CN116648371A - 具有整流器装置、中间电路电容器和预充电/放电电路的车辆充电电路 - Google Patents

具有整流器装置、中间电路电容器和预充电/放电电路的车辆充电电路 Download PDF

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Abstract

一种车辆充电电路配备有整流器装置(PFC)、至少一个中间电路电容器(C；C1、C2)和至少一个预充电/放电电路。所述整流器装置(PFC)通过所述预充电/放电电路与所述中间电路电容器(C；C1、C2)相连接。所述预充电/放电电路具有至少一个第一转换开关(S1；S2)，所述第一转换开关被设立用于在第一位置(NO)中将所述中间电路电容器(C；C1、C2)的第一极(+)与所述整流器装置(PFC)的第一电位(+)连接起来。在第二位置(NC)中所述第一转换开关通过放电电阻(PTC、PTC1、PTC2)将所述中间电路电容器(C；C1、C2)的第一极(+)与所述中间电路电容器(C；C1、C2)的第二极连接起来。所述转换开关(S1；S2)被设立为在无操控的状态(NC)中占据所述第二开关位置(NC)。

Description

具有整流器装置、中间电路电容器和预充电/放电电路的车辆 充电电路
技术领域
具有电驱动装置的车辆经常配备有高压蓄电池，所述高压蓄电池能够发出对于人来说危险的电压。此外，具有蓄能器、比如电容器的组件处于这样的车辆中，所述组件能够用蓄电池的电压或者充电站的经过整流的电网电压来充电并且因此对于人来说也潜在地是危险的。
背景技术
一方面，人们感兴趣的是，当接头未被占用时，防止在充电接头上的危险的接触电压。另一方面，人们感兴趣的是，避免由于高的接触电压所引起的危险，所述危险可能例如由于未受保护的触头或由于在对正在充电的车辆的追尾事故中的故障而出现。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提供一种可行方案，用该可行方案能够尤其是在裸露的触头或对正在充电的车辆的追尾事故方面并且也在诸如除了蓄电池以外同样能够承载危险的电压的电容器的蓄电器方面实现针对危险的接触电压的保护。
该任务通过一种根据权利要求1所述的车辆充电电路来解决。其它特性、特征、实施方式和优点用从属权利要求、说明书和附图来得出。
在此建议，给车辆充电电路配备整流器装置、至少一个中间电路电容器和至少一个预充电/放电电路。所述预充电/放电电路拥有转换开关(通常被称作“第一转换开关”)，该转换开关将中间电路电容器的一个极选择性地与整流器装置连接起来以便进行预充电或者与中间电路电容器的另一个极连接起来，以便给该中间电路电容器放电。使用转换开关，该转换开关选择性地将中间电路电容器的极与整流器或与放电电阻连接起来，通过这种方式由所述转换开关的结构决定地即使在错误的操控时所述整流器电路也不可能与放电电阻相连接。由此避免在错误地或延迟地分开充电站时或者在存在转换开关的缺陷时所述整流器与放电电阻相连接并且就这样将所述放电电阻持久地置于电压之下。尤其避免所述放电电阻而后可能由于整流器的能量、相应于持续的电流流动而过热并且出故障。
所述转换开关在无操控的状态下将中间电路电容器与放电电阻连接起来而不是与整流器连接起来，从而在操控失灵时避免从整流器出发的电流流动。这也用于抑制从整流器装置出发的有缺陷的持续的电流并且尤其能够实现整流器装置与布置在后面的组件、比如中间电路电容器和其他组件在功能上的分开。
在这点上示例性地示出了所述转换开关和放电电阻的电路连接的三种不同的变型方案，其中图1至3配属于第一种变型方案，图4、5和8属于第二种变型方案，并且图6和7用于解释第三种变型方案。
一般地描述一种车辆充电电路，其具有整流器装置、至少一个中间电路电容器和至少一个预充电/放电电路。所述车辆充电电路尤其被设置在车辆中(在车辆侧的车辆充电电路的意义上)、例如被设置在车辆的车载电网中，然而也能够被设置在充电站中。
所述车辆充电电路及其组件尤其是被设计用于超过60伏的电压、例如用于至少100、200、400或800伏的额定电压。所述车辆充电电路尤其被设置用于对车辆的牵引蓄电池进行充电，该牵引蓄电池根据所提到的电压之一来设计。在中间电路电容器上能够分别连接有直流电压转换器，该直流电压转换器例如通向蓄电池或通向蓄电池接头。
所述预充电/放电电路具有至少一个第一转换开关，所述第一转换开关被设立用于在第一位置中将中间电路电容器的第一极与整流器装置的第一电位连接起来。这允许直接连接、也就是说在中间电路电容器与整流器装置之间没有(限制电流的)电阻元件的连接，以便导引充电电流。在第二位置中，所述转换器通过放电电阻将中间电路电容器的第一极与中间电路电容器的第二极连接起来。由此，当存在所述第二位置时，所述放电电阻允许受限制的电流流动，以用于给中间电路电容器放电。概念“放电电阻”意味着，其被设计用于进行放电，但是其中这不排除诸如预充电的其他功能。
最后，所述转换开关被设立为在无操控的状态下占据第二开关位置。在这种状态下，所述第一转换开关允许通过放电电阻来连接中间电路电容器并且由此允许受限制的电流流动，以用于给所述中间电路电容器放电(必要时也用于给所述中间电路电容器预充电，参见第三种变型方案)。
所述第一转换开关优选被构造为机电的转换开关。该机电的转换开关具有中间接头。所述中间接头与中间电路电容器相连接、尤其与中间电路电容器的第一极、例如正极相连接。所述转换开关能够选择性地与转换开关的第一触头或第二触头相连接，其中所述转换开关尤其如此地被构造，使得所述中间接头不同时与两个触头连接并且所述转换开关的两个触头在任何时间都不可能相互连接。所述放电电阻能够直接地、即通过无开关的连接或者间接地、即通过另一个第二转换开关与第一触头相连接。所述第二触头直接地、即优选无开关地或者间接地、即通过第二转换开关与整流器装置相连接、尤其是通过已经提到的整流器与整流器装置相连接。在转换开关的无操控的状态下，所述中间接头与第二触头相连接。
因此，在无操控的状态下，所述转换开关处于第二开关位置中。所述转换开关尤其被构造为继电器，其中优选在无操控的状态下弹力或类似的力将所述中间接头挤压到第二触头上并且与其电连接起来。在此，尤其能够设置可运动的接触元件，该接触元件与中间接头电连接(不取决于转换开关的状态)并且该接触元件根据转换开关的状态与第一或第二触头相连接。这防止所述两个触头彼此间的连接或中间接头与两个触头的同时连接。所述第二转换开关能够以与第一开关相同的方式来构成。然而，所述第二转换开关优选以与第一转换开关不同的方式被连接在车辆充电电路中。
