CN108377010A

CN108377010A - 带直流电压转换器的充电电路和对电蓄能***的充电方法

Info

Publication number: CN108377010A
Application number: CN201810101031.4A
Authority: CN
Inventors: B.克里格
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-02-01
Filing date: 2018-02-01
Publication date: 2018-08-07
Anticipated expiration: 2038-02-01
Also published as: EP3358701A3; EP3358701B1; EP3358701A2; DE102017201604A1; CN108377010B

Abstract

本发明涉及带直流电压转换器的充电电路和对电蓄能***的充电方法。描述了充电电路，其包括：至少一个第一和第二输入端，用于与能量源的电连接；至少一个第一和第二输出端以及至少n个第一和第二极接线端子，极接线端子能与电蓄能单元的相对应的极接线端子导电连接。充电电路还包括至少一个直流电压转换器以及多个第一开关、第二开关和第三开关，这些开关被构建为使得：在充电运行时，借助于连接到第一和第二输入端上的能量源，与在第一与第二输出端之间的电压水平相比至少双倍那么高的电压水平附在第一与第二输入端之间，而且其中直流电压转换器的电输入端与充电电路的输入端导电连接，以及直流电压转换器的输出端与充电电路的输出端导电连接。

Description

带直流电压转换器的充电电路和对电蓄能***的充电方法

技术领域

本公开内容的出发点是按照专利独立权利要求的前序部分所述的一种用于电蓄能***的具有直流电压转换器的充电电路、一种用于电蓄能***的充电运行的充电方法以及一种电蓄能***。

背景技术

如今，对电驱动车辆、尤其是具有电池组作为主要能量源的车辆的充电是尽力研究和开发的主题。一方面，原因在于：目前的对于完全的电池组充满电来说的充电时间还很长，而且另一方面，将来的存储器的容量更可能还将增加，使得在不久的将来，建造在车辆中的具有超过50kWh的容量的电蓄能***将投入使用。同时，为了更广泛地接受这些车辆，尽可能可在具有内燃机的车辆的加油过程中的装载时间相比的更短的充电时间是值得期望的。

由技术标准、可支配的构件和技术以及效率要求造成地，车辆驱动支路的正常的运行电压目前在纯电驱动车辆的情况下限于通常300V至450V的值。符合标准的充电插头通常针对直至200A的额定电流来验证，其中用于直流电压充电的充电电压通常可以在200V至850V之间。通过蓄能***与充电装置之间的通信，在充电装置侧可以在一定的极限的范围内对充电电压和充电电流进行无级调节。

然而，如今的可支配的电蓄能***、尤其是电池组***不可能提高在充电时的电压，因为它们的接线固定地布线、例如布线成串联或并联，而且同时不可能使存在于驱动侧的部件、例如逆变器在正常的运行电压水平上继续运行。

