DE102019007865A1 - On-board charger and method for charging an electrical energy storage device of an electrically operated vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bordlader (1) zum Laden eines elektrischen Energiespeichers (2) eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs, mit- einem ersten Gleichspannungswandler (3), der einen Transformator aufweist, um den elektrischen Energiespeicher (2) und zumindest eine Fahrzeugkomponente (7) des elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit einer elektrischen Energie zu versorgen,- einer ersten Sekundärseite (4) des ersten Gleichspannungswandlers (3), um eine Eingangswechselspannung (U) eines Wechselspannungsanschlusses (8) oder eine erste Eingangsgleichspannung (U) eines Gleichspannungsanschlusses (9) in eine erste Versorgungsspannung (U) umzuwandeln, und- einer zweiten Sekundärseite (5) des ersten Gleichspannungswandlers (3), um die Eingangswechselspannung (U) des Wechselspannungsanschlusses (8) oder die erste Eingangsgleichspannung (U) des Gleichspannungsanschlusses (9) in eine zur ersten Versorgungsspannung (U) verschiedene zweite Versorgungsspannung (U) umzuwandeln. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren.The invention relates to an on-board charger (1) for charging an electrical energy store (2) of an electrically operated vehicle, with a first DC-DC converter (3) which has a transformer for the electrical energy store (2) and at least one vehicle component (7) of the to supply electrically powered vehicle with electrical energy, - a first secondary side (4) of the first DC-DC converter (3) to convert an AC input voltage (U) of an AC voltage connection (8) or a first DC input voltage (U) of a DC voltage connection (9) into a first Convert supply voltage (U), and - a second secondary side (5) of the first DC-DC converter (3) in order to convert the AC input voltage (U) of the AC voltage connection (8) or the first DC input voltage (U) of the DC voltage connection (9) to the first supply voltage ( U) convert different second supply voltage (U). The invention further relates to a method.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bordlader zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs.The invention relates to an on-board charger for charging an electrical energy store of an electrically operated vehicle. Furthermore, the invention relates to a method for charging an electrical energy store of an electrically operated vehicle.

Heutige Gleichspannungs-Schnellladestationen arbeiten üblicherweise mit einer Spannungslage von etwa 400 Volt, die Ladeleistung liegt standardmäßig bei über 50 kW. Würde man die Ladeleistung der Ladesäule auf 100 kW, 150 kW oder höher anheben wollen, wäre man an der Grenze der Leistungsfähigkeit von Ladesteckern angekommen. Um eine höhere Ladeleistung zu ermöglichen und somit auch eine Verkürzung von Ladezeiten zu erreichen, ist ein Wechsel auf eine höhere Spannungslage von Vorteil. Insbesondere wird zukünftig neben der 400-Volt-Technologie auch die 800-Volt-Technologie sich in Elektrofahrzeugen etablieren. Insbesondere ist eine Herausforderung bei der 800-Volt-Technologie die Einhaltung der Grenzwerte der Y-Kapazitäten und die Einhaltung von Isolationsstrecken speziell beim Kältemittelverdichter.Today's DC fast charging stations usually work with a voltage level of around 400 volts, the charging power is more than 50 kW as standard. If you wanted to increase the charging capacity of the charging station to 100 kW, 150 kW or higher, you would have reached the limit of the performance of charging plugs. In order to enable a higher charging capacity and thus to shorten charging times, it is advantageous to switch to a higher voltage level. In particular, in addition to 400-volt technology, 800-volt technology will also establish itself in electric vehicles in the future. A particular challenge with 800-volt technology is compliance with the limit values of the Y capacities and compliance with insulation distances, especially with the refrigerant compressor.

Elektro- und Plug-in-Fahrzeuge können mithilfe eines On-Board-Laders die jeweilige Hochvolt-Batterie an einer Ladesäule oder einem Hausanschluss ein- oder mehrphasig laden. Die Hochvolt-Batterie versorgt insbesondere Hochvoltkomponenten des Fahrzeugs wie zum Beispiel den oder die Elektroantriebe, eine Klimaanlage, eine Heizung oder ein Infotainment-System.Electric and plug-in vehicles can use an on-board charger to charge the respective high-voltage battery on a charging station or a house connection in one or more phases. The high-voltage battery supplies, in particular, high-voltage components of the vehicle, such as the electric drive (s), air conditioning, heating or an infotainment system.

Die DE 10 2015 101 187 A1 offenbart einen Hochvolt-Lade-Booster zum Laden einer Gleichstrom-Traktionsbatterie an einer Gleichstrom-Ladesäule. Der Hochvolt-Lade-Booster umfasst einen Konverter zum Transformieren der ersten Spannungslage in eine zweite Spannungslage, wenn die erste Spannungslage von der zweiten Spannungslage abweicht. Des Weiteren umfasst der Hochvolt-Lade-Booster einen Bypass zum Überbrücken des Konverters beziehungsweise Durchschalten einer Leistungsstufe, wenn die erste Spannungslage mit der zweiten Spannungslage übereinstimmt.The DE 10 2015 101 187 A1 discloses a high-voltage charging booster for charging a DC traction battery on a DC charging station. The high-voltage charging booster comprises a converter for transforming the first voltage level into a second voltage level if the first voltage level deviates from the second voltage level. Furthermore, the high-voltage charging booster comprises a bypass for bridging the converter or switching through a power stage if the first voltage level corresponds to the second voltage level.

