用于在电力驱动车辆中进行电力供应的电源电路、以及固定式能量供应系统

摘要

本发明涉及一种用于在电力驱动车辆中进行电力供应的电源电路(10)。所述电源电路(10)包括直流电压连接(20)、电力牵引驱动器(30)以及DCAC转换器(40)。所述转换器具有连接至所述牵引驱动器(30)的交流电压侧(42)。所述电源电路的DCDC转换器(50)具有两个转换器侧(52，54)。所述第一转换器侧(52)经由耦合点(60)连接至所述DCAC转换器(40)的直流电压侧(44)。所述直流电压连接(20)同样连接至所述耦合点(60)。本发明进一步涉及一种固定式能量供应系统(200)，所述固定式能量供应系统被设计成是互补的并且被设计成连接至所述电源电路。

说明书

技术领域

本发明涉及电驱运输领域，并且具体地涉及在供电网络中对相应车辆进行连接或功能性整合。

背景技术

电驱运输系统的部件通常受限于仅使用一种类型的电流(也就是说，交流电流或直流电流)。为了产生电磁旋转场，不得不有必要使用交流电流(特别是在使用非换流电机时)，而将电能存储在电池中或者光伏地产生电能例如需要使用DC电压。因此，在耦合这些不同部件时，必须改变电流类型(或者电压水平)，其结果是，用于转换电能的复杂电力-电子致动器(“能量转换器”)变得必要，所述致动器与高成本相关。此外，在耦合不同类型的电流时，需要昂贵的电子电力部件来进行控制。

因此，本发明的目标是示出一种不费力地将这种系统的部件彼此连接的可能方式。

发明内容

根据独立权利要求，借助于电源电路并且借助于固定式能量供应系统来实现此目标。

提出了使用DC电压连接来连接外部设施(例如，DC供电网络，例如，如太阳能设施的孤岛电网(island network)等孤岛电网)，所述DC电压连接连接至链接点，所述链接点将DC/DC转换器和DC/AC转换器彼此连接。DC/DC转换器和DC/AC转换器优选地处于车辆中；具体地，DC电压连接处于车辆侧。DC/AC转换器优选为逆变器(具体地，牵引逆变器)，也就是说，连接至电机或连接至用于所述电机的连接的逆变器，所述电机驱动车辆的车轮。通常，DC/AC转换器可以是电机(具体地，引擎(例如，内燃机起动器或起动器/发电机))的逆变器，或者压缩机(例如，空调压缩机或内燃机充电装置的压缩机)的电机的逆变器。

DC/AC转换器还可以是充电装置的逆变器。在这种情况下，充电装置由例如如在图1中使用参考符号50所展示的DC/DC转换器以及例如如在图1中使用参考符号40所展示的DC/AC转换器形成。可替代地，DC/AC转换器本身可以实施充电装置(特别是在没有另外的转换器的情况下)，能量存储器经由DC/AC转换器的DC侧(例如，经由DC连接)而进行充电。最后提及的变体使得有可能将能量从车辆侧电能存储器传输至固定式DC网络。

DC/DC转换器可以是充电装置的转换器或者DC/AC转换器的转换器，所述DC/AC转换器进而被设置成用于连接电机。具体地，DC/DC转换器是充电装置的连接至链接点或连接至DC/AC转换器的转换器。

可以将一个或多个DC/DC转换器和/或一个或多个DC/AC转换器连接至链接点。具体地，DC/AC转换器被设置成用于将直流电流或DC电压转换成交流电流或AC电压。优选地，DC/AC转换器还被配置成用于相反方向。在这种情况下，这被称为双向转换器。

优选地，DC/DC转换器是充电装置的转换器。DC/DC转换器的链接点连接至待充电的(固定式或车辆相关的)电能存储器或连接至用于所述电能存储器的连接(具体地，在固定式能量存储器的情况下)。电源电路还可以具有电机或用于所述电机的连接。在这种情况下，DC/AC转换器的AC侧连接至电机或连接至用于所述电机的连接。在这种情况下，DC/AC转换器形成电机的逆变器。

作为向这种中央点(即，DC/DC转换器和DC/AC转换器(或其DC侧))的链接点)供电的结果，可以有效地使用许多部件。提出了既是双向的(以及因此完全相同的部件用于不同功能)而且又用于充电和用于牵引两者的电源电路。具体地，可以以双向的方式来使用DC/DC转换器，结果是，可以既在对(具体地，车辆侧)能量存储器进行充电时又在放电期间(也就是说，在获得用于操作牵引驱动器的电力时)使用其部件。此外，DC/DC转换器可以是单向的或者可以被设置成用于将电能从DC电压连接传输至(车辆侧)能量存储器连接。因此，DC/DC转换器可以被设置成用于从DC电压连接接收电能并将其转换，所述DC/DC转换器是单向或双向的。

此外，可以容易地整合(附加)AC连接，除了可能需要的滤波器和/或选择开关之外，所述整合不需要任何附加部件。相反，有可能同时使用AC电力(例如，来自一般供电网络)和DC电力(例如，来自光伏设施或另一个DC孤岛电网)两者来对电能存储器进行充电。有可能提供一种自动选择系统，所述自动选择网络被设置成用于检测向所述连接施加的电压以便根据期望能量流来增大或减小链接点处的电压或者以便根据期望能量流来设置逆变器的操作参数。具体地，自动选择系统可以被设置成用于检测在AC连接处是否存在AC电压信号的一个或多个相位以便相应地设置逆变器(输入侧)。这在多种连接类型(AC或DC)同时或可替代地可用的同时大大简化了连接。

因此，描述了一种用于在电力驱动车辆中供应电力的电源电路，具体地，所述电源电路整合在所述车辆的电气系统中。电源电路包括DC电压连接，具体地，所述DC电压连接可以连接至车辆外侧的电离合器，结果是，可以从外侧与电源电路建立电接触。虽然DC电压连接用于对车辆进行充电，但是例如如果车辆的牵引电池用于支持所连接的固定式供电网络(孤岛电网或一般供电网络)，则能量还可以在两个方向上流过DC电压连接。具体地，根据标准(例如，根据标准IEC 60309或根据IEC 62196(对应于DIN EN 62196))或根据充电插头或插座的CENELEC标准来设计DC电压连接。

