包括双向充电器和电池的能够在连接到电力供应网络时为外部负载供电的电力供应系统以及用于控制这种系统的方法与流程

本发明的是电力供应系统，并且更具体地是设置有电池的这种系统。一些用户要求在他们的车辆上安装家用型电源插座(230v)，以便能够将设备连接到其上。这种需求特别对于手工业者、多用途车辆的用户来说是已知的，尤其是用于连接计算机、电加热器或冷却装置、特定工具，或者用于为其他车辆再充电等。若干技术解决方案使得向用户提供这种服务成为可能：-为了连接低功率设备(小于300w)，可以在任何类型的车辆上添加连接到该车辆的12v网络的逆变器。-为了连接更高功率的设备，热力发动机车辆在耦接到发电机的情况下可以用作发电机组。-为了将功率高达1000w或2000w的设备连接到电动或混合动力车辆，可以添加连接到车辆牵引电池的逆变器。可以用于可再充电电动或混合动力车辆的、在紧凑性和连接功率方面更有利的另一个解决方案在于在双向模式下使用车辆牵引电池的充电器。在这种情况下，设备的可用功率可以与电池充电器的功率处于同一数量级，也就是说，通常为3.7kw或7kw，甚至是11kw。此外，当双向充电器生成旨在用于外部负载的电压时，会实施电压控制。设定点是为了在预期限制内提供并维持230v电压。然而，当双向充电器连接到供应大于外部负载所需的电流的充电终端时，会实施电流控制。实际上，然后，设定点用于根据负载的需要来调节电流。最后，当双向充电器连接到提供低于外部负载所需的电流的充电终端时，也会实施电流控制，但充电器作为逆变器操作。实际上，充电器通过从电池中汲取dc能量来补充充电终端。频率始终由电力供应网络通过再充电终端决定。在使用过程中，可能出现的一个技术问题在于，在为由用户连接的外部负载供电(逆变器模式)的同时，如果可能的话，还要为他或她的电动车辆的电池充电(充电器模式)。功率转换器的两种使用模式(逆变器和充电器)先验地具有冲突性。另一个技术问题是具有开关装置，该开关装置可以确保充电器能够以对外部负载透明的方式从一种控制模式转换到另一种模式。

背景技术：

1、许多热力发动机车辆利用连接到低功率网络的逆变器提供低功率电源插座。

2、一些电动或混合动力车辆利用连接到牵引电池的网络的逆变器提供大约1kw到2kw的功率。

3、在这两种情况下，从紧凑性的角度来看，添加逆变器并不是最佳解决方案，而且这些解决方案的功率仍然有限。必须提供充电器为牵引电池充电，并且还必须提供逆变器为家用电源插座供电。

4、只有来自制造商的一些车辆使用双向充电器。

5、特别地，提议为车辆配备能够输送高达2.2kw功率的内部电源插座。然而，当车辆连接到电网时，该电源插座无法工作。因此，本发明在于允许同时管理两种功能：一方面，在逆变器模式下为由用户连接的外部负载供电，另一方面，为电动车辆的电池充电，并且允许根据负载和再充电终端所涉及的功率在电压控制模式与电流控制模式之间切换。

技术实现思路

1、本发明的一个主题是一种电力供应系统，该电力供应系统包括：连接到电池的双向充电器、快速开关装置以及被配置为能够连接到电力供应网络的快速开关装置，该快速开关装置被配置为可以为负载供电的电力供应插座，该系统包括：位于双向充电器与快速开关装置之间的第一电流传感器，位于电力供应插座与双向充电器之间的第二电流传感器，位于快速开关装置的输出端的电压传感器和电池的荷电状态的传感器，以及控制装置，该控制装置连接到传感器、双向充电器和快速开关装置，该控制装置被配置为至少根据传感器的测量结果和电池的荷电状态来控制双向充电器和快速开关装置。

