DE102018009271A1 - Energiewandler zum energietechnischen Koppeln eines Gleichspannungsbordnetzes mit einem Wechselspannungsanschluss oder einem Gleichspannungsanschluss - Google Patents

Energiewandler zum energietechnischen Koppeln eines Gleichspannungsbordnetzes mit einem Wechselspannungsanschluss oder einem Gleichspannungsanschluss Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Energiewandler (10) zum energietechnischen Koppeln eines Gleichspannungsbordnetzes (12) mit einem Wechselspannungsanschluss (ACA) oder einem Gleichspannungsanschluss (DCA). Der Energiewandler (10) weist den Wechselspannungsanschluss (ACA) und den Gleichspannungsanschluss (DCA) mit einem ersten Leiter (LR1) und einem zweiten Leiter (LR2) auf. Eine mit dem Wechselspannungsanschluss (ACA) elektrisch gekoppelte Wandlereinheit (14) ist mit einer Gleichrichtereinheit (16) elektrisch gekoppelt. Die Gleichrichtereinheit (16) weist einen Eingangsanschluss (EA), ein zum Eingangsanschluss (EA) paralleles erstes Schaltelement (S1) und einen Ausgangsanschluss (AA) auf. Der Energiewandler (10) beinhaltet ein zweites Schaltelement (S2) und ein drittes Schaltelement (S3), wobei das zweite Schaltelement (S2) zwischen dem ersten Leiter (LR1) des Gleichspannungsanschlusses (DCA) und der Gleichrichtereinheit (16) angeordnet ist. Das dritte Schaltelement (S3) ist zwischen dem zweiten Leiter (LR2) des Gleichspannungsanschlusses (DCA) und der Gleichrichtereinheit (16) angeordnet. Das erste, zweite und dritte Schaltelement sind in Serie angeordnet.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Energiewandler zum energietechnischen Koppeln eines Gleichspannungsbordnetzes mit einem Wechselspannungsanschluss oder einem Gleichspannungsanschluss, wobei der Energiewandler den Wechselspannungsanschluss und den Gleichspannungsanschluss mit einem ersten Leiter und einem zweiten Leiter aufweist.
  • Bei der Entwicklung von Elektrofahrzeugen kommen vermehrt Hochvoltkomponenten und Hochvoltleitungen zum Einsatz. Da bei Elektrofahrzeugen höhere Spannungen oder Stromstärken als bei konventionellen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren vorliegen können, erhöhen sich demzufolge ebenfalls die Anforderungen hinsichtlich der Hochvoltsicherheit. Sind beispielsweise Hochvoltkomponenten oder Hochvoltleitungen in crashgefährdeten Bereichen des Fahrzeugs verbaut, müssen diese während der Fahrt spannungsfrei geschaltet sein. Somit kann es sein, dass bei der konzeptionellen Planung von Schaltkreisen sowie elektrischen Komponenten für Elektrofahrzeuge mehrere Sicherheitsziele definiert und eingehalten werden müssen.
  • Ein erstes Sicherheitsziel ist beispielsweise, dass eine AC- oder DC-Ladedose während eines Betriebs beziehungsweise Manövrierens des Kraftfahrzeugs spannungsfrei geschaltet ist. Bei einem Onbord-Ladegerät kann ebenfalls dieselbe Forderung gelten. Alternativ kann das Onbord-Ladegerät in einem crashgeschützten Bereich des Elektrofahrzeugs angeordnet sein.
  • Während eines Ladevorgangs können sich weitere Sicherheitsziele ergeben. Ein zweites Sicherheitsziel betrifft das Aufladen mit Gleichstrom. Dabei darf keine Spannung an der AC-Ladedose anliegen. Ein drittes Sicherheitsziel betrifft einen Ladevorgang mit Wechselstrom. Dabei darf keine Spannung an der DC-Ladedose anliegen.
  • Die Druckschrift US 9479062 B2 betrifft einen galvanisch isolierten DC/DC-Wandler und ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Wandlers. Der galvanisch isolierte DC/DC-Wandler beinhaltet mindestens eine erste Wandlerschaltung, welche zwischen einem ersten Paar von DC-Terminals und wenigstens einer zweiten Wandlerschaltung gekoppelt ist. Die zweite Wandlerschaltung hat zumindest ein erstes und ein zweites Schaltelement, wobei jedes Schaltelement einen Schalter und eine Diode in Parallelschaltung aufweist.
  • Die Offenlegungsschrift DE 10 2016 012 063 A1 betrifft eine galvanisch getrennte Gleichspannungswandlung mittels Dreiphasenwechselrichtung. Dieser Gleichspannungswandler weist eine Wechselrichtereinheit zum Erzeugen primärseitiger Wechselspannungen aus einer Gleichspannung auf. Des Weiteren weist der Gleichspannungswandler Transformatoreinheiten mit jeweils einer Primärspule und jeweils einer Sekundärspule zum Transformieren der primärseitigen Wechselspannung in eine sekundärseitige Wechselspannung auf. Darüber hinaus verfügt der Gleichspannungswandler über eine Gleichrichtereinheit zum Gleichrichten und Addieren der sekundärseitigen Wechselspannungen.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen besseren oder effizienteren Energiewandler zum Aufladen von Elektrofahrzeugen bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird gemäß den unabhängigen Patentansprüchen dieser Anmeldung gelöst. Sinnvolle Weiterbildungen und alternative Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Figuren.
  • Die Erfindung betrifft einen Energiewandler zum energietechnischen Koppeln eines Gleichspannungsbordnetzes mit einem Wechselspannungsanschluss oder einem Gleichspannungsanschluss. Dabei weist der Energiewandler den Wechselspannungsanschluss und den Gleichspannungsanschluss auf. Der Gleichspannungsanschluss beinhaltet einen ersten Leiter und einen zweiten Leiter. Diese beiden Leiter sind vorzugsweise jeweils einem Potenzial zugeordnet. Beispielsweise können der erste Leiter mit einem Pluspotenzial und der zweite Leiter mit einem Minuspotenzial einer Gleichspannungsstromquelle verbunden sein.