DC电压连接和(可能地)AC连接具有电阻式触头。除了或与基于线缆的接口相组合地，可以提供感应式接口。这种感应式接口可以包括感应式充电装置的(车辆侧)次级线圈。感应式接口可以连接至AC连接或可以经由其自己的逆变器和/或整流器而连接至DC电压连接。可以在谐振电路之内提供次级线圈，也就是说，可以连接至电容器以便形成谐振电路。具体地，如果平滑电容器连接至DC电压连接，则其可以连接在次级线圈(一般地：用于感应式能量传输的线圈)的下游以便生成DC电压。如果提供了在电阻式接口和感应式接口的意义上的(电离合器的)两种电阻式触头，则DC电压连接或AC连接(优选地，一起)包括(公共)切换开关(对应于选择电路)或组合电路，所述组合电路用于组合这两个接口以便将这两个接口可选地或一起连接至以下更详细地解释的链接点。可以提供一种自动充电系统，所述自动充电系统将相关连接(DC电压连接；AC连接；基于线缆的接口的连接；次级线圈的连接)断开连接(如果没有向相关连接施加电压)或者连接带电连接。

(电阻式)DC电压连接可以被设计成用于超过60V并且具体地高达600V、800V或1200V的操作电压。可替代地，DC电压连接还可以被设置成用于12V、24V或48V的标称电压。

电源电路还包括电机，具体地，电力牵引驱动器、起动器/发电机、(空调或充电)压缩机的电机或者被设置成用于连接至电机的至少一个连接。

一个实施例规定电机与牵引驱动器相对应。牵引驱动器以力传递的方式连接至车辆的车轮。牵引驱动器用于或者单独地或者与至少一个进一步驱动组件(例如，内燃机)相组合地牵引车辆。牵引驱动器包括所述电机，所述电机可能被设置成还作为发电机而进行操作，例如以便恢复车辆的动能。其可以是单独激励的(或者可能还是永久激励的)DC电动机、同步机(三相同步机或单相同步机)或异步机。然而，优选地，使用单独激励的同步机(具体地，单独激励的三相同步机)。

优选地，牵引驱动器或(一般地)电机被设计成用于超过60V并且具体地高达350V、400V、600V、800V或1200V的操作电压。可替代地，牵引驱动器可以被设计成用于12V、14V、24V、36V、42V或48V的标称电压。

如所提及的，电源电路还配备有DC/AC转换器(具体地，逆变器)，所述DC/AC转换器例如连接至牵引驱动器(或连接至另一个电机)，具体地，连接至牵引驱动器或电机的定子相。逆变器或DC/AC转换器可以是牵引逆变器或者可以是引擎(例如，内燃机起动器或内燃机的起动器/发电机)的逆变器或压缩机(例如，空调压缩机或内燃机充电装置的压缩机)的逆变器。逆变器可以采用PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)逆变器或B6C逆变器的形式。优选地，逆变器是多相的并且包括半导体切换设备。这些设备可以连接为例如B2桥或B6C桥(一般地：具有n＝2*相位数量的BnC)或H桥。逆变器的切换元件可以采用IGBT(优选地，具有并联二极管)或MOSFET的形式。一个优选实施例规定使用SiC功率半导体开关。因此，逆变器还可以用于产生交流电流以便激励线圈以用于感应式传输的目的。优选地，半导体切换设备被设计成用于高达20kHz的切换频率，半导体切换设备的最大切换频率(例如，在MOSFET的情况下)优选地能够高达100kHz或优选地高达200kHz。

具体地，DC/AC转换器(或逆变器)及其AC侧或者直接连接至牵引驱动器或者通常连接至电机或AC连接的下游。可替代地，提供了一种选择电路，所述选择电路可选地将逆变器(具体地，其AC电压侧)连接至电机、内部AC电压连接、外部AC电压连接和/或用于感应式能量传输的线圈(或相应线圈连接)。具体地，逆变器及其AC电压侧因此可以经由所谓的选择电路连接至牵引驱动器或一般地连接至电机，选择电路能够以所选方式来将逆变器(或其AC侧)连接至牵引驱动器(一般地：电机)，连接至电阻式接口，连接至感应式接口(具体地，线圈或其线圈连接)和/或连接至作为内部接口(也就是说，用于车辆之内的部件)的车辆侧电源插座(在内部AC电压连接的意义上)。可以将电阻式接口和感应式接口考虑为外部接口。根据第一配置，在这种情况下的选择电路仅将AC/DC转换器(具体地，其AC侧)永久连接至这些部件(牵引驱动器或一般地电机、感应式接口、电阻式接口、车辆侧电源插座)之一。根据第二配置，选择电路将逆变器连接至所述部件中的一个或多个部件。具体地，第二配置规定选择电路将逆变器或者连接至牵引驱动器(或一般地，连接至电机)或者连接至所述(内部或外部)接口中的一个或多个接口。允许进行关于对逆变器的使用的多路复用的这种选择电路可以用于传输AC信号，所述AC信号针对以下操作：

(i)操作牵引驱动器(一般地：电机)；

(ii)经由AC电压连接在车辆侧电能存储器与AC供电网络/孤岛电网之间(双向地)交换能量或者

(iii)以产生或选择的形式经由感应式或电阻式接口将电力从车辆侧电能存储器馈送到DC供电网络(孤岛电网)中。

因此，牵引逆变器提供有使用给定部件来实施的进一步功能。车辆侧电源插座例如根据NEMA或CEE标准而被配置成像用于将电气设备连接至公共电力供应系统的低压网络的最低分布级别的电源插座。具体地，虽然车辆侧电源插座是单相的，但是也可以是多相的(三相的)。

优选地，牵引逆变器被设计成用于超过60V并且具体地高达350V、400V、600V、800V或1200V的操作电压。相反，牵引逆变器可以被设计成用于12V、14V、24V、36V、42V或48V的操作电压。具体地，牵引逆变器是双向的并且可以因此既将电力从牵引逆变器的AC侧传输至DC侧又在相反方向上传输电力。

