DE102020113205A1 - Kraftfahrzeug und Verfahren zum Laden eines elektrischen Traktionsenergiespeichers eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Kraftfahrzeug und Verfahren zum Laden eines elektrischen Traktionsenergiespeichers eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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Abstract

Kraftfahrzeug umfassend ein Niederspannungsbordnetz (3), einen elektrischen Traktionsenergiespeicher (2), einen Gleichspannungswandler (6) und eine Kontaktvorrichtung (8) zur elektrischen Kontaktierung einer fahrzeugexternen Energiequelle, wobei der Gleichspannungswandler (6) bidirektional betreibbar ist und das Niederspannungsbordnetz (3) und die Kontaktvorrichtung (8) mit einer ersten Seite (7) des Gleichspannungswandlers (6) und der Traktionsenergiespeicher (2) mit einer zweiten Seite (9) des Gleichspannungswandlers (6) verbunden sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug umfassend ein Niederspannungsbordnetz, einen elektrischen Traktionsenergiespeicher, einen Gleichspannungswandler und eine Kontaktvorrichtung zur elektrischen Kontaktierung einer fahrzeugexternen Energiequelle. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Laden eines elektrischen Traktionsenergiespeichers eines Kraftfahrzeugs.
  • Bei Ladevorgängen zum Laden eines Traktionsenergiespeichers eines Kraftfahrzeugs können Energiequellen mit freiliegenden Kontakten verwendet werden, wobei eine an den Kontakten anliegende Spannung gleich oder unterhalb dem Grenzwert für eine Schutzkleinspannung ist. Beispielsweise kann bei einer Gleichstromquelle die an den Kontakten anliegende Spannung gleich oder kleiner als 60 V sein.
  • Der mit dieser Spannung bereitgestellte Gleichstrom kann von dem Kraftfahrzeug aufgenommen und zum Laden eines Traktionsenergiespeichers verwendet werden. In Fällen, in denen das Spannungsniveau einer Batterie des Kraftfahrzeugs der Spannung der Ladestation entspricht, kann die Batterie direkt über die Ladestation geladen werden. Dies kann beispielsweise bei MHEV (Mild-Hybrid Electric Vehicles) der Fall sein. In anderen Fällen ist ein zum Laden des Traktionsenergiespeichers ausgebildeter Wandler vorgesehen, welcher das Spannungsniveau eines aufgenommenen Gleichstroms anpasst. Dies hat jedoch den Nachteil, dass durch den zusätzlichen Wandler Bauraum im Kraftfahrzeug benötigt wird und der technische Aufwand sowie die Kosten zur Herstellung des Kraftfahrzeugs steigen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug anzugeben, bei dem ein Traktionsenergiespeicher des Kraftfahrzeugs mit verringertem Aufwand geladen werden kann.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Gleichspannungswandler bidirektional betreibbar ist und das Niederspannungsbordnetz und die Kontaktvorrichtung mit einer ersten Seite des Gleichspannungswandlers und der Traktionsenergiespeicher mit einer zweiten Seite des Gleichspannungswandlers verbunden sind.
  • Vorteilhaft kann durch den bidirektional betreibbaren Gleichspannungswandler, welcher das Niederspannungsbordnetz des Kraftfahrzeugs mit dem Traktionsenergiespeicher des Kraftfahrzeugs verbindet, auf einen zusätzlichen Gleichspannungswandler im Kraftfahrzeug verzichtet werden. Bei Kraftfahrzeugen, welche einen elektrischen Traktionsenergiespeicher wie eine Batterie, insbesondere eine Hochvoltbatterie, umfassen, ist in der Regel ein Gleichspannungswandler vorgesehen, welcher das Niederspannungsbordnetz des Kraftfahrzeugs und/oder eine Niederspannungsbatterie des Niederspannungsbordnetzes mit dem elektrischen Traktionsenergiespeicher verbindet, so dass ein Betrieb des Niederspannungsbordnetzes auch aus dem elektrischen Traktionsenergiespeicher möglich ist.
