DE102021202042A1

DE102021202042A1 - Stromrichter für ein Bordnetz eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs und Bordnetz für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug

Info

Publication number: DE102021202042A1
Application number: DE102021202042.9A
Authority: DE
Inventors: Guido Rasek; Alexander Bucher; Georgios Lempidis; Maximilian Frank Gerner
Original assignee: Valeo Siemens eAutomotive Germany GmbH
Current assignee: Valeo eAutomotive Germany GmbH
Priority date: 2021-03-03
Filing date: 2021-03-03
Publication date: 2022-09-08
Also published as: EP4302389A1; WO2022184293A1

Abstract

Stromrichter (1, 1a, 1b) für ein Bordnetz (101) eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs (100), aufweisend- eine erste Leitung (2) für ein erstes Potential (P1),- eine zweite Leitung (3) für ein zweites Potential (P2), das sich vom ersten Potential (P1) unterscheidet,- eine dritte Leitung (4) für ein Bezugspotential (P3), das zwischen dem ersten Potential (P1) und dem zweiten Potential (P2) liegt, und- eine Filtereinrichtung (5), die einen ersten Kondensator (6) und einen zweiten Kondensator (7) aufweist und dazu eingerichtet ist, eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Leitung (2) und der dritten Leitung (4) über den ersten Kondensator (6) sowie eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der zweiten Leitung (3) und der dritten Leitung (4) über den zweiten Kondensator (7) in Abhängigkeit einer Steuerinformation (13) herzustellen und entlang wenigstens einer Stromrichtung zu trennen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stromrichter für ein Bordnetz eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs. Daneben betrifft die Erfindung ein Bordnetz für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug.
Elektrische Komponenten, die für automotive Anwendungen vorgesehen sind, müssen eine Vielzahl von Vorgaben zur elektromagnetischen Verträglichkeit erfüllen. So sind insbesondere Grenzwerte für elektromagnetische Störungen vorgesehen. Insbesondere im Hinblick auf den Trend zu steigenden Nennspannungen, die von einer Traktionsbatterie eines Bordnetzes bereitgestellt werden, ist eine wirksame Filterung solcher Störungen in einem Stromrichter des Fahrzeugs erforderlich. Es ist allgemein bekannt, zwischen einer ersten Leitung und einer zweiten Leitung für unterschiedliche Potentiale des Stromrichters und einer dritten Leitung für ein Bezugspotential zwei Kondensatoren anzuordnen, welche als sogenannte Y-Kondensatoren Gleichtaktstörungen filtern.
Ein solcher Stromrichter ist beispielsweise aus der DE 10 2017 110 608 A1 bekannt, die einen Inverter mit zwei Versorgungsleitungen offenbart. Die Versorgungsleitungen sind in eine Filterschaltung zur Verminderung von Gleichtaktstörungen eingeschaltet, welche eine Filterstufe umfasst. In der Filterstufe ist jede Versorgungsleitung über einen Y-Kondensator gegen Masse geschaltet.
Während des Betriebs des Stromrichters speichern die Kondensatoren elektrische Energie zwischen der ersten und zweiten Leitung einerseits und der dritten Leitung, die typischerweise auf einem gemeinsamen Potential eines Chassis des Fahrzeugs als Bezugspotential liegt, andererseits. In bestimmten Betriebssituationen des Fahrzeugs besteht indes die Vorgabe, dass in den Kondensatoren nur eine begrenzte Energiemenge gespeichert sein darf, insbesondere damit diese Energiemenge in einem Fehlerfall nicht über die dritte Leitung als Strom abfließen kann. Diese Energiemenge steigt jedoch quadratisch mit der Spannung über den Kondensatoren, die wiederum proportional zur Nennspannung der Traktionsbatterie des Bordnetzes ist. Folglich wäre die Kapazität der Kondensatoren bei einer Erhöhung der Nennspannung überproportional stark zu reduzieren, um vorgegebene Grenzwerte der Energiemenge einzuhalten. Die Reduktion der Kapazität reduziert jedoch die Filterwirkung. Es besteht damit ein Zielkonflikt zwischen der Filterwirksamkeit und der höchstzulässigen gespeicherten Energiemenge.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zum Betrieb eines Bordnetzes eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs mit einem Stromrichter anzugeben, die auch bei hohen Nennspannung einer Traktionsbatterie eine hohe Filterwirksamkeit erlaubt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Stromrichter für ein Bordnetz eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, aufweisend eine erste Leitung für ein erstes Potential, eine zweite Leitung für ein zweites Potential, das sich vom ersten Potential unterscheidet, eine dritte Leitung für ein Bezugspotential, das zwischen dem ersten Potential und dem zweiten Potential liegt, und eine Filtereinrichtung, die einen ersten Kondensator und einen zweiten Kondensator aufweist und dazu eingerichtet ist, eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Leitung und der dritten Leitung über den ersten Kondensator sowie eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der zweiten Leitung und der dritten Leitung über den zweiten Kondensator in Abhängigkeit einer Steuerinformation herzustellen und entlang wenigstens einer Stromrichtung zu trennen.
Der erfindungsgemäße Stromrichter für ein Bordnetz eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs weist eine erste Leitung für ein erstes Potential auf. Der Stromrichter weist ferner eine zweite Leitung für ein zweites Potential auf. Das zweite Potential unterscheidet sich vom ersten Potential. Der Stromrichter weist ferner eine dritte Leitung für ein Bezugspotential auf. Das Bezugspotential liegt zwischen dem ersten Potential und dem zweiten Potential. Der Stromrichter weist ferner eine Filtereinrichtung auf. Die Filtereinrichtung weist einen ersten Kondensator auf. Die Filtereinrichtung weist ferner einen zweiten Kondensator auf. Die Filtereinrichtung ist dazu eingerichtet, eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Leitung und der dritten Leitung über den ersten Kondensator sowie eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der zweiten Leitung und der dritten Leitung über den zweiten Kondensator in Abhängigkeit einer Steuerinformation herzustellen und entlang wenigstens einer Stromrichtung zu trennen.
Die Filtereinrichtung des erfindungsgemäßen Stromrichters ermöglicht eine Unterbrechung der elektrisch leitenden Verbindungen über den jeweiligen Kondensator in Abhängigkeit der Steuerinformation, welche beispielsweise von einem externen Steuergerät erhältlich ist. Je nach durch die Steuerinformation repräsentiertem Betriebszustand des Fahrzeugs können die elektrisch leitenden Verbindungen hergestellt werden, um eine Filterwirkung der Kondensatoren zu realisieren, oder getrennt werden, um einen Energiefluss von den Kondensatoren zur dritten Leitung zu vermeiden. Die Kondensatoren können so vorteilhafterweise hinsichtlich ihrer Kapazität auf die gewünschte Filterwirkung zur Vermeidung elektromagnetischer Störungen ausgelegt werden, ohne dabei wegen der in den Kondensatoren speicherbaren elektrischen Energiemenge im Hinblick auf Betriebssituationen, in denen ein Energiefluss in die dritte Leitung zu begrenzen ist, eingeschränkt zu sein.
Die erste Leitung und die zweite Leitung sind insbesondere durch Stromschienen ausgebildet, in welche die Filtereinrichtung geschaltet ist. Die dritte Leitung umfasst vorzugsweise einen oder mehrere elektrische Leiter, welche mit einem Gehäuse des Stromrichters und/oder mit einem Chassis des Fahrzeugs verbunden oder verbindbar sind.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist unter dem Begriff „Potential“ ein elektrostatisches Potential zu verstehen. Das Bezugspotential ist insbesondere ein Chassispotential des Fahrzeugs. Das Bezugspotential kann auch als Massepotential oder Erdpotential aufgefasst bzw. bezeichnet werden. Vorzugsweise ist das erste Potential höher als das zweite Potential. Es wird ferner bevorzugt, wenn eine Differenz zwischen dem ersten Potential und dem dritten Potential und zwischen dem dritten Potential und dem zweiten Potential gleich ist. Mit anderen Worten ist das Bordnetz symmetrisch.
Vorzugsweise ist die Filtereinrichtung dazu eingerichtet, bei Vorliegen eines ersten Informationszustands der Steuerinformation die elektrisch leitenden Verbindungen herzustellen, sodass der erste Kondensator und der zweite Kondensator als Filter für Gleichtaktstörungen auf der ersten und zweiten Leitung dienen. Der erste Informationszustand repräsentiert insbesondere einen Normalbetrieb des Stromrichters. Die Filtereinrichtung kann ferner dazu eingerichtet sein, bei Vorliegen eines zweiten Informationszustands der Steuerinformation die elektrisch leitenden Verbindungen zu trennen, sodass ein Energiefluss vom ersten Kondensator und vom zweiten Kondensator in die dritte Leitung vermieden wird. Der zweite Informationszustand repräsentiert insbesondere einen Betriebszustand des Bordnetzes, in dem dieses mit einem fahrzeugexternen elektrischen Netz, insbesondere zum Aufladen einer Traktionsbatterie des Bordnetzes, verbunden ist. Der erste Kondensator und der zweite Kondensator können auch als Y-Kondensatoren aufgefasst bzw. bezeichnet werden.
