DE102020132649A1 - Optimized charging infrastructure - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein System umfassend ein elektrisch antreibbares Fahrzeug und ein Ladekabel, wobei das elektrisch antreibbare Fahrzeug ein Energieversorgungssystem mit zumindest einer ersten Hochvoltspeicher-Gleichspannungsquelle, einer zweiten Hochvolt-Gleichspannungsquelle, einem Hochvolt-Hochvolt-Gleichspannungswandler und einer Ladeschnittstelle umfasst, wobei die erste Hochvolt-Gleichspannungsquelle eine erste Hochvolt-Gleichspannung und die zweite Hochvolt-Gleichspannungsquelle eine zweite Hochvolt-Gleichspannung bereitstellt, die voneinander verschieden sind, wobei das Ladekabel zumindest einen Wechselspannungs-Gleichspannungswandler umfasst, und wobei der Hochvolt-Hochvolt-Gleichspannungswandler dazu eingerichtet ist, zumindest eine der ersten Hochvolt-Gleichspannung und der zweiten Hochvolt-Gleichspannung in die jeweils andere zu wandeln und ferner dazu, als eine Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandlerstufe des Wechselspannungs-Gleichspannungswandler mit diesem gemeinsam eine externe Netzspannung in die erste oder zweite Hochvolt-Gleichspannung zu wandeln.The invention relates to a system comprising an electrically drivable vehicle and a charging cable, the electrically drivable vehicle comprising an energy supply system with at least a first high-voltage storage DC voltage source, a second high-voltage DC voltage source, a high-voltage high-voltage DC voltage converter and a charging interface, the first high-voltage - DC voltage source provides a first high-voltage DC voltage and the second high-voltage DC voltage source provides a second high-voltage DC voltage, which are different from each other, wherein the charging cable comprises at least one AC-DC converter, and wherein the high-voltage-high-voltage DC-DC converter is set up to use at least one of to convert the first high-voltage direct current voltage and the second high-voltage direct current voltage into the other one and further to this, as a direct current-to-direct current converter stage of the alternating current to direct current converter with this in common m to convert an external mains voltage into the first or second high-voltage direct current.
Description
Die Erfindung betrifft ein System für eine optimierte Ladeinfrastruktur eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs.The invention relates to a system for an optimized charging infrastructure for an electrically powered vehicle.
Elektrisch antreibbare Fahrzeuge erfordern eine Ladeinfrastruktur zum Laden der internen Spannungsquellen basierend auf einer extern bereitgestellten Netzspannung. Die bereitgestellten Netzspannungen variieren jedoch stark zwischen Wechsel- und Gleichspannungen sowie in Bezug auf die bereitgestellte Amplitude. Die Unterschiede sind den verschiedenen Netzanbietern, verwendeten externen Ladesystemen und den gebietsabhängigen Standards geschuldet (z.B. unterschiedliche Länder mit unterschiedlichen Netzspannungen). Vor diesem Hintergrund ist die Adaptionsfähigkeit des internen Energieversorgungssystems eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs ein wichtiger Aspekt, um beispielsweise Ladezeiten zu verkürzen und Speicherkapazitäten bestmöglich auszunutzen.Electrically powered vehicles require a charging infrastructure for charging the internal voltage sources based on an externally provided mains voltage. However, the mains voltages provided vary widely between AC and DC voltages and in terms of the amplitude provided. The differences are due to the different network providers, external charging systems used and the area-specific standards (e.g. different countries with different mains voltages). Against this background, the adaptability of the internal energy supply system of an electrically driven vehicle is an important aspect, for example in order to shorten charging times and make the best possible use of storage capacities.
Aus dem Stand der Technik sind elektrisch antreibbare Fahrzeuge bekannt, die in einer Ladeelektronik einen Wechselspannungs-Gleichspannungswandler umfassen. Dieser ist dann eingerichtet, die durch die Netzspannung bereitgestellte Wechselspannung in eine Gleichspannung zu wandeln. Ferner ist dem Wechselspannungs-Gleichspannungswandler ausgangsseitig eine Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandlerstufe zugeordnet, um die durch den Wechselspannungs-Gleichspannungswandler bereitgestellte Gleichspannung an eine interne Gleichspannung des Fahrzeugs anzupassen.Electrically driven vehicles are known from the prior art, which include an AC/DC converter in charging electronics. This is then set up to convert the AC voltage provided by the mains voltage into a DC voltage. Furthermore, the AC/DC converter is assigned a DC/DC converter stage on the output side in order to adapt the DC voltage provided by the AC/DC converter to an internal DC voltage of the vehicle.
Aus der
Elektrisch antreibbare Fahrzeuge weisen heutzutage aufgrund von unterschiedlichen Hochvolt-Gleichspannungsnutzern, die mit Gleichspannungen unterschiedlicher Amplitude betrieben werden, und aus Gründen einer verbesserten Redundanz und Ausfallsicherheit vermehrt auch unterschiedliche interne Hochvolt-Gleichspannungs-Bordnetze auf. Die Redundanz kann dann dadurch erreicht werden, dass ein Energieversorgungssystem des Fahrzeugs einen Hochvolt-Gleichspannungs-Gleichspannungswandler umfasst, der es ermöglicht, eine erste interne Hochvolt-Gleichspannung und eine zweite interne Hochvolt-Gleichspannung des Fahrzeugs ineinander zu wandeln. In Anbetracht der vorgehend beschriebenen nötigen Ladeelektronik führt dies aber zu einem Gesamtsystem mit hoher Komplexität. Zudem ist das Gewicht eines solchen Fahrzeugs hoch.Electrically powered vehicles today increasingly have different internal high-voltage DC vehicle electrical systems due to different high-voltage DC voltage users, which are operated with DC voltages of different amplitudes, and for reasons of improved redundancy and reliability. The redundancy can then be achieved in that an energy supply system of the vehicle includes a high-voltage direct current voltage direct current converter, which makes it possible to convert a first internal high-voltage direct current voltage and a second internal high-voltage direct current voltage of the vehicle into one another. In view of the necessary charging electronics described above, however, this leads to an overall system with a high degree of complexity. In addition, the weight of such a vehicle is high.