  • Durch den bidirektional betreibbaren Gleichspannungswandler ist es möglich, die Kontaktvorrichtung des Kraftfahrzeugs, welche zur elektrischen Kontaktierung einer fahrzeugexternen Energiequelle dient und über welche Energie zum Laden des elektrischen Traktionsenergiespeichers aufgenommen werden kann, mit dem Gleichspannungswandler zu verbinden und somit eine Spannungsanpassung zwischen der von der fahrzeugexternen Energiequelle bereitgestellten Spannung und der Spannung des elektrischen Traktionsenergiespeichers vorzunehmen. Durch die Verwendung des bidirektionalen Gleichspannungswandlers im Kraftfahrzeug auch für das Laden über die Kontaktvorrichtung kann somit insbesondere ein Laden eines Traktionsenergiespeichers ermöglicht werden, dessen Spannung sich von einer Spannung der fahrzeugexternen Energiequelle unterscheidet, insbesondere dessen Spannung höher als die Spannung der fahrzeugexternen Energiequelle ist. Insbesondere erfolgt ein Wandeln eines über die Kontaktvorrichtung aufgenommenen Stromes ausschließlich durch den Gleichspannungswandler, welcher das Niederspannungsbordnetz mit dem Traktionsenergiespeicher verbindet. Vorteilhaft kann dadurch auch das Bereitstellen weiteren Bauraums für zusätzliche Gleichspannungswandler verzichtet werden. Aufgrund des geringeren technischen Aufwands bei der Realisierung einer Lademöglichkeit über die Kontaktvorrichtung ist weiterhin eine Reduzierung des Herstellungsaufwandes des Kraftfahrzeugs und somit auch der Herstellungskosten möglich. Durch die Verbindung des Bordnetzes mit der Kontaktvorrichtung an der ersten Seite des Gleichspannungswandlers ist vorteilhaft auch ein Einspeisen von über die Kontaktvorrichtung aufgenommener Energie in die Niederspannungsbatterie des Niederspannungsbordnetzes möglich.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Gleichspannungswandler zur bidirektionalen Wandlung einer Spannung zwischen 12 V und 48 V in eine Spannung des Traktionsenergiespeichers ausgebildet ist. Dabei liegt die Spannung zwischen 12 V und 48 V an der ersten Seite des Gleichspannungswandlers, an der die Kontaktvorrichtung und das Niederspannungsbordnetz an den Gleichspannungswandler angeschlossen sind, an. Die Spannung des Traktionsenergiespeichers liegt an der zweiten Seite des Gleichspannungswandlers, an der der Traktionsenergiespeicher an den Gleichspannungswandler angeschlossen ist, an. Die an der ersten Seite des Gleichspannungswandlers anliegende Spannung ist insbesondere die Spannung des Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eine Spannung von 12 V. Je nach Spannungsniveau des Niederspannungsbordnetzes sind auch Spannungen von 24 V, 36 V oder 48 V möglich. Bei diesen Bordnetzspannungen handelt es sich insbesondere um Bordnetzspannungskategorien, welche einer Normspannung des Bordnetzes entsprechen. Im tatsächlichen Betrieb kann sich die Spannung im Bordnetz, beispielsweise abhängig von einem Batterieladungszustand, einer Temperatur oder Ähnlichem, von der Nennspannung unterscheiden. Die Spannung des Traktionsenergiespeichers ist insbesondere größer als die an der ersten Seite des Gleichspannungswandlers anliegende Spannung bzw. die Spannung des Niederspannungsbordnetzes. Beispielsweise kann die Spannung des Traktionsenergiespeichers zwischen 220 V und 840 V, beispielsweise 460 V oder 560 V betragen.
  • Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass zwischen der Kontaktvorrichtung und dem Gleichspannungswandler eine Schaltvorrichtung, insbesondere wenigstens ein Halbleiterschalter und/oder wenigstens ein Schütz, angeordnet ist. Durch diese Schaltvorrichtung kann eine Trennung des Traktionsenergiespeichers von der Kontaktvorrichtung vorgenommen werden. Dadurch kann beispielsweise ein leistungsfreies Verbinden der Kontaktvorrichtung mit der fahrzeugseitigen Energiequelle ermöglicht werden.
  • Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Kontaktvorrichtung zur Verbindung mit einer eine Schutzkleinspannung bereitstellenden Energiequelle ausgebildet ist. Die Kontaktvorrichtung kann dazu beispielsweise wenigstens ein Kontaktpaar umfassen, welches mit einem korrespondierenden Kontaktpaar der fahrzeugexternen Energiequelle verbunden ist. Bei einer eine Schutzkleinspannung bereitstellenden Energiequelle können offenliegende Kontakte verwendet werden, da aufgrund des Verwendens einer Spannung gleich oder unterhalb des Grenzwertes einer Schutzkleinspannung eine Berührsicherheit auch bei offenliegenden Kontakten gegeben ist.
  • Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Kontaktvorrichtung und/oder der Gleichspannungswandler zum kontinuierlichen Führen von Strömen mit 100 A ausgebildet sind. Auf diese Weise wird das Laden mit einer vergleichsweise hohen Ladeleistung ermöglicht, welche sich aus dem Produkt der von der fahrzeugexternen Energiequelle bereitgestellten Spannung und dem über die Kontaktvorrichtung aufgenommenen Strom ergibt. Zur weiteren Erhöhung der Ladeleistung kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Kontaktvorrichtung zum Führen von Strömen mit 200 A, 250 A, 300 A, 350 A, 400 A oder 500 A ausgebildet ist. Die Kontaktvorrichtung und/oder der Gleichspannungswandler sind insbesondere zum kontinuierlichen Führen dieser Ströme ausgebildet, mithin sind die Kontaktvorrichtung und/oder der Gleichspannungswandler also dauerleistungsfähig ausgebildet, so dass die zu erzielende Ladeleistung auch über einen längeren Zeitraum bereitgestellt und zum Laden des elektrischen Traktionsenergiespeichers verwendet werden kann.
  • Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der Gleichspannungswandler dauerleistungsfähig ist und/oder dass der Gleichspannungswandler für eine Leistung zwischen 1 kW und 5 kW, insbesondre von 3 kW, ausgebildet ist. Durch einen Gleichspannungswandler mit einer Leistung zwischen 1 kW und 5 kW ist ein Betrieb des Niederspannungsbordnetzes des Kraftfahrzeugs möglich, so dass der Leistungsbedarf des Niederspannungsbordnetzes auch über den Gleichspannungswandler dem elektrischen Traktionsenergiespeicher entnommen werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kontaktvorrichtung einen bewegbaren Stromabnehmer umfasst, wobei der Stromabnehmer zur Kontaktierung einer Kontaktanordnung der Energiequelle ausgebildet ist. Dies ermöglicht es, dass durch die Kontaktvorrichtung beispielsweise nach einem Parken des Kraftfahrzeugs oberhalb der Kontaktanordnung der Energiequelle der bewegbare Stromabnehmer der Kontaktvorrichtung in direkten Kontakt mit einem oder mehreren Kontakten einer Kontaktanordnung der Energiequelle bewegt wird, so dass von der Energiequelle Energie in Form eines Gleichstromes aufgenommen und über den Gleichspannungswandler des Kraftfahrzeugs an den elektrischen Traktionsenergiespeicher und/oder an eine Niederspannungsbatterie des Niederspannungsbordnetzes geführt werden kann. Der Stromabnehmer kann dabei insbesondere an einer Unterseite des Kraftfahrzeugs angeordnet sein und über einen Aktor, beispielsweise einen Elektromotor, in vertikaler Richtung bewegbar sein.
  • Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug eine Kommunikationseinrichtung zur Kommunikation mit der fahrzeugexternen Energiequelle umfasst. Über die Kommunikationseinrichtung können beispielsweise Informationen übertragen werden, welche zur Bewegung eines bewegbaren Stromabnehmers und/oder zur Betätigung einer zwischen der Kontaktvorrichtung und dem Gleichspannungswandler angeordneten Schaltvorrichtung herangezogen werden. Weiterhin können Informationen hinsichtlich einer zu übertragenden Leistung und/oder einer von der fahrzeugexternen Energiequelle bereitzustellenden Spannung und/oder eines von der fahrzeugexternen Energiequelle bereitzustellenden Stroms übertragen werden. Beispielsweise kann von der kraftfahrzeugseitigen Kommunikationseinrichtung eine die Spannung an der ersten Seite des Gleichspannungswandlers beschreibende Spannungsinformation an die fahrzeugexterne Ladestation übermittelt werden, so dass ein Gleichstrom mit der entsprechenden Spannung von der fahrzeugexternen Energiequelle bereitgestellt werden kann.
  • In einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Laden eines elektrischen Traktionsenergiespeichers eines Kraftfahrzeugs ist vorgesehen, dass über eine Kontaktvorrichtung des Kraftfahrzeugs von einer fahrzeugexternen Energiequelle ein Strom aufgenommen wird, wobei der Strom durch einen ein Niederspannungsbordnetz mit dem Traktionsenergiespeicher verbindenden, bidirektionalen Gleichspannungswandler zu einem Einspeisen in den Traktionsenergiespeicher gewandelt wird. Dabei kann beispielsweise über eine zur Durchführung des Verfahrens eingerichtete Steuereinheit des Kraftfahrzeugs vor oder nach der Kontaktierung der fahrzeugexternen Energiequelle durch die Kontaktvorrichtung des Kraftfahrzeugs der Betrieb des Gleichspannungswandlers derart eingestellt werden, dass der über die Kontaktvorrichtung des Kraftfahrzeugs aufgenommene Strom über eine mit der Kontaktvorrichtung und dem Niederspannungsbordnetz des Kraftfahrzeugs verbundene erste Seite des Gleichspannungswandlers in eine höhere Spannung zum Laden des elektrischen Traktionsenergiespeichers, welcher an einer zweiten Seite des Gleichspannungswandlers angeordnet ist, gewandelt wird und ein Leistungsfluss von der ersten Seite des Gleichspannungswandlers zu der zweiten Seite des Gleichspannungswandlers erfolgt.
  • Ein Leistungsfluss findet also von der Kontaktvorrichtung zu dem elektrischen Traktionsenergiespeicher statt. Umgekehrt kann in einem Zustand, in dem der elektrische Traktionsenergiespeicher nicht über die Kontaktvorrichtung geladen wird, der Gleichspannungswandler derart betrieben werden, dass ein Leistungsfluss von dem an der zweiten Seite des Gleichspannungswandlers angeschlossenen Traktionsenergiespeicher zu dem an der ersten Seite des Gleichspannungswandlers angeschlossenen Niederspannungsbordnetz erfolgt. Durch die Verbindung des Bordnetzes mit der Kontaktvorrichtung an der ersten Seite des Gleichspannungswandlers ist zusätzlich oder alternativ zum Laden des Traktionsenergiespeichers auch ein Einspeisen von über die Kontaktvorrichtung aufgenommener Energie in eine Niederspannungsbatterie des Niederspannungsbordnetzes möglich. Es ist auch möglich, dass die fahrzeugexterne Energiequelle bidirektional betreibbar ist, so dass auch von dem Kraftfahrzeug in einem umgekehrten Leistungsfluss Energie aus dem Traktionsenergiespeicher an die fahrzeugexterne Energiequelle abgegeben werden kann.
  • Sämtliche vorangehend in Bezug zu dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug beschriebenen Vorteile und Ausgestaltungen gelten entsprechend auch für das erfindungsgemäße Verfahren.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Diese sind schematische Darstellungen und zeigen:
    • 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, und
    • 2 das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug und eine fahrzeugexterne Energiequelle.