Der erste Kondensator und der zweite Kondensator können Teil einer Filterstufe der Filtereinrichtung sein. Die Filterstufe kann ferner einen dritten Kondensator aufweisen, der zwischen die erste und die zweite Leitung geschaltet ist. Ein solcher dritter Kondensator kann auch als X-Kondensator aufgefasst werden. Die Filterstufe kann ferner eine Drossel, die beispielsweise durch einen Ferritkern oder einen nanokristallinen Kern um die erste und zweite Leitung ausgebildet ist, umfassen.
Die Filtereinrichtung kann eine zweite, der ersten Filterstufe entsprechende und dieser nachgeschaltete Filterstufe aufweisen. Die Filtereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Leitung und der dritten Leitung über den ersten Kondensator der zweiten Filterstufe sowie eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der zweiten Leitung und der dritten Leitung über den zweiten Kondensator des zweiten Filterstufe in Abhängigkeit der Steuerinformation herzustellen und zu trennen. Im Übrigen lassen sich die Ausführungen zur ersten Filterstufe auf die zweite Filterstufe übertragen.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Filtereinrichtung dazu eingerichtet ist, die elektrisch leitenden Verbindungen in einem Betriebszustand des Stromrichters, in welchem eine über einem vorgegebenen Spannungsschwellwert liegende Spannung zwischen der ersten Leitung und der zweiten Leitung anliegt, herzustellen und bei Empfang der Steuerinformation, insbesondere des zweiten Informationszustands, zu trennen. Dadurch kann die Filterwirkung der Filtereinrichtung realisiert werden, sobald die Spannung zwischen der ersten und der zweiten Leitung den Spannungsschwellwert überschreitet. Dies ermöglicht einen Normal-Ein-Betrieb (englisch normally on operation) der Filtereinrichtung. Der Spannungsschwellwert kann höchstens sechzig Volt, bevorzugt höchstens vierzig Volt, besonders bevorzugt höchstens zwanzig Volt, betragen.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Filtereinrichtung wenigstens eine Schalteinrichtung aufweist, die einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss, einen Steueranschluss zum Empfangen der Steuerinformation und eine Schalteinheit, welche wenigstens einen Steuereingang aufweist und dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit der Steuerinformation einen Stromfluss zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss zu schalten, aufweist. Die Schalteinheit kann dazu eingerichtet sein, den Stromfluss unidirektional zu leiten und/oder zu sperren. Alternativ kann die Schalteinheit dazu eingerichtet sein, den Stromfluss bidirektional zu leiten und/oder zu sperren.
Das Schaltelement kann einen elektromechanischen Schalter, beispielsweise ein Relais oder einen Schütz, aufweisen. Alternativ kann das wenigstens eine Schaltelement einen Halbleiterschalter und eine antiparallel dazu verschaltete Diode aufweisen. Das oder ein jeweiliges Schaltelement kann ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) oder ein Feldeffekttransistor, wie ein Feldeffekttransistor mit isoliertem Gate (IGFET), insbesondere ein Leistungs-Mosfet, oder ein Sperrschicht-Feldeffekttransistor (JFET), sein. Die antiparallele Diode kann dabei durch eine Bodydiode des Feldeffekttransistors ausgebildet sein. Alternativ kann das oder ein jeweiliges Schaltelement ein Bipolartransistor oder ein Triac, insbesondere ein Opto-Triac, sein. Das Schaltelement kann auch einen eine rückwärtssperrenden IGBT (RB-IGBT) aufweisen.
Der wenigstens eine Steuereingang der Schalteinheit kann einen ersten Steuereingang und einen zweiten Steuereingang umfassen.
Um die bidirektional leitende und/oder sperrende Schalteinheit zu realisieren kann vorgesehen sein, dass die Schalteinheit ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement umfasst, die jeweils einen Anschluss erster Art, einen Anschluss zweiter Art, einen Anschluss dritter Art und eine zwischen dem Anschluss erster Art und dem Anschluss zweiter Art ausgebildete Schaltstrecke, deren Leitzustand in Abhängigkeit einer zwischen dem Anschluss dritter Art und dem Anschluss zweiter Art anliegenden Spannung vorgebbar ist, aufweisen, wobei die Anschlüsse zweiter Art des ersten Schaltelements und des zweiten Schaltelements aneinander angeschlossen sind und die Anschlüsse dritter Art in Abhängigkeit der Steuerinformation ansteuerbar sind. Der Anschluss erster Art ist insbesondere ein Drainanschluss oder ein Kollektoranschluss. Der Anschluss zweiter Art ist insbesondere ein Sourceanschluss oder ein Emitteranschluss. Der Anschluss dritter Art ist insbesondere ein Gateanschluss oder ein Basisanschluss. Dadurch kann mit zwei lediglich unidirektional sperrenden Schaltelementen eine Schalteinheit in Common-Source-Schaltung oder eine Common-Emitter-Schaltung ausgebildet werden. Dabei können die Anschlüsse dritter Art der Schaltelemente dasselbe, die Steuerinformation repräsentierende Signal erhalten.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Anschluss erster Art des ersten Schaltelements den ersten Anschluss der Schalteinrichtung ausbildet und der Anschluss erster Art des zweiten Schaltelements den zweiten Anschluss der Schalteinrichtung ausbildet, wobei der erste Steuereingang an die Anschlüsse dritter Art des ersten Schaltelements und des zweiten Schaltelements angeschlossen ist und der zweite Steuereingang an die Anschlüssen zweiter Art des ersten Schaltelements und des zweiten Schaltelements angeschlossen ist.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Schalteinheit ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement umfasst, die jeweils einen Anschluss erster Art, einen Anschluss zweiter Art, einen Anschluss dritter Art und eine zwischen dem Anschluss erster Art und dem Anschluss zweiter Art ausgebildete Schaltstrecke, deren Leitzustand in Abhängigkeit einer zwischen dem Anschluss dritter Art und dem Anschluss zweiter Art anliegenden Spannung vorgebbar ist, aufweisen, wobei die Anschlüsse erster Art des ersten Schaltelements und des zweiten Schaltelements aneinander angeschlossen sind. Dadurch kann die Schalteinheit als Common-Drain-Schaltung oder Common-Collector-Schaltung ausgebildet werden.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Schalteinheit einen Brückengleichrichter mit einem parallel geschalteten Schaltelement aufweist. Auch durch diese Schaltung kann eine bidirektional leitende und/oder sperrende Schalteinheit realisiert werden.
Die Schalteinheit kann ferner eine Suppressordiode aufweisen, welche mit dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss der Schalteinrichtung verbunden und/oder parallel zu den Schaltelementen geschaltet ist.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der erste Kondensator zwischen die erste Leitung und den ersten Anschluss einer ersten Schalteinrichtung der wenigstens einen Schalteinrichtung geschaltet ist, wobei der zweite Anschluss der ersten Schalteinrichtung an die dritte Leitung angeschlossen ist.
Dabei kann vorgesehen sein, dass der zweite Kondensator zwischen die zweite Leitung und den zweiten Anschluss einer zweiten Schalteinrichtung der wenigstens einen Schalteinrichtung geschaltet ist, wobei der erste Anschluss der zweiten Schalteinrichtung an die dritte Leitung angeschlossen ist. In diesem Fall sind beide Schalteinrichtungen an die dritte Leitung angeschlossen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der zweite Kondensator zwischen die dritte Leitung und den ersten Anschluss einer zweiten Schalteinrichtung der wenigstens einen Schalteinrichtung geschaltet ist, wobei der zweite Anschluss der zweiten Schalteinrichtung an die zweite Leitung angeschlossen ist. In diesem Fall sind die Schalteinrichtungen an das jeweils geringere Potential zwischen den Leitungen angeschlossen. Bei der ersten bevorzugten Ausgestaltung ist dem ersten Kondensator und dem zweiten Kondensator jeweils eine dedizierte Schalteinrichtung zugeordnet.
Wenn die elektrisch leitenden Verbindungen hergestellt sind, kann ein Gleichtaktstrom durch den jeweiligen Kondensator und den Halbleiterschalter oder durch die antiparallele Diode fließen, sodass eine Leitfähigkeit in beide Stromrichtungen gegeben ist. Wenn bei Verwendung einer bidirektional leitenden und/oder sperrenden Schalteinheit die elektrisch leitenden Verbindungen getrennt sind, werden die Kondensatoren weder aufgeladen noch über die dritte Leitung entladen, auch wenn zwischen der ersten Leitung und der zweiten Leitung eine Spannung anliegt. Wenn bei Verwendung einer unidirektional leitenden/und oder sperrenden Schalteinheit die elektrisch leitenden Verbindungen getrennt sind, werden die Kondensatoren beim Anlegen einer Spannung zwischen der ersten Leitung und der zweiten Leitung nicht aufgeladen. Falls die Trennung während einer bereits anliegenden Spannung zwischen der ersten Leitung und der zweiten Leitung erfolgt, können die Kondensatoren über einen - weiter unten näher beschriebenen - Entladewiderstand entladen werden, sodass die gesamte Spannung zwischen der ersten oder zweiten Leitung einerseits und der dritten Leitung andererseits in einem stationären, d.h. entladenen, Zustand über der Schalteinrichtung abfällt.
