DE102021106259A1 - System für ein Fahrzeug - Google Patents

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DE102021106259A1 DE102021106259.4A DE102021106259A DE102021106259A1 DE 102021106259 A1 DE102021106259 A1 DE 102021106259A1 DE 102021106259 A DE102021106259 A DE 102021106259A DE 102021106259 A1 DE102021106259 A1 DE 102021106259A1
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Uwe Feldmann
Franz Honkomp
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System für ein Fahrzeug, wobei das System eine Batterie (2), einen DCDC-Wandler (4), einen DCAC-Wandler (6), eine Elektromaschine (8) und einen Schalter (15) aufweist, wobei die Batterie (2) mit dem DCDC-Wandler (4) und der DCAC-Wandler (6) mit der Elektromaschine (8) verbunden ist, wobei der Schalter (15) zwischen dem DCDC-Wandler (4) und dem DCAC-Wandler (6) angeordnet ist, wobei der Schalter (15) in einem ersten Schaltzustand dazu ausgebildet ist, den DCDC-Wandler (4) und den DCAC-Wandler (6) elektrisch zu verbinden und zum Durchführen eines Traktionsvorgangs einen Austausch von elektrischer Energie zwischen der Batterie (2) und der Elektromaschine (8) zuzulassen, wobei der Schalter (15) in einem zweiten Schaltzustand dazu ausgebildet ist, den DCDC-Wandler (4) und den DCAC-Wandler (6) elektrisch zu trennen, die Batterie (2) mit einer elektrischen Ladestation (22) zu verbinden und zum Durchführen eines Ladevorgangs einen Austausch von elektrischer Energie zwischen der Batterie (2) und der elektrischen Ladestation (22) zuzulassen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein System für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Versorgen eines Fahrzeugs mit elektrischer Energie.
  • Ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug weist eine Elektromaschine auf, der elektrische Energie aus einer Batterie des Fahrzeugs bereitgestellt wird. Hierbei ist es erforderlich, diese Batterie regelmäßig an einer elektrischen Ladestation anzuschließen und aufzuladen.
  • Eine Energieversorgungsvorrichtung mit unterschiedlichen Batterietypen ist aus der Druckschrift DE 10 2010 019 296 A1 bekannt.
  • Die Druckschrift DE 10 2010 025 198 A1 beschreibt ein Kraftfahrzeug-Bordnetz und ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeug-Bordnetzes.
  • Ein Verfahren zum Laden einer Hochvoltbatterie in einem Traktionsnetz und ein Traktionsnetz sind in der Druckschrift DE 10 2018 210 644 A1 beschrieben.
  • Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabe, eine Versorgung eines Fahrzeugs mit elektrischer Energie effizienter zu gestalten.
  • Diese Aufgabe wird durch ein System und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen des Systems und des Verfahrens gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung hervor.
  • Das erfindungsgemäße System ist für ein Fahrzeug, bspw. ein Kraftfahrzeug, ausgebildet, wobei dieses System eine Batterie, einen DCDC-Wandler bzw. einen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler, einen DCAC-Wandler bzw. einen Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler, eine Elektromaschine und einen Schalter aufweist. Dabei ist die Batterie mit dem DCDC-Wandler und der DCAC-Wandler mit der Elektromaschine elektrisch verbunden. Der Schalter ist zwischen dem DCDC-Wandler und dem DCAC-Wandler angeordnet und mit beiden genannten Wandlern elektrisch verbunden. Dabei ist der Schalter in einem ersten Schaltzustand dazu ausgebildet, den DCDC-Wandler und den DCAC-Wandler elektrisch zu verbinden und zum Durchführen eines Traktionsvorgangs für das Fahrzeug einen Austausch von elektrischer Energie zwischen der Batterie und der Elektromaschine über die beiden Wandler zuzulassen. In einem zweiten Schaltzustand ist der Schalter dazu ausgebildet, den DCDC-Wandler und den DCAC-Wandler voneinander elektrisch zu trennen und die Batterie mit einer üblicherweise ortsfesten elektrischen Ladestation elektrisch zu verbinden und zum Durchführen eines Ladevorgangs einen Austausch von elektrischer Energie zwischen der Batterie und der elektrischen Ladestation zuzulassen.
