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Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Ladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die einen höheren Wirkungsgrad aufweist.
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Bei vollständig elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen (BEV) des Standes der Technik und so genannten Plug-In-Hybrid-Kraftfahrzeugen (PHEV) des Standes der Technik werden zum Laden der Hochspannungsbatterie sowohl ein Hochspannungsladegerät als auch ein Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler vorgesehen. Das Ladegerät dient dazu, die Hochspannungsbatterie, die eine Spannung von beispielsweise 400 V aufweist, mittels des Wechselstromnetzes zu laden, das eine Spannung von beispielsweise 110 V oder 220 V, aufweist. Der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler versorgt das Niederspannungs-Bordnetz für die Nebenaggregate, das eine Spannung von 12 V oder 24 V aufweist, indem er Leistung aus dem Hochspannungsnetz, das von der Hochspannungsbatterie gespeist wird, in das Niederspannungs-Bordnetz für die Nebenaggregate mit der Spannung von 12 V oder 24 V leitet. Dabei muss das Spannungsniveau von 400 V auf 12 V oder 24 V gewandelt werden.
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Die Hochspannungsbatterie wird im Stand der Technik geladen, indem zuerst eine aktive Gleichrichtung der Wechselspannung über eine so genannte Formfaktorkorrektur für eine sinusförmige Stromaufnahme aus dem Versorgungsnetz erfolgt. Die elektrische Energie wird dann in einem Zwischenkreis gespeichert. Anschließend erfolgt eine Wechselrichtung durch eine so genannte LLC-Stufe, die mittels eines resonanten Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler durchgeführt werden kann. Dadurch ergibt sich eine rechteckförmige förmige Spannung und ein sinusförmiger Strom mit einer Frequenz von etwa 100 kHz. Anschließend wird diese Spannung mittels eines Transformators galvanisch getrennt und auf das gewünschte Spannungsniveau, in der Regel 400 V, umgesetzt. Anschließend wird die umgesetzte Spannung gleichgerichtet und gefiltert, bevor sie in die Hochspannungsbatterie gespeist wird.
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Das Niederspannungs-Bordnetz der Nebenaggregate mit einer Spannung von 12 V wird gespeist, indem die von der Hochspannungsbatterie entnommene Spannung gefiltert und anschließend mittels einer Vollbrücke wechselgerichtet wird. Anschließend erfolgen eine galvanische Trennung und ein Umsetzen der Hochspannung auf das gewünschte Potenzial von 12 V oder 24 V mittels eines Transformators. Danach wird die umgesetzte Spannung gleichgerichtet. Die umgesetzte Spannung ist mittels eines Trennschalters, der aus Sicherheitsgründen erforderlich ist, vom Niederspannungs-Bordnetz getrennt. Ferner erfolgt eine Filterung der umgesetzten Spannung, bevor diese in das Niederspannungs-Bordnetz eingespeist wird.
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Ladevorrichtungen des Standes der Technik weisen den Nachteil auf, dass eine Vielzahl elektronischer Komponenten verwendet werden muss.
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Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, eine Ladevorrichtung zu schaffen, die zum Laden der Hochspannungsbatterie und zum Versorgen des Niederspannungs-Bordnetzes weniger elektronische Komponenten benötigt.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Ladevorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beanspruchen bevorzugte Ausführungsformen.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Ladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug gelöst, die einen Transformator mit einer ersten Wicklung, einer zweiten Wicklung und einer dritten Wicklung aufweist, die magnetisch miteinander gekoppelt sind. Die erste Wicklung kann mit einer externen Stromversorgung gekoppelt sein, beispielsweise mit dem öffentlichen Stromnetz, das je nach Region eine Spannung von etwa 85 V bis etwa 264 V, vorzugsweise etwa 110 V oder etwa 230 V aufweist. Die zweite Wicklung kann mit einer Traktionsbatterie gekoppelt sein, die dazu ausgebildet ist, einen Antriebsmotor zum Antreiben eines Kraftfahrzeuges zu speisen. Die Traktionsbatterie kann eine Hochspannungsbatterie sein, die beispielsweise eine Spannung von etwa 400 V aufweist. Die Traktionsbatterie kann ein Hochspannungs-Bordnetz speisen. Die dritte Wicklung kann mit einem Niederspannungs-Bordnetz gekoppelt sein, das dazu ausgebildet ist, zumindest ein Nebenaggregat des Kraftfahrzeuges zu speisen. Das Niederspannungs-Bordnetz kann ein Niederspannungsnetz sein, das beispielsweise eine Spannung von 12 V, 24 V oder 48 V aufweist.