Vorzugsweise beträgt eine maximal zulässige Sperrspannung einer jeweiligen Schalteinheit mindestens die Nennspannung des Bordnetzes bzw. die Hälfte der zwischen der ersten Leitung der zweiten Leitung zu erwartenden Spannung. So können Spannungen auch im Fehlerfall bei Kurzschlüssen zwischen einer der ersten und zweiten Leitung und der dritten Leitung wirksam gesperrt werden. Um die maximal zulässige Sperrspannung geringer als die Nennspannung zu wählen, können bei der Auslegung der Schalteinheit zusätzlich Symmetrieverhältnisse des Bordnetzes berücksichtigt werden.
In bevorzugter Weiterbildung kann die Schalteinrichtung eine Normalbetriebsschaltung aufweisen. Diese weist insbesondere ein Spannungsbegrenzungselement, vorzugsweise eine Zenerdiode, das zwischen den Steuereingang der Schalteinheit und den zweiten Anschluss der Schalteinrichtung geschaltet ist, auf. Alternativ oder zusätzlich weist die Normalbetriebsschaltung ein Widerstandselement auf, das zwischen den Steuereingang der Schalteinheit und einen dritten Anschluss der Schalteinrichtung, welcher an einen solchen Pol des Kondensators angeschlossen ist, der weder mit dem ersten Anschluss noch mit dem zweiten Anschluss der Schalteinrichtung verbunden ist. Das Widerstandselement weist vorzugsweise einen Widerstandswert von wenigstens einem Megaohm, vorzugsweise wenigstens zehn Megaohm, auf. Das Widerstandselement kann durch mehrere in Reihe geschaltete Widerstandsbauelemente ausgebildet sein. Vorzugsweise weist jedes Widerstandsbauelement ein Widerstandswert von wenigstens einem Megaohm auf.
Die Normalbetriebsschaltung ermöglicht insbesondere den zuvor beschriebenen Normal-Ein-Betrieb, indem der Steuereingang der Schalteinheit mit einer durch das Spannungsbegrenzungselement begrenzten Spannung von der ersten oder der zweiten Leitung versorgt wird, sobald der vorgegebene Spannungsschwellwert erreicht ist.
Die Schalteinrichtung kann ferner eine Eingangsschaltung aufweisen, welche zwischen den Steueranschluss der Schalteinrichtung und den Steuereingang der Schalteinheit geschaltet und dazu eingerichtet ist, die Schalteinheit zum Unterbrechen einer Verbindung zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss anzusteuern, wenn der Steueranschluss und der zweite Anschluss auf demselben Potential liegen. Dadurch kann beispielsweise die Steuerinformation zum Trennen der elektrisch leitenden Verbindung über den ersten Kondensator durch ein auf das Bezugspotential bezogenes Signal und zum Trennen der elektrisch leitenden Verbindung über den zweiten Kondensator durch ein auf das zweite Potential bezogenes Signal repräsentiert werden. Dies gilt insbesondere, wenn Schaltelemente vom n-Kanal-Typ verwendet werden.
Zu beachten ist auch, dass die Schalteinrichtung auch im Fall eines Spannungsbeständigkeitstests, bei dem üblicherweise eine Spannung, die erheblich höher als die Nennspannung des Bordnetzes ist, beispielsweise in Höhe von zwei bis vier Kilovolt, zwischen der ersten Leitung und der dritten Leitung und/oder zwischen der zweiten Leitung und der dritten Leitung angelegt wird, keinen Schaden nimmt. Die Spannung über der Schalteinheit einer der Schalteinrichtungen kann dabei insbesondere über die antiparallele Diode auf deren Vorwärtsspannung, die regelmäßig in der Größenordnung von 0,7 Volt liegt, begrenzt werden, während die Schalteinheit der anderen Schalteinrichtung über die Normalbetriebsschaltung oder andere Schutzmaßnahmen geschützt werden kann.
Alternativ zur ersten Ausgestaltung kann grundsätzlich auch vorgesehen sein, dass der erste Kondensator zwischen die dritte Leitung und den zweiten Anschluss einer ersten Schalteinrichtung der wenigstens einen Schalteinrichtung geschaltet ist, wobei der erste Anschluss der ersten Schalteinrichtung an die erste Leitung angeschlossen ist. Dabei kann der zweite Kondensator zwischen die zweite Leitung und den zweiten Anschluss einer zweiten Schalteinrichtung der wenigstens einen Schalteinrichtung geschaltet sein, wobei der erste Anschluss der zweiten Schalteinrichtung an die dritte Leitung angeschlossen ist. Alternativ kann der zweite Kondensator zwischen die dritte Leitung und den ersten Anschluss einer zweiten Schalteinrichtung der wenigstens einen Schalteinrichtung geschaltet sein, wobei der zweite Anschluss der zweiten Schalteinrichtung an die zweite Leitung angeschlossen ist.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der erste Kondensator an die erste Leitung und der zweite Kondensator an die zweite Leitung angeschlossen sind, der erste Kondensator, der zweite Kondensator und der erste Anschluss der Schalteinrichtung an einen gemeinsamen Schaltungsknoten angeschlossen sind und der zweite Anschluss der Schalteinrichtung an die dritte Leitung angeschlossen ist. Bei der zweiten bevorzugten Ausgestaltung ist mithin eine gemeinsame Schalteinrichtung in einem gemeinsam Strompfad vom ersten Kondensator und vom zweiten Kondensator zur dritten Leitung vorgesehen. Dies hat auch den Vorteil, dass bei gleicher Potentialdifferenz zwischen der ersten Leitung oder der zweiten Leitung einerseits und der dritten Leitung andererseits kein Spannungsabfall über der Schalteinrichtung auftritt.
Wenn mehrere Filterstufen vorgesehen sind, kann der erste Kondensator der zweiten Filterstufe an die erste Leitung und der zweite Kondensator der zweiten Filterstufe an die zweite Leitung angeschlossen sein, wobei der erste Kondensator und der zweite Kondensator der zweiten Filterstufe am gemeinsamen Schaltungsknoten angeschlossen sein können. So können mehrere parallele Filterstufen durch eine einzige Schalteinrichtung mit der dritten Leitung verbindbar oder von ihr trennbar sein.
Wenn die elektrisch leitenden Verbindungen hergestellt sind, kann ein Gleichtaktstrom durch den jeweiligen Kondensator und durch die Schalteinheit fließen. Wenn die elektrisch leitenden Verbindungen getrennt sind, sind der erste und zweite Kondensator in Reihe geschaltet und die Schalteinheit sperrt einen Stromfluss in die dritte Leitung. Der erste und der zweite Kondensator sind dann in Reihe geschaltet und wirken wie ein zwischen die erste und die zweite Leitung geschalteter Kondensator, also als X-Kondensator.
Vorzugsweise beträgt eine maximal zulässige Sperrspannung einer jeweiligen Schalteinheit mindestens die Nennspannung des Bordnetzes bzw. die Hälfte der zwischen der ersten Leitung der zweiten Leitung erwarteten Spannung. So können Spannungen auch im Fehlerfall bei Kurzschlüssen zwischen einer der ersten und zweiten Leitung und der dritten Leitung wirksam gesperrt werden. Um die maximal zulässige Sperrspannung geringer als die Nennspannung zu wählen, können bei der Auslegung der Schalteinheit zusätzlich Symmetrieverhältnisse des Bordnetzes berücksichtigt werden.
Zu beachten ist auch, dass die Schalteinrichtung auch im Fall eines Spannungsbeständigkeitstests, bei dem üblicherweise eine Spannung, die erheblich höher als die Nennspannung des Bordnetzes ist, beispielsweise zwei bis vier Kilovolt, zwischen der ersten Leitung und der dritten Leitung und/oder zwischen der zweiten Leitung und der dritten Leitung angelegt wird, keinen Schaden nimmt.
In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Schalteinrichtung ferner eine Normalbetriebsschaltung aufweist. Die Normalbetriebsschaltung kann ein Spannungsbegrenzungselement, insbesondere eine Zenerdiode, das zwischen den ersten Steuereingang und den zweiten Steuereingang der Schalteinheit geschaltet ist, aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Normalbetriebsschaltung ein Widerstandselement, das zwischen den ersten Steuereingang der Schalteinheit und die erste oder zweite Leitung geschaltet ist, aufweisen. Das Widerstandselement weist vorzugsweise einen Widerstandswert von wenigstens einem Megaohm, vorzugsweise wenigstens zehn Megaohm, auf. Das Widerstandselement kann durch mehrere in Reihe geschaltete Widerstandsbauelemente ausgebildet sein. Vorzugsweise weist jedes Widerstandsbauelement ein Widerstandswert von wenigstens einem Megaohm auf.