电源电路还包括具有两个转换器侧的DC/DC转换器。优选地，DC/DC转换器是双向的。转换器侧可以是高压转换器侧。“高压”是指将相关部件设计成用于超过60V并且具体地高达350、400、600、800V或1200V的操作电压。然而，转换器侧可以被设计成用于12V、14V、24V、36V、42V或48V的操作电压。这两个转换器侧中的第一转换器侧经由(电源电路的)链接点连接至牵引逆变器的DC电压侧。在牵引逆变器(DC电压侧)与DC/DC转换器的第一转换器侧之间的优选双导体连接中提供链接点。双导体连接可以被设计为高压连接，具体地，针对超过60V或200V并且具体地高达400V、600V、800V或1200V的操作电压。可替代地，双导体连接被设计成用于12V、14V、24V、36V、42V或48V的操作电压。优选地，DC电压连接还连接至此连接或连接至链接点。因此，可以在不进行转换的情况下将DC电压电力从外部直接馈送到DC/DC转换器中以便能够例如用于对车辆侧电能存储器进行充电。以相同的方式，可以将牵引驱动器(在发电机模式下)的恢复电力传递通过牵引逆变器到达DC/DC转换器，所述DC/DC转换器可以将所述电力作为DC电压而转发至电能存储器以便对所述电能存储器进行充电。因此，因为已经用于传输恢复电力的转换器同样可以承担这种功能，所以在使用直流电流来进行充电期间不需要任何外部充电设备。然而，这并不排除使用附加充电设备。如果DC/DC转换器是双向的，则其部件可以用于实施如在本说明书的过程中更详细地描述的进一步功能。

根据一个实施例，电源电路具有能量存储器连接。DC/DC转换器的第二转换器侧(优选地，直接地)连接至能量存储器连接。能量存储器连接被设置成连接至车辆侧电能存储器。具体地，能量存储器是高压能量存储器，例如，车辆中的高压牵引电池(或者电容器组或者电容器组与牵引电池的组合)。代替能量存储器连接，电源电路还可以包括连接至DC/DC转换器的第二转换器侧的能量存储器本身。

电源电路的另一个实施例规定DC/DC转换器被设置成用于在这两个转换器侧之间(也就是说，在第一转换器侧与第二转换器侧之间)以双向的方式传输能量。具体地，DC/DC转换器采用同步转换器的形式。因此，电源电路能够经由DC/DC转换器或者将电力从能量存储器中移除或者向能量存储器供应电力。可以经由DC/DC转换器并且经由DC电压连接(感应式接口、电阻式接口或两种接口)并且经由牵引逆变器(例如，在恢复期间)对能量存储器进行充电。可以经由DC/DC转换器将能量从能量存储器中移除以便向已经提及的牵引驱动器或者向DC电压连接或者向AC电压连接供应这种能量。固定式DC或AC供电网络或孤岛电网可以经由DC电压连接或AC电压连接从车辆侧能量存储器中获得能量。DC/DC转换器的相同部件用于这些功能，其结果是，相比于熟知的电路，可以具体地节省固定侧(或车辆侧)的部件。

还可以规定电源电路具有例如用于公共电力供应系统(具体地，公共电力供应系统的低压网络的最低分布级别)的AC电压连接，具体地，已经提及的AC电压连接。AC电压连接连接至DC/AC转换器的AC侧(也就是说，AC电压侧)。具体地，根据标准(例如，根据标准IEC60309或根据IEC 62196(对应于DIN EN 62196))或根据充电插头或插座的CENELEC标准来设计AC电压连接。具体地，此AC电压连接(也被称为AC连接)经由选择开关连接至DC/AC转换器的AC电压侧。还可以在AC电压连接与DC/AC转换器之间提供EMC滤波器和/或至少一个(串联)隔离开关。

另一种可能性是，使DC电压连接(可能地，AC电压连接和/或电池连接)配备有隔离开关(如以上所指出的)。代替或与隔离开关相组合地，有可能使用过载安全设备以便保护所述连接。

DC电压连接和AC电压连接可以整合到公共电气连接部件中。在这种情况下，DC电压连接和AC电压连接可以被设计为公共插头连接部件的触头。根据标准(例如，根据标准IEC 60309或根据IEC 62196(对应于DIN EN 62196))或根据充电插头或插座的CENELEC标准来设计此插头连接部件。

此外，牵引逆变器、DC/DC转换器或这些部件两者可以被设计成用于在链接点处生成可控变化的DC电压。这使得有可能设置DC/DC转换器或牵引逆变器的输出电压，从而使得例如如果在DC电压连接处的电压水平由连接在DC电压连接处的供电网络/孤岛电网预定义并且在DC电压连接处的电压水平需要适应所述DC电压连接，则有可能执行与DC电压连接处的电压水平的比较。已经提及的控制设备可以以控制的方式连接至牵引逆变器或连接至DC/DC转换器，从而使得控制设备可以设置DC/DC转换器的第一转换器侧或牵引逆变器的DC侧的DC电压。如已经指出的，优选地，牵引逆变器是双向的，具体地，以便能够将与其连接的牵引驱动器作为电动机并且作为发电机而进行操作并且以便能够在两个相反方向上传输电力。

此外，电源电路或牵引逆变器可以配备有电力检测设备。电力检测设备被设置成用于针对两个流动方向而分别确定流过牵引逆变器的能量(或电力)。电力检测设备可以连接至控制设备，具体地，以便接收表示所确定的能量或电力的一个或多个信号。此外，可替代地或另外地，DC/DC转换器可以配置有这种电力检测设备。电力检测设备可以提供有通信接口，所述通信接口可以例如与充电站通信，所述充电站经由DC电压连接或AC连接而被连接用于例如计费、标识驾驶员和/或车辆或传输由电力检测设备检测到的(充电和/或放电)能量的目的。以相同的方式，电力检测设备可以用于检测向DC电压连接或向AC连接传输的能量。此外，代替或与所述能量相组合地，可以传输所述电力(作为某个值)，例如以便控制能量流，例如针对上限。

在已经描述了对使用车辆侧DC/DC转换器与逆变器之间的链接点或连接来将DC连接(用于连接固定式设备)直接连接至此链接点的实践之后，以下对互补实施例进行描述。在两个实施例中，从DC/DC转换器直接供应或直接获取并且同时直接从逆变器(也就是说，在链接点处)获取使得有可能将许多部件重新用于不同功能。

