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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Energieaustausch mit wenigstens einer elektrischen Einrichtung eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, insbesondere von Aufbauten von Nutzfahrzeugen, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zum Energieaustausch mit wenigstens einer elektrischen Einrichtung eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, insbesondere von Aufbauten von Nutzfahrzeugen.
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Aufbauten von Fahrzeugen, insbesondere Nutzfahrzeugen, weisen häufig elektrische Einrichtung, beispielsweise Kühlaufbauten, Müllsammler, Kräne, auf, welche für ihren Betrieb mit elektrischer Energie versorgt werden müssen. Diese elektrische Energie wird üblicherweise von dem Fahrzeug, entweder über den Verbrennungsmotor des Fahrzeugs oder ein zusätzliches Stromerzeugungsaggregat bereitgestellt. Bei elektrisch betreibbaren Fahrzeugen kann diese Energie über das Hochvoltsystem des Fahrzeugs, beispielsweise über einen zusätzlichen DC/DC-Wandler, bereitgestellt werden.
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Die
DE 20 2021 104 760 U1 offenbart eine bidirektionale Lade- und Energiespeichervorrichtung eines Fahrzeugs mit einer daran angeschlossenen Fahrzeugbatterie und einem Steuergerät. Dabei ist die Lade- und Energiespeichervorrichtung dazu ausgebildet, mittels eines Polsteckers Energie aus einer externen Energiequelle zu speichern und eine Energiespeicherkapazität für interne und externe Einrichtung mit unbekannter Last bereitzustellen.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung zum Energieaustausch mit wenigstens einer elektrischen Einrichtung eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, insbesondere von Aufbauten von Nutzfahrzeugen, bereitzustellen.
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Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer verbesserten Vorrichtung zum Energieaustausch mit wenigstens einer elektrischen Einrichtung eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, insbesondere von Aufbauten von Nutzfahrzeugen, anzugeben.
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Die vorgenannten Aufgaben werden mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
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Nach einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung vorgeschlagen zum Energieaustausch mit wenigstens einer elektrischen Einrichtung eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, insbesondere von Aufbauten von Nutzfahrzeugen, mit einer AC-Ladevorrichtung des Fahrzeugs zum Laden eines Hochvoltsystems mit einer fahrzeugexternen Energieversorgungseinrichtung. Die AC-Ladevorrichtung weist wenigstens einen ACIDC-Wandler auf, welcher mit einer Energieglättungseinrichtung elektrisch gekoppelt ist, welche mit einem DC/DC-Wandler elektrisch gekoppelt ist. Der DC/DC-Wandler ist mit dem Hochvoltsystem des Fahrzeugs elektrisch gekoppelt. Dabei weist die AC-Ladevorrichtung einen Abzweig mit einem Hochvoltanschluss auf, welcher mit einer elektrischen Verbindung des AC/DC-Wandlers und der Energieglättungseinrichtung elektrisch gekoppelt ist und an den wenigstens zeitweise die elektrische Einrichtung angeschlossen ist.
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Die Abkürzung AC (alternating current) wird, wie generell üblich, für Wechselstrom, DC (direct current) für Gleichstrom benutzt.
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Die vorgeschlagene Vorrichtung ermöglicht den elektrischen Energieaustausch mit einer elektrischen Einrichtung des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs über die in dem Fahrzeug vorhandene AC-Ladevorrichtung. Die elektrische Einrichtung kann dabei beispielsweise elektrische Verbraucher wie beispielsweise Kühlaufbauten, Müllsammler, Kräne oder andere Aggregate auf Aufbauten von Nutzfahrzeugen oder auch elektrische Generatoren wie beispielsweise eine Photovoltaik-Anlage umfassen.
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Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein batterieelektrisches Fahrzeug, ein HybridFahrzeug oder ein Brennstoffzellen-Fahrzeug handeln. Insofern kann das Hochvoltsystem beispielsweise eine Hochvolt-Batterie aufweisen, aber auch ein Brennstoffzellensystem, das mit einer Batterie, insbesondere einer Hochvolt-Batterie, gekoppelt ist oder ein anders ausgestaltetes Hochvoltsystem, das elektrische Energie aufnehmen, speichern und/oder abgeben kann.
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Eine AC-Ladevorrichtung weist üblicherweise einen ACIDC-Wandler, beispielsweise einen Gleichrichter, eine Energieglättungseinrichtung, beispielsweise über Kondensatoren, sowie einen DC/DC-Wandler zur Anpassung der Gleichspannung an das Hochvoltsystem mit der Hochvolt-Batterie des Fahrzeugs. Der DC/DC-Wandler ist üblicherweise galvanisch getrennt von dem Hochvoltsystem. Dabei ermöglicht bei der vorgeschlagenen Vorrichtung ein Abzweig mit einem Hochvoltanschluss, welcher mit einer elektrischen Verbindung des ACIDC-Wandlers und der Energieglättungseinrichtung elektrisch gekoppelt ist, den elektrischen Energieaustausch mit der elektrischen Einrichtung.