  • Der Energiewandler weist eine mit dem Wechselspannungsanschluss elektrisch gekoppelte Wandlereinheit auf. Diese Wandlereinheit dient insbesondere dazu, aus einer Wechselspannung eine Gleichspannung zu erzeugen. Diese Wandlereinheit kann darüber hinaus einen Resonanzschwingkreis beinhalten. Denkbar wären in diesem Zusammenhang LLC-Wandlereinheiten. Der Energiewandler weist ferner eine mit der Wandlereinheit elektrisch gekoppelte Gleichrichtereinheit auf. Diese Gleichrichtereinheit weist einen Eingangsanschluss, ein zum Eingangsanschluss paralleles erstes Schaltelement und einen Ausgangsanschluss auf. Das erste Schaltelement kann als Schütz oder Halbleiterschalter ausgebildet sein. Darüber hinaus weist der Energiewandler ein zweites Schaltelement und ein drittes Schaltelement auf. Das zweite Schaltelement ist zwischen dem ersten Leiter des Gleichspannungsanschlusses und der Gleichrichtereinheit angeordnet. Das dritte Schaltelement ist zwischen dem zweiten Leiter des Gleichspannungsanschlusses und der Gleichrichtereinheit angeordnet. Dabei sind das erste, zweite und dritte Schaltelement in Serie angeordnet. Dazu kann zwischen der ersten Diode, dem ersten Schaltelement und dem Ausgangsanschluss ein erster Knoten angeordnet sein. Bevorzugt verbindet der erste Knoten dabei eine Kathode der ersten Diode mit einer ersten Seite des ersten Schaltelements und einem ersten Anschluss des Ausgangsanschlusses.
  • Des Weiteren kann ein zweiter Knoten vorgesehen sein, über den das erste Schaltelement, der Eingangsanschluss, die erste Spule und das zweite Schaltelement miteinander verbunden sind. Insbesondere ist das erste Schaltelement mit einer zweiten Seite an den zweiten Knoten angeschlossen und dadurch über den zweiten Knoten mit einem ersten Anschluss des Eingangsanschlusses, einer zweiten Seite der ersten Spule und über den ersten Leiter mit einer ersten Seite des zweiten Schaltelements verbunden. Mit einer zweiten Seite kann das zweite Schaltelement an einen ersten Anschluss des Gleichspannungsanschlusses angeschlossen sein. Anders ausgedrückt, kann das erste Schaltelement zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten angeordnet sein, wohingegen das zweite Schaltelement zwischen dem ersten Anschluss des Gleichspannungsanschlusses und dem zweiten Knoten angeordnet sein kann.
  • Außerdem kann auch ein dritter Knoten vorgesehen sein, über den die erste Diode, der erste Halbleiterschalter und die erste Spule miteinander verbunden sind. Vorzugsweise ist dabei die erste Diode mit ihrer Anode an den dritten Knoten angeschlossen, die erste Spule ist mit einer ersten Seite an den dritten Knoten angeschlossen und der erste Halbleiterschalter ist mit einer ersten Seite an den dritten Knoten angeschlossen. Mit anderen Worten kann also die erste Diode mit ihrer Kathode in Richtung erster Knoten zwischen dem ersten Knoten und dem dritten Knoten angeordnet sein, wohingegen die erste Spule zwischen dem zweiten und dritten Knoten angeordnet sein kann.
  • Zudem kann auch ein vierter Knoten vorgesehen sein, über den der erste Halbleiterschalter, das dritte Schaltelement und der Ausgangsanschluss miteinander verbunden sind. Insbesondere ist dabei der erste Halbleiterschalter über eine zweite Seite an den vierten Knoten angeschlossen, das dritte Schaltelement ist insbesondere mit einer ersten Seite über den zweiten Leiter an den vierten Knoten angeschlossen und ein zweiter Anschluss des Ausgangsanschlusses kann an den vierten Knoten angeschlossen sein. Anders ausgedrückt, kann der erste Halbleiterschalter zwischen dem dritten Knoten und dem vierten Knoten angeordnet sein.
  • Schließlich kann das dritte Schaltelement mit einer zweiten Seite an einen zweiten Anschluss des Gleichspannungsanschlusses angeschlossen sein. Das heißt, das dritte Schaltelement ist bevorzugt zwischen dem zweiten Anschluss des Gleichspannungsanschlusses und dem vierten Knoten angeordnet.
  • Dies bedeutet, dass ausgehend von dem zweiten Schaltelement entlang des ersten Leiters ein serieller Strompfad existiert, der diese drei Schaltelemente beinhaltet. Aufgrund der Anordnung des zweiten und dritten Schaltelements können diese Schaltelemente außerhalb des Hochvoltbereichs positioniert werden. Daraus folgt, dass bezüglich des ersten Schaltelements die Sicherheitsanforderungen erheblich reduziert werden können. Demnach ist es bereits ausreichend, das erste Schaltelement nur noch auf ein lastfreies Trennen auszulegen. Eine Anforderung bezüglich einer sicheren galvanischen Trennung im geöffneten Fall muss nicht länger aufrechterhalten werden, da die Spannungsfreiheit bereits durch das zweite und dritte Schaltelement sichergestellt wird. Dies bedeutet, dass das erste Schaltelement auch als Halbleiterschalter ausgeführt werden kann. Zudem können innerhalb der Gleichrichtereinheit weitere sicherheitsrelevante Schaltelemente entfallen. Eine elektrische Verbindung von der Gleichrichtereinheit zu dem Gleichspannungsanschluss kann mithilfe des zweiten und dritten Schaltelements effektiv und sicher getrennt werden. Aus diesem Grund sind das zweite und dritte Schaltelement bevorzugt als Schütze ausgeführt.
  • Eine weitere Ausgestaltung sieht einen Energiewandler vor, wobei zwischen dem dritten und ersten Schaltelement eine Serienschaltung aus einem ersten Halbleiterschalter und einer ersten Diode angeordnet ist. Vorzugsweise ist diese Serienschaltung an dem zweiten Leiter angeschlossen. Dies bedeutet insbesondere, dass ausgehend von dem dritten Schaltelement ein unidirektionaler Strompfad existiert, der den ersten Halbleiterschalter und die erste Diode beinhaltet.
  • Eine weitere Ausgestaltung sieht einen Energiewandler vor, wobei eine erste Spule an einem Abgriff zwischen der ersten Diode und dem ersten Schaltelement angeschlossen ist und wobei mithilfe des ersten Schaltelements die erste Spule und die erste Diode überbrückbar sind. Damit kann mithilfe des ersten Schaltelements je nach Schaltzustand des ersten Schaltelements eine Überbrückung der ersten Spule sowie der ersten Diode erreicht werden. Somit kann in einem Fahrzeug bei einem DC-Ladevorgang einer 800-Volt Fahrzeugbatterie 19 an einer 800-Volt-Ladesäule der Boost-Converter überbrückt werden. Anstelle von Boost-Converter kann auch der Begriff Aufwärtswandler verwendet werden. Zwar kann mithilfe der Gleichrichtereinheit eine Transformation von Spannungen ermöglicht werden, jedoch kann mithilfe des ersten Schaltelements diese Spannungswandlung auch umgangen werden, sofern eine Spannungswandlung nicht erforderlich oder gewünscht ist.