因此，描述了一种固定式能量供应系统。此系统具有DC线；电能源(所述电能源是优选再生的，例如，光伏设施)；能量源DC/DC转换器，其将所述能量源连接至所述DC线并且是双向的；具体地，逆变器，所述逆变器连接至所述DC线；以及DC电压连接。

在这种情况下，DC电压连接被设置成用于连接电力驱动车辆。DC电压连接可以采用插头连接部件的形式，并且优选地，对应于标准(例如，标准IEC 60309或IEC 62196(对应于DIN EN 62196))或者对应于充电插头或插座的CENELEC标准。固定式能量供应系统的DC电压连接与电源电路的DC电压连接互补；具体地，两者可以以可断开连接的方式彼此连接。可以提供一种数据接口，所述数据接口整合到DC电压连接中或被设计为无线电接口，例如，短距离无线电接口(WLAN、蓝牙等)或被设计为car-to-X通信接口(例如，IEEE 802.11p)。可以根据按照IEEE 802.11的标准来配置数据接口。数据接口被提供用于传输操作参数(比如，最大充电电流、充电状态、充电时间等)的目的。固定式能量供应系统的DC电压连接直接连接至DC线。DC电压连接还可以直接连接至电能源(例如，固定式电池或燃料电池)。此电能源可以具有被设计成像以上所描述的数据接口的数据接口。

逆变器作为双向逆变器而进行操作。具体地，固定式能量供应系统的逆变器作为双向逆变器而进行操作。逆变器具有AC侧，具体地，所述AC侧被设计成连接至供电网络。逆变器具有DC侧，所述DC侧连接至DC线。

DC线可以具有高压标称操作电压，也就是说，至少60V并且高达220V、350V、400V、600V或800V的标称操作电压。可替代地，DC线可以具有12V、14V、24V、36V、42V或48V的标称操作电压。连接至DC线的部件提供有相应标称操作电压。

DC线形成固定式DC中间电路，逆变器(用于连接AC供电网络)连接至所述DC中间电路，并且孤岛电网(具体地，光伏设施)可以连接至所述DC中间电路。因此，孤岛电网同样经由逆变器连接至一般AC供电网络。经由固定式能量供应系统的DC电压连接提供与具有电力牵引驱动器(也就是说，高压能量存储器)的车辆的直接连接。能量源DC/DC转换器允许具有波动电压水平的孤岛电网(或者仅孤岛电网的能量源，例如，光伏设施)连接至DC线。

固定式能量供应系统可以具有直接连接至逆变器(连接至其DC侧)的供应网络连接。供应网络连接可以直接地或经由网络滤波器连接至(一般)供电网络。优选地，一般供电网络不是固定式能量供应系统的一部分，而是仅在固定式能量供应系统的可以连接至一般供电网络的侧提供供应网络连接。

固定式能量供应系统还可以具有AC电压连接，具体地，所述AC电压连接与以上所描述的电源电路的AC电压连接互补。两个AC电压连接都可以以可断开连接的方式彼此连接。具体地，固定式能量供应系统的AC电压连接被设置成用于经由电源电路的AC电压连接而连接电力驱动车辆。优选地，固定式能量供应系统的AC电压连接经由隔离开关和/或熔断器而连接至AC供电网络。具体地，AC电压连接连接至供应网络连接。

固定式能量供应系统还可以具有固定式电能存储器。此外，固定式能量供应系统可以具有存储器DC/DC转换器。具体地，此转换器是双向的。存储器DC/DC转换器将固定式电能存储器连接至DC线。

代替或与孤岛电网相组合地，有可能提供燃料电池(或其他DC电压源)，所述燃料电池经由其自己的DC/DC转换器而连接至DC线。

以与此互补的方式，电源电路可以包括进一步DC/DC转换器以及连接至所述进一步DC/DC转换器的DC电压源(比如，第二电池)，所述进一步DC/DC转换器将DC电压源连接至链接点。还可以将增程器(具有整流器)提供为DC电压源。另外，有可能提供增程器，所述增程器的发电机直接连接至AC连接或连接至逆变器的AC侧。

固定式能量供应系统的此处所描述的DC/DC转换器具有两个高压DC侧。

此处所描述的逆变器和/或转换器被设计成用于至少5kW并且优选地至少10、20、30、50、70或100kW的功率。具体地，所述功率小于500kW，具体地，小于200kW或不超过100kW。

具体地，优选地，固定式能量供应系统的逆变器及其AC侧是多相的，具体地，用于连接至三相系统。优选地，固定式能量供应系统的AC电压连接同样是多相的，具体地，用于连接至三相系统。网络滤波器可以位于固定式能量供应系统的逆变器与供应网络连接(优选地，多相(例如，三相)网络滤波器)之间。

附图说明

图1示出了用于解释本发明的实施例的示例性电源电路。

图2示出了用于解释本发明的实施例示例性固定式能量供应系统。

图3示出了具体地用于解释自动配置的另一个示例性电源电路。

具体实施方式

图1展示了电源电路10，所述电源电路包括DC电压连接20、电力牵引驱动器30(作为总体上提及的电机的占位符)、逆变器40和DC/DC转换器50。DC/AC转换器或逆变器40(以下由于图1中所选的示例而被称为牵引逆变器)具有AC电压侧42，所述AC电压侧还可以被称为AC侧；以及DC电压侧44，所述DC电压侧还可以被称为DC侧。DC/DC转换器50具有两个高压转换器侧52、54，这些高压转换器侧中的第一转换器侧52以电力传输的方式连接至牵引逆变器40的DC电压侧44。DC/DC转换器50的第一转换器侧52与牵引逆变器40的DC电压侧44之间的连接具有链接点60，DC电压连接20连接至所述链接点(经由可选DC隔离开关22)。换言之，DC电压连接20以电力传输的方式连接至DC/DC转换器50的第一转换器侧52并且连接至牵引逆变器40的DC电压侧44。可以将所述连接或链接点考虑为牵引逆变器40与DC/DC转换器50之间的中间电路，DC电压连接20连接至所述中间电路。DC/DC转换器50的两侧在具有从一开始提及的且与前缀“高压”相关的操作电压的高压范围内进行操作，但是还可以设想在高压范围之外的操作电压(如从一开始提及的)。