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Die erfindungsgemäße Ladevorrichtung weist den Vorteil auf, dass der Transformator sowohl zum Laden der Traktionsbatterie als auch zum Speisen des Niederspannungs-Bordnetzes verwendet werden kann. Folglich kann das Niederspannungs-Bordnetz mit einem hohen Wirkungsgrad von der externen Stromversorgung versorgt werden, während die Traktionsbatterie geladen wird. Zudem kann die Traktionsbatterie über den gleichen Transformator das Niederspannungs-Bordnetz versorgen, falls die externe Stromversorgung abgekoppelt ist. Folglich ist lediglich ein Transformator mit drei Wicklungen erforderlich und nicht zwei Transformatoren mit je zwei Wicklungen wie im Stand der Technik. Dadurch kann die Anzahl der elektronischen Bauteile reduziert werden. Der Wirkungsgrad der Ladevorrichtung erhöht sich, weil ein Teillastbetrieb vermieden wird und beim Laden weniger Bauteile in einer Wirkungskette geschaltet sind. Die Ladevorrichtung umfasst ferner eine Frequenzumrichtereinrichtung, die mit der externen Stromversorgung und mit der ersten Wicklung des Transformators gekoppelt ist. Die externe Stromversorgung weist je nach Region eine Frequenz von 50 Hz oder 60 Hz auf. Ein Transformator, der mit dieser Frequenz betrieben wird, weist lediglich einen niedrigen Wirkungsgrad auf. Die Frequenzumrichtereinrichtung speist den Transformator mit einer Frequenz von etwa 100 kHz, wodurch der Wirkungsgrad des Transformators erhöht wird und einen Transformator mit einem akzeptablen Bauraum und einer akzeptablen Masse verwendet werden kann.
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Die Frequenzumrichtereinrichtung kann eine erste Gleichrichteinrichtung und eine Wechselrichteinrichtung aufweisen. Die erste Gleichrichteinrichtung kann eine Leistungs-Faktor-Korrektureinrichtung aufweisen. Die Wechselrichteinrichtung kann beispielsweise ein resonanter Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler sein. Dem Fachmann sind derartige Bauteile bekannt.
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Die Ladevorrichtung umfasst ferner eine Gleichricht-Wechselricht-Einrichtung, die dazu ausgebildet ist, eine Gleichspannung wechselzurichten und eine Wechselspannung gleichzurichten. Die Gleichricht-Wechselricht-Einrichtung ist mit der zweiten Wicklung des Transformators und mit der Traktionsbatterie gekoppelt. Die Gleichricht-Wechselricht-Einrichtung kann eine Vollbrücke mit einer Phasenschieberansteuerung aufweisen. Die Ladevorrichtung kann eine zweite Gleichrichteinrichtung, die mit der dritten Wicklung gekoppelt ist, und einen Trennschalter aufweisen, der mit der zweiten Gleichrichteinrichtung und dem Niederspannungs-Bordnetz gekoppelt ist. Über die zweite Gleichrichteinrichtung und über den Trennschalter kann das Niederspannungs-Bordnetz versorgt werden, wenn keine externe Stromversorgung an die Ladevorrichtung angelegt wird.
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Die Ladevorrichtung kann ferner eine Abwärtswandlereinrichtung aufweisen, die über die zweite Gleicheinrichtung mit der dritten Wicklung des Transformators gekoppelt ist und die mit dem Niederspannungs-Bordnetz gekoppelt ist. Das Niederspannungs-Bordnetz kann über die zweite Gleichrichteinrichtung und die Abwärtswandlereinrichtung mit Strom versorgt werden, wenn die Ladevorrichtung an die externe Stromversorgung angeschlossen ist.
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Die Ladevorrichtung kann ferner eine Steuerungseinrichtung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, die zuvor genannten Komponenten anzusteuern. In einem ersten Betriebsmodus kann die Steuerungseinrichtung die Frequenzumrichtereinrichtung so schalten, dass Strom von der externen Stromversorgung an die erste Wicklung des Transformators angelegt wird und die Gleichricht-Wechselricht-Einrichtung so ansteuern, dass Strom von der zweiten Wicklung des Transformator gleichgerichtet und der Traktionsbatterie zugeführt wird. In diesem Betriebsmodus wird die Traktionsbatterie mittels der externen Stromversorgung aufgeladen.
