DE102018005548A1 - Verfahren zum Aktivieren eines deaktivierten Gleichspannungszwischenkreises eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs sowie Kopplungseinheit hierfür - Google Patents

Verfahren zum Aktivieren eines deaktivierten Gleichspannungszwischenkreises eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs sowie Kopplungseinheit hierfür Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aktivieren eines deaktivierten Gleichspannungszwischenkreises (12) eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs (10), bei dem das Kraftfahrzeug (10) an einer Ladestation (14) positioniert und der Gleichspannungszwischenkreis (12) abhängig von einem Aktivierungszustand einer Kopplungseinheit (16) mit der Ladestation (14) energietechnisch gekoppelt wird, wobei eine Fahrzeugbatterie (18) des Kraftfahrzeugs (10) mittels einer Schalteinheit (20) abhängig von einem Schaltzustand der Schalteinheit (20) mit dem Gleichspannungszwischenkreis (12) elektrisch gekoppelt wird, wobei die Schalteinheit (20) die Fahrzeugbatterie (18) in einem ausgeschalteten Schaltzustand der Schalteinheit (18) vom Gleichspannungszwischenkreis (12) elektrisch trennt, wobei der ausgeschaltete Schaltzustand eingenommen wird, wenn der Gleichspannungszwischenkreis (12) deaktiviert wird, wobei die Kopplungseinheit (16) zum Aktivieren des Gleichspannungszwischenkreises (12) in einem Vorladebetriebszustand derart aktiviert wird, dass der Gleichspannungszwischenkreis (12) mit elektrischer Energie aus der Ladestation (14) vorgeladen wird und die Schalteinheit (20) eingeschaltet wird, wenn der Gleichspannungszwischenkreis (12) einen Ladungszustand hat, der größer als ein vorgegebener Vergleichsladungszustand ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aktivieren eines deaktivierten Gleichspannungszwischenkreises eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, bei dem das Kraftfahrzeug an einer Ladestation positioniert und der Gleichspannungszwischenkreis abhängig von einem Aktivierungszustand einer Kopplungseinheit mit der Ladestation energietechnisch gekoppelt wird, wobei eine Fahrzeugbatterie des Kraftfahrzeugs mittels einer Schalteinheit abhängig von einem Schaltzustand der Schalteinheit mit dem Gleichspannungszwischenkreis elektrisch gekoppelt wird, wobei die Schalteinheit die Fahrzeugbatterie in einem ausgeschalteten Schaltzustand der Schalteinheit vom Gleichspannungszwischenkreis elektrisch trennt, wobei der ausgeschaltete Schaltzustand eingenommen wird, wenn der Gleichspannungszwischenkreis deaktiviert wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Kopplungseinheit zum energietechnischen Koppeln einer Ladestation mit einem Gleichspannungszwischenkreis eines an der Ladestation positionierten, elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs abhängig von einem Aktivierungszustand der Kopplungseinheit.
  • Verfahren der gattungsgemäßen Art sowie auch Kopplungseinheiten der gattungsgemäßen Art sind im Stand der Technik umfänglich bekannt, sodass es eines gesonderten druckschriftlichen Nachweises hierfür nicht bedarf. Gattungsgemäße Verfahren dienen dazu, bei einem Gleichspannungszwischenkreis einen gewissen Ladungszustand zu erreichen, der größer als ein Vergleichsladungszustand ist, damit die Fahrzeugbatterie, die im deaktivierten Zustand des Gleichspannungszwischenkreises von diesem mittels des Schalteinheit elektrisch getrennt ist, über die Schalteinheit zum Gleichspannungszwischenkreis zugeschaltet werden kann, ohne dass ein unzulässig hoher Stromimpuls auftritt.
  • Derartige Stromimpulse können auftreten, weil der Gleichspannungszwischenkreis in der Regel eine kapazitive Wirkung hat. Im deaktivierten Zustand ist der Gleichspannungszwischenkreis üblicherweise im Wesentlichen entladen, sodass eine Zwischenkreisgleichspannung des Gleichspannungszwischenkreises etwa null Volt beträgt. Würde nun die Fahrzeugbatterie mittels der Schalteinheit in einem solchen Szenario unmittelbar auf den Gleichspannungszwischenkreis geschaltet, so würde ein Stromimpuls auf den Gleichspannungszwischenkreis einwirken, der lediglich durch parasitäre Effekte begrenzt ist. Dies ist sowohl für die Fahrzeugbatterie und die Schalteinheit als auch für den Gleichspannungszwischenkreis sowie daran angeschlossene elektrische Einrichtungen nachteilig, weshalb dies vermieden werden soll.