  • Eine weitere Ausgestaltung sieht einen Energiewandler vor, wobei die Gleichrichtereinheit eine Vollbrücke mit der ersten Diode, einer zweiten und dritten Diode sowie dem ersten Halbleiterschalter aufweist. Mithilfe der Vollbrücke sowie der ersten Spule kann eine eingehende Gleichspannung der Gleichspannung auf ein anderes Gleichspannungsniveau transformiert werden. So kann beispielsweise eine 400-Volt-Gleichspannung in eine 800-Volt-Gleichspannung umgewandelt werden. Dies gelingt insbesondere mithilfe des ersten Halbleiterschalters. Dieser erste Halbleiterschalter wird dazu bevorzugt taktend betrieben. Damit kann die Spannungsumwandlung realisiert werden.
  • Eine weitere Ausführungsform sieht einen Energiewandler vor, wobei zwischen der Wandlereinheit und dem Wechselspannungsanschluss eine PFC-Schaltung angeschlossen ist und/oder an dem Ausgangsanschluss der Gleichrichtereinheit ein Hochvoltbordnetz eines Kraftfahrzeugs angeschlossen ist. Mithilfe der PFC-Schaltung können Stromspitzen abgefangen werden. Somit kann eine Wechselspannungsquelle vor zu starken Stromspitzen aus dem Energiewandler geschützt werden. Des Weiteren kann der Strom mit der Spannung in Phase gebracht werden. Ist der Energiewandler an das Hochvoltbordnetz eines Kraftfahrzeugs angeschlossen, so können das Kraftfahrzeug beziehungsweise die dazugehörige Traktionsbatterie aufgeladen werden. Ebenfalls ist es möglich, gezielt andere Komponenten des Kraftfahrzeugs zu laden oder mit Strom zu versorgen. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Energiewandlers kann das Hochvoltbordnetz sowohl an eine Wechselspannungsquelle als auch an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen werden. Dies kann einen bedeutenden Komfortgewinn beim Betreiben des Elektrofahrzeugs darstellen, da nicht auf die Art der Spannungsquelle Rücksicht genommen werden muss.
  • Eine weitere Ausführungsform sieht einen Energiewandler vor, wobei die Wandlereinheit und die Gleichrichtereinheit eine LLC-Wandlereinheit bilden. Die LLC-Wandlereinheit beinhaltet meistens wenigstens zwei Wandlerinduktivitäten und mindestens einen Wandlerkondensator. Die LLC-Wandlereinheit ist ein spezifischer Typ eines Energiewandlers, der dazu genutzt werden kann, eine Wechselspannungsenergiequelle mit dem Gleichspannungsbordnetz über die Gleichrichtereinheit zu koppeln. Die LLC-Wandlereinheit kann auch als eine spezielle Form eines Resonanzwandlers betrachtet werden, der häufig für Leistungsanwendungen ab einer Leistung von etwa 1 Kilowatt eingesetzt wird. Mithilfe einer LLC-Wandlereinheit kann eine Verlustleistung bei Schaltvorgängen von Schaltelementen reduziert werden.
  • Eine weitere Ausführungsform sieht einen Energiewandler vor, wobei das erste Schaltelement ein Halbleiterschalter ist und das zweite und dritte Schaltelement jeweils Schützschalter sind. Dadurch, dass das zweite und dritte Schaltelement als Schützschalter beziehungsweise Schütze ausgeführt sind, ergeben sich geringere Sicherheitsanforderungen bezüglich des ersten Schaltelements sowie der eventuell weiteren vorhandenen Schaltelemente innerhalb der Gleichrichtereinheit. Dadurch kann der Energiewandler vereinfacht hergestellt werden. Da das dritte und zweite Schaltelement aufgrund ihrer Anordnung in der Regel leichter zugänglich sind, kann eine Montage beziehungsweise Fertigung des Energiewandlers erleichtert werden. Sicherheitskritische Schaltelemente können so aus der Gleichrichtereinheit heraus verlagert werden.
  • Eine weitere Ausführungsform sieht einen Energiewandler vor, wobei die Gleichrichtereinheit ausgangsseitig keinen einzigen Schützschalter als Schaltelement aufweist. Bei dieser Ausführungsform werden die vorteilhaften Wirkungen, die sich aufgrund der Ausführung des zweiten und dritten Schaltelements als Schützschalter ergeben, gezielt genutzt. Dies bedeutet, dass die Gleichrichtereinheit ausgangsseitig keinen weiteren Schützschalter aufweisen muss. Eventuelle vorgesehene Schaltelemente können als flexible Halbleiterschalter ausgeführt werden. Damit können sich mehr Freiheitsgrade beziehungsweise ein größerer Konstruktionsspielraum bezüglich des Aufbaus der Gleichrichtereinheit ergeben. Insbesondere kann es möglich sein, dass innerhalb der gesamten Gleichrichtereinheit kein einziges Schaltelement als Schützschalter ausgeführt ist. Dies würde bedeuten, dass lediglich das zweite und dritte Schaltelement Schützschalter wären. Damit können innerhalb der Gleichrichtereinheit mehrere taktend betreibbare Schaltelemente verbaut werden. Diese Schaltelemente innerhalb der Gleichrichtereinheit müssen demnach keine Spannungsfreiheit garantieren, da diese Aufgabe bereits durch das zweite und dritte Schaltelement gelöst wird.
  • Des Weiteren sieht die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Energiewandler vor, wobei die Wandlereinheit in einem crashgeschützten Bereich des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Ist die Wandlereinheit in einem crashgeschützten Bereich des Kraftfahrzeugs angeordnet, so kann vermieden werden, dass infolge eines Unfalls unkontrolliert ein hoher Stromfluss in Richtung der Gleichrichtereinheit stattfindet. Ferner kann es möglich sein, dass zusätzlich zur Wandlereinheit ebenfalls die Gleichrichtereinheit crashsicher in dem Kraftfahrzeug verbaut ist. Eine Kombination aus Gleichrichtereinheit und Wandlereinheit kann auch als Bordlader bezeichnet werden. In vielen Fällen ist vorgesehen, dass der Bordlader crashsicher beziehungsweise crashgeschützt im Fahrzeug verbaut ist.
  • Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die durch die Figuren dargestellten Schaltbilder lediglich beispielhafte Ausführungsformen zeigen. Die Erfindung ist demnach nicht auf ein spezielles Schaltbild begrenzt.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren 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 zeigt:
    • 1 eine beispielhafte Schaltung mit einem LLC-Wandler auf der Primärseite zur Funktion für einen galvanisch gekoppelten Aufwärtswandler;
    • 2 ein beispielhaftes Schaltbild für einen galvanisch gekoppelten Aufwärtswandler mit Potentialsymmetrierung;
    • 3 ein beispielhaftes Schaltbild für einen Energiewandler mit Wechselspannungsanschluss und Gleichspannungsanschluss;
    • 4 eine beispielhafte Darstellung bezüglich der Nutzungsmöglichkeiten des Energiewandlers; und
    • 5 ein beispielhaftes Schaltbild für einen weiteren Energiewandler mit einer zusätzlichen Spule und einem zusätzlichen Schaltelement innerhalb der Gleichrichtereinheit;
  • 1 zeigt beispielhaft einen Energiewandler 10, der eine Wandlereinheit 14 und eine Gleichrichtereinheit 16 aufweist. Die Wandlereinheit 14 beinhaltet mehrere Halbleiterschalter und mehrere Dioden. Darüber hinaus weist die Wandlereinheit 14 eine erste Spule L1, eine zweite Spule L2 sowie einen zweiten Kondensator C2 und einen dritten Kondensator C3 auf. Die Gleichrichtereinheit 16 weist eine Vollbrücke mit drei Dioden und einem ersten Halbleiterschalter F1 auf. Darüber hinaus weist die Gleichrichtereinheit 16 einen ersten Kondensator C1 sowie einen ersten und zweiten Widerstand R1, R2 auf. Im Beispiel von 1 ist kein Wechselspannungsanschluss ACA gezeigt. Anstelle dessen ist der Energiewandler 10 von 1 an eine Gleichstromquelle DC angeschlossen. Die Brückengleichrichtung innerhalb der Gleichrichtereinheit 16 weist anstelle einer Diode D1 den ersten Halbleiterschalter F1 auf. Dieser Halbleiterschalter F1 kann als MOSFET-Schalter ausgebildet sein.
  • Die Wandlereinheit 14 und die Gleichrichtereinheit 16 können innerhalb des Bordladers 17 die Funktion eines LLC-Wandlers bilden. Zugleich besteht die Möglichkeit, mithilfe eines Taktbetriebes des ersten Halbleiterschalters F1 einen galvanisch gekoppelten Aufwärtswandler (Boost-Converter) darzustellen. Die daraus resultierende Boost-Funktion bezieht sich dabei auf eine Gleichspannung bezüglich der Gleichspannungsquelle DC. Diese kann beispielsweise 400 Volt betragen. Ist zum Beispiel beim Gleichspannungsbordnetz 12 eine Gleichspannung von 800 Volt nötig, so kann mithilfe des so dargestellten Aufwärtswandlers die Gleichspannung von 400 Volt auf eine Gleichspannung von 800 Volt umgewandelt werden. Dazu wird der erste Halbleiterschalter F1 taktend betrieben. Wenigstens eine der beiden Spulen der Wandlereinheit 14 kann Strom in Form magnetischer Energie speichern. Die so gespeicherte Energie kann zum Hochtransformieren der Gleichspannung von 400 Volt auf 800 Volt genutzt werden. Je nachdem, mit welcher Taktratte oder welchem Tastgrad (eng. duty cycle) der erste Halbleiterschalter F1 betrieben wird, kann ein anderes Niveau der Gleichspannung erreicht beziehungsweise eingestellt werden.
  • Im Beispiel von 1 fungieren folgende Komponenten als galvanisch gekoppelter Aufwärtswandler: dritte Diode D3, erste Spule L1, welche mit einem Transformator TR zusammenwirkt, erstes Halbleiterschaltelement F1. Eine transformierte Spannung der ersten Spule L1 wird über die Dioden D5 bis D8 stets derart gleichgerichtet, sodass an dem dritten Kondensator C3 eine Gleichspannung anliegt und ein Stromfluss auf der Hauptbrücke über die Halbleiter unterbunden wird. Die Spannungsauslegung der Primärseite kann zum Beispiel anhand folgender Vorschrift ermittelt werden: 1 T r a f o ü b e r s e t z u n g s v e r h ä l t n i s D C _ G l e i c h s p a n n u n g
    Figure DE102018009271A1_0001
  • Alternativ kann anstelle der ersten Spule L1 die zweite Spule L2 für den galvanisch gekoppelten Aufwärtswandler verwendet werden. Die zweite Spule L2 kann dabei im Bereich der Gleichrichtereinheit 16 angeordnet sein. Vorzugsweise wird die zweite Spule L2 in Serie zu einem Eingangsanschluss EA der Gleichrichtereinheit 16 angeordnet. Ausgehend von dem Eingangsanschluss EA ist dazu in Serie die zweite Spule L2 angeordnet und dieser Strompfad führt zu einem Knoten, der zwischen der ersten Diode D1 und dem ersten Halbleiterschalter F1 angeordnet ist.
  • Zwischen der zweiten Diode D2 und dem Eingangsanschluss EA kann der dritte Kondensator C3 angeordnet sein. Auch bei dieser Ausführungsform ist eine Diode in der Brückengleichrichtung durch den ersten Halbleiterschalter F1 ersetzt. Ebenso bleibt bei dieser Ausführungsform die Funktion der LLC-Wandlereinheit vollständig erhalten. Des Weiteren besteht auch hier die Möglichkeit, mithilfe des ersten Halbleiterschalters F1 einen galvanisch gekoppelten Aufwärtswandler umzusetzen. Dazu wird der erste Halbleiterschalter F1 entsprechend taktend betrieben. Somit kann die zweite Spule L2 für den Aufwärtswandler verwendet werden. Die darin gespeicherte Energie kann für ein Transformieren der Gleichspannung verwendet werden. Ähnliches würde für ein Transformieren der Wechselspannung gelten. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, dass die Wandlereinheit 14 bevorzugt eine Wechselspannung in eine Gleichspannung umwandelt. Bei dieser Ausführungsform wären demnach folgende Komponenten bei der Funktion des galvanisch gekoppelten Aufwärtswandlers beteiligt:
    • erste Diode D1, zweite Spule L2, das erste Halbleiterschaltelement F1;
    Am dritten Kondensator C3 liegt in diesem Fall eine Gleichspannung (Gleichspannung der Gleichspannungsquelle DC) an und ein Stromfluss auf den Transformator TR und damit auf die Primärseite des LLC-Wandlers wird somit unterbrochen. Damit ist die Spannungsauslegung der Primärseite unabhängig von der Gleichspannung der Gleichspannungsquelle DC.