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In einem zweiten Betriebsmodus kann die Steuerungseinrichtung die Frequenzumrichtereinrichtung so schalten, dass Strom von der externen Stromversorgung an die erste Wicklung des Transformators angelegt wird, die Gleichricht-Wechselricht-Einrichtung so ansteuern, dass Strom von der zweiten Wicklung des Transformators gleichgerichtet wird und der Traktionsbatterie zugeführt wird, und die Abwärtswandlereinrichtung so ansteuern, dass Strom von der dritten Wicklung des Transformators dem Niederspannungs-Bordnetz zugeführt wird.
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Alternativ hierzu oder zusätzlich kann die Steuerungseinrichtung in einem dritten Betriebsmodus die Gleichricht-Wechselricht-Einrichtung so ansteuern, dass Strom von der Traktionsbatterie der zweiten Wicklung des Transformators zugeführt wird, und den Trennschalter so ansteuern, dass Strom von der dritten Wicklung des Transformators dem Niederspannungs-Bordnetz zugeführt wird.
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Im ersten Betriebsmodus der Steuerungseinrichtung wird die Traktionsbatterie mittels der externen Stromversorgung geladen. Im zweiten Betriebsmodus wird die Traktionsbatterie mittels der externen Stromversorgung geladen und das Niederspannungs-Bordnetz wird mittels der externen Stromversorgung versorgt. Im dritten Betriebsmodus wird das Niederspannungs-Bordnetz aus der Traktionsbatterie versorgt. Es versteht sich, dass die Steuerungseinrichtung durch eine zentrale Steuerungseinrichtung oder durch mehrere dezentrale Steuerungseinrichtungen gebildet werden kann. Die Steuerungseinrichtung kann Schalter aufweisen und/oder steuern, die Strompfade öffnen und/oder schließen.
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Die Gleichricht-Wechselricht-Einrichtung kann eine Vollbrücke mit vier Transistoren, beispielsweise MOSFET, Insulated-Gate Bipolar Transistoren (IGBT) etc., aufweisen. Ein erster Leitungsanschluss eines ersten Transistors kann mit dem höheren Potenzial der Traktionsbatterie gekoppelt sein und ein zweiter Leitungsanschluss des ersten Transistors kann mit dem ersten Anschluss der zweiten Wicklung des Transformators gekoppelt sein. Ein erster Leitungsanschluss eines zweiten Transistors kann mit dem niedrigeren Potenzial der Traktionsbatterie gekoppelt sein und ein zweiter Leitungsanschluss des zweiten Transistors kann mit dem ersten Anschluss der zweiten Wicklung gekoppelt sein. Ein erster Leitungsanschluss eines dritten Transistors kann mit dem höheren Potenzial der Traktionsbatterie gekoppelt sein und ein zweiter Leitungsanschluss des dritten Transistors kann mit dem zweiten Anschluss der zweiten Wicklung gekoppelt sein. Ein dritter Leitungsanschluss eines vierten Transistors kann mit dem niedrigeren Potenzial der Traktionsbatterie gekoppelt sein und ein zweiter Leitungsanschluss des vierten Transistors kann mit dem zweiten Anschluss der zweiten Wicklung gekoppelt sein.
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Ein Leitungsanschluss eines Transistors kann derjenige Anschluss sein, durch den eine hohe elektrische Leistung fließt, beispielsweise ein Kollektor, ein Emitter, eine Source oder eine Drain.
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Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Kraftfahrzeug mit der zuvor beschriebenen Ladevorrichtung gelöst.
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Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren detaillierter erläutert, die nicht einschränkende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen, wobei gilt:
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1 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ladevorrichtung; und
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2 zeigt einen Schaltplan der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung.
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1 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Ladevorrichtung 100. Die erfindungsgemäße Ladevorrichtung 100 kann in einem Kraftfahrzeug eingebaut sein. Die erfindungsgemäße Ladevorrichtung 100 ist an ein Stromversorgungsnetz 104 angeschlossen, beispielsweise ein öffentliches Stromversorgungsnetz, das je nach Region eine Wechselspannung von 110 V oder 220 V und eine Frequenz von 50 Hz bzw. 60 Hz aufweist. Ferner ist die Ladevorrichtung 100 an eine Hochspannungsbatterie 114 angeschlossen, die als Traktionsbatterie fungiert, an der ein Antriebsmotor zum Antreiben des Kraftfahrzeuges angeschlossen sein kann. Ferner ist die Ladevorrichtung 100 an ein Niederspannungs-Bordnetz 122 angeschlossen, das eine Spannung von 12 V, 24 V oder 48 V aufweist, sich also in einem Niederspannungsbereich befindet. An das Niederspannungs-Bordnetz können Nebenaggregate, beispielsweise eine Servolenkung, eine Klimaanlage, ein Unterhaltungssystem, elektrische Fensterheber, Leuchten und Richtungsanzeiger und dergleichen, angeschlossen sein.
