(57)【要約】      （修正有）【課題】速い充電速度で各車両に対して充電されることを可能にする電気車両のための充電システムを提供する。【解決手段】充電システム１０は、充電ステーション１２の充電速度に基づいて放電されるように、電流および電圧供給ネットワーク１４と充電ステーション１２との間に蓄電装置１８を接続し、充電ステーション１２、電力エレクトロニクス装置１６および蓄電装置１８が再冷却装置１９に接続され、再冷却装置１９が、規定された熱的再冷却力を供給し、蓄熱装置または蓄熱装置の冷却媒体が電力エレクトロニクス装置１６、充電ステーション１２および蓄熱装置１８の電力損失に基づいて加熱され、かつ、再冷却装置１９の熱的再冷却力に基づいて冷却されるように、再冷却装置１９、充電ステーション１２、電力エレクトロニクス装置１６および蓄電装置１８に接続される蓄熱装置２０を有する。【選択図】図１
2019009111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの充電ステーション（１２）および電力エレクトロニクス装置（１６）を有し、電気車両のトラクションバッテリが前記充電ステーション（１２）にその充電ケーブル（１３）を介して接続され得、前記充電ステーション（１２）が、前記電力エレクトロニクス装置（１６）を介して、規定された電気ネットワーク電力を供給する電流および電圧供給ネットワーク（１４）に接続され得る、電気車両のための充電システム（１０）であって、
少なくとも１つの蓄電装置（１８）であって、前記蓄電装置が前記電流および電圧供給ネットワーク（１４）の前記電気ネットワーク電力に基づいて充電され得、かつ前記電力エレクトロニクス装置（１６）および前記充電ステーション（１２）の充電速度に基づいて放電され得るように、前記電流および電圧供給ネットワーク（１４）と前記充電ステーション（１２）との間に接続される少なくとも１つの蓄電装置（１８）と、
再冷却装置（１９）であって、前記充電ステーション（１２）、前記電力エレクトロニクス装置（１６）、および各蓄電装置（１８）が前記再冷却装置（１９）に接続され、前記再冷却装置（１９）が、規定された熱的再冷却力を供給する、再冷却装置（１９）と、
少なくとも１つの蓄熱装置（２０）であって、前記蓄熱装置または前記蓄熱装置の冷却媒体が前記電力エレクトロニクス装置（１６）、前記充電ステーション（１２）、および前記蓄電装置（１８）の電力損失に基づいて加熱され得、かつ前記再冷却装置（１９）の熱的再冷却力に基づいて冷却され得るように、前記再冷却装置（１９）、前記充電ステーション（１２）、前記電力エレクトロニクス装置（１６）、および前記蓄電装置（１８）に接続される少なくとも１つ蓄熱装置（２０）と
を備えることを特徴とする充電システム。
【請求項２】
前記蓄電装置（１８）および前記蓄熱装置（２０）が、それらのそれぞれの動的特性に関して互いに整合されることを特徴とする、請求項１に記載の充電システム。
【請求項３】
前記蓄熱装置（２０）のための前記再冷却装置（１９）の熱的再冷却力が、電気車両のトラクションバッテリの充電動作後、規定された時間内に前記蓄電装置（１８）が充電され、および前記蓄熱装置（２０）が再冷却されるように、前記電流および電圧供給ネットワーク（１４）の前記電気ネットワーク電力に適合されることを特徴とする、請求項１または２に記載の充電システム。
【請求項４】
電気車両のトラクションバッテリの充電動作後、同じ速度で前記蓄電装置（１８）が充電され、および前記蓄熱装置（２０）が再冷却されることを特徴とする、請求項３に記載の充電システム。
【請求項５】
前記蓄電装置（１８）および前記蓄熱装置（２０）が、それらのそれぞれ電気容量および熱容量に関して互いに整合されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の充電システム。
【請求項６】
前記蓄電装置（１８）の電気容量および前記蓄熱装置（２０）の熱容量が、規定された回数のトラクションバッテリの充電動作にわたって前記蓄電装置が必要な充電エネルギを供給し、および前記蓄熱装置が必要な冷却エネルギを供給するように互いに整合されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の充電システム。
【請求項７】