  • In 1 ist eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1 dargestellt. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst einen elektrischen Traktionsenergiespeicher 2, welcher Energie zum Betreiben eines elektrischen Traktionsmotors (hier nicht dargestellt) des Kraftfahrzeugs 1 enthält. Der Traktionsenergiespeicher 2 ist als eine Hochvoltbatterie ausgeführt. Weiterhin umfasst das Kraftfahrzeug ein Niederspannungsbordnetz 3, welches eine Niederspannungsbatterie 4 sowie einen oder mehrere Verbraucher 5 (hier gestrichelt dargestellt) umfasst. Das Niederspannungsbordnetz 3 ist mit einem Gleichspannungswandler 6 (DC/DC-Wandler) des Kraftfahrzeugs 1 verbunden. Dabei ist das Niederspannungsbordnetz 3 an einer ersten Seite 7 des Gleichspannungswandlers 6 an diesen angeschlossen. An der ersten Seite 7 des Gleichspannungswandlers 6 ist weiterhin eine Kontaktvorrichtung 8 angeschlossen. Der Traktionsenergiespeicher 2 ist an einer zweiten Seite 9 des Gleichspannungswandlers 6 angeschlossen.
  • Der Gleichspannungswandler 6 ist bidirektional betreibbar, so dass das Niederspannungsbordnetz 3 durch den Traktionsenergiespeicher 2 betrieben werden kann, wobei eine vom Traktionsenergiespeicher 2 bereitgestellte Spannung durch den Gleichspannungswandler 6 in die Spannung des Niederspannungsbordnetzes 3 gewandelt wird. Die Spannung des Traktionsenergiespeichers 2 kann zwischen 220 und 840 V, z. B. 460 V oder 560 V betragen. Die Spannung des Niederspannungsbordnetzes 3 bzw. die Spannung der Batterie 4 beträgt zwischen 12 V und 48 V, insbesondere ist das Niederspannungsbordnetz 3 ein 12 V-Bordnetz.
  • Über die Kontaktvorrichtung 8 kann elektrische Energie aufgenommen werden, wobei die Spannung eines über die Kontaktvorrichtung 8 aufgenommenen Gleichstroms durch den Gleichspannungswandler 6 an die Spannung des Traktionsenergiespeichers 2 angepasst werden kann. Durch die Verbindung des Bordnetzes 3 mit der Kontaktvorrichtung 8 an der ersten Seite 7 des Gleichspannungswandlers 6 ist zusätzlich oder alternativ auch ein Einspeisen von über die Kontaktvorrichtung 8 aufgenommener Energie in die Niederspannungsbatterie 4 des Niederspannungsbordnetzes 3 möglich.
  • Um die Kontaktvorrichtung 8 zu- oder abzuschalten, umfasst das Kraftfahrzeug 1 eine Schaltvorrichtung 10, welche zwischen der Kontaktvorrichtung 8 und dem Gleichspannungswandler 6 angeordnet ist. Die Schaltvorrichtung 10 ist oder umfasst wenigstens einen Halbleiterschalter und/oder wenigstens einen Schütz. Die Kontaktvorrichtung 8 dient der Verbindung des Kraftfahrzeugs 1 mit einer einer Schutzkleinspannung bereitstellenden, fahrzeugexternen Energiequelle, wobei die von der fahrzeugexternen Energiequelle bereitgestellte Spannung der Spannung des Niederspannungsbordnetzes 3 bzw. der Spannung der ersten Seite 7 des Gleichspannungswandlers 6 entspricht.
  • In 2 ist eine Aufsicht auf das Kraftfahrzeug 1 sowie eine als Ladestation 11 ausgebildete fahrzeugexterne Energiequelle gezeigt. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst weiterhin ein Steuergerät 12 sowie eine Kommunikationseinrichtung 13. Die Kontaktvorrichtung 8 umfasst einen Stromabnehmer 14, welcher über einen Aktor 15, beispielsweise einen Elektromotor bewegbar ist. Der Stromabnehmer umfasst zwei Kontakte 16, welche zur Verbindung mit einer Kontaktanordnung 17 der Ladestation 11 ausgebildet sind. Die Kontaktanordnung 17 der Ladestation 11 umfasst zwei Kontaktpaare 18, welche jeweils zur Kontaktierung mit einem der Kontakte 15 des Stromabnehmers 14 ausgebildet sind.