能够在所述中间电路电容器之后连接直流电压转换器。这个转换器是车辆充电电路的一部分。对于多个中间电路电容器来说，同一个直流电压转换器能够被连接在两个中间电路电容器之后。对于多个中间电路电容器来说，这些中间电路电容器能够直接彼此串联连接或者能够通过配置电路来彼此连接，用该配置电路可以调节所述中间电路电容器彼此是串联连接还是并联连接。
另一个方面是，所述整流器装置被构造为无源整流器、然而优选被构造为有源整流器并且尤其优选被构造为功率因数校正滤波器(PFC，power factor correction)。尤其功率因数校正电路被称为功率因数校正滤波器，所述功率因数校正电路被设立用于主动地校正电流形状和电流相对于输入电压的相位。所述整流器电路能够单相地或多相地构成并且能够具有交流电压接头，该交流电压接头与此相对应地单相地或多相地构成。尤其所述整流器装置三相地构成，然而被设计用于单相的运行和三相的运行。
根据第一种变型方案，所述第一转换开关被设立用于在第一位置中将中间电路电容器的第一极通过开关与整流器装置、尤其是其第一电位连接起来。在此，所述预充电/放电电路具有预充电电阻以及开关。这个开关被构造为常闭触点或(优选)被构造为常开触点。所述开关与预充电电阻并联连接。如果所述开关闭合，则该开关跨接预充电电阻(并且尤其仅仅跨接该充电电阻)。如果所述开关断开，则所述预充电电阻限制中间电路电容器与整流器之间的电流流动。所述开关或预充电电阻被连接在第一转换开关与整流器装置之间并且优选形成转换开关与整流器装置的第一电位(例如正电位)之间的唯一连接。换言之，所述第一转换开关通过由预充电电阻和第一转换开关形成的并联电路与整流器装置的第一电位相连接。
所述开关优选被构造为常开触点并且因此在无操控的状态下断开，然而也能够被构造为常闭触点。如果所述车辆充电电路仅仅构造有这种预充电/放电电路的一个而不是多个，那么所述车辆充电电路优选也包括仅仅一个中间电路电容器。此外，在这种情况下，所述整流器装置单相地构成。此外，也优选地规定，也设置了仅仅一个直流电压转换器，该直流电压转换器被连接在中间电路电容器之后。所述开关也能够被视为第二转换开关，所述第二转换开关在第一位置中闭合并且跨接所述预充电电阻并且在第二位置中与未继续连接的触头建立连接并且因此是断开的。所述第二转换开关也优选被设立为在无控制的状态中占据第二开关位置。
这种第一变型方案的另外的实施方式设置了多个预充电/放电电路和多个中间电路电容器、尤其是两个中间电路电容器。在这种实施方式中，此外优选地设置了中性导体接头以及所述预充电/放电电路中的两个预充电/放电电路和所述中间电路电容器中的两个中间电路电容器。这些预充电/放电电路像前面所提到的各个预充电/放电电路一样来构成。下面参照在所述车辆充电电路之内的连接。在这种实施方式中，所述中间电路电容器通过中间点来彼此连接。这个中间点优选与中性导体接头相连接，其中对于作为Vienna整流器来构成的整流器装置来说，这种与中性导体接头的连接能够被取消或者能够具有对称调节器。所述整流器装置也具有中性导体接头并且此外优选三相地构成。所述整流器装置的中性导体接头尤其与两个中间电路电容器之间的中间点相连接。所述两个预充电/放电电路和中间电路电容器关于中间点或者中性导体接头对称地连接并且与整流器装置的不同电位相连接。所述预充电/放电电路中的第一预充电/放电电路被连接在所述整流器装置的第一电位与所述中间电路电容器中的第一中间电路电容器之间。所述第一电位在此能够是整流器装置的正电位、尤其是整流器装置的直流电压侧的正电位。所述第二预充电/放电电路优选被连接在整流器装置的第二电位与第二中间电路电容器之间。所述第二电位优选是整流器装置的负电位、尤其是整流器装置的直流电压侧的负电位。所述两个预充电/放电电路的放电电阻优选通过中间点来相互连接。因此，两个放电电阻与中性导体接头相连接。所述两个预充电电阻和与其并联的开关、即两个预充电/放电电路的两个并联电路与整流器装置的不同电位相连接。产生在第一电位与第一中间电路电容器之间的第一电位连接中的预充电电阻的第一并联电路以及在第二电位汇流排中的预充电电阻和开关的第二并联电路，所述第二电位汇流排将整流器装置的第二电位与第二中间电路电容器连接起来。在这样的实施方式中，所述整流器装置三相地构成、即构造有三个单个的相接头并且优选也构造有中性导体接头。所述整流器装置也能够在没有中性导体接头的情况下来设置，然而其中优选所述中间点与车辆充电电路的中性导体接头连接。
在前述实施方式中，所述两个中间电路电容器通过连接点直接相互连接。然而，另一种实施方式规定，这些中间电路电容器通过配置电路来相互连接。这个配置电路优选也与车辆充电电路的中性导体接头相连接，所述车辆充电电路尤其也能够与整流器装置的可选的中性导体接头相连接。所述配置电路将中间电路电容器彼此连接起来并且被设立用于进行中间电路电容器的可选择的并联或串联连接。对于其它实施方式和变型方案来说，也适用的是，所述配置电路例如能够具有两个转换开关和两个二极管，所述转换开关和二极管通过二极管连接点来相互串联连接。这个二极管连接点与车辆充电电路的中性导体接头相连接并且也可选与整流器装置相连接。所述转换开关选择性地在跨接二极管的情况下将中间电路电容器直接且串联地彼此连接起来或者将两个中间电路电容器与整流器装置的电位连接起来，使得所述两个电容器彼此并联并且两个电容器并联地被连接到整流器装置的两个电位上。
如果设置了配置电路，那么优选所述整流器装置也三相地构成。如果设置了多个中间电路电容器，那么所述整流器装置就能够三相地构成。能够设置控制装置，该控制装置能够选择性地在单相的运行状态下或在三相的运行状态下操控整流器装置，其中这个控制装置优选也与配置电路相连接。在单相的运行状态下所述控制装置优选操控配置电路，以便将电容器并联地彼此连接起来，并且在整流器装置的三相状态中所述控制装置操控配置电路，以便将中间电路电容器串联地彼此连接起来。由此，与单相运行相比，在随之带来整流器装置的更高的输出直流电压的三相运行中产生用于各个中间电路电容器的分别一半的输出电压，而在单相运行中通过并联电路两个电容器的电容相加并且就这样所述整流器装置的经整流的电压的、与三相运行相比更高的纹波能够更好地被平滑。在串联运行中两个中间电路电容器仅仅获得一半的输出电压，由此能够根据更低的额定电压来设计所述中间电路电容器或者能够在电容器的额定电压设计相同的情况下使用更高的输入电压。