  • Es ist anmelderseitig bekannt, dass LLC-Wandlereinheiten mit Boost-Funktionen zum Aufladen von Elektrofahrzeugen verwendet werden. Dazu wird häufig ein Energiewandler verwendet, der 1 entspricht oder dem Schaltbild von 1 ähnlich ist. Solche Energiewandler haben jedoch meistens zur Folge, dass innerhalb einer Bordnetzschaltung Schütze zum spannungsfreien Schalten des Bordladers 17 während einer Fahrt des Elektrofahrzeugs vorgesehen sind. Diese Schütze sind beim Laden mit Wechselstrom oder Gleichstrom geschlossen, sodass die Fahrzeugbatterie 19 geladen werden kann oder ein Hochvoltbordnetz HVB mit Strom versorgt werden kann. Ist ein Energiewandler gemäß einer Schaltung von 1 mit einer Wechselspannungsquelle verbunden und wird mithilfe dieser Wechselspannungsquelle das Elektrofahrzeug geladen, so würde eine Spannung an einer Ladesäule 13 beziehungsweise an dem Gleichspannungsanschluss DCA anliegen. Die Ladesäule 13 kann sowohl als AC-Ladesäule als auch als DC-Ladesäule ausgebildet sein. Demnach gilt das Bezugszeichen 13 sowohl für die AC-Ladesäule als auch für die DC-Ladesäule. Dies würde bedeuten, dass das dritte Sicherheitsziel verletzt werden würde. In diesem Fall wären zusätzliche Schütze notwendig. Diese zusätzlichen Schütze könnten beispielsweise, wie zuvor beschrieben wurde, im Bereich des Gleichspannungsbordnetzes 12 angeordnet sein. Häufig wird beim Laden mithilfe einer Wechselspannung eine Leistungskorrekturfilterschaltung PFC eingesetzt. Damit können Stromspitzen abgefangen beziehungsweise der Strom mit der Spannung in Phase gebracht werden. Die Schütze würden für das Laden mit Gleichstrom geschlossen werden, wenn die Gleichspannung, welche durch die Ladesäule 13 bereitgestellt werden kann, größer oder gleich einer maximalen Batteriespannung ist.
  • 2 zeigt einen weiteren Energiewandler 10, der einen galvanisch gekoppelten Aufwärtswandler mit Potentialsymmetrierung aufweist. Um die Funktion eines Aufwärtswandlers realisieren zu können, muss zumindest ein Schaltelement zwischen den Halbbrücken der Gleichrichtung ergänzt werden. Im Fall von 1 ist dies das erste Halbleiterschaltelement F1. Während über den Onbord-Lader geladen wird und die Sekundärseite der Schaltung von 2 als Gleichrichter arbeitet, entsteht zwischen den Halbbrücken abwechselnd eine positive und eine negative Spannung. In 2 sind zwei dynamische Halbleiterschalter dargestellt. Diese sind mit DF1 beziehungsweise DF2 bezeichnet. Da jeweils einer dieser dynamischen Halbleiterschalter durch seine entsprechende Bodydiode in Rückwärtsrichtung leitfähig wäre, werden im Beispiel von 2 zwei Halbleiterschalter antiseriell geschaltet. Dies bedeutet im Fall von 2, dass die beiden Halbleiterschalter DF1 und DF2 einander entgegengesetzt verbaut sind beziehungsweise antiseriell geschaltet sind. Möchte man nun beispielsweise ein Elektrofahrzeug mit einem Spannungsniveau von 800 Volt an einer 400-Volt Ladesäule mithilfe der in 2 dargestellten Schaltung aufladen, so wird die Ladesäule 13 mit dem Energiewandler 10 von 2 verbunden. Dabei können die beiden Halbleiterschalter DF1 und DF2 taktend betrieben werden, um die Funktion des Aufwärtswandlers zu ermöglichen. Dabei ist es möglich, dass lediglich einer dieser beiden Halbleiterschalter taktend betrieben wird und der andere Halbleiterschalter dauerhaft angeschaltet bleibt. Dabei ergibt sich zusätzlich der Vorteil, dass die Hochvoltpotentiale von Ladesäule 13 und Elektrofahrzeug symmetrisch zur Masse ausgebildet sind.
  • 3 zeigt beispielhaft einen erfindungsgemäßen Energiewandler 10. Die Wandlereinheit 14 und die Gleichrichtereinheit 16 können als Teil des Bordladers 17 aufgefasst werden. Befindet sich dieser Bordlader 17 in einem crashgeschützten Verbauort im Kraftfahrzeug, so kann die Verbindung des Bordladers 17 zur Fahrzeugbatterie 19 ohne Schütz in den beiden Zuleitungen ausgeführt werden. Dies bedeutet insbesondere, dass im Bereich 18 des Ausgangsanschlusses AA sowie eventuell im gesamten Bereich der Gleichrichtereinheit 16 kein einziges Schütz notwendig ist. Dabei ist der Bereich 18 insbesondere zwischen dem Ausgangsanschluss AA und dem zum Ausgangsanschluss AA in Richtung der Wandlereinheit 14 nächstgelegenen Kondensator angeordnet. Im Bereich 18 angeordnete könnten eine Spannungsfreiheit herstellen. Jedoch ist nun im Bereich 18 aufgrund des zweiten Schaltelements S2 und des dritten Schaltelements S3 kein Schütz mehr nötig. Durch den Transformator TR ist die Primärseite des Bordladers 17 bis zum Wechselspannungsanschluss ACA während einer Fahrt des Elektrofahrzeugs spannungsfrei.
  • Das erste Schaltelement S1 kann als Halbleiterschalter ausgebildet sein. Je nach Schaltzustand des ersten Schaltelements S1 kann eine Überbrückung der ersten Spule L1 sowie der ersten Diode D1 erreicht werden. Dies ist insbesondere dann sinnvoll beziehungsweise nötig, wenn das Gleichspannungsniveau des Gleichstrombordnetzes 12 dasselbe Spannungsniveau wie die Gleichstromquelle DC hat. Damit kann im Elektrofahrzeug bei einem Gleichspannungsladevorgang mit 800 Volt Gleichspannung an der Ladesäule 13 die Fahrzeugbatterie 19 mit ebenfalls 800 Volt Ladespannung direkt geladen werden. Die Funktion des Aufwärtswandlers beziehungsweise Boost-Converters wäre in diesem Fall nicht nötig und mithilfe des ersten Schaltelements S1 kann dieser Aufwärtswandler gezielt überbrückt werden. Somit kann sichergestellt werden, dass bei einem Übereinstimmen der Spannungsniveaus von Ladesäule 13 und Hochvoltbordnetz HVB ebenfalls geladen werden kann. Eine Auslegung der ersten Spule L1 beziehungsweise der Drossel und der ersten Diode D1 auf einen Ladestrom beim 800-Volt-Ladevorgang wäre in diesem Fall nicht notwendig.
  • Durch die Anordnung der beiden Schaltelemente S2 und S3 zwischen dem Gleichspannungsanschluss DCA und der Gleichrichtereinheit 16 können die Sicherheitsanforderungen betreffend das erste Schaltelement S1 erheblich reduziert werden. Dieses erste Schaltelement S1 ist damit nur noch auf ein lastfreies Trennen auszulegen. Eine darüber hinausgehende Anforderung bezüglich einer sicheren galvanischen Trennung im geöffneten Fall bestünde dann nicht mehr, da die Spannungsfreiheit an den Kontakten des Gleichspannungsladeanschlusses bereits durch das zweite und dritte Schaltelement übernommen wird. Somit kann das erste Schaltelement S1 auch als Halbleiterschalter ausgeführt werden.