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An die externe Stromversorgung 104 kann eine erste Gleichrichteinrichtung 106 angeschlossen sein, die aus der Wechselspannung des externen Netzes eine Gleichspannung erzeugt. Die erste Gleichrichteinrichtung kann eine Leistungs-Faktor-Korrektur-Einrichtung sein oder eine solche aufweisen.
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Eine Leistungsfaktorkorrektur ist erforderlich, damit aus der externen Stromversorgung ein näherungsweise sinusförmiger Strom genommen wird, um das öffentliche Netz auf zulässige Art und Weise zu belasten.
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Die von der ersten Gleichrichteinrichtung 106 erzeugte Gleichspannung wird in eine Wechselrichtereinrichtung 108 eingespeist, um eine Wechselspannung zu erzeugen, die eine höhere Frequenz als die externe Stromversorgung 104 aufweist, um den Wirkungsgrad eines an die Wechselrichtereinrichtung 108 angeschlossen Transformators 110 zu erhöhen. Die Wechselrichtereinrichtung 112 kann ein resonanter Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler sein.
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Der Transformator 110 umfasst drei Wicklungen, wobei an die erste Wicklung die erste Gleichrichteinrichtung 108, an die zweite Wicklung eine Gleichricht-Wechselricht-Einrichtung 112 und an die dritte Wicklung eine zweite Gleichrichteinrichtung 116 angeschlossen ist. An die zweite Wicklung des Transformators 110 ist die Gleichricht-Wechselricht-Einrichtung 112 angeschlossen, die dazu ausgebildet ist eine Gleichspannung wechselzurichten und eine Wechselspannung gleichzurichten. An die Gleichricht-Wechselricht-Einrichtung 112 ist die Hochspannungsbatterie 114 angeschlossen. Die Hochspannungsbatterie kann ein Hochspannungs-Bordnetz speisen.
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Die an die dritte Wicklung des Transformators 110 angeschlossene zweite Gleichrichteinrichtung 116 ist an einen Trennschalter 118 und an einen Abwärtswandler 120 angeschlossen. Das Niederspannungs-Bordnetz 122 mit der niedrigen Spannung ist sowohl an den Trennschalter 118 als auch an den Abwärtswandler 120 angeschlossen.
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Eine Steuerungseinrichtung 124 steuert die Arbeitsweise der Wechselrichteinrichtung 108, der Gleichricht-Wechselricht-Einrichtung 112, des Trennschalters 118 und des Abwärtswandlers 120. Die Steuerungseinrichtung arbeitet im Wesentlichen in drei Betriebsmodi. In einem ersten Betriebsmodus wird die Hochspannungsbatterie 114 durch Strom aus der externen Stromversorgung 104 geladen. Im zweiten Betriebsmodus lädt die externe Stromversorgung 104 die Hochspannungsbatterie 114 und versorgt das Niederspannungs-Bordnetz 122 mit Strom. Es versteht sich, dass der erste und der zweite Betriebsmodus relevant sind, wenn das Kraftfahrzeug mit einer Ladestation verbunden ist. Im dritten Betriebsmodus speist die Hochspannungsbatterie 114 das Niederspannungs-Bordnetz 122.
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Im ersten Betriebsmodus steuert die Steuerungseinrichtung 124 die Wechselrichteinrichtung 108 und die Gleichricht-Wechselricht-Einrichtung 112 derart, dass ein Strom von der externen Stromversorgung 104 zu der Hochspannungsbatterie 114 fließt, um diese aufzuladen.
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Im zweiten Betriebsmodus steuert die Steuerungseinrichtung 124 die Wechselrichteinrichtung 108 und die Gleichricht-Wechselricht-Einrichtung 112 auch so an, dass ein Strom von der externen Spannungsversorgung 104 zu der Hochspannungsbatterie 114 fließt. Ferner wird der Abwärtswandler 120 so angesteuert, dass ein Strom vom Transformator 110 durch die zweite Gleichrichteinrichtung 116 zum Niederspannungs-Bordnetz 122 fließt. Der Transformator wird sowohl zum Laden der Hochspannungsbatterie 114 als auch zum Versorgen des Niederspannungs-Bordnetzes 122 verwendet, wodurch sich der Wirkungsgrad erhöht.