Die DE 10 2017 004 467 A1 offenbart ein Verfahren zum Zuführen von elektrischer Energie von der fahrzeugexternen elektrischen Ladestation zu einem elektrischen Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, welches eine elektrische Bordnetzspannung bereitstellt, wobei die Ladestation an einem mit dem Bordnetz elektrisch gekoppelten Ladesteckerverbinder angeschlossen wird, der für einen Betrieb bei einer elektrischen Bemessungsspannung ausgebildet ist, die größer als die Bordnetzspannung ist. Die Ladestation stellt eine elektrische Spannung bereit, die der Bemessungsspannung entspricht, und der Ladestecker in Verbindung mit dem Bordnetz mittels eines Spannungswandlers gekoppelt wird.The DE 10 2017 004 467 A1 discloses a method for supplying electrical energy from the electrical charging station external to the vehicle to an electrical system of a motor vehicle, which provides an electrical system voltage, the charging station being connected to a charging plug connector which is electrically coupled to the electrical system and is designed for operation at a rated electrical voltage which is greater than the vehicle electrical system voltage. The charging station provides an electrical voltage that corresponds to the rated voltage, and the charging plug is coupled in connection with the vehicle electrical system by means of a voltage converter.

Ein Nachteil bei herkömmlichen On-Board-Ladern ist, dass insbesondere ein 800-Volt-Fahrzeug nicht an einer 400-Volt-Ladesäule geladen werden kann.A disadvantage of conventional on-board chargers is that, in particular, an 800 volt vehicle cannot be charged on a 400 volt charging station.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Bordlader und ein Verfahren bereitzustellen, mit welchen ein elektrisch betriebenes Fahrzeug vielfältiger und umfänglicher an diversen Ladestationen beziehungsweise Ladesäulen geladen werden kann.The object of the present invention is to provide an on-board charger and a method by means of which an electrically operated vehicle can be charged more diversely and comprehensively at various charging stations or charging stations.

Diese Aufgabe wird durch einen Bordlader und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Sinnvolle Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This task is solved by an on-board loader and a method according to the independent patent claims. Useful further training results from the subclaims.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft einen Bordlader zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs. Der Bordlader weist einen ersten Gleichspannungswandler auf, der einen Transformator aufweist, um den elektrischen Energiespeicher um zumindest eine Fahrzeugkomponente des elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit einer elektrischen Energie zu versorgen. Der erste Gleichspannungswandler weist eine erste Sekundärseite auf, um eine Eingangswechselspannung des Wechselspannungsanschlusses oder eine erste Eingangsspannung eines Gleichspannungsanschlusses in eine erste Versorgungsspannung umzuwandeln. Der erste Gleichspannungswandler weist des Weiteren eine zweite Sekundärseite auf, um die Eingangswechselspannung des Wechselspannungsanschlusses oder die erste Eingangsgleichspannung des Gleichspannungsanschlusses in eine zur ersten Versorgungsspannung verschiedene zweite Versorgungsspannung umzuwandeln.One aspect of the invention relates to an on-board charger for charging an electrical energy store of an electrically operated vehicle. The on-board charger has a first DC / DC converter which has a transformer in order to supply the electrical energy store with at least one vehicle component of the electrically operated vehicle with electrical energy. The first DC voltage converter has a first secondary side in order to convert an AC input voltage of the AC voltage connection or a first input voltage of a DC voltage connection into a first supply voltage. The first DC voltage converter also has a second secondary side in order to convert the AC input voltage of the AC voltage connection or the first DC input voltage of the DC voltage connection into a second supply voltage that is different from the first supply voltage.

Durch den erfindungsgemäßen Bordlader kann das elektrisch betriebene Fahrzeug umfänglicher und vielseitiger an den verschiedensten Ladestationen beziehungsweise Ladesäulen effizient geladen werden. Insbesondere kann dadurch ein 800-Volt-Fahrzeug mit einer Lademöglichkeit ausgestattet werden, um das elektrisch betriebene Fahrzeug an einer 400-Volt-Ladesäule laden zu können. Insbesondere können mit dem vorgeschlagenen Bordlader Nebenaggregate des elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit einer beispielhaften Spannungslage von 400 Volt versorgt werden. Beispielsweise kann mit dem erfindungsgemäßen Bordlader ein Isolationsproblem speziell des Kältemittelverdichters, welcher als flüssigkeitsumspülter Stator ausgebildet ist, bei 800 Volt gelöst werden, indem der Kältemittelverdichter mit den 400 Volt für die Versorgung der Nebenaggregate betrieben werden kann. Insbesondere können mit dem erfindungsgemäßen Bordlader Nebenaggregate und falls notwendig auch der LV-DC/DC-Wandler des elektrisch betriebenen Fahrzeugs konstant mit 400 Volt betrieben werden, obwohl es sich um ein 800-Volt-Fahrzeug handelt. Durch die Auftrennung des ersten Gleichspannungswandlers in zwei getrennte Sekundärseiten können die Y-Kapazitäten insbesondere der Nebenaggregate des elektrisch betriebenen Fahrzeugs reduziert werden. Dies kann insbesondere durch die galvanisch getrennte erste Sekundärseite und zweite Sekundärseite erreicht werden.The on-board charger according to the invention enables the electrically operated vehicle to be charged more efficiently and extensively at a wide variety of charging stations or charging stations. In particular, an 800 volt vehicle can thereby be equipped with a charging facility in order to be able to charge the electrically operated vehicle on a 400 volt charging station. In particular, auxiliary units of the electrically operated vehicle with an exemplary voltage level of 400 volts can be supplied with the proposed on-board charger. For example, with the on-board charger according to the invention, an insulation problem, in particular of the refrigerant compressor, which is designed as a liquid-flushed stator, can be solved at 800 volts by the refrigerant compressor being operated with the 400 volts for supplying the auxiliary units. In particular, with the on-board loader according to the invention Auxiliary units and, if necessary, the LV-DC / DC converter of the electrically powered vehicle are constantly operated at 400 volts, even though it is an 800 volt vehicle. By separating the first DC / DC converter into two separate secondary sides, the Y capacities, in particular of the auxiliary units of the electrically operated vehicle, can be reduced. This can be achieved in particular by the electrically isolated first secondary side and second secondary side.