  • Bei einem Ladevorgang mithilfe einer Wechselspannung werden die beiden Schaltelemente S2 und S3 geöffnet. Dadurch wäre eine Gleichspannungsladedose (DC-Ladedose 11) spannungsfrei. In diesem Fall wäre das erste Schaltelement S1 geöffnet. Damit wird die erste Spule L1 in den Stromkreis eingebunden und kann als Teil eines Schwingkreises wirken. Die erste Spule L1 ist hier Teil des Schwingkreises zusammen mit einem Kondensator aus der Wandlereinheit 14, obwohl die erste Spule L1 in der Gleichrichtereinheit 16 und nicht im Bereich der Wandlereinheit 14 angeordnet ist. Man könnte die erste Spule L1 in diesem Fall thematisch eher der Wandlereinheit 14 zurechnen, auch wenn sie hier innerhalb der Gleichrichtereinheit 16 angeordnet ist. Das Transformieren auf das richtige Spannungsniveau wird in diesem Fall - beim Laden mit Wechselspannung - mithilfe des Transformators TR erreicht. Die Wicklungen der am Transformator TR beteiligten Spulen definieren maßgeblich die Spannungstransformation. Dies wäre dadurch notwendig, da die Funktion des Aufwärtswandlers genutzt werden müsste. In Europa weist eine Wechselspannung häufig ein Spannungsniveau von etwa 230 Volt auf. Um eine 800-Volt Fahrzeugbatterie 19 zu laden, muss diese Wechselspannung von 230 Volt nicht nur gleichgerichtet werden, sondern darüber hinaus auf das Spannungsniveau von 800 Volt umgewandelt werden. Dazu wird, wie bereits beschrieben wurde, der Aufwärtswandler eingesetzt. In diesem Fall ist die erste Spule L1 für einen Resonanzschwingkreis wirksam und die erste Diode D1 ist Teil der Gleichrichterschaltung des Bordladers. Der erste Halbleiterschalter F1 hätte in diesem Fall ebenfalls nur eine gleichrichtende Funktion.
  • 4 zeigt beispielhaft einen Anwendungsfall bei einem Laden des Elektrofahrzeugs mithilfe einer Ladesäule für Wechselstrom. 4 zeigt lediglich beispielhaft einen von mehreren möglichen Anwendungsfällen. Mithilfe einer entsprechenden Abwandlung können ausgehend von der 4 auch weitere Anwendungsfälle dargestellt werden. Beispielsweise kann die DC-Ladesäule 13 an die dazugehörige DC-Ladedose 11 am Elektrofahrzeug angeschlossen werden. Bei einem DC-Ladevorgang wären das zweite und dritte Schaltelement S2, S3 geschlossen. Weist das Spannungsniveau der DC-Ladesäule 13 denselben Wert auf, welcher für das Hochvoltbordnetz HVB benötigt wird, so ist die Funktion des Aufwärtswandlers nicht notwendig. In diesem Fall ist das erste Schaltelement S1 geschlossen. In diesem Fall wäre lediglich die DC-Ladesäule 13 an den Energiewandler 10 angeschlossen. Sofern angenommen werden kann, dass der Bordlader 17 crashsicher im Elektrofahrzeug verbaut ist, können zusätzliche Schütze in den Zuleitungen zwischen dem Bordlader 17 und der Fahrzeugbatterie 19 entfallen. In vielen Fällen beinhaltet der Bordlader 17 einen Power Factor Correction-Filter. Dies ist ein Leistungskorrekturfilter, mithilfe dessen Stromspitzen geglättet werden können und der Strom mit der Spannung in Phase gebracht werden kann.
  • Ein weiterer möglicher Anwendungsfall wäre ein DC-Ladevorgang eines Elektrofahrzeugs an einer Ladesäule mit einer kleineren Ausgangsspannung als im Vergleich zur Batteriespannung des Elektrofahrzeugs. Auch in diesem Fall ist die DC-Ladesäule 13 an die DC-Ladedose 11 im Elektrofahrzeug angeschlossen. Das zweite Schaltelement S2 und das dritte Schaltelement S3 sind ebenfalls geschlossen. Im Vergleich zum vorigen Anwendungsfall ist das erste Schaltelement S1 jedoch geöffnet. Dies ergibt sich bereits dadurch, dass in diesem Fall die Funktion des Aufwärtswandlers nötig ist. Denn dieser Anwendungsfall beinhaltet unterschiedliche Spannungsniveaus bezüglich der DC-Ladesäule 13 und des Hochvoltbordnetzes HVB des Elektrofahrzeugs. Demzufolge kann der Aufwärtswandler oder Boost-Converter nicht einfach überbrückt werden. Zur Realisierung der Funktion des Boost-Converters wird das erste Halbleiterschalterelement F1 taktend betrieben und bildet zusammen mit der ersten Spule L1 und der ersten Diode D1 den Aufwärtswandler zur Spannungsanpassung. So kann beispielsweise eine Gleichspannung von 400 Volt von der DC-Ladesäule 13 auf ein Spannungsniveau von 800 Volt für die Fahrzeugbatterie 19 transformiert werden. Auch in diesem Fall können zusätzliche Schütze in den Zuleitungen zwischen dem Bordlader 17 und der Fahrzeugbatterie 19 entfallen, da angenommen wird, dass der Bordlader 17 crashsicher im Elektrofahrzeug verbaut ist.
  • 4 zeigt einen Anwendungsfall für das Laden eines Elektrofahrzeugs mithilfe von Wechselstrom. In diesem Fall ist die Ladesäule 13 für Wechselstrom (AC-Ladesäule) an eine AC-Ladedose 15 im Elektrofahrzeug angeschlossen. Das erste Schaltelement S1 ist geöffnet, damit in diesem Fall ebenfalls die erste Spule L1 als Teil des Schwingkreises mit dem Kondensator der Wandlereinheit 14 wirken kann. Denn meistens beträgt das Niveau der Wechselspannung etwa 230 Volt. Da in dem Beispiel von 4 mit Wechselstrom geladen wird, sind das zweite Schaltelement S2 und das dritte Schaltelement S3 geöffnet. Damit ist die DC-Ladedose 11 im Elektrofahrzeug spannungsfrei.