Die zugrundeliegende technische Aufgabe kann darin gesehen werden, ein System umfassend ein elektrisch antreibbaren Fahrzeug und ein Ladekabel bereitzustellen, bei dem die Komplexität gegenüber dem Stand der Technik reduziert werden kann und das einen effizienteren Betrieb und Ladevorgang des Fahrzeugs ermöglicht.The underlying technical task can be seen as providing a system comprising an electrically drivable vehicle and a charging cable, in which the complexity can be reduced compared to the prior art and which enables more efficient operation and charging of the vehicle.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.The object is solved by the subject matter of the independent patent claim. Preferred configurations of the invention are specified in the dependent claims and the following description, each of which individually or in combination can represent an aspect of the invention.
Es wird unter anderem ein System mit einem elektrisch antreibbaren Fahrzeug und einem Ladekabel bereitgestellt.Among other things, a system with an electrically drivable vehicle and a charging cable is provided.
Das elektrisch antreibbare Fahrzeug umfasst ein Energieversorgungssystem mit zumindest einer ersten Hochvoltspeicher-Gleichspannungsquelle, einer zweiten Hochvolt-Gleichspannungsquelle, einem Hochvolt-Hochvolt-Gleichspannungswandler (HV-DCDC) und einer Ladeschnittstelle. Die erste Hochvolt-Gleichspannungsquelle stellt eine erste Hochvolt-Gleichspannung bereit. Die zweite Hochvolt-Gleichspannungsquelle stellt eine zweite Hochvolt-Gleichspannung bereit. Die erste Hochvolt-Gleichspannung ist von der zweiten Hochvolt-Gleichspannung verschieden.The electrically drivable vehicle includes an energy supply system with at least a first high-voltage storage DC voltage source, a second high-voltage DC voltage source, a high-voltage high-voltage DC-DC converter (HV-DCDC) and a charging interface. The first high-voltage DC voltage source provides a first high-voltage DC voltage. The second high-voltage DC voltage source provides a second high-voltage DC voltage. The first high-voltage direct current is different from the second high-voltage direct current.
Das Ladekabel umfasst zumindest ein Netzende mit einer Netzschnittstelle, eine Leistungselektronik mit einem Wechselspannungs-Gleichspannungswandler (ACDC) und ein Fahrzeugende, wobei das Fahrzeugende mit der Ladeschnittstelle elektrisch leitend koppelbar ist.The charging cable comprises at least one network end with a network interface, power electronics with an AC/DC converter (ACDC) and a vehicle end, with the vehicle end being able to be electrically conductively coupled to the charging interface.
Der HV-DCDC ist dazu eingerichtet, zumindest eine der ersten Hochvolt-Gleichspannung und der zweiten Hochvolt-Gleichspannung in die jeweils andere zu wandeln und ferner dazu eingerichtet, als eine Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandlerstufe des ACDCs zu wirken, sodass der Wechselspannungs-Gleichspannungswandler und der Hochvolt-Hochvolt-Gleichspannungswandler gemeinsam eine externe Wechsel- oder Gleichspannung, die als Netzspannung am Netzende des Ladekabels anliegt, in die erste Hochvolt-Gleichspannung oder die zweite Hochvolt-Gleichspannung umwandeln.The HV-DCDC is configured to convert at least one of the first high-voltage DC voltage and the second high-voltage DC voltage to the other and is further configured to act as a DC-DC converter stage of the ACDC so that the change Voltage DC converter and the high-voltage high-voltage DC converter together convert an external AC or DC voltage, which is present as mains voltage at the network end of the charging cable, into the first high-voltage DC voltage or the second high-voltage DC voltage.
Hochvolt-Gleichspannungen sind im Sinne der Offenbarung durch eine Potentialdifferenz von mindestens 60 Volt gekennzeichnet. Vorliegend können die Hochvolt-Gleichspannungen mehrere Hundert Volt betragen, z. B. 200 V, 400 V, 450 V, 600 V, 800 V, 1200 V oder auch Spannungswerte zwischen den genannten. Bei der ersten und/oder der zweiten Hochvolt-Gleichspannungsquelle kann es sich jeweils beispielsweise um eine aufladbare Traktionsbatterie oder einen Brennstoffzellenstapel handeln. Die redundante Versorgung durch zwei unabhängige Hochvolt-Gleichspannungsquellen verbessert die Verfügbarkeit/Ausfallsicherheit der Energieversorgung, insbesondere von gespeisten Hochvolt- und Niedervolt-Bordnetzen.According to the disclosure, high-voltage direct currents are characterized by a potential difference of at least 60 volts. In the present case, the high-voltage direct currents can amount to several hundred volts, e.g. B. 200 V, 400 V, 450 V, 600 V, 800 V, 1200 V or voltage values between the mentioned. The first and/or the second high-voltage DC voltage source can each be a chargeable traction battery or a fuel cell stack, for example. The redundant supply from two independent high-voltage DC voltage sources improves the availability/failsafety of the energy supply, especially of high-voltage and low-voltage on-board electrical systems.
Bei der ersten und zweiten Hochvolt-Gleichspannung kann es sich jeweils um Nennspannungen handeln. Die höhere Nennspannung kann vorzugsweise das 1,5-fache bis 5-fache der niedrigeren Nennspannung betragen. Beispielsweise kann die erste Hochvolt-Gleichspannung 800 V und die zweite Hochvolt-Gleichspannung 400 V, also die Hälfte, betragen.The first and second high-voltage direct current can each be nominal voltages. The higher rated voltage may preferably be 1.5 to 5 times the lower rated voltage. For example, the first high-voltage direct current can be 800 V and the second high-voltage direct current can be 400 V, ie half.
Durch die Bereitstellung unterschiedlicher Hochvolt-Gleichspannungen lassen sich Verbraucher mit unterschiedlichen Lastprofilen jeweils optimiert mit einer der unterschiedlichen Hochvolt-Gleichspannungen versorgen.By providing different high-voltage direct currents, consumers with different load profiles can each be optimally supplied with one of the different high-voltage direct currents.
Die Multifunktionalität des im Fahrzeug angeordneten HV-DCDC ermöglicht insofern, dass die durch den ACDC bereitgestellte Gleichspannung einer Amplitude nach während des Ladevorgangs durch den HV-DCDC angepasst wird, um die erste und/oder zweite Hochvolt-Gleichspannungsquelle zu laden. Die Anpassung der Amplitude der durch den ACDC bereitgestellten Gleichspannung wirkt sich positiv auf die zum Laden einer Gleichspannungsquelle benötigte Zeitspanne aus, was von wesentlichem Interesse für den Nutzer des Fahrzeugs ist.The multifunctionality of the HV-DCDC arranged in the vehicle allows the DC voltage provided by the ACDC to be adjusted in amplitude during the charging process by the HV-DCDC in order to charge the first and/or second high-voltage DC voltage source. Adjusting the amplitude of the DC voltage provided by the ACDC has a positive effect on the time required to charge a DC voltage source, which is of significant interest to the user of the vehicle.