Beispielsweise kann mit der ersten Sekundärseite und/oder der zweiten Sekundärseite des ersten Gleichspannungswandlers ein Zwischenkreis eines On-Board-Laders des elektrisch betriebenen Fahrzeugs vorgeladen werden. Insbesondere kann der vorgeschlagene Bordlader durch die erste Sekundärseite und die zweite Sekundärseite beispielsweise einen 800-Volt-Zwischenkreis und einen 400-Volt-Zwischenkreis bereitstellen. Dadurch kann insbesondere der Bordlader als universeller On-Board-Lader sowohl in einem 800-Volt-Fahrzeug als auch in einem 400-Volt-Fahrzeug eingesetzt werden. Insbesondere können mit dem vorgeschlagenen Bordlader Einsparungen an Gewicht, an Volumen und insbesondere an Kosten erreicht werden.For example, an intermediate circuit of an on-board charger of the electrically operated vehicle can be precharged with the first secondary side and / or the second secondary side of the first DC / DC converter. In particular, the proposed on-board charger can provide, for example, an 800 volt intermediate circuit and a 400 volt intermediate circuit through the first secondary side and the second secondary side. As a result, the on-board charger in particular can be used as a universal on-board charger both in an 800 volt vehicle and in a 400 volt vehicle. In particular, savings in weight, volume and, in particular, costs can be achieved with the proposed on-board loader.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs, wobei mit einem ersten Gleichspannungswandler der elektrische Energiespeicher und zumindest eine Fahrzeugkomponente des elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit einer elektrischen Energie versorgt wird, wobei mit einer ersten Sekundärseite des ersten Gleichspannungswandlers eine Eingangswechselspannung des Wechselspannungsanschlusses oder eine erste Eingangsgleichspannung eines Gleichspannungsanschlusses in ein erste Versorgungsspannung umgewandelt wird, und mit einer zweiten Sekundärseite des ersten Gleichspannungswandlers die Eingangswechselspannung des Wechselspannungsanschlusses oder die erste Eingangsgleichspannung des Gleichspannungsanschlusses in eine zur ersten Versorgungsspannung verschiedene zweite Versorgungsspannung umgewandelt wird. Insbesondere kann das soeben geschilderte Verfahren mit einem Bordlader nach dem vorherigen Aspekt oder einer Weiterbildung davon durchgeführt werden.A further aspect of the invention relates to a method for charging an electrical energy store of an electrically operated vehicle, with a first DC voltage converter supplying the electrical energy store and at least one vehicle component of the electrically operated vehicle with an electrical energy, with a first secondary side of the first DC voltage converter AC input voltage of the AC voltage connection or a first DC input voltage of a DC voltage connection is converted into a first supply voltage, and with a second secondary side of the first DC voltage converter the AC input voltage of the AC voltage connection or the first DC input voltage of the DC voltage connection is converted into a second supply voltage different from the first supply voltage. In particular, the method just described can be carried out with an on-board loader according to the previous aspect or a further development thereof.

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.Further advantages, features and details of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments and from the drawings. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the combination indicated in each case, but also in other combinations or on their own, without the scope of Leaving invention.

Dabei zeigen die nachfolgenden Figuren in:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Bordladers; und
  • 2 eine mögliche Erweiterung des Bordladers aus 1.
The following figures show:
  • 1 a schematic representation of an on-board loader; and
  • 2nd a possible extension of the on-board loader 1 .

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, functionally identical elements are provided with the same reference symbols.

Die 1 zeigt einen Bordlader 1 zum Laden eines elektrischen Energiespeichers 2 eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs. Beispielsweise handelt es sich bei dem Bordlader 1 um einen On-Board-Lader zum Laden des elektrisch betriebenen Fahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs. Insbesondere handelt es sich bei dem Bordlader 1 um eine Ladeeinheit des elektrisch betriebenen Fahrzeugs, um den elektrischen Energiespeicher 2 an einer Ladesäule laden zu können. Bei dem elektrischen Energiespeicher 2 kann es sich beispielsweise um eine Fahrzeugbatterie oder um eine Traktionsbatterie des elektrisch betriebenen Fahrzeugs handeln.The 1 shows a board loader 1 for charging an electrical energy store 2nd an electrically powered vehicle. For example, it is the on-board loader 1 an on-board charger for charging the electric vehicle or a hybrid vehicle. In particular, it is the on-board loader 1 around a charging unit of the electrically operated vehicle, around the electrical energy store 2nd to be able to charge at a charging station. With the electrical energy storage 2nd it can be, for example, a vehicle battery or a traction battery of the electrically operated vehicle.

Der Bordlader 1 weist insbesondere einen ersten Gleichspannungswandler 3 auf. Beispielsweise handelt es sich bei dem ersten Gleichspannungswandler 3 um einen DC/DC-Wandler. Der erste Gleichspannungswandler 3 weist insbesondere einen Transformator Tr1 auf. Insbesondere ist der erste Gleichspannungswandler 3 in eine erste Sekundärseite 4 und in eine zweite Sekundärseite 5 aufgeteilt. Die erste Sekundärseite 4 und die zweite Sekundärseite 5 sind jeweils so an der Primärseite 6 des ersten Gleichspannungswandlers 3 angeordnet, dass diese jeweils galvanisch getrennt mit der Primärseite 6 des Transformators Tr1 gekoppelt sind. Durch die Aufteilung des ersten Gleichspannungswandlers 3 in die erste Sekundärseite 4 oder in die zweite Sekundärseite 5 kann zum einen der elektrische Energiespeicher 2 als auch zumindest eine Fahrzeugkomponente 7 des elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit elektrischer Energie versorgt werden. Beispielsweise kann es sich bei der zumindest einen Fahrzeugkomponente 7 um Nebenaggregate oder um HV-Komponenten des elektrisch betriebenen Fahrzeugs handeln.The on-board loader 1 especially has a first DC-DC converter 3rd on. For example, it is the first DC-DC converter 3rd a DC / DC converter. The first DC converter 3rd has in particular a transformer Tr1 on. In particular, the first DC-DC converter 3rd into a first secondary page 4th and into a second secondary page 5 divided up. The first secondary page 4th and the second secondary side 5 are each on the primary side 6 of the first DC converter 3rd arranged that these are each electrically isolated from the primary side 6 of the transformer Tr1 are coupled. By dividing the first DC converter 3rd in the first secondary page 4th or in the second secondary page 5 can on the one hand the electrical energy storage 2nd as well as at least one vehicle component 7 of the electrically powered vehicle are supplied with electrical energy. For example, the at least one vehicle component 7 are auxiliary units or HV components of the electric vehicle.

