具有电池充电设备和车载电源供电级的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种系统（100），具有：带输出接线端子的电池充电设备（20）和车载电源供电级（10）。在此车载电源供电级（10）具有：升压/降压转换器（12），其被设计为将车载电源供电级的输入电压升压到中间电路电压；直流电压中间电路（13），其在中间电路节点（14a，14b）处与升压/降压转换器（12）耦合；以及车载电源直流电压转换器（11），其在中间电路节点处与直流电压中间电路耦合并且被设计为将所述中间电路电压转换成用于车载电源（1，2）的直流电压，其中电池充电设备（20）的输出接线端子经由中间电路节点（14a，14b）与直流电压中间电路（13）耦合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有电池充电设备和车载电源供电级的系统
本专利技术涉及一种尤其是用于电运行车辆的车载电源的电压源的系统，该系统具有电池充电设备和车载电源供电级，该车载电源供电级具有共同使用的升压/降压转换器。
技术介绍
用于电运行车辆的车载电源的直流电源转换器常常由隔离电势的直流电压转换器和前置匹配级构成，因此直流电压转换器可以被最优地利用。尤其是在电流去耦合的直流电压转换器的情况下，对于直流电压转换器的最优运行来说有利的是，利用输入电压与输出电压之间的恒定电压比来工作，使得该电路仅须针对相对小的工作电压范围来设计，这使得能够成本高效地设计用于电流去耦合的部件、例如变压器。例如用于电运行车辆的储能器的电池充电设备常常由整流器和功率矫正级以及隔离电势的直流电压转换器构成。电池充电设备的直流电压转换器尤其是在大的输入和/或输出电压范围的情况下可能常常不是在整个电压匹配范围上来设计，从而这样的直流电压转换器要么以该设计昂贵地工作，要么不能最优地工作。文献US2006/0103359A1例如公开了一种直流电压转换器，其具有对于用充电设备对低电压电池充电经改善的设计，所述充电设备是针对高电压电池的充电设计的。
技术实现思路
根据一个实施方式，本专利技术提供了一种具有电池充电设备和车载电源供电级的系统，该电池充电设备具有输出接线端子。在此，该车载电源供电级具有：升压/降压转换器，其被设计为将车载电源供电级的输入电压升压到中间电路电压；直流电压中间电路，其在中间电路节点处与升压/降压转换器耦合；以及车载电源直流电压转换器，其在中间电路节点处与直流电压中间电路耦合并且被设计为将中间电路电压转换成用于车载电源的直流电压，其中电池充电设备的输出接线端子经由中间电路节点与直流电压中间电路耦合。根据另一实施方式，本专利技术提供一种电运行车辆，其具有：根据本专利技术的系统；牵引电池，其被设计为将输入电压馈入到该系统的车载电源供电级中；具有车载电源电池的车载电源，其被设计为接受该系统的车载电源供电级的直流电压；以及充电接线端子，其与电池充电设备连接并且设计为被施加供电电压以用于给车载电源电池和牵引电池充电。根据另一实施方式，本专利技术提供一种用于给电运行车辆的牵引电池和车载电源电池充电的方法，具有如下步骤：对供电电压进行整流并利用电池充电设备将其升压到中间电路电压；将所述电压馈入到中间电路中；利用直流电压转换器将来自中间电路的中间电路电压转换成第一供电电压以用于通过电池充电设备给车载电源电池充电；以及同时利用升压/降压转换器将来自中间电路的中间电路电压降压到第二供电电压以用于通过电池充电设备给牵引电池充电。本专利技术的优点本专利技术的构思在于，将车载电源供电级的匹配级用于为车载电源供电的直流电压转换器以及用于电池充电设备。通过这种方式，可以按照类似的功率或类似的输入或输出电压配置来设计车载电源供电级的直流电压转换器和电池充电设备。在将升压/降压转换器用作匹配级的情况下，车载供电级的直流电压中间电路可以与车载电源供电级的直流电压转换器以及与电池充电设备的输出接线端子连接。这一方面提供的优点是，在电池充电设备中可以放弃充电设备的输出端处的单独的降压转换器。另一方面，电池充电设备可以按照车载供电级的中间电路电压来设计，所述中间电路电压具有几乎恒定的电压配置（Spannungslage）并且因此使得能够最优地设计电池充电设备的电压转换部件。此外，电池充电设备可以有利地以提高的输出功率运行，因为车载电源可以经由车载电源供电级的直流电压转换器，而且高压电源、例如牵引电池可以经由升压/降压转换器同时由电池充电设备来供应电流。由此，由电池充电设备馈入到直流电压中间电路中的功率被划分，使得直流电压转换器以及升压/降压转换器仅须分别按照由电池充电设备所提供的全部功率的一小部分来设计。此外，改善了在给车载电源的储能器充电时车载电源供电级的效率，因为电池充电设备的传输功率不必经由升压/降压转换器来传导，而是可以直接输出给车载电源。另一优点在于，在相应的功率设计时，不隔离电势的电池充电设备可以仅由功率校正级构成，因为车载电源供电级的升压/降压转换器已经作为电池充电设备的降压转换器存在于该系统中。车载电源直流电压转换器有利地可以是电流去耦合的。分开的电流去耦合的直流电压转换器在其功率设计方面由于所使用的用于电流去耦合的部件而受到限制。因此，该系统利用共同使用的升压/降压转换器而提供的优点是，既提供用于车载电源直流电压转换器的匹配级又提供电池充电设备。