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Es ist bekannt, Fahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb auszustatten, der von einem fahrzeugseitigen Akkumulator betrieben wird. Dieser Akkumulator wird auch Traktionsakkumulator genannt. Um den Akkumulator zu laden, sind Ladeanschlüsse vorgesehen. Das Spannungsniveau der Ladespannung ist im Wesentlichen durch das Versorgungsnetz definiert, welches die Ladespannung bereitstellt. Die Betriebsspannung des Akkumulators hängt von der Nennspannung des Akkumulators und vom Ladezustand des Akkumulators ab und kann insbesondere deutlich höher gewählt werden als der Effektivwert der Ladespannung, insbesondere um hohe Leistungsbedürfnisse befriedigen zu können.
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Die Druckschrift
DE 10 2016 224 590 A1 beschreibt eine Ladeschaltung mit einem Gleichrichter, der über einen galvanisch trennenden Gleichspannungswandler an eine Batterie angeschlossen ist. Es besteht nur ein einziger Leistungspfad, der über den Gleichrichter und den Gleichspannungswandler führt, so dass die Wandler in dem Leistungspfad die gesamte Breite der erforderlichen Spannungsanpassung realisieren müssen.
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Die Druckschrift
US 2019/0074775 A1 beschreibt ein Wandlersystem mit einem Wechselspannungsanschluss und mehreren Aufwärtswandlern, sowie galvanisch trennende Gleichspannungswandler.
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Die Druckschrift
DE 10 2016 122 008 A1 beschreibt ein Allstrom-Ladegerät, wobei der Akkumulatoranschluss des Ladegeräts über Trennschalter mit einem Gleichspannungsanschluss verbunden ist.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit aufzuzeigen, mit der sich Ladespannung und Akkumulatorspannung aneinander anpassen lassen und gleichzeitig die betreffende Maßnahme kostengünstig ist, insbesondere im Hinblick auf hohe Bauteilkosten bei Bauteilen, die hohe Nennspannungen aufweisen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Weitere Eigenschaften, Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile ergeben sich mit den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Figur.
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Es wird eine Fahrzeugladeschaltung vorgeschlagen, bei der an zwei Wechselspannungs-Phasenleiter nicht nur ein Leistungspfad angeschlossen ist, der zur Versorgung des Akkumulators oder des Bordnetzes beiträgt, sondern bei der an dieselben beiden Potentiale des Wechselspannungsanschlusses mehrere Gleichrichter sowie den Gleichrichtern jeweils nachgeschaltete Wandler angeschlossen sind. Die Wandler weisen jeweils einen Kondensator auf (einen Zwischenkreiskondensator), die durch die Gleichrichter miteinander in Serie verbunden sind. Durch die Seriellschaltung ergibt sich eine Halbierung der von dem Zwischenkreiskondensator zu tragenden Spannung. Mit anderen Worten ergibt sich dadurch die Aufteilung der Betriebsspannung des Akkumulators auf zwei (bzw. allgemein auf mehrere) Zwischenkreiskondensatoren der zwei bzw. mehreren Wandlern, die den zwei bzw. mehreren Gleichrichtern nachgeschaltet sind, wobei die Gleichrichter an dieselben beiden Wechselspannungspotentiale (des Wechselspannungsanschlusses) angeschlossen sind. Die Zwischenkreiskondensatoren können so kostengünstiger für eine geringere Nennspannung ausgelegt werden.
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Es wird daher eine Fahrzeugladeschaltung vorgeschlagen, die einen Wechselspannungsanschluss aufweist, der über mehrere Potentiale verfügt. Hierbei sind die mehreren Potentiale insbesondere zwei Potentiale, beispielsweise ein erster Phasenleiter und ein zweiter Phasenleiter. Hierbei wird insbesondere die Nutzung mit einem Einphasen-Dreileiternetz als Versorgungsnetz für den Wechselspannungsanschluss gedacht, bei dem die beiden Außenleiter die mehreren Potentiale darstellen. Insbesondere sind die mehreren Potentiale somit zwei Potentiale, wobei zwischen diesen etwa im US-System eine Wechselspannung von 240 Volt (2 x 120 Volt) anliegt, sofern die Potentiale den Außenleiterpotentialen des Einphasen-Dreileiternetzes entsprechen.
