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Kraftfahrzeuge mit elektrischem Antrieb weisen ein Bordnetz mit einem elektrischen Energiespeicher in Form einer Batterie auf, die zum Antreiben des Kraftfahrzeugs den elektrischen Antrieb speist. Diese Batterien werden Traktionsbatterien genannt. Es wird bekanntermaßen ein Plug-In-Anschluss, d.h. ein galvanisch anbindender Anschluss am Kraftfahrzeug verwendet, um den Energiespeicher aufzuladen oder zur Rückspeisung mit einem stationären Versorgungsnetz verbinden. Hierzu werden Ladestationen eingesetzt, die zwischen dem Versorgungsnetz und dem Bordnetz des Kraftfahrzeugs geschaltet sind. Derartige Kraftfahrzeuge können Elektrofahrzeuge sein oder können Hybridfahrzeuge sein, die im Gegensatz zu Elektrofahrzeugen einen von mehreren Antrieben aufweisen, der elektrisch ist. Über einen entsprechenden Anschluss, etwa ein Steckanschluss, werden die Kraftfahrzeuge elektrisch von außen kontaktiert, um so Leistung zwischen Fahrzeug und Versorgungsnetz zu übertragen. Im Fahrzeugbordnetz ist ferner ein Stromrichter vorgesehen, über den die Batterie geladen wird (oder über den rückgespeist wird). Dieser bildet eine Kapazität aus, etwa in Form eines Zwischenkreiskondensators, der üblicherweise einen sehr geringen Innenwiderstand hat.
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Bei dem Verbinden des Fahrzeugs bzw. des Bordnetzes mit einer Ladestation ergibt sich das Problem, dass sich ein sehr hoher (momentaner) Anschlussstrom ergibt, wenn die Kapazität im Fahrzeugbordnetz ungeladen ist und der Anschluss des Fahrzeugs mit der Ladestation bzw. mit einem Versorgungsnetz verbunden wird. Es ist allgemein bekannt, dass zum Begrenzen des Anschaltstroms bei kapazitiven Lasten ein Strombegrenzungswiderstand verwendet wird, der nach einer Abklingphase (d.h. nach dem Aufladen des Kondensators) von einem Schalter überbrückt wird. Der Vorwiderstand und der Schalter sind mit zusätzlichen Kosten und Bauraumbedarf verbunden.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine günstigere Möglichkeit aufzuzeigen, mit der sich ein Fahrzeugbordnetz mit an eine (stationäre) Spannungsquelle verbinden lässt, ohne dass sich hohe Stromspitzen beim Anschließen ergeben.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Weitere Ausführungsformen, Merkmale, Vorteile und Wirkungsweisen ergeben sich mit den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und der beigefügten Figur.
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Es wird vorgeschlagen, die (mindestens eine) Kapazität innerhalb des Bordnetzes mittels einer fahrzeugseitigen elektrischen Energiequelle aufzuladen, die insbesondere Teil des Bordnetzes ist. Da so nicht mittels der anzuschließenden, stationären Energiequelle die Kapazität vorgeladen wird (wie es beim Stand der Technik der Fall ist), sind sowohl der Begrenzungswiderstand als auch der zugehörige Überbrückungsschalter obsolet. Gerade der Überbrückungsschalter, der eine Stromtragfähigkeit aufweisen muss, die dem maximalen Ladestrom entspricht, ist mit Kosten verknüpft, so dass durch die hier beschriebene Vorgehensweise ein wesentlicher Kostenpunkt entfallen kann.
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Es wird ein Verfahren zum Übertragen von elektrischer Leistung zwischen einer Ladestation und einem Energiespeicher eines Fahrzeugbordnetzes vorgeschlagen. Die elektrische Leistung wird über einen Stromrichter übertragen. Der Stromrichter, über den die Leistung übertragen wird, weist eine Kapazität auf. Zunächst wird ein Verbindungsanfragesignal empfangen. Dieses Verbindungsanfragesignal entspricht einer Ankündigung, dass die Ladestation mit dem Fahrzeugbordnetz verbunden werden wird, oder entspricht einer Anfrage, die Ladestation mit dem Fahrzeugbordnetz zu verbinden. Dieses Signal kann aus verschiedenartigen Quellen stammen, insbesondere von Signalquellen, die Ereignisse erfassen, welche dem Anschließen der Ladestation an das Fahrzeugbordnetz vorangehen. Das Verbindungsanfragesignal gibt somit wieder, dass ein Ereignis (erfasst wurde oder) stattfindet oder stattgefunden hat, welches einem Anschließen der Ladestation an das Fahrzeugbordnetz vorausgeht. Das Anschließen kann durch eine explizite Nutzereingabe angekündigt werden oder kann beispielsweise durch Erfassen eines Zustands an dem Anschluss, an einer Abdeckung des Anschlusses, eines Schließsystems oder eines Öffner-Erkennungssystems ermittelt werden.