Die Multifunktionalität des im Fahrzeug angeordneten HV-DCDCs ermöglicht zusätzlich, dass das Ladekabel keine separate Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandlerstufe umfassen muss. Da ein als Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandlerstufe wirkender HV-DCDC für die hier typischen Spannungen von mehreren Hundert Volt regelmäßig voluminös und schwer gegenüber dem zugeordneten ACDC ist, wird durch die Vermeidung innerhalb des Ladekabels ein großer Teil des Bauraums zur anderweitigen Nutzung gewonnen. Zudem wird dadurch, dass die Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandlerstufe im Ladekabel entfällt, das Kühlkonzept innerhalb des Ladekabels vereinfacht, da ACDC und zugeordnete Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandlerstufe nicht gemeinsam innerhalb eines Gehäuses bezüglich der Wärmeentwicklung berücksichtigt werden müssen. In erster Linie kann deshalb der ACDC vergrößert werden, so dass bei gleichem Leitungsquerschnitt des Ladekabels eine erhöhte elektrische Leistung übertragen werden kann. Dadurch kann, eine konstante Speicherkapazität der Hochvolt-Gleichspannungsquellen des Fahrzeugs vorausgesetzt, der Ladevorgang insgesamt nochmals beschleunigt werden.The multifunctionality of the HV-DCDC arranged in the vehicle also means that the charging cable does not have to include a separate DC-DC converter stage. Since an HV-DCDC acting as a DC-DC converter stage for the typical voltages of several hundred volts is usually bulky and heavy compared to the associated ACDC, avoiding this within the charging cable frees up a large part of the installation space for other uses. In addition, the fact that there is no DC-DC converter stage in the charging cable simplifies the cooling concept within the charging cable, since ACDC and the associated DC-DC converter stage do not have to be taken into account together within one housing with regard to heat generation. First and foremost, the ACDC can therefore be increased so that an increased electrical power can be transmitted with the same cable cross-section of the charging cable. Assuming the vehicle's high-voltage direct current sources have a constant storage capacity, this means that the overall charging process can be further accelerated.
Das System kann vorteilhaft so eingerichtet sein, dass der ACDC keine Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandlerstufe aufweist. Die Funktionalität der Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandlerstufe wird vom HV-DCDC übernommen. Insofern kann eine separate, im Ladekabel angeordnete Wandlerstufe entfallen. Dadurch wird ein großer Teil des Bauraums im Ladekabel gewonnen. Zudem wird das Kühlkonzept vereinfacht, da lediglich die Abwärme des ACDC berücksichtigt werden muss. Einen konstanten Bauraum des Ladekabels vorausgesetzt, kann der ACDC dann für größere elektrische Leistungen ausgelegt werden, so dass der Ladeprozess beschleunigt werden kann.The system can advantageously be set up in such a way that the ACDC does not have a DC-DC converter stage. The functionality of the DC-DC converter stage is taken over by the HV-DCDC. In this respect, a separate converter stage arranged in the charging cable can be omitted. This frees up a large part of the installation space in the charging cable. In addition, the cooling concept is simplified, since only the waste heat from the ACDC has to be taken into account. Assuming that the charging cable has a constant installation space, the ACDC can then be designed for greater electrical power, so that the charging process can be accelerated.
Der ACDC kann eingerichtet sein, die externe Netzspannung in eine Leistungsspannung zu wandeln, die mittels zumindest eines Leiters des Ladekabels übertragbar ist, und der HV-DCDC kann eingerichtet sein, die Leistungsspannung in zumindest eine der ersten und zweiten Hochvolt-Gleichspannungen zu wandeln.The ACDC can be set up to convert the external mains voltage into a power voltage that can be transmitted using at least one conductor of the charging cable, and the HV-DCDC can be set up to convert the power voltage into at least one of the first and second high-voltage direct currents.
Insbesondere ist der ACDC dazu eingerichtet, die externe Netzspannung stets in die Leistungsspannung zu wandeln, soweit die Netzspannung eine Wechselspannung ist.In particular, the ACDC is set up to always convert the external mains voltage into the power voltage if the mains voltage is an AC voltage.
Das Ladekabel kann auch einen Bypass umfassen, so dass der ACDC überbrückt werden kann, wenn als Netzspannung VSUP eine Gleichspannung bereitgestellt wird. Dann kann dasselbe Ladekabel auch zum Gleichspannungs-Laden genutzt werden, wobei der HV-DCDC die Amplitude der extern anliegenden Gleichspannung als Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandlerstufe entsprechend anpasst.The charging cable can also include a bypass so that the ACDC can be bypassed when a DC voltage is provided as the mains voltage VSUP. The same charging cable can then also be used for direct voltage charging, with the HV-DCDC adapting the amplitude of the externally applied direct voltage as a direct voltage to direct voltage converter stage accordingly.
In anderen Worten, kann die vom ACDC bereitgestellte Gleichspannung anhand des HV-DCDC nicht nur der Amplitude nach angepasst werden, sondern insbesondere derart angepasst werden, dass die Ausgangsspannung des HV-DCDC der Nennspannung entweder der ersten oder zweiten Hochvolt-Gleichspannungsquelle entspricht. Dadurch kann die erste und/oder zweite Hochvolt-Gleichspannungsquelle mit der entsprechenden Nennspannung direkt geladen werden.In other words, the DC voltage provided by the ACDC can not only be adjusted in terms of amplitude using the HV-DCDC, but in particular can be adjusted in such a way that the output voltage of the HV-DCDC corresponds to the nominal voltage of either the first or the second high-voltage DC voltage source. As a result, the first and/or second high-voltage DC voltage source can be charged directly with the corresponding nominal voltage.