  • Zur Vermeidung derartiger Stromimpulse beim Aktivieren des Gleichspannungszwischenkreises beziehungsweise dem elektrischen Koppeln der Fahrzeugbatterie mit dem Gleichspannungszwischenkreis ist es mittlerweile in der Regel vorgesehen, den Gleichspannungszwischenkreis vor einem elektrischen Koppeln mit der Fahrzeugbatterie vorzuladen. Zu diesem Zweck umfasst das Kraftfahrzeug, insbesondere die Fahrzeugbatterie, häufig eine Vorladeschaltung, die es ermöglicht, vor einem elektrischen Koppeln des Gleichspannungszwischenkreises mit der Fahrzeugbatterie den Gleichspannungszwischenkreis auf einen Ladungszustand aufzuladen, der größer als der vorgegebene Vergleichsladungszustand ist. Der Ladungszustand kann beispielsweise anhand einer elektrischen Spannung am Gleichspannungszwischenkreis ermittelt werden.
  • Üblicherweise ist die Zwischenkreisgleichspannung im Wesentlichen proportional zum aktuellen Ladungszustand des Gleichspannungszwischenkreises. Der Vergleichsladungszustand wird in der Regel derart hoch gewählt, dass innerhalb eines akzeptablen Zeitraums ein ausreichend hoher Ladungszustand am Gleichspannungszwischenkreis erreicht werden kann. Häufig kann der Vergleichsladungszustand in einem Bereich von etwa 85 % bis etwa 99 % des nominalen Ladungszustands des Gleichspannungszwischenkreises im bestimmungsgemäßen aktivierten Zustand sein. Der Vergleichsladungszustand wird vorzugsweise derart gewählt, dass beim elektrischen Koppeln der Fahrzeugbatterie mit dem Gleichspannungszwischenkreis der dann noch verbleibende Stromimpuls ausreichend klein ist, sodass die oben genannten nachteiligen Effekte weitgehend vermieden werden können.
  • Die bekannte Vorladeschaltung weist zu diesem Zweck in der Regel einen entsprechenden Vorladewiderstand auf, über den die Fahrzeugbatterie zum Zwecke des Vorladens des Gleichspannungszwischenkreises mit diesem elektrisch gekoppelt wird. Der Widerstand begrenzt den Strom, der von der Fahrzeugbatterie in den Gleichspannungszwischenkreis strömt und begrenzt somit auch den Stromimpuls.
  • Auch wenn sich das vorgenannte Vorgehen bewährt hat und häufig eingesetzt wird, so liegt dennoch Verbesserungsbedarf vor. Es hat sich nämlich gezeigt, dass das Vorladen batterieseitig Alterung zur Folge haben kann sowie auch unnötig verlustbehaftet ist.
  • Aus der DE 10 2016 007 000 A1 ist ferner eine Vorladung über einen Transformator bekannt. Aber auch hier wird elektrische Energie aus der Fahrzeugbatterie benötigt, um den Gleichspannungszwischenkreis vorladen zu können. Darüber hinaus benötigt diese Ausgestaltung eine aufwändige Schalteinheit sowie zusätzliche Bauteile, nämlich neben dem Transformator weitere elektronische Bauelemente, die für die bestimmungsgemäße Funktionalität zwingend erforderlich sind und somit einen hohen Aufwand nach sich ziehen.