前記蓄電装置（１８）の電気容量が、前記蓄電装置（１８）の有効寿命を最大化して設計されることを特徴とする、請求項５または６に記載の充電システム。
【請求項８】
前記蓄電装置（１８）の電気容量が、前記電流および電圧供給ネットワーク（１４）のネットワーク安定性を考慮して設計されることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一項に記載の充電システム。
【請求項９】
前記蓄熱装置（２０）の熱容量が、前記充電システムの周囲温度影響に基づいて設計されることを特徴とする、請求項５〜８のいずれか一項に記載の充電システム。
【請求項１０】
前記蓄電装置（１８）の電気容量、前記蓄熱装置（２０）の熱容量、および前記再冷却装置の熱的再冷却力が、実験でまたは統計的に定められた単位時間当たりの充電動作の回数と、各充電動作に対して実験でまたは統計的に定められた充電エネルギとのために設計されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の充電システム。
【請求項１１】
前記蓄電装置（１８）および前記蓄熱装置（２０）が、熱容量と許容可能な最大温度振幅との積に対応する前記蓄熱装置（２０）の熱エネルギ量が、前記蓄電装置（１８）の電気エネルギ量によって動作できるのと同じ回数の充電動作のために十分であるように互いに整合されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の充電システム。
【請求項１２】
再冷却のために前記蓄熱装置（２０）によって利用可能な状態に保たれる冷却剤が、前記蓄熱装置（２０）に至る戻り管（２９）に組み入れられ、かつファン（３１）が割り当てられる熱交換器（３０）によって再冷却され得ることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の充電システム。
【請求項１３】
再冷却のために前記蓄熱装置（２０）によって利用可能な状態に保たれる冷却剤が、空調用コンプレッサによって再冷却され得ることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の充電システム。
【請求項１４】
前記電力エレクトロニクス装置（１６）、および前記蓄電装置（１８）、および前記充電ステーション（１２）の前記充電ケーブル（１３）が、前記再冷却装置（１９）および前記蓄熱装置（２０）を用いて冷却され得ることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気車両のための充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるＡＣ充電モードおよびいわゆるＤＣ充電モードは、電気車両を充電する、具体的には電気車両のトラクションバッテリを充電するために公知である。
【０００３】
ＡＣ充電モードでは、電気車両は、ＡＣ電圧および交流電流を供給する電流および電圧供給ネットワークに車載充電装置を介して接続され、車載充電装置は、直流電流への変換を行う。いわゆるＡＣ充電モードでは、トラクションバッテリの充電速度は制限される。ＡＣ充電モードでの充電時間は、各１００キロメートルの走行可能距離に対して数時間である。
【０００４】
電気車両のトラクションバッテリは、ＤＣ充電モードによってより迅速に充電することができ、この場合、ＤＣ充電モードにおいて、トラクションバッテリは、電気車両の車載充電装置を介して充電されるのではなく、トラクションバッテリが車載充電装置を迂回して充電ステーションに直接接続されることで充電され、充電ステーションは車両の外にあり、トラクションバッテリを充電するために直流電流を供給する。ＤＣ充電モードを使用してＡＣ充電モードより速い充電速度を達成することができるが、ＤＣ充電モードにおいて、内燃機関によって駆動される従来の車両での給油作業の１０倍程度である電気車両のトラクションバッテリの充電速度を実現することは、これまで依然として不可能であった。
【０００５】
電気車両のトラクションバッテリのＤＣ充電に使用される、すでに公知の電気車両のための充電システムは、結果的に、一方では、利用可能な電流および電圧供給ネットワークによって供給される電気ネットワーク電力が特定の環境下で所望の充電速度を実現するのに十分でないため、他方では、速い充電速度において大きい損失が生じ、その結果、これまで十分に放散することができなかった多くの熱が発生することを考慮して、これまで速い充電速度を保証することができなかった。