Unter einem direkten Laden ist vorliegend zu verstehen, dass die jeweilige Hochvolt-Gleichspannungsquelle entsprechend ihrer Nennspannung, also der jeweiligen Hochvolt-Gleichspannung geladen werden kann. Dadurch kann der Ladevorgang der ersten und/oder zweiten Hochvolt-Gleichspannungsquelle gegenüber einem Ladevorgang beschleunigt werden, bei dem die Ladespannung der Amplitude nach nicht der Nennspannung der jeweiligen Hochvolt-Gleichspannungsquelle entspricht.In the present case, direct charging means that the respective high-voltage DC voltage source can be charged according to its rated voltage, ie the respective high-voltage DC voltage. As a result, the charging process of the first and/or second high-voltage DC voltage source can be accelerated compared to a charging process in which the amplitude of the charging voltage does not correspond to the nominal voltage of the respective high-voltage DC voltage source.
Der HV-DCDC kann ein bidirektionaler Gleichspannungswandler sein. Die erste und zweite Hochvolt-Gleichspannungsquelle können jeweils Teil unterschiedlicher Hochvolt-Bordnetze des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs sein. Der HV-DCDC kann die Schnittstelle zwischen diesen Hochvolt-Bordnetzen darstellen. Da die erste Hochvolt-Gleichspannung der ersten Hochvolt-Gleichspannungsquelle verschieden von der zweiten Hochvolt-Gleichspannung der zweiten Hochvolt-Gleichspannungsquelle ist, kann der HV-DCDC durch die Bidirektionalität dann eingerichtet sein, die Hochvolt-Gleichspannungen ineinander zu wandeln und umgekehrt. Dadurch wird die Redundanz des Energieversorgungssystems verbessert.The HV-DCDC can be a bi-directional DC-DC converter. The first and second high-voltage direct voltage sources can each be part of different high-voltage vehicle electrical systems of the electrically drivable vehicle. The HV-DCDC can represent the interface between these high-voltage vehicle electrical systems. Since the first high-voltage DC voltage of the first high-voltage DC voltage source is different from the second high-voltage DC voltage of the second high-voltage DC voltage source, the HV-DCDC can then be set up by the bidirectionality to convert the high-voltage DC voltages into one another and vice versa. This improves the redundancy of the energy supply system.
Die Ausfallsicherheit des Systems ist deshalb gegenüber bekannten Systemen mit nur einer Hochvolt-Gleichspannungsquelle verbessert. Der HV-DCDC kann also während des Fahrbetriebs die Wandlung der Hochvolt-Gleichspannungen ineinander gewährleisten, sofern dies nötig ist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine der beiden Hochvolt-Gleichspannungsquellen eine Versorgungsspannung (z.B. für einen entsprechenden Verbraucher) während des Fahrbetriebs (Nicht-Ladevorgangs) nicht mehr bereitstellen kann, beispielsweise aufgrund eines Defekts oder eines ungenügenden Ladezustands. Dann kann diese Versorgungsspannung von der anderen Hochvolt-Gleichspannungsquelle bereitgestellt werden, wobei der HV-DCDC die Amplitude entsprechend wandelt.The reliability of the system is therefore improved compared to known systems with only one high-voltage DC voltage source. The HV-DCDC can therefore ensure the conversion of the high-voltage direct currents into one another while driving, if this is necessary. This is particularly advantageous if one of the two high-voltage DC voltage sources can no longer provide a supply voltage (e.g. for a corresponding consumer) while driving (non-charging process), for example due to a defect or an insufficient charge level. This supply voltage can then be provided by the other high-voltage direct current source, with the HV-DCDC converting the amplitude accordingly.
Das Energieversorgungssystem kann ferner zumindest einen ersten Hochvolt-Niedervolt-Gleichspannungswandler und einen zweiten Hochvolt-Niedervolt-Gleichspannungswandler umfassen, wobei der erste Hochvolt-Niedervolt-Gleichspannungswandler eingerichtet sein kann, um die erste Hochvolt-Gleichspannung der ersten Hochvolt-Gleichspannungsquelle in eine Niedervolt-Gleichspannung zu wandeln, und wobei der zweite Hochvolt-Niedervolt-Gleichspannungswandler eingerichtet sein kann, um die zweite Hochvolt-Gleichspannung der zweiten Hochvolt-Gleichspannungsquelle in die Niedervolt-Gleichspannung zu wandeln.The energy supply system can also include at least a first high-voltage/low-voltage DC converter and a second high-voltage/low-voltage DC converter, it being possible for the first high-voltage/low-voltage DC converter to be set up to convert the first high-voltage DC voltage from the first high-voltage DC voltage source into a low-voltage DC voltage to convert, and wherein the second high-voltage low-voltage DC voltage converter can be set up to convert the second high-voltage DC voltage of the second high-voltage DC voltage source into the low-voltage DC voltage.
Elektrisch antreibbare Fahrzeuge weisen üblicherweise eine Vielzahl elektrischer Verbraucher auf. Einige davon sind Niedervolt-Verbraucher. Durch die Bereitstellung eines ersten und eines zweiten Hochvolt-Niedervolt-Gleichspannungswandlers kann die Niedervolt-Gleichspannung bereitgestellt werden, ohne einen gesonderten Niedervolt-Akkumulator zu benötigen.Electrically powered vehicles usually have a large number of electrical consumers. Some of them are low-voltage consumers. By providing a first and a second high-voltage/low-voltage DC converter, the low-voltage DC voltage can be provided without requiring a separate low-voltage accumulator.
Zudem wird die Redundanz bezüglich der Bereitstellung der Niedervolt-Gleichspannung verbessert, da diese sowohl auf Basis der ersten Hochvolt-Gleichspannungsquelle, als auch auf Basis der zweiten Hochvolt-Gleichspannungsquelle bereitgestellt werden kann.In addition, the redundancy with regard to the provision of the low-voltage direct voltage is improved, since this can be provided both on the basis of the first high-voltage direct voltage source and on the basis of the second high-voltage direct voltage source.
Das Energieversorgungssystem kann eingerichtet sein, um ein Niedervolt-Bordnetz selektiv durch den ersten Hochvolt-Niedervolt-Gleichspannungswandler und/oder durch den zweiten Hochvolt-Niedervolt-Gleichspannungswandler mit elektrischer Energie zu versorgen. Dadurch wird die Ausfallsicherheit bezüglich des Niedervolt-Bordnetzes weiter verbessert. Sollte eine der beiden Hochvolt-Gleichspannungsquellen defekt sein oder einen niedrigen Ladezustand aufweisen, kann das Niedervolt-Bordnetz selektiv durch die andere Hochvolt-Gleichspannungsquelle elektrisch versorgt werden. Dadurch wird ein optimiertes Energiemanagement mit guter Effizienz bei einer gleichzeitig erhöhten Verfügbarkeit des Niedervolt-Bordnetzes bereitgestellt.The energy supply system can be set up to supply electrical energy to a low-voltage vehicle electrical system selectively through the first high-voltage/low-voltage direct current converter and/or through the second high-voltage/low-voltage direct current converter. This further improves the reliability with regard to the low-voltage vehicle electrical system. If one of the two high-voltage DC voltage sources is defective or has a low charge level, the low-voltage vehicle electrical system can be selectively supplied with electricity by the other high-voltage DC voltage source. This provides optimized energy management with good efficiency while at the same time increasing the availability of the low-voltage vehicle electrical system.