牵引逆变器(一般地：DC/AC转换器)和DC/DC转换器是双向的。DC/DC转换器的详细图示56示出了其基本结构，所述基本结构具有第一平滑电容器C1和半导体开关(所述半导体开关具有采用n-MOSFET的形式的两个晶体管)，具体地，在这种情况下，作为SiC功率半导体或IGBT的实施方式也是有可能的。还参照了晶体管的所展示的衬底二极管并且参照了其指向正电位的正向方向。代替n-MOSFET，还可能将IGBT(如所展示的)用作半导体开关。半导体开关串联连接。电感与由这种连接产生的公共链接点串联连接，第二平滑电容器C2连接在相反侧(连接至半导体开关)。DC/DC转换器50的第一转换器侧52(或第一转换器侧的连接)由第一平滑电容器C1的连接形成。DC/DC转换器50的第二转换器侧54(或第二转换器侧的连接)由第二平滑电容器C2的连接形成。平滑电容器各自作为并联电容器而连接。结果是同步转换器。针对两种电压电位(正极/负极或正极/地面)而提供DC/DC转换器50的连接或转换器侧。

牵引逆变器40(一般地：DC/AC转换器)的详细图示46示出了具有平滑电容器C3的B6C桥，所述平滑电容器并联连接并且位于牵引逆变器40的DC侧44(或在DC侧的连接处)。从平滑电容器C3开始，在桥式电路中(也就是说，在所谓的B6C电路中)的三个单独相位中提供可以朝着AC侧控制的半导体开关。为这三个相位中的每个相位提供串联连接的两个半导体开关，在所述半导体开关的链接点处，AC侧的单独相导体分支。因此，AC侧42(或其连接)是三相的。牵引逆变器40是双向的。牵引逆变器40的半导体开关可以采用IGBT、SiC功率半导体或n-MOSFET的形式。具体地，半导体开关各自可以提供有二极管，所述二极管并联反向连接并且将待切换连接连接起来。二极管具有指向(DC侧44的)正极的正向方向。当在牵引逆变器40(一般地：DC/AC转换器)之内使用SiC功率半导体时，所述牵引逆变器由于逆变器40的高(最大)切换频率而还可以用于生成用于进行感应充电的电流，所述电流的频率可以处于100kHz或更高的范围内。

电源电路10可以具有控制设备65，所述控制设备控制DC/DC转换器和牵引逆变器以及具体地其半导体开关。

在牵引驱动器30处还提供了隔离开关34，并且像在替代装配位置处提供的隔离开关72一样，可以将电机与AC连接70断开连接。选择开关31连接在DC/AC转换器40或其AC侧的下游。选择开关31的可以可选地连接至选择开关31的一个(或多个)单独连接的公共连接连接至DC/AC转换器40或其AC侧42。可以以受控的方式连接至选择开关的公共连接的单独连接之一连接至电机30。单独连接中的进一步单独连接具体地经由隔离开关34和/或隔离开关72并且还优选地经由EMC滤波器36而连接至AC连接70。选择开关、相关连接、(多个)隔离开关以及EMC开关是单相或多相的。

经由串联隔离开关72而连接至EMC滤波器36或(间接)连接至牵引驱动器30的AC电压连接70位于EMC滤波器36的远离牵引驱动器30的所述侧。单独的隔离开关串联连接在每个相位中。如果隔离开关72断开，则电容器组36或牵引驱动器30与AC连接70断开连接。如果隔离开关72闭合，则电容器组或(间接地)牵引驱动器30连接至AC连接70。

隔离开关34连接在电容器组36与电机之间并且形成连接在电容器组36与AC连接70之间的隔离开关72的替代方案。因此，展示了具有相同功能的开关(“隔离开关”)的两个位置(34和72)。

可以分配给AC电压连接70的隔离开关72以及替代隔离开关34用于中断电机30与AC电压连接70之间的相位或连接。隔离开关34和隔离开关72位于车辆之内，结果是，电源电路可以通过致动隔离开关来保护自己免受外部影响。

为了此目的，控制设备65可以记录操作参数(比如，流过电源电路的部件的电流的电流强度或者这些部件之一的温度)并且如果超过预定义极限值，则可以激活隔离开关。隔离开关34和隔离开关72可以被称为AC电压解耦开关以便更详细地描述其功能。控制设备65可以以控制的方式连接至隔离开关34和72。

所展示的箭头示出了控制设备65相对于相关部件的控制连接并且表示控制信号传输。具体地，展示了控制设备65(在一方面)与隔离开关72、隔离开关34以及选择开关31之间的受控连接。

所展示的实线(不具有进一步标记)表示采用双导体系统的形式的电力传输DC电压连接。具体地，所展示的标记有斜线的实线表示三相电力传输AC电压连接。这也适用于图2。图1中的虚线指示部件与电源电路的从属关系。

可选地属于电源电路10的牵引电池80经由电源电路的电能存储器连接82连接至电源电路10。能量存储器连接82连接至DC/DC转换器50的第二转换器侧54(在高压水平处)。车辆侧电源插座74可以连接在隔离开关72以及一般地DC/AC转换器或逆变器40(或其AC电压侧42)的下游。在这种情况下，DC/AC转换器40可以作为逆变器而用于产生常规用于公共供电网络是AC电压(例如，在50或60Hz下的110或230V)。可以在隔离开关72(在一方面)与外部链接(AC电压连接70)和/或内部连接(车辆侧电源插座74)之间提供选择切换装置。这种选择切换装置可由选择开关31实施，但是还可由EMC滤波器36与AC连接70之间的进一步选择开关(未展示)提供。在这种情况下，可以在隔离开关72的位置处提供进一步隔离开关(未展示)或者可以与隔离开关一起实施。优选地，这种选择切换装置以控制的方式连接至控制设备65。通常可以在牵引逆变器40的AC电压侧42(在一方面)与连接70或74(在另一方面)之间提供进一步选择开关。

