具有加热元件和车载充电装置的电动车辆

技术领域

本发明涉及一种电动车辆，该电动车辆具有用于对该电动车辆的高压电池进行充电的车载充电装置，并且具有加热元件，其中该车载充电装置在中间电路中具有中间电路电容器。

背景技术

在现代电动车辆中存在设置加热元件的必要性。这些加热元件例如给电动车辆的客厢的加热系统供应热量和/或用于调节电动车辆的电池的温度。加热元件作为附加的单个构件通常由电动车辆的高压电池提供能量。由于(有时高频率地)切换加热元件，可能在电动车辆的车载电气系统中产生电流纹波和电压纹波，必须通过使用EMV滤波器来高耗费地减小这些电流纹波和电压纹波。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种电动车辆，该电动车辆并不具有现有技术的上述缺点，而是能够减小由于切换加热元件而引起的电流纹波和电压纹波。

这个目的通过一种电动车辆来实现，该电动车辆具有用于对该电动车辆的高压电池进行充电的车载充电装置，并且具有加热元件，其中该车载充电装置在中间电路中具有中间电路电容器，其特征在于，该加热元件电连接在该中间电路上。

根据本发明的电动车辆能够实现：在加热元件的电输入端和电输出端处由中间电路电容器来减弱切换该加热元件时产生的电流纹波和/或电压纹波。由于纹波减弱，可以将附加的EMV滤波器设计得明显更小或者可以完全省去这种EMV滤波器。

本发明意义上的车载充电装置是被布置在电动车辆中的用于对电动车辆的高压电池充电或放电的充电装置。可以设想的是，车载充电装置是在外部电网处对电动车辆的高压电池充电或放电的充电装置。可以设想的是，车载充电装置具有AC/DC转换器和DC/DC转换器，其中中间电路被布置在AC/DC转换器与DC/DC转换器之间。本发明意义上的电动车辆是具有用于产生牵引的电动机器的机动车辆。因此，除了纯电力驱动的机动车辆之外，电动车辆还包括这样的机动车辆，这些机动车辆除了用于产生牵引的电动机器之外还具有燃烧发动机，尤其是所谓的混合动力车辆。

本发明的有利的设计方案和改进方案可以自以下优选的实施方式以及从参考附图的说明中得出。

根据本发明的一个优选的实施方式提出，加热元件是水加热器。这能够以有利的方式实现通过电流容易地产生热量，与用于快速而精确地传输所产生的热量的可能性相结合。可以设想的是，水加热器具有用于进行传导加热的加热电阻，其中水加热器被设置为用于通过加热电阻来对水进行加热。替代性地，加热元件可以被设计为油加热器或空气加热器。

根据本发明的另一个优选的实施方式提出，该加热元件与该中间电路电容器并联连接。这能够实现显著地减弱在切换加热元件时所产生的电流纹波和/或电压纹波。

根据本发明的另一个优选的实施方式提出，该加热元件被设置为用于以车载充电装置的降压级和/或升压级来工作。这减少了电动车辆所需构件的必要数量，并且因此节约了成本、重量和构造空间。可以设想的是，车载充电装置的DC/DC转换器具有降压级和/或升压级。可以设想的是，车载充电装置的DC/DC转换器被设置为双向的，从而使其可以在两个方向上工作。因此，例如可以实现的是：在对高压电池充电时利用降压级和/或升压级来转换电流和电压，并且此外在加热元件工作时在由高压电池给加热元件供应电能的情况下使降压级和/或该升压级工作以转换电流和电压。本发明意义上的降压级是用于降低电压的降压转换器。本发明意义上的升压级是用于提高电压的升压转换器。可以设想的是，该车载充电装置的DC/DC转换器具有可以双向使用的降压-升压级。本发明意义上的降压-升压级是这样的转换器，该转换器可以被用作用于降低电压的降压转换器或者可以被用作用于提高电压的升压转换器。

根据本发明的另一个优选的实施方式提出，该车载充电装置具有功率因数校正滤波器。这能够实现在对高压电池充电时校正功率因数。可以设想的是，功率因数校正滤波器是有源的功率因数校正滤波器或无源的功率因数校正滤波器。可以设想的是，功率因数校正滤波器被集成到该AC/DC转换器中。

根据本发明的另一个优选的实施方式提出，该车载充电装置被设置为用于对该高压电池充电和放电。这能够以有利的方式实现：不仅可以用车载充电装置对高压电池进行充电，而且还可以使高压电池放电。可以设想的是，该车载充电装置被设置为用于在外部电网中使该高压电池放电。替代于此或除此之外可以设想的是，该车载充电装置被设置为用于通过使该加热元件工作来使该高压电池放电。

