用于给机动车的电池组充电的充电站的制作方法

本发明涉及一种用于给机动车、尤其是电动车辆的电池组充电的充电站，该充电站包括：用于将电能传输到机动车的电池组的充电单元；和用于利用液体介质来对机动车的电池组进行调温的调温单元。

背景技术：

机动车、尤其是电动车辆的电池组可以通过外部能量源来充电。外部能量源例如是经由公共电网来馈电的充电站。充电设备包括用于将电能传输到机动车的电池组的充电单元。充电单元例如具有连接插座，该连接插座能借助于多芯连接线缆来与机动车连接。在给机动车的电池组充电时，充电电流流经连接线缆，由此电能被传输到电池组。

在电动车辆中的电池组的充电能力强烈地取决于电池组电池的温度。在充电过程中，电池组被加热。在电池组中的热损耗随着充电电流呈二次幂地增加。冷却系统的冷却功率附加地取决于在车辆的热交换器上的空气流动。借此，快速充电过程使电池组相对应地更强烈地承受负荷。快速充电过程对于电池组冷却系统的参数设计来说是决定性的，以便在车辆停车时确保所需的冷却功率。为了能够实现快速充电过程，内部冷却系统必须相对应地更大地被确定参数。为了在电动车辆运行时以及在充电期间对电池组进行冷却，存在不同的设备和方法。例如，利用空气或者利用液体介质对电池组的冷却是可能的。

尤其是在快速充电过程中，电池组由于高负荷以及相对高的充电电流而强烈地被加热。在电池组温度高、例如超过45℃或者50℃的情况下，由于充电电流而引起的对电池组的负荷出于安全原因必须被降低到进一步的加热被阻止的程度，这也被称作降额（derating）。其结果是，不再能执行快速充电，而且用于给电池组充电的时长相对应地提高。

文件us2015/0306974a1和us2017/0096073a1分别公开了用于给电动车辆充电的充电站。在此，在充电站的一个所示出的实施方式中规定：从下方对着布置在车辆中的电池组包输送空气。按照另一所示出的实施方式，在底部设置喷嘴，借助于该喷嘴可以对着车辆的电池组喷射液体、尤其是水。

文件de102014203859a1公开了一种用于给车辆的牵引电池组充电的充电站，其中在充电期间也设置对电池组的冷却。为此，充电站具有散热器，该散热器布置在底部。在充电过程期间，散热器在此向上被压向布置在车辆的底部的电池组。由此，电池组借助于散热器来冷却。

文件de102016202407a1公开了一种用于给电动车辆充电的充电站。在此，充电站也具有冷却装置。为此，冷却装置包括风扇，借助于该风扇可以将冷空气输送给车辆。冷空气例如可以直接被传导到车辆的电蓄能器上。

技术实现要素：

提出了一种用于给机动车、尤其是电动车辆的电池组充电的充电站。该电池组例如是用于给电动车辆的驱动电机供电的牵引电池组。该充电站包括用于将电能传输到机动车的电池组的充电单元。为此，充电单元例如具有连接插座，该连接插座能借助于多芯连接线缆来与机动车连接。在给机动车的电池组充电时，充电电流流经连接线缆，由此电能被传输到机动车的电池组。

该充电站还包括用于利用液体介质来对机动车的电池组进行调温的调温单元。尤其是当由于充电电流而使电池组加热时，可以利用液体介质来将电池组冷却。但是，电池组也可以借助于液体介质被加热到预先给定的对于充电过程来说所需的运行温度。尤其是在外部温度低的情况下，可能需要对电池组的这种加热。

按照本发明，该充电站的调温单元具有用液体介质来填充的容器。在此，该容器能相对于与充电单元连接的机动车或者要与充电单元连接的机动车布置为使得布置在机动车的底部的电池组的表面的至少一部分与处在该容器中的液体介质形成接触。

机动车应该在结构上相对应地来设计，该机动车可以与按照本发明来设计的充电站共同作用，以便该机动车的电池组可以由充电站来充电和调温。电池组尤其应该布置在机动车的底部，使得电池组的表面的一部分能从下方接触到。在此，在电池组与处在调温单元的容器中的液体介质之间经由电池组的表面的上述部分的热交换应该是可能的。

机动车例如是具有四个车轮的载客车。在此，电池组通常布置在由这四个车轮所限定的矩形之内。机动车也可以是具有两个车轮的摩托车。在此，电池组布置在这两个车轮之间。

按照本发明的一个有利的设计方案，调温单元的容器以在行车道中的凹陷部的形式来设计。在此，与充电站的充电单元连接或者要与充电单元连接的机动车能移入到该凹陷部中。

调温单元的凹陷部优选地沿纵向并且沿横向延伸，使得移入到该凹陷部中的机动车的车轮处在该凹陷部之内。优选地，上述机动车的所有车轮都处在该凹陷部之内。因此，该凹陷部例如比上述机动车更长并且更宽。

