DE102018218804A1 - Ladeeinrichtung für Elektrofahrzeug - Google Patents

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Jongpil Kim
Woo Young Lee
Gyu Yeong Choe
Hyun Wook SEONG
Jin Young Yang
Jung Hong Joo
Dong Gyun Woo
Dong Sup AHN
Hyung Bin Ihm
Youngkook Lee
Jin Hwan Jung
Seunghyun Han
Si Hun Yang
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Kia Motors Corp
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Abstract

Eine Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug wird bereitgestellt. Die Einrichtung beinhaltet einen AC-Stromeingangsanschluss, der einen AC-Eingangsstrom aus Einzel-Phasen-AC-Strom und Mehr-Phasen-AC-Strom aufnimmt. Ein Leistungsfaktorkorrektor mit Vollbrückenschaltungen nimmt den AC-Eingangsstrom über den AC-Stromeingangsanschluss auf. Ein Zwischenkreiskondensator wird über den Leistungsfaktorkorrektor geladen. Ein erster Schalter verbindet eine AC-Stromeingangsleitung oder eine Neutralleitung des AC-Stromeingangsanschlusses mit dem Leistungfaktorkorrektor und ein zweiter Schalter verbindet selektiv den AC-Stromeingangsanschluss mit dem Leistungsfaktorkorrektor oder dem Zwischenkreiskondensator. Der Leistungsfaktorkorrektor und das Schaltnetzwerk arbeiten basierend auf einer Bedingung empfangenen AC-Eingangsstroms. Der zweite Schalter beinhaltet einen dritten Schalter und einen vierten Schalter, welche jede Vollbrückenschaltung mit einer positiven Batterieelektrode verbinden.

Description

  • HINTERGRUND
  • Gebiet der Offenbarung
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Fahrzeug und genauer gesagt auf eine Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug, das konfiguriert ist, lediglich unter Verwendung von Leistung eines Motors (Elektromotors) zu fahren.
  • Beschreibung verwandten Stands der Technik
  • Anders als Verbrennungsfahrzeuge, die entworfen sind, Primärenergie durch Verbrennung von fossilen Kraftstoffen zu erzeugen, ist ein Elektrofahrzeug ausgelegt, elektrische Energie als primäre Energiequelle zu verwenden. Daher enthält das Elektrofahrzeug eine Hochspannungsbatterie, die elektrische Energie darin speichert, einen als eine Leistungsquelle verwendeten Motor und einen Umrichter zum Antreiben des Motors.
  • Ein Lader zum Laden der Batterie des Elektrofahrzeugs kann in einen Niedriggeschwindigkeitslader und einen Hochgeschwindigkeitslader klassifiziert werden. Der Niedriggeschwindigkeitslader kann Netzwechselstrom (AC) ohne Änderung an ein Fahrzeug übertragen. Der Hochgeschwindigkeitslader kann Netzwechselstrom in Gleichstrom (DC) umwandeln und den DC-Strom an das Fahrzeug übertragen. Der Niedriggeschwindigkeitslader hat eine vereinfachte Struktur und einen niedrigen Preis und somit ist der Niedriggeschwindigkeitslader leichter entwickelbar. Jedoch, um den Niedriggeschwindigkeitslader zu verwenden, ist ein Bordlader (OBC, on board charger) erforderlich, der innerhalb des Elektrofahrzeugs zu montieren ist.
  • Der Typ von AC-Strömen, der durch den Niedriggeschwindigkeitslader bereitgestellt wird, variiert entsprechend dem Land, in welchem die Niedriggeschwindigkeitslader installiert sind. Um eine Batterie des Elektrofahrzeugs unter Verwendung verschiedener Typen von AC-Strom zu laden, ist es für den Bordlader (OBC) notwendig, auf verschiedene Typen von AC-Strömen responsiv zu sein. Da die Batterie des Elektrofahrzeugs eine höhere Kapazität aufweist, steigt auch eine Fahrdistanz des mit der Batterie versehenen Elektrofahrzeugs bei einmaliger Ladung. Daher führen viele Entwickler und Fahrzeughersteller Forschung für Technologie durch, um die Batteriekapazität des Elektrofahrzeugs zu erhöhen. Eine Großkapazitätsbatterie, die in das Elektrofahrzeug eingebaut ist, bringt unvermeidbar das Steigern einer Gesamtladezeit des Elektrofahrzeugs mit sich. Um die Ladezeit der Großkapazitätsbatterie zu reduzieren, gibt es eine Notwendigkeit, die OBC-Kapazität zu erhöhen. Das Erhöhen von OBC-Kapazität kann unvermeidlich die Größe von Bestandteilen des Elektrofahrzeugs und die Produktionskosten des Elektrofahrzeugs erhöhen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Daher stellt die vorliegende Offenbarung eine Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug bereit, das eine größenreduzierte und vereinfachte Struktur aufweist und eine Batterie des Elektrofahrzeugs beim Aufnehmen von Strom aus verschiedenen Arten von Stromquellen lädt. Zusätzliche Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden teils in der Beschreibung, die folgt, dargestellt und sind teilweise aus der Beschreibung ersichtlich oder können durch Ausüben der vorliegenden Offenbarung erlernt werden.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann eine Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug beinhalten: einen Wechselstrom-(AC)-Stromeingangsanschluss, der konfiguriert ist, zumindest einen AC-Eingangsstrom zwischen Einzelphasen-AC-Strom und Mehrphasen-AC-Strom aufzunehmen; einen Leistungsfaktorkorrektor mit einer Vielzahl von Vollbrückenschaltungen, der konfiguriert ist, die AC-Eingangsleistung über den AC-Stromeingangsanschluss aufzunehmen; einen Zwischenkreiskondensator, der konfiguriert ist, über den Leistungsfaktorkorrektor geladen zu werden; ein Schaltnetzwerk mit einem ersten Schalter S1 zum Verbinden einer AC-Stromeingangsleitung oder einer Neutralleitung des AC-Stromeingangsanschlusses mit dem Leistungsfaktorkorrektor und zumindest einem zweiten Schalter zum selektiven Verbinden des AC-Stromeingangsanschluss mit dem Leistungsfaktorkorrektor oder dem Zwischenkreiskondensator; und eine Steuerung, die konfiguriert ist, den Leistungsfaktorkorrektor und das Schaltnetzwerk basierend auf einer Bedingung von AC-Eingangsleistung, die durch den AC-Stromeingangsanschluss empfangen wird, zu betreiben. Der zumindest eine zweite Schalter kann weiter einen dritten Schalter und einen vierten Schalter enthalten, die angeordnet sind, jede der den Leistungsfaktorkorrektor bildenden Vielzahl von Vollbrückenschaltungen mit einer Positiv-Elektrode einer Batterie zu verbinden.
  • Die Vielzahl von Vollbrückenschaltungen kann weiter eine erste Vollbrückenschaltung und eine zweite Vollbrückenschaltung enthalten. Ein erstes Bein der ersten Vollbrückenschaltung kann mit einer ersten AC-Stromeingangsleitung des AC-Stromeingangsanschlusses verbunden sein; und ein zweites Bein der ersten Vollbrückenschaltung kann selektiv mit einer zweiten AC-Stromeingangsleitung oder einer Neutralleitung des AC-Stromeingangsanschlusses über den ersten Schalter S1 verbunden sein.
  • Ein erstes Bein der zweiten Vollbrückenschaltung kann mit einer dritten AC-Stromeingangsleitung des AC-Stromeingangsanschlusses über einen fünften Schalter verbunden sein und ein zweites Bein der zweiten Vollbrückenschaltung kann mit der Positiv-Elektrode der Batterie über den vierten Schalter verbunden sein. Das Schaltnetzwerk kann weiter einen sechsten Schalter, der angeordnet ist, das erste Bein der ersten Vollbrückenschaltung mit dem ersten Bein der zweiten Vollbrückenschaltung zu verbinden; und einen siebten Schalter, der angeordnet ist, das zweite Bein der ersten Vollbrückenschaltung mit dem zweiten Bein der zweiten Vollbrückenschaltung zu verbinden, enthalten.
  • Das Schaltnetzwerk kann weiter einen achten Schalter enthalten, der angeordnet ist, einen Knoten, wo der siebte Schalter und das zweite Bein der zweiten Vollbrückenschaltung mit einem oberen Ende der ersten Vollbrückenschaltung verbunden sind, zu verbinden; und einen neunten Schalter, der angeordnet ist, das obere Ende der ersten Vollbrückenschaltung und ein oberes Ende der zweiten Vollbrückenschaltung zu verbinden. Das Schaltnetzwerk kann weiter einen zehnten Schalter und einen elfter Schalter enthalten, die angeordnet sind, beide Enden des Zwischenkreiskondensators mit der Positiv-Elektrode und einer Negativ-Elektrode der Batterie zu verbinden. Das Schaltnetzwerk kann weiter einen zwölften Schalter enthalten, der angeordnet ist, das obere Ende der ersten Vollbrückenschaltung und ein Ende des Zwischenkreiskondensators zu verbinden.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann eine Ladeeinrichtung für ein elektrisches Fahrzeug beinhalten: einen Wechselstrom-(AC)-Stromeingangsanschluss, der konfiguriert ist, zumindest einen AC-Eingangsstrom zwischen Einzelphasen-AC-Strom und Mehrphasen-AC-Strom zu empfangen; einen Leistungsfaktorkorrektor mit einer ersten Vollbrückenschaltung und einer zweiten Vollbrückenschaltung, die konfiguriert ist, AC-Eingangsstrom über den AC-Stromeingangsanschluss aufzunehmen; einen Zwischenkreiskondensator, der konfiguriert ist, durch den Leistungsfaktorkorrektor geladen zu werden; ein Schaltnetzwerk mit einem ersten Schalter zum Verbinden einer AC-Stromeingangsleitung oder einer Neutralleitung des AC-Stromeingangsanschlusses mit dem Leistungsfaktorkorrektor und zumindest einem zweiten Schalter zum selektiven Verbinden des AC-Stromeingangsanschlusses mit dem Leistungsfaktorkorrektor oder dem Zwischenkreiskondensator; und eine Steuerung, die konfiguriert ist, den Leistungsfaktorkorrektor und das Schaltnetzwerk basierend auf einer Bedingung von AC-Eingangsstrom, der durch den AC-Stromeingangsanschluss aufgenommen wird, zu betreiben.