由此描述了所述第一种变型方案的第一种实施方式，其仅仅具有唯一的预充电/放电电路和唯一的中间电路电容器，其中所述整流器装置优选单相地构成。所述第一种变型方案的第二种和第三种实施方式设置了多个预充电/放电电路以及多个中间电路电容器以及电容器的直接的串联，而所述第一种变型方案的第三种实施方式则设置了中间电路电容器的经由配置电路的连接，所述配置电路能够可选择地实现中间电路电容器的串联或并联。
第二种变型方案规定，所述车辆充电电路的预充电/放电电路除了第一转换开关之外还具有第二转换开关。在第一转换开关的第一开关位置中，所述第二转换开关不与第一转换开关相连接。在第一转换开关的第二位置中，所述第一转换开关将中间电路电容器的第一极与第二转换开关连接起来。所述第二转换开关被设立用于：在第一位置中通过预充电电阻将第一转换开关与整流器装置的第一电位连接起来，并且在第二位置中通过放电电阻将第一转换开关与中间电路电容器的第二极连接起来。换言之，设置了放电电阻以及作为另一电阻的预充电电阻，其中所述第二转换开关用于将第一转换开关可选择地与预充电电阻或放电电阻连接起来。因此，借助于所述第二转换开关能够在放电模式与预充电模式之间选择。在此，所述第一转换开关用于选择是否应该在整流器装置或中间电路电容器之间存在直接连接，或者是否应该进行预充电或放电，并且因此所述中间电路电容器通过第二转换开关与所述两个所提到的电阻之一相连接，并且因此在中间电路电容器与整流器装置的第一电位之间不存在直接的、无电阻构件的连接。在这种变型方案中并且在所有的具有与放电电阻分开的预充电电阻的变型方案中，所述放电电阻能够被设计用于比预充电电阻高的功率。这实现了快速的放电，所述快速的放电对安全来说是特别重要的，而所述预充电电阻则能够以较小的额定功率或最大功率来设计并且由此能够以节约成本的方式来构造。
这种(第二种)变型方案的第一种实施方式规定，设置了仅仅一个预充电/放电电路并且也设置了仅仅一个中间电路电容器。在这种情况下，所述整流器装置优选单相地构成。如果设置了直流电压转换器，则优选存在仅仅一个被连接在所述唯一的中间电路电容器之后的直流电压转换器。下面描述该第二种变型方案的实施方式，其中设置了多个中间电路电容器和多个预充电/放电电路。
所述第二种变型方案的第一种实施方式设置了多个串联连接的中间电路电容器。尤其设置了两个通过连接点彼此连接的中间电路电容器，所述连接点尤其能够与车辆充电电路的中性导体接头相连接。这个接头也能够可选地与整流器装置的中性导体接头相连接。所述两个预充电/放电电路(和这两个中间电路电容器)配属于整流器装置的不同电位。所述预充电/放电电路中的第一预充电/放电电路被连接在整流器装置的第一电位与中间电路电容器中的第一中间电路电容器之间。所述预充电/放电电路中的第二预充电/放电电路优选被连接在整流器装置的第二电位与中间电路电容器中的第二中间电路电容器之间。所述第一电位优选是整流器装置或者整流器装置的直流电压侧的正电位(＝正电位)，并且所述第二电位是整流器装置或整流器装置的直流电压侧的负电位(＝负电位)。所述两个预充电/充电电路的放电电阻尤其通过中间点来相互连接。所述两个预充电电阻将预充电/放电电路的相应的第二转换开关与整流器装置的不同电位连接起来。所述车辆充电电路配备有预充电/放电电路和中间电路电容器，所述中间电路电容器相对于中性导体接头或者中间电路电容器之间的连接点对称地被连接。对于多个中间电路电容器来说，这些中间电路电容器优选具有相同的容量并且优选也被设计用于相同的电压。
在所述第二种变型方案的前面所描述的第二种实施方式设置了中间电路电容器的固定连接、也就是说串联连接之后，接下来描述所述第二种变型方案的第三种实施方式，其中设置了配置电路。
在所述第二种变型方案的第三种实施方式中，设置了配置电路，通过该配置电路所述两个中间电路电容器相互连接。所述配置电路被设立用于将中间电路电容器可选择地并联或串联连接起来。尤其存在所述车辆充电电路的中性导体接头。它优选与所述配置电路相连接。所述配置电路在此能够相应于前面所描述的配置电路。
像在所述第二种变型方案的第二种实施方式中那样，在所述第二种变型方案的第三种实施方式中，所述预充电/放电电路中的第一预充电/放电电路被连接在整流器装置的第一电位与中间电路电容器中的第一中间电路电容器之间。所述预充电/放电电路中的第二预充电/放电电路被连接在所述整流器装置的第二电位与所述中间电路电容器中的第二中间电路电容器之间。所述两个预充电/放电电路的放电电阻通过配置电路来彼此连接。这通过以下方式来产生，即：所述中间电路电容器通过配置电路来彼此连接并且相应的预充电/放电电路并联地被连接到相应的中间电路电容器上。所述两个预充电电阻将预充电/放电电路的相应的第二转换开关与整流器装置的不同电位连接起来。
在第三种实施方式中，所述整流器装置尤其被设计用于单相的和三相的运行，其中在单相的运行中所述配置电路设置并联连接并且在三相运行中设置串联连接。
第三种变型方案规定，所述预充电/放电电路或者每个预充电/放电电路具有第二转换开关，该第二转换开关通过放电电阻与第一转换开关相连接。在此，所述第二转换开关将放电电阻选择性地与整流器装置连接起来以用于预充电或者与中间电路电容器连接起来以用于给该中间电路电容器放电。像在所述第二种变型方案中那样，所述第一转换开关在此被设置用于：选择性地或是设置一方面中间电路电容器与另一方面整流器装置之间的直接连接、或是设置经由第二转换开关的预充电或放电路径。在此，所述第二转换开关用于选择，同一个电阻是与整流器装置相连接还是与中间电路电容器相连接。在此，所述(至少一条)预充电/放电电路除了第一转换开关之外还具有第二转换开关。所述第一转换开关被设立用于在第二位置中通过放电电阻将中间电路电容器的第一极与第二转换开关连接起来，所述第二转换开关与中间电路电容器的第二极相连接。所述第二转换开关被设立用于在第一位置中将放电电阻与整流器装置的第一电位连接起来。
由此，所述放电电阻获得预充电的附加功能，其中如所提及的那样所述第二转换开关用于设定放电或预充电的功能。在第二位置中，所述第二转换开关将第一转换开关通过放电电阻与中间电路电容器的第二极连接起来。由此产生用于所述中间电路电容器的放电功能。这也能够由于双重功能而由预充电/放电电阻来产生。如果所述整流器装置仅仅单相地构成，则优选也设置仅仅一个预充电/放电电路并且所述(唯一的)中间电路电容器并联被连接到整流器装置的两个电位上。
在另外的实施方式中，所述车辆充电电路配备有多个或者两个预充电/放电电路，其中在这些实施方式中所述整流器装置优选被构造用于进行三相运行(必要时除了单相运行模式之外)。