  • In weiterer Ausgestaltung weist das System einen Ladestecker auf, der mit dem Schalter verbunden ist. In dem zweiten Schaltzustand, wenn der Ladevorgang durchgeführt wird, ist der Schalter dazu ausgebildet, die Batterie über den DCDC-Wandler mit dem Ladestecker elektrisch zu verbinden, wobei der Ladestecker mit der Ladestation zu verbinden ist. In dem ersten Schaltzustand des Schalters, wenn der Traktionsvorgang durchgeführt wird, ist der Schalter dazu ausgebildet, die Batterie über den DCDC-Wandler mit dem DCAC-Wandler elektrisch zu verbinden.
  • Außerdem ist es möglich, dass der Schalter dazu ausgebildet ist, eine elektrische Spannung, bspw. eine elektrische Spannung der Batterie, der Elektromaschine und/oder der Ladestation, je nach Schaltzustand hochzusetzen oder tiefzusetzen und somit die Spannung zu erhöhen oder zu reduzieren.
  • In weiterer Ausgestaltung weist das System einen Mechanismus auf, der dazu ausgebildet ist, einen Wechsel zwischen dem Traktionsvorgang und dem Ladevorgang und einen Wechsel zwischen dem Ladevorgang und dem Traktionsvorgang automatisch zu erkennen und auf Grundlage dessen für den Schalter einen jeweils vorgesehenen Schaltzustand automatisch einzustellen.
  • Das vorgestellte System ist für ein kombiniertes Lade- und Traktionsnetz des Fahrzeugs ausgebildet.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Versorgen eines Fahrzeugs mit elektrischer Energie mit einem System ausgebildet, wobei das System eine Batterie, einen DCDC-Wandler bzw. DCDC-Converter, einen DCAC-Wandler bzw. einen DCAC-Converter, eine Elektromaschine und einen Schalter aufweist. Mit diesem System wird die Batterie mit dem DCDC-Wandler und der DCAC-Wandler mit der Elektromaschine verbunden. Außerdem wird der Schalter zwischen dem DCDC-Wandler und dem DCAC-Wandler angeordnet. In einem ersten Schaltzustand des Schalters werden der DCDC-Wandler und der DCAC-Wandler miteinander elektrisch verbunden, wobei mit dem Schalter zum Durchführen eines Traktionsvorgangs ein Austausch von elektrischer Energie zwischen der Batterie und der Elektromaschine über die beiden Wandler zugelassen wird. In einem zweiten Schaltzustand des Schalters werden der DCDC-Wandler und der DCAC-Wandler voneinander elektrisch getrennt und die Batterie mit einer elektrischen Ladestation verbunden. Dabei wird mit dem Schalter in seinem zweiten Schaltzustand zum Durchführen eines Ladevorgangs ein Austausch von elektrischer Energie zwischen der Batterie und der elektrischen Ladestation zugelassen.
  • Das vorgestellte Verfahren wird üblicherweise mit einer Ausführungsform des voranstehend vorgestellten Systems durchgeführt. Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Elektromaschine in dem ersten Schaltzustand und beim Durchführen des Traktionsvorgangs ausgehend von der Batterie mit elektrischer Energie versorgt. Außerdem wird in dem zweiten Schaltzustand und bei Durchführung des Ladevorgangs die Batterie von der Ladestation mit elektrischer Energie versorgt.
  • In weiterer Ausgestaltung ist es möglich, dass der erste Schaltzustand des Schalters während einer Fahrt des Fahrzeugs und der zweite Schaltzustand des Schalters während des Ladevorgangs des Fahrzeugs automatisch eingestellt wird.
  • Bei einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist es außerdem möglich, dass für den Schalter der zweite Schaltzustand ausgehend von dem ersten Schaltzustand automatisch eingestellt wird, wenn ein Ladedeckel des Systems geöffnet wird und/oder wenn ein Ladestecker des Systems mit der Ladestation kontaktiert wird. Umgekehrt ist es möglich, dass für den Schalter der erste Schaltzustand ausgehend von dem zweiten Schaltzustand automatisch eingestellt wird, wenn der Ladestecker des Systems von der Ladestation getrennt und/oder wenn der Ladedeckel des Systems verschlossen wird.