【０００６】
（特許文献１）は、複数の充電ステーションを有する電気車両のための充電システムを開示している。電気車両のトラクションバッテリは、各充電ステーションの領域で充電することができ、それぞれの電気車両のトラクションバッテリは、各充電ステーションの領域で充電ケーブルを介してそれぞれの充電ステーションに接続することができる。（特許文献１）の充電システムはまた、電気車両のトラクションバッテリを充電する目的で、電流および電圧供給ネットワークによって供給されるネットワーク電力を変換するための複数の電力変換器を有する電力エレクトロニクス装置を有する。
【０００７】
（特許文献２）は、電気車両のための別の充電システムを開示している。前記文献は、電気ケーブルを介して電気車両のトラクションバッテリを接続することができる充電ステーションを開示している。電気車両のトラクションバッテリは、充電ステーションによって提供されるヒートシンクを通じて、具体的には充電ステーションのヒートシンクがトラクションバッテリの接触領域と熱接触することで冷却され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】欧州特許第２  ５７２  ４３１Ｂ１号明細書
【特許文献２】欧州特許第２  ９８６  ４６８Ｂ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、一方では電気的観点から、かつ他方では熱的観点から、電気車両が速い充電速度でまたは特に各車両に対して３００ｋＷを超える充電電力で充電されることを可能にする電気車両のための充電システムが必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、請求項１で特許請求される電気車両のための充電システムを用いて達成される。
【００１１】
充電システムは、少なくとも１つの蓄電装置を含み、この蓄電装置は、電流および電圧供給ネットワークの電気ネットワーク電力に基づいて充電され得、かつ電力エレクトロニクス装置およびそれぞれの充電ステーションの充電速度に基づいて放電され得るように、電流および電圧供給ネットワークとそれぞれの充電ステーションとの間に接続される。
【００１２】
充電システムはまた、少なくとも１つの再冷却装置を含み、それぞれの充電ステーション、電力エレクトロニクス装置、および各蓄電装置が再冷却装置に接続され、再冷却装置が、規定された熱的再冷却力を供給する。
【００１３】
充電システムはまた、少なくとも１つの蓄熱装置を含み、この蓄熱装置は、前記蓄熱装置または前記蓄熱装置の冷却媒体が電力エレクトロニクス装置、それぞれの充電ステーション、およびそれぞれの蓄電装置の電力損失に基づいて加熱され得、かつ再冷却装置の熱的再冷却力に基づいて冷却され得るように、再冷却装置、それぞれの充電ステーション、電力エレクトロニクス装置、および各蓄電装置に接続される。
【００１４】
本発明による充電システムは、少なくとも１つの蓄電装置および少なくとも１つの蓄熱装置を含む。
【００１５】
各蓄電装置は、電流および電圧供給ネットワークに接続され得、正確には、電流および電圧供給ネットワークの電気ネットワーク電力に応じた充電速度で電流および電圧供給ネットワークによって充電され得る。自動車両のトラクションバッテリを充電するために、蓄電装置に蓄積された電気エネルギを取り出して、好ましくは、電流および電圧供給ネットワークによって補助される方法において、電流および電圧供給ネットワークから蓄電装置を充電することが可能な速度よりも速い速度で蓄電装置からトラクションバッテリを充電することができる。
【００１６】
特に、蓄電装置は、各車両に対して３００ｋＷを超える充電電力を供給することを可能にする。したがって、速い充電速度を達成することができる。
【００１７】
電気車両のためのそのような大きい充電電力から生じる熱損失は、例えば、電力エレクトロニクス装置、またはそれぞれの充電ステーション、またはそれぞれの蓄電装置の容認できない高い昇温を防止するために、各蓄熱装置を介して放散させることができる。
【００１８】
この場合、蓄熱装置が受け入れた熱は、蓄熱装置または蓄熱装置によって使用される冷却媒体を冷却するために、再冷却力を供給する再冷却装置を介して放散される。