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Die Fahrzeugladeschaltung umfasst ferner eine Schaltervorrichtung. Diese ist dem Wechselspannungsanschluss nachgeschaltet. Die Schaltervorrichtung umfasst ein oder vorzugsweise mehrere Schaltelemente. Insbesondere ist für jedes Potential des Wechselspannungsanschlusses ein Schaltelement vorgesehen, dass dem Wechselspannungsanschluss nachgeschaltet ist. Wie bereits erwähnt können die zwei oder mehreren Potentiale des Wechselspannungsanschlusses Phasenleiter eines Wechselspannungsnetzes sein, oder können einen Neutralleiter und einen Phasenleiter eines Wechselspannungsnetzes umfassen.
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Die Fahrzeugladeschaltung umfasst ferner mehrere Gleichrichter. Diese sind jeweils als Brückengleichrichter ausgebildet. Mit anderen Worten sind die Gleichrichter jeweils als Graetz-Brücke ausgebildet und sind somit eingerichtet, eine Vollwelle gleichzurichten.
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Die Fahrzeugladeschaltung umfasst ferner mehrere galvanisch trennende Gleichspannungswandler. Hierbei entspricht die Anzahl der Gleichrichter die Anzahl der Gleichspannungswandler. Jedem Gleichrichter ist vorzugsweise genau ein Gleichspannungswandler nachgeschaltet (direkt oder über einen Aufwärtswandler). Es ergeben sich somit mehrere Pfade, insbesondere Pfade in derselben Anzahl wie die Gleichrichter bzw. die Gleichspannungswandler. Jeder Pfad umfasst einen Gleichrichter und einen Gleichspannungswandler, wobei jeder Pfad mit dem Wechselspannungsanschluss verbunden ist und in jedem Pfad zwischen dem Gleichspannungswandler und dem Wechselspannungsanschluss der Gleichspannungswandler angeschlossen ist.
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Die Eingänge der Gleichrichter sind miteinander verbunden. Hierbei umfasst jeder Gleichrichter Eingänge in einer Anzahl, wie sie der Anzahl der Potentiale entspricht. In einer Ausführungsform ist jeder Gleichrichter mit zwei Eingängen vorgesehen, wobei auch der Wechselspannungsanschluss zwei Potentiale aufweist (vorzugsweise Potentiale für zwei Außenseiter eines Einphasen-Dreileiternetzes). Die Eingänge der Gleichrichter sind miteinander verbunden, insbesondere in paralleler Art. Hierbei sind die ersten Potentiale jedes Gleichrichters miteinander verbunden, und die zweiten Potentiale jedes Gleichrichters sind miteinander verbunden. Unterschiedliche Potentiale desselben Gleichrichters sind nicht miteinander verbunden. Die miteinander verbundenen Eingänge der Gleichrichter sind über die Schaltervorrichtung mit dem Wechselspannungsanschluss verbunden. Die Schaltervorrichtung ist somit der Parallelschaltung der Eingänge der Gleichrichter vorgeschaltet und befindet sich zwischen dieser Parallelschaltung der Gleichrichter und dem Wechselspannungsanschluss. Die Schaltervorrichtung erlaubt eine zumindest einphasige wenn nicht allphasige Abtrennung des Wechselspannungsanschlusses gegenüber den Gleichrichtern in schaltbarer Weise.
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Ferner sind Ausgänge unterschiedlicher Gleichrichter der mehreren Gleichrichter mit einem Akkumulatoranschluss der Fahrzeugladeschaltung verbunden. Die Fahrzeugladeschaltung umfasst somit einen Akkumulatoranschluss, der eingerichtet ist, einen Akkumulator, insbesondere eine Hochvoltakkumulator, anzuschließen. Der Akkumulatoranschluss umfasst zwei Potentiale. Jedem Gleichrichter bzw. dessen Ausgang ist jeweils einer der Aufwärtswandler nachgeschaltet. Die Aufwärtswandler sind mit dem Akkumulatoranschluss verbunden. Jedem Gleichrichter ist somit ein Aufwärtswandler nachgeschaltet, der diesem mit dem Gleichspannungswandler verbindet. An die Verbindung zwischen Aufwärtswandler und Gleichspannungswandler ist der Akkumulatoranschluss angeschlossen .
