voltage intermediate circuit 74, this DC voltage of 600 V is set. Only when the DC voltage of the first DC intermediate circuit 54 is equal to the DC voltage of the second DC intermediate circuit 74, the first switching device 63 of the first inverter unit 51 and the corresponding switching device of the second converter unit 71 is closed. This will be the first
Gleichspannungs-Zwischenkreis 54 und der zweite Gleichspan¬ nungs-Zwischenkreis 74 elektrisch parallel geschaltet. Durch das Parallelschalten der Gleichspannungs-Zwischenkreise wer¬ den die Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter elektrisch parallel geschaltet. Durch das Schalten nur bei identischen DC voltage intermediate circuit 54 and the second DC-voltage intermediate circuit chip ¬ 74 electrically connected in parallel. Through the parallel connection of the DC intermediate circuits ¬ to the AC-DC converter electrically connected in parallel. By switching only when identical
Gleichspannungen wird sichergestellt, dass keine unerwünsch¬ ten hohen Ausgleichsströme fließen und keine unerwünschten Verlustleistungen beim Zusammenschalten der beiden DC voltages ensures that no unerwünsch ¬ th high equalizing currents flow and no undesirable power losses when interconnecting the two
Gleichspannungs-Zwischenkreise auftreten . Daraufhin wird mittels Gleichstrom elektrische Energie von dem zweiten Gleichspannungs-Zwischenkreis 74 zu dem ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis 54 übertragen und damit für den ersten Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter 56 bereitgestellt. Daraufhin kann dieser Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter 56 die abgefragte Leistung in Höhe von 40 kW an dem ersten Lade- anschluss 9 bereitstellen (25 kW Leistung werden von dem ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter 52 bereitgestellt; die Energie zum Bereitstellen der fehlenden 15 kW Leistung werden von dem zweiten Wechselstrom—Gleichstrom-Umrichter 72 bereit- gestellt) . Die im ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis 54 be¬ reitgestellte elektrische Energie wird also gesteuert, indem die beteiligten Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter 52 und 72 nur die Energiemenge in den Gleichspannungs-Zwischenkreis 54 einspeisen, die aktuell in dem Gleichspannungs-Zwischenkreis benötigt wird. Dadurch ist die Ladeeinrichtung 1 sehr energieeffizient. Der zusätzlich auftretende Stromfluss bzw. Energiefluss ist in Figur 2 mittels zusätzlicher Pfeile 235 dargestellt . DC intermediate circuits occur. Then, DC power is transferred from the second DC link 74 to the first DC link 54 by DC power and thus provided to the first DC-DC converter 56. Then, this DC-DC converter 56 can provide the requested power of 40 kW at the first charging terminal 9 (25 kW power is supplied from the first AC-DC converter 52, the power for providing the missing 15 kW power are provided by the second AC-DC converter 72). The be ¬ riding Asked electric in the first DC-DC 54 power is thus controlled by the participating AC-DC converters 52 and 72 to feed only the amount of energy in the DC link circuit 54, which is currently needed in the DC intermediate circuit. As a result, the charging device 1 is very energy efficient. The additionally occurring current flow or Energy flow is shown in Figure 2 by means of additional arrows 235.
Auf diese Art und Weise kann natürlich auch elektrische Ener- gie von dem ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis 54 zu dem zweiten Gleichspannungs-Zwischenkreis 54 übertragen werden, wenn an dem zweiten Ladeanschluss 78 eine große elektrische Leistung abgefordert wird. Ein gleichartiger Ablauf kann auch unter Einbeziehung der dritten Umrichter-Einheit 91 oder der vierten Umrichter-Einheit 101 ablaufen. In this way, of course, electrical energy can also be transmitted from the first DC link 54 to the second DC link 54 when a large electrical power is required at the second charging port 78. A similar sequence can also take place with the involvement of the third converter unit 91 or the fourth converter unit 101.
Im Ausführungsbeispiel können auch die Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter 72, 92 und 102 jeweils eine maximale elektrische Leistung von 25 kW übertragen, wohingegen die Gleich- strom-Gleichstrom-Umrichter 76, 96 und 106 eine maximale elektrische Leistung von 50 kW übertragen können. Aufgrund der möglichen Leistungsabgabe in Höhe von 50 kW lässt sich diese Ladeeinrichtung beispielsweise auch für CHAdeMO-kompa¬ tible Anwendungen einsetzen. In the exemplary embodiment, the AC-DC converters 72, 92 and 102 can each transmit a maximum electric power of 25 kW, whereas the DC-DC converters 76, 96 and 106 can transmit a maximum electric power of 50 kW. Because of the potential power output of 50 kW, this charger can be used, for example for CHAdeMO kompa ¬ tible applications.