【００１９】
１つの有利な発展形態によれば、各蓄電装置および各蓄熱装置は、それらのそれぞれの動的特性に関して互いに整合される。動的特性に関する蓄電装置と蓄熱装置との整合を実施することは、電気車両のための効率的な充電システムを実現するために特に好ましい。十分な充電速度で複数の電気車両を充電することが可能である。
【００２０】
各蓄熱装置の熱的再冷却力は、電気車両のトラクションバッテリの充電動作後、規定された時間内に蓄電装置が充電され、および蓄熱装置が再冷却されるように、電流および電圧供給ネットワークの電気ネットワーク電力に適合されることが好ましい。これは、電気車両のための効率的な充電システムを特に有利な方法で実現することを可能にする。十分な充電速度で複数の電気車両を充電することが可能である。
【００２１】
各蓄電装置および各蓄熱装置は、それらのそれぞれの容量に関して互いに整合されることが好ましい。
【００２２】
このために、各蓄電装置の電気容量および各蓄熱装置の熱容量は、規定された回数のトラクションバッテリの充電動作にわたって蓄電装置が必要な充電エネルギを供給し、および蓄熱装置が必要な冷却エネルギを供給するように互いに整合されることが好ましい。
【００２３】
蓄電装置および蓄熱装置の容量の整合を実施することは、効率的な充電システムを実現するために特に有利である。十分な充電速度で複数の電気車両を充電することが可能である。
【００２４】
充電システムの各蓄電装置の電気容量が、蓄電装置の有効寿命を最大化して、かつ／または電流および電圧供給ネットワークのネットワーク安定性を考慮して設計されることも好ましい。充電システムの効率は、さらにこれらの境界条件を考慮して高めることができる。
【００２５】
各蓄熱装置の熱容量は、充電システムの周囲温度影響に基づいて設計されることも好ましい。充電システムの効率は、さらにこの境界条件を考慮して高めることができ、その理由は、利用可能な状態に保つために必要な再冷却装置の再冷却力を最小限にすることができるからである。
【００２６】
充電システムの各蓄電装置の電気容量、充電システムの各蓄熱装置の熱容量、および充電システムの再冷却装置の熱的再冷却力は、実験でまたは統計的に定められた単位時間当たりの充電動作の回数と、各充電動作に対して実験でまたは統計的に定められた充電エネルギとのために設計されることが好ましい。これは、所在地特有の要求に対して充電システムを意図的に設計することを可能にする。これは、効率的かつ経済的な充電システムを実現することを可能にする。
【００２７】
１つの有利な発展形態によれば、充電システムの各蓄電装置および充電システムの各蓄熱装置は、熱容量と許容可能な最大温度振幅との積に対応する前記蓄熱装置（２０）の熱エネルギ量が、前記蓄電装置（１８）の電気エネルギ量によって動作できるのと同じ回数の充電動作のために十分であるように互いに整合される。これらの詳細を使用して、複数の電気車両を速い充電速度で充電できる効率的な充電システムを実現する。
【００２８】
１つの有利な発展形態によれば、電力エレクトロニクス装置、および各蓄電装置、および各充電ステーションの充電ケーブルは、再冷却装置を用いて冷却され得る。充電ステーションの充電ケーブルの冷却は、特に大きい充電電力または速い充電速度の場合に生じる熱損失分を効率的に放散させ、充電ケーブルの過熱をなくすために重要である。
【００２９】
本発明の好ましい発展形態が従属請求項および以下の説明から明らかになる。本発明の例示的な実施形態が、その実施形態に限定されることなく、図面に基づいてさらに詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による電気車両のための充電システムの概略図を示す。
【図２】図１の充電システムの設計詳細を示すグラフを示す。
【図３】図１の充電システムの詳細を示す。
【図４】図１の充電システムの代替の詳細を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明は、電気車両のための充電システムに関する。そのような充電システムは、充電駐車場とも称される。
【００３２】
図１は、本発明による電気車両１１のための充電システム１０の基本構造を非常に概略的に示す。充電システム１０は、電気車両のための複数の充電ステーション１２を有し、電気車両１１は、充電ポールとも称されるこれらの充電ステーション１２のそれぞれの領域において、特にそれぞれの充電ステーション１２の充電ケーブル１３を介して電気車両１１のトラクションバッテリを充電ステーション１２に接続することで別々に充電することができる。