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Insbesondere sind die verschiedenen Gleichspannungspotentiale des Akkumulators an verschiedene Gleichspannungswandler bzw. verschiedene Aufwärtswandler angeschlossen, insbesondere an Eingänge verschiedener Gleichspannungswandler bzw. Ausgänge verschiedener Aufwärtswandler. Dies ist derart vorgesehen, dass an dem Akkumulatoranschluss die Summe mehrerer Spannungen unterschiedlicher Aufwärtswandler anliegt. Über die Gleichrichter sind jedoch die Aufwärtswandler miteinander verbunden (und auch die Gleichspannungswandler), wobei sich eine serielle Konfiguration der Kondensatoren ergibt, die sich in den Gleichspannungswandlern und/oder den Aufwärtswandlern befinden. Durch diese serielle Konfiguration teilt sich wie erwähnt die Gesamtspannung auf, die an dem Akkumulatoranschluss anliegt. Daher müssen die betreffenden Zwischenkreiskondensatoren nur für einen Teil der Gesamtspannung ausgelegt werden.
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Die einzelnen Gleichrichter sind über die einzelnen Aufwärtswandler mit den einzelnen Gleichspannungswandlern verbunden. Die Gleichspannungswandler weisen Ausgänge auf (jeweils), die untereinander verbunden sind (insbesondere in paralleler Weise). Insbesondere sind die Gleichspannungswandler bzw. deren Ausgänge mit den Bordnetzanschluss verbunden. Die Parallelschaltung der Gleichspannungswandler ist somit parallel an den Bordnetzanschluss angeschlossen. Dadurch summiert sich der von den Gleichspannungswandlern erzeugte Strom. Die Gleichrichter dienen hierbei zur passiven Leitung der Ausgleichsströme, die von oder zu den Kondensatoren fließen. Die Gleichrichter sind hierbei Vollwellen-Gleichrichter, so dass die Ausgleichsströme von oder zu den Kondensatoren in beide Richtungen fließen können.
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Die einzelnen Gleichrichter sind über die einzelnen Aufwärtswandler mit den einzelnen Gleichspannungswandlern verbunden. Für jeden Pfad ergibt sich somit ein Gleichrichter, der über einen Aufwärtswandler mit einem Gleichspannungswandler verbunden ist, wobei die Eingänge der Gleichrichter miteinander parallel verbunden sind und die Ausgänge der Gleichspannungswandler miteinander parallel verbunden sind. Anstatt einer parallelen Verbindung kann auch eine serielle Verbindung für die Eingänge der Gleichrichter und/oder für die Ausgänge der Gleichspannungswandler vorgesehen werden. Die Ausgänge der Gleichspannungswandler sind untereinander verbunden (wie erwähnt vorzugsweise in paralleler Weise), und sind derart miteinander verbunden an den Bordnetzanschluss angeschlossen. Die Ströme der Gleichspannungswandler addieren sich, wobei durch die parallele Verbindung der Gleichrichter sich die Gesamtspannung auf die Kondensatoren der unterschiedlichen Gleichspannungswandler und/oder der unterschiedlichen Aufwärtswandler verteilt.
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Die Aufwärtswandler haben jeweils eine Diode, eine Arbeitsinduktivität, eine Zwischenkreiskapazität und einen Wandlerschalter. Die Arbeitsinduktivität und die Diode sind in Reihe geschaltet, wobei der sich ergebende Verbindungspunkt mit dem Wandlerschalter verbunden ist. Die Diode und die Arbeitsinduktivität bilden einen Längspfad einer T-Schaltung, wobei die Arbeitsinduktivität den Querpfad bildet. Der Diode bzw. im Wandlerschalter ist eine Zwischenkreiskapazität parallel geschaltet. Wandlerschalter, Diode und Zwischenkreiskapazität bilden hierbei eine Pi-Schaltung, wobei die Diode den Längszweig bildet, und der Wandlerschalter und die Zwischenkreiskapazität die beiden verschiedenen Querzweige der T-Schaltung bilden. Für die Aufwärtswandler gilt jeweils, dass die Diode über die Arbeitsinduktivität mit einem ersten Gleichspannungspotential des angeschlossenen Gleichrichters verbunden ist (vorzugsweise ein positives Gleichspannungspotential). Ferner ist vorgesehen, dass die jeweilige Diode über den Wandlerschalter mit einem zweiten Gleichspannungspotential (vorzugsweise ein negatives) des angeschlossenen Gleichrichters verbunden ist. Die Zwischenkreiskapazität ist vorzugsweise an das zweite Gleichspannungspotential und an das dem Wandlerschalter entgegengesetzte Ende der Diode angeschlossen. Somit ist die Zwischenkreiskapazität an die beiden Gleichspannungspotentiale des Ausgangs des Aufwärtswandlers bzw. an die beiden Gleichspannungspotentiale des Eingangs des Gleichspannungswandlers angeschlossen.