  • Darüber hinaus sind Kopplungseinheiten ebenfalls umfänglich bekannt, sie dienen in der Regel dazu, die Ladestation mit dem Gleichspannungszwischenkreis elektrisch zu koppeln, sodass zwischen dem Gleichspannungszwischenkreis und der Ladestation elektrische Energie ausgetauscht werden kann. Zumeist ist diesbezüglich vorgesehen, die Fahrzeugbatterie von der Ladestation mit elektrischer Energie zum Zwecke des Aufladens zu energietechnisch koppeln. Die Kopplungseinheit kann dazu ausgebildet sein, in einem aktivierten Betriebszustand eine leitungsgebundene energietechnische Kopplung oder auch eine induktive energietechnische Kopplung bereitzustellen. In einem deaktivierten Betriebszustand liegt dagegen keine energietechnische Kopplung vor, auch wenn diese durch ein geeignetes Steuern der Kopplungseinheit aktiviert werden kann.
  • Ist jedoch der Vorgang des Aufladens beendet, so wird der Aktivierungszustand der Kopplungseinheit vom aktivierten Betriebszustand in den deaktivierten Betriebszustand umgeschaltet, sodass ein Energieaustausch zwischen dem Gleichspannungszwischenkreis und der Ladestation nicht mehr erfolgt. In diesem Betriebszustand wird ferner der Gleichspannungszwischenkreis in der Regel deaktiviert, zu welchem Zweck üblicherweise zumindest die Fahrzeugbatterie mittels der Schalteinheit vom Gleichspannungszwischenkreis elektrisch getrennt wird. Der Gleichspannungszwischenkreis entlädt sich somit mit der Zeit beispielsweise mittels vorgegebener Entladeeinheiten sowie auch über angeschlossene elektrische Einrichtungen, die kontinuierlich einen Strom aus dem Gleichspannungszwischenkreis beziehen, und/oder dergleichen. Nach einer bestimmten Zeitspanne ist der Gleichspannungszwischenkreis deshalb im deaktivierten Betriebszustand in der Regel entladen.
  • Soll nun ein Fahrbetrieb aufgenommen werden, so ist zunächst der Gleichspannungszwischenkreis wieder in den aktivieren Betriebszustand zu versetzen und die Fahrzeugbatterie mit dem Gleichspannungszwischenkreis elektrisch zu koppeln, sodass die Fahrzeugbatterie die für den bestimmungsgemäßen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs erforderliche elektrische Energie bereitzustellen vermag. Es ist deshalb erforderlich, den Gleichspannungszwischenkreis - wie zuvor erläutert - zunächst vorzuladen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Aktivieren eines deaktivierten Gleichspannungszwischenkreises zumindest teilweise zu verbessern.
  • Als Lösung werden mit der Erfindung ein Verfahren sowie eine Kopplungseinheit gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgeschlagen.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich durch Merkmale der abhängigen Ansprüche.
  • Bezüglich eines gattungsgemäßen Verfahrens wird insbesondere vorgeschlagen, dass die Kopplungseinheit zum Aktivieren des Gleichspannungszwischenkreises in einem Vorladebetriebszustand derart aktiviert wird, dass der Gleichspannungszwischenkreis mit elektrischer Energie aus der Ladestation vorgeladen wird und die Schalteinheit eingeschaltet wird, wenn der Gleichspannungszwischenkreis einen Ladungszustand hat, der größer als ein vorgegebener Vergleichsladungszustand ist.
  • Bezüglich einer gattungsgemäßen Kopplungseinheit wird insbesondere vorgeschlagen, dass diese eine Vorladeeinheit aufweist, die ausgebildet ist, in einem Vorladebetriebszustand der Kopplungseinheit den Gleichspannungszwischenkreis mit elektrischer Energie aus der Ladestation zumindest bis zu einem Ladungszustand des Gleichspannungszwischenkreises vorzuladen, bei dem der Gleichspannungszwischenkreis einen Ladungszustand hat, der größer als ein vorgegebener Vergleichsladungszustand ist.
  • Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, dass ein an einer Ladestation abgestelltes elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug mit elektrischer Energie von der Ladestation vorgeladen werden kann, sodass eine etwaig vorhandene Vorladeschaltung, vorzugsweise eine solche der Fahrzeugbatterie, nicht aktiviert zu werden braucht, um den Gleichspannungszwischenkreis vorzuladen. Dadurch können die hiermit kraftfahrzeugseitig verbundenen Nachteile weitgehend vermieden werden. Vielmehr ermöglicht es die Erfindung, den Gleichspannungszwischenkreis in den aktivierten Zustand zu versetzen, ohne dass aus der Fahrzeugbatterie elektrische Energie entnommen zu werden braucht. Zu diesem Zweck ist es natürlich erforderlich, dass eine energietechnische Kopplung zwischen dem Gleichspannungszwischenkreis und der Ladestation über die Kopplungseinheit noch möglich ist. In der Regel ist dies jedenfalls dann möglich, wenn das Kraftfahrzeug noch an der Ladestation positioniert ist, also eine energietechnische Kopplung noch realisiert werden kann.