【００３３】
図１は、充電ケーブル１３を介してそれぞれの充電ステーション１２に接続された２台の電気車両１１を示す。
【００３４】
充電システム１０には、電流および電圧供給ネットワーク１４から電圧または電流を供給することができ、電流および電圧供給ネットワーク１４の変圧器１５が図示される。この場合、電流および電圧供給ネットワーク１４は、境界条件として、所在地に基づいて事前に定められる規定された電気ネットワーク電力を特徴とする。
【００３５】
すでに公知の充電システムの場合、電気車両１１に対する充電速度または充電電力は、電流および電圧供給ネットワーク１４の電気ネットワーク電力によって限定的に決まる。
【００３６】
電気車両のための充電システム１０は、図１に示す実施形態では、各充電ステーション１２のための電力変換器を保持する２つの電力エレクトロニクスモジュール１７によって形成された電力エレクトロニクス装置１６も有する。
【００３７】
充電システム１０の各充電ステーション１２は、電力エレクトロニクス装置１６または電力エレクトロニクス装置１６による電力変換器を介して電流および電圧供給ネットワーク１４に接続され得るか、またはそれにつなげられている。
【００３８】
電気車両のための充電システム１０は、少なくとも１つの蓄電装置１８を有する。
【００３９】
充電システム１０のそれぞれの蓄電装置１８は、電気車両のトラクションバッテリを充電する場合、電流および電圧供給ネットワーク１４の電気ネットワーク電力に基づいて充電され得、かつ電力エレクトロニクス装置１６またはそれぞれの充電ステーション１２の充電速度に基づいて放電され得るように、電流および電圧供給ネットワーク１４と、充電システム１０のそれぞれの充電ステーション１２、したがって充電システム１０の電力エレクトロニクス装置１６との間に接続される。
【００４０】
この場合、電気車両１１、具体的には電気車両１１のトラクションバッテリが、単に電流および電圧供給ネットワーク１４によって実現可能なものよりも速い充電速度および大きい充電電力（この場合、各車両に対する充電電力が３００ｋＷを超えることが好ましい）で充電されることを可能にするために、蓄電装置１８が電流および電圧供給ネットワーク１４から充電され得る充電速度は、電気ネットワーク電力によって制限され、電気車両のトラクションバッテリを充電するそれぞれの充電ステーション１２の充電速度よりも遅い。
【００４１】
充電システム１０はまた、再冷却装置１９および少なくとも１つの蓄熱装置２０を有する。
【００４２】
再冷却装置１９は、それぞれの充電ステーション１２、および電力エレクトロニクス装置１６、および蓄電装置１８を冷却するために、規定された熱的再冷却力を供給する。
【００４３】
充電ステーション１２、電力エレクトロニクス装置１６、および蓄電装置１８の領域において、再冷却装置１９の熱的再冷却力によって放散できる熱の制限をなくすために、充電システム１０は少なくとも１つの蓄熱装置２０も含む。
【００４４】
この場合、蓄熱装置２０は、再冷却装置１９、それぞれの充電ステーション１２、電力エレクトロニクス装置１６、およびそれぞれの蓄電装置１８に接続され、その結果として、蓄熱装置２０または蓄熱装置２０の冷却媒体は、電力エレクトロニクス装置１６の電力損失、充電ステーション１２の電力損失、蓄電装置１８の電力損失に基づいて加熱され得、かつ再冷却装置１９の熱的再冷却力に基づいて冷却され得る。
【００４５】
図示した例示的な実施形態では、共有の蓄電装置１８および共有の蓄熱装置２０は、すべての充電ステーション１２のために存在する。複数の蓄電装置１８および複数の蓄熱装置２０を設ける、例えば、充電ステーション１２の群に対して、それぞれ１つの共有蓄電装置および１つの共有蓄熱装置２０を設けることも可能である。
【００４６】
したがって、各蓄電装置１８は、一時的に低くなりすぎる可能性がある電流および電圧供給ネットワーク１４のネットワーク電力を補償することを可能にする。この場合、蓄電装置１８は、電流および電圧供給ネットワーク１４から比較的時間をかけて充電され、かつ電気車両、具体的には電気車両のトラクションバッテリが充電ステーション１２で充電されているときに直ちに迅速に放電する。電流および電圧供給ネットワーク１４は、電気車両のトラクションバッテリを充電するときに蓄電装置１８を支援することが好ましい。