  • Der zumindest eine zweite Schalter kann weiter einen dritten Schalter und einen vierten Schalter beinhalten, die angeordnet sind, jede der Vielzahl von Vollbrückenschaltungen des Leistungsfaktorkorrektors mit einer positiven Elektrode einer Batterie zu verbinden. Ein erstes Bein der ersten Vollbrückenschaltung kann mit einer ersten AC-Stromeingangsleitung des AC-Stromeingangsanschlusses verbunden sein; ein zweites Bein der ersten Vollbrückenschaltung kann selektiv mit einer zweiten AC-Stromeingangsleitung oder einer Neutralleitung des AC-Stromeingangsanschlusses über einen ersten Schalter verbunden sein; ein erstes Bein der zweiten Vollbrückenschaltung kann mit einer dritten AC-Stromeingangsleitung des AC-Stromeingangsanschlusses über einen fünften Schalter verbunden sein; und ein zweites Bein der zweiten Vollbrückenschaltung kann mit der positiven Elektrode der Batterie über den vierten Schalter verbunden sein.
  • Das Schaltnetzwerk kann weiter einen sechsten Schalter enthalten, der angeordnet ist, das erste Bein der ersten Vollbrückenschaltung und das erste Bein der zweiten Vollbrückenschaltung zu verbinden; und einen siebten Schalter, der angeordnet ist, das zweite Bein der ersten Vollbrückenschaltung mit dem zweiten Bein der zweiten Vollbrückenschaltung zu verbinden. Das Schaltnetzwerk kann weiter einen achten Schalter enthalten, der angeordnet ist, einen Knoten, wo der siebte Schalter und das zweite Bein der zweiten Vollbrückenschaltung verbunden sind, mit einem oberen Ende der ersten Vollbrückenschaltung zu verbinden; und einen neunten Schalter, der angeordnet ist, das obere Ende der ersten Vollbrückenschaltung mit dem unteren Ende der zweiten Vollbrückenschaltung zu verbinden.
  • Das Schaltnetzwerk kann weiter einen zehnten Schalter und einen elften Schalter enthalten, die angeordnet sind, beide Enden des Zwischenkreiskondensators mit der Positiv-Elektrode und einer Negativ-Elektrode der Batterie zu verbinden. Das Schaltnetzwerk kann weiter einen zwölften Schalter enthalten, der angeordnet ist, das obere Ende der ersten Vollbrückenschaltung mit einem Ende des Zwischenkreiskondensators zu verbinden.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann eine Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug enthalten: einen Wechselstrom-(AC)-Stromeingangsanschluss, der konfiguriert ist, zumindest einen AC-Eingangsstrom zwischen Einzelphasen-AC-Strom und Mehrphasen-AC-Strom aufzunehmen; einen Leistungsfaktorkorrektor mit einer ersten Vollbrückenschaltung und einer zweiten Vollbrückenschaltung, der konfiguriert ist, den AC-Eingangsstrom über den AC-Stromeingangsanschluss aufzunehmen; einen Zwischenkreiskondensator, der durch den Leistungsfaktorkorrektor zu laden ist; ein Schaltnetzwerk mit einem ersten Schalter S1 zum Verbinden einer AC-Stromeingangsleitung oder einer Neutralleitung des AC-Stromeingangsanschlusses mit dem Leistungsfaktorkorrektor und zumindest einen zweiten Schalter zum selektiven Verbinden des AC-Stromeingangsanschlusses mit dem Leistungsfaktorkorrektor oder dem Zwischenkreiskondensator; und eine Steuerung, die konfiguriert ist, den Leistungsfaktorkorrektor und das Schaltnetzwerk anhand einer Bedingung des durch den AC-Stromeingangsanschluss aufgenommenen AC-Eingangsstroms zu betreiben.
  • Der zumindest eine zweite Schalter kann weiter einen dritten Schalter und einen vierten Schalter beinhalten, die angeordnet sind, jede der Vielzahl von Vollbrückenschaltungen des Leistungsfaktorkorrektors mit einer Positiv-Elektrode einer Batterie zu verbinden. Ein erstes Bein der ersten Vollbrückenschaltung kann mit einer ersten AC-Stromeingangsleitung des AC-Stromeingangsanschlusses verbunden sein; ein zweites Bein der ersten Vollbrückenschaltung kann selektiv mit einer zweiten AC-Stromeingangsleitung und einer Neutralleitung des AC-Stromeingangsanschlusses über einen ersten Schalter verbunden sein; ein erstes Bein der zweiten Vollbrückenschaltung kann mit einer dritten AC-Stromeingangsleitung des AC-Stromeingangsanschlusses über einen fünften Schalter verbunden sein; und ein zweites Bein der zweiten Vollbrückenschaltung kann mit der Positiv-Elektrode der Batterie über den vierten Schalter verbunden sein.
  • Das Schaltnetzwerk kann weiter einen sechsten Schalter enthalten, der angeordnet ist, das erste Bein der ersten Vollbrückenschaltung mit dem ersten Bein der zweiten Vollbrückenschaltung zu verbinden; einen siebten Schalter, der angeordnet ist, das zweite Bein der ersten Vollbrückenschaltung mit dem zweiten Bein der zweiten Vollbrückenschaltung zu verbinden; einen achten Schalter, der angeordnet ist, einen Knoten, wo der siebte Schalter und das zweite Bein der zweiten Vollbrückenschaltung mit einem oberen Ende der ersten Vollbrückenschaltung verbunden sein können, zu verbinden; einen neunten Schalter, der angeordnet ist, das obere Ende der ersten Vollbrückenschaltung mit einem oberen Ende der zweiten Vollbrückenschaltung zu verbinden; einen zehnten Schalter und einen elften Schalter, die angeordnet sind, beide Enden des Zwischenkreiskondensators mit der Positiv-Elektrode und einer Negativ-Elektrode der Batterie zu verbinden; und einen zwölften Schalter, der angeordnet ist, das obere Ende der ersten Vollbrückenschaltung mit einem Ende des Zwischenkreiskondensators zu verbinden.
  • Figurenliste
  • Diese und andere Aspekte der Offenbarung werden aus der nachfolgenden Beschreibung der beispielhaften Ausführungsform bei Zusammenschau mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich und einfacher erkannt werden, in welchen:
    • 1 eine Ansicht ist, welche das Erscheinungsbild eines Elektrofahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung illustriert;
    • 2 ein Blockdiagramm ist, das eine Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung illustriert;
    • 3 eine Ansicht ist, welche eine Konfiguration eines Bordladers (OBC) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung illustriert;
    • 4A - 4C Ansichten sind, die verschiedene Typen von Stromquellen illustrieren, die in dem OBC eingebettet sind, entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
    • 5 eine Ansicht ist, die Ein/Aus-Kombinationen eines Schaltnetzwerks illustriert, das eine symmetrische Zwei-Phasen-Stromquelle zur Verwendung in Nordamerika bewältigt, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 6 eine Ansicht ist, die Ein/Aus-Kombinationen eines Schaltnetzwerks illustriert, das eine symmetrische Zwei-Phasen-Stromquelle zur Verwendung in Nordamerika bewältigt, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 7 eine Ansicht ist, die Ein/Aus-Kombinationen eines Schaltnetzwerks illustriert, das eine asymmetrische Einzel-Phasen-Stromquelle zur Verwendung in Nordamerika bewältigt, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 8 eine Ansicht ist, die Ein/Aus-Kombinationen eines Schaltnetzwerks illustriert, das eine asymmetrische Einzel-Phasen-Stromquelle zur Verwendung in Nordamerika bewältigt, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 9 eine Ansicht ist, die Ein/Aus-Kombinationen eines Schaltnetzwerks illustriert, das eine asymmetrische Einzel-Phasen-Stromquelle zur Verwendung in Korea und Europa bewältigt, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 10 eine Ansicht ist, die Ein/Aus-Kombinationen eines Schaltnetzwerks illustriert, das eine asymmetrische Einzel-Phasen-Stromquelle zur Verwendung in Korea und Europa bewältigt, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 11 eine Ansicht ist, die Ein/Aus-Kombinationen eines Schaltnetzwerks illustriert, das eine symmetrische Drei-Phasen-Stromquelle zur Verwendung in Eurpa bewältigt, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 12 eine Ansicht ist, die Ein/Aus-Kombinationen eines Schaltnetzwerks illustriert, das eine symmetrische Drei-Phasen-Stromquelle zur Verwendung in Europa bewältigt, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 13 eine Ansicht ist, die Ein/Aus-Kombinationen eines Schaltnetzwerks illustriert, das eine symmetrische Drei-Phasen-Stromquelle zur Verwendung in Europa bewältigt, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 14 eine Ansicht ist, die eine erste modifizierte Ausführungsform des OBC gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung illustriert; und
    • 15 eine Ansicht ist, die eine zweite modifizierte Ausführungsform des OBC gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung illustriert.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Es versteht sich, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-„ oder andere ähnlicher Ausdruck, wie hierin verwendet, Motorfahrzeuge im Allgemeinen, wie etwa Passagier-Automobile enthält, einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Bussen, Lastwagen, verschiedenen Gewerbefahrzeugen, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Luftfahrzeuge und dergleichen, und Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Plug-in Hybrid-Elektrofahrzeuge, Wasserstoff angetriebene Fahrzeuge und andere Alternativ-Kraftstofffahrzeuge (z. B. Kraftstoffe, die aus anderen Quellen als Erdöl abgeleitet sind) beinhaltet. Wie hierin verwendet, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Leistungsquellen hat, beispielsweise sowohl Benzinbetriebene als auch Elektro-betriebenen Fahrzeugen.
  • Obwohl eine beispielhafte Ausführungsform als eine Vielzahl von Einheiten verwendend beschrieben ist, um den beispielhaften Prozess durchzuführen, versteht es sich, dass die beispielhaften Prozesse auch durch ein oder eine Vielzahl von Modulen durchgeführt werden können. Zusätzlich versteht es sich, dass der Ausdruck Steuerung/Steuereinheit sich auf eine Hardware-Vorrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor beinhaltet. Der Speicher ist konfiguriert, die Module zu speichern und der Prozessor ist spezifisch konfiguriert, um die Module auszuführen, um ein oder mehrere Prozesse durchzuführen, die weiter unten beschrieben werden.
  • Weiterhin kann eine Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nicht-transitorische computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium ausgeführt werden, das ausführbare Programm-Anweisungen enthält, die durch einen Prozessor, eine Steuerung/Steuereinheit oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele von computerlesbaren Medien beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf ROM, RAM, Compact Disk (CD)-ROMs, Magnetbändern, Floppy Disks, Flash-Laufwerken, Smartcards und optischen Datenspeichervorrichtungen. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann auch in Netzwerk-gekoppelten Computersystemen verteilt werden, so dass die computerlesbaren Medien in einer verteilten Weise gespeichert und ausgeführt werden, z. B. durch einen Telematikserver oder ein Controller Area Network (CAN).