根据本发明的另一个优选的实施方式提出，该车载充电装置被设置为用于连接至外部电网，其中该车载充电装置被设置为用于给该加热元件供应来自该外部电网的电能。这能够以有利的方式实现：可以在没有使高压电池放电的情况下使加热元件工作。这例如在天气寒冷的情况下以及在电动车辆与充电站连接的情况下作为辅助加热器是有利的。

根据本发明的另一个优选的实施方式提出，该车载充电装置被设置为用于给该加热元件供应来自该高压电池的电能。这能够实现以与该高压电池的荷电状态无关的方式给该加热元件供应恒定的电压。在此，该车载充电装置的DC/DC转换器优选被设置为用于稳定地调节施加给该加热元件的电压。由此，不需要用于使该加热元件稳定工作的附加的转换器，这节约了成本、重量和构造空间。

根据本发明的另一个优选的实施方式提出，该加热元件被设置为用于对该电动车辆的客厢进行加热。这能够借助该电动车辆实现令人舒适的行驶。

根据本发明的另一个优选的实施方式提出，该加热元件被设置为用于对该高压电池进行加热。由此可以以有利的方式使高压电池的温度在天气寒冷的情况下保持高于最低温度，这有益于该高压电池的效能以及因此有益于该电动车辆的续航里程。此外，可以通过加热提高该高压电池的充电性能。

根据本发明的另一个优选的实施方式提出，该车载充电装置具有用于将热量传递到该加热元件的热交换器，其中该车载充电装置优选具有用于将热量从该中间电路电容器传递到该加热元件的热交换器，和/或其中该车载充电装置优选具有用于将热量从该车载充电装置的AC/DC转换器传递到该加热元件的热交换器，和/或其中该车载充电装置优选具有用于将热量从该车载充电装置的DC/DC转换器传递到该加热元件的热交换器。这能够实现有利地使用在该车载充电装置处产生的废热并且因此节省了能量。

附图说明

本发明的其他细节、特征和优点将从附图以及下文根据附图对优选实施方式的说明中得出。这些附图在此仅展示本发明的示例性实施方式，而不限制发明构思。

图1示意性示出根据本发明的一个示例性实施方式的电动车辆的车载充电装置和加热元件。

图2示意性示出根据本发明的一个示例性实施方式的电动车辆。

具体实施方式

在图1中示意性地展示了根据本发明的一个示例性实施方式的电动车辆100的车载充电装置1和加热元件4。车载充电装置1被设置为用于连接至外部电网8。借助于AC/DC转换器6对来自外部电网8的交流电压进行整流。在车载充电装置1的AC/DC转换器6与DC/DC转换器7之间布置有具有中间电路电容器3的中间电路3’。DC/DC转换器7转换经整流的电压，使得这个电压可以藉由电动车辆的车载电气系统9而被提供用于对高压电池2进行充电。为了连接到外部电网8，AC/DC转换器6具有功率因数校正滤波器5。

在中间电路3’中还布置有被实施为水加热器的加热元件4。加热元件4是与中间电路电容器3并联连接的。切换加热元件4，以设定这个加热元件的加热功率。中间电路电容器3减弱在此产生的电流纹波和电压纹波，使得在加热元件4处不需要高耗费的EMV滤波器并且在车载电气系统9中不产生由纹波电流引起的显著干扰。

在连接到外部电网8的车载充电装置1中，可以通过外部电网8给加热元件4供应电能。然而此外，DC/DC转换器7还被实施为双向的DC/DC转换器，从而还使得由高压电池2给加热元件4供应电能。在此，由DC/DC转换器7调节施加给加热元件4的电压，使得该电压始终是相同的，而与高压电池2的荷电状态无关。因此，除了使高压电池2向外部电网8中放电的可能性之外(这例如在使用电动车辆作为用于电能的缓冲储存器时是有意义的)，还提供藉由加热元件4使高压电池2放电的可能性。DC/DC转换器7具有降压-升压级，该降压-升压级用于对高压电池2充电和放电，并且用于由高压电池2给加热元件4供应电能。因此，加热元件4不需要自身的降压级或升压级，这节约了构造空间、重量和成本。

在此，出于清楚起见未展示热交换器，这些热交换器将废热从中间电路电容器3、从AC/DC转换器6以及从DC/DC转换器7传递到加热元件4，并且因此有助于提高该电动车辆的效率。

在图2中示意性地展示了根据本发明的一个示例性实施方式的电动车辆100。该电动车辆具有在图1中示出的车载充电装置1，该车载充电装置具有布置在中间电路3’中的加热元件4。加热元件4被设置为用于加热电动车辆100的客厢和在此未示出的高压电池。