Das Energieversorgungssystem kann derart eingerichtet sein, dass der erste Hochvolt-Niedervolt-Gleichspannungswandler mit der ersten Hochvolt-Gleichspannung aus der ersten Hochvolt-Gleichspannungsquelle und/oder aus dem HV-DCDC gespeist werden kann, und dass der zweite Hochvolt-Niedervolt-Gleichspannungswandler mit der zweiten Hochvolt-Gleichspannung aus der zweiten Hochvolt-Gleichspannungsquelle und/oder aus dem HV-DCDC gespeist werden kann. Dies erhöht die Verfügbarkeit der Niedervolt-Gleichspannung und eröffnet neue Freiheitsgrade beim Energiemanagement.The energy supply system can be set up in such a way that the first high-voltage/low-voltage direct current converter can be fed with the first high-voltage direct current from the first high-voltage direct current source and/or from the HV-DCDC, and that the second high-voltage/low-voltage direct current converter can be fed with the second high-voltage direct current can be fed from the second high-voltage direct current source and/or from the HV-DCDC. This increases the availability of the low-voltage direct current and opens up new degrees of freedom in energy management.
Das Energieversorgungssystem kann einen ersten Hochvolt-Konnektor umfassen, um die erste Hochvolt-Gleichspannung zur Energieversorgung eines ersten Hochvolt-Bordnetzes bereitzustellen, und einen zweiten Hochvolt-Konnektor, um die zweite Hochvolt-Gleichspannung zur Energieversorgung eines zweiten Hochvolt-Bordnetzes bereitzustellen. Das erste und das zweite Hochvolt-Bordnetz können unterschiedliche Traktionsbordnetze sein.The energy supply system can include a first high-voltage connector to provide the first high-voltage direct current for supplying energy to a first high-voltage vehicle electrical system, and a second high-voltage connector to provide the second high-voltage direct current for supplying energy to a second high-voltage vehicle electrical system place. The first and the second high-voltage vehicle electrical system can be different traction vehicle electrical systems.
Das Energieversorgungssystem kann aktivierbare Sicherheitstrennelemente aufweisen. Sicherheitstrennelemente sind belastbare und zuverlässige Sicherheitskomponenten, um die vorgegebene Teile der Schaltung strom- und spannungslos zu schalten. So kann beispielsweise im Crash-Fall ein Stromschlag verhindert werden.The energy supply system can have activatable safety isolating elements. Safety isolating elements are resilient and reliable safety components in order to de-energize and de-energize the specified parts of the circuit. In the event of a crash, for example, an electric shock can be prevented.
Die Sicherheitstrennelemente können eingerichtet sein, um bei einem definierten Ereignis den ersten und/oder zweiten Hochvolt-Konnektor von der elektrischen Schaltung zu trennen, ohne eine Energieversorgung des Niedervolt-Bordnetzes zu unterbrechen. In anderen Worten, können im Falle eines Unfalls alle Hochvolt-Anschlüsse des Energieversorgungssystems von den Sicherheitstrennelementen (selektiv) spannungs- und stromlos geschaltet werden, während die Spannungsversorgung des Niedervolt-Bordnetzes aufrechterhalten wird. Das Niedervolt-Bordnetz weist typischerweise Verbraucher auf, die auch im Crash-Fall noch mit Spannung versorgt werden sollten.The safety isolating elements can be set up to disconnect the first and/or second high-voltage connector from the electrical circuit in the event of a defined event, without interrupting an energy supply to the low-voltage vehicle electrical system. In other words, in the event of an accident, all high-voltage connections of the energy supply system can be (selectively) de-energized and de-energized by the safety isolating elements, while the voltage supply of the low-voltage vehicle electrical system is maintained. The low-voltage vehicle electrical system typically has consumers that should still be supplied with voltage even in the event of a crash.
Das Ladekabel kann einen Leistungsfaktorkorrekturfilter umfassen, der mit einem Ausgang des ACDC elektrisch verbunden sein kann, um Oberwellen und Irregularitäten, die bei der Gleichrichtung auftreten können, auszugleichen oder zu reduzieren. Die vom Leistungsfaktorkorrekturfilter ausgegebene geglättete Hochvolt-Gleichspannung kann dann an der Fahrzeugschnittstelle bereitgestellt werden.The charging cable may include a power factor correction filter that may be electrically connected to an output of the ACDC to cancel or reduce harmonics and irregularities that may occur during rectification. The smoothed high-voltage direct current output by the power factor correction filter can then be provided at the vehicle interface.
Als elektrisch antreibbare Fahrzeuge sollen insbesondere Landfahrzeuge, nämlich unter Anderem Gelände- und Straßenfahrzeuge wie Personenkraftwagen, Busse, Lastkraftwagen und andere Nutzfahrzeuge, Schienenfahrzeuge (Bahnen), aber auch Wasserfahrzeuge (Boote) und Luftfahrzeuge wie Hubschrauber, Multicopter, Propellerflugzeuge, Strahlflugzeuge gelten, welche zumindest einen dem Vortrieb des Fahrzeugs dienenden Elektromotor aufweisen. Fahrzeuge können bemannt oder unbemannt sein. Neben reinen Elektrofahrzeugen (BEV) sollen durch die Definition beispielsweise auch Hybridelektrofahrzeuge (HEV), Plug-in-Hybride (PHEV) und Brennstoffzellenfahrzeuge (FCHV) umfasst werden.In particular, land vehicles, namely off-road and road vehicles such as passenger cars, buses, trucks and other commercial vehicles, rail vehicles (trains), but also watercraft (boats) and aircraft such as helicopters, multicopters, propeller aircraft, jet aircraft should be considered to be electrically powered vehicles, which at least have an electric motor used to propel the vehicle. Vehicles can be manned or unmanned. In addition to pure electric vehicles (BEV), the definition should also include hybrid electric vehicles (HEV), plug-in hybrids (PHEV) and fuel cell vehicles (FCHV).