  • Die hierin verwendete Terminologie dient nur dem Zwecke des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und soll die Erfindung nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen enthalten, wenn der Kontext nicht klar anderes angibt. Es versteht sich weiter, dass die Ausdrücke „umfasst“ und/oder „umfassend“ bei Verwendung in dieser Spezifikation die Anwesenheit genannter Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten spezifizieren, nicht aber die Anwesenheit oder Hinzufügung ein oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen derselben ausschließen. Wie hierin verwendet, beinhaltet der Ausdruck „und/oder“ jegliche und alle Kombinationen von ein oder mehr der assoziierten, aufgeführten Elemente.
  • Wenn nicht spezifisch gesagt oder aus dem Kontext ersichtlich, versteht sich wie hierin verwendet der Ausdruck „etwa“ als innerhalb eines Bereichs einer normalen Toleranz auf dem Gebiet, beispielsweise innerhalb von 2 Standardabweichungen des Durchschnitts. „Etwa“ kann verstanden werden als innerhalb von 10%, 9%, 8% 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des genannten Werts. Wenn nicht ansonsten klar aus dem Kontext, sind alle hierin bereitgestellten numerischen Werte durch den Ausdruck „etwa“ modifiziert.
  • Nun wird im Detail auf beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen illustriert sind, wobei gleiche Bezugszeichen sich durchgängig auf gleiche Elemente beziehen.
  • 1 ist eine Ansicht, die die Anmutung eines Elektrofahrzugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform illustriert. Bezugnehmend auf 1 kann das Elektrofahrzeug 100 einen Motor 212 beinhalten (siehe 2). Daher kann das Elektrofahrzeug 100 weiter eine Hochspannungsbatterie 102 enthalten, die konfiguriert ist, zum Antreiben des Motors 212 zu verwendenden Strom zu speichern. Eine Hilfsbatterie 208 (siehe 2) kann auch auf einer Seite des Motorraums in einem üblichen Verbrennungsmotorfahrzeug vorgesehen sein. Jedoch ist eine große Hochkapazitäts-Hochspannungsbatterie 212 für das Elektrofahrzeug 100 erforderlich, während eine Hilfsbatterie 208 (siehe 2) auf einer Seite eines Motorraums eines üblichen Verbrennungsmotorfahrzeugs vorgesehen ist. Im Elektrofahrzeug 100 gemäß der beispielhaften Ausführungsform kann die Hochspannungsbatterie 102 an einem unteren Raum des hinteren Passagiersitzes installiert sein. In der Hochspannungsbatterie 102 gespeicherter Strom kann verwendet werden, um Strom beim Antreiben des Motors 212 zu erzeugen (siehe 2). Die Hochspannungsbatterie 102 gemäß der beispielhaften Ausführungsform kann eine Lithiumbatterie sein.
  • Das Elektrofahrzeug 100 kann eine Ladebuchse 104 enthalten. Ein Ladeverbinder 152 eines externen Niedriggeschwindigkeitsladers 150 kann mit der Ladebuchse 104 verbunden sein, um die Hochspannungsbatterie 102 mit Elektrizität oder Strom zu laden. Mit anderen Worten, wenn der Ladeverbinder 152 des Niedriggeschwindigkeitsladers 150 mit der Ladebuchse 104 des Elektrofahrzeugs 100 verbunden ist, kann die Hochspannungsbatterie 102 des Elektrofahrzeugs 100 mit Elektrizität oder Strom geladen werden.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Ladeeinrichtung für das Elektrofahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform illustriert. Bezugnehmend auf 2 kann der Niedriggeschwindigkeitslader 150 verwendet werden, um die Hochspannungsbatterie 102 zu laden. Die Hochspannungsbatterie 102 kann eine Ladespannung von etwa 400V - 800V aufweisen. Der Niedriggeschwindigkeitslader 150 kann konfiguriert sein, AC-Strom dem Elektrofahrzeug 100 ohne Änderung zuzuführen. Der durch den Niedriggeschwindigkeitslader 150 zugeführte AC-Strom kann in eine vorbestimmte DC-Spannung im Elektrofahrzeug 100 umgewandelt werden.
  • Ein Bordlader (OBC) 202, der innerhalb des Elektrofahrzeugs 100 eingebettet ist, kann verwendet werden, um die Hochspannungsbatterie 102 zu laden. Der OBC 202 kann konfiguriert sein, aus dem Niedriggeschwindigkeitslader 150 zugeführten AC-Strom in eine DC-Spannung von etwa 800V umzuwandeln und kann konfiguriert sein, die Hochspannungsbatterie 102 mit der DC-Spannung von etwa 800V zu laden. Der Niedriggeschwindigkeitslader 150 kann konfiguriert sein, AC-Strom dem Elektrofahrzeug 100 ohne Änderung (d. h. ohne jegliche Umwandlung) zuzuführen. Die über den Niedriggeschwindigkeitslader 150 zugeführte AC-Spannung kann in eine DC-Spannung durch den OBC 202 umgewandelt werden und kann verwendet werden, um die Hochspannungsbatterie 102 zu laden.
  • Bezugnehmend wieder auf 2 kann ein Wechselrichter 206 konfiguriert sein, den Strom der Hochspannungsbatterie 102 umzuwandeln, so dass er die vom Motor 212 benötigten elektrischen Charakteristika aufweist, und den Strom an den Motor 212 übertragen. Der Motor 212 kann konfiguriert sein, Strom zu erzeugen, indem er durch den über den Umrichter 206 übertragenen Strom rotiert wird. In der in 2 gezeigten Ladeeinrichtung kann nur der OBC 202 beim Laden der Hochspannungsbatterie 102 verwendet werden und können der Motor 212 und der Inverter 206 beim Laden der Hochspannungsbatterie 102 nicht verwendet werden.
  • 3 ist ein Schaltungsdiagramm, das einen Bordlader (OBC) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung illustriert. Die Hochspannungsbatterie 102 von 3 kann konfiguriert werden, Strom dem Motor 212 über den Inverter 206 zuzuführen, wie in 2 gezeigt. Bezugnehmend auf 3 kann der OBC 202 einen Eingeber 312, einen Verstärkungsleistungsfaktorkorrektor 314 und eine Stromrelais-Baugruppe 316 beinhalten. Der Eingeber 312 kann konfiguriert sein, AC-Strom aus einer externen AC-Stromquelle aufzunehmen. Der Eingeber 312 kann fünf Eingangsleitungen L1, L2, L3, N und G, einen elektromagnetischen Interferenz-(EMI)-Filter 322 und einen Schalter S1 enthalten.
  • Der EMI-Filter 322 kann konfiguriert sein, in dem aufgenommenen AC-Strom enthaltenes Rauschen zu entfernen. Zusätzlich kann der EMI-Filter 322 mit den fünf Eingangsleitungen L1, L2, L3, N und G verbunden sein. Der AC-Strom kann aus der externen AC-Stromquelle am EMI-Filter 322 über die Eingangsleitungen L1, L2, L3, N und G eingegeben werden. L1, L2 und L3 können AC-Stromeingangsleitungen sein, N ist eine Neutralleitung und G ist eine Erdungsleitung. Ein Maximum von Drei-Phasen-AC-Strom kann am EMI-Filter 322 über die AC-Stromeingangsleitungen L1, L2 und L3 aus den fünf Eingangsleitungen L1, L2, L3, N und G eingegeben werden. Mit anderen Worten kann der Drei-Phasen-AC-Strom am EMI-Filter 320 über alle der AC-Stromeingangsleitungen L1, L2 und L3 eingegeben werden. Alternativ kann Zwei-Phasen-AC-Strom am EMI-Filter 322 nur über die AC-Stromeingangsleitungen L1 und L2 eingegeben werden oder es mag sein, dass Einzelphasen-AC-Strom am EMI-Filter 320 nur über die AC-Stromeingangsleitung L1 und die Neutralleitung N eingegeben wird.
  • Der Schalter S1 des Eingebers 312 kann irgendeine von der AC-Stromeingangsleitung L2 und der Neutralleitung N mit dem EMI-Filter 322 verbinden. Falls der eingegebene AC-Strom Drei-Phasen-AC-Strom oder Zwei-Phasen-AC-Strom ist, kann der Schalter S1 betrieben werden, um die AC-Stromeingangsleitung L2 mit dem EMI-Filter 322 zu verbinden. Falls der eingegebene AC-Strom Einzel-Phasen-AC-Strom ist, kann der Schalter S1 betrieben werden, um die Neutralleitung N mit dem EMI-Filter 322 zu verbinden. Der Verstärkungsleistungsfaktorkorrektor 314 kann eine aus Schaltelementen Q1, Q2, Q3 und Q4 aufgebaute erste Vollbrückenschaltung und eine aus Schaltelementen Q5, Q6, Q7 und Q8 aufgebaute zweite Vollbrückenschaltung enthalten. Ein zwischen den Schaltelementen Q1 und Q3 angeordnetes erstes Bein 342, ein zwischen den Schaltelementen Q2 und Q4 angeordnetes zweites Bein 344, ein zwischen den Schaltelementen Q5 und Q7 angeordnetes drittes Bein 346 und ein zwischen den Schaltelementen Q6 und Q8 angeordnetes viertes Bein 348 können mit dem EMI-Filter 322 verbunden sein. Jedes der ersten bis vierten Beine 342, 344, 346 und 348 kann eine Induktorkomponente beinhalten.
  • In der Ladeeinrichtung gemäß der in 3 gezeigten beispielhaften Ausführungsform kann die, den Verstärkungsleistungsfaktorkorrektor 314 bildende Vollbrückenschaltung vier Schaltelemente Q1, Q2, Q3 und Q4 und zwei Beine 342 und 344 in einer Gruppe (z. B. der ersten Vollbrückenschaltung) und die anderen vier Schaltelemente Q5, Q6, Q7 und Q8 und die zwei Beine 346 und 348 in einer anderen Gruppe (z.B. der zweiten Vollbrückenschaltung) enthalten. Die erste Vollbrückenschaltung und die zweite Vollbrückenschaltung können parallel zwischen dem EMI-Filter 322 und einem später beschriebenen Kondensator C1 verbunden sein.
  • In der ersten Vollbrückenschaltung kann das Bein 342 (z.B. ein erstes Bein) mit der AC-Stromeingangsleitung L1 verbunden sein und kann das andere Bein 344 (z.B. ein zweites Bein) mit der AC-Stromeingangsleitung L2 und der Neutralleitung N verbunden sein. Welche der AC-Stromeingangsleitung L2 und der Neutralleitung N mit dem Bein 344 verbunden ist, kann anhand von Ein/Aus des Schalters S1 am Eingeber 312 bestimmt werden. Die AC-Stromeingangsleitung L2 kann mit dem Bein 344 verbunden sein, wenn der Schalter S1 ausgeschaltet ist und die Neutralleitung N kann mit dem Bein 344 verbunden sein, wenn der Schalter S1 eingeschaltet ist.