调温单元的凹陷部优选地沿垂直方向延伸，使得处在该凹陷部中的液体介质与移入到该凹陷部中的机动车的电池组的表面的至少一部分形成接触。例如，该凹陷部沿垂直方向的延伸大于上述机动车的离地距离。

在此，垂直方向与行车道成直角。纵向和横向与垂直方向成直角地并且平行于行车道地延伸。纵向对应于机动车的通常的行驶方向。横向与纵向成直角地延伸。

按照本发明的另一有利的设计方案，调温单元的容器以盆状物的形式来设计。在此，该盆状物能相对于行车道并且相对于站在行车道上的机动车沿垂直方向移动，该机动车与充电站的充电单元连接，或者该机动车要与充电单元连接。

调温单元的盆状物优选地能沿垂直方向移动，使得处在该盆状物中的液体介质与站在该盆状物上方的机动车的电池组的表面的至少一部分形成接触。在此，该盆状物沿垂直方向处在机动车的电池组下方。该盆状物沿垂直方向的升程例如对应于上述机动车的离地距离。

调温单元的盆状物优选地沿纵向并且沿横向延伸，使得该盆状物沿纵向和/或沿横向处在站在该盆状物上方的机动车的车轮之间。因此，该盆状物例如沿纵向比上述机动车的轴距更短。该盆状物例如沿横向比在上述机动车的车轮之间的自由空间更窄。

按照本发明的一个优选的扩展方案，调温单元的盆状物至少部分地由可弹性变形的材料制成，该可弹性变形的材料在与站在该盆状物上方的机动车的电池组的表面接触时紧贴电池组的表面的轮廓。优选地，该盆状物的可弹性变形的材料起到密封圈的作用，该密封圈有利地防止了处在该盆状物中的液体介质沿纵向以及沿横向流出。

按照本发明的一个有利的扩展方案，调温单元的容器具有：用于使液体介质进入的入口；和用于将液体介质排出的出口。因此，例如可以借助于泵来实现在容器中的液体介质的更换和/或液体介质经过容器的循环。

按照本发明的一个有利的设计方案，该充电站的调温单元具有用于使液体介质冷却的冷却单元。因此，能够借助于液体介质来实现对机动车的电池组的冷却。

按照本发明的另一有利的设计方案，该充电站的调温单元具有用于给液体介质加热的加热单元。因此，能够借助于液体介质来实现对机动车的电池组的加热。

本发明的优点

借助于按照本发明的充电站，在充电站处给机动车的电池组充电期间，对该电池组的调温、尤其是冷却是可能的。在此，在机动车与用于将冷却剂从充电站转移到机动车的内部冷却循环中的充电站之间不需要标准化的接口。按照本发明的充电站能广泛用于给几乎所有类型的机动车、尤其是电动车辆的电池组充电。其前提条件仅仅是：机动车的电池组布置在该机动车的底部；而且机动车的几何尺寸，例如长度、宽度、轴距和离地距离对应于在车辆技术中常用的尺寸。例如，适合于载货车的充电站应与适合于载客车或摩托车的充电站不一样地被确定参数。通过使用按照本发明的充电站，尤其是可能简单地进行快速充电过程，由此显著减少了所需的充电时间。有利地，由于在充电过程期间电池组温度只是比较微小地提高，电池组的使用寿命被延长，即仅仅发生微小的老化。在使用按照本发明的充电站时，还得到如下可能性：将机动车的内部电池组冷却系统的参数设计得更小，因为在快速充电过程中的冷却需求对于内部电池组冷却系统来说设计相关。由此，可以在制造电池组以及机动车时节省成本和重量。

附图说明

本发明的实施方式依据附图和随后的描述进一步予以阐述。

其中：

图1示出了在有机动车的情况下按照第一实施方式的充电站的示意图；

图2示出了在有机动车的情况下调温单元在静止位置的按照第二实施方式的充电站的示意图；而

图3示出了在有机动车的情况下调温单元在工作位置的按照第二实施方式的充电站的示意图。

具体实施方式

在随后对本发明的实施方式的描述中，相同或者类似的要素用相同的附图标记来表示，其中在个别情况下省去了对这些要素的重复的描述。这些附图只是示意性地呈现本发明的主题。

图1示出了在有机动车10的情况下按照第一实施方式的充电站4的示意图。在当前情况下，机动车10是电动车辆而且包括电池组14。电池组14是牵引电池组而且尤其是用于给电动车辆的驱动电机供电。电池组14例如包括串联和/或并联的锂离子电池组电池。充电站4用于给机动车10的电池组14充电。

充电站4包括用于将电能传输到机动车10的电池组14的充电单元8。充电单元8具有连接插座52，该连接插座借助于多芯连接线缆6来与机动车10连接。连接线缆6的连接插头50被插入到连接插座52中。

机动车10包括充电设备20，该充电设备具有多极插座。连接线缆6具有连接插头，该连接插头被插入到充电设备20的插座中。因此，机动车10借助于连接线缆6来与充电站4的充电单元8连接。