Gemäß einem Aspekt ist der erste Hochvolt-Niedervolt-Gleichspannungswandler eingerichtet und innerhalb der elektrischen Schaltung angeordnet, um eine erste Hochvolt-Gleichspannung der ersten Hochvolt-Gleichspannungsquelle in eine Niedervolt-Gleichspannung zu wandeln. So kann eine Niedervolt-Gleichspannung bereitgestellt werden, ohne einen gesonderten Niedervolt-Akkumulator zu benötigen.According to one aspect, the first high-voltage/low-voltage DC voltage converter is set up and arranged within the electrical circuit in order to convert a first high-voltage DC voltage from the first high-voltage DC voltage source into a low-voltage DC voltage. A low-voltage direct current can thus be provided without requiring a separate low-voltage accumulator.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist der zweite Hochvolt-Niedervolt-Gleichspannungswandler eingerichtet und innerhalb der elektrischen Schaltung angeordnet, um eine zweite Hochvolt-Gleichspannung der zweiten Hochvolt-Gleichspannungsquelle ebenfalls in die Niedervolt-Gleichspannung zu wandeln. Durch die entstehende Redundanz wird die Verfügbarkeit der Niedervolt-Gleichspannung erhöht.According to a further aspect, the second high-voltage/low-voltage DC voltage converter is set up and arranged within the electrical circuit in order to also convert a second high-voltage DC voltage from the second high-voltage DC voltage source into the low-voltage DC voltage. The resulting redundancy increases the availability of the low-voltage direct current.
Gemäß einem vorteilhaften Aspekt ist das Energieversorgungssystem eingerichtet, um an einem Hochvolt-Konnektor die erste Hochvolt-Gleichspannung zur Energieversorgung eines ersten Hochvolt-Bordnetzes bereitzustellen. Bei dem ersten Hochvolt-Bordnetz kann es sich um ein Traktionsbordnetz handeln, welches zumindest einen Traktionsmotor umfasst.According to one advantageous aspect, the energy supply system is set up to provide the first high-voltage direct current at a high-voltage connector to supply energy to a first high-voltage vehicle electrical system. The first high-voltage vehicle electrical system can be a traction vehicle electrical system, which includes at least one traction motor.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Aspekt ist das Energieversorgungssystem eingerichtet, um an einem Hochvolt-Konnektor die zweite Hochvolt-Gleichspannung zur Energieversorgung eines zweiten Hochvolt-Bordnetzes bereitzustellen. Das zweite Hochvolt-Bordnetz kann ebenfalls ein Traktionsbordnetz sein.According to a further advantageous aspect, the energy supply system is set up to provide the second high-voltage direct current at a high-voltage connector for the energy supply of a second high-voltage vehicle electrical system. The second high-voltage electrical system can also be a traction electrical system.
Vorteilhaft sind die erste Hochvolt-Gleichspannungsquelle, die zweite Hochvolt-Gleichspannungsquelle, der erste Hochvolt-Niedervolt-Gleichspannungswandler und der zweite Hochvolt-Niedervolt-Gleichspannungswandler in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet.The first high-voltage DC voltage source, the second high-voltage DC voltage source, the first high-voltage/low-voltage DC voltage converter and the second high-voltage/low-voltage DC voltage converter are advantageously arranged in a common housing.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibungen sowie aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. Es zeigen:
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1 eine vereinfachte schematische Darstellung des Systems umfassend ein Ladekabel und ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, und - -
2 eine vereinfachte schematische Darstellung des Energieversorgungssystems.
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1 a simplified schematic representation of the system comprising a charging cable and an electrically drivable vehicle, and - -
2 a simplified schematic representation of the power supply system.
Das Ladekabel 10 umfasst ein Netzende 12 mit einer Netzschnittstelle 14. Die Netzschnittstelle 14 ist zur Kopplung mit einer externen Ladeeinheit eingerichtet, beispielsweise einer herkömmlichen Ladesäule oder einem anderen Ladestandard. Am Netzende 12 ist ein Wechselspannungs-Gleichspannungswandler (ACDC) 16 angeordnet. Wenn das Ladekabel 10 mit einer externen Ladeeinheit elektrisch verbunden ist, wird der ACDC 16 mit einer externen Netzspannung VSUP beaufschlagt, sofern die Netzspannung eine Wechselspannung ist. Der ACDC 16 ist eingerichtet, um die externe Netzspannung VSUP (Wechselspannung) in eine als Gleichspannung ausgebildete Leistungsspannung VPOW zu wandeln und diese an einem Ausgang des ACDC 16 bereitzustellen. Die Leistungsspannung VPOW ist dabei stets die gleiche.The charging
Das Ladekabel 10 umfasst ferner eine Fahrzeugschnittstelle 18 und einen Leiter 20. Die vom ACDC 16 ausgegebene Leistungsspannung VPOW wird mittels des zumindest einen Leiters 20 an der Fahrzeugschnittstelle 18 bereitgestellt.The charging
Das Ladekabel 10 kann auch einen Bypass umfassen, so dass der ACDC 16 überbrückt werden kann, wenn als Netzspannung VSUP eine Gleichspannung bereitgestellt wird. Dann kann dasselbe Ladekabel 10 auch zum Gleichspannungs-Laden genutzt werden.The charging
Das elektrisch antreibbare Fahrzeug 50 umfasst ein Energieversorgungssystem 52 mit einer ersten Hochvolt-Gleichspannungsquelle 54, einer zweiten Hochvolt-Gleichspannungsquelle 56, einem Hochvolt-Hochvolt-Gleichspannungswandler (HV-DCDC) 58 und einer Ladeschnittstelle 60.The electrically
Die erste Hochvolt-Gleichspannungsquelle 54 hat als Nennspannung eine erste Hochvolt-Gleichspannung HV1. Die zweite Hochvolt-Gleichspannungsquelle 56 hat als Nennspannung eine zweite Hochvolt-Gleichspannung HV2. Die erste und die zweite Hochvolt-Gleichspannung HV1, HV2 sind insbesondere voneinander verschieden.The first high-voltage
Durch die erste und die zweite Hochvolt-Gleichspannungsquelle 54, 56 können zwei unterschiedliche Hochvolt-Bordnetze HV-BN1, HV-BN2 innerhalb des Energieversorgungssystems 52 bereitgestellt werden.Two different high-voltage vehicle electrical systems HV-BN1, HV-BN2 can be provided within the