  • In der zweiten Vollbrückenschaltung kann das Bein 346 (z.B. ein drittes Bein) mit der AC-Stromeingangsleitung L1 über den Schalter S3 verbunden sein und kann das andere Bein 348 (z.B. ein viertes Bein) mit der AC-Stromeingangsleitung L2 und der Neutralleitung N über den Schalter S4 und mit der AC-Stromeingangsleitung L3 über den Schalter S2 verbunden sein. Somit, wenn der Schalter S2 ausgeschaltet wird und der Schalter S3 eingeschaltet wird, kann das Bein 346 mit der AC-Stromeingangsleitung L1 verbunden sein. Welche von der AC-Stromeingangsleitung L2 und der Neutralleitung N mit dem Bein 348 verbunden ist, kann entsprechend Ein/Aus des Schalters S1 am Eingeber 312 bestimmt werden. Die AC-Stromeingangsleitung L2 kann mit dem Bein 348 verbunden werden, wenn der Schalter S1 ausgeschaltet wird, und die Neutralleitung N kann mit dem Bein 348 verbunden sein, wenn der Schalter S1 eingeschaltet wird. Umgekehrt, wenn der Schalter S2 eingeschaltet wird, kann das Bein 348 mit der AC-Stromeingangsleitung L3 verbunden sein und wenn der Schalter S4 in diesem Zustand eingeschaltet wird, kann das Bein 348 der ersten Vollbrückenschaltung auch mit der AC-Stromeingangsleitung L3 verbunden werden.
  • Ein erstes Ende des ersten Schalters S5 kann mit einem Knoten verbunden werden, wo das Bein 346 der zweiten Vollbrückenschaltung und der Schalter S3 verbunden sind und ein zweites Ende des Schalters S5 kann mit einer Positiv(+)-Elektrode der Hochspannungsbatterie 102 über Schalter BS1 und BS2, die später beschrieben sind, verbunden werden. Wenn die Schalter S3 und S5 beide eingeschaltet sind, kann die AC-Stromeingangsleitung L1 und das Bein 342 mit der Positiv(+)-Elektrode der Hochspannungsbatterie 102 über die Schalter BS1 und BS2 verbunden sein. Alternativ, wenn der Schalter S3 ausgeschaltet ist und der Schalter S5 eingeschaltet wird, mag es sein, dass nur das Bein 346 der zweiten Vollbrückenschaltung mit der Positiv(+)-Elektrode der Hochspannungsbatterie 102 verbunden ist.
  • Ein erstes Ende des anderen Schalters S6 kann mit einem Knoten verbunden sein, wo das Bein 348 der zweiten Vollbrückenschaltung und der Schalter S4 verbunden sind und ein zweites Ende des Schalters S6 kann mit der Positiv(+)-Elektrode der Hochspannungsbatterie 102 über die Schalter BS1 und BS2 verbunden sein. Wenn die Schalter S4 und S6 beide eingeschaltet sind, können die AC-Stromeingangsleitung L2 und die Beine 344 mit der Positiv(+)-Elektrode der Hochspannungsbatterie 102 über die Schalter BS1 und BS2 verbunden sein. Alternativ, wenn der Schalter S4 ausgeschaltet ist und der Schalter S6 eingeschaltet ist, kann es sein, dass nur das Bein 348 der zweiten Vollbrückenschaltung mit der Positiv(+)-Elektrode der Hochspannungsbatterie 102 verbunden ist (z.B. wenn der Schalter S2 ausgeschaltet ist). Die AC-Stromeingangsleitung L3 kann mit der Positiv(+)-Elektrode der Hochspannungsbatterie 102 verbunden sein, wenn der Schalter S4 ausgeschaltet ist und ist der Schalter S6 in einem Zustand eingeschaltet ist, in welchem der Schalter S2 eingeschaltet ist.
  • Der Knoten, wo das Bein 348 der zweiten Vollbrückenschaltung und der Schalter S4 verbunden sind, kann zwischen einem Schalter S7 und den oberen Enden (Q1- und Q2-Seiten) der ersten Vollbrückenschaltung über einen Schalter S10 verbunden sein. Weiter können die oberen Enden (Q5- und Q6-Seiten) der zweiten Vollbrückenschaltung zwischen den oberen Enden (Q1- und Q2-Seiten) der ersten Vollbrückenschaltung und dem Schalter S7 über einen Schalter S11 verbunden sein. Der Verstärkungsleistungsfaktorkorrektor 314 kann den Kondensator C1 enthalten, der ein oben beschriebener PFC-Zwischenkreiskondensator ist. Der Kondensator C1 kann zwischen beiden Enden der ersten Vollbrückenschaltung und der zweiten Vollbrückenschaltung angeordnet sein.
  • Die Schalter S7 und S8 können weiter in dem Verstärkungsleistungsfaktorkorrektor 314 enthalten sein. Insbesondere kann der Schalter S7 zwischen einem oberen Ende jeder der ersten Vollbrückenschaltung und der zweiten Vollbrückenschaltung und der Positiv(+)-Elektrode des Kondensators C1 angeordnet sein oder kann auch parallel zu einem Leistungsfaktor-Korrekturelement P1 verbunden sein. Der Schalter S8 kann an beiden Enden des Kondensators C1 angeordnet sein und kann den Verstärkungsleistungsfaktorkorrektor 314 mit der noch zu beschreibenden Stromrelais-Baugruppe 316 elektrisch zwischenverbinden. Mit anderen Worten kann der Verstärkungsleistungsfaktorkorrektor 314 elektrisch mit der Stromrelais-Baugruppe 316 über den Schalter S8 verbunden sein. Der Verstärkungsleistungsfaktorkorrektor 314 kann auch elektrisch mit beiden Enden der Hochspannungsbatterie 102 über den Schalter S8 verbunden sein.
  • Ein Schalter S9 kann zwischen dem unteren Ende jeder der ersten Vollbrückenschaltung und der zweiten Vollbrückenschaltung und einer Negativ(-)-Elektrode der Hochspannungsbatterie 102 verbunden sein. Kondensatoren CY1 und CY2, die beide als ein Äquivalent-Modelierkondensator Y arbeiten, können in Reihe mit der Stromrelais-Baugruppe 316 verbunden sein. Ein Knoten, durch welchen die Kondensation CY1 und CY2 verbunden sind, kann geerdet sein.
  • Zwei Schalter BS1 und BS2 und ein einzelnes Stromfaktorelement P2 können zwischen dem Kondensator CY1 und der Positiv(+)-Elektrode der Hochspannungsbatterie 102 angeordnet sein. Der Schalter BS1 und das Leistungsfaktorelement P1 können in Reihe zwischen dem Kondensator CY1 und der Positiv(+)-Elektrode der Hochspannungsbatterie 102 verbunden sein und der Schalter BS2 kann parallel zu dieser seriellen Verbindungsstruktur verbunden sein.
  • Der Schalter BS3 kann zwischen dem Kondensator CY2 und der Negativ(-)-Elektrode der Hochspannungsbatterie 102 angeordnet sein. Die Vielzahl von Schaltern S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11, BS1, BS2 und BS3, die in dem Schaltnetzwerk, das in dem OBC 202 vorgesehen ist, enthalten sind, können durch die Steuerung 210, wie in 2 gezeigt, ein- oder ausgeschaltet werden. Gemäß der beispielhaften Ausführungsform kann die Hochspannungsbatterie 102 mit verschiedenen Typen von AC-Strömen über verschiedene Ein/Aus-Kombinationen der Vielzahl von Schaltern S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11, BS1, BS2 und BS3, die in dem Schaltnetzwerk enthalten sind, geladen werden. Verschiedene Typen von AC-Strömen können nachfolgend unter Bezugnahme auf 4A - 4C beschrieben werden. Einschaltoperation und Ausschaltoperation der Schalter S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11, BS1, BS2 und BS3, die in 3 gezeigt sind, können durch die Steuerung 210 ausgeführt werden und Einschaltoperation und Ausschaltoperation der Schaltelemente Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7 und Q8, die in 3 gezeigt sind, können auch durch die Steuerung 210 ausgeführt werden.
  • 4A-4C sind Ansichten, die verschiedene Typen von Stromquellen, die in dem OBC gemäß einer beispielhaften Ausführungsform eingebettet sind, illustrieren. 4A ist eine Ansicht, die eine symmetrische Zwei-Phasen- Stromquelle illustriert. Bezugnehmend auf 4A kann die symmetrische Zwei-Phasen-Stromquelle einer Stromversorgungsspannung gestatten, in zwei Spannungen 1/2Vac und -1/2Vac unterteilt zu werden. Da zwei Spannungen 1/2Vac und -1/2Vac entgegengesetzte Phasen haben, können zwei Spannungen als eine symmetrische Bi-Phasen-Stromquelle bezeichnet werden. Die symmetrische Bi-Phasen-Stromquelle, die in 4A gezeigt ist, wird hauptsächlich in Nordamerika verwendet.
  • 4B ist eine Ansicht, die eine asymmetrische Einzelphasen-Stromquelle illustriert. Bezugnehmend auf 4B kann die asymmetrische Einzelphasen-Stromquelle eine Stromversorgungsspannung bereitstellen, die in einer einzelnen Spannung (Vac) mit einer Einzelphase gebildet ist. Da die einzelne Spannung (Vac) eine einzelne Phase aufweist, kann die Einzelspannung (Vac) als eine asymmetrische Einzelphasen-Stromquelle bezeichnet werden. Die in 4B gezeigte asymmetrische Einzelphasen-Stromversorgung wird hauptsächlich in Korea, Nordamerika und Europa verwendet.
  • 4C ist eine Ansicht, die eine symmetrische Drei-Phasen-Stromquelle illustriert. Bezugnehmend auf 4C kann die asymmetrische Drei-Phasen-Stromquelle einer Stromversorgungsspannung gestatten, in drei Spannungen Va, Vb und Vc unterteilt zu werden. Da drei Spannungen Va, Vb und Vc unterschiedliche Phasen aufweisen können, können diese drei Spannungen als eine asymmetrische Drei-Phasen-Stromquelle bezeichnet werden. Die in 4C gezeigte asymmetrische Drei-Phasen-Stromquelle wird hauptsächlich in Europa verwendet.
  • Verschiedene Arten von AC-Stromquellen werden in unterschiedlichen Ländern, wie oben beschrieben, verwendet und somit ist es das Ziel der OBC 202 gemäß der beispielhaften Ausführungsform, auf verschiedene Typen von AC-Strömen der individuellen Counties responsiv zu sein, durch die Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks. Beispielsweise wird für die symmetrische Zwei-Phasen-Stromquelle ein Verstärkungsleistungsfaktorkorrektor, der in einem Einzelphasen-Vollbrückeninvertertyp gebildet ist, implementiert und somit kann die Hochspannungsbatterie 102 mit Strom geladen werden. Für die asymmetrische Einzel-Phasen-Stromquelle ist ein in einem Einzel-Phasen-Vollbrückeninvertertyp gebildeter Verstärkungsleistungsfaktorkorrektor zusammen mit einem Abwärts-Wandler implementiert und somit kann die Hochspannungsbatterie 102 auch mit Strom geladen werden. Für die symmetrische Drei-Phasen-Stromquelle wird der Dreibein-Verstärkungsleistungsfaktorkorrektor zusammen mit einem Motor/Inverter, Backwandler implementiert, und somit kann die Hochspannungsbatterie 102 geladen werden.