  • Da insgesamt für das Vorladen des Gleichspannungszwischenkreises im Vergleich zum Ausführung eines Aufladens der Fahrzeugbatterie nur ein unwesentlich kleiner Energiebetrag erforderlich ist, kann dies durch die Ladestation auch ohne signifikanten Verlust für die Betreiber bereitgestellt werden, sodass ein Vorladevorgang durch die Kopplungseinheit auf einfache Weise realisiert werden kann.
  • Die Erfindung realisiert das Vorladen also vorzugsweise derart, dass die Kopplungseinheit neben den beiden bekannten Betriebszuständen „aktiviert“ und „deaktiviert“ einen weiteren Betriebszustand bereitstellt, nämlich den Vorladebetriebszustand. Um das Vorladen über die Kopplungseinheit realisieren zu können, kann vorzugsweise eine entsprechende Vorladeeinheit bei der Kopplungseinheit vorgesehen sein, die erfindungsgemäß ausgebildet ist. Insgesamt können die Kopplungseinheit und damit auch die Vorladeeinheit entweder ladestationsseitig oder auch kraftfahrzeugseitig vorgesehen sein. Darüber hinaus kann natürlich auch vorgesehen sein, dass die Kopplungseinheit beziehungsweise die Vorladeeinheit zumindest teilweise kraftfahrzeugseitig und ladestationsseitig vorgesehen ist.
  • Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Kopplungseinheit die energietechnische Kopplung mittels einer induktiven Kopplung bereitstellt. Bereits durch den bestimmungsgemäßen Betrieb der Kopplungseinheit kann dann auf einfache Weise ein vorgegebener Vorladevorgang realisiert werden, ohne dass hierzu zusätzlicher Aufwand erforderlich wäre. Es reicht aus, die Kopplungseinheit entsprechend zu steuern. Darüber hinaus zeigt diese Weiterbildung, dass die Kopplungseinheit sowohl kraftfahrzeugseitig als auch ladestationsseitig vorgesehen sein kann. Gerade bei einer induktiven Kopplung ist es nämlich in der Regel vorgesehen, dass ladestationsseitig eine primäre Kopplungsspule und kraftfahrzeugseitig eine sekundäre Kopplungsspule vorgesehen ist. Dadurch kann auf einfache Weise sowohl kraftfahrzeugseitig als gegebenenfalls auch ladestationsseitig der Vorladevorgang entsprechend gesteuert werden.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Dabei zeigen:
    • Fig. eine schematische Darstellung eines an einer Ladestation positionierten Elektrofahrzeugs, welches induktiv mit der Ladestation gekoppelt ist.
  • Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung ein Kraftfahrzeug 10, welches vorliegend ein Personenkraftwagen ist, der gleichzeitig auch ein Elektrofahrzeug ist. Dem Grunde nach könnte das Kraftfahrzeug jedoch auch ein Hybridfahrzeug sein, welches beispielsweise ergänzend eine Verbrennungskraftmaschine aufweist, die neben einer elektrischen Antriebseinrichtung ebenfalls für den bestimmungsgemäßen Fahrbetrieb genutzt werden kann.
  • Das Elektrofahrzeug 10 umfasst eine nicht bezeichnete Antriebseinrichtung, die für eine Vorderachse sowie auch für eine Hinterachse, die ebenfalls nicht bezeichnet sind, jeweils eine elektrische Maschine 24 sowie einen an die jeweilige der elektrischen Maschinen 24 angeschlossenen Wechselrichter 26 aufweist. Dadurch können die Vorderachse und die Hinterachse unabhängig voneinander betrieben werden. Die Wechselrichter 26 sind an einen Gleichspannungszwischenkreis 12 des Elektrofahrzeugs 10 angeschlossen, an dem auch eine Fahrzeugbatterie 18 über eine Schalteinheit 20 angeschlossen ist. Während des bestimmungsgemäßen Fahrbetriebs stellt die Fahrzeugbatterie 18 elektrische Energie bereit. Die Schalteinheit 20 ist hierbei in einem eingeschalteten Schaltzustand.