Die Normalbetriebsschaltung ermöglicht insbesondere den zuvor beschriebenen Normal-Ein-Betrieb, in dem der Steuereingang der Schalteinheit mit einer durch das Spannungsbegrenzungselement begrenzten Spannung von der ersten oder der zweiten Leitung versorgt wird, sobald zwischen diesen der vorgegebene Spannungsschwellwert erreicht ist.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Schalteinrichtung ferner eine Eingangsschaltung aufweist, welche zwischen den ersten Steuereingang und den zweiten Steuereingang geschaltet und dazu eingerichtet ist, die Schalteinheit zum Unterbrechen einer Verbindung zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss anzusteuern, indem der erste Steuereingang und der zweite Steuereingang miteinander elektrisch leitend verbunden werden.
In bevorzugter Ausgestaltung können zwischen der ersten Leitung und der dritten Leitung und zwischen der zweiten Leitung und der dritten Leitung jeweils ein Widerstandselement zur Symmetrierung vorgesehen sein. Eines der Widerstandselemente, insbesondere das Widerstandselement zwischen der ersten Leitung und der dritten Leitung, kann durch das Widerstandselement der Normalbetriebsschaltung ausgebildet sein. Dadurch kann bauteilsparend zumindest in bestimmten Betriebszuständen eine Ladungsverteilung zwischen dem ersten Kondensator und dem zweiten Kondensator symmetriert werden. Das jeweilige Widerstandselement weist vorzugsweise einen Widerstandswert von wenigstens einem Megaohm, vorzugsweise wenigstens zehn Megaohm, auf. Das jeweilige Widerstandselement kann durch mehrere in Reihe geschaltete Widerstandsbauelemente ausgebildet sein. Vorzugsweise weist jedes Widerstandsbauelement ein Widerstandswert von wenigstens einem Megaohm auf.
In bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stromrichters ist vorgesehen, dass die Filtereinrichtung ferner eine Isolationseinrichtung aufweist, die einen Eingang und einen vom Eingang elektrisch entkoppelten Ausgang aufweist und dazu eingerichtet ist, die am Eingang bereitgestellte Steuerinformation der wenigstens einen Schalteinrichtung am Ausgang bereitzustellen. Der Eingang und der Ausgang können kapazitiv, induktiv oder optisch, beispielsweise mittels eines Optokopplers, entkoppelt sein.
Alternativ zu den zuvor beschriebenen Eingangsschaltungen und/oder Normalbetriebsschaltungen kann vorgesehen sein, dass die Filtereinrichtung dazu eingerichtet ist, eine von der Steuerinformation abhängige Steuerspannung an dem wenigstens einen Steuereingang der Schalteinheit bereitzustellen. Die Steuerspannung kann am ersten und zweiten Steuereingang anliegen oder bezogen auf ein Potential am ersten Anschluss oder am zweiten Anschluss der Schalteinrichtung an dem Steuereingang. Die Steuerspannung kann durch die Isolationseinrichtung bereitstellbar sein.
Bei dem erfindungsgemäßen Stromrichter kann die Filtereinrichtung ferner eine Überwachungseinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Detektion, ob der erste Kondensator und der zweite Kondensator mit der dritten Leitung verbunden sind, durchzuführen und ein ein Ergebnis der Detektion beschreibendes Überwachungssignal bereitzustellen. Dabei kann die Isolationseinrichtung einen weiteren Eingang und einen vom weiteren Eingang elektrisch entkoppelten weiteren Ausgang aufweisen und dazu eingerichtet sein, das am weiteren Eingang bereitgestellte Überwachungssignal am weiteren Ausgang bereitzustellen.
Die Überwachungseinrichtung kann an den ersten Anschluss und an den zweiten Anschluss der oder einer jeweiligen Schalteinrichtung angeschlossen sein.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Überwachungseinrichtung weist diese für eine jeweilige Schalteinrichtung ein Schaltelement, beispielsweise einen Bipolartransistor, mit einem Anschluss erster Art, einem Anschluss zweiter Art, einem Anschluss dritter Art und einer zwischen dem Anschluss erster Art und dem Anschluss zweiter Art ausgebildeten Schaltstrecke, deren Leitzustand in Abhängigkeit einer zwischen dem Anschluss dritter Art und dem Anschluss zweiter Art anliegenden Spannung vorgebbar ist, auf. Der Anschluss dritter Art kann über eine Diode mit dem ersten Anschluss der Schalteinrichtung verbunden sein. Der Anschluss zweiter Art ist bevorzugt an eine Spannungsquelle angeschlossen. Der Anschluss erster Art ist vorzugsweise über einen Widerstand mit dem zweiten Anschluss der Schalteinrichtung verbunden, wobei das Überwachssignal zwischen dem Anschluss erster Art und dem Widerstand bereitstellbar ist. Optional kann vorgesehen sein, dass der Anschluss dritter Art über einen Widerstand mit der Spannungsquelle und/oder über einen Kondensator mit dem zweiten Anschluss der Schalteinrichtung verbunden ist.
Gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Überwachungseinrichtung weist diese ferner eine gesteuerte Stromquelle auf, wobei die Stromquelle einerseits über eine Diode an den ersten Anschluss der Schalteinrichtung und über eine Diode an den zweiten Anschluss der Schalteinrichtung und andererseits an den zweiten Steuereingang der Schalteinheit angeschlossen ist, wobei das Überwachungssignal zwischen den Dioden und der Stromquelle bereitstellbar ist. Es kann ferner ein Spannungsbegrenzungselement, beispielsweise eine Zenerdiode parallel zur Stromquelle geschaltet sein.
Der erfindungsgemäße Stromrichter kann ferner einen Zwischenkreiskondensator umfassen, der zwischen die erste Leitung und die zweite Leitung geschaltet ist. Der erfindungsgemäße Stromrichter kann ferner eine Wandlerschaltung, insbesondere eine Wechselrichterschaltung oder eine aktive Gleichrichterschaltung, umfassen, die zwischen die erste Leitung und die zweite Leitung geschaltet ist. Die Filtereinrichtung kann auf der der Wandlerschaltung abgewandten Seite des Zwischenkreiskondensators angeordnet sein.
Der Stromrichter kann insofern als AC-DC-Wandler, als DC-AC-Wandler oder als DC-DC-Wandler ausgebildet sein.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Bordnetz für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, aufweisend wenigstens einen erfindungsgemäßen Stromrichter, eine Traktionsbatterie, eine Ladeeinrichtung zum Aufladen der Traktionsbatterie aus einem fahrzeugexternen elektrischen Netz und eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Steuerinformation zum Trennen der elektrisch leitenden Verbindungen bereitzustellen, wenn die Ladeeinrichtung die Traktionsbatterie auflädt.
Die Ladeeinrichtung kann ebenfalls durch einen erfindungsgemäßen Stromrichter realisiert sein.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch einen elektrischen Antrieb für ein Fahrzeug, aufweisend einen erfindungsgemäßen Stromrichter und eine, insbesondere rotierende, elektrische Maschine, die zum Antreiben des Fahrzeugs eingerichtet ist, wobei die elektrische Maschine durch den Stromrichter mit einer, insbesondere dreiphasigen, Wechselspannung versorgbar ist. Die elektrische Maschine kann eine, insbesondere permanenterregte, Synchronmaschine oder eine Asynchronmaschine sein.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Fahrzeug, umfassend den erfindungsgemäßen Antrieb und/oder das erfindungsgemäße Bordnetz.
Sämtliche Ausführungen zum erfindungsgemäßen Stromrichter lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Bordnetz übertragen, sodass auch mit diesem die zuvor beschriebenen Vorteile erzielt werden können.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Diese sind schematische Darstellungen und zeigen:

1 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Stromrichters in einem Betriebszustand, in dem die elektrisch leitenden Verbindungen über die Kondensatoren hergestellt sind;
2 ein ausschnittsweises Prinzipschaltbild der Filtereinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
3 ein ausschnittsweises Schaltbild der Filtereinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
4 ein ausschnittsweises Schaltbild der Filtereinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stromrichters;
5 ein Schaltbild der Überwachungseinrichtung für das zweite Ausführungsbeispiel;
6 ein ausschnittsweises Prinzipschaltbild der Filtereinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stromrichters;
7 ein ausschnittsweises Schaltbild der Filtereinrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;
8 ein ausschnittsweises Schaltbild der Filtereinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
9 bis 11 jeweils ein Schaltbild einer Schalteinheit gemäß weiteren Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Stromrichters; und
12 eine Prinzipskizze eines Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bordnetzes.

1 ist ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels eines Stromrichters 1.