  • 5 bis 13 sind Ansichten, die Ein/Aus-Kombinationen eines Schaltnetzwerks illustrieren, das verschiedene Arten von AC-Stromquellen zur Verwendung in unterschiedlichen Ländern bewältigt. 5 und 6 sind Ansichten, die Ein/Aus-Kombinationen eines Schaltnetzwerks illustrieren, das mit symmetrischer Zwei-Phasen-Stromquelle zur Verwendung in Nordamerika bewältigt. Insbesondere ist 5 eine Ansicht, die ein Verfahren zum Betreiben des Schaltnetzwerks illustriert, wenn ein Spitzenwert einer Spannung (Vc1) des Kondensators C1 kleiner als eine erforderliche Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102 ist. 6 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zum Betreiben des Schaltnetzwerks illustriert, wenn ein Spitzenwert der Spannung (Vc1) des Kondensators C1 gleich der erforderlichen Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102 ist.
  • 7 und 8 sind Ansichten, die Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks illustrieren, das eine asymmetrische Einzel-Phasen-Stromquelle zur Verwendung in Nordamerika bewältigt. Insbesondere ist 7 eine Ansicht, die ein Verfahren zum Betreiben des Schaltnetzwerks illustriert, wenn ein Spitzenwert der Spannung (Vc1) des Kondensators C1 im Wesentlichen kleiner als die erforderliche Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102 ist. 8 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zum Betreiben des Schaltnetzwerks illustriert, wenn ein Spitzenwert der Spannung (Vc1) des Kondensators C1 die gleiche ist wie die erforderliche Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102.
  • 9 und 10 sind Ansichten, die Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks illustrieren, das eine asymmetrische Einzelphasen-Stromquelle zur Verwendung in Korea und Europa bewältigt. Insbesondere ist 9 eine Ansicht, die ein Verfahren zum Betreiben des Schaltnetzwerks illustriert, wenn ein Spitzenwert der Spannung (Vc1) des Kondensators C1 kleiner als die erforderliche Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102 ist. 10 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zum Betreiben des Schaltnetzwerks illustriert, wenn ein Spitzenwert der Spannung (Vc1) des Kondensators C1 größer als die erforderliche Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102 ist.
  • 11 bis 13 sind Ansichten, die Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks illustrieren, welches eine symmetrische Drei-Phasen-Stromquelle zur Verwendung in Europa bewältigt. Insbesondere ist 11 eine Ansicht, die ein Verfahren zum Betreiben des Schaltnetzwerks illustriert, wenn ein Spitzenwert der Spannung (Vc1) des Kondensators C1 kleiner als die erforderliche Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102 ist. 12 und 13 sind Ansichten, die ein Verfahren zum Betreiben des Schaltnetzwerks illustrieren, wenn ein Spitzenwert der Spannung (Vc1) des Kondensators C1 größer als die erforderliche Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102 ist.
  • 5 ist eine Ansicht, die Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks illustriert, welches eine symmetrische Zwei-Phasen-Stromquelle zur Verwendung in Nordamerika bewältigt. Insbesondere ist 5 eine Ansicht, die ein Verfahren zum Betreiben des Schaltnetzwerks illustriert, wenn die Spitzenspannung der Spannung (Vc1) des Kondensators C1 kleiner ist als die erforderliche Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102. In 5 sind die Ein/Aus-Kombinationen der entsprechenden Schalter S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11, BS1, BS2 und BS3 zur Verwendung im Schaltnetzwerk wie folgt.
    • S1: Ein, S2: Aus, S3: Ein, S4: Ein, S5: Aus, S6: Aus, S7: Ein, S8: Ein, S9: Ein, S10: Aus, S11: Ein
    • BS1: Ein, BS2: Ein, BS3: Ein
  • Der Schalter S1 kann eingeschaltet werden, um die Neutralleitung N mit dem EMI-Filter 322 zu verbinden, um zu gestatten, dass symmetrischer Zwei-Phasen-AC-Strom an dem Elektrofahrzeug über die AC-Stromeingangsleitung L1 und die Neutralleitung N eingegeben wird. Die Schalter S2 und S5 können ausgeschaltet werden und die Schalter S3, S4, S7 und S8 können eingeschaltet werden. Als Ergebnis kann das Bein 346 der zweiten Vollbrückenschaltung mit der AC-Stromeingangsleitung L1 über die Schalter S3 und S4 verbunden werden und kann das Bein 348 der zweiten Vollbrückenschaltung mit der Neutralleitung N verbunden werden. Der Schalter S11 kann auch eingeschaltet werden. Die zweite Vollbrückenschaltung und der Schalter S7 können durch Einschalten des Schalters S11 verbunden werden. Zusätzlich können die Schaltelemente Q1 und Q5 des Verstärkungsleistungsfaktorkorrektor 314 eingeschaltet werden.
  • Durch die oben erwähnten Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks kann die Hochspannungsbatterie 102 direkt über sowohl die erste Vollbrückenschaltung als auch die zweite Vollbrückenschaltung längs eines Pfads, der durch einen gestrichelten Pfeil von 5 bezeichnet ist, geladen werden. Der Betrieb zum Laden der Hochspannungsbatterie 102 durch den über den EMI-Filter 322 aufgenommenen symmetrischen Zwei-Phasen-AC-Strom kann durchgeführt werden, da die Spitzenspannung der Spannung (Vc1) des Kondensators C1 kleiner als die erforderliche Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102 ist. Da der Verwebt-Wechselrichtertyp-Verstärkungsleistungsfaktorkorrektor durch die oben erwähnten Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks implementiert wird, kann das Implementationsergebnis auf die in Nordamerika verwendete symmetrische Zwei-Phasen-Stromquelle responsiv sein.
  • 6 ist eine Ansicht, die Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks illustriert, welches die symmetrische Zwei-Phasen-Stromquelle zur Verwendung in Nordamerika bewältigt. Insbesondere ist 6 eine Ansicht, die ein Verfahren zum Betreiben des Schaltnetzwerks illustriert, wenn die Spitzenspannung der Spannung (Vc1) des Kondensators C1 größer als die erforderliche Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102 ist. In 6 sind die Ein/Aus-Kombinationen der entsprechenden Schalter S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11, BS1, BS2 und BS3 zur Verwendung im Schaltnetzwerk wie folgt:
    • S1: Ein, S2: Aus, S3: Aus, S4: Aus, S5: Aus, S6: Ein, S7: Aus, S8: Aus, S9: Ein, S10: Aus, S11: Ein,
    • BS1: Ein, BS2: Ein, BS3: Ein
  • Der Schalter S1 kann eingeschaltet werden, um die Neutralleitung N mit dem EMI-Filter 322 zu verbinden, um zu gestatten, dass symmetrischer Zwei-Phasen-AC-Strom am Elektrofahrzeug über die AC-Stromeingangsleitung L1 und die Neutralleitung N eingegeben wird. Alle Schalter S2, S3 und S4 können ausgeschaltet werden, um die AC-Stromeingangsleitungen L1, L2 und L3 aus den Beinen 346 und 348 der zweiten Vollbrückenschaltung zu unterbrechen. Die AC-Stromeingangsleitung L3 und das Bein 346 der zweiten Vollbrückenschaltung können von der Positiv(+)-Elektrode der Hochspannungsbatterie 102 getrennt werden, da auch der Schalter S5 ausgeschaltet wird. Jedoch, da die Schalter S6 und S11 eingeschaltet werden, kann das Bein 348 der zweiten Vollbrückenschaltung mit der Positiv(+)-Elektrode der Hochspannungsbatterie 102 verbunden sein. Die Schalter S7 und S8 können ausgeschaltet werden und der Schalter S9 kann eingeschaltet werden. Der Schalter S11 kann auch eingeschaltet werden. Die zweite Vollbrückenschaltung und der Schalter S7 können durch Einschalten des Schalters S11 verbunden werden. Zusätzlich können die Schaltelemente Q1 und Q6 des Verstärkungsleistungsfaktorkorrektors 314 eingeschaltet werden.
  • Durch die oben erwähnten Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks kann die Hochspannungsbatterie 102 direkt über die erste Vollbrückenschaltung und die zweite Vollbrückenschaltung längs eines durch einen gestrichelten Pfeil von 6 bezeichneten Pfads geladen werden. Eine Ladespannung des Kondensators C1 kann die Hochspannungsbatterie 102 über die erste Vollbrückenschaltung und die zweite Vollbrückenschaltung längs eines durch einen durchgezogenen Pfeil von 6 bezeichneten Pfads geladen werden. Der Betrieb zum Laden der Hochspannungsbatterie 102 kann durchgeführt werden, da die Spitzenspannung der Spannung (Vc1) des Kondensators C1 größer als die erforderliche Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102 ist. Da ein Einzel-Phasen-Vollbrücken-Invertertyp-Verstärkungsleistungsfaktorkorrektor und ein Abwärts-Wandler durch die oben erwähnten Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks implementiert werden, kann das Implementationsergebnis für die in Nordamerika verwendete symmetrische Zwei-Phasen-Stromquelle responsiv sein.
  • 7 ist eine Ansicht, die Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks illustriert, das die asymmetrische Einzel-Phasen-Stromquelle zur Verwendung in Nordamerika bewältigt. Insbesondere ist 7 eine Ansicht, die ein Verfahren zum Betreiben des Schaltnetzwerks illustriert, wenn die Spitzenspannung der Spannung (Vc1) des Kondensators C1 kleiner ist als die erforderliche Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102. In 7 sind die Ein/Aus-Kombinationen der jeweiligen Schalter S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11, BS1, BS2 und BS3 zur Verwendung im Schaltnetzwerk wie folgt:
    • S1: Ein, S2: Aus, S3: Aus, S4: Aus, S5: Ein, S6: Aus, S7: Aus, S8: Aus, S9: Ein, S10: Ein, S11: Aus
    • BS1: Ein, BS2: Ein, BS3: Ein
  • Der Schalter S1 kann eingeschaltet werden, um die Neutralleitung N mit dem EMI-Filter 322 zu verbinden, um zu gestatten, dass symmetrischer Zwei-Phasen-AC-Strom am Elektrofahrzeug über die AC-Stromeingangsleitung L1 und die Neutralleitung N eingegeben wird. Die Schalter S2, S3, S4 und S6 können ausgeschaltet werden und der Schalter S5 kann eingeschaltet werden. Als Ergebnis kann das Bein 346 der zweiten Vollbrückenschaltung mit der Hochspannungsbatterie 102 über den Schalter S5 verbunden sein. Der Schalter S10 kann auch eingeschaltet sein. Der Knoten, wo das Bein 348 der zweiten Vollbrückenschaltung und der Schalter S4 verbunden sind, kann mit dem Schalter S7 durch Einschalten des Schalters S10 verbunden sein. Zusätzlich können die Schaltelemente Q1, Q5 und Q6 des Verstärkungsleistungsfaktorkorrektors 314 eingeschaltet sein.