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Die Kapazität wird auf eine Mindestspannung mittels einer Spannungsquelle des Fahrzeugbordnetzes geladen, vorzugsweise mittels eines Strombegrenzungswiderstands und/oder eines (ggf. zusätzlichen) steuerbaren Stromrichters. Dieser ist vorzugsweise bemessen, die Kapazität in nicht mehr als 10 µs, 100 µs, 1 ms, 10 ms, 100 ms oder 500 ms auf mindestens 95% der Spannung der Spannungsquelle oder der Spannung, die von der Ladestation abgegeben wird, aufzuladen. Ferner kann der Strombegrenzungswiderstand (und/oder der Stromrichter) derart ausgestaltet sein, dass der Maximalstrom beim Laden der Kapazität nicht mehr als 100 A, 10 A, 1 A oder weniger beträgt. Ferner kann der Strombegrenzungswiderstand (oder der Stromrichter) eingerichtet sein, den Stromtransienten unter einem vorgegebenen Schwellenwert zu halten. Das Laden der Kapazität kann von dem Stromrichter gesteuert werden.
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Erst nach dem Schritt des Ladens (oder auch zu dessen Ende) wird der mindestens eine Anschluss des Fahrzeugbordnetzes freigegeben. Davor ist der Anschluss gesperrt bzw. nicht zugänglich. Nach oder zum Ende des Ladens wird der Anschluss entsperrt und ist zugänglich. Nach dem Schritt des Freigebens wird die elektrische Leistung über den freigegebenen Anschluss übertragen, etwa nachdem der Anschluss von einem Ladestecker (der Ladestation) belegt wurde. Es wird dadurch gewährleistet, dass die Kapazität auf eine bestimmte Spannung aufgeladen ist, bevor die Ladestation galvanisch verbunden wird. Die bestimmte Spannung weicht nicht mehr als eine vorbestimmte Differenz (vorzugsweise um 0 V) von der Spannung ab, die an der Kapazität nach dem Anschließen an die Ladestation abfällt. Dadurch werden Stromspitzen vermieden, die sich aus einer großen Spannungsdifferenz und einem geringen Innenwiderstand der Kapazität ergeben.
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Die Kapazität kann geladen werden durch Übertragen von Strom ausgehend von dem Energiespeicher. Alternativ kann die Kapazität geladen werden mittels Übertragen von Strom ausgehend von einem weiteren fahrzeugseitigen Energiespeicher an die Kapazität. Der Strom kann direkt oder indirekt an die Kapazität übertragen werden, insbesondere über einen Widerstand (zur Begrenzung des Ladestroms) und/oder über einen Stromrichter, insbesondere über einen Stromrichter wie ein DC/DC-Wandler. Die Kapazität kann geladen werden durch Übertragen von Strom ausgehend von demjenigen Energiespeicher, welcher an den Stromrichter angeschlossen ist, der die Kapazität aufweist. Wenn (nach Freigabe des Anschlusses) elektrische Leistung zwischen der Ladestation und dem Energiespeicher ausgetauscht wird, dann kann dieser Energiespeicher die Spannungsquelle sein, mittels der die Kapazität geladen wird. Hierbei wird vorzugsweise Strom von der Spannungsquelle über denjenigen Stromrichter übertragen, über welchen auch (später) elektrische Leistung zwischen Ladestation und Energiespeicher ausgetauscht wird. Dies kann derjenige Stromrichter sein, der die Kapazität aufweist, oder ein anderer Stromrichter.
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Die zu ladende Kapazität kann ein Zwischenkreiskondensator sein, insbesondere ein Zwischenkreiskondensator des Stromrichters, über den Leistung (zwischen Bordnetz und Ladestation) übertragen wird. Die zu ladende Kapazität kann ein Zwischenkreiskondensator des Stromrichters sein, über den die Kapazität geladen wird, oder kann von einem Stromrichter geladen werden, über den (später) zwar Leistung zwischen Ladestation und Energiespeicher ausgetauscht wird, der jedoch nicht die vorzuladende Kapazität stellt.
