DE102021214412A1 - Vorrichtung zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung (110) zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug (100) vorgestellt. Die Vorrichtung (110) umfasst eine erste Vorrichtungslage (120) mit einem ersten Gehäuse (122) und mindestens einer in dem ersten Gehäuse (122) angeordneten, ersten elektronischen Funktionseinheit (124) für eine erste Funktion und zumindest eine weitere Vorrichtungslage (140) mit einem weiteren Gehäuse (142) und mindestens einer in dem weiteren Gehäuse (142) angeordneten, weiteren elektronischen Funktionseinheit (144) für eine weitere Funktion, die sich von der ersten Funktion unterscheidet. Zumindest eine der Vorrichtungslagen (120, 140) umfasst einen Versorgungsanschluss (150) zum elektrischen Anschließen der Vorrichtung an eine Fahrzeugbatterie (102) des Elektrofahrzeugs (100). Zumindest eine der Vorrichtungslagen (120, 130) umfasst einen Ausgangsanschluss (160) zum elektrischen Anschließen der Vorrichtung (110) an einen elektrischen Verbraucher (104). Das erste Gehäuse (122) und das weitere Gehäuse (142) sind aufeinander gestapelt miteinander verbindbar oder verbunden, wobei Haupterstreckungsebenen der Funktionseinheiten (124, 144) zueinander parallel angeordnet sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug, insbesondere auch als modulare Leistungsverteilungseinheit oder Stromverteilereinheit bezeichenbar, und auf ein Elektrofahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.
  • Herkömmliche für Elektromobilität konzipierte Systeme zum Richten und zusätzlich oder alternativ Wandeln elektrischer Energie arbeiten insbesondere mit vollständig voneinander getrennten Einheiten, wobei jede Einheit ein eigenes Gehäuse mit einem eigenen Kühlanschluss umfassen kann.
  • Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Vorrichtung zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug und ein verbessertes Elektrofahrzeug gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
  • Gemäß Ausführungsformen kann insbesondere eine modulare Leistungsverteilungseinheit oder modulare Stromverteilereinheit als eine Kombination mehrerer separater Einheiten bzw. Moduleinheiten in einem Gehäuse bereitgestellt werden. Anders ausgedrückt kann beispielsweise eine multifunktionale Leistungswandlungseinheit als eine modulare Lösung bereitgestellt werden, wobei unterschiedliche Einheiten in einem Gehäuse kombiniert sein bzw. werden können. Vorteilhafterweise kann gemäß Ausführungsformen somit insbesondere eine modulare Lösung für mehrere separate Einheiten, die in einem Gehäuse installiert sind, bereitgestellt werden, wobei lediglich benötigte Module installiert zu werden brauchen, was Platz und Gewicht einspart, wobei insbesondere lediglich ein Kühlanschluss vorgesehen zu werden braucht und eine Verbesserung von Effizienz und Preis erreicht werden kann. Nachfolgend sind weitere Vorteile aufgeführt, die beispielsweise ein Wechselrichter und/oder Gleichrichter sowie ein Gleichspannungswandler, die auf modulare Weise verbunden sind und in einem Gehäuse eingebaut sind, bewirken können. Wenn nötig, können alle Module in einem Gehäuse eingebaut sein. Es ist einfach, eine Leistungswandlungseinheit oder allgemein gesagt eine Vorrichtungslage oder Vorrichtungsebene zu entfernen und lediglich benötigte Funktionen in der Vorrichtung zu belassen. So kann eine kosteneffiziente Lösung bereitgestellt werden, die viele mögliche Kombinationen von Funktionen erlaubt. Eine solche Modularität in Gestalt der Vorrichtung bzw. Leistungswandlungseinheit als modularer Lösung ermöglicht eine einfache Anpassung an Kundenbedürfnisse.
  • Es wird eine Vorrichtung zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug vorgestellt, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist:
    • eine erste Vorrichtungslage mit einem ersten Gehäuse und mindestens einer in dem ersten Gehäuse angeordneten, ersten elektronischen Funktionseinheit für eine erste Funktion; und
    • zumindest eine weitere Vorrichtungslage mit einem weiteren Gehäuse und mindestens einer in dem weiteren Gehäuse angeordneten, weiteren elektronischen Funktionseinheit für eine weitere Funktion, die sich von der ersten Funktion unterscheidet,
    • wobei zumindest eine der Vorrichtungslagen einen Versorgungsanschluss zum elektrischen Anschließen der Vorrichtung an eine Fahrzeugbatterie des Elektrofahrzeugs aufweist, wobei zumindest eine der Vorrichtungslagen einen Ausgangsanschluss zum elektrischen Anschließen der Vorrichtung an einen elektrischen Verbraucher aufweist, wobei das erste Gehäuse und das weitere Gehäuse aufeinander gestapelt miteinander verbindbar oder verbunden sind, wobei in einem aufeinander gestapelten Zustand der Gehäuse Haupterstreckungsebenen der Funktionseinheiten zueinander parallel angeordnet sind.
  • Bei dem Elektrofahrzeug kann es sich um ein Landfahrzeug, insbesondere ein Straßenfahrzeug handeln. Das Elektrofahrzeug kann einen vollelektrischen, teilelektrischen oder hybridelektrischen Antrieb aufweisen. Das Elektrofahrzeug kann auch als ein sogenanntes E-Auto bezeichnet werden. Das Elektrofahrzeug weist eine Fahrzeugbatterie auf, mittels derer ein Elektromotor zum Fortbewegen des Elektrofahrzeugs und andere Fahrzeugfunktionen mit elektrischer Energie versorgbar sind. Eine Vorrichtungslage kann auch als eine Vorrichtungsebene, Funktionsebene oder Modulebene bezeichnet werden. Die Vorrichtung kann auch als eine Leistungswandlungseinheit, Stromwandlereinheit oder dergleichen bezeichnet werden. Eine Leistungswandlungseinheit kann mindestens eine Leistungselektronikeinheit zum Wandeln elektrischer Energie aufweisen, wie beispielsweise: Gleichrichter und/oder Wechselrichter, bidirektionale Gleichspannungswandler.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Vorrichtung auch eine zweite Vorrichtungslage mit mindestens einer zweiten elektronischen Funktionseinheit für eine zweite Funktion umfassen, die sich von der ersten Funktion und der weiteren Funktion unterscheiden kann. Hierbei kann die zweite Funktionseinheit in dem ersten Gehäuse angeordnet sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass anwendungsübergreifend benötigte Funktionseinheiten bereits in einem einzigen Gehäuse kombiniert sein können. Somit können Kosten, Bauraum und Komplexität verringert werden.