  • Durch die oben erwähnten Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks kann die Hochspannungsbatterie 102 direkt über die erste Vollbrückenschaltung und die zweite Vollbrückenschaltung längs eines durch einen gestrichelten Pfeil von 7 bezeichneten Pfads geladen werden. Der Betrieb zum Laden der Hochspannungsbatterie 102 durch den symmetrischen Zwei-Phasenstrom, der über den EMI-Filter 322 empfangen wird, kann durchgeführt werden, da die Spitzenspannung der Spannung (Vc1) des Kondensators C1 kleiner als die erforderliche Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102 ist. Da ein Einzel-Phasen-Invertertyp-Verstärkungsleistungsfaktorkorrektor und ein Verstärkungs-Wandler durch die oben erwähnten Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks implementiert werden, kann das Implementationsergebnis für die in Nordamerika verwendete asymmetrische Einzel-Phasen-Stromquelle responsiv sein.
  • 8 ist eine Ansicht, die Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks illustriert, das die asymmetrische Einzel-Phasen-Stromquelle zur Verwendung in Nordamerika bewältigt. Insbesondere ist 8 eine Ansicht, die ein Verfahren zum Betreiben des Schaltnetzwerks illustriert, wenn die Spitzenspannung der Spannung (Vc1) des Kondensators C1 gleich der erforderlichen Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102 ist. In 8 sind die Ein/Aus-Kombinationen der jeweiligen Schalter S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11, BS1, BS2 und BS3 zur Verwendung im Schaltnetzwerk wie folgt:
    • S1: Ein, S2: Aus, S3: Aus, S4: Aus, S5: Aus, S6: Aus, S7: Ein, S8: Ein, S9: Ein, S10: Aus, S11: Aus
    • BS1: Ein, BS2: Ein, BS3: Ein
  • Der Schalter S1 kann eingeschaltet werden, um die Neutralleitung N mit dem EMI-Filter 322 zu verbinden, um zu gestatten, dass symmetrischer Zwei-Phasen-AC-Strom an dem elektrischen Fahrzeug über die AC-Stromeingangsleitung L1 und die Neutralleitung N eingegeben wird. Alle Schalter S2, S3, S4, S5, S6 und S11 können ausgeschaltet werden, um die AC-Stromeingangsleitungen L1, L2 und L3 von den Beinen 346 und 348 der zweiten Vollbrückenschaltung zu trennen. Jedoch, da die Schalter S1, S7 und S8 eingeschaltet sind, kann das Schaltelement Q1 der ersten Vollbrückenschaltung mit der Positiv(+)-Elektrode der Hochspannungsbatterie 102 über die Schalter S7 und S8 verbunden sein. Zusätzlich kann das Schaltelement Q1 des Verstärkungsleistungsfaktorkorrektors 314 eingeschaltet sein.
  • Durch die oben erwähnten Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks kann die Hochspannungsbatterie 102 direkt über die erste Vollbrückenschaltung und die zweite Vollbrückenschaltung längs eines durch einen gestrichelten Pfeil von 8 bezeichneten Pfads geladen werden. Der Betrieb zum Laden der Hochspannungsbatterie 102 durch die Ladespannung des Kondensators C1 kann durchgeführt werden, da eine Spitzenspannung der Spannung (Vc1) des Kondensators C1 gleich der erforderlichen Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102 ist. Da der Einzel-Phasen-Vollbrücken-Invertertyp-Verstärkungsleistungsfaktorkorrektor und ein Abwärts-Wandler durch die oben erwähnten Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks implementiert werden, kann das Implementationsergebnis für die in Nordamerika verwendete symmetrische Zwei-Phasen-Stromquelle responsiv sein.
  • 9 ist eine Ansicht, die Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks illustriert, das die asymmetrische Einzel-Phasen-Stromquelle zur Verwendung in Korea und Europa bewältigt. Insbesondere ist 9 eine Ansicht, die ein Verfahren zum Betreiben des Schaltnetzwerks illustriert, wenn die Spitzenspannung der Spannung (Vc1) des Kondensators C1 kleiner ist als die erforderliche Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102. In 9 sind die Ein/Aus-Kombinationen der jeweiligen Schalter S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11, BS1, BS2 und BS3 zur Verwendung im Schaltnetzwerk wie folgt:
    • S1: Ein, S2: Aus, S3: Ein, S4: Ein, S5: Aus, S6: Aus, S7: Ein, S8: Ein, S9: Ein, S10: Aus, S11: Ein
    • BS1: Ein, BS2: Ein, BS3: Ein
  • Der Schalter S1 kann eingeschaltet werden, um die Neutralleitung N mit dem EMI-Filter 322 zu verbinden, um zu gestatten, dass symmetrischer Zwei-Phasen-AC-Strom an dem Elektrofahrzeug über die AC-Stromeingangsleitung L1 und die Neutralleitung N eingegeben wird. Die Schalter S2 und S5 können ausgeschaltet sein und die Schalter S3, S4, S7 und S8 können eingeschaltet sein. Als Ergebnis kann das Bein 346 der zweiten Vollbrückenschaltung mit der AC-Stromeingangsleitung L1 über die Schalter S3 und S4 verbunden sein und kann das Bein 348 der zweiten Vollbrückenschaltung mit der Neutralleitung N verbunden sein. Der Schalter S11 kann auch eingeschaltet sein. Die zweite Vollbrückenschaltung und der Schalter S7 können durch Einschalten des Schalters S11 verbunden sein. Zusätzlich können die Schaltelemente Q1 und Q5 des Verstärkungsleistungsfaktorkorrektors 314 eingeschaltet sein.
  • Durch die oben erwähnten Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks kann die Hochspannungsbatterie 102 direkt über sowohl die erste Vollbrückenschaltung als auch die zweite Vollbrückenschaltung längs eines durch einen gestrichelten Pfeil von 9 bezeichneten Pfads geladen werden. Der Betrieb zum Laden der Hochspannungsbatterie 102 durch den symmetrischen Zwei-Phasen-AC-Strom, der durch den EMI-Filter empfangen wird, kann durchgeführt werden, da die Spitzenspannung der Spannung (Vc1) des Kondensators C1 kleiner als die erforderliche Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102 ist. Da der Verwebt-Invertertyp-Verstärkungsleistungsfaktorkorrektor und ein Abwärts-Wandler durch die oben erwähnten Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks implementiert werden, kann das Implementationsergebnis für die in Nordamerika verwendete symmetrische Zwei-Phasen-Stromquelle responsiv sein.
  • 10 ist eine Ansicht, die Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks illustriert, das die asymmetrische Einzel-Phasen-Stromquelle zur Verwendung in Korea und Europa bewältigt. Insbesondere ist 10 eine Ansicht, die ein Verfahren zum Betreiben des Schaltnetzwerks illustriert, wenn die Spitzenspannung der Spannung (Vc1) des Kondensators C1 größer ist als die erforderliche Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102. In 10 sind die Ein/Aus-Kombinationen der jeweiligen Schalter S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11, BS1, BS2 und BS3 zur Verwendung im Schaltnetzwerk wie folgt:
    • S1: Ein, S2: Aus, S3: Aus, S4: Aus, S5: Aus, S6: Ein, S7: Aus, S8: Aus, S9: Ein, S10: Aus, S11: Ein
    • BS1: Ein, BS2: Ein, BS3: Ein
  • Der Schalter S1 kann eingeschaltet werden, um die Neutralleitung N mit dem EMI-Filter 322 zu verbinden, um zu gestatten, dass symmetrischer Zwei-Phasen-AC-Strom an dem Elektrofahrzeug über die AC-Stromeingangsleitung L1 und die Neutralleitung N eingegeben wird. Alle der Schalter S2, S3 und S4 können ausgeschaltet sein, um die AC-Stromeingangsleitungen L1, L2 und L3 von den Beinen 346 und 348 der zweiten Vollbrückenschaltung zu trennen. Die AC-Stromeingangsleitung L3 und das Bein 346 der zweiten Vollbrückenschaltung können von der Positiv(+)-Elektrode der Hochspannungsbatterie 102 getrennt sein, da der Schalter S5 auch ausgeschaltet ist.
  • Jedoch, da die Schalter S6 und S11 eingeschaltet sind, kann das Bein 348 der zweiten Vollbrückenschaltung mit der Positiv(+)-Elektrode der Hochspannungsbatterie 102 verbunden sein. Die Schalter S7 und S8 können ausgeschaltet sein und der Schalter S9 kann eingeschaltet sein. Der Schalter S11 kann auch eingeschaltet sein. Die zweite Vollbrückenschaltung und der Schalter S7 können durch Einschalten des Schalters S11 verbunden sein. Zusätzlich können die Schaltelemente Q1 und Q6 des Verstärkungsleistungsfaktorkorrektors 314 eingeschaltet sein.
  • Durch die oben erwähnten Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks kann die Hochspannungsbatterie 102 direkt über die erste Vollbrückenschaltung und die zweite Vollbrückenschaltung längs eines durch einen gestrichelten Pfeil von 10 bezeichneten Pfads geladen werden. Eine Ladespannung des Kondensators C1 kann die Hochspannungsbatterie 102 über die erste Vollbrückenschaltung und die zweite Vollbrückenschaltung längs eines durch einen durchgezogenen Pfeil von 10 bezeichneten Pfads geladen werden. Der Betrieb zum Laden der Hochspannungsbatterie 102 kann durchgeführt werden, da die Spitzenspannung der Spannung (Vc1) des Kondensators C1 größer als die erforderliche Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102 ist. Da der Verwebt-Invertertyp-Verstärkungsleistungsfaktorkorrektor und ein Abwärts-Wandler durch die oben erwähnten Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks implementiert werden, kann das Implementationsergebnis für die in Nordamerika verwendete symmetrische Zwei-Phasen-Stromquelle responsiv sein.