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Die zu ladende Kapazität kann ein Zwischenkreiskondensator eines Inverters oder eines DC/DC-Wandlers sein. Der Inverter kann zwischen dem Energiespeicher und einer elektrischen Maschine und angeschlossen sein, die in einem Fahrmodus des Bordnetzes Energie über den Inverter mit der Batterie austauscht. Der Inverter kann über den DC/DC-Wandler mit dem Energiespeicher verbunden sein. Das Übertragen von elektrischer Leistung (nach dem Laden der Kapazität bzw. zwischen Ladestation und Energiespeicher) kann über den Inverter und den DC/DC-Wandler geschehen, insbesondere beim Übertragen von Leistung in Form von Wechselstrom. Das Übertragen von elektrischer Leistung in Form von Gleichstrom (nach dem Laden der Kapazität bzw. zwischen Ladestation und Energiespeicher) kann ferner über den DC/DC-Wandler geschehen, ohne diese Leistung auch über den Inverter zu übertragen, etwa durch Einspeisen von Gleichstrom in einen Verbindungspunkt zwischen Inverter und DC/DC-Wandler.
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Das Laden der Kapazität wird ausgeführt, bevor der Anschluss des Fahrzeugbordnetzes mit der Ladestation verbunden wird (oder verbindbar ist) oder der Anschluss zur Verbindung mit der Ladestation freigegeben wird. Dadurch wird sichergestellt, dass die Kapazität ausreichend geladen ist, bevor von außen eine Spannung (der Ladestation) an den Anschluss angelegt wird.
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Die elektrische Leistung kann wie erwähnt (nach dem Laden der Kapazität) als Gleichstrom und/oder als Wechselstrom übertragen werden. Das übertragen der Leistung kann einem Laden des Energiespeichers entsprechen oder kann einem Rückspeisen von Leistung ausgehend von dem Energiespeicher entsprechen. Die elektrische Leistung wird zwischen dem Inverter und/oder DC/DC-Wandler einerseits und dem mindestens einen Anschluss andererseits nicht über einen Trennschalter übertragen, zu dem parallel ein Strombegrenzungswiderstand parallel geschaltet ist. Wie erwähnt ist durch die hier aufgezeigte Herangehensweise die Kapazität bereits aufgeladen, so dass es nicht notwendig ist, diese über einen Strombegrenzungswiderstand aufzuladen, bevor der Trennschalter geschlossen wird. Somit ist der Trennschalter obsolet. Das hier beschriebene Bordnetz umfasst keinen Trennschalter zwischen dem Inverter und/oder DC/DC-Wandler einerseits und dem mindestens einen Anschluss andererseits, der beim Anschließen des Bordnetzes an die Ladestation zunächst geöffnet ist, und dann geschlossen wird, insbesondere keinen, dem ein Widerstand (zur Strombegrenzung beim ersten Verbinden des Bordnetzes an die Ladestation) parallel geschaltet ist.
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Wie erwähnt gibt das Verbindungsanfragesignal wieder, dass ein Ereignis erfasst wurde, stattfindet oder stattgefunden hat, welches einem Anschließen der Ladestation an das Fahrzeugbordnetz vorausgeht bzw. ein derartiges Anschließen ankündigt. Im Weiteren sind mehrere Möglichkeiten angegeben, welche Ereignisse oder Signale als ein Signal erfasst werden können, das als Verbindungsanfragesignal angesehen werden kann.
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Das Verbindungsanfragesignal kann übermittelt bzw. abgegeben werden, wenn ein Öffnen oder ein Berühren einer Abdeckung des Anschlusses erfasst wird, etwa von einer Überwachungseinheit der Abdeckung.
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Das Verbindungsanfragesignal kann übermittelt bzw. abgegeben werden, wenn ein Öffnen oder Entriegeln eines Fahrzeugs, das das Fahrzeugbordnetz aufweist, erfasst wird, etwa von einem Schließsystem des Fahrzeugs.
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Das Verbindungsanfragesignal kann übermittelt bzw. abgegeben werden, wenn eine Annäherung eines drahtlosen Öffners an ein Fahrzeug, das das Fahrzeugbordnetz aufweist, erfasst wird, etwa von einem Schließsystem des Fahrzeugs.