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Insbesondere sind zwei Pfade vorgesehen, die jeweils einen Gleichrichter umfassen, der über einen Aufwärtswandler mit einem Gleichspannungswandler verbunden ist. Die Fahrzeugladeschaltung ist somit mit zwei Gleichrichtern und zwei Gleichspannungswandlern ausgestattet (sowie mit zwei Aufwärtswandlern, die diese jeweils verbinden). Die Gleichspannungswandler weisen jeweils ein erstes Eingangspotential und ein zweites Eingangspotential auf. Diese Potentiale sind unterschiedlich und können etwa als positives und negatives Potential vorgesehen sein. Der Akkumulatoranschluss ist mit dem ersten Eingangspotential (vorzugsweise das positive Eingangspotential) des ersten Gleichspannungswandlers sowie mit dem zweiten Eingangspotential des zweiten Gleichspannungswandlers verbunden. Der Akkumulatoranschluss ist somit mit unterschiedlichen Gleichspannungswandlern verbunden. Dadurch ergibt sich für den Akkumulatoranschluss eine Summe aus beiden Eingangsspannungen des Gleichspannungswandlers bzw. der Aufwärtswandler.
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Mit anderen Worten ist somit der Akkumulatoranschluss angeschlossen an die beiden Zwischenkreiskapazitäten des Aufwärtswandlers und/oder des Gleichspannungswandlers, die über die Gleichrichter (oder über einen optionalen Schalter) miteinander verbunden sind. Wie erwähnt kann ein optionaler Schalter vorgesehen sein, der das zweite Eingangspotential des ersten Gleichspannungswandlers schaltbar mit dem ersten Eingangspotential des zweiten Gleichspannungswandlers schaltbar verbindet. Der optionale Schalter ist somit an diejenigen Potentiale des Gleichspannungswandlers bzw. des Aufwärtswandlers angeschlossen, die nicht mit dem Akkumulatorschalter verbunden sind. Durch den relativen Schalter lässt sich eine direkte Serienschaltung der Kondensatoren ermöglichen, die in dem Aufwärtswandler (ausgangsseitig) und/oder in dem Gleichspannungswandler (eingangsseitig) vorgesehen sind. Der Wechselspannungsanschluss ist vorzugsweise eingerichtet, mit den Außenleitern eines Einphasen-Dreileiter-Stromversorgungsnetzes verbunden zu werden. Ein derartiges Stromversorgungsnetz wird etwa in Nordamerika verwendet. Hierbei weist das Versorgungsnetz zwei Außenleiter auf. Diese haben gegenüber dem Mittenleiter (d.h. dem Sternpunkt) des Stromversorgungsnetzes eine zueinander um 180° gedrehte Spannung, so dass an den Außenleitern die Summe der Spannungen zwischen den jeweiligen Außenleitern und dem Mittenanschluss anliegt. Dies können beispielsweise 240 Volt sein, wobei zwischen den Außenleitern und dem Mittenleiter jeweils 120 Volt anliegen. Diese Angaben beziehen sich auf die Effektivspannung. Der Wechselspannungsanschluss ist insbesondere eingerichtet, einen Anschluss für die beiden Außenleiter dieses Stromversorgungsnetzes darzustellen.
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Vorzugsweise ist der Wechselspannungsanschluss als ein Steckverbindungselement vorgesehen, das gemäß einem NEMA-Standard definiert ist, insbesondere NEMA 6-15, NEMA 6-20, NEMA 6-30 oder NEMA 6-50 oder gemäß NEMA 10-30 oder NEMA 10-50. Dies erlaubt einen Anschluss mit genannten Steckern, wie sie beispielsweise in Nordamerika eingesetzt werden.