Die Ladeschnittstelle 60 ist derart angeordnet und eingerichtet, dass sie mit der Fahrzeugschnittstelle 18 des Ladekabels 10 elektrisch leitend verbindbar ist.The charging
Der HV-DCDC 58 ist eingangsseitig mit einem Ausgang der Ladeschnittstelle 60 elektrisch verbunden. Ausgangsseitig ist der HV-DCDC 58 mit der ersten und der zweiten Hochvolt-Gleichspannungsquelle 54, 56 elektrisch verbunden. Die Ladeschnittstelle 60 kann auch in einem ersten oder zweiten Hochvolt-Bordnetz HV-BN1, HV-BN2 integriert sein, beispielsweise in einer Parallelschaltung zu entweder der ersten oder der zweiten Hochvolt-Gleichspannungsquelle 54, 56.The HV-
Der HV-DCDC 58 kann eingerichtet sein von der Ladeschnittstelle 60 die vom ACDC 16 bereitgestellte Leistungsspannung VPOW in zumindest eine der ersten und zweiten Hochvolt-Gleichspannung HV1, HV2 zu wandeln. Insofern kann die Amplitude der Leistungsspannung VSUP durch den HV-DCDC 58 derart angepasst werden, dass zumindest eine der beiden Hochvolt-Gleichspannungsquellen 54, 56 direkt geladen werden kann. In diesem Sinne kann der HV-DCDC 58 als Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandlerstufe des ACDCs 16 wirken. Der ACDC 16 und der HV-DCDC 58 können somit gemeinsam eine externe Wechsel- oder Gleichspannung, die als Netzspannung VSUP am Netzende 12 des Ladekabels 10 anliegt, in die erste Hochvolt-Gleichspannung HV1 oder die zweite Hochvolt-Gleichspannung HV2 umwandeln. Da nur der ACDC 16 im Ladekabel 10 angeordnet ist, steht für diesen mehr Bauraum zur Verfügung. Deshalb kann der ACDC 16 gegenüber einer Konfiguration, in der die Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandlerstufe ebenfalls im Ladekabel 10 angeordnet ist, größer ausgelegt werden. Somit kann über den zumindest einen Leiter 20 eine höhere elektrische Leistung übertragen werden.The HV-
Zudem kann der HV-DCDC 58 eine Mehrfachfunktion ausüben. Denn im Nicht-Ladezustand des elektrischen antreibbaren Fahrzeugs 50 kann der HV-DCDC 58 die erste und zweite Hochvolt-Gleichspannung ineinander wandeln. Sollte also eine Hochvolt-Gleichspannungsquelle 54, 56 defekt sein, oder einen niedrigen Ladezustand aufweisen, können die Verbraucher des jeweiligen Hochvolt-Bordnetzes HV-BN1, HV-BN2 anhand der anderen Hochvolt-Gleichspannungsquelle 54, 56 mithilfe des HV-DCDC 58 versorgt werden.In addition, the HV-
In
Das Energieversorgungssystem 52 umfasst eine elektrische Schaltung mit einer ersten Hochvolt-Gleichspannungsquelle 54, einer zweiten Hochvolt-Gleichspannungsquelle 56, einem ersten Hochvolt-Niedervolt-Gleichspannungswandler 62 und einem zweiten Hochvolt-Niedervolt-Gleichspannungswandler 64.The
Der erste Hochvolt-Niedervolt-Gleichspannungswandler 62 wandelt eine erste Hochvolt-Gleichspannung HV1 der ersten Hochvolt-Gleichspannungsquelle 54 in eine Niedervolt-Gleichspannung LV.The first high-voltage/low-
Der zweite Hochvolt-Niedervolt-Gleichspannungswandler 64 wandelt eine zweite Hochvolt-Gleichspannung HV2 der zweiten Hochvolt-Gleichspannungsquelle 56 ebenfalls in die Niedervolt-Gleichspannung LV.The second high-voltage/low-
Ein Niedervolt-Bordnetz LV-BN kann selektiv durch den ersten Hochvolt-Niedervolt-Gleichspannungswandler 62 und/oder durch den zweiten Hochvolt-Niedervolt-Gleichspannungswandler 64 mit elektrischer Energie versorgen werden.A low-voltage vehicle electrical system LV-BN can be supplied with electrical energy selectively by the first high-voltage/low-voltage direct
Die erste und die zweite Hochvolt-Gleichspannung HV1, HV2 sind verschieden. Die Nennspannungen betragen beispielsweise 800 V und 400 V.The first and the second high-voltage direct current HV1, HV2 are different. For example, the nominal voltages are 800 V and 400 V.
Das Energieversorgungssystem 52 umfasst weiterhin einen Hochvolt-Hochvolt-Gleichspannungswandler 58. Der Hochvolt-Hochvolt-Gleichspannungswandler 58 wandelt zumindest zeitweise die erste Hochvolt-Gleichspannung HV1 in die zweite Hochvolt-Gleichspannung HV2.The
Der zweite Hochvolt-Niedervolt-Gleichspannungswandler 64 wird mit der zweiten Hochvolt-Gleichspannung HV2 aus der zweiten Hochvolt-Gleichspannungsquelle 56 und/oder aus dem Hochvolt-Hochvolt-Gleichspannungswandler 58 gespeist.The second high-voltage/low-voltage
Bei dem Hochvolt-Hochvolt-Gleichspannungswandler 58 handelt es sich um einen bidirektionalen Gleichspannungswandler. Der bidirektionale Gleichspannungswandler kann beispielsweise mit einer DAB-Struktur (Dual-Active-Bridge-Topologie) aufgebaut sein, was neben der Bidirektionalität auch eine galvanische Potenzialtrennung und eine gute Parallelisierbarkeit vereint. Der Hochvolt-Hochvolt-Gleichspannungswandler 58 wandelt zumindest zeitweise die zweite Hochvolt-Gleichspannung HV2 in die erste Hochvolt-Gleichspannung HV1.The high-voltage-high-
Der erste Hochvolt-Niedervolt-Gleichspannungswandler 62 kann entsprechend mit der ersten Hochvolt-Gleichspannung HV1 aus der ersten Hochvolt-Gleichspannungsquelle 54 und/oder aus dem Hochvolt-Hochvolt-Gleichspannungswandler 58 gespeist werden.The first high-voltage/low-voltage
An einem Hochvolt-Konnektor 66 wird die erste Hochvolt-Gleichspannung HV1 zur Energieversorgung eines ersten Hochvolt-Bordnetzes HV1-BN bereitgestellt.The first high-voltage DC voltage HV1 for supplying energy to a first high-voltage vehicle electrical system HV1-BN is provided at a high-
An einem Hochvolt-Konnektor 68 wird die zweite Hochvolt-Gleichspannung HV2 zur Energieversorgung eines zweiten Hochvolt-Bordnetzes HV2-BN bereitgestellt.The second high-voltage direct voltage HV2 for supplying energy to a second high-voltage vehicle electrical system HV2-BN is provided at a high-
Bei dem ersten und dem zweiten Hochvolt-Bordnetz HV1-BN, HV2-BN handelt es sich um Traktionsbordnetze mit jeweils zwei Traktionsmotoren (70 und 72 sowie 74 und 76).The first and the second high-voltage vehicle electrical system HV1-BN, HV2-BN are traction vehicle electrical systems each with two traction motors (70 and 72 as well as 74 and 76).