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Das Verbindungsanfragesignal kann übermittelt bzw. abgegeben werden, wenn eine Verbindungsstarteingabe an einer Eingabeschnittstelle erfasst wird. Diese Eingabeschnittstelle ist insbesondere eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, beispielsweise ein Taster, ein Schalter, ein berührungsempfindlicher Bildschirm oder ähnliches.
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Das Verbindungsanfragesignal kann übermittelt bzw. abgegeben werden, wenn eine Annäherung eines Fahrzeugs, das das Fahrzeugbordnetz aufweist, an eine Ladestation erfasst wird. Mit anderen Worten wird dieses Signal abgeben bzw. das Laden der Kapazität initiiert, wenn etwa ein Ladeassistenzsystem oder ein Navigationssystem ermittelt, dass eine Ladestation angefahren wird (oder dass das Fahrzeug in weniger als eine vorausbestimmte Zeitdauer an einer Ladestation halten wird). Die Ausgabe des Verbindungsanfragesignals kann insbesondere vom Ladezustand abhängen; bei einem Ladezustand über einer vorgegebenen Schwelle (bei der ein Laden aufgrund des hohen Ladezustands unwahrscheinlich ist) oder bei einem Ladezustand unter einer vorgegebenen Schwelle (bei der ein Rückspeisen aufgrund des geringen Ladezustands unwahrscheinlich ist), kann des Verbindungsanfragesignal unterdrückt werden, sofern es von einem Ladeassistenzsystem oder ein Navigationssystem stammt.
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Das Verbindungsanfragesignal kann übermittelt bzw. abgegeben werden, wenn eine Lade- oder Rückspeisewunscheingabe an einer Eingabeschnittstelle erfasst wird. Diese Eingabeschnittstelle ist insbesondere eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, beispielsweise ein Taster, ein Schalter, ein berührungsempfindlicher Bildschirm oder ähnliches.
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Das Verbindungsanfragesignal kann übermittelt bzw. abgegeben werden, wenn eine Annäherung eines ladestationsseitigen Verbindungselements (etwa ein Stecker) erfasst wird, etwa von einem Belegtzustand- oder Annährungsmonitor des Anschlusses.
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Das Verbindungsanfragesignal kann übermittelt bzw. abgegeben werden, wenn eine beginnende oder zukünftig zu erwartende Belegung des Anschlusses erfasst wird. Ein entsprechendes Signal kann von einem Ladetimer stammen, insbesondere bei einem automatisierten Ladevorgang, der gestartet wird, nachdem der fahrzeugseitige Anschluss mit einem Anschlusselement der Ladestation verbunden wurde.
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Ferner wird ein Fahrzeugbordnetz beschrieben, das insbesondere zur Ausführung des Verfahrens geeignet ist. Das Fahrzeugbordnetz ist mit einem Energiespeicher, mit einem Stromrichter, der eine Kapazität umfasst, und mit mindestens einem Anschluss ausgestattet. Der Anschluss ist über den Stromrichter mit dem Energiespeicher verbunden. Das Fahrzeugbordnetz weist einen Vorladepfad auf sowie eine Erfassungseinrichtung eingerichtet zur Erfassung eines Verbindungsanfragesignals. Das Fahrzeugbordnetz umfasst ein Vorladestellglied, etwa ein Schalter (ggf. mit einem Strombegrenzungwiderstand in Reihe) . Der Schalter kann ein elektromechanischer oder ein elektronischer Schalter sein, insbesondere ein Transistor. Das Vorladestellglied ist in dem Vorladepfad. Die Erfassungseinrichtung ist ansteuernd mit dem Vorladestellglied verbunden. Der Vorladepfad ist zwischen einem elektrischen Vorladespeicher (etwa dem Energiespeicher) und der Kapazität angeschlossen ist. Das Verbindungsanfragesignal wird von der Erfassungseinrichtung empfangen; die Erfassungseinrichtung ist insbesondere hierzu eingerichtet. Die Kapazität wird über den Vorladepfad geladen; dieser ist insbesondere hierzu eingerichtet. Die elektrische Leistung wird über den mindestens einen Anschluss (ausgehend von dem Energiespeicher oder zu diesem hin) übertragen.