Der Stromrichter 1 weist eine erste Leitung 2 für ein erstes Potential P1, eine zweite Leitung 3 für ein zweites Potential P2, das sich vom ersten Potential P1 unterscheidet, und eine dritte Leitung 4 für ein Bezugspotential P3, dass zwischen dem ersten Potential P1 und dem zweiten Potential P2 liegt, auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das zweite Potential P2 niedriger als das erste Potential P1.
Der Stromrichter 1 weist ferner eine Filtereinrichtung 5 auf. Die Filtereinrichtung 5 umfasst einen ersten Kondensator 6 und einen zweiten Kondensator 7. 1 zeigt dabei einen Betriebszustand, in welchem eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Leitung 2 und der dritten Leitung 4 über den ersten Kondensator 6 und eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der zweiten Leitung 3 und der dritten Leitung 4 über den zweiten Kondensator 7 hergestellt ist. Der erste Kondensator 6 und der zweite Kondensator 7 bilden dabei Y-Kondensatoren aus.
Als optionale Komponenten weist die Filtereinrichtung 5 ferner einen dritten Kondensator 8 auf, der als sogenannter X-Kondensator zwischen die erste Leitung 2 und die zweite Leitung 3 geschaltet ist. Ebenfalls optional weist die Filtereinrichtung 5 eine Drossel 9, beispielsweise einen Ferritkern, der um die erste Leitung 2 und in die zweite Leitung 3 angeordnet ist, auf. Die Kondensatoren 6, 7, 8 und die Drossel 9 bilden dabei eine erste Filterstufe der Filtereinrichtung 5 aus.
Optional kann ferner eine weitere Filterstufe vorgesehen sein, die wie die erste Filterstufe aufgebaut ist und dieser nachgeschaltet ist. Die zweite Filterstufe kann einen ersten Kondensator 6a, einen zweiten Kondensator 7a, einen dritten Kondensator 8a und eine Drossel 9a aufweisen.
Ferner weist der Stromrichter 1 exemplarisch einen Zwischenkreiskondensator 10 und eine Wandlerschaltung 11 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Wandlerschaltung 11 eine Wechselrichterschaltung, die dazu eingerichtet ist, einen über die erste Leitung 2 und die zweite Leitung 3 bereitgestellte Gleichspannung in eine dreiphasige Wechselspannung zu wandeln. Mit der dreiphasigen Wechselspannung ist beispielsweise eine an den Stromrichter 1 angeschlossene elektrische Maschine 12 versorgbar. Die Filtereinrichtung 5 ist an der der Wandlerschaltung 11 abgewandten Seite des Zwischenkreiskondensators 10 angeordnet.
2 und 3 sind jeweils ausschnittsweise Schaltbilder der Filtereinrichtung 5 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Die Filtereinrichtung 5 ist dazu eingerichtet, die elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Leitung 2 und der dritten Leitung 4 über den ersten Kondensator 6 sowie die elektrisch leitende Verbindung zwischen der zweiten Leitung 3 und der dritten Leitung 4 über den zweiten Kondensator 7 in Abhängigkeit einer Steuerinformation 13 herzustellen und zu trennen. Dazu weist die Filtereinrichtung eine erste Schalteinrichtung 14 und eine zweite Schalteinrichtung 15 auf. Jede Schalteinrichtung 14, 15 weist einen ersten Anschluss 16, einen zweiten Anschluss 17 und einen Steueranschluss (nicht gezeigt) zum Empfangen der Steuerinformation 13 auf.
Der erste Kondensator 6 ist zwischen die erste Leitung 2 und den ersten Anschluss 16 der ersten Schalteinrichtung 14 geschaltet. Der zweite Anschluss 17 der ersten Schalteinrichtung 14 ist an die dritte Leitung 4 angeschlossen. Der zweite Kondensator 7 ist zwischen die zweite Leitung 3 und den zweiten Anschluss 17 der zweiten Schalteinrichtung 15 geschaltet. Der erster Anschluss 16 der zweiten Schalteinrichtung 15 ist an die dritte Leitung 4 angeschlossen.
3 zeigt ferner eine Schalteinheit 18 einer jeweiligen Schalteinrichtung 14, 15. Die Schalteinheit 18 weist einen Steuereingang (nicht gezeigt) auf und ist dazu eingerichtet, in Abhängigkeit der Steuerinformation 13 einen Stromfluss zwischen dem ersten Anschluss 16 und den zweiten Anschluss 17, insbesondere vom ersten Anschluss 16 zum zweiten Anschluss 17, zu schalten. Die Schalteinheit 18 weist ein Schaltelement 19 mit einem Halbleiterschalter 20a und mit einer antiparallel dazu geschalteten Diode 20b auf. Das Schaltelement 19 ist beispielsweise ein durch einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) und durch ein separates Diodenbauelement ausgebildet. Alternativ können das Schaltelement 19 und die Diode 20 durch einen Feldeffekttransistor mit isoliertem Gate (IGFET), beispielsweise einen Leistungs-Mosfet, ausgebildet sein, wobei die Diode 20b durch dessen Bodydiode realisiert ist. Alternativ ist das Schaltelement 19 durch einen elektromechanischen Schalter, beispielsweise ein Relais oder einen Schütz, ausgebildet.
3 zeigt ferner zwei Entladewiderstände 21, die jeweils parallel zum ersten Kondensator 6 und zum zweiten Kondensator 7 geschaltet sind. Durch die Entladewiderstände 21 ist in den Kondensatoren 6, 7 gespeicherte elektrische Energie in Wärme umsetzbar, wenn die elektrisch leitenden Verbindungen über die Kondensatoren 6, 7 durch die Schalteinrichtung 14, 15 getrennt sind, d. h., wenn das jeweilige Schaltelement 19 sperrt.
Die in 2 und 3 dargestellten Schalteinrichtung 14, 15 können in entsprechender Weise bei den weiteren ersten und zweiten Kondensatoren 6a, 7a der in 1 gezeigten zweiten Filterstufe vorgesehen sein und durch dieselbe Steuerinformation 13 ansteuerbar sein.
4 ist ein ausschnittsweises Schaltbild der Filtereinrichtung 5 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel des Stromrichters 1. Auf das zweite Ausführungsbeispiel lassen sich die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel übertragen, soweit im Folgenden nichts Abweichendes beschrieben wird. Dabei sind gleiche oder gleichwirkende Komponenten mit identischen Bezugszeichen versehen.
4 zeigt zunächst die Steueranschlüsse 22 der ersten Schalteinrichtung 14 und der zweiten Schalteinrichtung 15. Ebenso gezeigt sind die Steuereingänge 23 einer jeweiligen Schalteinheit 18 der ersten Schalteinrichtung 14 und der zweiten Schalteinrichtung 15.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 4 ist der erste Kondensator 6 zwischen die erste Leitung 2 und den ersten Anschluss 16 der ersten Schalteinrichtung 14 geschaltet. Der zweite Anschluss 17 der ersten Schalteinrichtung 14 ist an die dritte Leitung 4 angeschlossen. Der zweite Kondensator 7 ist zwischen die dritte Leitung 4 und den ersten Anschluss 16 der zweiten Schalteinrichtung 15 geschaltet. Der zweite Anschluss 17 der zweiten Schalteinrichtung 15 ist an die zweite Leitung 3 angeschlossen.
Die Schalteinrichtungen 14, 15 weisen darüber hinaus jeweils einen Normalbetriebsschaltung 24 auf.
Die Normalbetriebsschaltung 24 umfasst ein Spannungsbegrenzungselement 25, dass zwischen den Steuereingang 23 der Schalteinheit 18 und den zweiten Anschluss 17 geschaltet ist. Das Spannungsbegrenzungselement ist beispielsweise eine Zenerdiode, deren Katode an den Steuereingang 23 und deren Anode an den zweiten Anschluss 17 angeschlossen ist.
Darüber hinaus weist die Normalbetriebsschaltung 24 ein Widerstandselement 26 auf. Das Widerstandselement 26 ist zwischen den Steuereingang 23 der Schalteinheit 18 und einen dritten Anschluss 27 der Schalteinrichtung 14, 15 geschaltet. Der dritte Anschluss 27 ist an denjenigen Pol des Kondensators 6, 7 angeschlossen, der weder mit dem ersten Anschluss 16 noch mit dem zweiten Anschluss 17 der Schalteinrichtung 14, 15 verbunden ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die dritte Anschluss 27 der ersten Schalteinrichtung 14 an die erste Leitung 2 angeschlossen und der dritte Anschluss 27 der zweiten Schalteinrichtung 15 an die dritte Leitung 4 angeschlossen. Das Widerstandselement 26 weist exemplarisch ein Widerstandswert von mehr als zehn Megaohm auf und ist aus mehreren, beispielhaft dreizehn, in Reihe geschalteten Widerstandsbauelementen mit einem Widerstandswert von jeweils einem Megaohm gebildet.