因此，所述第三种变型方案的第二种实施方式规定，存在两个预充电/放电电路以及两个中间电路电容器。所述中间电路电容器通过中间点来相互连接。这个中间点能够与车辆充电电路的中性导体接头相连接。所述预充电/放电电路中的第一预充电/放电电路被连接在整流器装置的第一电位与中间电路电容器中的第一中间电路电容器之间。所述预充电/放电电路中的第二预充电/放电电路连接在整流器装置的第二电位与中间电路电容器中的第二中间电路电容器之间。所述两个预充电/放电电路的第二转换开关通过中间点来相互连接。这通过以下事实来产生，即：所述中间电路电容器也通过中间点来彼此连接并且相应的预充电/放电电路并联地被连接到所属的中间电路电容器上。
所述两个第一转换开关将相关的预充电/放电电路的相应的放电电阻与整流器装置的不同电位连接起来。在此，与单相的实施方式或具有仅仅一个预充电/放电电路和仅仅一个中间电路电容器的车辆充电电路相比，在两个电位汇流排中分别设置了一个预充电/放电电路，其中所述电位汇流排将中间电路电容器与整流器装置连接起来。
所述第三种变型方案的第三种实施方式不是在中间电路电容器之间设置刚性的串联连接，而是设置经由配置电路的连接。所述配置电路被设立用于可选择地将中间电路电容器并联地或串联地连接起来。可选的中性导体接头与所述配置电路相连接。在这里，如果所述整流器装置单相地工作(处于单相的运行中)，所述配置电路也优选被设定用于将中间电路电容器并联连接起来，并且如果设置了所述整流器装置的三相的运行，所述配置电路就设置电容器之间的串联连接。
按照所述第三种变型方案的实施方式允许使用同一个电阻来产生放电和充电的功能。这尤其是可能的，因为放电阶段和预充电阶段通常不是紧挨着且比较频繁地彼此相继，因而所述电阻在相应的设计中不会过热。
这里所提到的电阻优选是PTC电阻并且由于它们的取决于温度的电阻值而具有过热保护。如果出现故障，所述PTC电阻器将发热，由此电阻值提高并且所述PTC电阻将实现电断开。在可能处于几分钟的范围内的冷却时间的期间，能够消除故障原因。在冷却时间的期间，例如通过整流器装置与电路的交流电充电接头的断开或者通过充电站或者充电站的能量源与车辆之间的车辆外部的连接的断开，能够使所述充电站电断开。
此外，所述车辆充电电路能够被构造用于执行以下用于安全性的功能中的至少一个功能。尤其所述车辆充电电路为此而包括监控单元，该监控单元被设立用于实现以下功能中的至少一个功能。
尤其所述监控单元的第一功能是，例如借助于相应所连接的电压检测装置来监控至少一个中间电路电容器上的电压，其中，如果预先给定的电压极限被所述中间电路电容器上的所检测到的电压超过，那就(尤其由所述监控单元)发出故障信号。在此，所述电压极限能够反映至少一个中间电路电容器的设计、必要时包括安全界限。
尤其所述监控单元的第二功能是，监控由放电电阻所消耗的功率并且从所述功率中形成所述放电电阻的通过该功率产生的温度升高，并且如果所述温度升高超过极限，那就发出故障信号。该功能的一种变型方案是，根据功率、必要时关于所属的时间段的持续时间来确定温度升高。如果所述温度升高超过极限、如果由所述温度升高推导出的温度超过能够以放电电阻的温度设计为指导并且必要时考虑到放电电阻的环境温度的极限或者如果所述温度升高在预先给定的持续时间之内超过预先给定的极限，那就能够发出故障信号。
尤其所述监控单元的第三功能是，查明所述至少一个中间电路电容器是否无法完全放电或者在预先给定的时间段之内无法完全放电。所述车辆充电电路以及尤其所述监控单元被设立用于：如果是这种情况，就重新给所述至少一个中间电路电容器充电。
尤其所述监控单元的第四功能是，如果完全放电所要求的时间长于预先给定的时间段，那就输出故障信号。
以预先给定的能量差进行的放电、例如以所述至少一个中间电路电容器的标称总容量的80％或90％或95％为幅度进行的放电被称为完全放电。作为替代方案，直到低于安全极限的电压值或其之下、比如直到低于60V、40V、20V或5V的电压值或其之下的放电被称为完全放电。
在这些功能中，一个、多个或全部功能在所述车辆充电电路中得到实现、特别是基本上在所述监控单元中得到实现。所述监控单元能够与控制装置集成在一起或者通过相同的硬件来实现或者与所述控制装置(直接或间接地)处于数据交换之中。可能的是，这些功能一般在车辆充电电路中、例如以监控单元的形式来实现，所述车辆充电电路具有至少一个中间电路电容器和至少一个放电电阻并且所述车辆充电电路不一定具有这里所描述的实施方式的特征。
附图说明
在图1至8中示例性地示出了车辆充电电路，其应当用于理解这里所描述的实现可行方案、变型方案和实施方式。
具体实施方式
图1至3示出了用于第一种变型方案的示例，其中图1示出了具有单个预充电/放电电路的车辆充电电路。图2和3示出了具有多个预充电/放电电路的实施方式，其中在图2中所属的中间电路电容器直接相连接并且在图3中所述中间电路电容器通过配置电路来彼此连接。
在图8、5和4中示出了能够配属于第二种变型方案的其他示例，其中图8示出了具有单个预充电/放电电路的车辆充电电路，而图5和4则示出了具有多个预充电/放电电路的示例性的充电电路。在此，在图5中所述中间电路电容器直接相互连接，而在图4中所述中间电路电容器则借助于配置电路来连接。
图6和7用于解释能够配属于第三种变型方案的实施方式。在图6和7中示出了具有多个中间电路电容器的车辆充电电路。在图6中这些中间电路电容器通过配置电路来彼此连接，并且在图7中所述中间电路电容器直接彼此连接。
用相同的附图标记表示的组件是可比较的并且尤其相同类型地制成。用箭头r和g示出了电流流动，其中用g示出了预充电电流流动并且用r示出了放电电流流动。这些箭头用于解释预充电/放电功能。
在一些图中示出了直流电压转换器W，其被连接在中间电路电容器之后。该直流电压转换器是可选的并且也能够在未明确示出转换器的附图的实施方式中存在。代替直流电压转换器W，也能够设置蓄电池接头或车载电网分支接头，它们用于连接到蓄电池上或(必要时具有蓄电池的)车载电网分支上。
图1示出了具有整流器装置的车辆充电电路，所述整流器装置被构造为功率因数校正滤波器(power factor correction)PFC。所述整流器装置PFC单相地构成(“1ph”)并且具有第一相输入端L1和中性导体输入端N。在使用两个相来给整流器装置PFC供电时，也能够将第二相信号L2加载到下输入端上。所述输入端L1或者L2/N因此是交流电压输入端。在所述整流器装置的与此对立的一侧上存在具有第一电位+和第二电位-的直流电压侧。通过要进一步详细解释的预充电/放电电路连接了中间电路电容器C，该中间电路电容器又连接了电流分开的直流电压转换器W。所述直流电压转换器W的背离中间电路电容器C的一侧具有两个直流电压接头HV+、HV-。