  • Zum Laden des Traktionsenergiespeichers 2 des Kraftfahrzeugs 1 kann das Kraftfahrzeug 1 über die Kontaktanordnung 17 der Ladestation 11 bewegt werden und der Stromabnehmer 14 der Kontaktvorrichtung 8 kann über den Aktor 16 auf die Kontaktanordnung 17 bewegt werden, so dass die Kontakte 16 jeweils in direkten Kontakt zu einem der Kontaktpaare 18 gelangen. Anschließend kann über die Ladestation 11 Energie an das Kraftfahrzeug 1 abgegeben werden. Die Ladestation 11 kann dazu beispielsweise einen ein- oder mehrphasigen Wechselstromanschluss 19 aufweisen, welcher mit einem Gleichrichter 20 verbunden ist. Durch den Gleichrichter 20 kann ein ein- oder mehrphasiger Wechselstrom gleichgerichtet werden und in einen Gleichstrom mit einer Spannung gleich oder unterhalb eines Grenzwertes für eine Schutzkleinspannung gewandelt werden. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Gleichstrom mit einer Spannung von 12 V erzeugt. Dieser Gleichstrom wird über die Kontakte 18 der Kontaktanordnung 17 und den Stromabnehmer 14 der Kontaktvorrichtung 8 aufgenommen und im Kraftfahrzeug 1 durch den Gleichspannungswandler 6 in einen Gleichstrom mit einem Spannungsniveau, welches der Spannung des Traktionsenergiespeichers 2 entspricht, gewandelt, so dass der Traktionsenergiespeicher 2 über den Gleichstrom geladen werden kann. Es ist auch möglich, dass die Ladestation 11 bidirektional betreibbar ist, so dass auch von dem Kraftfahrzeug 1 in einem umgekehrten Leistungsfluss Energie aus dem Traktionsenergiespeicher 2 an die Ladestation 11 abgegeben werden kann.
  • Zum Austausch von Informationen kann über eine Kommunikationsverbindung zwischen der Kommunikationseinrichtung 13 des Kraftfahrzeugs 1 und einer Kommunikationseinrichtung 21 der Ladestation 11 wenigstens eine Information ausgetauscht werden. Diese kann beispielsweise eine von der Ladestation 11 an der Kontaktanordnung 17 bereitzustellende Spannung eines Gleichstroms umfassen, so dass der Ladevorgang des Traktionsenergiespeichers 2 im Kraftfahrzeug 1 durch den Gleichspannungswandler 6 erfolgen kann.
  • Das Steuergerät 12 des Kraftfahrzeugs 1 ist dabei zum Durchführen eines Verfahrens zum Laden des elektrischen Traktionsenergiespeichers 2 des Kraftfahrzeugs 1 ausgeführt. In dem Ladevorgang wird über die Kontaktvorrichtung 8 des Kraftfahrzeugs 1 von der Ladestation 11 ein Strom aufgenommen, wobei der Strom durch den das Niederspannungsbordnetz 3 mit dem Traktionsenergiespeicher 2 verbindenden, bidirektionalen Gleichspannungswandler 6 zum Einspeisen in den Traktionsenergiespeicher 2 gewandelt wird. Dazu kann das Steuergerät 12 die Schaltvorrichtung 7 zum Öffnen oder Schließen wenigstens eines Schaltelementes der Schaltvorrichtung 7 ansteuern. Weiterhin kann durch das Steuergerät 12 ein Einstellen eines bidirektionalen Betriebes des Gleichspannungswandlers 6 vorgenommen werden, so dass ein Energiefluss von der Kontaktvorrichtung 8 zu dem Traktionsenergiespeicher 2 möglich ist. Nach Beendigung des Ladevorgangs kann durch das Steuergerät 12 auch eine Ansteuerung des Gleichspannungswandlers 6 derart erfolgen, dass ein Energiefluss von dem Traktionsenergiespeicher 2 zu dem Niederspannungsbordnetz 3, beispielsweise zu der Niederspannungsbatterie 4 des Niederspannungsbordnetzes 3, möglich ist.