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Im dritten Betriebsmodus steuert die Steuerungseinrichtung 124 die Gleichricht-Wechselricht-Einrichtung 112 und den Trennschalter 118 derart an, dass ein Strom von der Hochspannungsbatterie 114 zum Niederspannungs-Bordnetz 122 fließt. Es versteht sich, dass der dritte Betriebsmodus dann relevant ist, wenn das Kraftfahrzeug nicht mit einer Ladestation gekoppelt ist, beispielsweise wenn es fährt.
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Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, dass Komponenten mehrfach verwendet werden können. Beispielsweise kann der Transformator 110 in allen Betriebsmodi verwendet werden. Ferner kann die Gleichricht-Wechselricht-Einrichtung 112 in allen Betriebsmodi verwendet werden.
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Es wird auf 2 Bezug genommen, die einen detaillierteren Prinzipschaltplan der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung 100 zeigt. An das öffentliche Netz 104 ist die erste Gleichrichteinrichtung 106 angeschlossen, die einen Wechselstrom aus dem öffentlichen Netz gleichrichtet. Die erste Gleichricht-Einrichtung 106 kann auch als Leistungsfaktor-Korrektureinrichtung arbeiten und/oder eine solche aufweisen. Die erste Gleichricht-Einrichtung 106 umfasst eine Dioden-Vollbrücke 201, in die die Wechselspannung eingespeist wird. Von der Dioden-Vollbrücke 201 wird eine gleichgerichtete Halbwellenspannung ausgegeben, die in einen ersten Anschluss einer Spule 202 eingespeist wird. Zwischen einen zweiten Anschluss der Spule 202 und dem anderen Potential der gleichgerichteten Halbwellenspannung ist ein Transistor 205 geschaltet. An den zweiten Anschluss der Spule 202 ist ein erster Anschluss einer Diode 204 geschaltet.
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Über die Ausgänge der Gleichricht-Einrichtung 106 ist ein erster Kondensator 206 geschaltet. Ferner ist eine Leistungsfaktor-Steuerungseinrichtung 203 vorgesehen, die an den ersten Anschluss der Spule 202 und einen zweiten Anschluss der Diode 204 angeschlossen ist. Ferner ist die Leistungsfaktor-Steuerungseinrichtung 203 an den Steueranschluss (Gate) des Transistors 205 angeschlossen. Die Leistungsfaktor-Steuerungseinrichtung 203 stellt sicher, dass Strom mit einem zulässigen Phasenwinkel aus dem öffentlichen Netz 104 entnommen wird.
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Die erste Wechseleinrichtung 108 umfasst eine Brückenschaltung aus vier Leistungstransistoren 208, 210, 212, 214, denen je eine Freilaufdiode 209, 211, 213, 215 parallel geschaltet ist. Die Leistungstransistoren sind n-MOS-Transistoren. Es können auch andere Transistoren verwendet werden beispielsweise IGBT (Insulated Gate-Bipolar Transistor). An den Brückenabgriff, d. h. zwischen den Leistungstransistoren 208, 210, 212, 214, ist ein Netzwerk aus einem Kondensator und zwei Spulen angeschlossen. Ein zweiter Kondensator 216 und eine zweite Spule 218 sind in Serie geschaltet. Über den Ausgang der Wechselrichtereinrichtung ist eine dritte Spule 220 geschaltet. Das Netzwerk aus dem zweiten Kondensator 216, der zweiten Spule 218 und der dritten Spule 220 bewirkt eine Glättung der Wechselspannung.
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Die von der Wechselrichtereinrichtung 108 erzeugte Wechselspannung wird in die erste Wicklung 224 des Transformators 110 eingespeist, der einen Kern 222 aufweist, mit dem die erste Wicklung 224, die zweite Wicklung 226 und die dritte Wicklung 228 magnetisch gekoppelt sind.