在图1中存在(第一)转换开关S2，该转换开关将中间电路电容器C的第一极+选择性地与放电电阻PTC2连接起来或与由开关S1和预充电电阻PTC1构成的并联电路连接起来。在未被操控的状态中，所述第一转换开关S2处于位置NC中并且将中间电路电容器C的第一极+与放电电阻PTC2连接起来。为了进行直接充电，所述转换开关S2处于第一电路LO中并且将中间电路电容器C的第一极+与预充电电阻PTC1和第一开关S1连接起来。如果所述开关S1断开、即在位置NC中，则能够实施预充电。如果所述开关S1闭合、即在位置NO中，则所述预充电电阻PTC1被跨接并且所述整流器装置PFC或者其第一电位+经由开关S1和转换开关S2直接与中间电路电容器C相连接。在放电时，所述转换开关S2处于第二位置中，其中在这个位置中所述整流器装置PFC的第一电位+通过转换开关S2与中间电路电容器C的第一极+分开。因此，在错误地操控时从所述整流器装置PFC开始穿过放电电阻PTC2的持续的电流流动被排除。
图1是单相的车辆充电电路，其中典型地在所述中间电路电容器C上出现400伏的电压。其他实施方式(图2至7)示出了三相结构，其中在所述整流器装置PFC的电位+、-上存在更高的电压。
图2示出了具有三相的整流器装置的多相的车辆充电电路(三相)，所述整流器装置具有三个相接头L1至L3和一个中性导体接头N。所述中性导体接头是可选的并且因此设有星形并且出于这个原因通过虚线与放电电路相连接。
图2的电路具有两个放电电路，其中这些放电电路与两个中间电路电容器C1和C2之间的连接点对称地构建。因此，在每个电位汇流排+、-中(被连接到相关的电位上)设置了预充电/放电电路，用所述电位汇流排所述整流器装置PFC与中间电路电容器C1、C2相连接。两个预充电/放电电路分别如在图1所示的预充电/放电电路那样来构建。所述中间电路电容器C1、C2通过连接点来相互连接。与图1的一同处于第一转换开关S2与第二电位之间的放电电阻PTC2相对地，图2的放电电阻PTC2被连接在相应的第一转换开关S2与中间电路电容器C1、C2之间的连接点之间。所述中间点的电位因此取代在图1中所述放电电阻直接与之连接的电位。
另外，在图2中所述连接点与中性导体接头N相连接。由于多相性，所述整流器装置PFC(三相、3ph)在两个电位+、-处产生较高的输出电压，从而在所述串联连接的中间电路电容器C1、C2中的每一个处能够下降400伏的电压。
如果所述开关S1断开并且所述转换开关S2处于位置NO中，则通过所述电阻PTC1来导引预充电电流。为了进行随后的充电，所述开关S 1闭合(位置NC)并且所述转换开关S2处于位置NO中。由此产生所述整流器装置PFC与所述中间电路电容器C1、C2之间的直接连接。
尤其不具有明显降低电流流动的电阻构件的连接被称为直接连接。分流电阻(大约具有<1欧姆或<10毫欧姆的数值)不属于这种表述。
图3示出了与图2的电路相类似的电路。与图2不同，所述中间电路电容器C1、C2不是直接地、而是通过配置电路来彼此连接。在所示出的示例中，所述配置电路具有两个二极管D的串联电路，所述二极管的连接点与中性导体N相连接。这允许将不对称的三相电流分量导出至中性导体。所述配置电路还具有两个开关S3。对于每个开关S3来说，适用的是，该开关被连接到中间电路电容器C1、C2之一的、不直接与转换开关S2之一相连接的极上。所述转换开关S3中的每一个能够选择性地将这个极与整流器装置的对置的电位+、-连接起来(在中间电路电容器的并联电路中)或者能够如所示出的那样将中间电路电容器C1、C2的两个所提到的极在绕开二极管N的情况下彼此连接起来。然而一般也能够设想其他的配置电路、例如具有两个第一开关和一个第三开关的配置电路，其中所述第一开关将两个中间电路电容器并联连接到电位+、-上，并且所述第三开关在闭合状态下将两个中间电路电容器串联地连接起来。代替所提到的开关，也能够使用二极管。所示出的实施方式规定，所述配置电路将中间电路电容器与整流器装置PFC的电位+、-连接起来(并且不与中间电路电容器的以下电位相连接，所述第一转换开关S2的相应的中间接头被连接到所述电位上)。
图4和5示出了预充电/放电电路的另一种(第二)变型方案，其中第一转换开关将第一电位(必要时也将第二电位)与中间电路电容器或者多个中间电路电容器的所属的中间电路电容器连接起来。所属的中间电路电容器能够通过第一转换开关(在这里：S1)根据第一位置NO选择性地与所属的第一电位+(或也与第二电位-)相连接并且在第二位置NC中与第二转换开关S2相连接。每个预充电/放电电路的第二转换开关S2将第一转换开关S1选择性地通过预充电电阻PTC1根据位置NO与整流器装置的电位连接起来，所述第一转换开关S1也被连接到该电位上，或者在位置NC中与放电电阻PTC2连接起来，该放电电阻通往与整流器装置的和转换开关S1直接连接的电位相对立的电位。这可以借助于图8的单相结构清楚地看出。
在图4和5中分别示出了使用在图8中所示出的原理的示例性的充电电路。图8在此示出了具有仅仅一个预充电/放电电路和一个中间电路电容器C的充电电路，而图4和5则示出了对称的电源，其中所示出的车辆充电电路具有两个预充电/放电电路和两个中间电路电容器C1、C2。在图8中所示出的原理是，从整流器装置PFC开始经由第一转换开关S1来连接中间电路电容器C。在图8中，所述整流器装置PFC仅仅单相地(“1ph”)示出并且具有中性导体输入端N以及相输入端，这与图4和5的被构造用于进行三相运行(“3ph”)的整流器装置形成对照。在转换开关S1的第一位置NO中，所述中间电路电容器C直接被连接到整流器装置PFC的两个电位+、-上。在第一转换开关S1的第二位置NC中，所述中间电路电容器通过第一转换开关S1与第二转换开关S2相连接，该第二转换开关在第一位置NO中通过预充电电阻PTC1将第一转换开关S1与整流器装置的第一电位连接起来并且在第二位置NC中通过放电电阻将第一转换开关S1与中间电路电容器C的第二极连接起来。在此，通过第二转换开关S2，所述电容器C的第一极在位置NC中通过放电电阻PTC2与中间电路电容器的第二极相连接。产生放电电流路径r。如果所述中间电路电容器的第一极通过第一转换开关(位置NC)和第二转换开关(位置NO)经由预充电电阻PTC1与整流器装置的第一极相连接，则产生所述预充电电流路径g。如果所述第一转换开关S1处于位置NO中，那么所述电阻PTC1以及所述第二转换开关也被跨接并且产生从所述整流器装置PFC至所述中间电路电容器C的直接路径。