Zusätzlich weist jede Schalteinrichtung 14, 15 ferner eine Eingangsschaltung 28 auf. Die Eingangsschaltung 28 ist zwischen den Steueranschluss 22 der Schalteinrichtung 14, 15 und den Steuereingang 23 der Schalteinheit 18 geschaltet und dazu eingerichtet, die Schalteinheit 18 zum Unterbrechen der elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem ersten Anschluss 16 und dem zweiten Anschluss 17 anzusteuern, wenn der Steueranschluss 22 und der zweite Anschluss 17 auf demselben Potential liegen. Die Steuerinformation 13 (siehe 2) kann im vorliegenden Ausführungsbeispiel für die erste Schalteinrichtung 14 durch ein auf dem Bezugspotential P3 liegendes Signal und bei der zweiten Schalteinrichtung 15 durch ein auf dem zweiten Potential P2 liegendes Signal repräsentiert werden. Die Eingangsschaltung weist hier beispielhaft ein Schaltelement in Form eines npn-Bipolartransistors auf.
Im Detail weist das Schaltelement 19 der Schalteinheit 18 einer jeweiligen Schalteinrichtung 14, 15 einen Anschluss erster Art 29, einen Anschluss zweiter Art 30, einen Anschluss dritter Art 31 und eine zwischen dem Anschluss erster Art 29 und dem Anschluss zweiter Art 30 ausgebildete Schaltstrecke, deren Leitzustand in Abhängigkeit einer zwischen dem Anschluss dritter Art 31 und dem Anschluss zweiter Art 30 anliegenden Spannung vorgebbar ist, wobei die Anschlüsse 29 bis 31 der Übersichtlichkeit halber nur bei der zweiten Schalteinrichtung 15 gezeigt sind. Der Anschluss erster Art 29 ist mit dem ersten Anschluss 16 verbunden, der Anschluss zweiter Art 30 ist mit dem zweiten Anschluss 17 verbunden, der Anschluss dritter Art 31 ist mit dem Steuereingang 23 verbunden. Bei Ausgestaltung der Schalteinheit 18 mit einem IGBT ist der Anschluss erster Art 29 ein Kollektoranschluss, der Anschluss zweiter Art 30 ein Emitteranschluss und der Anschluss dritter Art 31 ein Gateanschluss. Bei einer Ausgestaltung der Schalteinheit 18 mit einem IGFET ist der Anschluss erster Art 29 ein Drainanschluss, der Anschluss zweiter Art 30 ein Sourceanschluss und der Anschluss dritter Art 31 ein Gateanschluss.
5 ist ein Schaltbild einer Überwachungseinrichtung 36 für das zweite Ausführungsbeispiel des Stromrichters 1.
Die optionale Überwachungseinrichtung 36 dazu eingerichtet eine Detektion, ob der erste Kondensator 6 und der zweite Kondensator 7 mit der dritten Leitung 4 verbunden sind, durchzuführen und ein ein Ergebnis der Detektion beschreibendes Überwachungssignal 36a bereitzustellen.
Die Überwachungseinrichtung 36 weist für jede Schalteinrichtung 14, 15 ein Schaltelement 50, hier in Form eines pnp-Bipolartransistors, mit einem Anschluss erster Art 50a, einem Anschluss zweiter Art 50b, einem Anschluss dritter Art 50c und einer zwischen dem Anschluss erster Art 50a und dem Anschluss zweiter Art 50b ausgebildeten Schaltstrecke, deren Leitzustand in Abhängigkeit einer zwischen dem Anschluss dritter Art 50c und dem Anschluss zweiter Art 50b anliegenden Spannung vorgebbar ist, auf. Der Anschluss dritter Art 50c ist über eine Diode 51 mit dem ersten Anschluss 16 der Schalteinrichtung 14, 15 verbunden. Der Anschluss zweiter Art 50b ist an eine Spannungsquelle 52 angeschlossen. Der Anschluss erster Art 50a ist über einen Widerstand 53 mit dem zweiten Anschluss 17 der Schalteinrichtung 14, 15 verbunden, wobei das Überwachssignal 36a zwischen dem Anschluss erster Art 50a und dem Widerstand 53 bereitstellbar ist. Optional kann vorgesehen sein, dass der Anschluss dritter Art 50c über einen Widerstand 54 mit der Spannungsquelle 52 und/oder über einen Kondensator 55 mit dem zweiten Anschluss 17 der Schalteinrichtung 14, 15 verbunden ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beschreibt das Überwachungssignal 36a auch, welcher Kondensator 6, 7 mit der dritten Leitung 4 verbunden ist.
6 und 7 zeigen ausschnittsweise eine Filtereinrichtung 5 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel des Stromrichters 1. Dabei ist 6 eine Prinzipskizze und 7 ein Schaltbild. Auf das dritte Ausführungsbeispiel lassen sich die Ausführungen zum zweiten Ausführungsbeispiel übertragen, soweit im Folgenden nichts Abweichendes beschrieben wird. Dabei sind gleiche oder gleichwirkende Komponenten mit identischen Bezugszeichen versehen.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist eine, insbesondere genau eine, Schalteinrichtung 14 vorgesehen. Der erste Kondensator 6 ist an die erste Leitung 2 angeschlossen. Der zweite Kondensator 7 ist an die zweite Leitung 3 angeschlossen. Der erste Kondensator 6, der zweite Kondensator 7 und der erste Anschluss 16 der Schalteinrichtung 14 sind an einen gemeinsamen Schaltungsknoten 32 angeschlossen. Der zweite Anschluss 17 der Schalteinrichtung 14 ist an die dritte Leitung 4 angeschlossen.
Die Schalteinheit 18 der Schalteinrichtung 14 weist gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel einen ersten Steuereingang 23 und einen zweiten Steuereingang 23a auf. Die Schalteinheit 18 umfasst ein erstes Schaltelement 19 und ein zweites Schaltelement 19a, die jeweils einen Anschluss erster Art 29, einen Anschluss zweiter Art 30, einen Anschluss dritter Art 31 und eine zwischen dem Anschluss erster Art 29 und dem Anschluss zweiter Art 30 ausgebildete Schaltstrecke, deren Leitzustand in Abhängigkeit einer zwischen dem Anschluss dritter Art 31 und dem Anschluss zweiter Art 29 anliegenden Spannung vorgebbar ist. Die Anschlüsse zweiter Art 30 des ersten Schaltelements 19 und des zweiten Schaltelements 19a sind aneinander angeschlossen. Die Anschlüsse dritter Art 31 sind in Abhängigkeit der Steuerinformation 13 (siehe 1) ansteuerbar.
Der Anschluss erster Art 29 des ersten Schaltelements 19 bildet den ersten Anschluss 16 der Schalteinrichtung 14 aus. Der Anschluss erster Art 29 des zweiten Schaltelements 19a bildet den zweiten Anschluss 17 der Schalteinrichtung 14 aus. Der erste Steuereingang 23 ist an die Anschlüsse dritter Art 31 des ersten Schaltelements 19 und des zweiten Schaltelements 19a angeschlossen. Der zweite Steuereingang 23a ist an die Anschlüsse zweiter Art 30 des ersten Schaltelements 19 und des zweiten Schaltelements 19a angeschlossen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Schaltelemente 19, 19a jeweils durch einen IGFET, exemplarisch durch einen Leistungs-Mosfet mit einer maximalen Sperrspannung von 1,2 Kilovolt, ausgebildet. Die Schalteinheit 18 bildet eine bidirektional leitende und sperrende Common-Source-Schaltung aus den zwei Schaltelementen 19, 19a, aus. Daneben weist die Schalteinheit 18 eine Suppressordiode 33 auf, die parallel zu den Schaltelementen 19, 19a an den ersten Anschluss 16 und an den zweiten Anschluss 17 der Schalteinrichtung 14 angeschlossen ist.
Die Normalbetriebsschaltung 24 weist - wie im zweiten Ausführungsbeispiel - das Spannungsbegrenzungselement 25 und das Widerstandselement 26, von dem in 7 einzelne Widerstandsbauelemente 34 dargestellt sind, auf. Dabei ist das Spannungsbegrenzungselement 25 zwischen den ersten Steuereingang 23 und den zweiten Steuereingang 23a der Schalteinheit 18 geschaltet. Die Kathode der Zenerdiode ist mit dem ersten Steuereingang 23 verbunden. Die Anode der Zenerdiode ist mit dem zweiten Steuereingang 23a verbunden. Das Widerstandselement 26 ist zwischen den ersten Steuereingang 23 der Schalteinheit 18 und den dritten Anschluss 27 der Schalteinrichtung 14 geschaltet. Der dritte Anschluss 27 ist an die erste Leitung 2 angeschlossen.
Beim dritten Ausführungsbeispiel ist der Steueranschluss 22 über die Eingangsschaltung 28 mit den Steuereingängen 23, 23a verbunden. Die Eingangsschaltung 28 ist exemplarisch durch einen npn-Bipolartransistor ausgebildet.