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Die Fahrzeugladeschaltung kann ferner einen Gleichspannungsanschluss aufweisen. Dieser ist vorzugsweise über Akkumulatortrennschalter der Fahrzeugschaltung mit dem Gleichspannungsanschluss verbunden. Hierbei können die Akkumulatortrennschalter allpolig dem Gleichspannungsanschluss vom Akkumulatoranschluss in geschalteter Weise. Es kann ein Verbindungspunkt vorgesehen sein, über den der Akkumulatoranschluss mit den Gleichspannungswandlern verbunden ist. Dieser Verbindungspunkt liegt zwischen den Akkumulatortrennschaltern und den Wandlern. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Gleichspannungsanschluss über Verbindungsschalter mit den Wandlern verbunden ist, wobei insbesondere die beiden verschiedenen Potentiale des Gleichspannungsanschlusses mit unterschiedlichen Potentialen der Wandler verbunden ist und auch der Gleichspannungsanschluss über die Verbindungsschalter mit unterschiedlichen Wandlern verbunden ist.
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Es kann daher vorgesehen sein, dass die Fahrzeugladeschaltung ferner Verbindungsschalter aufweist, die den Gleichspannungsanschluss schaltbar mit unterschiedlichen Potentialen der Ausgänge der unterschiedlichen Gleichrichter verbinden. Hierbei kann ein Pluspotential über einen der Verbindungsschalter mit dem Pluspotential eines ersten Gleichspannungswandlers verbunden sein, und das Minuspotential des Gleichspannungsanschlusses kann über einen (weiteren) Verbindungsschalter mit dem Minuspotential eines zweiten der Gleichspannungswandler verbunden sein. Zwischen den Verbindungsschaltern und den Gleichspannungswandlern kann ein Filter vorgesehen sein, der insbesondere als Tiefpass ausgebildet ist.
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Insbesondere ist der Gleichspannungsanschluss mit den Eingängen der Gleichspannungswandler verbunden, d. h. mit der Seite der Gleichspannungswandler, die mit dem Aufwärtswandler verbunden sind. Der Gleichspannungswandler kann somit mit den Ausgängen der Aufwärtswandler verbunden sein, wobei auch hierbei die üblichen Potentiale des Gleichspannungsanschlusses mit unterschiedlichen Aufwärtswandlern verbunden sind.
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Die Eingänge der Gleichrichter können direkt miteinander verbunden sein. Alternativ können die Eingänge der Gleichrichter über eine Zusatzschaltervorrichtung schaltbar miteinander verbunden sein. Die Zusatzschaltervorrichtung ist einpolig oder mehrpolig ausgebildet. Die Zusatzschaltervorrichtung kann allpolig vorgesehen sein und somit allpolig den Eingang des ersten Gleichrichters schaltbar vom Eingang des zweiten Gleichrichters trennen.
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Es wird ferner ein Fahrzeugbordnetz mit einer Fahrzeugladeschaltung beschrieben, wie sie hier erwähnt ist. Das Fahrzeugbordnetz umfasst neben der hier erwähnten Fahrzeugladeschaltung einen Akkumulator und einen Bordnetzzweig. Der Akkumulator ist vorzugsweise als Hochvoltakkumulator ausgebildet. Der Akkumulator ist insbesondere auf Lithiumbasis. Der Akkumulator ist vorzugsweise ein Traktionsakkumulator des Fahrzeuges, in dem das Fahrzeugbordnetz vorgesehen ist. Der Akkumulator hat insbesondere eine Nennspannung von mindestens 60 Volt, 100 Volt, insbesondere von mindestens 400 Volt und vorzugsweise von mindestens 800 Volt. In dem Bordnetzzweig sind Hochvoltkomponenten vorgesehen, d. h. Komponenten mit einer Nennspannung von mindestens 100 Volt, 400 Volt oder vorzugsweise von mindestens 800 Volt. Das Bordnetz kann insbesondere einen elektrischen Antrieb aufweisen, beispielsweise einen Inverter und/oder eine elektrische Maschine. Der Antrieb ist ein Traktionsantrieb des Fahrzeugs, in dem das Fahrzeugbordnetz bzw. die Fahrzeugladeschaltung vorgesehen ist. Zwischen dem Akkumulator und dem Bordnetzzweig kann eine Verbindung bestehen, die direkt ist oder vorzugsweise einen allpoligen Trennschalter aufweist. Der Akkumulator kann an den Akkumulatoranschluss der Fahrzeugladeschaltung angeschlossen werden. Hierbei ist der Akkumulator über den Akkumulatortrennschalter mit dem Verbindungsschalter verbunden, der wiederum zu den Gleichspannungswandlern (d. h. zu den Eingängen der Gleichspannungswandler) führt. Der Bordnetzzweig ist an den Bordnetzanschluss der Fahrzeugladeschaltung angeschlossen. Somit ist der Bordnetzzweig mit den Ausgängen der Wandler verbunden, insbesondere mit deren Parallelschaltung. Zwischen Bordnetzzweig und Bordnetzanschluss kann ein Trennschalter vorgesehen sein oder es kann eine direkte Verbindung vorgesehen sein (schalterfrei).