这在图4中运用在两个预充电/放电电路。在图4中所述中间电路电容器C1、C2通过配置电路来彼此连接。所述配置电路具有两个二极管D和两个转换开关S3，它们共同被设立用于选择性地将中间电路电容器C1、C2彼此并联或串联连接。如果在图4中所述第一转换开关S1处于位置NO中，则产生所述整流器装置PFC和中间电路电容器C1、C2(它们通过配置电路来相互连接)之间的直接连接。如果所述第一转换开关S1处于开关位置NC中，则能够通过所述第二转换开关S2来选择，所述中间电路电容器的第一极(对C1来说这是+并且对C2来说这由于对称性而是负极-)通过第一转换开关是与预充电电阻PTC1还是与放电电阻PTC2相连接。只要所述转换开关S2处于位置NC中，那就通过电阻PTC2将相应的中间电路电容器C1、C2的第一极(参见C1处的附图标记+)与第二极(参见用于C2的附图标记+)连接起来。在第二转换开关S2的位置NO中，产生所述中间电路电容器C1、C2的第一极与整流器装置PFC的相应的电位+、-的连接，相应的预充电/放电电路被连接到所述整流器装置上。
中性导体接头N被连接到两个二极管D之间的连接点和转换开关S2的连接点上，其中这些连接点彼此连接。可选能够在所述连接点上或者在所示出的接头N上连接所述整流器装置PFC的中性导体，其中这通过虚线勾画出来。在图4中用附图标记r示出了用于放电的电流路径并且用附图标记g示出了经由电阻PTC1的示例性的预充电路径。
图5示出了具有两个预充电/放电电路的车辆放电电路的另一种示例，所述两个预充电/放电电路分别根据图8的预充电/放电电路的原理或者按照图4的原理来工作。在这里也设置了两个中间电路电容器C1、C2，然而所述中间电路电容器与图4相比照而直接相互连接。相关的连接点与中性导体N相连接。在这里，所述中间电路电容器C1、C2之间的连接点也能够可选地与整流器装置(或者车辆充电电路)的中性导体N相连接。在其余方面，所述放电电路相应于图4的放电电路。在这里也示出了放电路径r以及预充电路径g。
在例如在图4、5和8中示例性示出的实施方式中，可能的是，仅仅所述第一转换开关S1被设计用于承载充电电流(也就是说在充电时出现的负载电流)。因为所述转换开关S2或是仅仅必须导引预充电电流或是仅仅必须导引放电电流，所以这些转换开关S2能够以小的电流负载能力来设计。由此，所述开关S1以比第二转换开关S2的电流负载能力A2高的电流负载能力A1来设计。例如，比如关于图4、5和8的示例，所述至少一个第一转换开关能够以额定电流负载能力A1或最大电流负载能力来设计，所述额定电流负载能力或最大电流负载能力是所述第二转换开关S2的额定电流负载能力或最大电流负载能力A2的两倍大或者至少比其大了4倍、10倍或20倍。
最后，借助于图6和7来解释另外的示例性的实施方式，所述实施方式遵循第三种变型方案。如果在图6和7中仅仅考虑所述两个预充电/放电电路中的其中一个，那么比如在那里相应的中间电路电容器C1或C2就通过第一转换开关S1与整流器装置的第一电位+或-相连接。这涉及所述第一转换开关S1的第一位置NO。在转换开关S1的第二位置NC中，所述中间电路电容器的第一极(该第一极在S1的开关位置NO中与整流器装置相连接)与电阻PTC相连接，该电阻又通向第二转换开关S2。借助于第二转换开关，所述电阻PTC能够根据期望预充电还是期望放电而或是与整流器装置PFC相连接或是与中间电路电容器C1、C2相连接。在这里，所述第二转换开关S2也能够以比第一转换开关S1小的电流负载能力来设计，因为这个转换开关S2仅仅必须导引预充电电流和放电电流、但不必导引充电电流(即充电过程或回馈过程的负载电流)。此外要注意，仅仅需要一个电阻PTC，该电阻PTC根据转换开关S2的开关位置是具有预充电功能的电阻或者是具有放电功能的电阻。
在图6中示出了这些预充电/放电电路中的两个预充电/充电电路，其中各一个预充电/放电电路存在于汇流排+或者-中，其中所述汇流排是整流器装置与中间电路电容器C1、C2之间的连接。所述配置电路已经在上面得到描述，借助于该配置电路在图6中所述中间电路电容器C1、C2能够彼此并联或串联连接。总之，像其他配置电路一样，图6的配置电路具有两个串联连接的二极管D，其中相关的连接点与中性导体接头N相连接，而所述两个转换开关S3则如此建立可选择的连接，使得所述电容器C1、C2或是并联地或是串联地彼此连接。在串联连接时，所述转换开关S3短接二极管D或者跨接二极管。所示出的中性导体接头N与整流器装置PFC的中性导体接头的连接可选是可能的，其中这适用于图6以及图7。
图7示出了可比较的车辆充电电路，然而其中与图6相比不是配置电路、而是直接连接将所述两个中间电路电容器C1、C2彼此连接起来。此外，如在图6中一样在图7中也产生所期望的放电路径r以及所期望的预充电路径g。

Claims (14)

1.一种车辆充电电路，具有整流器装置(PFC)、至少一个中间电路电容器(C；C1、C2)和至少一个预充电/放电电路，其中所述整流器装置(PFC)通过所述预充电/放电电路与所述中间电路电容器(C；C1、C2)相连接，其中所述预充电/放电电路具有至少一个第一转换开关(S1；S2)，所述第一转换开关被设立用于：在第一位置(NO)中将所述中间电路电容器(C；C1、C2)的第一极(+)与所述整流器装置(PFC)的第一电位(+)连接起来并且在第二位置(NC)中通过放电电阻(PTC、PTC1、PTC2)将所述中间电路电容器(C；C1、C2)的第一极(+)与所述中间电路电容器(C；C1、C2)的第二极连接起来，其中所述转换开关(S1；S2)被设立为在无操控的状态中占据第二开关位置(NC)。
2.根据权利要求1所述的车辆充电电路，其中所述第一转换开关被构造为机电的转换开关，所述机电的转换开关具有中间接头，所述中间接头与所述中间电路电容器(C；C1、C2)相连接，并且所述中间接头能够选择性地与所述转换开关的第一触头或第二触头相连接，其中所述放电电阻直接或间接地与所述第一触头相连接，并且所述第二触头直接或间接地与所述整流器装置相连接，并且在所述转换开关的无操控的状态下所述中间接头与所述第二触头(NC)相连接。
3.根据权利要求1或2所述的车辆充电电路，其中在所述中间电路电容器(C；C1、C2)之后连接所述车辆充电电路的直流电压转换器(W)。