  • 11 ist eine Ansicht, die Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks illustriert, das die symmetrische Drei-Phasen-Stromquelle zur Verwendung in Europa bewältigt. Insbesondere ist 11 eine Ansicht, die ein Verfahren zum Betreiben des Schaltnetzwerks illustriert, wenn die Spitzenspannung der Spannung (Vc1) des Kondensators C1 kleiner ist als die erforderliche Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102. In 11 sind die Ein/Aus-Kombinationen der jeweiligen Schalter S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11, BS1, BS2 und BS3 zur Verwendung im Schaltnetzwerk wie folgt:
    • S1: Aus, S2: Ein, S3: Aus, S4: Aus, S5: Aus, S6: Aus, S7: Ein, S8: Ein, S9: Ein, S10: Aus, S11: Ein
    • BS1: Ein, BS2: Ein, BS3: Ein
  • Der Schalter S1 kann ausgeschaltet sein, so dass symmetrischer Drei-Phasen-AC-Strom an dem Elektrofahrzeug über die AC-Stromeingangsleitungen L1, L2 und L3 eingegeben werden kann. Die Schalter S1, S3, S4, S5, S6 und S10 können ausgeschaltet sein und die Schalter S2, S7, S8, S9 und S11 können eingeschaltet sein. Als Ergebnis kann die AC-Stromeingangsleitung L1 mit der Positiv(+)-Elektrode der Hochspannungsbatterie 102 über die Schalter S2, S7, S8, S9 und S11 verbunden sein und kann das Bein 346 der zweiten Vollbrückenschaltung mit der AC-Stromeingangsleitung L3 verbunden sein. Zusätzlich können die Schaltelemente Q1 und Q5 des Verstärkungsleistungsfaktorkorrektors 314 eingeschaltet sein.
  • Durch die oben erwähnten Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks kann die Hochspannungsbatterie 102 über den direkten Pfad, der nicht die Vollbrückenschaltung (Umgehungspfad) ist, und die zweite Vollbrückenschaltung längs eines durch einen gestrichelten Pfeil von 11 bezeichneten Pfads geladen werden. Der Betrieb zum Laden der Hochspannungsbatterie 102 durch den symmetrischen Drei-Phasen-AC-Strom, der durch den EMI-Filter 322 empfangen wird, kann durchgeführt werden, da die Spitzenspannung der Spannung (Vc1) des Kondensators C1 kleiner als die erforderliche Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102 ist. Da der Dreibein-Verstärkungsleistungsfaktorkorrektor durch die oben erwähnten Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks implementiert wird, kann das Implementationsergebnis für die in Europa verwendete symmetrische Drei-Phasen-Stromquelle responsiv sein.
  • 12 ist eine Ansicht, die Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks illustriert, das die asymmetrische Drei-Phasen-Stromquelle zur Verwendung in Europa bewältigt. Insbesondere ist 12 eine Ansicht, die ein Verfahren zum Betreiben des Schaltnetzwerks illustriert, wenn die Spitzenspannung der Spannung (Vc1) des Kondensators C1 größer ist als die erforderliche Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102. In 12 sind die Ein/Aus-Kombinationen der jeweiligen Schalter S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11, BS1, BS2 und BS3 zur Verwendung im Schaltnetzwerk wie folgt:
    • S1: Aus, S2: Ein, S3: Aus, S4: Aus, S5: Aus, S6: Ein, S7: Aus, S8: Aus, S9: Ein, S10: Aus, S11: Ein
    • BS1: Ein, BS2: Ein, BS3: Ein
  • Der Schalter S1 kann ausgeschaltet sein, um zu erlauben, dass symmetrischer Drei-Phasen-AC-Strom am Elektrofahrzeug über die AC-Stromeingangsleitungen L1, L2 und L3 eingegeben wird. Die Schalter S1, S3, S4, S5, S7, S8 und S10 können ausgeschaltet sein und die Schalter S2, S6, S9 und S11 können eingeschaltet sein. Als Ergebnis kann die AC-Stromeingangsleitung L1 mit der Positiv(+)-Elektrode der Hochspannungsbatterie 102 über die Schalter S2, S6, S9 und S11 verbunden sein, kann das Bein 346 der zweiten Vollbrückenschaltung mit der AC-Stromeingangsleitung L3 verbunden sein und kann das Bein 348 der zweiten Vollbrückenschaltung mit der Positiv(+)-Elektrode der Hochspannungsbatterie 102 verbunden sein. Zusätzlich können die Schaltelemente Q1, Q5 und Q6 des Verstärkungsleistungsfaktorkorrektors 314 eingeschaltet sein.
  • Durch die oben erwähnten Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks kann die Hochspannungsbatterie 102 direkt über die zweite Vollbrückenschaltung längs eines durch einen gestrichelten Pfeil von 12 bezeichneten Pfads geladen werden. Der Grund, warum Der Betrieb zum Laden der Hochspannungsbatterie 102 durch den symmettrischen Drei-Phasen-AC-Strom, der über den EMI-Filter 322 empfangen wird, durchgeführt wird, ist, dass die Spitzenspannung der Spannung (Vc1) des Kondensators C1 höher als die erforderliche Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102 ist. Da der Dreibein-Verstärkungsleistungsfaktorkorrektor und der Abwärts-Wandler durch die oben erwähnten Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks implementiert werden, kann das Implementationsergebnis für die in Nordamerika verwendete symmetrische Zwei-Phasen-Stromquelle responsiv sein.
  • 13 ist eine Ansicht, die Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks illustriert, das die symmetrische Drei-Phasen-Stromquelle zur Verwendung in Europa bewältigt. Insbesondere ist 13 eine Ansicht, die ein Verfahren zum Betreiben eines anderen Schaltnetzwerks illustriert, wenn die Spitzenspannung der Spannung (Vc1) des Kondensators C1 größer ist als die erforderliche Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102. In 13 sind die Ein/Aus-Kombinationen der jeweiligen Schalter S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11, BS1, BS2 und BS3 zur Verwendung im Schaltnetzwerk wie folgt:
    • S1: Ein, S2: Aus, S3: Aus, S4: Aus, S5: Aus, S6: Ein, S7: Aus, S8: Aus, S9: Ein, S10: Aus, S11: Ein
    • BS1: Ein, BS2: Ein, BS3: Ein
  • Der Schalter S1 kann eingeschaltet werden, um die Neutralleitung N mit dem EMI-Filter 322 zu verbinden, um zu erlauben, dass symmetrischer Zwei-Phasen-AC-Strom an dem Elektrofahrzeug über die AC-Stromeingangsleitung L1 und die Neutralleitung N eingegeben wird. Die Schalter S3, S4, S5, S7, S8 und S10 können ausgeschaltet sein und die Schalter S1, S6, S9 und S11 können eingeschaltet sein. Als Ergebnis kann die AC-Stromeingangsleitung L1 mit der Positiv(+)-Elektrode der Hochspannungsbatterie 102 über die Schalter S1, S6, S9 und S11 verbunden sein. Zusätzlich kann das Schaltelement Q6 des Verstärkungsleistungsfaktorkorrektors 314 eingeschaltet sein.
  • Durch die oben erwähnten Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks kann die Hochspannungsbatterie 102 direkt über die zweite Vollbrückenschaltung längs eines durch einen gestrichelten Pfeil von 13 bezeichneten Pfads geladen werden. Der Betrieb zum Laden der Hochspannungsbatterie 102 symmetrischen Drei-Phasen-AC-Strom, der über den EMI-Filter 322 empfangen wird, kann durchgeführt werden, da die Spitzenspannung der Spannung (Vc1) des Kondensators C1 größer als die erforderliche Spannung zum Laden (Vbatt) der Hochspannungsbatterie 102 ist. Da der Einzel-Phasen-Vollbrücken-Invertertyp-Verstärkungsleistungsfaktorkorrektor und ein verwebter Abwärts-Wandler durch die oben erwähnten Ein/Aus-Kombinationen des Schaltnetzwerks implementiert werden, kann das Implementationsergebnis für die in Europa verwendete symmetrische Drei-Phasen-Stromquelle responsiv sein.
  • 14 ist eine Ansicht, die eine erste modifizierte Ausführungsform des OBC gemäß einer beispielhaften Ausführungsform illustriert. In der ersten modifizierten Ausführungsform des in 14 gezeigten OBC, kann der Schalter S10, der den Knoten, wo das Bein 348 der zweiten Vollbrückenschaltung und der Schalter S4 verbunden sind, entfernt werden. Wenn der Einzel-Phasen-Verstärkungswandler nicht erforderlich ist, kann der OBC 202 eine größenreduzierte und vereinfachte Struktur durch die Struktur wie in 14 gezeigt, aufweisen.
  • 15 ist eine Ansicht, die eine zweite modifizierte Ausführungsform des OBC gemäß einer beispielhaften Ausführungsform illustriert. In der zweiten modifizierten Ausführungsform des in 15 gezeigten OBC kann der Schalter S10, der den Knoten, wo das Bein 348 der zweiten Vollbrückenschaltung und der Schalter S4 verbunden sind, verbindet, entfernt werden. Mit dieser Struktur kann ein Einzel-Phasen-Vollbrückeninvertertyp-Verstärkungswandler implementiert werden.
  • Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, weist die Ladeeinrichtung für das Elektrofahrzeug gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung eine größenreduzierte und vereinfachte Struktur auf und lädt eine Batterie des Elektrofahrzeugs beim Empfangen von Strom aus verschiedenen Typen von Stromquellen.
  • Es versteht sich, dass die obige Beschreibung nur für technische Ideen illustrativ ist und verschiedene Modifikationen, Änderungen und Austäusche möglich sind, ohne von den essentiellen Charakteristika der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Daher sollen die beispielhaften Ausführungsformen und die beigefügten Zeichnungen die technische Idee illustrieren und nicht beschränken und ist der Schutzumfang des technischen Gedankens nicht durch diese beispielhaften Ausführungsformen und beigefügten Zeichnungen beschränkt. Der Schutzumfang davon ist in Übereinstimmung mit den nachfolgenden Ansprüchen auszulegen und alle technischen Ideen, die innerhalb des Schutzumfangs desselben liegen, sollten als in den Schutzumfang des Rechts enthalten interpretiert werden.

Claims (14)

  1. Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug, umfassend: einen Wechselstrom-(AC)-Stromeingangsanschluss, der konfiguriert ist, zumindest einen AC-Eingangsstrom zwischen Einzelphasen-AC-Strom und Mehrphasen-AC-Strom aufzunehmen; einen Leistungsfaktorkorrektor mit einer ersten Vollbrückenschaltung und einer zweiten Vollbrückenschaltung, der konfiguriert ist, den AC-Eingangsstrom über den AC-Stromeingangsanschluss aufzunehmen; einen Zwischenkreiskondensator, der durch den Leistungsfaktorkorrektor zu laden ist; ein Schaltnetzwerk mit einem ersten Schalter zum Verbinden einer AC-Stromeingangsleitung oder einer Neutralleitung des AC-Stromeingangsanschlusses mit dem Leistungsfaktorkorrektor und zumindest einem zweiten Schalter zum selektiven Verbinden des AC-Stromeingangsanschlusses mit dem Leistungsfaktorkorrektor oder dem Zwischenkreiskondensator; und eine Steuerung, die konfiguriert ist, den Leistungsfaktorkorrektor und das Schaltnetzwerk anhand einer Bedingung des durch den AC-Stromeingangsanschluss aufgenommenen AC-Eingangsstroms zu betreiben, wobei der zumindest eine zweite Schalter einen dritten Schalter und einen vierten Schalter enthält, die angeordnet sind, jede der Vielzahl von Vollbrückenschaltungen des Leistungsfaktorkorrektors mit einer Positiv-Elektrode einer Batterie zu verbinden.