Das Widerstandselement 26 dient gemeinsam mit einem Widerstandselement 35 der Filtereinrichtung 5 der Symmetrierung der Ladungsverteilung zwischen dem ersten Kondensator 6 und dem zweiten Kondensator 7 in bestimmten Betriebszuständen. Das Widerstandselement 35 ist zwischen die zweite Leitung 3 und die dritte Leitung 4 geschaltet und wie das Widerstandselement 26 der Normalbetriebsschaltung 24 ausgebildet.
Optional weist die Filtereinrichtung 5 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel eine Überwachungseinrichtung 36 auf.
Optional weist die Filtereinrichtung 5 eine Isolationseinrichtung 37 auf, die einen ersten Eingang 38a und einen vom ersten Eingang 38a elektrisch entkoppelten Ausgang 39a aufweist und dazu eingerichtet ist, die am ersten Eingang 38a bereitgestellte Steuerinformation 13 der Schalteinrichtung 14 am ersten Ausgang 39a bereitzustellen. Daneben kann die Isolationseinrichtung 37 einen zweiten Eingang 38b und einen davon elektrisch entkoppelten zweiten Ausgang 39b aufweisen und dazu eingerichtet sein, das am zweiten Eingang 38b bereitgestellte Überwachungssignal 36a am zweiten Ausgang 39b bereitzustellen. Die Entkopplung zwischen einen jeweiligen Eingang 38a, 38b und einem jeweiligen Ausgang 39a, 39b erfolgt hier optisch mittels Optokopplern. Gemäß alternativen Ausführungsbeispielen erfolgt die Entkopplung induktiv oder kapazitiv.
Sofern der erste Kondensator 6a und der zweite Kondensator 7a der zweiten Filterstufe gemäß 1 vorgesehen ist, können die Kondensatoren 6a, 7a an den gemeinsamen Schaltungsknoten 32 angeschlossen sein, so dass die Schalteinrichtung 14 gemeinsam für beide Filterstufen vorgesehen ist.
8 ist ein ausschnittsweises Schaltbild eine Filtereinrichtung 5 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel des Stromrichters 1, auf das sich die Ausführungen zum dritten Ausführungsbeispiel übertragen, soweit im Folgenden nichts Abweichendes beschrieben wird. Dabei sind gleiche oder gleichwirkende Komponenten mit identischen Bezugszeichen versehen.
Beim vierten Ausführungsbeispiel wird auf eine Normalbetriebsschaltung und eine Eingangsschaltung verzichtet. Die Isolationseinrichtung 37 stellt hier eine von der Steuerinformation abhängige Steuerspannung 60 an den Steuereingängen 23, 23a der Schalteinheit 18 bereit.
8 zeigt ferner eine weitere mögliche Ausgestaltung der Überwachungseinrichtung 36. Die Überwachungseinrichtung 36 weist eine Stromquelle 70 auf, die einerseits über eine Diode 71 an den ersten Anschluss 16 der Schalteinrichtung 14 und über eine Diode 72 an den zweiten Anschluss 17 der Schalteinrichtung 14 und andererseits an den zweiten Steuereingang 23a der Schalteinheit 18 angeschlossen ist, wobei das Überwachungssignal 36a zwischen den Dioden 71, 72 und der Stromquelle 70 bereitstellbar ist. Parallel zur Stromquelle 70 ist ferner ein Spannungsbegrenzungselement 73, hier in Form einer Zenerdiode, geschaltet. Die Stromquelle 70 der Überwachungseinrichtung 36 ist hier durch eine von der Isolationseinrichtung 37 bereitgestellte Betriebsspannung 74 betreibbar.
8 zeigt ferner ein weiteres Widerstandselement 35a, das zwischen die erste Leitung 2 und die dritte Leitung 4 geschaltet ist und gemeinsam mit dem Widerstandselement 35 der Symmetrierung der Ladungsverteilung zwischen dem ersten Kondensator 6 und dem zweiten Kondensator 7 dient. Die Widerstandselemente 35, 35a sind identisch ausgebildet.
9 bis 11 sind jeweils ein Schaltbild einer Schalteinheit 18 gemäß weiteren Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Stromrichters 1, die im Übrigen dem dritten oder vierten Ausführungsbeispiel entsprechen. Dabei sind gleiche oder gleichwirkende Komponenten mit identischen Bezugszeichen versehen.
Die Schalteinheiten 18 gemäß 9 und 10 bilden jeweils eine bidirektional leitende und sperrende Schalteinheit auf Basis von lediglich unidirektional leitenden und/oder sperrenden Schaltelementen aus.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß 9 sind die Anschlüsse erster Art 29 des ersten Schaltelements 19 und des zweiten Schaltelements 19a aneinander angeschlossen. Die Anschlüsse zweiter Art 30 der Schaltelemente 19, 19a bilden die Anschlüsse 16, 17 der Schalteinrichtung 14 aus. Die Schaltelemente 19, 19a bilden eine Common-Drain-Schaltung oder eine Common-Collector-Schaltung aus.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß 10 ist nur ein Schaltelement 19 vorgesehen, das parallel zu zwei Halbbrücken eines Brückengleichrichters 40 mit Dioden 41a, 41b, 41c, 41 d geschaltet ist. Die Anschlüsse 16, 17 der Schalteinrichtung 14 sind durch Abgriffe zwischen den Dioden 41a, 41b bzw. 41c, 41d einer jeweiligen Halbbrücke ausgebildet.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß 11 ist das Schaltelement 19 als rückwärtssperrender IGBT (RB-IGBT) ausgebildet. Die Anschlüsse 16, 17 der Schalteinrichtung 14 sind durch Anschlüsse an eine Schaltstrecke des RB-IGBT ausgebildet.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen ist die Isolationseinrichtung 37 bei den Stromrichtern 1 gemäß dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel vorgesehen. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen, die einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele entsprechen, ist die Schalteinheit 18 durch ein elektromechanisches Schaltelement, beispielsweise ein Relais oder einen Schütz, ausgebildet.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen, die dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel entsprechen, ist die Schalteinheit 18 einer jeweiligen Schalteinrichtung 14, 15 bidirektional leitend und/oder sperrend ausgebildet und kann der Schalteinheit 18 gemäß 7 oder 9 bis 11 entsprechen.
12 ist eine Prinzipskizze eines Fahrzeugs 100 mit einem Ausführungsbeispiel eines Bordnetzes 101.
Das Fahrzeug 100 ist ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, beispielsweise ein batterieelektrisches Fahrzeug (BEV) oder ein Hybridfahrzeug.
Das Bordnetz 101 weist einen Stromrichter 1 gemäß einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele auf. Der Stromrichter 1 ist hier exemplarisch als DC-AC-Wandler für die elektrische Maschine 12 ausgebildet. Daneben umfasst das Bordnetz eine Traktionsbatterie 102, beispielsweise mit einer Nennspannung von wenigstens 400 Volt. Vorgesehen ist ferner eine Ladeeinrichtung 103 zum Aufladen der Traktionsbatterie 102 aus einem fahrzeugexternen elektrischen Netz 104. Die Ladeeinrichtung 103 kann als DC-DC-Wandler oder AC-DC-Wandler zwischen dem elektrischen Netz 104 und dem Bordnetz 101 und entsprechend einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele als Stromrichter 1a ausgebildet sein. Optional kann ein Gleichspannungswandler 105 im Bordnetz 101 vorgesehen sein, welcher dazu eingerichtet ist, das Bordnetz 101 mit einem weiteren Bordnetz 106, beispielsweise einem Niederspannungsbordnetz mit einen Nennspannung von 12 oder 24 Volt, des Fahrzeugs 100 zu koppeln. Auch der Gleichspannungswandler 105 Stromrichter 1b in Form eines DC-DC-Wandlers entsprechend der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet sein.
Das Bordnetz 101 umfasst ferner eine Steuereinrichtung 107, die dazu eingerichtet ist, die Steuerinformation 13 zum Trennen der elektrisch leitenden Verbindungen in den Filtereinrichtungen 5 des Stromrichter 1, und ggf. auch der Stromrichter 1a, 1b, bereitzustellen, wenn die Ladeeinrichtung 103 die Traktionsbatterie 102 lädt. Optional kann das Überwachungssignal 36a von dem Stromrichter 1 oder den Stromrichtern 1, 1a, 1b an die Steuereinrichtung 107 übertragen werden.
Der Stromrichter 1 und die elektrische Maschine 12 bilden einen Antrieb 108 für das Fahrzeug 100 aus.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017110608 A1 [0003]

Claims

Stromrichter (1, 1a, 1b) für ein Bordnetz (101) eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs (100), aufweisend - eine erste Leitung (2) für ein erstes Potential (P1), - eine zweite Leitung (3) für ein zweites Potential (P2), das sich vom ersten Potential (P1) unterscheidet, - eine dritte Leitung (4) für ein Bezugspotential (P3), das zwischen dem ersten Potential (P1) und dem zweiten Potential (P2) liegt, und - eine Filtereinrichtung (5), die einen ersten Kondensator (6) und einen zweiten Kondensator (7) aufweist und dazu eingerichtet ist, eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Leitung (2) und der dritten Leitung (4) über den ersten Kondensator (6) sowie eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der zweiten Leitung (3) und der dritten Leitung (4) über den zweiten Kondensator (7) in Abhängigkeit einer Steuerinformation (13) herzustellen und entlang wenigstens einer Stromrichtung zu trennen.