在出版文献JP 2012-065435中，描述了一种直流电压转换器，所述直流电压转换器可以借助于多个电容器来输出相对于所连接的电池组被提高的输出电压。

出版文献US 2013/0175865 A1描述了用于电池组的充电/放电***，其中所连接的耗电器承受被提高的电压。

从出版文献US 2013/0106357 A1公知一种用于电车辆的电池组包，其中该电池组包的各个电池组都能通过半导体开关来操控。

出版文献US 2005/0052154 A1描述了一种具有开关装置的医疗设备，所述医疗设备的放电电压高于其充电电压。

在出版文献US 2007/0139012 A1中描述了一种快速充电***和一种快速充电方法。

发明内容

本发明的优点

公开了具有专利独立权利要求的表征性特征的一种用于电蓄能***的充电电路、一种用于电蓄能***的充电运行的充电方法以及一种电蓄能***。

在此，用于电蓄能***（所述电蓄能***具有n个分别带有第一极和第二极的电蓄能单元，其中适用n > 1）的充电电路包括：至少一个第一输入端和至少一个第二输入端，用于与能量源的电连接；至少一个第一输出端和至少一个第二输出端，用于与电部件的电连接；至少n个第一极接线端子和至少n个第二极接线端子，其中第i个第一极接线端子能与第i个电蓄能单元的第一极导电连接，而第i个第二极接线端子能与第i个电蓄能单元的第二极导电连接。此外，充电电路还具有至少n个第一开关，其中第i个第一开关的第一接线端子与第i个电蓄能单元的第i个第一极接线端子导电连接。此外，充电电路还包括：至少n个第二开关，其中第i个第二开关的第一接线端子与第i个电蓄能单元的第i个第二极接线端子导电连接；以及至少n-1个第三开关，其中第k个第三开关的第一接线端子与第k个电蓄能单元的第一极接线端子导电连接，而第k个第三开关的第二接线端子与第k+1个电蓄能单元的第二极接线端子导电连接，其中n > 1并且i <= n以及k < n都是自然数。按照本发明，充电电路具有直流电压转换器，而且此外，第一输出端与第一开关的第二接线端子导电连接，第二输出端与第一个第二开关的第二接线端子导电连接，第一输入端与第n个第一开关的第一接线端子导电连接，以及第二输入端与第一个第二开关的第一接线端子导电连接。按照本发明，第一开关、第二开关和第三开关还被切换为使得：在充电运行时，借助于连接到第一输入端和第二输入端上的能量源，与在第一输出端与第二输出端之间的电压水平相比至少双倍那么高的电压水平附在第一输入端与第二输入端之间。此外，直流电压转换器的第一电输入端与充电电路的第一输入端导电连接，以及直流电压转换器的第二输入端与充电电路的第二输入端导电连接。此外，直流电压转换器的第一电输出端与充电电路的第一输出端导电连接，以及直流电压转换器的第二电输出端与充电电路的第二输出端导电连接。这种类型的接线具有如下优点：通过在充电运行时被提高的电压水平可以使充电功率至少加倍，这造成充电时间显著缩短。同时，存在于输出侧的电部件、例如逆变器可以通过直流电压转换器在正常的运行电压水平上继续运行，使得对于这些部件来说不必重新开发或使用新技术。此外，通过使用直流电压转换器，没有对用于对电部件进行能量供应的蓄能单元不同地加负载，所有蓄能单元都均匀地被充电。在电蓄能单元的特征参量（例如内阻和容量）有波动的情况下，在充电运行时被提高的电压水平可能轻微地有变化。

本发明的其它有利的实施方式是从属权利要求的主题。

有利地，能量源是直流能量源，这能够实现所述直流能量源连接到充电电路的第一输入端和第二输入端上。

有利地，开关例如被实施为半导体开关（例如被实施为MOSFET或IGBT），但是也被实施为机电继电器或接触器，其中前者使开关损耗降低而后者是被证明合适的、可靠的技术。

适宜地，充电电路被设计为使得即使在第一个第一开关断开和/或第一个第二开关断开时，直流电压转换器的第一电输出端也与充电电路的第一输出端导电连接，而直流电压转换器的第二电输出端与充电电路的第二输出端导电连接。因此保证了：连接到输出端上的电部件仅仅通过直流电压转换器来供应电能而且因此电蓄能单元没有被放电。在此，直流电压转换器例如也可以集成在已经存在于车辆中的车载充电设备之内或作为独立的部件而存在。

适宜地，在直流电压转换器的第一电输出端与直流电压转换器的第二电输出端之间的电压水平基本上等于在充电电路的第一输出端与充电电路的第二输出端之间的电压水平，而且此外，在直流电压转换器的第一电输入端与直流电压转换器的第二电输入端之间的电压水平基本上等于在充电电路的第一输入端与充电电路的第二输入端之间的电压水平。因此保证了：直流电压转换器可以给连接到充电电路的输出端上的电部件供应电能，其中该直流电压转换器同时可以由能量源来供应电能。

适宜地，充电电路被设计为使得第i个第二开关的第二接线端子与第二输出端导电连接而第i个第一开关的第二接线端子与第一输出端导电连接。由此，可以使任意数目的电蓄能单元彼此并联。因此，更大的蓄能器容量被提供给连接在第一输出端上并且连接在第二输出端上的电部件。