  • Dabei kann die zweite Funktionseinheit einen Gleichspannungswandler aufweisen und kann die erste Funktionseinheit einen Wechselrichter und zusätzlich oder alternativ einen Gleichrichter aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass häufig in Elektrofahrzeugen benötigte Funktionen durch in einem einzigen Gehäuse eingebaute Funktionseinheiten platzsparend und kostengünstig realisiert sein können.
  • Auch können die Funktionseinheiten zumindest einen Gleichrichter, zumindest einen Wechselrichter, zumindest einen Gleichspannungswandler, zumindest einen Aufwärtswandler, zumindest einen Abwärtswandler, zumindest eine Schalteinrichtung, zumindest eine Steuereinrichtung, zumindest ein Filter, zumindest eine galvanische Trenneinrichtung, zumindest eine Isolationsüberwachungseinheit, zumindest eine Ladeeinrichtung und zusätzlich oder alternativ zumindest eine Netzeinspeisungseinrichtung aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass je nach konkretem Anwendungsszenario in dem Fahrzeug eine geeignete Konfiguration der Vorrichtung mit anwendungsspezifischen Funktionseinheiten realisiert werden kann.
  • Ferner kann zumindest eine der Vorrichtungslagen einen als Motoranschluss zum elektrischen Anschließen der Vorrichtung an einen Elektromotor des Elektrofahrzeugs ausgeführten Ausgangsanschluss, mindestens einen Ausgangsanschluss zum Bereitstellen von Gleichspannung, mindestens einen Ausgangsanschluss zum Bereitstellen von Wechselspannung, mindestens einen Netzanschluss zum elektrischen Anschließen der Vorrichtung an ein fahrzeuginternes Mikronetz, mindestens einen weiteren Versorgungsanschluss zum elektrischen Anschließen der Vorrichtung an eine fahrzeugexterne Quelle elektrischer Leistung oder eine fahrzeuginterne Brennstoffzelle und zusätzlich oder alternativ mindestens einen Netzwerkanschluss zum Anschließen der Vorrichtung an ein fahrzeuginternes Kommunikationsnetzwerk aufweisen. Das Kommunikationsnetzwerk kann ein serielles Bussystem aufweisen, wie beispielsweise einen CAN-Bus (Controller Area Network) oder dergleichen. Ein Mikronetz kann ein elektrisches Netz sein, das beispielweise Folgendes bereitstellt: eine Wechselspannung von 3 x 0..230 Volt ± 15 Prozent oder 3 x 0..400 Volt ± 15 Prozent mit einer Frequenz von 50 Hertz ± 10 Prozent oder 60 Hertz ± 10 Prozent. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass vielfältige Anschlussmöglichkeiten für die Vorrichtung umgesetzt werden können, wobei ein flexibler und an konkrete Anforderungen anpassbarer Einsatz der Vorrichtung ermöglicht wird.
  • Zudem kann zumindest eines der Gehäuse Kühlmittelanschlüsse aufweisen, über die ein Kühlmittel zum Kühlen der Vorrichtung durch zumindest eine der Vorrichtungslagen förderbar ist. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine einfache und zuverlässige Kühlung der Funktionseinheiten erreicht werden kann.
  • Auch können die Gehäuse in dem aufeinander gestapelten Zustand miteinander mechanisch verbindbar oder verbunden, insbesondere verschraubbar oder verschraubt sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass einerseits die Vorrichtung als eine einzige Einheit robust ausgeführt und stabil im Fahrzeug eingebaut werden kann und andererseits eine Anpassung der Vorrichtung durch eine Wechsel von Vorrichtungslagen auf einfache Weise realisiert werden kann.
  • Ferner können die Gehäuse aus Metall ausgeformt sein, insbesondere aus Aluminium. Insbesondere können die Gehäuse als Aluminiumgussgehäuse ausgeführt sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ein robustes Gehäuse bereitgestellt werden kann und dabei insbesondere noch Gewicht eingespart werden kann.
  • Insbesondere kann jedes der Gehäuse ausgeformt sein, um die jeweiligen Funktionseinheiten mit Ausnahme von Anschlüssen hermetisch abzudichten. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Funktionseinheiten vor Umwelteinflüssen geschützt in den Gehäusen angeordnet sein können.
  • Es wird auch ein Elektrofahrzeug vorgestellt, das folgende Merkmale aufweist:
    • eine Fahrzeugbatterie;
    • zumindest einen elektrischen Verbraucher; und
    • eine Ausführungsform einer hierin genannten Vorrichtung, wobei die Vorrichtung elektrisch an die Fahrzeugbatterie und an den zumindest einen elektrischen Verbraucher angeschlossen ist.
  • In Verbindung mit einem Elektrofahrzeug kann eine Ausführungsform der hierin genannten Vorrichtung vorteilhaft eingesetzt oder verwendet werden, um elektrische Leistung bereitzustellen, insbesondere als eine Leistungswandlungseinheit für das Elektrofahrzeug zu fungieren.
  • Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Elektrofahrzeugs mit einer Vorrichtung zum Bereitstellen elektrischer Leistung für das Elektrofahrzeug;
    • 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug;
    • 3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug;
    • 4 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer weiteren Vorrichtungslage für die Vorrichtung aus 3;
    • 5 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer weiteren Vorrichtungslage für die Vorrichtung aus 3;
    • 6 eine schematische Darstellung der ersten Vorrichtungslage der Vorrichtung aus 3;
    • 7 eine schematische Darstellung der zweiten Vorrichtungslage der Vorrichtung aus 3;
    • 8 eine schematische Darstellung der weiteren Vorrichtungslage der Vorrichtung aus 3;
    • 9 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug;
    • 10 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug;
    • 11 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug;
    • 12 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug;
    • 13 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug;
    • 14 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug;
    • 15 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug;
    • 16 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug;
    • 17 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug; und
    • 18 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug.
  • In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Elektrofahrzeugs 100 mit einer Vorrichtung 110 zum Bereitstellen elektrischer Leistung für das Elektrofahrzeug 100. Das Elektrofahrzeug 100 umfasst eine Fahrzeugbatterie 102, zumindest einen elektrischen Verbraucher 104 und die Vorrichtung 110 zum Bereitstellen. Die Vorrichtung 110 ist elektrisch an die Fahrzeugbatterie 102 und an den zumindest einen elektrischen Verbraucher 104 angeschlossen.
  • Die Vorrichtung 110 umfasst eine erste Vorrichtungslage 120 und zumindest eine weitere Vorrichtungslage 140. Die erste Vorrichtungslage 120 umfasst ein erstes Gehäuse 122 und mindestens eine erste elektronische Funktionseinheit 124 für eine erste Funktion der Vorrichtung 110, wobei die mindestens eine erste elektronische Funktionseinheit 124 in dem ersten Gehäuse 122 aufgenommen bzw. angeordnet ist. Die zumindest eine weitere Vorrichtungslage 140 umfasst ein weiteres Gehäuse 142 und mindestens eine weitere elektronische Funktionseinheit 144 für eine von der ersten Funktion unterschiedliche, weitere Funktion, wobei die mindestens eine weitere elektronische Funktionseinheit 144 in dem weiteren Gehäuse 142 aufgenommen bzw. angeordnet ist.
  • Zumindest eine der Vorrichtungslagen 120, 140 umfasst einen Versorgungsanschluss 150. Über den Versorgungsanschluss 150 ist die Vorrichtung 110 elektrisch an die Fahrzeugbatterie 102 des Elektrofahrzeugs 100 angeschlossen. Ferner umfasst zumindest eine der Vorrichtungslagen 120, 140 einen Ausgangsanschluss 160. Über den Ausgangsanschluss 160 ist die Vorrichtung 110 elektrisch an den elektrischen Verbraucher 104 des Elektrofahrzeugs 100 angeschlossen. Gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst lediglich beispielhaft die erste Vorrichtungslage 120 einen Versorgungsanschluss 150 und einen Ausgangsanschluss 160 und umfasst die weitere Vorrichtungslage 140 einen Versorgungsanschluss 150 und einen Ausgangsanschluss 160.
  • Das erste Gehäuse 122 der ersten Vorrichtungslage 120 und das weitere Gehäuse 142 der weiteren Vorrichtungslage 140 sind aufeinander gestapelt angeordnet und miteinander verbunden. In dem aufeinander gestapelten Zustand der Gehäuse 122, 142 der Vorrichtungslagen 120, 140 sind Haupterstreckungsebenen der elektronischen Funktionseinheiten 124, 144 parallel zueinander angeordnet bzw. ausgerichtet. Insbesondere sind die Gehäuse 122, 142 in dem aufeinander gestapelten Zustand miteinander zumindest mechanisch verbunden, insbesondere miteinander verschraubt. Beispielsweise sind die Gehäuse 122, 142 aus Metall ausgeformt, insbesondere aus Aluminium. Beispielhaft sind die Gehäuse 122, 142 als Aluminiumgussgehäuse ausgeführt. Die jeweiligen Anschlüsse 150, 160 oder dieselben umfassende Bereiche ausgenommen, sind die Gehäuse 122, 142 ausgeformt, um deren jeweilige Funktionseinheiten 124, 144 hermetisch abzudichten. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist mindestens eines der Gehäuse 122, 142 ferner Kühlmittelanschlüsse auf, wobei dieselben in 1 aus Platzgründen nicht dargestellt sind. Über die Kühlmittelanschlüsse ist ein Kühlmittel zum Kühlen der Vorrichtung 110 durch zumindest eine der Vorrichtungslagen 120, 140 förderbar. Auf die Kühlmittelanschlüsse wird unter Bezugnahme auf nachfolgend beschriebene Figuren noch detaillierter eingegangen.
  • Je nach Anwendungsszenario umfassen die Funktionseinheiten 124, 144 zumindest einen Gleichrichter, zumindest einen Wechselrichter, zumindest einen Gleichspannungswandler, zumindest einen Aufwärtswandler, zumindest einen Abwärtswandler, zumindest eine Schalteinrichtung, zumindest eine Steuereinrichtung, zumindest ein Filter, zumindest eine galvanische Trenneinrichtung, zumindest eine Isolationsüberwachungseinheit, zumindest eine Ladeeinrichtung und/oder zumindest eine Netzeinspeisungseinrichtung. Ferner umfasst je nach Anwendungsszenario zumindest eine der Vorrichtungslagen 120, 140 einen als Motoranschluss zum elektrischen Anschlie-ßen der Vorrichtung 110 an einen Elektromotor des Elektrofahrzeugs 100 ausgeführten Ausgangsanschluss 160, mindestens einen Ausgangsanschluss 160 zum Bereitstellen von Gleichspannung, mindestens einen Ausgangsanschluss 160 zum Bereitstellen von Wechselspannung, mindestens einen Netzanschluss zum elektrischen Anschließen der Vorrichtung 110 an ein fahrzeuginternes Mikronetz, mindestens einen weiteren Versorgungsanschluss zum elektrischen Anschließen der Vorrichtung an eine fahrzeugexterne Quelle elektrischer Leistung oder eine fahrzeuginterne Brennstoffzelle und/oder mindestens einen Netzwerkanschluss zum Anschließen der Vorrichtung 110 an ein fahrzeuginternes Kommunikationsnetzwerk.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung 110 auch eine zweite Vorrichtungslage 130 mit mindestens einer zweiten elektronischen Funktionseinheit 134 für eine zweite Funktion, welche sich von der ersten Funktion der ersten Funktionseinheit 124 und der weiteren Funktion der weiteren Funktionseinheit 144 unterscheidet. Die mindestens eine zweite Funktionseinheit 134 ist hierbei in dem ersten Gehäuse 122 der ersten Vorrichtungslage 120 aufgenommen bzw. angeordnet. Insbesondere weist hierbei die erste Funktionseinheit eine Wechselrichter und/oder einen Gleichrichter auf und weist die zweite Funktionseinheit eine Gleichspannungswandler auf, oder umgekehrt.