【００４７】
規模を小さくし、関連コストを抑えた再冷却装置１９を設計するために、再冷却装置１９によって利用可能な状態に保たれる再冷却力を、蓄熱装置２０を用いて小さくすることが可能である。
【００４８】
１つの有利な発展形態によれば、各蓄電装置１８および各蓄熱装置２０は、それらのそれぞれの動的特性に関しておよび／またはそれらのそれぞれの容量に関して互いに整合される。各蓄電装置１８および各蓄熱装置２０の動的特性および容量、したがって電気容量および熱容量の両方は、互いに整合されることが好ましい。したがって、特に利用可能に保たれる熱的冷却力と、利用可能に保たれる充電電力とを整合させることが可能である。各蓄電装置１８は、場合により電流および電圧供給ネットワークの支援を受けて、電気車両１１のトラクションバッテリの充電動作を行うための電気エネルギを供給する。各蓄熱装置２０は、再冷却装置１９の補助により、充電動作中に生じる熱損失分を受け入れ、放散するために使用される。
【００４９】
電気車両１１のトラクションバッテリの充電動作後、規定された時間内に一方では蓄電装置１８が充電され、他方では蓄熱装置２０が再冷却されるように、各蓄熱装置２０のための再冷却装置１９にとって利用可能な熱的再冷却力が、各蓄電装置１８を充電するために使用される電流および電圧供給ネットワークの電気ネットワーク電力に適合させることが好ましい。これは、充電システムの充電の動的特性と冷却の動的特性とを整合させるために好ましい。
【００５０】
この場合、電気車両１１のトラクションバッテリの充電動作後、特に同じ速度で一方では蓄電装置１８が充電され、他方では蓄熱装置２０が再冷却されるようにする。これは、特に充電システムの充電の動的特性と冷却の動的特性とを整合させるために好ましい。
【００５１】
蓄電装置１８及び蓄熱装置２０の容量、具体的には各蓄電装置１８の電気容量および各蓄熱装置２０の熱容量も互いに整合される。
【００５２】
各蓄電装置１８の電気容量および各蓄熱装置２０の熱容量は、規定された回数の電気車両１１のトラクションバッテリの充電動作にわたって各蓄電装置１８が必要な充電エネルギを供給し、および各蓄熱装置２０が必要な冷却エネルギを供給するように互いに整合されることが好ましい。
【００５３】
充電システムの所在地および所在地に特有の境界条件、具体的には各蓄電装置１８の大きさまたは容量と、各蓄熱装置２０の大きさまたは容量と、再冷却装置１９の再冷却力とに整合された方法において、充電システムの自由度を最適に設計するために、各蓄電装置１８の電気容量、各蓄熱装置２０の熱容量、および再冷却装置１９の熱的再冷却力は、実験でまたは統計的に定められた単位時間当たりの充電動作の回数と、各充電動作に対して実験でまたは統計的に定められた充電エネルギとのために設計されるようにすることが特に好ましい。
【００５４】
電流および電圧供給ネットワーク１４の電気ネットワーク電力は事前に定められ、境界条件として留意されるべきである。統計的にまたは実験で定められた単位時間当たりの充電動作の回数、すなわち実験でまたは統計的に定められた充電頻度と、各充電動作に対して統計的にまたは実験で定められた所要充電エネルギと、充電システムの充電地点数と、各充電動作に対する望ましいまたは所定の充電電力と、充電動作間の許容可能な所定の待機時間とが、上記の設計中に留意されるべき境界条件としてさらに使用される。
【００５５】
図２は、時間ｔにわたる充電システムの自由度の相互に整合された設計、具体的には蓄電装置１８及び蓄熱装置２０の容量と、再冷却装置の再冷却力との設計を非常に概略的に視覚化している。したがって、図２の曲線グラフ２１は、蓄電装置１８の充電の電気的状態を視覚化し、曲線グラフ２２は、蓄熱装置２０の熱受入れ能力を視覚化している。
【００５６】
図２の段階２３は、トラクションバッテリの充電動作中の充電状態２１および熱受入れ能力２２のグラフを視覚化している。図２の段階２４は、トラクションバッテリの充電動作の終了後の、蓄電装置１８及び蓄熱装置２０の再生中の充電状態２１および熱受入れ能力２２を視覚化している。図２の段階２５は、充電動作が実施されず、蓄電装置18及び蓄熱装置２０の再生も必要でない状況、すなわち蓄電装置１８が再度完全に充電され、蓄熱装置２０の最大限の熱受入れ能力が利用可能な状況に対する蓄電装置１８の充電状態２１および蓄熱装置２０の熱受入れ能力２２を視覚化している。