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An die zweite Wicklung 228 ist die Gleichricht-Wechselricht-Einrichtung 112 angeschlossen, die eine Brückenschaltung aus vier Leistungstransistoren 230, 232, 234, 236 aufweist, wobei jedem der Transistoren 230, 232, 234, 236 eine Freilaufdiode 231, 233, 235, 237 parallel geschaltet ist. Die zweite Wicklung 228 des Transformators 110 ist zwischen den Transistoren 230, 232, 234, 236 und somit an den Brückenabgriff angeschlossen. Die Transistoren 230, 232, 234, 236 können n-MOS-Transistoren sein. Es ist aber möglich, einen beliebigen anderen Leistungstransistor zu verwenden.
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Die Gleichricht-Wechselricht-Einrichtung 112 umfasst ferner einen dritten Kondensator 238, der parallel zu den Transistoren 230, 232, 234, 236 angeschlossen ist und zur Spannungsglättung dient. Die geglättete Ausgangsspannung wird über eine vierte Spule 240 an den Ausgang der Gleichricht-Wechselricht-Einrichtung 112 geführt, an den die Hochspannungsbatterie 114 angeschlossen ist, die je nach Betriebsart eine Stromsenke bzw. Stromquelle 242 und einen Innenwiderstand 244 aufweist.
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Die Gleichricht-Wechselricht-Einrichtung 112 kann eine DC-DC-Vollbrücke (Gleichstrom-Gleichstrom-Vollbrücke) sein.
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An die dritte Wicklung 226 des Transformators 110 ist die zweite Gleichrichteinrichtung 116 angeschlossen, die eine fünfte Spule 246, die an den ersten Eingang der zweiten Wechselrichteinrichtung 116 und an Masse angeschlossen ist, und eine sechste Spule 248 aufweist, die an den zweiten Eingang der zweiten Gleichrichteinrichtung 116 und an Masse angeschlossen ist. Ein Transistor 250 ist zwischen einen ersten Eingang und einen ersten Ausgang der zweiten Gleichrichteinrichtung 116 angeschlossen und ein Transistor 252 ist zwischen den zweiten Eingang und den ersten Ausgang der Gleichrichteinrichtung 116 angeschlossen. Der zweite Ausgang der zweiten Gleichrichteinrichtung 116 ist an Masse angeschlossen. Über die Ausgänge der zweiten Gleichrichteinrichtung 116 ist ein vierter Kondensator 254 geschaltet. Die Gleichrichteinrichtung 106 ist als sogenannter Strom-Verdoppler-Gleichrichter aufgebaut. Es können auch andere Arten von Gleichrichter verwendet werden, beispielsweise ein Gleichrichter mit einem Mittenabgriff (Center-Tapped-Gleichrichter), der zwei Dioden und eine Transformator-Wicklung mit Mittenabgriff aufweisen.
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Zwischen dem ersten Ausgang der zweiten Gleichrichteinrichtung 116 und dem Niederspannungs-Bordnetz 122 ist ein Trennschalter 118 angeordnet.
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Parallel zum Trennschalter 118 ist ein Abwärtswandler angeschlossen, der eine Serienschaltung aus einem Transistor 256 mit einer parallelgeschalteten Freilaufdiode 257 und einer siebten Spule 258 aufweist. Ein Anschluss einer Diode 260 ist an Masse angeschlossen und ein anderer Anschluss der Diode 260 ist an den Transistor 256 und an die Spule 258 angeschlossen. An den Ausgang des Abwärtswandlers 120 ist ein fünfter Kondensator 262 angeschlossen. An den Ausgang der Ladevorrichtung 100 zum Niederspannungs-Bordnetz ist ferner eine siebte Spule 264 angeschlossen, um den in das Niederspannungs-Bordnetz 122 eingespeisten Strom zu glätten.
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Das Niederspannungs-Bordnetz 122 wird durch einen Stromverbraucher 266, der beispielsweise ein Nebenaggregat sein kann, und einen Innenwiderstand 268 dargestellt.
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Die vorliegende Erfindung weist den Vorteil auf, dass Komponenten mehrfach verwendet werden können und folglich zum Laden einer Traktionsbatterie und zum Speisen eines Niederspannungs-Bordnetzes für Nebenaggregate weniger Bauteile erforderlich sind, was die Herstellkosten sowie den Raumbedarf reduziert und die Zuverlässigkeit erhöht. Ferner weist die erfindungsgemäße Ladevorrichtung 100 einen höheren Wirkungsgrad als Ladevorrichtungen des Standes der Technik auf, weil ein Teillastbetrieb vermieden wird und weniger Bauteile in einer Wirkungskette geschaltet sind.