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Der mindestens eine Anschluss ist trennschalterlos mit dem Stromrichter (I) und/oder mit DC/DC-Wandler verbunden, der dem Stromrichter vorgeschaltet ist. Ein derartiger DC/DC-Wandler ist zwischen dem Energiespeicher des Fahrzeugbordnetzes und dem Stromrichter angeschlossen. Der Stromrichter ist insbesondere ein Inverter. Das Bordnetz kann ferner eine elektrische Maschine umfassen, die über den Inverter bzw. Stromrichter mit dem Energiespeicher verbunden ist. Der Anschluss kann (u.a.) über die elektrische Maschine mit dem Stromrichter (bzw. Inverter) verbunden sein. Einer Schaltervorrichtung (insbesondere eingerichtet zum gesteuerten Auftrennen von Wicklungen der elektrischen Maschine) kann zwischen der elektrischen Maschine und dem Anschluss vorgesehen sein. Ein derartiger Anschluss ist insbesondere ein Wechselstromanschluss. Alternativ oder in Kombination kann ein Anschluss vorgesehen sein, der als Gleichstromanschluss ausgebildet ist, und der über einen DC/DC-Wandler (insbesondere den bereits genannten) oder direkt mit dem Energiespeicher verbunden ist.
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Der elektrische Vorladespeicher kann dem Energiespeicher entsprechen oder kann von einem weiteren fahrzeugseitigen Energiespeicher vorgesehen sein. Der letztere kann über eine Ladevorrichtung mit dem erstgenannten Energiespeicher verbunden sein. Der Vorladespeicher ist fahrzeugseitig angeordnet.
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Die Kapazität kann dem Zwischenkreiskondensator des Stromrichters entsprechen. Der Stromrichter kann als Inverter oder als eines DC/DC-Wandler ausgebildet sein. Wenn der Inverter über den DC/DC-Wandler mit dem Energiespeicher verbunden ist, dann können beide einen Zwischenkreiskondensator aufweisen, der über einen oder mehrere Vorladefade mit einem Vorladespeicher verbunden ist. Wenn der Inverter über den DC/DC-Wandler mit dem Energiespeicher verbunden ist, dann können beide Komponenten einen Zwischenkreiskondensator aufweisen, der wie hier beschrieben geladen wird.
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Die Erfassungseinrichtung bzw. deren Eingang kann mit mindestens einer Signalquelle (eingerichtet zur Abgabe des Verbindungsanfragesignals) verbunden sein. Die mindestens eine Signalquelle ist der Erfassungseinrichtung vorgeschaltet.
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Die Signalquelle kann eine Überwachungseinheit einer Abdeckung des Anschlusses sein, welche zur Erfassung eines Öffnens oder eines Berührens der Abdeckung eingerichtet ist. Die Signalquelle kann ein Schließsystem desjenigen Fahrzeugs sein, das das Fahrzeugbordnetz aufweist. Das Schließsystem ist zur Erfassung des Öffnens des Fahrzeugs, des Entriegelns des Fahrzeugs oder zur Erfassung einer Annäherung eines drahtlosen Öffners an das Fahrzeug eingerichtet. Diese Ereignisse führen zur Abgabe des Verbindungsanfragesignals. Die Signalquelle kann eine Eingabeschnittstelle eingerichtet zur Erfassung eines Verbindungsstartsignals sein. Die Signalquelle kann ein Ladeassistenz- oder Navigationssystem sein (im Sinne einer Vorrichtung), wobei das System eingerichtet ist, eine Annäherung des Fahrzeugs, das das Fahrzeugbordnetz aufweist, an eine Ladestation zu erfassen. Die Signalquelle kann eine Eingabeschnittstelle eingerichtet zur Erfassung einer Lade- oder Rückspeisewunscheingabe ausgebildet sein. Die Signalquelle kann ein Belegtzustand- oder Annährungsmonitor des Anschlusses ausgebildet sein, etwa ein Pilotanschluss oder ein Interlockanschluss oder eine damit verbundene Auswertungseinheit. Ferner kann die Signalquelle ein Ladetimer sein, der eingerichtet ist, den Beginn der Übertragung von Leistung über den Anschluss zu steuern.
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Die 1 zeigt einen Überblick über eine Ladestation und ein daran angeschlossenes Bordnetz zur Erläuterung der hier beschriebenen Vorgehensweise.