在一个优选的实施方式中，电池充电设备可以具有功率因子校正级，该功率因子校正级被设计为将电池充电设备的供电电压转换成充电电压并且将充电电压提供给输出接线端子。通过功率因子校正级，可以将充电电压在其电压配置方面与中间电路电压匹配。此外，电池充电设备有利地可以具有电源滤波器，该电源滤波器与功率因子校正级连接并且被设计为从干扰信号中滤波可施加到电源滤波器的输入接线端子处的供电电压并且将其作为经滤波的供电电压提供给功率因子校正级。这在从用于车载电源的储能器的电源设备、例如充电站给车载电源供应电流时可以是特别有利的，以便有效地抑制电源设备的干扰信号。附加地，电池充电设备此外可以具有电流去耦合的直流电压转换器，其耦合在功率因子校正级与输出接线端子之间并且被设计为转换充电电压的电压配置。通过电流去耦合，可以进一步改善该系统的电磁兼容性以及安全性。在一个有利的实施方式中，升压/降压转换器可以被设计为对由电池充电设备所提供的充电电压进行降压。通过这种方式，电池充电设备可以同样地给牵引电池以及车载电源的储能器充电。通过划分充电能，可以提高电池充电设备的总功率，而不必提高升压/降压转换器或车载电源直流电压转换器的功率接收能力。本专利技术的实施方式的另外的特征和优点从参考附图的下面的描述中得出。附图说明图1示出了根据本专利技术的一个实施方式的具有电池充电设备和车载电源供电级的系统的示意图，图2示出了根据本专利技术的另一实施方式的升压/降压转换器的示意图，图3示出了根据本专利技术的另一实施方式的功率因子校正级的示意图，图4示出了根据本专利技术的另一实施方式的电源滤波器的示意图，图5示出了根据本专利技术的另一实施方式的用于运行具有电池充电设备和车载电源供电级的系统的方法的示意图，以及图6示出了根据本专利技术的另一实施方式的具有带电池充电设备和车载电源供电级的系统的电运行车辆的示意图。具体实施方式图1示出了具有电池充电设备20和车载电源供电级10的系统100的示意图，该车载电源供电级10例如可以给12V车载电源供电。车载电源供电级10可以具有车载电源直流电压转换器11、直流电压中间电路13以及升压/降压转换器12。在车载电源供电级10的输入接线端子12a、12b处可以施加输入电压UHV、例如来自高压电源（例如电运行车辆、如混合动力车辆或电动车辆的牵引电池）的中间电路的输入电压。输入电压UHV例如可以为50V至500V之间并且可以通过升压/降压转换器12被升压。在此，升压/降压转换器12可以为了保证充分的调节而将输入电压UHV例如升压25V。在图2中，以示意图示出了升压/降压转换器12的示例性构型。图2中的升压/降压转换器12具有两个输入接线端子12a和12b，在所述接线端子处可以施加输入电压UHV。输入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统（100），具有：电池充电设备（20），其具有输出接线端子（20a，20b）；和车载电源供电级（10），其具有：升压/降压转换器（12），其被设计为将车载电源供电级（10）的输入电压（UHV）升压到中间电路电压，直流电压中间电路（13），其在中间电路节点（14a，14b）处与升压/降压转换器（12）耦合，和车载电源直流电压转换器（11），其在中间电路节点（14a，14b）处与直流电压中间电路（13）耦合，并且被设计为将所述中间电路电压转换成用于车载电源的直流电压，其中电池充电设备（20）的输出接线端子（20a，20b）经由中间电路节点（14a，14b）与直流电压中间电路（13）耦合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.18 DE 102011079315.11.一种用于电运行车辆的车载电源的电压源的系统（100），具有：电池充电设备（20），其具有输出接线端子（20a，20b），其中所述电池充电设备被设计为对供电电压（UL）进行整流并且将其升压到中间电路电压；和车载电源供电级（10），其具有：升压/降压转换器（12），其被设计为将车载电源供电级（10）的输入电压（UHV）升压到中间电路电压，直流电压中间电路（13），其在中间电路节点（14a，14b）处与升压/降压转换器（12）耦合，和车载电源直流电压转换器（11），其在中间电路节点（14a，14b）处与直流电压中间电路（13）耦合，并且被设计为将所述中间电路电压转换成用于车载电源的直流电压，其中电池充电设备（20）的输出接线端子（20a，20b）经由中间电路节点（14a，14b）与直流电压中间电路（13）耦合。2.根据权利要求1所述的系统（100），其中车载电源直流电压转换器（11）是电流去耦合的。3.根据权利要求1和2之一所述的系统（100），其中电池充电设备（20）具有：功率因子校正级（23），其被设计为将电池充电设备（20）的供电电压（UL）转换成充电电压并且在输出接线端子（20a，20b）处提供所述充电电压。4.根据权利要求3所述的系统（100），其中电池充电设备（20）还具有：电源滤波器（24），其与功率因子校正级（23）连接并且被设计为从能施加到电源滤波器（24）的输入接线端子（24a，24b）处的供电电压（UL）中滤除干扰信号并且作为经滤波的供...

【专利技术属性】
技术研发人员：E魏森博恩，J法斯纳赫特，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：
国别省市：