有利地，充电电路包括至少n-1个第四开关，其中第k个第四开关被***到在第k个第三开关的第二接线端子与第k+1个电蓄能单元的第二极接线端子之间的电连接中，而第k个第三开关的第二接线端子与第k个第四开关的第一接线端子导电连接，以及第k个第四开关的第二接线端子与第k+1个电蓄能单元的第二极接线端子导电连接。由此，在分开建造的、必要时封闭的电蓄能单元、例如两个电池组模块的情况下，建立串联的电线也可以全部极都与电蓄能单元的电位隔离，这是在汽车领域的要求。

有利地，充电电路对于电蓄能单元的n元素集合的每个双元素子集来说都包括至少一个第五开关，所述双元素子集不是由相邻的元素组成。在此，相应的第五开关的第一接线端子与相应的第一电蓄能单元的第一极接线端子导电连接，而相应的第五开关的第二接线端子与相应的第二电蓄能单元的第二极接线端子导电连接。由此，不直接相邻的电蓄能单元也可以彼此串联，借此实现了更灵活的充电可能性。例如，在三个电蓄能单元1、2和3的情况下，单元1和3可以串联，以便用更高的充电电压来充电。

适宜地，充电电路对于电蓄能单元的n元素集合的每个双元素子集来说都包括至少一个第五开关和至少一个第六开关，所述双元素子集不是由相邻的元素组成。在此，相应的第五开关的第一接线端子与相应的第一电蓄能单元的第一极接线端子导电连接，而相应的第五开关的第二接线端子与相应的第六开关的第一接线端子导电连接。此外，相应的第六开关的第二接线端子与相应的第二电蓄能单元的第二极接线端子导电连接。由此，不直接相邻的电蓄能单元也可以彼此串联，借此实现了更灵活的充电可能性，而且同时可以达到被提高的安全性要求、例如连接线的全部极的电位隔离，这可能在外壳隔离的情况下被要求。

按照充电电路的另一设计方案，电感性构件、例如线圈与至少一个第一开关和/或至少一个第二开关导电地串联。由此，可以更好地限制在建立电蓄能单元之间的并联时的可能的补偿电流。

此外，本发明的主题还是一种用于电蓄能***的充电运行的充电方法，其中电蓄能***具有至少n个电蓄能单和至少一个按照本发明的充电电路，其中n > 1。按照本发明，该方法在第一步骤中包括：选择n个电蓄能单元中的至少两个，所述电蓄能单元应该在充电运行时借助于连接到第一输入端和第二输入端上的能量源来充电；而且判断连接到第一输出端和第二输出端上的电部件是否应该在充电期间通过直流电压转换器来供应电能。紧接着，断开要充电的电蓄能单元的第一开关和第二开关。在第三步骤中，闭合使这些要充电的电蓄能单元串联的那个第三开关。在第四步骤中，借助于连接到第一输入端和第二输入端上的能量源开始能量输送，其中在判断为肯定时，连接到第一输出端和第二输出端上的电部件在充电期间通过直流电压转换器来供应电能。通过这些方法步骤，可以提高充电电压，而且同时可以在电部件的正常的运行电压水平上继续给所述电部件供应电能。因此，可以避免电部件的电路技术的适配。

此外，本公开内容的主题还是一种具有至少两个电蓄能单元的电蓄能***，其中电蓄能***包括在上面公开的充电电路中的一个。因此，尤其是在***层面上，可以在同时通过直流电压转换器对电部件进行能量供应的情况下实现充电时间的明显减少。

此外，本公开内容的主题还是所公开的充电电路在包括混合动力车辆在内的电驱动车辆中、在静止的蓄能设备中以及在电运行手持式工具中应用。因此，在手持式工具、例如电池钻的领域也呈现出显著减少充电时间的可能性，这例如使得很大的蓄能器或多个替代蓄能器的必要性过时。

电蓄能单元尤其可以被理解为电化学电池组电池和/或具有至少一个电化学电池组电池的电池组模块和/或具有至少一个电池组模块的电池组包。例如，电蓄能单元可以是基于锂的电池组电池或者基于锂的电池组模块或者基于锂的电池组包。尤其是，电蓄能单元可以是锂离子电池组电池或者锂离子电池组模块或者锂离子电池组包。此外，电池组电池的类型可以是锂-聚合物蓄电池、镍-金属氧化物蓄电池、铅-酸蓄电池、锂-空气蓄电池或者锂-硫蓄电池或十分普遍地可以是任意电化学成分的蓄电池。电容器也可能作为电蓄能单元。