  • Die Vorrichtung 110 kann auch als eine Leistungsverteilungseinheit oder multifunktionale Leistungsverteilungseinheit bzw. Stromverteilereinheit bezeichnet werden. Die Vorrichtung 110 ist als eine modulare Einheit bzw. ein modulares System ausgeführt. Die Vorrichtungslagen 120, 140 und optional zusätzlich 130 bzw. deren Funktionseinheiten 124, 144 und optional zusätzlich 134 können hierbei als Module fungieren. So kann eine Anpassung an unterschiedliche Kundenbedürfnisse vereinfacht werden, da unterschiedliche Einheiten in einer Vorrichtung kombiniert sein können. Die Funktionseinheiten 124, 144 und optional zusätzlich 134 umfassen hierbei zum Beispiel AC/DC-Wandler bzw. Wechselrichter und/oder Gleichrichter, lediglich für den Elektromotorbetrieb, wobei auf eine galvanische Trennung verzichtet werden kann, und Gleichspannungswandler insbesondere für Hochvolt-Anwendungen bzw. DC/DC-Hochspannungswandler - als Aufwärtswandler und/oder Abwärtswandler. Die gesamte Einheit der Vorrichtung 110 umfasst lediglich Teile, die zur Bereitstellung von für eine konkrete Anwendung erforderlichen Funktionen nötig sind. Insbesondere können durch unterschiedliche Verbindung lediglich beispielhaft fünf Funktionen bereitgestellt werden: AC/DC-Wandler für Elektromotorbetrieb mit oder ohne Frequenzumrichter; Gleichspannungswandler mit oder ohne galvanischer Trennung; Mikronetz 400/230 Volt Wechselspannung / 50 Hertz/60 Hertz; Aufladung mittels 400 Volt Wechselspannung / 50 Hertz; und Energierückspeisung ins Netz, 400 Volt Wechselspannung / 50 Hertz, Active Front End bzw. geregelter Netzgleichrichter.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 110 zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug. Die Vorrichtung 110 entspricht oder ähnelt hierbei der Vorrichtung aus 1. Von der Vorrichtung sind die erste Vorrichtungslage 120, kombiniert mit der zweiten Vorrichtungslage 130, und die weitere Vorrichtungslage 140 gezeigt. Die Vorrichtung 110 weist Kühlmittelanschlüsse 270 auf, je einen Eingang und einen Ausgang für die erste Vorrichtungslage 120 und für die weitere Vorrichtungslage 140. Ferner umfasst die Vorrichtung 110 lediglich beispielhaft einen Netzwerkanschluss 280 zum Anschließen der Vorrichtung 110 an ein fahrzeuginternes Kommunikationsnetzwerk, einen Eingang/Ausgang-Anschluss 250 für Gleichspannung, einen Eingangsanschluss 255 für Wechselspannung, einen Ausgangsanschluss 160 für Wechselspannung und einen Netzanschluss 290 zum elektrischen Anschließen der Vorrichtung 110 an ein fahrzeuginternes Mikronetz.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 110 zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug. Die Vorrichtung 110 entspricht oder ähnelt hierbei der Vorrichtung aus 1 und/oder 2. Von der Vorrichtung sind die erste Vorrichtungslage 120, kombiniert mit der zweiten Vorrichtungslage 130, und die weitere Vorrichtungslage 140 gezeigt. Die Vorrichtung 110 weist Kühlmittelanschlüsse 270 auf, je einen Eingang und einen Ausgang für die erste Vorrichtungslage 120 und für die weitere Vorrichtungslage 140. Die Vorrichtung 110 in 3 entspricht hierbei der Vorrichtung aus 2 mit Ausnahme dessen, dass die Anschlüsse anders angeordnet sind, zwei Netzwerkanschlüsse 280 vorgesehen sind, der Eingangsanschluss 255 für Wechselspannung als ein Ladeanschluss ausgeführt ist und der Ausgangsanschluss 160 als Motoranschluss zum elektrischen Anschließen der Vorrichtung 110 an einen Elektromotor des Elektrofahrzeugs ausgeführt ist.