可以在牵引逆变器40与连接70或74之间，例如，在选择电路(见例如以上选择装置或选择开关31)与牵引逆变器40之间或者在选择电路与连接(也就是说，电源插座或AC电压连接70)之间，提供熔断器和/或网络滤波器。

还可以提供感应式耦合设备的车辆侧线圈或用于感应式耦合设备的连接。线圈或相关联连接可以直接或间接连接在AC电压侧42的下游。线圈或其连接还可以经由用于产生线圈电流的附加(优选双向的)逆变器而连接至DC连接82或连接至链接点60。

以下可能的电力流由拓扑结构产生：

从DC电压连接20经由DC/DC转换器50到达能量存储器连接82(对车辆侧能量存储器的充电，DC电压)；

从能量存储器连接82经由DC/DC转换器50到达DC电压连接20(支持来自车辆侧能量存储器的外部供电网络)；

从能量存储器连接82经由DC/DC转换器50和牵引逆变器40到达电源插座74或到达连接在牵引逆变器40的下游并且旨在感应地传输能量的线圈(或到达其连接)；

从DC电压连接20经由DC/DC转换器50和逆变器40到达AC电压连接70(或到达电源插座74或到达连接在牵引逆变器40的下游的线圈)。在本申请中，电源电路被用作“移动逆变器”例如以便将DC电压从光伏设施馈送到公共网络(或局部AC网络)中。

控制设备65被设置成用于根据这些电力流中的至少一个电力流并且优选地根据这些电力流中的全部电力流来对由其控制的部件进行控制。

进一步应用是可能的，特别是在本说明书的进一步过程中所提及的情境，例如，并行AC和DC充电。外部能量存储器还可以是进一步车辆的电能存储器，结果是，最后提及的情境涉及从一台车辆到另一台车辆的能量传输。

优选地，电源电路10被设置成用于记录操作参数(比如，所施加的电压的类型和/或电压水平)以便根据本文中所提及的应用或电力流之一来对电源电路的至少一个部件进行配置。优选地，自动地实施这种操作，也就是说，在没有用户输入的情况下。在多个可能的应用或电力流的情况下，电源电路可以被设置成用于在用户界面上显示可能的配置(或应用或电力流)并且用于检测由用户选择的可能性。

具体地，电源电路被设置成用于记录所述连接处(具体地，在外部连接处，比如，DC电压连接20、AC电压连接70、能量存储器连接82和/或用于连接用于感应式能量传输的线圈的连接)的以上所提及的操作参数。有可能判定例如是否向相关连接施加了电压。可替代地或与这种情况相组合地，电源电路10可以被设置成用于在牵引逆变器40的一侧(侧42和/或44)或在EMC滤波器36处记录电源电路10之内的操作参数，具体地，在链接点60处的电压。为此目的，电源电路10可以具有电压检测单元。电压检测单元可以耦合至控制设备65或者可以是此控制设备65的一部分。

如已经提及的，电源电路10可以具有选择电路，具体地，在经由选择电路而连接至DC电压连接20的多个连接之间的选择电路。具体地，这些连接是电阻式接口和感应式接口。可替代地或与这种情况相组合地，可以在多个连接与AC连接70之间提供选择电路。具体地，最后提及的连接是与AC电压供电网络140的连接、车辆侧电源插座74和/或与用于感应式能量传输的线圈的连接。控制设备65被设置成用于根据电力流、应用或配置之一来设置此选择电路或这些选择电路。具体地，控制设备被设置成用于对连接至牵引驱动器30的隔离开关34进行控制。

具体地，控制设备65被设置成用于根据待设置的应用或配置或根据待设置的能量流来设置电源电路10的部件的频率、电压和/或电流。如果例如连接了车辆侧电源插座74，则根据公共供电网络140的频率(例如，50或60Hz)和电压来设置牵引逆变器40的频率和电压。如果旨在用于感应式能量传输的线圈连接至牵引逆变器30，则选择与线圈的期望交变场相对应的频率，这能够处于数千赫的范围内，具体地，处于高于50或70kHz的范围内。

控制设备65还被设置成用于设置链接点60处和/或能量存储器连接82处的电压。换言之，具体地，控制设备65被设置成用于设置DC/AC转换器40和/或DC/DC转换器50的至少一侧的电压或者在所述至少一侧流动的电流。

待设置的(多个)选择电路的状态以及待设置的操作参数(例如，电压、频率或电流)的组合可以被称为期望操作模式。这与待设置的应用或能量流相对应并且还可以等同于所述配置。

一个实施例规定电源电路10配备有选择电路。选择电路具有电压检测单元，具体地，以上所描述的电压检测单元。电压检测单元连接至以下部件中的至少两个部件：牵引驱动器30、AC电压连接70、DC电压连接20、能量存储器连接82以及用于感应式能量传输的线圈。电压检测单元还被设置成用于检测是否向相关部件施加电压，以便根据可能的操作模式或预定义的期望操作模式来设置选择电路、牵引逆变器40的频率和/或牵引逆变器40的电压。

在图1中还展示了用于解释应用的部件。固定式DC电压供电网络(可连接至一般供电网络或作为孤岛解决方案)包括光伏设施100，所述光伏设施具有与其连接的DC/DC转换器102；以及固定式能量存储器110，所述固定式能量存储器具有与其连接的DC/DC转换器112。固定式DC电压供电网络包括固定式DC线(DC电压网络)，光伏设施100和固定式能量存储器110经由分别与其连接的转换器102、112连接至所述固定式DC线。可以连接另外的负载或能量源，例如，燃料电池120，所述燃料电池经由其自己的与其连接的转换器122连接至DC线。具体地，光伏设施100、固定式能量存储器110和/或燃料电池120可以连接至电源电路10的DC电压连接20，以用于双向电力交换的目的或者仅为了向电源电路10传输电力的目的。