Insbesondere kann mit der ersten Sekundärseite 4 des ersten Gleichspannungswandlers 3 eine Eingangswechselspannung UAC eines Wechselspannungsanschlusses 8 oder eine erste Eingangsgleichspannung UDC1 eines Gleichspannungsanschlusses 9 in eine erste Versorgungsspannung UV1 umgewandelt werden. Mit der zweiten Sekundärseite 5 des ersten Gleichspannungswandlers 3 kann die Eingangswechselspannung UAC des Wechselspannungsanschlusses 8 oder die erste Eingangsgleichspannung UDC , des Gleichspannungsanschlusses 9 in eine zur ersten Versorgungsspannung UV1 verschiedene zweite Versorgungsspannung UV2 umgewandelt werden.In particular, with the first secondary side 4th of the first DC converter 3rd an input AC voltage U AC an AC voltage connection 8th or a first DC input voltage U DC1 a DC voltage connection 9 into a first supply voltage U V1 being transformed. With the second secondary page 5 of the first DC converter 3rd can the input AC voltage U AC of AC voltage connection 8th or the first DC input voltage U DC , of the DC voltage connection 9 into a to the first supply voltage U V1 different second supply voltage U V2 being transformed.

Beispielsweise kann der elektrische Energiespeicher 2 mit einer ersten Brückenschaltung 10 der ersten Sekundärseite 4 mit der ersten Versorgungsspannung UV1 versorgt werden und die zumindest eine Fahrzeugkomponente 7 des elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit einer zweiten Brückenschaltung 11 der zweiten Sekundärseite 5 des ersten Gleichspannungswandlers 3 mit der zweiten Versorgungsspannung UV2 versorgt werden.For example, the electrical energy store 2nd with a first bridge circuit 10th the first secondary page 4th with the first supply voltage U V1 are supplied and the at least one vehicle component 7 of the electrically operated vehicle with a second bridge circuit 11 the second secondary side 5 of the first DC converter 3rd with the second supply voltage U V2 be supplied.

Beispielsweise kann es sich bei der zumindest einen Fahrzeugkomponente 7 um einen Kältemittelverdichter oder einen Hochvoltheizer als Nebenaggregate handeln.For example, the at least one vehicle component 7 act as a refrigerant compressor or a high-voltage heater as ancillary units.

Insbesondere ist der dargestellte Bordlader 1 der 1 so dargestellt, dass beispielsweise dieser nur einphasig zum Laden dargestellt ist. Insbesondere kann der vorgeschlagene Bordlader 1 für das dreiphasige Laden verwendet werden. Beispielsweise kann die Eingangswechselspannung UAC des Wechselspannungsanschlusses 8 mithilfe eines AC-Filters gefiltert werden. Insbesondere erfolgt die Filterung bei einer Netzspannung als Eingangswechselspannung UAC . Insbesondere wird dem Wechselspannungsanschluss 8 eine PFC-Stufe 12 nachgeschaltet. Bei der PFC-Stufe 12 handelt es sich insbesondere um einen Leistungsfaktorkorrekturfilter. Mit der PFC-Stufe 12 kann insbesondere ein Eingangsstrom in einen möglichst sinusförmigen Verlauf angepasst werden. Insbesondere soll der Eingangsstrom phasengleich zur Netzspannung beziehungsweise zur Eingangswechselspannung UAC verlaufen. Dadurch können insbesondere die durch den Wechselspannungsanschluss 8 in das Versorgungsnetz zurückgeleiteten Oberschwingungen verringert werden und dadurch kann ein deutlich verbesserter Leistungsfaktor erreicht werden. Insbesondere erzeugt die PFC-Stufe 12 eine geregelte Ausgangsspannung UAC , mit welcher der nachgeschaltete Gleichspannungswandler 3 versorgt werden kann. Insbesondere erfolgt mit dem nachgeschalteten ersten Gleichspannungswandler 3 an der PFC-Stufe 12 eine galvanische Isolation des Bordladers 1.In particular, the on-board loader shown 1 of the 1 shown in such a way that, for example, it is only shown in one phase for loading. In particular, the proposed on-board loader 1 can be used for three-phase charging. For example, the AC input voltage U AC of the AC voltage connection 8th be filtered using an AC filter. In particular, the filtering takes place at a mains voltage as an AC input voltage U AC . In particular, the AC voltage connection 8th a PFC stage 12th downstream. At the PFC stage 12th it is in particular a power factor correction filter. With the PFC stage 12th In particular, an input current can be adapted to be as sinusoidal as possible. In particular, the input current should be in phase with the mains voltage or with the AC input voltage U AC run. This allows in particular those through the AC voltage connection 8th harmonics fed back into the supply network can be reduced, thereby achieving a significantly improved power factor. In particular, the PFC stage generates 12th a regulated output voltage U AC with which the downstream DC-DC converter 3rd can be supplied. In particular, the first DC converter is connected downstream 3rd at the PFC stage 12th galvanic isolation of the on-board charger 1 .