附图说明

本发明的有利的实施方式在附图中示出并且在随后的描述中进一步列举。

其中：

图1示出了所公开的充电电路按照第一实施方式的示意图；

图2示出了所公开的充电电路按照第二实施方式的示意图；

图3示出了所公开的充电电路按照第三实施方式的示意图；

图4示出了所公开的充电电路按照第四实施方式的示意图；而

图5示出了要求保护的方法按照第一实施方式的流程图。

具体实施方式

在所有附图中，相同的附图标记表示相同的装置部件或相同的方法步骤。

图1示出了按照本发明的按照第一实施方式的用于具有两个电蓄能单元R1和R2的车辆的充电电路200。在此，在左侧的区域内描绘了电部件，所述电部件在使用按照本发明的充电电路200时可以保持不被改变。尤其是，所述电部件是电动机107、逆变器106、用于12V车载电网的DC/DC转换器104和车载电网电池组105、具有中间电路电容103的中间电路以及空调压缩机102。因此，通过第一输出端A1和第二输出端A2连接到充电电路200上的所有电部件都可以不被改变地继续被使用。电蓄能单元R1和R2在电池组100之内通过两个第一极接线端子P1和两个第二极接线端子P2连接到按照本发明的充电电路200上。在此，电蓄能单元R1和R2由多个单个的电池组电池101组成。第一个第一开关S11和第一个第二开关S21尤其用于：能够实现第一电蓄能单元R1与第一输出端A1或第二输出端A2的电连接。此外，第二个第一开关S12和第二个第二开关S22尤其用于：能够实现第二电蓄能单元R2与第一输出端A1或第二输出端A2的电连接。此外，第一个第三开关S31用于在充电运行时使电蓄能单元R1和R2彼此串联。在此，通过连接到第一输入端E1和第二输入端E2上的能量源来进行能量输送。通过两个开关108，第一输入端E1和第二输入端E2可以与蓄能单元隔离。因此保证了：在没有充电时，这些输入端可以无电压地被切换。

此外，充电电路200还具有直流电压转换器DC，所述直流电压转换器DC具有第一输入端DCE1和第二输入端DCE2以及第一输出端DCA1和第二输出端DCA2。直流电压转换器DC的第一输入端DCE1通过第一开关108与充电电路200的第一输入端E1连接。直流电压转换器DC的第二输入端DCE2通过第二开关108与充电电路200的第二输入端E2连接。直流电压转换器DC的第一输出端DCA1与充电电路200的第一输出端A1连接。直流电压转换器DC的第二输出端DCA2与充电电路200的第二输出端A2连接。因此，在充电运行时，直流电压转换器DC可以将附在输入端E1与E2之间的电压转换到适合于之前提到的电部件的电压并且因此即使在开关S11、S21断开时也可以给这些电部件供应电能。这要求电蓄能单元R1和R2以相同的程度来充电。因此不需要可能的补偿过程。

在充电运行时，第一开关S11和S12、第二开关S21和S22以及第一个第三开关S31和开关S108在串联的情况下的开关位置在下文的表格中予以说明：

S11

S12

S21

S22

S31

108

在充电运行时的开关位置

断开

闭合

因此，在充电运行时，在第一输入端E1与第二输入端E2之间附有双倍电压，因此在电流相同时可以传输双倍能量。在此，在建立串联时应注意：在将第一个第三开关S31闭合之前，首先将第二个第一开关S12和第二个第二开关S22断开，以便避免短路。这可以在机械开关装置、例如接触器的情况下通过第二个第一开关S12、第二个第二开关S22和第一个第三开关S31的共同的机械耦合来实现，具有断开第一个第三开关S31或者在电子开关装置（例如MOSFET或者IGBT）中以及在没有耦合的机电开关装置中由于操控的相对应的否决接线或由于在控制该开关装置的这里未示出的电子单元中的相对应地受保护的软件功能引起的相对应的滞后。为了使电蓄能单元R1、R2相同地充电，第一个第一开关S11和第一个第二开关S21处在断开状态下，其中通过直流电压转换器DC给所连接的电部件供电。给所连接的电部件102至107的供电例如是有意义的，以便在充电过程期间例如给电池组100的冷却***和所连接的12V耗电器供电。如果充电运行已经结束而且能量应该被释放到通过第一输出端A1和第二输出端A2连接的电部件上，那么所提到的开关的开关位置按如下地被改变：