4.根据权利要求1、2或3所述的车辆充电电路，其中所述整流器装置(PFC)被构造为有源整流器或被构造为功率因数校正滤波器。
5.根据前述权利要求中任一项所述的车辆充电电路，其中所述预充电/放电电路具有预充电电阻和作为常闭触点或常开触点来构成的开关(S1)，所述开关与所述预充电电阻并联连接，并且所述第一转换开关(S2)通过由预充电电阻和开关(S1)构成的并联电路与所述整流器装置(PFC)的第一电位(+)相连接。
6.根据权利要求5所述的车辆充电电路，所述车辆充电电路还具有中性导体接头(N)以及所述预充电/放电电路中的两个预充电/放电电路和所述中间电路电容器中的两个中间电路电容器(C1、C2)，其中所述中间电路电容器(C1、C2)通过与所述中性导体接头(N)连接的中间点来彼此连接，其中所述预充电/放电电路中的第一预充电/放电电路被连接在所述整流器装置(PFC)的第一电位(+)与所述中间电路电容器中的第一中间电路电容器(C1)之间，并且所述预充电/放电电路中的第二预充电/放电电路被连接在所述整流器装置(PFC)的第二电位(-)与所述中间电路电容器中的第二中间电路电容器(C1)之间，其中所述两个预充电/放电电路的放电电阻(PTC2)通过所述中间点来彼此连接，并且所述预充电/放电电路的两个预充电电阻(PTC1)和与其并联的开关(S1)与所述整流器装置(PFC)的不同电位(+、-)相连接。
7.根据权利要求5所述的车辆充电电路，所述车辆充电电路还具有中性导体接头(N)以及所述预充电/放电电路中的两个预充电/放电电路和所述中间电路电容器中的两个中间电路电容器(C1、C2)，其中所述中间电路电容器(C1、C2)通过配置电路(S3、D)来彼此连接，所述配置电路被设立用于所述中间电路电容器(C1、C2)的能选择的并联或串联连接并且所述配置电路与所述中性导体接头(N)相连接，其中所述预充电/放电电路中的第一预充电/放电电路被连接在所述整流器装置(PFC)的第一电位(+)与所述中间电路电容器中的第一中间电路电容器(C1)之间，并且所述预充电/放电电路中的第二预充电/放电电路被连接在所述整流器装置(PFC)的第二电位(-)与所述中间电路电容器中的第二中间电路电容器(C1)之间，其中所述两个预充电/放电电路的放电电阻(PTC2)通过所述配置电路(S3、D)来彼此连接，并且所述预充电/放电电路的两个预充电电阻(PTC1)和与其并联的开关(S1)与所述整流器装置(PFC)的不同电位(+、-)相连接。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的车辆充电电路，其中所述预充电/放电电路除了所述第一转换开关(S1)之外还具有第二转换开关(S2)，其中所述第一转换开关(S1)被设立用于：在所述第二位置(NC)中将所述中间电路电容器(C)的第一极(+)经由所述第二转换开关(S2)及所述放电电阻(PTC2)与所述中间电路电容器(C；C1、C2)的第二极连接起来，其中所述第二转换开关(S2)被设立用于：在第一位置(NO)中将所述第一转换开关(S1)经由所述预充电/放电电路的预充电电阻(PTC1)与所述整流器装置(PFC)的第一电位(+)连接起来并且在第二位置(NC)中将所述第一转换开关(S1)经由所述放电电阻(PTC2)与所述中间电路电容器(C；C1、C2)的第二极连接起来。
9.根据权利要求8所述的车辆充电电路，所述车辆充电电路还具有中性导体接头(N)以及所述预充电/放电电路中的两个预充电/放电电路和所述中间电路电容器中的两个中间电路电容器(C1、C2)，其中所述中间电路电容器(C1、C2)通过与所述中性导体接头(N)连接的中间点来彼此连接，其中所述预充电/放电电路中的第一预充电/放电电路被连接在所述整流器装置(PFC)的第一电位(+)与所述中间电路电容器中的第一中间电路电容器(C1)之间，并且所述预充电/放电电路中的第二预充电/放电电路被连接在所述整流器装置(PFC)的第二电位(-)与所述中间电路电容器中的第二中间电路电容器(C2)之间，其中所述两个预充电/放电电路的放电电阻(PTC2)通过所述中间点来彼此连接，并且所述两个预充电电阻(PTC1)将所述预充电/放电电路的相应的第二转换开关(S2)与所述整流器装置(PFC)的不同电位(+、-)连接起来。
10.根据权利要求8所述的车辆充电电路，所述车辆充电电路还具有中性导体接头(N)以及所述预充电/放电电路中的两个预充电/放电电路和所述中间电路电容器中的两个中间电路电容器(C1、C2)，其中所述中间电路电容器(C1、C2)通过配置电路来彼此连接，所述配置电路被设立用于所述中间电路电容器(C1、C2)的能选择的并联或串联，并且所述配置电路与所述中性导体接头(N)相连接，其中所述预充电/放电电路中的第一预充电/放电电路被连接在所述整流器装置(PFC)的第一电位(+)与所述中间电路电容器中的第一中间电路电容器(C1)之间，并且所述预充电/放电电路中的第二预充电/放电电路被连接在所述整流器装置(PFC)的第二电位(-)与所述中间电路电容器中的第二中间电路电容器(C2)之间，其中所述两个预充电/放电电路的放电电阻(PTC2)通过所述配置电路(S3、D)来彼此连接，并且所述两个预充电电阻(PTC1)将所述预充电/放电电路的相应的第二转换开关(S2)与所述整流器装置(PFC)的不同电位(+、-)连接起来。
11.根据权利要求1-4中任一项所述的车辆充电电路，其中所述预充电/放电电路除了所述第一转换开关(S1)之外还具有第二转换开关(S2)，其中所述第一转换开关(S1)被设立用于在所述第二位置(NC)中将所述中间电路电容器(C)的第一极(+)经由所述放电电阻(PTC2)与所述第二转换开关(S2)相连接，所述第二转换开关与所述中间电路电容器(C；C1、C2)的第二极相连接，其中所述第二转换开关(S2)被设立用于：在第一位置(NO)中将所述放电电阻(PTC)与所述整流器装置(PFC)的第一电位(+)连接起来，由此所述放电电阻获得所述预充电的附加功能；并且在第二位置(NC)中将所述第一转换开关(S1)经由所述放电电阻(PTC)与所述中间电路电容器(C)的第二极连接起来，以便给所述中间电路电容器(C)放电。