2、快速开关装置可以是三端双向可控硅(triac)类型的电子开关。

3、快速开关装置可以经由再充电插头连接到电力供应网络，该再充电插头被配置为连接到再充电终端并且与控制装置交换数据。

4、本发明的另一个主题是设置有如上文定义的电力供应系统的机动车辆。

5、本发明的又另一个主题是一种用于控制如上文定义的电力供应系统的方法，其中，执行以下步骤：

6、·确定电流是否循环通过电力供应插座，

7、·如果是这种情况，则确定该电力供应系统是否连接到电力供应网络，然后，确定与电力供应网络的连接状态是否发生改变，

8、·当该电力供应系统没有连接到电力供应网络并且与该电力供应网络的连接状态发生改变时，

9、-测量快速开关装置与电力供应网络之间的电压变化和双向充电器与电力供应插座之间的电流变化，

10、-控制双向充电器，使得快速开关装置的两侧上的电信号同步，

11、-如果是这种情况，则根据由电池、电力供应网络和负载消耗或供应的功率来确定电流设定点，

12、-控制快速开关装置，使得其从断开状态切换到接通状态，以及

13、-控制双向充电器，使得其通过施加电流设定点从电压控制的逆变器模式操作切换到电流控制的逆变器模式操作或电流控制的整流器模式操作，

14、·当该电力供应系统连接到电力供应网络并且与该电力供应网络的连接状态发生改变时，

15、-根据由电池、电力供应网络和负载消耗或供应的功率来确定电流设定点，

16、-通过施加该电流设定点来控制切换到电压控制的逆变器模式，以及

17、-控制该快速开关装置，使得其从接通状态切换到断开状态。

18、经由通过该再充电插头的数据连接与该充电终端交换的信息、经由测量该快速开关装置上游的电压或在该电力供应系统连接到标准化电源插座时可以确定该电力供应系统是否连接到电力供应网络。

技术特征：

1.一种电力供应系统，该电力供应系统包括：双向充电器(3)，该双向充电器连接到电池(2)；快速开关装置(5)；以及电力供应插座(6)，该电力供应插座被配置为能够为负载供电，该快速开关装置(5)被配置为能够连接到电力供应网络，该系统包括：第一电流传感器(8a)，该第一电流传感器位于该双向充电器(3)与该快速开关装置(5)之间；第二电流传感器(8b)，该第二电流传感器位于该电力供应插座(6)与该双向充电器(3)之间；电压传感器(8c)，该电压传感器位于该快速开关装置(5)的输出端；以及该电池的荷电状态的传感器(8d)；以及控制装置(7)，该控制装置连接到这些传感器(8a，8b，8c，8d)、该双向充电器(3)以及该快速开关装置(5)，该控制装置被配置为基于这些传感器的测量结果和该电池的荷电状态来控制该双向充电器和该快速开关装置。

2.根据前一权利要求所述的电力供应系统，其中，该快速开关装置(5)是三端双向可控硅类型的电子开关。

3.根据前述权利要求中任一项所述的电力供应系统，其中，该快速开关装置(5)经由再充电插头(4)连接到该电力供应网络，该再充电插头(4)被配置为连接到再充电终端并且与该控制装置(7)交换数据。

4.一种设置有根据前述权利要求中任一项所述的电力供应系统的机动车辆。

5.一种用于控制根据权利要求1至3中任一项所述的电力供应系统的方法，其中，执行以下步骤：

6.根据权利要求5所述的控制方法，其中，经由通过该再充电插头(4)的数据连接与该充电终端交换的信息、经由测量该快速开关装置上游的电压、或在该电力供应系统连接到标准化电源插座时隐含地确定该电力供应系统是否连接到电力供应网络。

技术总结
本发明涉及一种电力供应系统，该电力供应系统包括：连接到电池(2)的双向充电器(3)，被配置为允许供应电荷的电源插座(6)，以及快速被配置为能够连接到电源网络的开关装置(5)。该系统包括位于双向充电器(3)与快速开关装置(5)之间的第一电流传感器(8a)、位于电源插座(6)与双向充电器(3)之间的第二电流传感器(8b)、位于快速开关装置(5)的输出端处的电压传感器(8c)和用于感测电池的荷电状态的传感器(8d)、以及控制装置(7)，该控制装置连接到传感器(8a，8b，8c，8d)、双向充电器(3)和快速开关装置(5)，该控制装置被配置为基于来自传感器的测量结果和电池的荷电状态来控制双向充电器和快速开关装置。

技术研发人员：T·德鲁蒙,E·让
受保护的技术使用者：雷诺股份公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16