S11

S12

S21

S22

S31

108

在非充电运行时的开关位置

闭合

断开

在此，在从电蓄能单元R1和R2的串联转接到R1和R2的并联时，应注意：在第二个第一开关S12和第二个第二开关S22被转接之前，首先断开第一个第三开关S31，以便避免短路。这一点可以利用之前提到的装置、例如机械耦合器来实现。接着，通过直流电压转换器DC对电部件的供电也结束，因为这些电部件重新通过电蓄能单元R1和R2来供应电能。为了在两个电蓄能单元之间建立并联时限制可能的补偿电流，附加的主要起电感作用的构件201集成到充电电路200中。此外，为了进行补偿电流限制，第二个第一开关S12可以在一定时间、例如几分钟内时控地来运行。虽然补偿电流由于相同的充电而衰失得相对小，但是所述补偿电流可能由于电池组电池101中的容量区别而仍然出现。

图2示出了按照本发明的按照第二实施方式的用于具有两个电蓄能单元R1和R2的车辆的充电电路300。在这种情况下，通过第一输出端A1和第二输出端A2连接的电部件可以在充电过程期间或在充电过程之后不仅通过第一电蓄能单元R1来供电而且通过第二电蓄能单元R2来供电。为此，第一开关S11和S12分别以它们的第二接线端子与第一输出端A1导电连接，以及第二开关S21和S22分别以它们的第二接线端子与第二输出端A2导电连接。这能够实现通过第一和第二输出端A1和A2连接的电部件到第一电蓄能单元R1或第二电蓄能单元R2上的交替的接通或切断。此外，充电电路300还具有直流电压转换器DC，所述直流电压转换器DC具有第一输入端DCE1和第二输入端DCE2以及第一输出端DCA1和第二输出端DCA2。直流电压转换器DC的第一输入端DCE1通过第一开关108与充电电路300的第一输入端E1连接。直流电压转换器DC的第二输入端DCE2通过第二开关108与充电电路300的第二输入端E2连接。直流电压转换器DC的第一输出端DCA1与充电电路300的第一输出端A1连接。直流电压转换器DC的第二输出端DCA2与充电电路300的第二输出端A2连接。因此，在充电运行时，直流电压转换器DC可以将附在输入端E1与E2之间的电压转换到适合于之前提到的电部件的电压并且因此即使在开关S11、S21、S12、S22断开时也可以给这些电部件供应电能。这要求电蓄能单元R1和R2以相同的程度来充电。因此不需要可能的补偿过程。开关108用于第一输入端E1和第二输入端E2与通电部件（这里是电蓄能单元R1和R2）的电隔离。因此保证了电池组100可以全面地与电网隔离。如果由于在电蓄能单元R1和R2之内的容量区别而仍然应该会发生在充电状态方面的区别，那么充电状态区别例如可以在充电过程期间被补偿，其方式是例如通过闭合第一个第一开关S11和第一个第二开关S21，电蓄能单元R1与直流电压转换器DC的输出端DCA1、DCA2连接，而且根据对电部件102至107的使用以及对直流电压转换器DC的调节，电蓄能单元R1附加地被充电或放电。因此，可以防止在重新建立并联期间的补偿过程。