  2. Ladeeinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Vollbrückenschaltungen weiter beinhaltet: eine erste Vollbrückenschaltung und eine zweite Vollbrückenschaltung.
  3. Ladeeinrichtung gemäß Anspruch 2, wobei: ein erstes Bein der ersten Vollbrückenschaltung mit einer ersten AC-Stromeingangsleitung des AC-Stromeingangsanschlusses verbunden ist; und ein zweites Bein der ersten Vollbrückenschaltung selektiv mit einer zweiten AC-Stromeingangsleitung oder einer Neutralleitung des AC-Stromeingangsanschlusses über den ersten Schalter verbunden ist.
  4. Ladeeinrichtung gemäß Anspruch 3, wobei: ein erstes Bein der zweiten Vollbrückenschaltung mit einer dritten AC-Stromeingangsleitung des AC-Stromeingangsanschlusses über einen fünften Schalter verbunden ist; und ein zweites Bein der zweiten Vollbrückenschaltung mit der positiven Elektrode der Batterie über den vierten Schalter verbunden ist.
  5. Ladeeinrichtung gemäß Anspruch 4, wobei das Schaltnetzwerk weiter beinhaltet: einen sechsten Schalter, der angeordnet ist, das erste Bein der ersten Vollbrückenschaltung und das erste Bein der zweiten Vollbrückenschaltung zu verbinden; und einen siebten Schalter, der angeordnet ist, das zweite Bein der ersten Vollbrückenschaltung und das zweite Bein der zweiten Vollbrückenschaltung zu verbinden.
  6. Ladeeinrichtung gemäß Anspruch 5, wobei das Schaltnetzwerk weiter enthält: einen achten Schalter, der angeordnet ist, einen Knoten, wo der siebte Schalter und das zweite Bein der zweiten Vollbrückenschaltung verbunden sind, mit einem oberen Ende der ersten Vollbrückenschaltung zu verbinden; und einen neunten Schalter, der angeordnet ist, das obere Ende der ersten Vollbrückenschaltung und ein oberes Ende der zweiten Vollbrückenschaltung zu verbinden.
  7. Ladeeinrichtung gemäß Anspruch 6, wobei das Schaltnetzwerk weiter beinhaltet: einen zehnten Schalter und einen elften Schalter, die angeordnet sind, beide Enden des Zwischenkreiskondensators mit der Positiv-Elektrode und einer Negativ-Elektrode der Batterie zu verbinden.
  8. Ladeeinrichtung gemäß Anspruch 7, wobei das Schaltnetzwerk weiter beinhaltet: einen zwölften Schalter, der angeordnet ist, das obere Ende der ersten Vollbrückenschaltung und ein Ende des Zwischenkreiskondensators zu verbinden.
  9. Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug, umfassend: einen Wechselstrom(AC)-Stromeingangsanschluss, der konfiguriert ist, zumindest einen AC-Eingangsstrom zwischen Einzel-Phasen-AC-Strom und Mehr-Phasen-AC-Strom aufzunehmen; einen Leistungsfaktorkorrektor mit einer ersten Vollbrückenschaltung und einer zweiten Vollbrückenschaltung, der konfiguriert ist, den AC-Eingangsstrom über den AC-Stromeingangsanschluss aufzunehmen; einen Zwischenkreiskondensator, der konfiguriert ist, über den Leistungsfaktorkorrektor geladen zu werden; ein Schaltnetzwerk mit einem ersten Schalter, der konfiguriert ist, eine AC-Stromeingangsleitung oder eine Neutralleitung des AC-Stromeingangsanschlusses mit dem Leistungsfaktorkorrektor zu verbinden, und zumindest einem zweiten Schalter, der konfiguriert ist, den AC-Stromeingangsanschluss selektiv mit dem Leistungsfaktorkorrektor oder dem Zwischenkreiskondensator zu verbinden; und eine Steuerung, die konfiguriert ist, den Leistungsfaktorkorrektor und das Schaltnetzwerk anhand einer Bedingung von über den AC-Stromeingangsanschluss aufgenommenem AC-Eingangsstrom zu betreiben, wobei der zumindest eine zweite Schalter weiter einen dritten Schalter und einen vierten Schalter beinhaltet, die angeordnet sind, jede der Vielzahl von Vollbrückenschaltungen des Leistungsfaktorkorrektors mit einer Positiv-Elektrode einer Batterie zu verbinden, wobei: ein erstes Bein der ersten Vollbrückenschaltung mit einer ersten AC-Stromeingangsleitung des AC-Stromeingangsanschlusses verbunden ist; ein zweites Bein der ersten Vollbrückenschaltung selektiv mit einer zweiten AC-Stromeingangsleitung oder einer Neutralleitung des AC-Stromeingangsanschlusses über einen ersten Schalter verbunden ist; ein erstes Bein der zweiten Vollbrückenschaltung mit einer dritten AC-Stromeingangsleitung des AC-Stromeingangsanschlusses über einen fünften Schalter verbunden ist; und ein zweites Bein der zweiten Vollbrückenschaltung mit der positiven Elektrode der Batterie über den vierten Schalter verbunden ist.
  10. Ladeeinrichtung gemäß Anspruch 9, wobei das Schaltnetzwerk weiter beinhaltet: einen sechsten Schalter, der angeordnet ist, das erste Bein der ersten Vollbrückenschaltung mit dem ersten Bein der zweiten Vollbrückenschaltung zu verbinden; und einen siebten Schalter, der angeordnet ist, das zweite Bein der ersten Vollbrückenschaltung und das zweite Bein der zweiten Vollbrückenschaltung zu verbinden.
  11. Ladeeinrichtung gemäß Anspruch 10, wobei das Schaltnetzwerk weiter beinhaltet: einen achten Schalter, der angeordnet ist, einen Knoten, wo der siebte Schalter und das zweite Bein der zweiten Vollbrückenschaltung verbunden sind, mit einem oberen Ende der ersten Vollbrückenschaltung zu verbinden; und einen neunten Schalter, der angeordnet ist, das obere Ende der ersten Vollbrückenschaltung und ein oberes Ende der zweiten Vollbrückenschaltung zu verbinden.
  12. Ladeeinrichtung gemäß Anspruch 11, wobei das Schaltnetzwerk weiter beinhaltet: einen zehnten Schalter und einen elften Schalter, die angeordnet sind, beide Enden des Zwischenkreiskondensators mit der positiven Elektrode und einer negativen Elektrode der Batterie zu verbinden.
  13. Ladeeinrichtung gemäß Anspruch 12, wobei das Schaltnetzwerk weiter beinhaltet: einen zwölften Schalter, der angeordnet ist, das obere Ende der ersten Vollbrückenschaltung und ein Ende des Zwischenkreiskondensators zu verbinden.
  14. Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug, umfassend: einen Wechselstrom(AC)-Stromeingangsanschluss, der konfiguriert ist, zumindest einen AC-Eingangsstrom zwischen Einzel-Phasen-AC-Strom und Mehr-Phasen-AC-Strom aufzunehmen; einen Leistungsfaktorkorrektor mit einer ersten Vollbrückenschaltung und einer zweiten Vollbrückenschaltung, der konfiguriert ist, den AC-Eingangsstrom über den AC-Stromeingangsanschluss aufzunehmen; einen Zwischenkreiskondensator, der konfiguriert ist, über den Leistungsfaktorkorrektor geladen zu werden; ein Schaltnetzwerk mit einem ersten Schalter, der konfiguriert ist, eine AC-Stromeingangsleitung oder eine Neutralleitung des AC-Stromeingangsanschlusses mit dem Leistungsfaktorkorrektor zu verbinden, und zumindest einem zweiten Schalter zum selektiven Verbinden des AC-Stromeingangsanschluss mit dem Leistungsfaktorkorrektor oder dem Zwischenkreiskondensator; und eine Steuerung, die konfiguriert ist, den Leistungsfaktorkorrektor und das Schaltnetzwerk anhand einer Bedingung von über den AC-Stromeingangsanschluss aufgenommenem AC-Eingangsstrom zu betreiben, wobei der zumindest eine zweite Schalter weiter einen dritten Schalter und einen vierten Schalter beinhaltet, die angeordnet sind, jede der Vielzahl von Vollbrückenschaltungen des Leistungsfaktorkorrektors mit einer Positiv-Elektrode einer Batterie zu verbinden, wobei: ein erstes Bein der ersten Vollbrückenschaltung mit einer ersten AC-Stromeingangsleitung des AC-Stromeingangsanschlusses verbunden ist; ein zweites Bein der ersten Vollbrückenschaltung selektiv mit einer zweiten AC-Stromeingangsleitung oder einer Neutralleitung des AC-Stromeingangsanschlusses über einen ersten Schalter verbunden ist; ein erstes Bein der zweiten Vollbrückenschaltung mit einer dritten AC-Stromeingangsleitung des AC-Stromeingangsanschlusses über einen fünften Schalter verbunden ist; und ein zweites Bein der zweiten Vollbrückenschaltung mit der positiven Elektrode der Batterie über den vierten Schalter verbunden ist, wobei das Schaltnetzwerk weiter umfasst: einen sechsten Schalter, der angeordnet ist, das erste Bein der ersten Vollbrückenschaltung mit dem ersten Bein der zweiten Vollbrückenschaltung zu verbinden; und einen siebten Schalter, der angeordnet ist, das zweite Bein der ersten Vollbrückenschaltung und das zweite Bein der zweiten Vollbrückenschaltung zu verbinden, einen achten Schalter, der angeordnet ist, einen Knoten, wo der siebte Schalter und das zweite Bein der zweiten Vollbrückenschaltung verbunden sind, mit einem oberen Ende der ersten Vollbrückenschaltung zu verbinden; und einen neunten Schalter, der angeordnet ist, das obere Ende der ersten Vollbrückenschaltung und ein oberes Ende der zweiten Vollbrückenschaltung zu verbinden, einen zehnten Schalter und einen elften Schalter, die angeordnet sind, beide Enden des Zwischenkreiskondensators mit der positiven Elektrode und einer negativen Elektrode der Batterie zu verbinden, und einen zwölften Schalter, der angeordnet ist, das obere Ende der ersten Vollbrückenschaltung und ein Ende des Zwischenkreiskondensators zu verbinden.
DE102018218804.1A 2018-04-04 2018-11-05 Ladeeinrichtung für Elektrofahrzeug Pending DE102018218804A1 (de)

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