  • Hierzu ist vorgesehen, dass der Ladestecker und/oder der Ladedeckel mit dem voranstehend beschriebenen Mechanismus verbunden ist bzw. sind. Über diesen Mechanismus ist es üblicherweise sensorisch möglich, zu erfassen, ob der Ladedeckel geöffnet oder geschlossen ist, und/oder ob der Ladestecker mit der Ladestation kontaktiert oder von dieser getrennt ist. Abhängig davon wird für den Schalter über den Mechanismus ein jeweils vorgesehener Schaltzustand eingestellt. Der Ladestecker bildet eine Schnittstelle des Systems zu der üblicherweise ortsfesten Ladestation, bspw. einer Ladesäule, wobei zum Durchführen des Ladevorgangs der Ladestecker des Systems mit einer Ladebuchse bzw. einer Ladesteckdose der Ladestation verbunden wird. Der Ladedeckel ist üblicherweise in einer Außenwand bzw. Karosserie des Fahrzeugs angeordnet und wird zum Durchführen des Ladevorgangs geöffnet und während der Fahrt des Fahrzeugs verschlossen.
  • Mit dem vorgestellten System wird ein DCDC-Wandler für einen kombinierten Einsatz in einem HV- bzw. Hochvolt-Ladenetz und einem HV- bzw. Hochvolttraktionsnetz für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug bereitgestellt. Hierzu wird der DCDC-Wandler in dem Fahrzeug gemäß einer Topologie des Systems positioniert und das Fahrzeug durch Hinzufügen des Schalters ergänzt. Dabei ist es möglich, den DCDC-Wandler sowohl für Traktionszwecke als auch für Ladezwecke des Fahrzeugs nutzbar zu machen.
  • Das vorgestellte System ist als Teil eines Antriebs des elektrischen Fahrzeugs vorgesehen, wobei für diesen Antrieb durch Vorsehen des Systems eine Leistungssteigerung möglich ist. Außerdem ist durch eine verbesserte Effizienz eine Reichweitenoptimierung des Fahrzeugs möglich. Außerdem ist auch eine Leistungsverfügbarkeitssteigerung und somit eine verbesserte Dauerleistung des Fahrzeugs erreichbar. Außerdem kann für das Fahrzeug ein Kostenaufwand minimiert werden, wenn der DCDC-Wandler bereits im Ladenetz des Fahrzeugs vorhanden ist. Zum Bereitstellen des Systems ist es möglich, ein bereits bestehendes Ladenetz des Fahrzeugs, das bereits einen DCDC-Wandler und einen DCAC-Wandler aufweist, durch den beschriebenen Schalter zu ergänzen, diesen hierfür zwischen den beiden genannten Wandlern anzuordnen und mit den beiden Wandlern elektrisch zu kontaktieren.
  • Der Schalter des Systems ist in Abhängigkeit eines jeweils aktuellen Betriebsmodus des Fahrzeugs dazu ausgebildet, den DCDC-Wandler mit dem Ladestecker und somit auch mit der Ladestation bzw. einer Ladebuchse der Ladestation zum Durchführen des Ladevorgangs, hier eines Gleichstrom-Ladevorgangs, zu verbinden. In einem weiteren Betriebsmodus des Fahrzeugs, hier einem Fahrbetrieb, ist der Schalter dazu ausgebildet, den DCDC-Wandler mit dem DCAC-Wandler zu verbinden. Je nach Topologie des verwendeten DCDC-Wandlers sind unterschiedliche Varianten des Systems und/oder des Verfahrens realisierbar, wobei jeweils abhängig von der Topologie der DCDC-Wandler in dem Fahrzeug entsprechend verbaut bzw. angeordnet ist. In Ausgestaltung ist der in dem Fahrzeug verbaute DCDC-Wandler dazu ausgebildet, die Spannung sowohl hochzusetzen als auch tiefzusetzen, wobei der DCDC-Wandler in diesem Fall bspw. als Buck-Boost-Converter ausgebildet und/oder zu bezeichnen ist. Eine Umschaltung in den Betriebsmodus zum Durchführen des Ladevorgangs erfolgt bspw. beim Öffnen des Ladedeckels und/oder dem Kontaktieren des Ladesteckers mit der Ladestation. Da vor dem Kontaktieren des Ladesteckers mit der Ladestation zu einem jeweiligen Zeitpunkt kein Laststrom fließt, ist es möglich, den Schalter einfach auszubilden.
  • Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung schematisch und ausführlich beschrieben.
    • 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Übersicht für Topologien eines DCDC-Wandlers.
    • 2 zeigt in schematischer Darstellung ein Beispiel für einen DCDC-Wandler in einem Hochvolt-Ladenetz eines Fahrzeugs.
    • 3 zeigt in schematischer Darstellung eine Hochvolt-Systemtopologie zur Nutzung eines DCDC-Wandlers für Lade- und Traktionszwecke in einem Fahrzeug.
    • 4 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems zur Durchführung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleichen Bezugszeichen sind dieselben Komponenten zugeordnet.
  • Das Diagramm aus 1 zeigt Beispiele für DCDC-Converter bzw. DCDC-Wandler für elektrisch angetriebene Fahrzeuge, bspw. batteriebetriebene elektrische Fahrzeuge (BEV, Battery Electric Vehicle) und Plug-in-HybridFahrzeuge (PHEV, plug-in hybrid electric vehicle). Hierbei wird zwischen nicht-isolierten (non-isolated) DCDC-Wandlern und isolierten (isolated) DCDC-Wandlern unterschieden. Dabei sind nicht-isolierte DCDC-Wandler bspw. als konventionelle (conventional) DCDC-Wandler ausgebildet. In Ausgestaltung ist es möglich, dass derartige nicht-isolierte DCDC-Wandler bspw. als interleaved bzw. verschachtelte DCDC-Converter oder Multi-Device/Port-Converter bzw. Mehrfach-Gerät/Zugangs-Wandler ausgebildet sind. Ein konventioneller DCDC-Wandler kann als Boost-Wandler, Buck-Boost-Wandler, Cuk-Wandler oder SEPIC-Wandler ausgebildet sein. Isolierte DCDC-Wandler können als Brücken-Wandler (Bridge-Converter) als Z-Quellen (Z-Source), als SAHVC-Wandler oder Multiport- bzw. Mehrfach-Zugangs-Wandler ausgebildet sein, die auch jeweils für elektrische Fahrzeuge ausgewählt werden können. Weitere DCDC-Wandler sind sog. Push-Pull-Converter, Forward-Converter oder Flyback-Converter. Ein Brücken-Wandler kann als Vollbrücken-Wandler (Full-Bridge-Converter) oder Halbbrücken-Wandler (Half-Bridge-Converter) ausgebildet sein.
  • 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Batterie 113, hier eine Hochvolt-Batterie, für ein Kraftfahrzeug, das mit einer Elektromaschine angetrieben wird. Hierzu weist das Fahrzeug weiterhin ein DC-Ladegerät 109 bzw. ein Gleichstrom-Ladegerät oder ein AC-Ladegerät 111 bzw. ein Wechselstrom-Ladegerät auf. Außerdem zeigt 2 unterschiedliche Beispiele für eine Ladeinfrastruktur 101a, 101b, 101c, 101d, wobei eine erste, eine zweite und eine dritte Ladeinfrastruktur 101a, 101b, 101cjeweils eine Ladesäule und ein Ladekabel mit einer Ladebuchse aufweisen. Eine vierte Ausführungsform der Ladeinfrastruktur 101d ist für einen Hausanschluss vorgesehen und umfasst eine normale Steckdose oder eine Steckdose für Arbeitsstrom. Auch diese vierte Ladeinfrastruktur 101d umfasst ein Ladekabel.