图3示出了按照本发明的按照第三实施方式的用于具有两个电蓄能单元R1和R2的车辆的充电电路400。尤其是，通过第一个第四开关S41，电蓄能单元R1和R2的空间上隔离的结构是可能的，所述结构仍然允许可能的对高压通电部件的全极隔离（例如用于向外的触摸保护）的安全性要求。电蓄能单元R1和R2连同所属的开关在单独的外壳G1或G2内被建造，由此尤其是可以获得关于结构空间构型的灵活性。为了充电或为了开始具有被提高的充电电压的充电运行，除了第一个第三开关S31之外应闭合第一个第四开关S41，使得建立电蓄能单元R1和R2的串联。因此，在充电运行结束时，除了断开第一个第三开关S31之外，还应该断开第一个第四开关S41。此外还有利的是，处在单独的外壳G1和G2中的部件分别是相同的，也就是说，电池组100可以由相同的模块或子***来构造，这节约了制造成本并且简化了在维修时的可能的更换。此外，充电电路还具有直流电压转换器DC，所述直流电压转换器DC具有第一输入端DCE1和第二输入端DCE2以及第一输出端DCA1和第二输出端DCA2。在此，直流电压转换器DC例如可以集成到车载充电设备中，所述车载充电设备也包括整流器。这通过三个附加的输入端ACE1、ACE2和ACE3来勾画出，所述三个附加的输入端ACE1、ACE2和ACE3代表三相电流输入端或交流输入端。直流电压转换器DC的第一输入端DCE1与充电电路400的第一输入端E1导电连接。直流电压转换器DC的第二输入端DCE2与充电电路400的第二输入端E2导电连接。直流电压转换器DC的第一输出端DCA1与充电电路400的第一输出端A1导电连接。直流电压转换器DC的第二输出端DCA2与充电电路400的第二输出端A2连接。因此，在充电运行时，直流电压转换器DC可以将附在输入端E1与E2之间的电压转换到适合于之前提到的电部件的电压并且因此即使在开关S11、S21、S12、S22断开时也给可以这些电部件供应电能。这要求电蓄能单元R1和R2以相同的程度来充电。因此不一定需要可能的补偿过程。如果由于在电蓄能单元R1和R2之内的容量区别而仍然应该会发生在充电状态方面的区别，那么充电状态区别例如可以在充电过程期间被补偿，其方式是例如通过闭合第一个第一开关S11和第一个第二开关S21，电蓄能单元R1与直流电压转换器DC的输出端DCA1、DCA2连接，而且根据对电部件102至107的使用以及对直流电压转换器DC的调节，电蓄能单元R1附加地被充电或放电。因此，可以防止在重新建立并联期间的补偿过程。

图4示出了按照本发明的按照第五实施方式的用于具有三个电蓄能单元R1、R2和R3的车辆的充电电路500。除了第三开关S31和S32以及第四开关S41和S42之外，充电电路还拥有第五开关S51和第六开关S61，所述第五开关S51和所述第六开关S61允许第一电蓄能单元R1与第三电蓄能单元R3串联，使得将两个任意的电蓄能单元串联是可能的。开关109、110、111和112尤其用于：在充电运行时防止在电蓄能单元R1、R2和R3上的不容许的高电压或造成全部极的与电蓄能单元的电位的隔离，尤其是对于放在外部的在外壳G1、G2和G3上的接线端子来说造成全部极的与电蓄能单元的电位的隔离。因此，对于两个任意的蓄能单元的串联来说，按如下地得到在充电运行时可能的开关位置：

S11

S12

S21

S22

S31

S41

S51

S61

S13

S23

S32

S42

109

110

111

112

R1+R2

x/o

o/x

x/o

o/x

x

o

x/o

o

x

o

x

o

R1+R3

x/o

o

x

o/x

o

x

o

x

R2+R3

x/o

o

o/x

x

o

x

o

x

在这种情况下，“x”表示闭合的开关位置而“o”表示断开的开关位置。在这种情况下，“x/o”表明：不仅闭合的开关位置而且断开的开关位置都是可能的。例如，在充电运行时，在电蓄能单元R1和R2串联的情况下，通过第一输出端A1和第二输出端A1连接的电部件不仅可以通过第一电蓄能单元R1来供应电能而且可以通过第二电蓄能单元R2以及第三电蓄能单元R3来供应电能。相对应的情况适用于两个电蓄能单元的串联的其它可能性。但是，通过例如集成到车载充电设备中的直流电压转换器DC来在充电运行时对所连接的电部件进行优选的方式的能量供应，所述直流电压转换器直接从连接到输入端E1和E2上的电能量源取得为此所需的电能。如果这是这种情况，那么在充电运行时，开关S11、S21、S12、S22、S13和S23可以留在断开位置，因为电部件102至107通过直流电压转换器DC来供电。