Insbesondere handelt es sich bei dem Wechselspannungsanschluss 8 um eine Wechselspannungsladestation oder um einen Netzanschluss. Bei dem Gleichspannungsanschluss 9 handelt es sich insbesondere um eine DC-Ladesäule oder um eine DC-Ladestation.In particular, it is the AC voltage connection 8th an AC charging station or a mains connection. With the DC voltage connection 9 it is in particular a DC charging station or a DC charging station.

Beispielsweise ist die erste Brückenschaltung 10 der ersten Sekundärseite als Vollbrücke aufgebaut. Mithilfe der ersten Brückenschaltung 10 kann insbesondere beim AC-Laden die erste Versorgungsspannung UV1 zum Laden des elektrischen Energiespeichers 2 bereitgestellt werden. Bei einem Fahrbetrieb des elektrisch betriebenen Fahrzeugs kann mithilfe der ersten Brückenschaltung 10 die zweite Sekundärseite 5 und somit die zumindest eine Fahrzeugkomponente 7 der Nebenaggregate mit der zweiten Versorgungsspannung Uv2 versorgt werden.For example, the first bridge circuit 10th the first secondary side built as a full bridge. Using the first bridge circuit 10th can be the first supply voltage, especially for AC charging U V1 for charging the electrical energy storage 2nd to be provided. When the electric vehicle is in operation, the first bridge circuit can be used 10th the second secondary page 5 and thus the at least one vehicle component 7 of the auxiliary units with the second supply voltage Uv2 be supplied.

Die zweite Brückenschaltung 11 der zweiten Sekundärseite 5 ist insbesondere als Brückengleichrichter beziehungsweise als Diodengleichrichter ausgebildet. Mit der zweiten Brückenschaltung 11 können insbesondere die Nebenaggregate beziehungsweise die zumindest eine Fahrzeugkomponente 7 mit der zweiten Versorgungsspannung UV2 versorgt werden.The second bridge circuit 11 the second secondary side 5 is designed in particular as a bridge rectifier or as a diode rectifier. With the second bridge circuit 11 can in particular the auxiliary units or the at least one vehicle component 7 with the second supply voltage U V2 be supplied.

Im Folgenden werden nun unterschiedliche Betriebszustände beziehungsweise Ladezustände des Bordladers 1 geschildert. Diese werden jeweils durch verschiedene Pfeile repräsentiert, welche insbesondere den Energiefluss beispielhaft erläutern sollen.Different operating states or charging states of the on-board loader are described below 1 described. These are each represented by different arrows, which are intended to explain the flow of energy in particular.

Als erstes erfolgt der Betriebszustand des Bordladers 1 im Fahrbetrieb des elektrisch betriebenen Fahrzeugs. Im Fahrbetrieb des elektrisch betriebenen Fahrzeugs sind die beiden Schalter S1 und S2 offen, um den Wechselspannungsanschluss 8 spannungsfrei zu schalten beziehungsweise abzutrennen. Insbesondere wird in diesem Fall die erste Brückenschaltung 10 der ersten Sekundärseite 4 getaktet betrieben, sodass aus der in dem elektrischen Energiespeicher 2 geladenen Spannung die zweite Sekundärseite 5 so versorgt werden kann, dass diese die zweite Versorgungsspannung UV2 für die zumindest eine Fahrzeugkomponente 7 bereitstellen kann. Insbesondere werden im Fahrbetrieb mithilfe der in dem elektrischen Energiespeicher 2 gespeicherten Spannungen die Antriebsmechanismen der Vorderachse und/oder der Hinterachse 13, 14 versorgt. Der Fahrbetrieb ist mit den Pfeilen P1 gekennzeichnet. Insbesondere zeigen die Pfeile P1 den Energiefluss von dem elektrischen Energiespeicher 2 zu den Antriebsmechanismen 13, 14 und den Fluss von dem elektrischen Energiespeicher 2 zu der zweiten Sekundärseite 5 und dadurch die Versorgung der Nebenaggregate.The operating state of the on-board loader is the first 1 while driving the electrically powered vehicle. The two switches are in operation of the electrically powered vehicle S1 and S2 open to the AC voltage connection 8th disconnect or disconnect. In this case, in particular, the first bridge circuit 10th the first secondary page 4th clocked operated, so that in the electrical energy storage 2nd charged voltage the second secondary side 5 can be supplied so that this is the second supply voltage U V2 for the at least one vehicle component 7 can provide. In particular, when driving, using the in the electrical energy storage 2nd stored voltages the drive mechanisms of the front axle and / or the rear axle 13 , 14 provided. Driving is with the arrows P1 featured. In particular, the arrows show P1 the energy flow from the electrical energy store 2nd to the drive mechanisms 13 , 14 and the flow from the electrical energy storage 2nd to the second secondary page 5 and thereby the supply of the auxiliary units.

Als nächstes Beispiel wird der Ladebetrieb des elektrischen Energiespeichers 2 an einer Ladesäule mit einer Spannungslage von 800 Volt dargestellt. Insbesondere wird dabei über den Gleichspannungsanschluss 9 eine zweite Eingangsgleichspannung UDC2 von 800 Volt DC bereitgestellt. Dabei werden die Schütze S3 und S4 so geschaltet, dass der Gleichspannungsanschluss 9 direkt mit dem elektrischen Energiespeicher 2 verbunden ist. Dadurch kann insbesondere der elektrische Energiespeicher 2 mit einer höchstmöglichen Ladeleistung aufgeladen werden. Dies ist mit den Pfeilen P2 in der 1 dargestellt.The next example is the charging operation of the electrical energy store 2nd shown on a charging station with a voltage level of 800 volts. In particular, the DC voltage connection 9 a second DC input voltage U DC2 provided by 800 volt DC. The shooters S3 and S4 switched so that the DC voltage connection 9 directly with the electrical energy storage 2nd connected is. Thereby can in particular the electrical energy storage 2nd can be charged with the highest possible charging capacity. This is with the arrows P2 in the 1 shown.