  • 5 zeigt einen Energiewandler 10, der zu dem Energiewandler 10 aus 3 ähnlich ist. Im Gegensatz zu dem Energiewandler 10 aus 3 weist der Energiewandler 10 von 5 ein viertes Schaltelement S4 sowie die zweite Spule L2 innerhalb der Gleichrichtereinheit 16 auf. Auch im Fall von 5 ist der Bereich 18 des Ausgangsanschlusses AA gezeigt, in dem keine zusätzlichen Schütze nötig sind. Diese Schütze können entfallen, da der Bordlader 17 in einem crashgeschützten Bauraum des Elektrofahrzeugs verbaut ist. Befindet sich der Bordlader 17 in einem crashgeschützten Verbauort im Fahrzeug, kann die Verbindung des Bordladers 17 zur Fahrzeugbatterie 19 ohne Schütz in den beiden Zuleitungen ausgeführt werden. Mithilfe der beiden Schaltelemente S1 und S4 können jeweils die dazugehörigen Spulen überbrückt werden. Je nach Schaltzustand des ersten oder vierten Schaltelements kann eine Überbrückung der Resonanzdrosseln L1 und L2 inklusive der dazugehörigen Dioden dargestellt werden. Auch mithilfe einer Schaltung gemäß 5 kann ein Elektrofahrzeug bei einem Gleichspannungsladevorgang eine 800-Volt Fahrzeugbatterie 19 an einer 800-Volt-Ladesäule der Boost-Converter überbrückt werden. Die beiden Spulen L1 und L2 sowie die davon betroffenen Dioden müssen nicht auf einen Ladestrom beim 800-Volt-Ladevorgang ausgelegt werden. Im Fall von 5 werden ebenfalls die Sicherheitsanforderungen bezüglich des ersten und vierten Schaltelements aufgrund des zweiten und dritten Schaltelements erheblich reduziert. Die bereits genannten Vorteile bezüglich der Schaltung von 3 gelten sinngemäß und analog für die Schaltung von 5. Bei einem Ladevorgang mit Wechselstrom unter Verwendung der Schaltung von 5 sind das zweite Schaltelement S2 und das dritte Schaltelement S3 geöffnet. Dadurch ist die DC-Ladedose 11 spannungsfrei geschaltet. Die beiden Schaltelemente S1 und S4 sind geöffnet. Dadurch sind die beiden Spulen L1 und L2 für den Resonanzschwingkreis wirksam und die sekundärseitigen Dioden arbeiten als Gleichrichterschaltung des Bordladers 17. Die Halbleiterschalter auf der Sekundärseite sind geöffnet.
  • Basierend auf der Schaltung von 5 kann ebenfalls ein dazugehöriger Ladevorgang dargestellt werden. Beispielsweise kann mithilfe des Energiewandlers 10 von 5 mithilfe von Gleichstrom das Elektrofahrzeug geladen werden, wobei durch die DC-Ladesäule 13 eine ausreichende Ausgangsspannung im Vergleich zur Batteriespannung des Fahrzeugs bereitgestellt werden kann. In diesem Fall ist ebenfalls die Funktion des Aufwärtswandlers nicht notwendig. Demzufolge werden die beiden Schaltelemente S1 und S4 geschlossen. Die beiden sekundärseitigen Halbleiterschalter sind geöffnet und stellen somit eine Unterbrechung dar. Das zweite und dritte Schaltelement sind geschlossen, um einen Gleichstromladevorgang zu ermöglichen. Die DC-Ladesäule 13 ist an die DC-Ladedose 11 im Elektrofahrzeug angeschlossen. Auch in diesem Fall sind keine Schütze in den Zuleitungen zwischen dem Bordlader 17 und der Fahrzeugbatterie 19 notwendig, da angenommen wird, dass der Bordlader 17 crashsicher oder crashgeschützt im Elektrofahrzeug verbaut beziehungsweise verortet ist.
  • Ausgehend von der Schaltung von 5 kann ein weiterer Anwendungsfall gezeigt werden. Dieser Anwendungsfall sieht ein Aufladen mithilfe von Gleichstrom vor. Im Gegensatz zum vorhergehenden Anwendungsfall weist die Ausgangsspannung der DC-Ladesäule 13 einen geringeren Gleichspannungswert auf als das nötige Spannungsniveau, welches durch die Fahrzeugbatterie 19 vorgegeben ist. In diesem Fall sind die beiden Schaltelemente S1 und S4 geöffnet. Somit kann die Funktion des Aufwärtswandlers genutzt werden. Die sekundärseitigen Halbleiterschalter werden taktend betrieben und stellen mithilfe der ersten Spule L1 und der zweiten Spule L2 sowie den dazugehörigen Freilaufdioden einen Boost-Converter dar. Damit kann die Gleichspannung der DC-Ladesäule 13 entsprechend angehoben und angepasst werden. Auch in diesem Fall sind selbstverständlich die beiden Schaltelemente S2 und S3 geschlossen, sodass die DC-Ladesäule 13 an dem Bordlader 17 angeschlossen ist. Die Vorteile und Beispiele bezüglich der vorangegangenen Ausgestaltungen gelten sinngemäß und analog für diesen Anwendungsfall.
  • Der Energiewandler 10 basierend auf einer Schaltung von 5 kann ebenfalls zum Laden mithilfe von Wechselstrom eingesetzt werden. In diesem Fall sind die beiden Schaltelemente S2 und S3 geöffnet, da kein Anschluss an die DC-Ladesäule 13 besteht. In diesem Fall ist die AC-Ladesäule 13 an die AC-Ladedose 15 im Elektrofahrzeug angeschlossen. Somit kann Strom ausgehend von der AC-Ladesäule 13 in den Bordlader 17 fließen. Das erste und vierte Schaltelement sind in diesem Fall geöffnet, um die erste Spule L1 und die zweite Spule L2 in den Schwingkreis einzubinden. In diesem Fall weist der so gebildete Schwingkreis mehrere Spulen auf.
  • Jedoch können beide Halbleiterschalter auch geöffnet sein und somit eine Unterbrechung darstellen. In diesem Fall können die beiden Halbleiterschalter als sehr großer Widerstand betrachtet werden. Aufgrund der sekundärseitigen Dioden kann eine eingehende Wechselspannung in eine Gleichspannung umgewandelt werden. Diese Gleichspannung kann zum Laden der Fahrzeugbatterie 19 verwendet werden. Bei einem Laden der Fahrzeugbatterie 19 mithilfe einer Wechselspannung sind das zweite Schaltelement und das dritte Schaltelement jeweils geöffnet. Damit ist die dazugehörige DC-Ladedose 11 im Fahrzeug spannungsfrei.