图5示出了所公开的用于电蓄能***的方法按照第一实施方式的流程图，所述电蓄能***具有两个电蓄能单元R1和R2，如其例如在图1中示出的那样。在此，对于随后示范性的描述，所有开关的初始位置是所有开关都断开。在第一步骤S51中，选择两个电蓄能单元，而且肯定地判断出连接到第一输出端A1和第二输出端A2上的电部件（例如空调压缩机）在充电期间通过直流电压转换器DC来供应电能。在第二步骤S52中，断开要充电的电蓄能单元R1和R2的第一开关S11和第二开关S21，如果所述第一开关S11和所述第二开关S21不曾在该位置的话。在第三步骤S53中，闭合使电蓄能单元R1和R2串联的开关S31。在第四步骤S54中，闭合两个开关108，而且借助于连接到第一输入端E1和第二输入端E2上的能量源来开始电能量输送，其中连接到第一输出端A1和第二输出端A2上的电部件通过直流电压转换器DC来供应电能。

Claims

1.充电电路（200、300、400、500），用于具有n个电蓄能单元（R1、R2、R3）的电蓄能***（100），所述电蓄能单元分别具有第一极和第二极，其中适用n > 1，所述充电电路包括：

- 至少一个第一输入端（E1）和至少一个第二输入端（E2），用于与能量源的电连接，

- 至少一个第一输出端（A1）和至少一个第二输出端（A2），用于与电部件的电连接，

- 至少n个第一极接线端子（P1）和至少n个第二极接线端子（P2），其中第i个第一极接线端子（P1）能与第i个电蓄能单元（R1、R2、R3）的第一极导电连接，而第i个第二极接线端子（P2）能与第i个电蓄能单元（R1、R2、R3）的第二极导电连接，

- 至少n个第一开关（S11、S12、S13），其中第i个第一开关（S11、S12、S13）的第一接线端子与第i个电蓄能单元（R1、R2、R3）的第i个第一极接线端子（P1）导电连接，

- 至少n个第二开关（S21、S22、S23），其中第i个第二开关（S21、S22、S23）的第一接线端子与第i个电蓄能单元（R1、R2、R3）的第i个第二极接线端子导电连接，

- 至少n-1个第三开关（S31、S32），其中第k个第三开关（S31、S32）的第一接线端子与第k个电蓄能单元（R1、R2、R3）的第一极接线端子导电连接，而第k个第三开关（S31、S32）的第二接线端子与第k+1个电蓄能单元（R1、R2、R3）的第二极接线端子导电连接，其中n > 1并且i <= n，k < n都是自然数,

- 至少一个直流电压转换器（DC），

其特征在于，

所述第一输出端（A1）与第一开关（S11）的第二接线端子导电连接，所述第二输出端（A2）与第一个第二开关（S21）的第二接线端子导电连接，所述第一输入端（E1）与第n个第一开关（S12、S13）的第一接线端子导电连接，所述第二输入端（E2）与第一个第二开关（S21）的第一接线端子导电连接，而所述第一开关（S11、S12、S13）、所述第二开关（S21、S22、S23）和所述第三开关（S31、S32）被切换为使得：在充电运行时，借助于连接到所述第一输入端（E1）和所述第二输入端（E2）上的能量源，与在所述第一输出端（A1）与所述第二输出端（A2）之间的电压水平相比至少双倍那么高的电压水平附在所述第一输入端（E1）与所述第二输入端（E2）之间，而且其中所述直流电压转换器（DC）的第一电输入端（DCE1）与所述充电电路的第一输入端（E1）导电连接，所述直流电压转换器（DC）的第二电输入端（DCE2）与所述充电电路的第二输入端（E2）导电连接，所述直流电压转换器（DC）的第一电输出端（DCA1）与所述充电电路（200、300、400、500）的第一输出端（A1）导电连接，而所述直流电压转换器（DC）的第二电输出端（DCA2）与所述充电电路（200、300、400、500）的第二输出端（A2）导电连接。

2.根据权利要求1所述的充电电路，其中，在第一个第一开关（S11）断开和/或第一个第二开关（S21）断开时，所述直流电压转换器（DC）的第一电输出端（DCA1）与所述充电电路（200、300、400、500）的第一输出端（A1）导电连接，而所述直流电压转换器（DC）的第二电输出端（DCA2）与所述充电电路（200、300、400、500）的第二输出端（A2）导电连接。