  • Zum Durchführen eines Ladevorgangs für das Fahrzeug ist dessen Ladestecker über ein jeweiliges Ladekabel mit einer Ladebuchse oder Steckdose einer jeweiligen Ladeinfrastruktur 101a, 101b, 101c, 101d zu verbinden, um für die Batterie 113 des Fahrzeugs den Ladevorgang durchzuführen. Abhängig von einer jeweiligen Ladeinfrastruktur 101a, 101b, 101c, 101d ist ein jeweniger Spannungsmodus 103a, 103b, 103c, 103d vorgesehen. Außerdem sind entsprechend unterschiedliche Ladeleistungen 105a, 105b, 105c, 105d, 105e zur Durchführung eines jeweiligen Ladevorgangs mit einer jeweiligen Ladeinfrastruktur 101a, 101b, 101c, 101d vorgesehen.
  • Zum Durchführen eines Ladevorgangs für die Batterie 113 kann diese wahlweise mit einer der vier vorgestellten Ladeinfrastrukturen 101a, 101b, 101c, 101d verbunden werden. Falls die Batterie 113 mit der ersten Ladeinfrastruktur 101a verbunden wird, wird in einem ersten Spannungsmodus 103a eine Gleichspannung von 800 V mit einer ersten Ladeleistung 105a von bis zu 270 kW bereitgestellt, wobei es hier möglich ist, die Batterie 113 direkt mit dem Ladekabel dieser ersten Ladeinfrastruktur 101a zu verbinden. Falls die Batterie 113 durch die zweite Ladeinfrastruktur 101b geladen werden soll, wird sie über das DC-Ladegerät 109 mit dem Kabel dieser zweiten Ladeinfrastruktur 101b verbunden. Dabei wird mit einem zweiten Spannungsmodus 103b eine Gleichspannung von 400 V bei einer zweiten Ladeleistung 105b von bis zu 150 kW bereitgestellt. Falls die Batterie 113 mit der dritten Ladeinfrastruktur 101c geladen werden soll, wird die Batterie 113 über das AC-Ladegerät 111 und eine dreiphasige Verbindung 107a mit dem Ladekabel dieser dritten Ladeinfrastruktur 101c verbunden, wobei von der dritten Ladeinfrastruktur 101c in einem dritten Spannungsmodus 103c eine Wechselspannung von 240 V bereitgestellt wird, wobei eine dritte Ladeleistung 105c bis zu 11 kW beträgt. Falls die Batterie 113 mit der vierten Ladeinfrastruktur 101d geladen werden soll, ist es möglich, die Batterie 113 über das AC-Ladegerät 111 über eine einphasige oder dreiphasige Verbindung 107b oder über eine einphasige Verbindung 107c mit dieser vierten Ladeinfrastruktur 101d zu verbinden. Dabei wird von dieser vierten Ladeinfrastruktur 101d in einem vierten Spannungsmodus 103d eine Wechselspannung von 240 V bereitgestellt. Dabei kann zwischen einer vierten Ladeleistung 105d über einen CEE-Steckverbinder eine Ladeleistung von bis zu 11 kW bereitgestellt werden. Bei einer Verbindung mit einer Schutzkontakt- bzw. Schuko-Ladedose kann eine fünfte Ladeleistung 105e von bis zu 2,4 kW bereitgestellt werden.
  • Die anhand des Diagramms aus 1 vorgestellten Hochvolt-DCDC-Wandler werden häufig in einem Ladenetz eines batterieelektrischen Fahrzeugs für ein DC- bzw. Gleichstrom-Laden verwendet. Dabei sind derartige DCDC-Wandler in dem Fahrzeug mit der Batterie 113 verbunden an einer DC- bzw. Gleichstrom-Ladebuchse oder Ladesteckdose einer jeweiligen Ladeinfrastruktur 101a, 101b, 101c, 101d anschließbar. Somit ist es u. a. möglich, auch an einer 400 V DC-Ladesäule eine Batterie mit einem 800 V Layout zu laden.
  • Weiterhin wird auf 3 verwiesen, die die Hochvolt-Systemtopologie mit einem Ladenetzwerk für ein Fahrzeug zeigt. Dieses Ladenetzwerk umfasst eine Batterie 201, die mit einem DCAC-Wandler 203 verbunden ist, der wiederum mit einer Elektromaschine 205 des Fahrzeugs verbunden ist. Außerdem ist parallel zu dem DCAC-Wandler 203 auch ein DCDC-Wandler 207 geschaltet, über den die Batterie 201 zum Durchführen eines Ladevorgangs mit einer Ladeinfrastruktur 209 zu verbinden ist. Allerdings ist hier der DCDC-Wandler 207 ausschließlich zum Laden der Batterie 201 vorgesehen.