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Die 1 dient zur beispielhaften Erläuterung der hier beschriebenen Fahrzeugladeschaltung und des hier beschriebenen Fahrzeugbordnetzes.
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Die 1 zeigt eine Fahrzeugladeschaltung mit einem Wechselspannungsanschluss IF1 und einem Gleichspannungsanschluss IF2. Beide Anschlüsse sind Ladeanschlüsse. Über eine Schaltervorrichtung S1.1 und S1.2 sind die beiden Phasen des Wechselspannungsanschlusses IF1 mit Gleichrichtern GR1 und GR2 verbunden. Hierbei sind die Eingänge, d. h. die Wechselspannungsanschlüsse der Gleichrichter GR1 und GR2 parallel miteinander verbunden, wobei diese Parallelschaltung wiederum parallel an den Wechselspannungsanschluss IF1 angeschlossen ist. Es kann eine Zusatzschaltervorrichtung ZS vorgesehen sein, die die Eingänge der Gleichrichter GR1 und GR2 schaltbar miteinander verbindet. Den Gleichrichtern ist jeweils ein Aufwärtswandler B1, B2 nachgeschaltet. Den Aufwärtswandlern B1, B2 sind wiederum zwei Gleichspannungswandler W1, W2 nachgeschaltet. Die Ausgänge der Gleichspannungswandler W1, W2 sind parallel miteinander verbunden. Diese parallele Verbindung ist wiederum parallel an den Bordnetzanschluss BA angeschlossen. An den Bordnetzanschluss BA schließt sich das Bordnetz BN an. Das Bordnetz BN ist nicht Teil der Fahrzeugladeschaltung, sondern des in 1 dargestellten Fahrzeugbordnetzes.
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An die Anschlüsse IF1 und IF2, die Teil der Fahrzeugladeschaltung und des Fahrzeugbordnetzes sind, können externe Spannungsquellen WQ und GQ angeschlossen werden (WQ ist eine Wechselspannungsquelle und GQ eine Gleichspannungsquelle). Die Spannungsquellen sind nicht Teil des Fahrzeugbordnetzes und auch nicht Teil der Fahrzeugladeschaltung.
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Die Gleichrichter GR1 und GR2 sind als Graetz-Brücke realisiert, wie beispielhaft anhand der Gleichrichters GR2 dargestellt ist. Hierbei bestehen zwei Diodenbrücken, nämlich eine erste Diodenbrücke D1, D2 und eine zweite Diodenbrücke D3 und D4. An die Verbindungspunkte der jeweiligen Diodenbrücken sind die beiden Phasen des Wechselspannungsanschlusses IF1 angeschlossen (über die Schalter S1.1 und S1.2). Die Verbindungspunkte der Diodenhalbbrücken D1, D2 einerseits und D3, D4 andererseits bilden den Eingang der Gleichrichter GR1, GR2. Jede Diodenhalbbrücke weist ein erstes Ende auf, zudem die Durchlassrichtungen der Dioden hinweisen, wobei diese Enden der Diodenhalbbrücken miteinander verbunden sind. Auch die entgegengesetzten Enden der beiden Diodenhalbbrücken sind miteinander verbunden. Die beiden Enden bilden den Ausgang der Gleichrichter GR1 und GR2 und sind jeweils einzeln mit den Aufwärtswandlern B1, B2 bzw. mit deren Eingängen verbunden.
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Die Gleichspannungswandler B1, B2 weisen jeweils am Eingang eine seriell geschaltete Arbeitsinduktivität auf, die über einen Wandlerschalter schaltbar mit dem entgegengesetzten Potential verbunden sind. Die Arbeitsinduktivitäten sind hier in dem positiven Zweig dargestellt, wobei die Wandlerschalter eine Verbindung der Induktivitäten zum Minuspotential schaltbar herstellen. Der Arbeitsinduktivität ist in jedem Aufwärtswandler B1, B2 eine Diode nachgeschaltet, deren Flussrichtung von der Arbeitsinduktivität weg weist. Der Diode ist ein Kondensator nachgeschaltet, der parallel die Diode mit dem gegenüberliegenden Potential verbindet. In der dargestellten Ausführungsform ergibt sich somit eine Reihenschaltung in dem positiven Potential, die die Arbeitsinduktivität und die Diode umfasst. Einen Verbindungspunkt zwischen diesen Komponenten ist der Wandlerschalter vorgesehen, der den Verbindungspunkt mit dem negativen Potential verbindet. Der Kondensator befindet sich am Ausgang des Aufwärtswandlers, während sich die Arbeitsinduktivität am Eingang befindet. Der Kondensator verbindet am Ausgang des Aufwärtswandlers das positive Potential mit dem negativen Potential und dient somit zur Glättung.