3.根据权利要求1所述的充电电路（200、300、400、500），其中，在所述直流电压转换器（DC）的第一电输出端（DCA1）与所述直流电压转换器（DC）的第二电输出端（DCA2）之间的电压水平基本上等于在所述充电电路（200、300、400、500）的第一输出端（A1）与所述充电电路（200、300、400、500）的第二输出端（A2）之间的电压水平，而且在所述直流电压转换器（DC）的第一电输入端（DCE1）与所述直流电压转换器（DC）的第二电输入端（DCE2）之间的电压水平基本上等于在所述充电电路（200、300、400、500）的第一输入端（E1）与所述充电电路（200、300、400、500）的第二输入端（E2）之间的电压水平。

4.根据权利要求1所述的充电电路（200、300、400、500），其特征在于，所述第i个第二开关（S21、S22、S23）的第二接线端子与所述第二输出端（A2）导电连接，而所述第i个第一开关（S11、S12、S13）的第二接线端子与所述第一输出端（A1）导电连接。

5.根据上述权利要求之一所述的充电电路（200、300、400、500），其特征在于，所述充电电路（200、300、400、500）包括至少n-1个第四开关（S41、S42），而且第k个第四开关（S41、S42）被***到在第k个第三开关（S31、S32）的第二接线端子与第k+1个电蓄能单元（R2、R3）的第二极接线端子（P2）之间的电连接中，其中所述第k个第三开关（S31、S32）的第二接线端子与所述第k个第四开关（S41、S42）的第一接线端子导电连接，而所述第k个第四开关的第二接线端子与所述第k+1个电蓄能单元（R2、R3）的第二极接线端子（P2）导电连接。

6.根据上述权利要求之一所述的充电电路（200、300、400、500），其特征在于，所述充电电路（200、300、400、500）对于所述电蓄能单元（R1、R2、R3）的n元素集合的每个双元素子集来说都包括至少一个第五开关（S51）和至少一个第六开关（S61），所述双元素子集不是由相邻的元素组成，其中相应的第五开关（S51）的第一接线端子与相应的第一电蓄能单元（R1）的第一极接线端子（P1）导电连接，而相应的第五开关（S51）的第二接线端子与相应的第六开关（S61）的第一接线端子导电连接，而且其中相应的第六开关（S61）的第二接线端子与相应的第二电蓄能单元（R3）的第二极接线端子（P2）导电连接。

7.根据上述权利要求之一所述的充电电路（200、300、400、500），其特征在于，电感性构件（201）与至少一个第一开关（S11、S12、S13）和/或至少一个第二开关（S21、S22、S23）导电地串联。

8.用于电蓄能***（100）的充电运行的充电方法，所述电蓄能***具有n个电蓄能单元（R1、R2、R3），其中适用n > 1，而且所述电蓄能***具有至少一个根据权利要求1至7之一所述的充电电路（200、300、400、500），所述充电方法包括如下步骤：

a) 选择n个电蓄能单元（R1、R2、R3）中的至少两个，所述电蓄能单元应该在充电运行时借助于连接到第一输入端（E1）和第二输入端（E2）上的能量源来充电，而且判断连接到第一输出端（A1）和第二输出端（A2）上的电部件是否应该在充电期间通过直流电压转换器（DC）来供应电能；

b) 断开要充电的电蓄能单元（R1、R2、R3）的第一开关（S11、S12、S13）和第二开关（S21、S22、S23）；

c) 闭合使所述要充电的电蓄能单元串联的那个第三开关（S31、S32）；

d) 借助于连接到所述第一输入端（E1）和所述第二输入端（E2）上的能量源开始能量输送，其中根据在a)中的判断，连接到所述第一输出端（A1）和所述第二输出端（A2）上的电部件通过所述直流电压转换器（DC）来供应电能。

9.电蓄能***（100），所述电蓄能***具有至少两个电蓄能单元（R1、R2、R3），其特征在于，所述电蓄能***（100）包括根据权利要求1至7之一所述的充电电路（200、300、400、500）。

10.根据权利要求1至7之一所述的充电电路（200、300、400、500）的应用，所述应用在包括混合动力车辆在内的电驱动车辆中、在静止的电蓄能设备中以及在电运行手持式工具中应用。