  • Die genannten Ausführungen und Beispiele offenbaren einige Vorteile des Energiewandlers. Die 3 und 5 zeigen beispielhaft zwei mögliche Ausführungsformen des Energiewandlers. Beide Ausführungsformen haben gemeinsam, dass die Sekundärseite des Bordladers 17 als Aufwärtswandler beziehungsweise Boost-Converter genutzt werden kann. Aufgrund der Anordnung des zweiten und dritten Schaltelements können weitere Schütze innerhalb der Gleichrichtereinheit 16 entfallen beziehungsweise durch ein günstiges Relais oder einen Halbleiterschalter ersetzt werden. Mithilfe des zweiten Schaltelements S2 und des dritten Schaltelements S3 kann eine Spannungsfreiheit der DC-Ladedose 11 beim Wechselspannungsladebetrieb gewährleistet werden. Im Vergleich zu vielen anderen Energiewandlern sind das zweite und dritte Schaltelement so positioniert, sodass der Strompfad mit dem ersten Leiter LR1 und dem zweiten Leiter LR2 unterbrochen werden kann, bevor Strom in die Gleichrichtereinheit 16 fließen kann. Demnach kann mithilfe des zweiten Schaltelements S2 und dritten Schaltelements S3 die Gleichspannungsquelle zuverlässig von der Gleichrichtereinheit 16 getrennt werden. Zudem kann mithilfe der Schaltelemente S2 und S3 die DC-Ladedose 11 während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs spannungsfrei gehalten werden. Dahingegen zeigt der Energiewandler gemäß 3 oder 5, dass keine Schütze zwischen dem Hochvoltbordnetz HVB und dem Bordlader 17 notwendig sind. Mithilfe der beiden Schaltelemente S2 und S3 sowie den Induktivitäten und taktenden Halbleiterschaltern innerhalb der Gleichrichtereinheit 16 kann die Fahrzeugbatterie 19 sowohl mithilfe von Wechselspannung als auch mithilfe von Gleichspannung geladen werden. Dabei kann jeweils die Funktion des Aufwärtswandlers gezielt zum Aufladen eingesetzt werden. Eventuell weitere zusätzliche Schaltelemente müssen keine erhöhten Sicherheitsanforderungen erfüllen und können mithilfe von günstigen Relais oder Halbleiterschaltern realisiert werden. Insgesamt kann so eine Spannungsfreiheit der DC-Ladedose 11 bei einem Aufladen sichergestellt werden. Dies gilt sowohl für das Aufladen mittels Wechselstroms als auch für das Aufladen mittels Gleichstroms. Somit wird ein Energiewandler bereitgestellt, der ein flexibles Aufladen der Fahrzeugbatterie 19 ermöglicht.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Energiewandler
    12
    Gleichspannungsbordnetz
    14
    Wandlereinheit
    13
    Ladesäule
    17
    Bordlader
    11
    DC-Ladedose
    15
    AC-Ladedose
    LR1
    erster Leiter
    LR2
    zweiter Leiter
    ACA
    Wechselspannungsanschluss
    AA
    Ausgangsanschluss
    EA
    Eingangsanschluss
    S1 bis S4
    erstes bis viertes Schaltelement
    C1 bis C3
    erster bis dritter Kondensator
    D1 bis D4
    erste Diode bis vierte Diode
    L1, L2
    erste Spule, zweite Spule
    F1
    Halbleiterschalter
    PFC
    PFC-Schaltung
    HVB
    Hochvoltbordnetz
    16
    Gleichrichtereinheit
    19
    Fahrzeugbatterie
    18
    Bereich
    TR
    Transformator
  • 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
    • US 9479062 B2 [0005]
    • DE 102016012063 A1 [0006]

Claims (9)

  1. Energiewandler (10) zum energietechnischen Koppeln eines Gleichspannungsbordnetzes (12) mit einem Wechselspannungsanschluss (ACA) oder einem Gleichspannungsanschluss (DCA), wobei der Energiewandler (10) den Wechselspannungsanschluss (ACA) und den Gleichspannungsanschluss (DCA) mit einem ersten Leiter (LR1) und einem zweiten Leiter (LR2) aufweist, mit - einer mit dem Wechselspannungsanschluss (ACA) elektrisch gekoppelten Wandlereinheit (14), - eine mit der Wandlereinheit (14) elektrisch gekoppelten Gleichrichtereinheit (16), wobei die Gleichrichtereinheit (16) einen Eingangsanschluss (EA), ein zum Eingangsanschluss (EA) paralleles erstes Schaltelement (S1) und einen Ausgangsanschluss (AA) aufweist, - einem zweiten Schaltelement (S2) und einem dritten Schaltelement (S3), wobei das zweite Schaltelement (S2) zwischen dem ersten Leiter (LR1) des Gleichspannungsanschlusses (DCA) und der Gleichrichtereinheit (16) angeordnet ist, das dritte Schaltelement (S3) zwischen dem zweiten Leiter (LR2) des Gleichspannungsanschlusses (DCA) und der Gleichrichtereinheit (16) angeordnet ist und das erste, zweite und dritte Schaltelement in Serie angeordnet sind.
  2. Energiewandler (10) nach Anspruch 1, wobei zwischen dem dritten und ersten Schaltelement eine Serienschaltung aus einem ersten Halbleiterschalter (F1) und einer ersten Diode (D1) angeordnet ist.
  3. Energiewandler (10) nach Anspruch 2, wobei eine erste Spule (L1) an einem Abgriff zwischen der ersten Diode (D1) und dem ersten Schaltelement (S1) angeschlossen ist und wobei mithilfe des ersten Schaltelements (S1) die erste Spule (L1) und die erste Diode (D1) überbrückbar sind.
  4. Energiewandler (10) nach Anspruch 3, wobei die Gleichrichtereinheit (16) eine Vollbrücke mit der ersten Diode (D1), einer zweiten und dritten Diode sowie dem ersten Halbleiterschalter (F1) aufweist.
  5. Energiewandler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen der Wandereinheit (14) und dem Wechselspannungsanschluss (ACA) eine PFC-Schaltung (PFC) angeschlossen ist und/oder an dem Ausgangsanschluss (AA) der Gleichrichtereinheit (16) ein Hochvolt-Bordnetz (HVB) eines Kraftfahrzeugs angeschlossen ist.
  6. Energiewandler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wandlereinheit (14) und die Gleichrichtereinheit (16) eine LLC-Wandlereinheit bilden.
  7. Energiewandler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Schaltelement (S1) ein Halbleiterschalter ist und das zweite Schaltelement (S2) und das dritte Schaltelement (S3) jeweils Schützschalter sind.
  8. Energiewandler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gleichrichtereinheit (16) ausgangsseitig keinen einzigen Schützschalter als Schaltelement aufweist.
  9. Kraftfahrzeug mit einem Energiewandler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wandlereinheit (14) in einem crashgeschützten Bereich des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9479062B2 (en) 2011-06-24 2016-10-25 L-3 Communications Magnet-Motor Gmbh Galvanically isolated DC/DC converter and method of controlling a galvanically isolated DC/DC converter
DE102016012063A1 (de) 2016-10-07 2017-04-27 Daimler Ag Galvanisch getrennte Gleichspannungswandlung mittels Dreiphasenwechselrichtung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9479062B2 (en) 2011-06-24 2016-10-25 L-3 Communications Magnet-Motor Gmbh Galvanically isolated DC/DC converter and method of controlling a galvanically isolated DC/DC converter
DE102016012063A1 (de) 2016-10-07 2017-04-27 Daimler Ag Galvanisch getrennte Gleichspannungswandlung mittels Dreiphasenwechselrichtung

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