  • Die Vorrichtung 110 gemäß dem in 2 und/oder 3 Ausführungsbeispiel kann auch als eine multifunktionale, modulare Leistungsverteilungseinheit bzw. Stromverteilereinheit bezeichnet werden. Beispielhafte Abmessungen der Vorrichtung 110 können 720 mal 520 mal 300 Millimeter betragen. Ein Gewicht der Vorrichtung 110 kann beispielsweise etwa 50 Kilogramm betragen. Beispielsweise kann die erste Vorrichtungslage 120 einen Gleichspannungswandler insbesondere für Hochvolt-Anwendungen bzw. DC/DC-HV/HV-Wandler als Funktionseinheit aufweisen, kann die zweite Vorrichtungslage 130 einen AC/DC-Wandler bzw. einen Wechselrichter und/oder Gleichrichter als Funktionseinheit aufweisen und kann die weitere Vorrichtungslage 140 ein Filter als Funktionseinheit aufweisen.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer weiteren Vorrichtungslage 140 für die Vorrichtung aus 3. Die hier gezeigte weitere Vorrichtungslage 140 ist anstelle der in 3 dargestellten weiteren Vorrichtungslage für die Vorrichtung einsetzbar. Die weitere Vorrichtungslage 140 umfasst Kühlmittelanschlüsse 270, einen Ausgangsanschluss 160 für Wechselspannung, einen Netzwerkanschluss 280 und einen Versorgungsanschluss 150 für Gleichspannung. Die hier gezeigte weitere Vorrichtungslage 140 fungiert mindestens als ein Wechselrichter.
  • 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer weiteren Vorrichtungslage für die Vorrichtung aus 3. Die hier gezeigte weitere Vorrichtungslage 140 ist anstelle der in 3 dargestellten weiteren Vorrichtungslage für die Vorrichtung einsetzbar. Die weitere Vorrichtungslage 140 umfasst Kühlmittelanschlüsse 270, einen Ausgangsanschluss 160 für Gleichspannung, einen Netzwerkanschluss 280 und einen Versorgungsanschluss 150 für Gleichspannung. Die hier gezeigte weitere Vorrichtungslage 140 fungiert mindestens als ein Gleichspannungswandler.
  • 6 zeigt eine schematische Darstellung der ersten Vorrichtungslage 120 der Vorrichtung aus 3. Genauer gesagt ist in 6 ein Innen-Layout-Konzept der ersten Vorrichtungslage 120 gezeigt. Lediglich beispielhaft umfasst die erste Vorrichtungslage 120 hierbei als erste Funktionseinheit 124 eine Trenneinrichtung für Gleichspannung, als zusätzliche erste Funktionseinheit 624 eine Steuereinheit, eine Verbindungseinrichtung 625 für Gleichspannung (DC-Inter), den Eingang/Ausgang-Anschluss 250 für Gleichspannung bzw. einen isolierten Anschluss DC IN/OUT, die Kühlanschlüsse 270 und den Netzwerkanschluss 280 bzw. CAN-Anschluss.
  • 7 zeigt eine schematische Darstellung der zweiten Vorrichtungslage 130 der Vorrichtung aus 3. Genauer gesagt ist in 7 ein Innen-Layout-Konzept der zweiten Vorrichtungslage 130 gezeigt. Lediglich beispielhaft umfasst die zweite Vorrichtungslage 130 hierbei als zweite Funktionseinheit 134 einen Wechselrichter, als zusätzliche zweite Funktionseinheiten 734, 735, 736 und 737 einen Gleichspannungskondensator, ein EMC-Filter, ein Elektromotor-Relais und ein Mikronetz-Relais, die Kühlanschlüsse 270 und den als Motoranschluss ausgeführten Ausgangsanschluss 160.
  • 8 zeigt eine schematische Darstellung der weiteren Vorrichtungslage 140 der Vorrichtung aus 3. Genauer gesagt ist in 8 ein Innen-Layout-Konzept der weiteren Vorrichtungslage 140 gezeigt. Lediglich beispielhaft umfasst die weitere Vorrichtungslage 140 hierbei als weitere Funktionseinheit 144 ein passives Filter, als zusätzliche weitere Funktionseinheiten 844 und 845 ein Wechselspannungslade-Relais und ein Mikronetz-Relais, die Kühlanschlüsse 270, den als Ladeanschluss ausgeführten Eingangsanschluss 255 für Wechselspannung und den Netzanschluss 290.
  • Die nachfolgend beschriebenen 9 bis 14 zeigen schematische Blockschaltbilder von Ausführungsbeispielen einer Vorrichtung 110 zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug als Konzepte ohne galvanische Trennung.
  • 9 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 110 zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug. Die Vorrichtung 110 entspricht oder ähnelt hierbei einer Vorrichtung aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren. Zu Veranschaulichungszwecken ist auch die Fahrzeugbatterie 102 eingezeichnet. Folgende Funktionen können durch die elektronischen Funktionseinheiten der Vorrichtungslagen der Vorrichtung 110 bereitgestellt werden: Wechselrichter und/oder Gleichrichter, insbesondere zum Motorantrieb; Gleichspannungswandler, genauer gesagt DC/DC-HV/LV-Wandler, insbesondere isoliert; Mikronetz mit 400 Volt und 50 Hertz, insbesondere als Sockelanwendung; und optional Isolationsüberwachungseinheit (IMD, Isolationswächter). Genauer gesagt umfasst die Vorrichtung 110 gemäß dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel unter anderem einen Wechselrichter 934, einen Gleichspannungswandler bzw. DC/DC-HV/LV-Wandler 924, ein Filter 944 und eine Isolationsüberwachungseinheit 912. Gemäß einem Ausführungsbeispiel können drei Gleichspannungswandler bzw. DC/DC-HV/LV-Wandler 924 vorgesehen sein. Zudem weist die Vorrichtung 110 Wandler, Stromrichter, Schalter und weitere Bauteile auf. Die Elemente der Vorrichtung 110 sind auf eine Art und Weise miteinander verschaltet, die einem Fachmann auf dem Gebiet ohne weiteres ersichtlich ist.