【００５７】
充電システムの電力は、少なくとも、電気車両のトラクションバッテリを充電する場合に求められる電力に時間平均で合わされる。再冷却装置１９の再冷却力は、時間平均で、電気車両のトラクションバッテリを充電する場合に生じる熱損失分が放散されるように設計される。蓄電装置１８及び蓄熱装置２０は、平均化が実施される時間が延長されることを可能にする。
【００５８】
蓄電装置１８の容量を設計する場合、特に蓄電装置１８の充電ストロークおよび放電ストロークを規定された限度内に保つことで、蓄電装置１８の有効寿命の最大化が考慮されることが好ましい。蓄電装置１８を設計する場合、電流および電圧供給ネットワーク１４のネットワーク安定性が考慮されることも好ましい。
【００５９】
所在地が原因で電流および電圧供給ネットワーク１４が故障する可能性が高い場合、蓄電装置１８の電気容量はこれを想定して設計される。さらに、蓄電装置１８の容量を決める場合、電流および電圧供給ネットワーク１４の安定性だけでなく、他の境界条件の結果として電流および電圧供給ネットワーク１４によって供給することができ、かつ時刻、季節、曜日、および変動するエネルギコストなどに左右され得るエネルギも考慮することが可能である。関連データは、実験で決めることができ、設計時にポアソン分布または対数正規分布を通して考慮することができる。
【００６０】
蓄熱装置２０の熱容量を決める場合、充電システムの環境条件、例えば、充電システムの領域でその場に広がる周囲温度を考慮することができる。
【００６１】
図３は、再冷却装置１９と相互作用する蓄熱装置２０の領域での充電システム１０の詳細を示す。図３は、冷却剤が利用可能な状態に保たれる蓄熱装置２０を示し、冷却剤は、冷却対象のアセンブリ２７を冷却する目的で、蓄熱装置２０からポンプ２６を経由し、冷却対象のアセンブリ２７の方向に進むために供給管２８を通って移動し、冷却剤は、アセンブリ２７を冷却し、戻り管２９に設置され、図３の例示的な実施形態では、ファン３１と相互作用する熱交換器３０を含む再冷却装置１９を事前に通過後、戻り管２９を通って蓄熱装置２０の方向に戻る。
【００６２】
図３では、蓄熱装置２０に供給される前に、戻り管２９を通過した昇温した冷却剤を冷却するために、ファン３１を使用して、冷却用熱交換器３０を通過する空気量を規定する。アセンブリ２７は、電力エレクトロニクス装置１６、蓄電装置１８、または充電ポール１２のアセンブリとすることができる。すでに説明したように、熱損失が生じるすべてのアセンブリ、すなわち電力エレクトロニクス装置１６のアセンブリ、蓄電装置１８のアセンブリ、および充電ステーション１２のアセンブリ、特に充電ステーション１２の充電ケーブル１３がすべて冷却される。
【００６３】
図４は、図３の詳細のさらなる発展形態を示し、図４では、熱交換器３０およびファン３１に加えて、空調用コンプレッサ３２が再冷却装置１９のさらなるアセンブリとして存在する。図３と異なり、この場合、冷却剤は、そのような空調用コンプレッサ３２によって周囲温度未満に冷却することができる。特定の環境下で空調用コンプレッサ３２を使用する場合、熱交換器３０およびファン３１をなくすことが可能である。再冷却装置１９が熱交換器３０および空調用コンプレッサ３２の両方を使用し、戻り管２９内の冷却剤の温度が周囲空気未満である場合、ファン３１は動作を停止することができる。それに対して、戻り管２９内の冷却剤の戻り温度が周囲温度を超える場合、熱交換器３０の領域で冷却剤を事前に冷却し、次いで空調用コンプレッサ３２による周囲温度未満のさらなる冷却を保証するために、ファン３１を作動させることができる。
【符号の説明】
【００６４】
１０  充電システム
１２  充電ステーション
１３  充電ケーブル
１４  電流および電圧供給ネットワーク
１６  電力エレクトロニクス装置
１８  蓄電装置
１９  再冷却装置
２０  蓄熱装置
【図１】
2019009111.tif 000003
【図２】
2019009111.tif 000004
【図３】
2019009111.tif 000005
【図４】
2019009111.tif 000006
【外国語明細書】
2019009111000001.pdf