In einer alternativen Ausgestaltung kann je Traktionsbordnetz aber auch nur ein Traktionsmotor (70 und 74) vorhanden sein. Auch kann nur eines der Hochvolt-Bordnetze HV1-BN oder HV2-BN einen oder mehrere Antriebe mit elektrischer Energie versorgen. Die Motoren können Bestandteil einer integrierten Antriebseinheit sein. Die integrierte Antriebseinheit kann beispielsweise jeweils einen Wechselrichter (Inverter) und einen Elektromotor umfassen. Der Wechselrichter kann bevorzugt ein Vierquadrantensteller sein.In an alternative embodiment, however, only one traction motor (70 and 74) can be present for each traction on-board network. Also, only one of the high-voltage vehicle electrical systems HV1-BN or HV2-BN can supply one or more drives with electrical energy. The motors can be part of an integrated drive unit. The integrated drive unit can, for example, each include an inverter (inverter) and an electric motor. The inverter can preferably be a four-quadrant controller.
Die erste Hochvolt-Gleichspannungsquelle 54, die zweite Hochvolt-Gleichspannungsquelle 56, der erste Hochvolt-Niedervolt-Gleichspannungswandler 62 und der zweite Hochvolt-Niedervolt-Gleichspannungswandler 64 können in einem gemeinsamen Gehäuse 178 angeordnet sein.The first high-voltage
Das Energieversorgungssystem 52 weist aktivierbare Sicherheitstrennelemente P1, P2 auf. Die Sicherheitstrennelemente P1, P2 sind eingerichtet, um bei einem definierten Ereignis - beispielsweise einem Unfall - die Hochvolt-Konnektoren 66, 168 von der elektrischen Schaltung zu trennen, ohne jedoch die Energieversorgung des Niedervolt-Bordnetzes (NV-BN) zu unterbrechen. Beispielsweise sind die Sicherheitstrennelemente P1, P2 sogenannte Pyroswitches.The
Das Energieversorgungssystem 52 weist weitere individuell aktivierbare Sicherheitstrennelemente P3, P4 auf. Die individuell aktivierbaren Sicherheitstrennelemente P3, P4 sind so angeordnet und eingerichtet, um bei einem definierten Ereignis, beispielsweise bei einem Schaden in einer der Hochvolt-Spannungsquellen, nur eine (nämlich die als schadhaft erkannte) Hochvolt-Spannungsquelle 54, 56 von der elektrischen Schaltung zu trennen, ohne jedoch die Energieversorgung der elektrischen Schaltung durch die jeweils andere Hochvolt-Spannungsquelle 54, 56 zu unterbrechen. Beispielsweise sind die Sicherheitstrennelemente P3, P4 sogenannte Pyroswitches.The
Ein Kontroller 80 steuert/regelt die Komponenten des Energieversorgungssystems 52. Der Kontroller 80 kann redundant ausgeführt sein, also zwei voneinander unabhängige Steuerungs-/ und Regelungssysteme aufweisen. Der Kontroller 80 kann über einen Konnektor 82 mit einem Netzwerk/Bus-System (z.B. CAN-BUS) verbunden werden.A
Die Hochvolt-Spannungsquellen 54, 56 sind beispielsweise Akkumulatoren und können über eine Ladeschnittstelle 60 geladen werden.The high-
Die erste und zweite Hochvolt-Gleichspannungsquelle 54, 56 können basierend auf dem Hochvolt-Gleichspannungs-Gleichspannungswandler 58 und dem Wechselspannungs-Gleichspannungswandler 16 eines externen Ladekabels 10 mit einer Gleichstrom-Ladespannung und alternativ auch mit einer Wechselstrom-Ladespannung geladen werden. Über ein Schaltelement S11 kann die Ladeschnittstelle 60 an die erste oder die zweite Seite des vorteilhaft bidirektionalen Hochvolt-Hochvolt-Gleichspannungswandler 58 gekoppelt werden. Auf diese Weise kann die erste oder die zweite Hochvolt-Gleichspannungsquelle 54, 56 über den Hochvolt-Hochvolt-Gleichspannungswandler 58 mit einer angepassten Ladespannung geladen werden.The first and second high-voltage
Bevorzugt kann die durch den ACDC 16 gleichgerichtete Ladespannung der ersten Hochvolt-Gleichspannung HV1 oder der zweiten Hochvolt-Gleichspannung HV2 entsprechen. In diesem Fall kann die eine Hochvolt-Gleichspannungsquelle 54, 56 mit der korrespondierenden Nennspannung direkt, also ohne den Umweg über den Hochvolt-Hochvolt-Gleichspannungswandler 58, geladen werden, während die andere Hochvolt-Gleichspannungsquelle 54, 56 über den Hochvolt-Hochvolt-Gleichspannungswandler 58 geladen wird.The charging voltage rectified by the
Durch Schaltelemente S1-S12 lassen sich die Komponenten, insbesondere die Hochvolt-Gleichspannungsquellen 54, 56, die Gleichspannungswandler 58, 62, 64, die optionale Niedervolt-Notstrom-Versorgung 84 und/oder die elektrischen Lasten bzw. Bordnetze, des Energieversorgungssystems 52 durch den Kontroller 80 einzeln zu- und abschalten, und auf diese Weise eine sehr hohe Verfügbarkeit der Energieversorgung sicherstellen.The components, in particular the high-voltage
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