Die einzelnen Umrichter-Einheiten 51, 71, 91 und 101 stellen also jeweils eigenständige Module dar und weisen jeweils einen nach außen geführten Gleichspannungs-Zwischenkreis auf. Dabei ist dieser Gleichspannungs-Zwischenkreis jeweils als Zwischenkreisanschluss kontrolliert nach außen geführt, d. h. mittels der Schalteinrichtung kann der Gleichspannungs-Zwischenkreis mit dem Zwischenkreisanschluss elektrisch verbun¬ den werden bzw. der Zwischenkreisanschluss kann von dem The individual converter units 51, 71, 91 and 101 thus each represent independent modules and each have an outwardly guided DC voltage intermediate circuit. In this case, this DC-DC link is guided in each case as a DC link connected controlled to the outside, ie by means of the switching device, the DC-DC link with the DC link electrically connected ¬ or the DC link can from the
Gleichspannungs-Zwischenkreis elektrisch isoliert werden. Mittels der Zwischenkreisanschlüsse können die Gleichspan- nungs-Zwischenkreise der einzelnen Umrichter-Einheiten außerhalb der Umrichter-Einheiten bei Bedarf elektrisch miteinander verbunden werden. In einem weiteren Beispiel kann eine Energieübertragung von dem zweiten Gleichspannungs-Zwischenkreis 74 zu dem ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis 54 auch dann sinnvoll sein, wenn an dem ersten Ladeanschluss 9 und dem zweiten Ladean- schluss 19 jeweils nur geringe Leistungen angefordert werden, z.B. jeweils nur 10 kW. Dann kann die benötigte Energie aus¬ schließlich von dem zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umrich- ter 72 bereitgestellt werden; der erste Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter 52 bleibt abgeschaltet (z.B. im Standby-Be- trieb) . Dadurch ist der zweite Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter 72 bei 20 kW Leistung besser ausgelastet als bei 10 kW Leistung, er arbeitet also auf einem günstigen Arbeits- punkt und damit energieeffizient. DC link are electrically isolated. By means of the intermediate circuit connections, the DC voltage intermediate circuits of the individual converter units outside the converter units can be electrically connected to one another as required. In a further example, a transfer of energy from the second DC voltage link 74 to the first DC link 54 may also be useful, if only low powers are requested at the first charging connection 9 and the second charging connection 19, for example only 10 kW in each case. Then, the required energy from ¬ can be finally provided by the second AC-DC Umrich- ter 72; the first AC-DC converter 52 remains switched off (eg in standby mode). As a result, the second AC-DC converter 72 is better utilized at 20 kW power than at 10 kW, so it operates at a favorable operating point and thus energy-efficiently.