  • Die anhand von 4 schematisch dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems ist für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, hier für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, vorgesehen. Dieses System weist eine Batterie 2, einen DCDC-Wandler 4, einen Schalter 15, einen DCAC-Wandler 6 und eine Elektromaschine 8 auf. Dabei sind die Batterie 2 und der DCDC-Wandler 4 über zwei Leitungen 10a, 10b miteinander verbunden. Der Schalter 15 ist einerseits über zwei Leitungen 12a, 12b mit dem DCDC-Wandler 4 und andererseits über zwei weitere Leitungen 14a, 14b mit dem DCAC-Wandler 6 verbunden, der wiederum mit drei Phasen der Elektromaschine 8 verbunden ist. Weiterhin ist der Schalter 15 über zwei zusätzliche Leitungen 18a, 18b mit einem hier nicht weiter dargestellten Ladestecker des Systems verbunden. An diesen Ladestecker kann eine Ladeinfrastruktur 20 angeschlossen werden, die eine elektrische Ladestation 22 und ein Ladekabel mit einer Ladebuchse 24 aufweist.
  • Es ist vorgesehen, dass der Schalter 15 zwei Schaltelemente 16a, 16b aufweist. Für den Schalter 15 sind hier zwei Schaltzustände vorgesehen.
  • In einem ersten Schaltzustand dieses Schalters 15 ist für jedes der beiden Schaltelemente 16a, 16b eine erste Schaltstellung vorgesehen, wobei das erste Schaltelement 16a die beiden Leitungen 12a, 14a und somit den DCDC-Wandler 4 und den DCAC-Wandler 6 miteinander verbindet, wobei in diesem ersten Schaltzustand auch die Elektromaschine 8 mit der Batterie 2 verbunden ist, wobei es möglich ist, für das Fahrzeug einen Traktionsvorgang durchzuführen. In diesem ersten Schaltzustand ist der DCDC-Wandler 4 von der Ladeinfrastruktur 20 getrennt.
  • Außerdem wird für den Schalter 15 ein zweiter Schaltzustand vorgesehen, wobei sich jedes der beiden Schaltelemente 16a, 16b in einer zweiten Schaltstellung befindet. In diesem Fall sind der DCDC-Wandler 4 und der DCAC-Wandler 6 voneinander getrennt. Weiterhin sind die beiden Leitungen 12a, 12b über die Schaltelemente 16a, 16b mit den zusätzlichen Leitungen 18a, 18b und somit mit dem Ladestecker des Systems und somit auch des Fahrzeugs verbunden. Weiterhin sind somit auch der DCDC-Wandler 4 und die Batterie 2 mit dem Ladestecker des Fahrzeugs verbunden. Zum Durchführen eines Ladevorgangs ist der Ladestecker des Fahrzeugs über die Ladebuchse 24 der Ladeinfrastruktur 20 mit deren Ladestation 22 zu verbinden.