Als nächstes folgt der Zustand des Bordladers 1, in welchem der elektrische Energiespeicher 2 oder zumindest eine Fahrzeugkomponente 7 mit dem Wechselspannungsanschluss 8 versorgt werden. Insbesondere wird bei einem AC-Ladebetrieb der Bordlader 1 als standardmäßiger On-Bord-Lader betrieben. Die erste Sekundärseite 4 und die zweite Sekundärseite 5 erzeugen jeweils die erste Versorgungsspannung UV1 und die zweite Versorgungsspannung UV2 . Dabei können der elektrische Energiespeicher 2 mit der ersten Versorgungsspannung UV1 und die zumindest eine Fahrzeugkomponente 7 mit der zweiten Versorgungsspannung UV2 versorgt werden. Insbesondere ist das Übersetzungsverhältnis zwischen der Primärseite 6 und der ersten Sekundärseite 4 zwei zu eins und das Übersetzungsverhältnis der zweiten Sekundärseite 5 zu der Primärseite 6 eins zu eins. Insbesondere sind beim AC-Ladebetrieb die beiden Schalter S1 und S2 geschlossen. Über die PFC-Stufe 12 wird die Eingangswechselspannung UAC der Primärseite 6 des ersten Gleichspannungswandlers 3 bereitgestellt. Über die galvanisch getrennte erste Sekundärseite 4 und zweite Sekundärseite 5 wird die Eingangswechselspannung UAC jeweils in die erste Versorgungsspannung UV1 und die zweite Versorgungsspannung UV2 umgewandelt. Insbesondere wird mit der ersten Sekundärseite 4 ein Zwischenkreis mit einer Spannungslage von 800 Volt für die erste Versorgungsspannung UV1 repräsentiert. Mit der zweiten Sekundärseite 5 wird ein zweiter Zwischenkreis mit einer Spannungslage von 400 Volt dargestellt, um insbesondere die Nebenaggregate mit 400 Volt zu versorgen. Der AC-Ladebetrieb ist mit den Pfeilen P3 dargestellt. Insbesondere ist hier die Aufteilung der eingangsseitigen Wechselspannung auf die erste Sekundärseite 4 und die zweite Sekundärseite 5 dargestellt.Next is the state of the on-board loader 1 in which the electrical energy storage 2nd or at least one vehicle component 7 with the AC voltage connection 8th be supplied. In particular, the on-board charger is used in an AC charging operation 1 operated as a standard on-board charger. The first secondary page 4th and the second secondary side 5 generate the first supply voltage U V1 and the second supply voltage U V2 . The electrical energy storage 2nd with the first supply voltage U V1 and the at least one vehicle component 7 with the second supply voltage U V2 be supplied. In particular, the gear ratio between the primary side 6 and the first secondary page 4th two to one and the gear ratio of the second secondary side 5 to the primary side 6 one to one. In particular, the AC switches are the two switches S1 and S2 closed. About the PFC stage 12th becomes the input AC voltage U AC the primary side 6 of the first DC converter 3rd provided. Via the galvanically isolated first secondary side 4th and second secondary side 5 becomes the input AC voltage UAC each in the first supply voltage U V1 and the second supply voltage U V2 transformed. In particular, with the first secondary page 4th an intermediate circuit with a voltage level of 800 volts for the first supply voltage U V1 represents. With the second secondary page 5 a second intermediate circuit with a voltage level of 400 volts is shown, in particular to supply the auxiliary units with 400 volts. The AC charging mode is with the arrows P3 shown. In particular, here is the distribution of the AC voltage on the input side to the first secondary side 4th and the second secondary side 5 shown.

Als letztes folgt nun der DC-Ladebetrieb des Bordladers 1. Hierbei werden die Schütze S3 und S4 der Schalteinrichtung 15 so geschaltet, dass der erste Gleichspannungswandler 3 mit dem Gleichspannungsanschluss 9 direkt gekoppelt ist. Die Schalter S1 und S2 sind offen. Mit der Primärseite 6 wird die erste Eingangsgleichspannung UDC1 der ersten Sekundärseite 4 und der zweiten Sekundärseite 5 bereitgestellt, um jeweils die erste Versorgungsspannung UV1 und die zweite Versorgungsspannung UV2 umzuwandeln und bereitzustellen. Der DC-Ladebetrieb erfolgt in diesem Beispiel mit einer Spannungslage des Gleichspannungsanschlusses 9 von 400 Volt. Insbesondere handelt es sich hierbei um eine Ladesäule mit einer maximalen Spannung von 400 Volt. Insbesondere werden die bereitgestellten 400 Volt mithilfe der ersten Sekundärseite 4 auf die 800-Volt des ersten Zwischenkreises und auf die 400 Volt des zweiten Zwischenkreises umgewandelt. Der DC-Ladebetrieb mit einer Ladespannung von 400 Volt ist in diesem Fall mit den Pfeilen P4 visualisiert.Finally, the DC charging mode of the on-board charger follows 1 . This is the shooter S3 and S4 the switching device 15 switched so that the first DC-DC converter 3rd with the DC voltage connection 9 is directly coupled. The switches S1 and S2 are open. With the primary side 6 becomes the first DC input voltage U DC1 the first secondary page 4th and the second secondary side 5 provided to each the first supply voltage U V1 and the second supply voltage U V2 convert and deploy. In this example, the DC charging operation takes place with a voltage level of the DC voltage connection 9 of 400 volts. In particular, this is a charging station with a maximum voltage of 400 volts. In particular, the 400 volts provided are using the first secondary side 4th converted to the 800 volt of the first intermediate circuit and to the 400 volt of the second intermediate circuit. The DC charging mode with a charging voltage of 400 volts is in this case with the arrows P4 visualized.