Es können auch von dem ersten Stromsensor 204 gemessene It may also be measured by the first current sensor 204
Stromwerte über die erste Steuerung 222 zu der übergeordneten Steuerung 320 der Ladeeinrichtung übertragen werden. Mittels der bei der übergeordneten Steuerung 320 vorliegenden Spannungswerte und/oder Stromwerte kann dann die in dem Current values are transmitted via the first controller 222 to the superordinate controller 320 of the charging device. By means of the voltage values and / or current values present at the higher-level controller 320, the voltage values and / or current values present in the higher-level controller 320 can then be determined
Gleichspannungs-Zwischenkreis gespeicherte Energie ermittelt und überwacht werden. Der Aufbau der Ladeeinrichtung 1 aus einzelnen Umrichter-Einheiten hat eine Reihe von Vorteilen. Es brauchen nur diejenigen Umrichter-Einheiten jeweils eingeschaltet zu werden, die aktuell genutzt werden. Die anderen Umrichter-Einheiten können abgeschaltet werden (z.B. in den Standby-Betrieb gebracht werden) . Insbesondere die Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter werden nur bei bestehendem Leistungsbedarf aktiviert und verbleiben sonst im Standby-Betrieb ( Standby-Modus ) . Ebenso werden auch die Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter nur dann aktiviert, wenn der jeweils zugehörige Ladeanschluss tatsäch- lieh zum Aufladen eines Fahrzeugs benutzt wird. Damit ergeben sich niedrige Verlustleistungen und eine hohe Energieeffi¬ zienz der Ladeeinrichtung; ein guter Wirkungsgrad der Ladeeinrichtung 1 wird erzielt. Bei auftretenden Defekten kann eine einzelne Umrichter-Einheit schnell und kostengünstig ausgetauscht werden, indem diese als ein Modul ausgestaltete Umrichter-Einheit durch eine funktionierende Umrichter-Einheit ersetzt wird. Damit ergibt sich eine hohe Verfügbarkeit der Ladeeinrichtung. Wei¬ terhin ist es möglich, alle vier Umrichter-Einheiten (oder eine beliebige andere Zahl von Umrichter-Einheiten der Ladeeinrichtung) gleichartig oder sogar identisch auszuführen. Dennoch können (insbesondere durch die fallweise Zusammenschaltung der Gleichspannungs-Zwischenkreise der einzelnen Umrichter-Einheiten) unterschiedlichste Leistungen an den Ladeanschlüssen zur Verfügung gestellt werden. Deshalb ist es lediglich notwendig, einen einzigen Typ von Umrichter-Einheiten zu entwickeln, zu produzieren und vorrätig zu halten, was kostengünstig möglich ist. DC bus stored energy is detected and monitored. The structure of the charging device 1 from individual converter units has a number of advantages. Only those inverter units that are currently being used need to be switched on. The other inverter units can be switched off (eg put into standby mode). In particular, the AC-DC converters are activated only when existing power requirements and remain otherwise in standby mode (standby mode). Likewise, the DC-DC converters are only activated when the respective associated charging port is actually borrowed used for charging a vehicle. This results in low power dissipation and high efficiency more energy-¬ the charging device; a good efficiency of the charging device 1 is achieved. When defects occur, a single inverter unit can be quickly and inexpensively replaced by this designed as a module inverter unit a functioning inverter unit is replaced. This results in a high availability of the charging device. Wei ¬ terhin it is possible to drive all four units (or any other number of inverter units of the charger) perform similar or even identical. Nevertheless, (in particular by the case-by-case interconnection of the DC intermediate circuits of the individual converter units) a wide variety of outputs can be made available at the charging connections. Therefore, it is only necessary to develop, produce and stock a single type of inverter unit, which is cost-effective.
Es wurde eine Ladeeinrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben der Ladeeinrichtung beschrieben, die es ermöglichen, auf eine kostengünstige und energieeffiziente Art und Weise meh¬ rere elektrisch antreibbare Fahrzeuge gleichzeitig aufzula¬ den. Aufgrund der Verwendung von modularen Umrichter-Einheiten ergibt sich eine vielseitig einsetzbare Ladeeinrichtung, die kostengünstig realisiert und betrieben werden kann. It has been described a charging device and a method for operating the charging device, which make it possible to aufzula ¬ in a cost-effective and energy-efficient manner meh ¬ rere electrically driven vehicles simultaneously. Due to the use of modular converter units results in a versatile charging device that can be realized and operated inexpensively.

Claims

Patentansprüche claims
1. Ladeeinrichtung (1) zum elektrischen Laden einer Fahrbatterie (15) eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs (13) mit - einem Energieversorgungsanschluss (3) zum Anschluss der La¬ deeinrichtung (1) an eine elektrische Energiequelle (7),1. Loading device (1) with (15) of an electrically driven vehicle (13) to electrically charge a driving battery - a power supply terminal (3) for connecting the La ¬ signaling device (1) to an electrical energy source (7),
- einem ersten Ladeanschluss (9) und einem zweiten Ladean- schluss (19) zum Anschluss jeweils eines elektrisch antreib¬ baren Fahrzeugs (13, 23), - a first charging port (9) and a second charging port (19) for connection of an electrically drivable ¬ cash vehicle (13, 23),
- einer ersten Umrichter-Einheit (51), die einen ersten Wech- selstromanschluss (50), einen ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter (52), einen ersten Gleichspannungs-Zwischen- kreis (54), einen ersten Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter (56) und einen ersten Gleichstromanschluss (58) aufweist, und - einer zweiten Umrichter-Einheit (71), die einen zweiten Wechselstromanschluss (70), einen zweiten Wechselstrom- Gleichstrom-Umrichter (72), einen zweiten Gleichspannungs- Zwischenkreis (74), einen zweiten Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter (76) und einen zweiten Gleichstromanschluss (78) auf- weist. a first converter unit (51) having a first AC connection (50), a first AC-DC converter (52), a first DC intermediate circuit (54), a first DC-DC converter ( 56) and a first DC connection (58), and - a second converter unit (71) having a second AC connection (70), a second AC-DC converter (72), a second DC link (74), a second DC-DC converter (76) and a second DC connection (78) has up.
2. Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, 2. Loading device according to claim 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- die Ladeeinrichtung mindestens eine weitere Umrichter-Ein- heit (91, 101) aufweist, die gleichartig der ersten Umrich¬ ter-Einheit (51) oder der zweiten Umrichter-Einheit (71) aus¬ gestaltet ist. - The charging device has at least one further converter unit (91, 101), which is similar to the first Umrich ¬ ter unit (51) or the second converter unit (71) designed from ¬ .
3. Ladeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, 3. charging device according to claim 1 or 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- der erste Wechselstromanschluss (50) der ersten Umrichter- Einheit (51) und der zweite Wechselstromanschluss (70) der zweiten Umrichter-Einheit (71) jeweils elektrisch mit dem Energieversorgungsanschluss (3) verbunden sind, der erste Gleichstromanschluss (58) elektrisch mit dem ersten Ladean¬ schluss (9) verbunden ist und/oder der zweite Gleichstroman- schluss (78) elektrisch mit dem zweiten Ladeanschluss (19) verbunden ist. - The first AC terminal (50) of the first inverter unit (51) and the second AC terminal (70) of the second inverter unit (71) are each electrically connected to the power supply terminal (3), the first DC terminal (58) electrically connected to the first charging area ¬ circuit (9) and / or the second Gleichstroman- circuit (78) is electrically connected to the second charging port (19).
4. Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass 4. Charging device according to one of the preceding claims, d a d u r c h e c e n e c i n e that t
- die erste Umrichter-Einheit (51) einen ersten Zwischen- kreisanschluss (62) aufweist, der elektrisch mit dem ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis (54) verbindbar ist und  - The first converter unit (51) has a first intermediate circuit connection (62) which is electrically connectable to the first DC intermediate circuit (54) and
- die zweite Umrichter-Einheit (71) einen zweiten Zwischen- kreisanschluss (82) aufweist, der elektrisch mit dem zweiten - The second converter unit (71) has a second intermediate circuit terminal (82) electrically connected to the second
Gleichspannungs-Zwischenkreis (74) verbindbar ist. DC intermediate circuit (74) is connectable.
5. Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass 5. Charging device according to one of the preceding claims, characterized in that a
- der erste Zwischenkreisanschluss (62) von außerhalb der ersten Umrichter-Einheit (51) zugänglich ist und der zweite Zwischenkreisanschluss (82) von außerhalb der zweiten Umrich¬ ter-Einheit (71) zugänglich ist. - The first intermediate circuit terminal (62) from outside the first inverter unit (51) is accessible and the second intermediate circuit terminal (82) from outside the second Umrich ¬ ter unit (71) is accessible.
6. Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass 6. Charging device according to one of the preceding claims, characterized in that a
- die erste Umrichter-Einheit (51) eine erste Schalteinrich¬ tung (63) aufweist, um den ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis (54) elektrisch mit dem ersten Zwischenkreisanschluss (62) zu verbinden und/oder - The first converter unit (51) has a first Schalteinrich ¬ device (63) to electrically connect the first DC voltage intermediate circuit (54) with the first intermediate circuit terminal (62) and / or
- die zweite Umrichter-Einheit (71) eine zweite Schaltein¬ richtung (81) aufweist, um den zweiten Gleichspannungs-Zwischenkreis (74) elektrisch mit dem zweiten Zwischenkreisanschluss (82) zu verbinden. - The second converter unit (71) has a second Schaltein ¬ direction (81) to electrically connect the second DC voltage intermediate circuit (74) with the second intermediate circuit terminal (82).
7. Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass 7. Charging device according to one of the preceding claims, characterized in that a
- der erste Zwischenkreisanschluss (62) der ersten Umrichter- Einheit (51) und der zweite Zwischenkreisanschluss (82) der zweiten Umrichter-Einheit (71) elektrisch parallel geschaltet sind . - The first intermediate circuit terminal (62) of the first converter unit (51) and the second intermediate circuit terminal (82) of the second converter unit (71) are electrically connected in parallel.
8. Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass 8. Charging device according to one of the preceding claims, d a d u r c h e c e n e c i n e that t
- mindestens eine der Umrichter-Einheiten (51) einen Spannungssensor (202) und/oder einen Stromsensor (204) aufweist, um die im Gleichspannungs-Zwischenkreis (54) auftretende - At least one of the converter units (51) has a voltage sensor (202) and / or a current sensor (204) to those in the DC intermediate circuit (54) occurring
Gleichspannung und/oder den im Gleichspannungs-Zwischenkreis (54) auftretenden Gleichstrom zu messen. DC voltage and / or the direct current in the DC intermediate circuit (54) to be measured.
9. Ladeeinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, 9. Loading device according to one of claims 6 to 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- die Ladeeinrichtung (1) eingerichtet ist, erst dann mittels der ersten Schalteinrichtung (63) und/oder der zweiten  - The charging device (1) is set up, only then by means of the first switching device (63) and / or the second
Schalteinrichtung (81) den ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis (54) mit dem zweiten Gleichspannungs-Zwischenkreis (74) elektrisch zu verbinden, wenn der erste Gleichspannungs-Zwischenkreis (54) und der zweite Gleichspannungs-Zwischenkreis (74) eine gleich große Gleichspannung aufweisen. Switching device (81) to electrically connect the first DC link (54) to the second DC link (74) when the first DC link (54) and the second DC link (74) have a DC voltage of equal magnitude.
10. Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass 10. A charging device according to one of the preceding claims, characterized in that a
- die Ladeeinrichtung (1) eingerichtet ist, elektrische Ener¬ gie von dem ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis (54) der ersten Umrichter-Einheit (51) zu dem zweiten Gleichspannungs- Zwischenkreis (74) der zweiten Umrichter-Einheit (71) zu übertragen oder elektrische Energie von dem zweiten - the loading device (1) is arranged to transmit or electrical Ener ¬ energy from the first DC voltage intermediate circuit (54) of the first inverter unit (51) to the second DC link (74) of the second inverter unit (71) electrical energy from the second
Gleichspannungs-Zwischenkreis (74) der zweiten Umrichter-Ein¬ heit (71) zu dem ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis (54) der ersten Umrichter-Einheit (51) zu übertragen. DC voltage intermediate circuit (74) of the second inverter ¬ A unit (71) to be transmitted to the first direct voltage intermediate circuit (54) of the first inverter unit (51).
11. Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass 11. Charging device according to one of the preceding claims, d a d u r c h e c e n e z e c h e n e, that
- einen Energiespeicher (116), der zumindest zeitweise mit dem Gleichspannungs-Zwischenkreis (54) mindestens einer (51) der Umrichter-Einheiten elektrisch verbindbar ist.  - An energy store (116) which is at least temporarily electrically connectable to the DC intermediate circuit (54) at least one (51) of the converter units.
12. Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass - der Wechselstromanschluss (50), der Gleichstromanschluss (58) und/oder der Zwischenkreissanschluss (62) mindestens einer (51) der Umrichter-Einheiten steckbar ausgeführt sind. 12. Loading device according to one of the preceding claims, characterized in that - The AC power connection (50), the DC power connection (58) and / or the intermediate circuit connection (62) of at least one (51) of the converter units are designed pluggable.
13. Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass 13. Charging device according to one of the preceding claims, d a d u r c h e c e n e c i n e that t
- mindestens eine der Umrichter-Einheiten als eine Einschub¬ einheit (51) ausgestaltet ist, die in ein Gehäuse (302) der Ladeeinrichtung (1) einschiebbar und aus dem Gehäuse (302) herausziehbar ist. - At least one of the inverter units as a drawer ¬ unit (51) is configured, which in a housing (302) of the charging device (1) can be inserted and pulled out of the housing (302).
14. Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass 14. Charging device according to one of the preceding claims, characterized in that a
- bei der ersten Umrichter-Einheit (51) der erste Wechsel- strom-Gleichstrom-Umrichter (52) eine kleinere maximale Umrichterleistung aufweist als der erste Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter (56) und/oder  in the first converter unit, the first AC / DC converter has a smaller maximum converter power than the first DC / DC converter and / or
- bei der zweiten Umrichter-Einheit (71) der zweite Wechsel¬ strom-Gleichstrom-Umrichter (72) eine kleinere maximale Um- richterleistung aufweist als der zweite Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter (76) . - In the second converter unit (71) of the second AC ¬ current-DC converter (72) has a smaller maximum inverter power than the second DC-DC inverter (76).
15. Verfahren zum Betreiben einer Ladeeinrichtung (1) zum elektrischen Laden einer Fahrbatterie (15) eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs (13) mit 15. A method for operating a charging device (1) for electrically charging a traction battery (15) of an electrically driven vehicle (13)
- einem Energieversorgungsanschluss (3) zum Anschluss der La¬ deeinrichtung (1) an eine elektrische Energiequelle (7),- a power supply terminal (3) for connecting the La ¬ signaling device (1) to an electrical energy source (7),
- einem ersten Ladeanschluss (9) und einem zweiten Ladean- schluss (19) zum Anschluss jeweils eines elektrisch antreib- baren Fahrzeugs (13, 23), a first charging connection (9) and a second charging connection (19) for connecting in each case one electrically drivable vehicle (13, 23),
- einer ersten Umrichter-Einheit (51), die einen ersten Wechselstromanschluss (50), einen ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter (52), einen ersten Gleichspannungs-Zwischen- kreis (54), einen ersten Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter (56) und einen ersten Gleichstromanschluss (58) aufweist, und a first converter unit (51) having a first AC terminal (50), a first AC-DC converter (52), a first DC intermediate circuit (54), a first DC-DC converter (56) and a first DC connection (58), and
- einer zweiten Umrichter-Einheit (71), die einen zweiten Wechselstromanschluss (70), einen zweiten Wechselstrom- Gleichstrom-Umrichter (72), einen zweiten Gleichspannungs- Zwischenkreis (74), einen zweiten Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter (76) und einen zweiten Gleichstromanschluss (78) auf¬ weist, a second inverter unit (71) having a second AC terminal (70), a second AC terminal DC converter (72), a second DC link (74), a second DC-DC converter (76) and a second DC connection (78) on ¬ points,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- zumindest zeitweise elektrische Energie von dem ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis (54) der ersten Umrichter-Ein¬ heit (51) zu dem zweiten Gleichspannungs-Zwischenkreis (74) der zweiten Umrichter-Einheit (71) übertragen wird oder - At least temporarily electrical energy from the first DC voltage intermediate circuit (54) of the first inverter unit ¬ unit (51) to the second DC voltage intermediate circuit (74) of the second inverter unit (71) is transmitted or
- zumindest zeitweise elektrische Energie von dem zweiten- At least temporarily electrical energy from the second
Gleichspannungs-Zwischenkreis (74) der zweiten Umrichter-Ein¬ heit (71) zu dem ersten Gleichspannungs-Zwischenkreis (54) der ersten Umrichter-Einheit (51) übertragen wird. DC voltage intermediate circuit (74) of the second inverter ¬ A unit (71) to the first direct voltage intermediate circuit (54) of the first inverter unit (51) is transmitted.
16. Verfahren nach Anspruch 15, 16. The method according to claim 15,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- dann elektrische Energie von dem ersten Gleichspannungs- Zwischenkreis (54) zu dem zweiten Gleichspannungs-Zwischenkreis (74) übertragen wird, wenn die an dem zweiten Gleich- stromanschluss (78) benötigte elektrische Energie nicht von dem zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter (72) bereitstellbar ist oder  - Then electrical energy from the first DC link (54) is transmitted to the second DC link (74) when the required at the second DC power connection (78) electrical energy is not from the second AC-DC converter (72 ) is ready or
- dann elektrische Energie von dem zweiten Gleichspannungs- Zwischenkreis (74) zu dem ersten Gleichspannungs-Zwischen- kreis (54) übertragen wird, wenn die an dem ersten Gleichstromanschluss (58) benötigte elektrische Energie nicht von dem ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter (52) bereitstellbar ist.  - Then electrical energy from the second DC link (74) is transmitted to the first DC intermediate circuit (54) when the at the first DC terminal (58) required electrical energy is not from the first AC-DC converter (52 ) is available.
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