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Ein optionaler Schalter AS ist zwischen dem Minuspotential des Aufwärtswandlers B1 und dem Pluspotential des zweiten Aufwärtswandlers B2 angeschlossen. Dieser Schalter ist wie erwähnt optional und kann auch weggelassen werden. Falls dieser weggelassen wird, dann ergibt sich durch die Gleichrichter GR1 und GR2 bzw. durch die Dioden D1 bis D4 der Diodenbrücke eine serielle Verbindung, so dass die Kondensatoren der Aufwärtswandler in Serie miteinander verbunden sind. Zwischen dem ersten Aufwärtswandler B1 und dem ersten Gleichspannungswandler W1 ist an dem positiven Potential das positive Potential des Gleichspannungsanschlusses IF2 angeschlossen. Das negative Potential des Gleichspannungsanschlusses GF2 ist mit dem negativen Potential der Verbindung zwischen dem zweiten Aufwärtswandler B2 und dem zweiten Gleichspannungswandler W2 angeschlossen. Die Verbindung zwischen dem Gleichspannungsanschluss IF2 und dem Gleichspannungswandler W1, W2 bzw. den Aufwärtswandlern B1, B2 führt über einen Verbindungsschalter. Dieser ist eingerichtet, die Verbindung zum Gleichspannungsanschluss IF2 allpolig zu trennen. Es ist zu beachten, dass der Gleichspannungsanschluss IF2 zwei Potentiale aufweist, die an unterschiedliche Wandler W1, W2 bzw. an deren Eingänge angeschlossen sind. Liegt daher eine Spannung von beispielsweise 800 Volt an dem Gleichspannungsanschluss IF2 an, so teilt sich diese Spannung auf, auf die beiden Kondensatoren der Aufwärtswandler B1, B2 bzw. auf Kondensatoren, die eingangsseitig in dem Gleichspannungswandler W1, W2 vorgesehen sind (nicht dargestellt), da diese über die Gleichrichterbrücken und die Parallelschaltung der Gleichrichter GR1, GR2 an den Wechselspannungseingängen der Gleichrichter GR1, GR2 verbunden sind. Die Verbindung kann auch von dem optionalen Schalter AS vorgesehen werden.
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Zwischen dem Gleichspannungsanschluss IF2 und dem Akkumulator AK sind Akkumulatortrennschalter S5.1 und S5.2, die eine allpolige Abtrennung des Akkumulators AK ermöglichen. Insbesondere ermöglichen diese eine allpolige Abtrennung des Akkumulatoranschlusses AA, an dem der Akkumulator AK angeschlossen ist. Die Verbindung der Verbindungsschalter S2.1, S2.2 führt nicht über die Akkumulatortrennschalter S5.1, S5.2, sondern führt direkt zu dem Gleichspannungsanschluss IF2.
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Zwischen dem Akkumulator AK und einem Bordnetzzweig BN, der an den Bordnetzanschluss BA angeschlossen ist, kann ferner eine weitere Verbindung bestehen, die mittels der Schalter S4.1 und S4.2 schaltbar ist. Das Bordnetz kann somit direkt von dem Akkumulator gespeist werden, kann von dem Bordnetzanschluss BA und somit von den Wandlern W1, W2 gespeist werden, oder von beiden.
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Aufgrund der Spannungsaufteilung der Spannung, die an IF2 anliegt, können die Kondensatoren der Aufwärtswandler W1, W2 bzw. der Wandler W1, W2 mit geringerer Nennspannung oder Maximalspannung dimensioniert werden. Die Spannungsaufteilung ergibt sich durch die Serienschaltung dieser Kondensatoren, die vorgesehen wird von den Dioden, der Diodenvollbrücke D1 bis D4, der Gleichrichter GR1, GR2, sowie durch deren eingangsseitige Parallelschaltung.