  • 10 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 110 zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug. Die Vorrichtung 110 entspricht oder ähnelt hierbei einer Vorrichtung aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren. Zu Veranschaulichungszwecken ist auch die Fahrzeugbatterie 102 eingezeichnet. Folgende Funktionen können durch die elektronischen Funktionseinheiten der Vorrichtungslagen der Vorrichtung 110 bereitgestellt werden: Wechselrichter und/oder Gleichrichter, insbesondere zum Motorantrieb; Gleichspannungswandler, genauer gesagt DC/DC-HV/LV-Wandler, insbesondere isoliert; Mikronetz mit 400 Volt und 50 Hertz, insbesondere als Sockelanwendung; Wechselspannungsaufladung; und Gleichspannungsaufladung. Optional ist die Vorrichtung 110 über einen Aufwärtswandler 1014 und einen weiteren Versorgungsanschluss an eine Brennstoffzelle 1006 elektrisch anschließbar. Ähnlich wie die Vorrichtung aus 9 umfasst die Vorrichtung 110 auch eine Isolationsüberwachungseinheit 912 und lediglich beispielhaft zwei Filter 944. Die Vorrichtung 110 umfasst gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel auch eine Mehrzahl von Ausgangsanschlüssen 160, hier für Wechselspannung mit 400 bis 600 Volt als Motoranschluss, für Wechselspannung mit 230 Volt und 50 Hertz, Wechselspannung mit 400 Volt und 50 Hertz und Gleichspannung mit 24 Volt und 200 Ampere, sowie ferner einen Eingangsanschluss 255 für Wechselspannung und Gleichspannung. Eine Ladesteuereinheit 1016 ist ebenfalls Teil der Vorrichtung 110 oder an die Vorrichtung 110 angeschlossen. Zudem weist die Vorrichtung 110 Wandler, Stromrichter, Schalter und weitere Bauteile auf, wie es in der Darstellung gezeigt ist. Die Elemente der Vorrichtung 110 sind auf eine Art und Weise miteinander verschaltet, die einem Fachmann auf dem Gebiet ohne weiteres ersichtlich ist.
  • 11 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 110 zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug. Die Vorrichtung 110 entspricht oder ähnelt hierbei einer Vorrichtung aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren. Die Vorrichtung 110 und die Darstellung in 11 entsprechen hierbei der Vorrichtung und Darstellung aus 10 mit Ausnahme von Details der elektrischen Verschaltung, wie aus der Darstellung ersichtlich. Ferner ist lediglich ein Filter 944 vorgesehen.
  • 12 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 110 zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug. Die Vorrichtung 110 entspricht oder ähnelt hierbei einer Vorrichtung aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren. Zu Veranschaulichungszwecken ist auch die Fahrzeugbatterie 102 eingezeichnet. Folgende Funktionen können durch die elektronischen Funktionseinheiten der Vorrichtungslagen der Vorrichtung 110 bereitgestellt werden: Gleichspannungswandler, genauer gesagt DC/DC-HV/LV-Wandler, insbesondere isoliert; Mikronetz mit 400 Volt und 50 Hertz, insbesondere als Sockelanwendung; Wechselspannungsaufladung; Gleichspannungsaufladung; und Arbeitsfunktionen mit 400 Volt Wechselspannung und 50 Hertz, insbesondere für Ein/Aus-Motoren. Optional ist die Vorrichtung 110 über einen Aufwärtswandler 1014 und einen weiteren Versorgungsanschluss an eine Brennstoffzelle 1006 elektrisch anschließbar. Ähnlich der Vorrichtung aus 9, 10 und/oder 11 umfasst die Vorrichtung 110 auch eine Isolationsüberwachungseinheit 912 und lediglich beispielhaft zwei Filter 944. Die Vorrichtung 110 umfasst gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel auch eine Mehrzahl von Ausgangsanschlüssen 160, hier für Wechselspannung mit 400 bis 600 Volt als Motoranschluss, für Wechselspannung mit 230 Volt und 50 Hertz, für Wechselspannung mit 400 Volt und 50 Hertz und für Gleichspannung mit 24 Volt und 200 Ampere, sowie ferner einen Eingangsanschluss 255 für Wechselspannung und Gleichspannung. Eine Ladesteuereinheit 1016 ist ebenfalls Teil der Vorrichtung 110 oder an die Vorrichtung 110 angeschlossen. Zudem weist die Vorrichtung 110 Wandler, Stromrichter, Schalter und weitere Bauteile auf, wie es in der Darstellung gezeigt ist. Die Elemente der Vorrichtung 110 sind auf eine Art und Weise miteinander verschaltet, die einem Fachmann auf dem Gebiet ohne weiteres ersichtlich ist.
  • 13 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 110 zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug. Die Vorrichtung 110 entspricht oder ähnelt hierbei einer Vorrichtung aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren. Zu Veranschaulichungszwecken ist auch die Fahrzeugbatterie 102 eingezeichnet. Folgende Funktionen können durch die elektronischen Funktionseinheiten der Vorrichtungslagen der Vorrichtung 110 bereitgestellt werden: Gleichspannungswandler, genauer gesagt DC/DC-HV/LV-Wandler, insbesondere isoliert; Mikronetz mit 400 Volt und 50 Hertz, insbesondere als Sockelanwendung; Wechselspannungsaufladung; Gleichspannungsaufladung; Arbeitsfunktionen mit 400 Volt Wechselspannung und 50 Hertz, insbesondere für Ein/Aus-Motoren; und Wechselrichter bzw. AC/DC-Wandler für dynamische Motorsteuerung. Optional ist die Vorrichtung 110 über einen Aufwärtswandler 1014 und einen weiteren Versorgungsanschluss an eine Brennstoffzelle 1006 elektrisch anschließbar. Ähnlich der Vorrichtung aus 9, 10, 11 und/oder 12 umfasst die Vorrichtung 110 auch eine Isolationsüberwachungseinheit 912 und lediglich beispielhaft ein Filter 944. Die Vorrichtung 110 umfasst gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel auch eine Mehrzahl von Ausgangsanschlüssen 160, hier für Wechselspannung mit 400 bis 600 Volt als Motoranschluss, für Wechselspannung mit 230 Volt und 50 Hertz, für Wechselspannung mit 400 Volt und 50 Hertz und für Gleichspannung mit 24 Volt und 200 Ampere, sowie ferner einen Eingangsanschluss 255 für Wechselspannung und Gleichspannung. Eine Ladesteuereinheit 1016 ist ebenfalls Teil der Vorrichtung 110 oder an die Vorrichtung 110 angeschlossen. Zudem weist die Vorrichtung 110 Wandler, Stromrichter, Schalter und weitere Bauteile auf, wie es in der Darstellung gezeigt ist. Die Elemente der Vorrichtung 110 sind auf eine Art und Weise miteinander verschaltet, die einem Fachmann auf dem Gebiet ohne weiteres ersichtlich ist.