  • Bezugszeichenliste
    • 2
    Batterie
    4
    DCDC-Wandler
    6
    DCAC-Wandler
    8
    Elektromaschine
    10a, 10b
    Leitung
    12a, 12b
    Leitung
    14a, 14b
    Leitung
    15
    Schalter
    16a, 16b
    Schaltelement
    18a, 18b
    Leitung
    20
    Ladeinfrastruktur
    22
    Ladestation
    24
    Ladebuchse
    101a, 101b
    Ladeinfrastruktur
    101c, 101d
    Ladeinfrastruktur
    103a, 103b
    Spannungsmodus
    103c, 103d
    Spannungsmodus
    105a, 105b
    Ladeleistung
    105c, 105d
    Ladeleistung
    105e
    Ladeleistung
    107a, 107b
    Verbindung
    107c
    Verbindung
    109
    DC-Ladegerät
    111
    AC-Ladegerät
    113
    Batterie
    201
    Batterie
    203
    DCAC-Wandler
    205
    Elektromaschine
    207
    DCDC-Wandler
    209
    Ladeinfrastruktur
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010019296 A1 [0003]
    • DE 102010025198 A1 [0004]
    • DE 102018210644 A1 [0005]

Claims (8)

  1. System für ein Fahrzeug, wobei das System eine Batterie (2), einen DCDC-Wandler (4), einen DCAC-Wandler (6), eine Elektromaschine (8) und einen Schalter (15) aufweist, wobei die Batterie (2) mit dem DCDC-Wandler (4) und der DCAC-Wandler (6) mit der Elektromaschine (8) verbunden ist, wobei der Schalter (15) zwischen dem DCDC-Wandler (4) und dem DCAC-Wandler (6) angeordnet ist, wobei der Schalter (15) in einem ersten Schaltzustand dazu ausgebildet ist, den DCDC-Wandler (4) und den DCAC-Wandler (6) elektrisch zu verbinden und zum Durchführen eines Traktionsvorgangs einen Austausch von elektrischer Energie zwischen der Batterie (2) und der Elektromaschine (8) zuzulassen, wobei der Schalter (15) in einem zweiten Schaltzustand dazu ausgebildet ist, den DCDC-Wandler (4) und den DCAC-Wandler (6) elektrisch zu trennen, die Batterie (2) mit einer elektrischen Ladestation (22) zu verbinden und zum Durchführen eines Ladevorgangs einen Austausch von elektrischer Energie zwischen der Batterie (2) und der elektrischen Ladestation (22) zuzulassen.
  2. System nach Anspruch 1, das einen Ladestecker aufweist, der mit dem Schalter (15) verbunden ist, wobei der Schalter (15) in dem zweiten Schaltzustand dazu ausgebildet ist, die Batterie (2) über den DCDC-Wandler (4) und den Ladestecker mit der Ladestation (22) zu verbinden.
  3. System nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schalter (15) dazu ausgebildet ist, eine elektrische Spannung hochzusetzen oder tiefzusetzen.
  4. System nach einem der voranstehenden Ansprüche, das einen Mechanismus aufweist, der dazu ausgebildet ist, einen Wechsel zwischen dem Traktionsvorgang und dem Ladevorgang und umgekehrt zu erkennen und für den Schalter (15) einen jeweils vorgesehenen Schaltzustand automatisch einzustellen.
  5. System nach einem der voranstehenden Ansprüche, das für ein kombiniertes Lade- und Traktionsnetz des Fahrzeugs ausgebildet ist.
  6. Verfahren zum Versorgen eines Fahrzeugs mit elektrischer Energie mit einem System, das eine Batterie (2), einen DCDC-Wandler (4), einen DCAC-Wandler (6), eine Elektromaschine (8) und einen Schalter (15) aufweist, wobei die Batterie (2) mit dem DCDC-Wandler (4) und der DCAC-Wandler (6) mit der Elektromaschine (8) verbunden wird, wobei der Schalter (15) zwischen dem DCDC-Wandler (4) und dem DCAC-Wandler (6) angeordnet wird, wobei mit dem Schalter (15) in einem ersten Schaltzustand der DCDC-Wandler (4) und der DCAC-Wandler (6) elektrisch verbunden werden, wobei mit dem Schalter (15) zum Durchführen eines Traktionsvorgangs ein Austausch von elektrischer Energie zwischen der Batterie (2) und der Elektromaschine (8) zugelassen wird, wobei mit dem Schalter (15) in einem zweiten Schaltzustand der DCDC-Wandler (4) und der DCAC-Wandler (6) elektrisch getrennt und die Batterie (2) mit einer elektrischen Ladestation (22) verbunden wird, wobei mit dem Schalter (15) zum Durchführen eines Ladevorgangs ein Austausch von elektrischer Energie zwischen der Batterie (2) und der elektrischen Ladestation (22) zugelassen wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der erste Schaltzustand des Schalters (15) während einer Fahrt des Fahrzeugs und der zweite Schaltzustand während des Ladevorgangs des Fahrzeugs eingestellt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem für den Schalter (15) der zweite Schaltzustand automatisch eingestellt wird, wenn ein Ladedeckel des Systems geöffnet wird und/oder wenn ein Ladestecker des Systems mit der Ladestation (22) kontaktiert wird.
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