Stromrichter nach Anspruch 1, wobei die Filtereinrichtung (5) dazu eingerichtet ist, die elektrisch leitenden Verbindungen in einem Betriebszustand des Stromrichters (1, 1a, 1b), in welchem eine über einem vorgegebenen Spannungsschwellwert liegende Spannung zwischen der ersten Leitung (2) und der zweiten Leitung (3) anliegt, herzustellen und bei Empfang der Steuerinformation (13) zu trennen.
Stromrichter nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Filtereinrichtung (5) wenigstens eine Schalteinrichtung (14, 15) aufweist, die - einen ersten Anschluss (16), - einen zweiten Anschluss (17), - einen Steueranschluss (22) zum Empfangen der Steuerinformation (13) und - eine Schalteinheit (18), welche wenigstens einen Steuereingang (23, 23a) aufweist und dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit der Steuerinformation (13) einen Stromfluss zwischen dem ersten Anschluss (16) und dem zweiten Anschluss (17) zu schalten.
Stromrichter nach Anspruch 3 wobei die Schalteinheit (18) dazu eingerichtet ist, den Stromfluss bidirektional zu leiten und/oder zu sperren.
Stromrichter nach Anspruch 3 oder 4, wobei der wenigstens eine Steuereingang (23, 23a) der Schalteinheit (18) einen ersten Steuereingang (23) und einen zweiten Steuereingang (23a) umfasst.
Stromrichter nach den Ansprüchen 4 und 5, wobei die Schalteinheit (18) ein erstes Schaltelement (19) und ein zweites Schaltelement (19a) umfasst, die jeweils einen Anschluss erster Art (29), einen Anschluss zweiter Art (30), einen Anschluss dritter Art (31) und eine zwischen dem Anschluss erster Art (29) und dem Anschluss zweiter Art (30) ausgebildete Schaltstrecke, deren Leitzustand in Abhängigkeit einer zwischen dem Anschluss dritter Art (31) und dem Anschluss zweiter Art (30) anliegenden Spannung vorgebbar ist, aufweisen, wobei die Anschlüsse zweiter Art (30) des ersten Schaltelements (19) und des zweiten Schaltelements (19a) aneinander angeschlossen sind und die Anschlüsse dritter Art (31) in Abhängigkeit der Steuerinformation (13) ansteuerbar sind, wobei der Anschluss erster Art (29) des ersten Schaltelements (19) den ersten Anschluss (16) der Schalteinrichtung (14) ausbildet und der Anschluss erster Art (29) des zweiten Schaltelements (19a) den zweiten Anschluss (17) der Schalteinrichtung (14) ausbildet, wobei der erste Steuereingang (23) an die Anschlüsse dritter Art (31) des ersten Schaltelements (19) und des zweiten Schaltelements (19a) angeschlossen ist und der zweite Steuereingang (23a) an die Anschlüsse zweiter Art (30) des ersten Schaltelements (19) und des zweiten Schaltelements (19a) angeschlossen ist.
Stromrichter nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Schalteinheit (18) - ein erstes Schaltelement (19) und ein zweites Schaltelement (19a) umfasst, die jeweils einen Anschluss erster Art (29), einen Anschluss zweiter Art (30), einen Anschluss dritter Art (31) und eine zwischen dem Anschluss erster Art (29) und dem Anschluss zweiter Art (30) ausgebildete Schaltstrecke, deren Leitzustand in Abhängigkeit einer zwischen dem Anschluss dritter Art (31) und dem Anschluss zweiter Art (30) anliegenden Spannung vorgebbar ist, aufweisen, wobei die Anschlüsse erster Art (29) des ersten Schaltelements (19) und des zweiten Schaltelements (19a) aneinander angeschlossen sind oder - einen Brückengleichrichter (40) mit einem parallel geschalteten Schaltelement (19) aufweist oder - ein rückwärtssperrendes Schaltelement (19) aufweist.
Stromrichter nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei der erste Kondensator (6) zwischen die erste Leitung (2) und den ersten Anschluss (16) einer ersten Schalteinrichtung (14) der wenigstens einen Schalteinrichtung (14, 15) geschaltet ist, wobei der zweite Anschluss (17) der ersten Schalteinrichtung (14) an die dritte Leitung (4) angeschlossen ist, wobei der zweite Kondensator (7) zwischen - die zweite Leitung (3) und den zweiten Anschluss (17) einer zweiten Schalteinrichtung (15) der wenigstens einen Schalteinrichtung (14, 15) geschaltet ist, wobei der erste Anschluss (16) der zweiten Schalteinrichtung (15) an die dritte Leitung (4) angeschlossen ist oder - die dritte Leitung (4) und den ersten Anschluss (16) einer zweiten Schalteinrichtung (15) der wenigstens einen Schalteinrichtung (14, 15) geschaltet ist, wobei der zweite Anschluss (17) der zweiten Schalteinrichtung (15) an die zweite Leitung (3) angeschlossen ist.
Stromrichter nach Anspruch 8, wobei die Schalteinrichtung (14, 15) ferner eine Normalbetriebsschaltung (24) aufweist, welche - ein Spannungsbegrenzungselement (25), das zwischen den Steuereingang (23) der Schalteinheit (18) und den zweiten Anschluss (17) der Schalteinrichtung (14, 15) geschaltet ist, und/oder - ein Widerstandselement (26), das zwischen den Steuereingang (23) der Schalteinheit (18) und einen dritten Anschluss (27) der Schalteinrichtung (14, 15), welcher an einen solchen Pol des Kondensators (6, 7) angeschlossen ist, der weder mit dem ersten Anschluss (16) noch mit dem zweiten Anschluss (17) der Schalteinrichtung (14, 15) verbunden ist, aufweist.
Stromrichter nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei der erste Kondensator (6) an die erste Leitung (2) und der zweite Kondensator (7) an die zweite Leitung (3) angeschlossen sind, der erste Kondensator (6), der zweite Kondensator (7) und der erste Anschluss (16) der Schalteinrichtung (14) an einen gemeinsamen Schaltungsknoten (32) angeschlossen sind und der zweite Anschluss (17) der Schalteinrichtung (14) an die dritte Leitung (4) angeschlossen ist.
Stromrichter nach 10, wenn abhängig von Anspruch 5, wobei die Schalteinrichtung (14) ferner eine Normalbetriebsschaltung (24) aufweist, welche - ein Spannungsbegrenzungselement (25), das zwischen den ersten Steuereingang (23) und den zweiten Steuereingang (23a) der Schalteinheit (18) geschaltet ist, und/oder - ein Widerstandselement (26), das zwischen den ersten Steuereingang (23) der Schalteinheit (17) und die erste oder zweite Leitung (2, 3) geschaltet ist, aufweist.
Stromrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Filtereinrichtung (5) ferner eine Isolationseinrichtung (37) aufweist, die einen Eingang (38a) und einen vom Eingang (38a) elektrisch entkoppelten Ausgang (39a) aufweist und dazu eingerichtet ist, die am Eingang (38a) bereitgestellte Steuerinformation (13) der wenigstens einen Schalteinrichtung (14, 15) am Ausgang (39a) bereitzustellen.
Stromrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Filtereinrichtung (5) eine Überwachungseinrichtung (36) aufweist, die dazu eingerichtet ist, eine Detektion, ob der erste Kondensator (6) und der zweite Kondensator (7) mit der dritten Leitung (4) verbunden sind, durchzuführen und ein ein Ergebnis der Detektion beschreibendes Überwachungssignal (36a) bereitzustellen.
Stromrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Zwischenkreiskondensator (10), der zwischen die erste Leitung (2) und die zweite Leitung (3) geschaltet ist, und eine Wandlerschaltung (11), die zwischen die erste Leitung (2) und die zweite Leitung (3) geschaltet ist, wobei die Filtereinrichtung (5) auf der der Wandlerschaltung (11) abgewandten Seite des Zwischenkreiskondensators (10) angeordnet ist.
Bordnetz (101) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug (100), aufweisend wenigstens einen Stromrichter (1, 1a, 1b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, eine Traktionsbatterie (102), eine Ladeeinrichtung (103) zum Aufladen der Traktionsbatterie (102) aus einem fahrzeugexternen elektrischen Netz (104) und eine Steuereinrichtung (107), die dazu eingerichtet ist, die Steuerinformation (13) zum Trennen der elektrisch leitenden Verbindungen bereitzustellen, wenn die Ladeeinrichtung (103) die Traktionsbatterie (102) auflädt.