Die 2 zeigt eine weitere mögliche Ergänzung des Bordladers 1. Insbesondere kann der Bordlader 1 mit einem zusätzlichen zweiten Gleichspannungswandler 16 integriert werden. Insbesondere kann mit dem zweiten Gleichspannungswandler 16 die erste Versorgungsspannung UV2 oder die zweite Versorgungsspannung UV2 in eine zu den beiden Versorgungsspannungen UV1 , UV2 verschiedene dritte Versorgungsspannung UV3 umgewandelt werden. Insbesondere kann mit der dritten Versorgungsspannung UV3 ein Niedervoltbordnetz 17 des elektrisch betriebenen Fahrzeugs versorgt werden. Insbesondere handelt es sich bei der dritten Versorgungsspannung UV3 um eine Spannung mit einer Spannungslage von 12 Volt oder 48 Volt. Dadurch können insbesondere Niederspannungsgeräte eines elektrischen Bordnetzes beziehungsweise eines Niedervoltbordnetzes 17 eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit einer passenden Spannung versorgt werden. Insbesondere wird eine Primärseite 18 des zweiten Gleichspannungswandlers 16 mit der ersten Sekundärseite 4 oder mit der zweiten Sekundärseite 5 elektrisch gekoppelt. Somit erfolgt die Kopplung des zweiten Gleichspannungswandlers 16 jeweils entweder mit der ersten Sekundärseite 4 oder mit der zweiten Sekundärseite 5 des ersten Gleichspannungswandlers 3. Durch eine dritte Brückenschaltung 19 des zweiten Gleichspannungswandlers 16 wird somit die dritte Versorgungsspannung UV3 für das Niedervoltbordnetz 17 umgewandelt und bereitgestellt. Dadurch kann insbesondere der Bordlader 1 umfänglicher und vielfältiger genutzt werden.The 2nd shows another possible addition to the on-board loader 1 . In particular, the on-board loader 1 with an additional second DC converter 16 to get integrated. In particular, with the second DC converter 16 the first supply voltage U V2 or the second supply voltage U V2 into one of the two supply voltages U V1 , U V2 different third supply voltage U V3 being transformed. In particular, with the third supply voltage U V3 a low-voltage electrical system 17th of the electrically powered vehicle. In particular, it is the third supply voltage U V3 a voltage with a voltage of 12 volts or 48 volts. As a result, in particular low-voltage devices of an electrical system or a low-voltage electrical system can 17th of an electrically powered vehicle can be supplied with a suitable voltage. In particular, it becomes a primary site 18th of the second DC converter 16 with the first secondary page 4th or with the second secondary side 5 electrically coupled. The second DC-DC converter is thus coupled 16 either with the first secondary page 4th or with the second secondary side 5 of the first DC converter 3rd . Through a third bridge circuit 19th of the second DC converter 16 thus becomes the third supply voltage U V3 for the low-voltage electrical system 17th converted and provided. This enables the on-board loader in particular 1 be used more extensively and diversely.

BezugszeichenlisteReference list

11
BordladerOn-board loader
22nd
elektrischer Energiespeicherelectrical energy storage
33rd
erster Gleichspannungswandlerfirst DC converter
44th
erste Sekundärseitefirst secondary page
55
zweite Sekundärseitesecond secondary page
66
Primärseite des ersten GleichspannungswandlersPrimary side of the first DC / DC converter
77
FahrzeugkomponenteVehicle component
88th
WechselspannungsanschlussAC voltage connection
99
GleichspannungsanschlussDC voltage connection
1010th
erste Brückenschaltungfirst bridge circuit
1111
zweite Brückenschaltungsecond bridge circuit
1212th
PFC-StufePFC level
13 13
Antriebsmechanismus für die VorderachseDrive mechanism for the front axle
1414
Antriebsmechanismus für die HinterachseDrive mechanism for the rear axle
1515
SchalteinrichtungSwitching device
1616
zweiter Gleichspannungswandlersecond DC converter
1717th
NiedervoltbordnetzLow-voltage electrical system
1818th
Primärseite des zweiten GleichspannungswandlersPrimary side of the second DC converter
1919th
dritte Brückenschaltungthird bridge circuit
UACUAC
EingangswechselspannungAC input voltage
UDC1 U DC1
erste Eingangsgleichspannungfirst input DC voltage
UDC2 U DC2
zweite Eingangsgleichspannungsecond DC input voltage
UV1 U V1
erste Versorgungsspannungfirst supply voltage
UV2 U V2
zweite Versorgungsspannungsecond supply voltage
UV3 U V3
dritte Versorgungsspannungthird supply voltage
P1 bis P4P1 to P4
PfeilrichtungenArrow directions

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102015101187 A1 [0004]DE 102015101187 A1 [0004]
  • DE 102017004467 A1 [0005]DE 102017004467 A1 [0005]

Claims (6)