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Die 1 zeigt ein Bordnetz N, das über Anschlüsse A, A' mit einer Ladestation L verbunden ist. Die Ladestation L umfasst eine Wechselspannungsquelle ACN und eine Gleichspannungsquelle DCN. Entsprechend umfasst das Bordnetz N einen Wechselspannungsanschluss A und einen Gleichspannungsanschluss A'. Der Anschluss A ist über ein Kabel K1 mit der Wechselspannungsquelle ACN der Ladestation verbunden und der Gleichspannungsanschluss A' ist über ein Kabel K2 mit der Gleichspannungsquelle DCN der Ladestation verbunden.
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In dem Bordnetz N ist ein Energiespeicher B vorgesehen, der über zumindest einen der Anschlüsse A, A' geladen werden kann, und der ggf. zum Rückspeisen auch Energie über diese Anschlüsse abgeben kann. Zum Austausch von Energie zwischen dem Energiespeicher B und der Ladestation L umfasst das Bordnetz N einen Gleichstromladepfad DCP und einen Wechselstromladepfad ACP. Der Gleichstromladepfad DCP verbindet den Anschluss A' mit dem Energiespeicher B, wobei im dargestellten Beispiel die Verbindung des Gleichstrompfads DCP über einen DC/DC-Wandler DCDC zur Batterie B verläuft. Dieser DC/DC-Wandler DCDC ist jedoch optional, wobei ferner der Gleichstrompfad auch direkt an den Energiespeicher B angebunden sein kann, der wiederum über einen entsprechenden DC/DC-Wandler DCDC mit weiteren Komponenten des Bordnetzes N, etwa einem Stromrichter I verbunden ist. Der Gleichstromladepfad DCP umfasst keinen Trennschalter, dem ein Strombegrenzungswiderstand (zum Vorladen vor oder bei dem Anschließen an die Ladestation) parallel geschaltet ist, da dieser durch das erfindungsgemäße Verfahren überflüssig ist.
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Der Energiespeicher B ist (über den alternativen DC/DC-Wandler DCDC) mit dem Stromrichter I verbunden, der als Inverter ausgebildet ist. Der Inverter umfasst einen Zwischenkreiskondensator C sowie Schalter SW, die etwas als mehrphasige H-Brückenschaltung mit schaltbaren Brückenzweigen oder als mehrphasige (steuerbare) Einfachbrückenschaltung, etwa als B6C-Brücke ausgebildet sind. Mittels der Schalter SW kann Gleichspannung in Wechselspannung für eine elektrische Maschine EM erzeugt werden. Der Inverter ist in diesem Fall bidirektional und ermöglicht auch, dass Wechselstrom von der Seite des Inverters, die dem Energiespeicher W entfernt gelegen ist, Wechselspannung an den Energiespeicher B übertragen werden kann.
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Zwischen dem Anschluss A und dem Inverter I kann eine elektrische Maschine EM und eine Schalterbank SB vorgesehen sein, die zum zumindest Auftrennen von Wicklungen der elektrischen Maschine EM eingerichtet ist. Bei der Übertragung von Leistung über die Wicklungen hinweg sind die Wicklungen zumindest teilweise aufgetrennt, bei der Funktion der elektrischen Maschine EM als Generator oder Motor sind die Wicklungen miteinander verbunden, etwa in Dreieck- oder Sternkonfiguration. Alternativ kann der Anschluss A ohne die Wicklungen einer elektrischen Maschine EM mit dem Inverter I verbunden sein, beispielsweise direkt mit dem Wechselspannungseingang des Inverters I (d.h. mit der dargestellten linken Seite des Inverters). Der Wechselspannungspfad ACP dient zur Übertragung von Leistungen in Form von Wechselstrom AC. Der Gleichspannungspfand DCP dient zur Übertragung von Gleichstrom DC. Der Gleichstromladepfad ACP, der den Anschluss A mit dem Inverter I verbindet, umfasst keinen Trennschalter, insbesondere keinen Trennschalter, zu dem ein Strombegrenzungswiderstand parallel geschaltet ist. Ein derartiger Trennschalter ist wie erwähnt durch das vorliegende Verfahren nicht notwendig, wie auch im weiteren dargestellt ist.