  • Um die gewünschten Schaltzustände der Schalteinheit 20 zu realisieren, weist die Schalteinheit 20 vorliegend ein elektromechanisches Schaltelement auf, welches vorliegend als Schütz ausgebildet ist. In alternativen Ausgestaltungen können hierzu jedoch auch elektronische Schütze vorgesehen sein, die zumindest teilweise Halbleiterschaltelemente wie Thyristoren, im Schaltbetrieb betriebene Transistoren und/oder dergleichen nutzen. Die Schalteinheit 20 stellt zumindest einen eingeschalteten Schaltzustand, in dem die Fahrzeugbatterie 18 mit dem Gleichspannungszwischenkreis 12 elektrisch gekoppelt ist, und einen ausgeschalteten Schaltzustand bereit, in dem die Fahrzeugbatterie 18 von dem Gleichspannungszwischenkreis 12 elektrisch getrennt ist.
  • Während des bestimmungsgemäßen Fahrbetriebs des Elektrofahrzeugs 10 sind der Gleichspannungszwischenkreis 12 und die Schalteinheit 20 im eingeschalteten Schaltzustand. Somit entlädt sich die Fahrzeugbatterie 18 mit der Zeit. Die Fahrzeugbatterie 18 ist vorliegend durch einen Akkumulator gebildet, und zwar nach Art einer Lithium-Ion-Batterie. In alternativen Ausgestaltungen können hier auch andere Batterietypen vorgesehen sein, beispielsweise eine Nickel-Cadmium-Batterie, eine Blei-Säure-Batterie und/oder dergleichen. Natürlich können auch Kombinationsschaltungen, insbesondere mit ergänzenden Leistungskondensatoren vorgesehen sein. Die Fahrzeugbatterie 18 ist vorliegend als eine Hochvoltbatterie ausgebildet und stellt eine Spannung von etwa 450 V bereit. In alternativen Ausgestaltungen kann hier auch eine abweichende Spannung bereitgestellt werden, beispielsweise etwa 400 V, etwa 800 V oder dergleichen. Der Begriff „Hochvolt“ bezieht sich auf eine elektrische Gleichspannung, die vorliegend größer als etwa 60 V ist. Vorzugsweise ist der Begriff „Hochvolt“ konform mit der Norm ECE R 100.
  • Um die Fahrzeugbatterie 18 wieder aufladen zu können, ist das Elektrofahrzeug 10 an einer Ladestation 14 zu positionieren, wie es in der Fig. schematisch dargestellt ist. Die Ladestation 14 ist in nicht weiter bezeichneter Weise an ein öffentliches Energieversorgungsnetz angeschlossen, aus dem sie für den Betrieb des Aufladens der Fahrzeugbatterie 18 die elektrische Energie bezieht.
  • Aus der Fig. ist ersichtlich, dass eine Kopplungseinheit 16 vorgesehen ist, die für ein induktives energietechnisches Koppeln der Ladestation 14 mit dem Gleichspannungszwischenkreis 12 des Elektrofahrzeugs 10 ausgebildet ist. Zu diesem Zweck umfasst die Kopplungseinheit 16 als eine erste Kopplungsspule eine Primärspule 28, die stationär an der Ladestation 14 angeordnet ist. Kraftfahrzeugseitig ist als zweite Kopplungsspule eine Sekundärspule 30 im Bereich einer Bodenplatte des Elektrofahrzeugs 10 angeordnet, die mit der Primärspule 28 mittels eines magnetischen Wechselfeldes gekoppelt werden kann. Auf diese Weise kann die Ladestation 14 dem Gleichspannungszwischenkreis 12 elektrische Energie zuführen. Die Sekundärspule 30 ist über eine Ladeschaltung 32 an den Gleichspannungszwischenkreis 12 angeschlossen. Die Kopplungseinheit 16 ist hier also zu einem ersten Teil ladestationsseitig und zu einem zweiten Teil elektrofahrzeugseitig angeordnet.