DC电压供电网络还可以经由(可选双向的)固定式DC/AC转换器130(以及下游网络滤波器132)连接至一般AC电压供电网络。可以经由过载安全设备142来保护与AC电压供电网络140的连接。DC电压供电网络的部件100、110和/或120可以经由DC/AC转换器130而连接至AC电压供电网络140，例如以便将能量馈送到AC电压供电网络140中或者以便从AC电压供电网络140接收能量(具体地，这涉及稍后作为电解器而进行操作的固定式能量存储器110或燃料电池120)。车辆侧AC电压连接70可以连接至固定式DC/AC转换器(经由在这种情况下可选的网络滤波器132)或者可以连接至一般AC电压供电网络140(经由过载安全设备142)。这使得有可能在固定式DC电压网络(孤岛电网)或一般AC电压供电网络140(在一方面)与车辆侧电源电路10之间传输能量。这种能量传输可以是双向的或者可以在任何方向上是单向的。

具体地，可以经由AC电压连接70并且经由DC电压连接20而同时向电源电路传输电力，具体地，用于对电能存储器80进行充电的目的。这种应用还可以被称为并行AC和DC充电。这使相当更短的充电时间成为可能。此外，有可能同时使用多个能量源以便对能量存储器(例如，公共供电网络)以及同时本地电厂(例如，光伏设施)进行充电。因为在这种情况下，(还)用于在驱动器30中产生旋转场的牵引逆变器40用于另一项功能(即，AC/DC转换)并且具体地用于在能量存储器80的方向上控制来自AC连接70的能量流，所以这种应用还展示了由本发明提供的节省可能性。由于这种重复使用而产生的功率部件节省由于功率半导体的高成本而是可观的。

电源电路10还可以经由AC电压连接70从一般固定式AC电压网络140接收电力，并且可以在DC电压连接20处经由牵引逆变器40和DC/DC转换器50而向固定式DC电压网络(具体地，向燃料电池120和/或向固定式能量存储器110)输出电力。因此，可以在从AC电压网络140接收电力时减轻或支持DC/AC转换器130。具体地，因为如果燃料电池120或固定式能量存储器110被充电(具有非高峰电力或在有利的电价下)，则车辆或电源电路10通常大多时候是可用的，所以可以以较低电力(相比未使用电源电路的情境)来对其进行大小设定。

图2示出了固定式能量供应系统200，所述固定式能量供应系统具有DC线260、至少一个电能源202、204、206以及将相关能量源202、204、206连接至DC线260(DC供电网络、孤岛电网)的至少一个能量源DC/DC转换器203、205、207。每个电能源202、204、206经由能量源DC/DC转换器203、205、207之一连接至DC线260。(可以根据未展示的实施例在没有转换器的情况下将电能源直接连接至DC线)。能量源202可以是光伏设施；能量源204可以是燃料电池；并且能量源206可以是固定式电能存储器。例如在转换器203的情况下，转换器203、205和207可以是单向的(能量从能量源流到DC线260)并且例如在转换器205和207的情况下可以是双向的。如果例如在采用固定式可再充电电池的形式的电能存储器206的情况下或者在燃料电池204的情况下，通过相关转换器连接至DC线260的能量源还被配置成用于接收能量，则使用双向能量源DC/DC转换器。能量源DC/DC转换器用于将能量源耦合至DC线260并且因此具有前缀“能量源”。

固定式能量供应系统200还具有逆变器230(所述逆变器的DC侧232连接至DC线260)以及DC电压连接220和AC电压连接270。AC电压连接270连接至逆变器230的AC侧234。具体地，逆变器230是双向DC/AC转换器。AC侧234和AC电压连接270是多相的，具体地，三相的。AC电压连接270用于连接车辆。

DC电压连接220被设置成用于连接电力驱动车辆290。在此方面，连接270和连接220具有完全相同的性质并且可以可能地组合在例如采用根据按照IEC 62196的CCS插入式充电系统的插座的形式的一个连接中。DC电压连接220直接连接至车辆的DC电源总线(有可能经由负载安全设备、滤波器或串联隔离开关)。

AC电压连接270同样被设置成用于连接电力驱动车辆290并且经由逆变器230连接至DC线260。作为DC电压连接220的替代方案或除其之外，车辆还可以经由AC电压连接270而连接。牵引逆变器340可以连接在车辆侧电机的下游。以此方式，AC连接经由电机330并且经由(双向)牵引逆变器340而连接至链接点，(固定式)DC电压连接220和车辆侧DC/DC转换器250也连接至所述链接点。在这种情况下，车辆侧DC/DC转换器250将(固定式)DC电压连接220连接至车辆侧能量存储器280。

在替代性实施例中，DC/DC转换器250是固定式的(并且因此是能量供应系统的一部分)并且连接在连接220的上游。可以在车辆侧提供EMC滤波器。

可替代地或另外地，AC电压连接270连接至一般AC供电网络240(有可能经由隔离开关、滤波器和/或过载安全设备)，242用于表示建立一般AC供电网络的连接的供电网络。

具体地，供应网络连接242可以直接地或经由网络滤波器236而连接至供电网络。如果使用了网络滤波器236，则经由网络滤波器(直接)通向AC供电网络240的替代性AC电压连接242’连接至AC连接270。网络滤波器236是可选的；连接242和242’是可互换地。

固定式能量供应系统还可以具有固定式电能存储器以及优选地将固定式电能存储器连接至DC电源总线的双向存储器DC/DC转换器。

具有以下参考符号的部件彼此对应并且可以具有相同性质：

固定式能量供应系统与电源电路互补并且被配置成用于连接至电源电路。

具有以下参考符号的部件在互补的意义上彼此对应并且可以具有相同性质(除了其车辆侧或固定式安排之外)：

具体地，固定式能量供应系统支持以下应用：

从能量源202到供电网络240的能量传输(反馈、供应)；

从供电网络240到(可充电)能量源204、206的能量传输(充电、固定式)；

从车辆或其能量存储器280经由DC连接220到(可充电)固定式能量源204、206的能量传输(对固定式网络的车辆侧支持，经由DC/DC转换器250的能量传输)；

从车辆经由DC连接220和逆变器230到供电网络240的能量传输(到供电网络的车辆侧反馈)；

从供电网络240经由AC电压连接270、车辆侧DC/AC转换器340和DC电压连接220到固定式能量源204、206的能量传输(到固定式能量存储器/能量源的车辆侧反馈)。