  • Die Kontaktvorrichtung 8 ist dazu ausgebildet, Ströme mit zu 100 A, bevorzugt Ströme mit 200 A, 250 A, 300 A, 350 A, 400 A oder 500 A zu führen. Auch Ströme mit einer geringeren Stromstärke können geführt werden. Die maximale Stromstärke, welche durch die Kontaktvorrichtung 8 geführt und durch das Kraftfahrzeug 1 geleitet werden kann, kann sich insbesondere nach einer maximalen Leistung des Gleichspannungswandlers 6 richten. Der Gleichspannungswandler 6 ist für die über die Kontaktvorrichtung 8 aufzunehmende Stromstärke bzw. die sich aus der verwendeten Spannung des Gleichstroms und der Stromstärke ergebenden Leistung dauerleistungsfähig ausgeführt. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Gleichspannungswandler 6 eine Auslegung für eine Leistung zwischen 1 kW und 5 kW, insbesondere von 3 kW auf. Dazu kann beispielsweise bei einer Spannung von 12 V ein Strom bis zu 250 A von der Ladestation 11 über die Kontaktvorrichtung 8 an den Gleichspannungswandler 6 fließen. Durch den Gleichspannungswandler 6 wird dieser Strom in einen Gleichstrom gewandelt, dessen Spannung der Spannung des Traktionsenergiespeichers 2 entspricht, so dass ein Laden des Traktionsenergiespeichers 2 erfolgen kann.

Claims (9)

  1. Kraftfahrzeug umfassend ein Niederspannungsbordnetz (3), einen elektrischen Traktionsenergiespeicher (2), einen Gleichspannungswandler (6) und eine Kontaktvorrichtung (8) zur elektrischen Kontaktierung einer fahrzeugexternen Energiequelle, wobei der Gleichspannungswandler (6) bidirektional betreibbar ist und das Niederspannungsbordnetz (3) und die Kontaktvorrichtung (8) mit einer ersten Seite (7) des Gleichspannungswandlers (6) und der Traktionsenergiespeicher (2) mit einer zweiten Seite (9) des Gleichspannungswandlers (6) verbunden sind.
  2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungswandler (6) zur bidirektionalen Wandlung einer Spannung zwischen 12 V und 48 V in eine Spannung des Traktionsenergiespeichers (2) ausgebildet ist.
  3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kontaktvorrichtung (8) und dem Gleichspannungswandler (6) eine Schaltvorrichtung (10), insbesondere wenigstens ein Halbleiterschalter und/oder wenigstens ein Schütz, angeordnet ist.
  4. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktvorrichtung (8) zur Verbindung mit einer eine Schutzkleinspannung bereitstellenden Energiequelle ausgebildet ist.
  5. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktvorrichtung (8) und/oder der Gleichspannungswandler (6) zum kontinuierlichen Führen von Strömen mit 100 A ausgebildet sind.
  6. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungswandler (6) dauerleistungsfähig ist und/oder dass der Gleichspannungswandler (6) für eine Leistung zwischen 1 kW und 5 kW, insbesondere von 3 kW, ausgebildet ist.
  7. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktvorrichtung (8) einen bewegbaren Stromabnehmer (14) umfasst, wobei der Stromabnehmer (14) zur Kontaktierung einer Kontaktanordnung (17) der Energiequelle ausgebildet ist.
  8. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (1) eine Kommunikationseinrichtung (13) zur Kommunikation mit der fahrzeugexternen Energiequelle umfasst.
  9. Verfahren zum Laden eines elektrischen Traktionsenergiespeichers (2) eines Kraftfahrzeugs (1), wobei über eine Kontaktvorrichtung (8) des Kraftfahrzeugs (1) von einer fahrzeugexternen Energiequelle ein Strom aufgenommen wird, wobei der Strom durch einen ein Niederspannungsbordnetz (3) mit dem Traktionsenergiespeicher (2) verbindenden, bidirektionalen Gleichspannungswandler (6) zu einem Einspeisen in den Traktionsenergiespeicher (2) gewandelt wird.
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