Bordlader (1) zum Laden eines elektrischen Energiespeichers (2) eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs, mit - einem ersten Gleichspannungswandler (3), der einen Transformator aufweist, um den elektrischen Energiespeicher (2) und zumindest eine Fahrzeugkomponente (7) des elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit einer elektrischen Energie zu versorgen, - einer ersten Sekundärseite (4) des ersten Gleichspannungswandlers (3), um eine Eingangswechselspannung (UAC) eines Wechselspannungsanschlusses (8) oder eine erste Eingangsgleichspannung (UDC1) eines Gleichspannungsanschlusses (9) in eine erste Versorgungsspannung (UV1) umzuwandeln, und - einer zweiten Sekundärseite (5) des ersten Gleichspannungswandlers (3), um die Eingangswechselspannung (UAC) des Wechselspannungsanschlusses (8) oder die erste Eingangsgleichspannung (UDC1) des Gleichspannungsanschlusses (9) in eine zur ersten Versorgungsspannung (UV1) verschiedene zweite Versorgungsspannung (UV2) umzuwandeln.On-board charger (1) for charging an electrical energy storage device (2) of an electrically operated vehicle, with - a first DC-DC converter (3), which has a transformer, around the electrical energy storage device (2) and at least one vehicle component (7) of the electrically operated vehicle to supply electrical energy, - a first secondary side (4) of the first DC / DC converter (3) to convert an AC input voltage (U AC ) of an AC voltage connection (8) or a first DC input voltage (U DC1 ) of a DC voltage connection (9) into a first supply voltage ( U V1 ), and - a second secondary side (5) of the first DC / DC converter (3) to convert the AC input voltage (U AC ) of the AC voltage connection (8) or the first DC input voltage (U DC1 ) of the DC voltage connection (9) to the first supply voltage (U V1 ) to convert different second supply voltage (U V2 ). Bordlader (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Energiespeicher (2) mit einer ersten Brückenschaltung (10) der ersten Sekundärseite (4) des ersten Gleichspannungswandlers (3) mit der ersten Versorgungsspannung (UV1) und die zumindest eine Fahrzeugkomponente (7) mit einer zweiten Brückenschaltung (11) der zweiten Sekundärseite (5) des ersten Gleichspannungswandlers (3) mit der zweiten Versorgungsspannung (UV2) versorgbar ist.On-board loader (1) Claim 1 characterized in that the electrical energy store (2) with a first bridge circuit (10) of the first secondary side (4) of the first DC voltage converter (3) with the first supply voltage (U V1 ) and the at least one vehicle component (7) with a second bridge circuit ( 11) of the second secondary side (5) of the first DC / DC converter (3) can be supplied with the second supply voltage (U V2 ). Bordlader (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Gleichspannungswandler (16) des Bordladers (1) dazu ausgestaltet ist, die erste Versorgungsspannung (UV1) oder die zweite Versorgungsspannung (UV2) in eine dritte Versorgungsspannung (UV3) umzuwandeln um ein Niedervoltbordnetz (17) des elektrisch betriebenen Fahrzeugs zu versorgen.On-board loader (1) Claim 1 or 2nd , characterized in that a second DC voltage converter (16) of the on-board charger (1) is designed to convert the first supply voltage (U V1 ) or the second supply voltage (U V2 ) into a third supply voltage (U V3 ) in order to produce a low-voltage electrical system (17) to supply the electrically powered vehicle. Bordlader (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Primärseite (18) des zweiten Gleichspannungswandlers (16) mit der ersten Sekundärseite (4) des ersten Gleichspannungswandlers (3) oder mit der zweiten Sekundärseite (5) des ersten Gleichspannungswandlers (3) elektrisch gekoppelt ist.On-board loader (1) Claim 3 , characterized in that a primary side (18) of the second DC-DC converter (16) is electrically coupled to the first secondary side (4) of the first DC-DC converter (3) or to the second secondary side (5) of the first DC-DC converter (3). Bordlader (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schalteinrichtung (15) des Gleichspannungsanschlusses (9) dazu ausgestaltet ist, den elektrischen Energiespeicher (2) mit einer zweiten Eingangsgleichspannung (UDC2) zu versorgen.On-board charger (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a switching device (15) of the DC voltage connection (9) is designed to supply the electrical energy store (2) with a second DC input voltage (U DC2 ). Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers (2) eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs, wobei - mit einem ersten Gleichspannungswandler (3) der elektrische Energiespeicher (2) und zumindest eine Fahrzeugkomponente (7) des elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit einer elektrischen Energie versorgt wird, wobei - mit einer ersten Sekundärseite (4) des ersten Gleichspannungswandlers (3) eine Eingangswechselspannung (UAC) eines Wechselspannungsanschlusses (8) oder eine erste Eingangsgleichspannung (UDC1) eines Gleichspannungsanschlusses (9) in eine erste Versorgungsspannung (UV1) umgewandelt wird, und - mit einer zweiten Sekundärseite (5) des ersten Gleichspannungswandlers (3) die Eingangswechselspannung (UAC) des Wechselspannungsanschlusses (8) oder die erste Eingangsgleichspannung (UDC1) des Gleichspannungsanschlusses (9) in eine zur ersten Versorgungsspannung (UV1) verschiedene zweite Versorgungsspannung (UV2) umgewandelt wird.Method for charging an electrical energy store (2) of an electrically operated vehicle, wherein - with a first DC converter (3) the electrical energy store (2) and at least one vehicle component (7) of the electrically operated vehicle are supplied with electrical energy, with - a first secondary side (4) of the first DC / DC converter (3) converts an AC input voltage (U AC ) of an AC voltage connection (8) or a first DC input voltage (U DC1 ) of a DC voltage connection (9) into a first supply voltage (U V1 ), and - with a second secondary side (5) of the first DC-DC converter (3) the input AC voltage (U AC) of the AC voltage terminal (8) or the first input DC voltage (U DC1) of the direct voltage terminal (9) in different to the first supply voltage (U V1) second supply voltage (U V2 ) is converted.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015101187A1 (en) 2015-01-28 2016-07-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft High-voltage charging booster and method for charging a DC traction battery on a DC charging station and corresponding electric vehicle
DE102017004467A1 (en) 2017-05-10 2017-11-02 Daimler Ag Supplying electrical energy from a vehicle-external electrical charging station to an electrical system of a motor vehicle

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015101187A1 (en) 2015-01-28 2016-07-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft High-voltage charging booster and method for charging a DC traction battery on a DC charging station and corresponding electric vehicle
DE102017004467A1 (en) 2017-05-10 2017-11-02 Daimler Ag Supplying electrical energy from a vehicle-external electrical charging station to an electrical system of a motor vehicle

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