在当前情况下，机动车10是载客车而且具有四个车轮16。机动车10的车轮16站在行车道60上，该行车道至少部分地水平延伸。车轮16的轴沿纵向x的距离、即前轴沿纵向x与后轴的距离被称作轴距22。

电池组14布置在机动车10的底部18。在此，电池组14的表面的一部分能从下方接触到。底部18沿垂直方向z与行车道60的距离被称作离地距离24。

垂直方向z与行车道60成直角或与行车道60的水平延伸的部分成直角。纵向x和横向y与垂直方向z成直角地并且平行于行车道60地延伸。纵向x对应于机动车10的通常的行驶方向。横向y与纵向x成直角地延伸。

按照第一实施方式的充电站4也包括调温单元40，用于利用液体介质42、例如利用水来对机动车10的电池组14进行调温。为此，调温单元40具有容器44，该容器在这里所示出的图示中用液体介质42来填充。

在这里所示出的实施方式中，调温单元40的容器44以在行车道60中的凹陷部的形式来设计。在此，与充电站4的充电单元8连接的机动车10处在凹陷部中，即处在容器44中。

调温单元40的凹陷部沿纵向x并且沿横向y延伸，使得机动车10的车轮16处在该凹陷部之内。因此，该凹陷部沿纵向x比机动车10的轴距22更长，优选地比机动车10更长，而沿横向y比机动车10更宽。调温单元40的凹陷部沿垂直方向z延伸，使得处在该凹陷部中的液体介质42可以与机动车10的电池组14的表面的一部分形成接触。例如，该凹陷部沿垂直方向z的延伸大于机动车10的离地距离24。

以凹陷部的形式的容器44用液体介质42填充得高，使得机动车10的底部18和电池组14的表面的一部分都与液体介质42形成接触，然而只是高得使得没有液体介质42能进入到机动车10的内部空间中。因此，机动车10的电池组14在给电池组14充电期间利用液体介质42来调温。

充电站4的调温单元40可具有用于使液体介质42冷却的冷却单元。因此，尤其是当由于充电电流而使电池组14加热时，可以借助于液体介质42来将机动车10的电池组14冷却。

充电站4的调温单元40也可具有用于使液体介质42加热的加热单元。因此，机动车10的电池组14可以借助于液体介质42尤其是被加热到预先给定的对于充电过程来说所需的运行温度。尤其是在外部温度低的情况下，可能需要对电池组14的这种加热。

图2示出了在有机动车10的情况下调温单元40在静止位置的按照第二实施方式的充电站4的示意图。机动车10设计得与在图1中示出的机动车10相同。充电站4包括用于将电能传输到机动车10的电池组14的充电单元8。充电单元8设计得与在图1中示出的充电单元8相同。机动车10以与在图1中示出的相同的方式来与充电站4的充电单元8连接。

按照第二实施方式的充电站4也包括调温单元40，用于利用液体介质42、例如利用水来对机动车10的电池组14进行调温。为此，调温单元40具有容器44，该容器在这里所示出的图示中用液体介质42来填充。

在这里所示出的实施方式中，调温单元40的容器44以盆状物的形式来设计。在此，该盆状物能相对于行车道60并且相对于机动车10沿垂直方向z移动。在这里所示出的图示中，调温单元40处在静止位置。在此，调温单元40的盆状物至少部分的沉在行车道60中。在此，与充电站4的充电单元8连接的机动车10站在盆状物上方。因此，盆状物沿垂直方向z处在机动车10的电池组14下方。

调温单元40的盆状物能沿垂直方向z被移动到处在该盆状物中的液体介质42可以与机动车10的电池组14的表面的一部分形成接触的程度。该盆状物沿垂直方向z的升程例如对应于机动车10的离地距离24。

图3示出了在有机动车10的情况下调温单元40在工作位置的按照第二实施方式的充电站4的示意图。在此，调温单元40的盆状物相对于在图2中示出的位置沿垂直方向z向上被移动到处在该盆状物中的液体介质42与机动车10的电池组14的表面的一部分形成接触的程度。因此，机动车10的电池组14在给电池组14充电期间利用液体介质42来调温。

调温单元40的盆状物沿纵向x比机动车10的轴距22更短。该盆状物沿横向y比在机动车10的车轮16之间的自由空间更窄。调温单元40的盆状物部分地由可弹性变形的材料制成，该可弹性变形的材料在与机动车10的电池组14的表面接触时紧贴电池组14的表面的轮廓。在此，该可弹性变形的材料起到密封圈的作用，该密封圈防止了处在该盆状物中的液体介质42沿纵向x以及沿横向y流出。

本发明并不限于这里描述的实施例以及其中所强调的方面。更确切地说，在通过权利要求书所说明的保护范围内，多个变型方案都是可能的，所述变型方案都在本领域技术人员的处理范围内。