  • In der Regel wird nach einem Beenden eines Aufladens der Fahrzeugbatterie 18 diese mittels der Schalteinheit 20 vom Gleichspannungszwischenkreis 12 elektrisch getrennt, indem die Schalteinheit 20 in den ausgeschalteten Schaltzustand geschaltet wird. Zugleich wird dadurch auch der Gleichspannungszwischenkreis 12 deaktiviert.
  • Soll nun der Fahrbetrieb des Elektrofahrzeugs 10 wieder aufgenommen werden, so ist es erforderlich, den Gleichspannungszwischenkreis 12 des Elektrofahrzeugs 10 zu aktivieren. Im Stand der Technik ist hierzu vorgesehen, dass die Fahrzeugbatterie 18 beziehungsweise die Schalteinheit 20 eine entsprechende Vorladeschaltung aufweist, die vorliegend jedoch nicht dargestellt ist. Mittels der Vorladeschaltung kann der Gleichspannungszwischenkreis 12 auf einen Ladungszustand gebracht werden, der größer als ein vorgegebener Vergleichsladungszustand ist. Vorliegend ist vorgesehen, dass der Vergleichsladungszustand etwa 95 % des Ladungszustands des Gleichspannungszwischenkreises 12 im bestimmungsgemäßen Fahrbetrieb ist.
  • Dieses Vorladen ist jedoch ungünstig, weil einerseits elektrische Energie der Fahrzeugbatterie 18 benötigt wird und andererseits die Vorladeschaltung selbst den Wirkungsgrad verschlechtert, weil sie unter anderem Verlustleistung erzeugt und im Übrigen auch der Alterung unterworfen ist.
  • Um hier eine Verbesserung zu bewirken, schlägt die Erfindung vor, den Gleichspannungszwischenkreis 12 nicht - wie im Stand der Technik - aus der Fahrzeugbatterie 18 vorzuladen, sondern, weil das Elektrofahrzeug 10 noch an der Ladestation 14 positioniert ist, die elektrische Energie zum Vorladen des Gleichspannungszwischenkreises 12 von der Ladestation 14 zu beziehen. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, dass die Kopplungseinheit 16 eine Vorladeeinheit 22 aufweist, die ausgebildet ist, in einem Vorladebetriebszustand der Kopplungseinheit 15 den Gleichspannungszwischenkreis 12 mit elektrischer Energie aus der Ladestation 14 zumindest bis zu dem Ladungszustand vorzuladen, bei dem der Gleichspannungszwischenkreis 12 einen Ladungszustand hat, der größer als der vorgegebene Vergleichsladungszustand ist. Dadurch braucht ein Vorladen aus der Fahrzeugbatterie 18 nicht mehr zu erfolgen. Dies verbessert nicht nur die Leistungsfähigkeit insgesamt, sondern es reduziert auch die Alterung kraftfahrzeugseitig.
  • Ist ein ausreichender Ladungszustand des Gleichspannungszwischenkreises 12 erreicht, was mittels Erfassen einer Zwischenkreisgleichspannung des Gleichspannungszwischenkreises 12 ermittelt werden kann, kann die Schalteinheit 20 in den eingeschalteten Schaltzustand versetzt werden, sodass die Fahrzeugbatterie 18 mit dem Gleichspannungszwischenkreis 12 elektrisch gekoppelt ist. Das Elektrofahrzeug 12 kann nun den bestimmungsgemäßen Fahrbetrieb aufnehmen.
  • Die Erfindung ermöglicht es, die Verlustleistung elektrofahrzeugseitig insgesamt zu reduzieren. Eine Leistungsregelung zur Vorladung des Gleichspannungszwischenkreises 12 kann durch die induktive Kopplung mit der Ladestation 14 erreicht werden. Dem Grunde nach ist die Erfindung hierauf jedoch nicht beschränkt und kann auch bei einer leitungsgebundenen energietechnischen Kopplung eingesetzt werden. Insgesamt ist ein höherer Wirkungsgrad des Elektrofahrzeugs 10 möglich. Die Fahrzeugbatterie 18 sowie auch ein etwaiges Batteriemanagement des Elektrofahrzeugs 10 brauchen nicht zwingend aktiviert zu sein. Darüber hinaus können auch Nebenaggregate, beispielsweise eine Klimaanlage, eine Heizung, bei einem ausgeschalteten Schaltzustand der Schalteinheit 20 mit elektrischer Energie versorgt werden. Ein Ruhestrombedarf im Elektrofahrzeug 10 kann verringert werden.