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Es besteht ein Vorladepfad VLP zwischen dem Energiespeicher P und der Kapazität C. Hierzu umfasst der Vorladepfad VLP ein Stellglied G. Dieses ist einer Erfassungseinrichtung E nachgeschaltet; die Erfassungseinrichtung E ist ansteuernd mit diesem Stellglied G verbunden. Das Stellglied G kann insbesondere ein DC/DC-Wandler sein, der insbesondere eine deutlich geringere Leistung als der dargestellte DC/DC-Wandler zwischen Energiespeicher B und Inverter I hat (ggf. nur 1/10-stel oder nur 1/100-stel). Das Stellglied G dient zur Steuerung des Aufladevorgangs der Kapazität C. Ferner kann das Stellglied G auch zur Spannungsanpassung zwischen Kapazität C und einer Spannungsquelle des Bordnetzes (hier die mit B oder mit VS gekennzeichneten Komponenten) dienen, insbesondere wenn dass Stellglied als Stromrichter, beispielsweise als DC/DC-Wandler ausgebildet ist.
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Es werden Verbindungsanfragesignale S von entsprechenden Signalquellen QS, QS' an die Erfassungseinrichtung E abgegeben. Sofern diese ein entsprechendes Signal behält, wird das Stellglied I des vorderen Pfads VLP angesteuert, die Kapazität C aufzuladen. Der hierbei fließende Strom ist begrenzt, entweder durch einen Widerstand innerhalb des vorderen Pfads VLP oder durch eine Begrenzung des Stroms durch das Stellglied G.
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In der 1 ist ferner ein weiterer fahrzeugseitiger Energiespeicher VS vorgesehen, der ausschließlich zum Vorladen der Kapazität C dient. In diesem Fall würde sich der Vorladepfad VLP nicht bis zum Energiespeicher B erstrecken. Vielmehr würde der Vorladepfad VLP den weiteren fahrzeugseitigen Energiespeicher VS über das Stellglied G mit der Kapazität C verbinden. Zum Laden der Kapazität C bildet der Energiespeicher VS eine Alternative zu Energiespeicher B. Der weitere fahrzeugseitige Energiespeicher VS kann eine deutlich geringere Kapazität als der Energiespeicher B aufweisen. Insbesondere kann eine Ladeeinheit vorgesehen sein, die den Energiespeicher B mit dem Energiespeicher VS verbindet, um diesen nachzuladen. Ferner kann der weitere fahrzeugseitige Energiespeicher VS kann eine deutlich geringere Nennspannung als der Energiespeicher B aufweisen, insbesondere wenn das Stellglied als DC/DC-Wandler (geringer Leistung) ausgebildet ist und zur Anpassung der Spannungsniveaus zwischen Energiespeicher VS und Kapazität C (d.h. die an der Kapazität nach dem Anschließen der Anschlüsse A und/oder A' auftritt).
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Zwischen dem Bordnetz N und der Ladestation L besteht eine Schnittstelle IF, die hier als Schnittstelle geeignet für Wechselstrom und für Gleichstrom ausgebildet ist. Die Schnittstelle F kann jedoch auch nur einen Anschluss A oder A' aufweisen, d.h. kann nur für Wechselstrom/Wechselspannung oder für Gleichstrom/Gleichspannung ausgebildet sein. Das Bordnetz N kann somit einen Wechselstromanschluss A, einen Gleichstromanschluss A' oder beides (wie dargestellt) aufweisen. Der Anschluss A kann einphasig oder mehrphasig, insbesondere dreiphasig ausgebildet sein.
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Zur besseren Übersicht ist ein Zwischenkreiskondensator innerhalb des DC/DC-Wandlers DCDC nicht dargestellt, jedoch würde der dargestellte vordere Pfad auch bis zu diesem Kondensator führen, um diesen (vor dem Anschließen der Ladestation an den Anschluss A, A') als die Kapazität (wie die Kapazität C) aufzuladen. Hierbei kann der vordere Pfad verzweigt sein oder es können zwei vordere Pfade vorgesehen sein, die die entsprechenden Kondensatoren bzw. Zwischenkreiskondensatoren mit den entsprechenden Energiespeichern verbinden.
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Der dargestellte Energiespeicher B kann ein Traktions-Energiespeicher sein, etwa in Form einer Lithium-Batterie. Der Energiespeicher B kann eine Nennspannung von mehr als 350V, mehr als 700V aufweisen, ggf. auch von mehr als 100V oder mehr als 40V. Der Übersicht halber nicht dargestellt sind Verbindungselemente der Kabel K1, K2 mittels denen die Ladestation an die Anschlüsse A, A' angeschlossen werden kann.