12.根据权利要求11所述的车辆充电电路，所述车辆充电电路还具有中性导体接头(N)以及所述预充电/放电电路中的两个预充电/放电电路和所述中间电路电容器中的两个中间电路电容器(C1、C2)，其中所述中间电路电容器(C1、C2)通过与所述中性导体接头(N)连接的中间点来彼此连接，其中所述预充电/放电电路中的第一预充电/放电电路被连接在所述整流器装置(PFC)的第一电位(+)与所述中间电路电容器中的第一中间电路电容器(C1)之间，并且所述预充电/放电电路中的第二预充电/放电电路被连接在所述整流器装置(PFC)的第二电位(-)与所述中间电路电容器中的第二中间电路电容器(C2)之间，其中所述两个预充电/放电电路的第二转换开关(S2)通过所述中间点来彼此连接，并且所述两个第一转换开关(S1)将所述预充电/放电电路的相应的放电电阻(PTC)与所述整流器装置(PFC)的不同电位(+、-)连接起来。
13.根据权利要求11所述的车辆充电电路，所述车辆充电电路还具有中性导体接头(N)以及所述预充电/放电电路中的两个预充电/放电电路和所述中间电路电容器中的两个中间电路电容器(C1、C2)，其中所述中间电路电容器(C1、C2)通过配置电路来彼此连接，所述配置电路被设立用于所述中间电路电容器(C1、C2)的能选择的并联或串联，并且所述配置电路与所述中性导体接头(N)相连接，其中所述预充电/放电电路中的第一预充电/放电电路被连接在所述整流器装置(PFC)的第一电位(+)与所述中间电路电容器中的第一中间电路电容器(C1)之间，并且所述预充电/放电电路中的第二预充电/放电电路被连接在所述整流器装置(PFC)的第二电位(-)与所述中间电路电容器中的第二中间电路(C2)之间，其中所述两个预充电/放电电路的第二转换开关(S2)通过所述配置电路来彼此连接，并且所述两个第一转换开关(S1)将所述预充电/放电电路的相应的放电电阻(PTC)与所述整流器装置(PFC)的不同电位(+、-)连接起来。
14.根据前述权利要求中任一项所述的车辆充电电路，所述车辆充电电路还具有监控单元，所述监控单元被设立用于：
(a)监控所述至少一个中间电路电容器(C；C1、C2)上的电压并且在超过预先给定的电压极限时发出故障信号；或者
(b)监控由所述放电电阻消耗的功率并且从所述功率中形成所述放电电阻的通过功率而产生的温度升高并且如果所述温度升高超过极限，则发出故障信号，或者
(c)查明，在预先给定的时间段之内是能否进行所述至少一个中间电路电容器(C；C1、C2)的完全放电，并且如果是这种情况，则给所述至少一个中间电路电容器(C；C1、C2)重新充电；或者
(d)如果完全放电要求的时间长于预先给定的时间段，则输出故障信号。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022210390A1 (de) * 2022-09-30 2024-04-18 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Ladegerät und Verfahren zum Betrieb des Ladegerätes
DE102022210814A1 (de) * 2022-10-13 2024-04-18 Vitesco Technologies GmbH Fahrzeugladeschaltung mit zweistufiger Entladung über Gleichspannungswandler und passive Entladungsschaltung

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006246569A (ja) 2005-03-01 2006-09-14 Mitsubishi Motors Corp 車両の電力制御装置
DE102007047713A1 (de) 2007-10-05 2009-04-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Entladung des Hochspannungsnetzes
JP2010141958A (ja) * 2008-12-09 2010-06-24 Denso Corp 車載電源装置
JP5094797B2 (ja) * 2009-08-07 2012-12-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 直流電源平滑用コンデンサーの放電回路
DE102010015312A1 (de) * 2010-04-17 2011-10-20 Audi Ag Hochvoltsystem für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zur Diagnose eines Hochvoltsystems für ein Kraftfahrzeug
DE102012000840B4 (de) 2011-01-21 2021-03-11 GM Global Technology Operations, LLC (n.d. Ges. d. Staates Delaware) Integration einer aktiven Entladung in Batteriestapel
FR2981524B1 (fr) 2011-10-17 2013-10-25 Schneider Toshiba Inverter Convertisseur de puissance et son circuit de pre-charge
US10351004B1 (en) * 2018-01-03 2019-07-16 Lear Corporation Pre-charging DC link capacitor of on-board charger (OBC) using traction battery
DE102018216233A1 (de) * 2018-09-24 2020-03-26 Continental Automotive Gmbh Ladeschaltung für einen fahrzeugseitigen elektrischen Energiespeicher
DE102018221978A1 (de) * 2018-12-17 2020-06-18 Continental Automotive Gmbh Kombinierte Lade-/Entladeschaltung und Fahrzeugladeschaltung mit einer kombinierten Lade-/Entladeschaltung

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