  • Die Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Erläuterung der Erfindung und sollen diese nicht beschränken.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Elektrofahrzeug
    12
    Gleichspannungszwischenkreis
    14
    Ladestation
    16
    Kopplungseinheit
    18
    Fahrzeugbatterie
    20
    Schalteinheit
    22
    Vorladeeinheit
    24
    Elektrische Maschine
    26
    Wechselrichter
    28
    Primärspule
    30
    Sekundärspule
    32
    Ladeschaltung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102016007000 A1 [0008]

Claims (7)

  1. Verfahren zum Aktivieren eines deaktivierten Gleichspannungszwischenkreises (12) eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs (10), bei dem das Kraftfahrzeug (10) an einer Ladestation (14) positioniert und der Gleichspannungszwischenkreis (12) abhängig von einem Aktivierungszustand einer Kopplungseinheit (16) mit der Ladestation (14) energietechnisch gekoppelt wird, wobei eine Fahrzeugbatterie (18) des Kraftfahrzeugs (10) mittels einer Schalteinheit (20) abhängig von einem Schaltzustand der Schalteinheit (20) mit dem Gleichspannungszwischenkreis (12) elektrisch gekoppelt wird, wobei die Schalteinheit (20) die Fahrzeugbatterie (18) in einem ausgeschalteten Schaltzustand der Schalteinheit (18) vom Gleichspannungszwischenkreis (12) elektrisch trennt, wobei der ausgeschaltete Schaltzustand eingenommen wird, wenn der Gleichspannungszwischenkreis (12) deaktiviert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinheit (16) zum Aktivieren des Gleichspannungszwischenkreises (12) in einem Vorladebetriebszustand derart aktiviert wird, dass der Gleichspannungszwischenkreis (12) mit elektrischer Energie aus der Ladestation (14) vorgeladen wird und die Schalteinheit (20) eingeschaltet wird, wenn der Gleichspannungszwischenkreis (12) einen Ladungszustand hat, der größer als ein vorgegebener Vergleichsladungszustand ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinheit (16) die energietechnische Kopplung mittels einer induktiven Kopplung bereitstellt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinheit (16) nach dem Einschalten der Schalteinheit (20) deaktiviert wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (20) eine Vorladeschaltung umfasst, wobei die Vorladeschaltung deaktiviert ist, solange das Kraftfahrzeug (10) an der Ladestation (14) positioniert ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorladeschaltung automatisiert deaktiviert wird, sobald das Kraftfahrzeug (10) an der Ladestation (14) positioniert wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorladeschaltung automatisiert aktiviert wird, sobald sich das Kraftfahrzeug (10) entfernt von der Ladestation (14) befindet.
  7. Kopplungseinheit (16) zum energietechnischen Koppeln einer Ladestation mit einem Gleichspannungszwischenkreis (12) eines an der Ladestation (14) positionierten, elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs (10) abhängig von einem Aktivierungszustand der Kopplungseinheit (16), gekennzeichnet durch eine Vorladeeinheit (22), die ausgebildet ist, in einem Vorladebetriebszustand der Kopplungseinheit (16) den Gleichspannungszwischenkreis (12) mit elektrischer Energie aus der Ladestation (14) zumindest bis zu einem Ladungszustand des Gleichspannungszwischenkreises (12) vorzuladen, bei dem der Gleichspannungszwischenkreis (12) einen Ladungszustand hat, der größer als ein vorgegebener Vergleichsladungszustand ist.
DE102018005548.6A 2018-07-12 2018-07-12 Verfahren zum Aktivieren eines deaktivierten Gleichspannungszwischenkreises eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs sowie Kopplungseinheit hierfür Withdrawn DE102018005548A1 (de)

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