  • 14 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 110 zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug. Die Vorrichtung 110 entspricht oder ähnelt hierbei einer Vorrichtung aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren. Die Vorrichtung 110 und die Darstellung in 14 entsprechen hierbei der Vorrichtung und Darstellung aus 12 mit Ausnahme von Details der elektrischen Verschaltung, wie aus der Darstellung ersichtlich. Ferner ist lediglich ein Filter 944 vorgesehen.
  • Die nachfolgend beschriebenen 15 bis 18 zeigen schematische Blockschaltbilder von Ausführungsbeispielen einer Vorrichtung 110 zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug als Konzepte mit galvanischer Trennung. Die Vorrichtung 110 entspricht oder ähnelt hierbei einer Vorrichtung aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren.
  • 15 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 110 zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug. Die Vorrichtung 110 entspricht oder ähnelt hierbei einer Vorrichtung aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren. Zu Veranschaulichungszwecken ist auch die Fahrzeugbatterie 102 eingezeichnet. Folgende Funktionen können durch die elektronischen Funktionseinheiten der Vorrichtungslagen der Vorrichtung 110 bereitgestellt werden: Gleichspannungswandler, genauer gesagt DC/DC-HV/LV-Wandler, insbesondere isoliert; Mikronetz mit 400 Volt und 50 Hertz, insbesondere als Sockelanwendung; Wechselspannungsaufladung; Gleichspannungsaufladung; und Wechselrichter bzw. AC/DC-Wandler für dynamische Motorsteuerung. Optional ist die Vorrichtung 110 über einen Aufwärtswandler 1014 und einen weiteren Versorgungsanschluss an eine Brennstoffzelle 1006 elektrisch anschließbar. Ähnlich der Vorrichtung aus mindestens einer der 9 bis 14 umfasst die Vorrichtung 110 lediglich beispielhaft zwei Isolationsüberwachungseinheiten 912 und lediglich beispielhaft zwei Filter 944. Die Vorrichtung 110 umfasst gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel auch eine Mehrzahl von Ausgangsanschlüssen 160, hier für Wechselspannung mit 400 bis 600 Volt als Motoranschluss, für Wechselspannung mit 230 Volt und 50 Hertz, für Wechselspannung mit 400 Volt und 50 Hertz und für Gleichspannung mit 24 Volt und 200 Ampere, sowie ferner einen Eingangsanschluss 255 für Wechselspannung und Gleichspannung. Eine Ladesteuereinheit 1016 ist ebenfalls Teil der Vorrichtung 110 oder an die Vorrichtung 110 angeschlossen. Zudem weist die Vorrichtung 110 Wandler, Stromrichter, Schalter und weitere Bauteile auf, wie es in der Darstellung gezeigt ist. Die Elemente der Vorrichtung 110 sind auf eine Art und Weise miteinander verschaltet, die einem Fachmann auf dem Gebiet ohne weiteres ersichtlich ist.
  • 16 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 110 zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug. Die Vorrichtung 110 entspricht oder ähnelt hierbei einer Vorrichtung aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren. Die Vorrichtung 110 und die Darstellung in 16 entsprechen hierbei der Vorrichtung und Darstellung aus 15 mit Ausnahme von Details der elektrischen Verschaltung, wie aus der Darstellung ersichtlich. Ferner ist lediglich ein Filter 944 vorgesehen.
  • 17 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 110 zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug. Die Vorrichtung 110 entspricht oder ähnelt hierbei einer Vorrichtung aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren. Die Vorrichtung 110 und die Darstellung in 17 entsprechen hierbei der Vorrichtung und Darstellung aus 15 mit Ausnahme dessen, dass durch die elektronischen Funktionseinheiten der Vorrichtungslagen der Vorrichtung 110 auch Arbeitsfunktionen mit 400 Volt Wechselspannung und 50 Hertz, insbesondere für Ein/Aus-Motoren bereitgestellt werden, und mit Ausnahme von Details der elektrischen Verschaltung, wie aus der Darstellung ersichtlich.