最后提及的能量传输可以与从供电网络开始经由逆变器230到DC线或到相关能量源204、206的能量传输同时执行。

因为能量源204、206还可以接收和存储能量，所以这些部件还可以被称为电能存储器。能量存储器是一般的静电(电容器)或电化学(电容器、燃料电池、可再充电电池)能量存储器，或其组合。

图3示出了用于解释自动或半自动配置的方面的示例性电源电路410。电源电路410配备有DC/AC转换器440和DC/DC转换器450(有限的，两者都是双向的)。DC/AC转换器440的DC侧连接至DC/DC转换器450，在此连接处提供了(经由选择电路492)与DC连接420连接的链接点460。电力牵引驱动器430(也就是说，电机)连接在DC/AC转换器440的AC侧的下游。(可选)隔离开关434连接在牵引驱动器430的下游。可以代替或组合隔离开关434而提供单独的网络滤波器441(具有其自己的滤波电感)，所述网络滤波器连接在DC/AC转换器440的下游并且将所述DC/AC转换器连接至选择开关490或连接至连接470、474、476(如以下所解释的)。

选择开关490连接在DC/AC转换器440与连接470、474、476之间。这些连接用于连接至AC电压负载或AC电压源。连接470与AC连接相对应，提供所述AC连接以便连接至固定式AC电压网络。具体地，连接474采用车辆侧电源插座的形式。连接476是用于连接用于感应式能量传输的线圈428’的连接。在所展示的实施例中，线圈428’不是电源电路410的一部分并且因此使用虚线来展示(为可选的)。在其他实施例中，线圈428’可以是电源电路410的一部分。

选择开关490由控制设备465控制。电压检测单元466检测电源电路410的不同点处的电压或电压电位。在图3中，借助于虚线箭头来符号地展示对电压的检测。具体地，对连接474、470和476(对于交流电流)处以及连接426和420(对于直流电流)处的电压进行检测。此外，还可以通过电压检测单元466来检测能量存储器连接482处的电压。具体地，电压检测单元466检测是否向连接施加了电压或者检测电压值或者检测是否施加了高于预定义阈值的电压。因此，电压检测单元466能够检测是否占用了相关连接。例如，有可能检测到分别向连接420和470施加了电压。控制设备可以从其中推断两个连接可以(同时)用于向电源电路传输电能，例如以便对能量存储器(所述能量存储器可以连接至连接482)进行充电。如果仅向连接420、470之一施加了电压，则仅此连接用于向电源电路410传输能量。除了所述电压之外，电压检测单元可以例如借助于电阻测量来判定非有源元件(一般地，负载)是否连接至相关连接之一，或者相关连接是否空闲。在这种情况下，有可能检测例如连接476(或426)是否(直接或间接)连接至线圈以便有可能向相关连接施加电压信号以用于激励线圈的目的。因为可以例如通过测量电压(如果施加了电流，以便确定电流)或通过测量分流电阻器处的电压(如果施加了电压)来执行电阻测量，所以电压检测单元还可以被称为在其功能上作为电阻测量单元的电压检测单元。

根据从控制设备465开始的箭头来控制选择开关490、492。这些箭头符号地表示控制信号的路径。除了选择开关之外，控制设备465还可以控制电源电路410的转换或切换部件，例如，DC/DC转换器450、DC/AC转换器440、隔离开关434和/或驱动器430。

控制设备465可以根据预定义编程或预定义分配而自动地或半自动地控制以上所描述的部件。编程或分配将由电压检测单元确定的状态(电压/无电压或者无限或有限电阻)与选择开关490、492的期望切换状态、DC/AC转换器440的期望频率和/或DC/AC转换器的AC侧或DC侧或者在所述连接之一处的期望电压联系起来。如果例如在电源插座的连接474处例如经由可以在所述连接处检测到的有限电阻而插入了负载(这能够被检测)，则可以将DC/AC转换器440设置成用于在输出侧产生50Hz下的230V AC电压。在这种情况下，控制设备可以与电压检测单元466一起形成调节系统，所述调节系统将相关连接(此处，连接474)处的电压调节为特定期望值。控制设备465还控制选择电路490将DC/AC转换器440连接至连接474，隔离开关434能够被控制为状态“断开”。

在由电压检测单元466进行的检测的基础上或者在不考虑用户输入的情况下单独由控制设备进行的控制被称为自动分配或编程。具体地，控制设备465可以在用户界面467上将所检测到的状态和/或期望状态(或相关联应用或能量流)显示为来自电子显示器的图像。在半自动分配或编程的情况下，显示所检测到的状态和/或在这种情况下可能的应用或能量流。在这种情况下，用户界面467检测选择了可能性中的哪种可能性或者确认信号。控制设备465根据借助于用户界面来检测到的信号来控制相关部件。在这种情况下，优选地，用户界面是具有按钮或其他用于检测用户输入的输入设备的触敏屏幕或者显示器。

用于感应式能量传输的线圈428可以在连接426处连接至选择单元492，优选双向的逆变器427连接在线圈428与所述连接之间。因为选择单元492或逆变器440的连接至所述选择单元的DC侧被设计成用于DC电压，而线圈428本身使用AC电压来进行操作或产生AC电压，所以需要逆变器427。与这种情况相比而言，因为选择单元(或DC/AC转换器440的连接至所述选择单元的AC电压侧)同样被设计成用于AC电压，所以线圈428’可以直接连接至选择单元490。

选择单元490、492可以采用机电切换单元的形式或者优选地采用电子切换单元的形式。具体地，选择单元490、492可以具有多个开关，所述多个开关以可自由选择的方式将链接点460或DC/AC转换器440的AC侧连接至相关连接420、426或470、474、476。多个连接可由选择单元之一同时连接，或者选择单元采用切换开关的形式，其中，仅一个连接是永久连接的。

图3和图1中具有以下参考符号的部件彼此对应，相应部件能够具有相同性质：

图1中的AC连接70是(间接)通向牵引驱动器30的唯一连接。因为在图3中提供了选择开关490，所以提供用于连接至供电网络的连接470位于选择开关490的外部侧。除了对选择开关的插置之外，AC电压连接70和连接470因此彼此对应。这以相同的方式适用于DC连接20和(可选择的)连接420。