  • 18 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 110 zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug. Die Vorrichtung 110 entspricht oder ähnelt hierbei einer Vorrichtung aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren. Die Vorrichtung 110 und die Darstellung in 18 entsprechen hierbei der Vorrichtung und Darstellung aus 16 mit Ausnahme von Details der elektrischen Verschaltung, wie aus der Darstellung ersichtlich. Ferner ist lediglich ein Filter 944 vorgesehen
  • Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
  • Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
  • Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“ Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Elektrofahrzeug
    102
    Fahrzeugbatterie
    104
    elektrischer Verbraucher
    110
    Vorrichtung zum Bereitstellen elektrischer Leistung
    120
    erste Vorrichtungslage
    122
    erstes Gehäuse
    124
    erste elektronische Funktionseinheit
    130
    zweite Vorrichtungslage
    134
    zweite elektronische Funktionseinheit
    140
    weitere Vorrichtungslage
    142
    weiteres Gehäuse
    144
    weitere elektronische Funktionseinheit
    150
    Versorgungsanschluss
    160
    Ausgangsanschluss
    250
    Eingang/Ausgang-Anschluss für Gleichspannung
    255
    Eingangsanschluss für Wechselspannung und/oder Gleichspannung
    270
    Kühlmittelanschluss
    280
    Netzwerkanschluss
    290
    Netzanschluss
    624
    zusätzliche erste elektronische Funktionseinheit
    625
    Verbindungeinrichtung
    734
    zusätzliche zweite elektronische Funktionseinheit
    735
    zusätzliche zweite elektronische Funktionseinheit
    736
    zusätzliche zweite elektronische Funktionseinheit
    737
    zusätzliche zweite elektronische Funktionseinheit
    844
    zusätzliche weitere elektronische Funktionseinheit
    845
    zusätzliche weitere elektronische Funktionseinheit
    912
    Isolationsüberwachungseinheit
    924
    Gleichspannungswandler
    934
    Wechselrichter
    944
    Filter
    1006
    Brennstoffzelle
    1014
    Aufwärtswandler
    1016
    Ladesteuereinheit

Claims (10)

  1. Vorrichtung (110) zum Bereitstellen elektrischer Leistung für ein Elektrofahrzeug (100), wobei die Vorrichtung (110) folgende Merkmale aufweist: eine erste Vorrichtungslage (120) mit einem ersten Gehäuse (122) und mindestens einer in dem ersten Gehäuse (122) angeordneten, ersten elektronischen Funktionseinheit (124) für eine erste Funktion; und zumindest eine weitere Vorrichtungslage (140) mit einem weiteren Gehäuse (142) und mindestens einer in dem weiteren Gehäuse (142) angeordneten, weiteren elektronischen Funktionseinheit (144) für eine weitere Funktion, die sich von der ersten Funktion unterscheidet, wobei zumindest eine der Vorrichtungslagen (120, 140) einen Versorgungsanschluss (150) zum elektrischen Anschließen der Vorrichtung an eine Fahrzeugbatterie (102) des Elektrofahrzeugs (100) aufweist, wobei zumindest eine der Vorrichtungslagen (120, 130) einen Ausgangsanschluss (160) zum elektrischen Anschließen der Vorrichtung (110) an einen elektrischen Verbraucher (104) aufweist, wobei das erste Gehäuse (122) und das weitere Gehäuse (142) aufeinander gestapelt miteinander verbindbar oder verbunden sind, wobei in einem aufeinander gestapelten Zustand der Gehäuse (122, 142) Haupterstreckungsebenen der Funktionseinheiten (124, 144) zueinander parallel angeordnet sind.
  2. Vorrichtung (110) gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweite Vorrichtungslage (130) mit mindestens einer zweiten elektronischen Funktionseinheit (134) für eine zweite Funktion, die sich von der ersten Funktion und der weiteren Funktion unterscheidet, wobei die zweite Funktionseinheit (134) in dem ersten Gehäuse (122) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung (110) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Funktionseinheit (130) einen Gleichspannungswandler aufweist und die erste Funktionseinheit (120) einen Wechselrichter und/oder einen Gleichrichter aufweist.
  4. Vorrichtung (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionseinheiten (124, 134, 144) zumindest einen Gleichrichter, zumindest einen Wechselrichter (934), zumindest einen Gleichspannungswandler (924), zumindest einen Aufwärtswandler (1014), zumindest einen Abwärtswandler, zumindest eine Schalteinrichtung, zumindest eine Steuereinrichtung (624), zumindest ein Filter (944), zumindest eine galvanische Trenneinrichtung, zumindest eine Isolationsüberwachungseinheit (912), zumindest eine Ladeeinrichtung und/oder zumindest eine Netzeinspeisungseinrichtung aufweisen.
  5. Vorrichtung (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Vorrichtungslagen (120, 130, 140) einen als Motoranschluss zum elektrischen Anschließen der Vorrichtung (110) an einen Elektromotor des Elektrofahrzeugs (100) ausgeführten Ausgangsanschluss (160), mindestens einen Ausgangsanschluss (160; 250) zum Bereitstellen von Gleichspannung, mindestens einen Ausgangsanschluss (160) zum Bereitstellen von Wechselspannung, mindestens einen Netzanschluss (290) zum elektrischen Anschließen der Vorrichtung (110) an ein fahrzeuginternes Mikronetz, mindestens einen weiteren Versorgungsanschluss (250, 255) zum elektrischen Anschließen der Vorrichtung (110) an eine fahrzeugexterne Quelle elektrischer Leistung oder eine fahrzeuginterne Brennstoffzelle (1006) und/oder mindestens einen Netzwerkanschluss (280) zum Anschlie-ßen der Vorrichtung (110) an ein fahrzeuginternes Kommunikationsnetzwerk aufweist.
  6. Vorrichtung (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Gehäuse (122, 142) Kühlmittelanschlüsse (270) aufweist, über die ein Kühlmittel zum Kühlen der Vorrichtung (110) durch zumindest eine der Vorrichtungslagen (120, 130, 140) förderbar ist.
  7. Vorrichtung (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuse (122, 142) in dem aufeinander gestapelten Zustand miteinander mechanisch verbindbar oder verbunden, insbesondere verschraubbar oder verschraubt sind.
  8. Vorrichtung (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuse (122, 142) aus Metall ausgeformt sind, insbesondere aus Aluminium, insbesondere wobei die Gehäuse als Aluminiumgussgehäuse ausgeführt sind.
  9. Vorrichtung (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Gehäuse (122, 142) ausgeformt ist, um die jeweiligen Funktionseinheiten (124, 134, 144) mit Ausnahme von Anschlüssen hermetisch abzudichten.
  10. Elektrofahrzeug (100), das folgende Merkmale aufweist: eine Fahrzeugbatterie (102); zumindest einen elektrischen Verbraucher (104); und eine Vorrichtung (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Vorrichtung (110) elektrisch an die Fahrzeugbatterie (102) und an den zumindest einen elektrischen Verbraucher (104) angeschlossen ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20160226112A1 (en) 2010-12-07 2016-08-04 Allison Transmission Inc. Energy storage system for hybrid electric vehicle
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