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Der DC/DC-Wandler wird üblicherweise nur während des Ladens des Hochvoltsystems benutzt, und kann deshalb während einem Fahrbetrieb des Fahrzeugs genutzt werden, um elektrische Energie aus dem Hochvoltsystem an die elektrische Einrichtung zu übertragen. Typischerweise ist der DC/DC-Wandler für eine Leistung von 11 kW oder 22 kW ausgelegt, welche Leistung für die meisten elektrischen Einrichtung in Aufbauten von Nutzfahrzeugen ausreicht.
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Während des AC-Ladebetriebs kann die elektrische Einrichtung auch betrieben werden. Es wird dabei lediglich elektrische Leistung für den Einrichtung abgezweigt, sodass zum Laden des Hochvoltsystems weniger Leistung zur Verfügung steht.
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Vorteilhaft wird mit der vorgeschlagenen Vorrichtung kein zusätzlicher DC/DC-Wandler für die elektrische Versorgung der elektrischen Einrichtung benötigt. Kosten und Gewicht können gespart werden, wenn die vorhandene AC-Ladevorrichtung genutzt wird.
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Das Hochvoltsystem des Fahrzeugs ist getrennt von der elektrischen Einrichtung und kann deshalb unabhängig von Einflüssen durch die Einrichtung, wie elektrischen Spannungsschwankungen, nötige Isolationsüberwachung, Beeinflussung der Lebensdauer, benötigte Schutzsysteme, betrieben werden. Einflüsse auf die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) können so minimiert werden.
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Die elektrische Einrichtung kann jederzeit von dem Hochvoltanschluss des Abzweigs getrennt werden. Das Fahrzeug kann selbst für seinen eigenen Schutz verantwortlich sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung kann eine einphasige oder dreiphasige elektrische Kopplung des AC/DC-Wandlers mit der fahrzeugexternen Energieversorgungseinrichtung vorliegen. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, insbesondere über eine dreiphasige Kopplung, dass ausreichend elektrische Leistung für das Laden des Hochvoltsystems als auch für die zusätzliche elektrische Einrichtung zur Verfügung steht.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung kann der Hochvoltanschluss wenigstens ein bidirektionales Relais als Schaltelement zum elektrischen Koppeln der wenigstens einen elektrischen Einrichtung aufweisen. Dadurch kann die elektrische Einrichtung sicher zugeschaltet und auch wieder weggeschaltet werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung kann der DC/DC-Wandler und/oder der AC/DC-Wandler bidirektional ausgebildet sein. Über einen bidirektionalen DC/DC-Wandler kann so auch ohne elektrische Kopplung an die fahrzeugexterne Energieversorgungseinrichtung die elektrische Einrichtung aus dem Hochvoltsystem des Fahrzeugs elektrisch versorgt werden. Über einen bidirektionalen AC/DC-Wandler kann optional überschüssige elektrische Energie, welche von der elektrischen Einrichtung nicht benötigt wird, aus dem Hochvoltsystem in die fahrzeugexterne Energieversorgungseinrichtung rückgespeist werden. Auf diese Weise kann auch elektrische Energie, welche von der elektrischen Einrichtung erzeugt wird, beispielsweise in einer Photovoltaik-Anlage, und welche beispielsweise nicht vom Hochvoltsystem aufgenommen werden kann, in die fahrzeugexterne Energieversorgungseinrichtung rückgespeist werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung kann der DC/DC-Wandler an eine Hochvolt-Batterie des Hochvoltsystems elektrisch gekoppelt sein. Über den bidirektionalen DC/DC-Wandler kann so auch ohne elektrische Kopplung an die fahrzeugexterne Energieversorgungseinrichtung die elektrische Einrichtung direkt aus der Hochvoltbatterie des Fahrzeugs elektrisch versorgt werden. Dabei ist die Hochvolt-Batterie üblicherweise über Schütze vom Hochvoltsystem des Fahrzeugs getrennt und kann bei Bedarf zur Versorgung der elektrischen Einrichtung zugeschaltet werden.
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Vorteilhaft kann der AC/DC-Wandler für eine elektrische Blindleistungskompensation ausgebildet sein. Insbesondere kann der AC/DC-Wandler für eine dreiphasige elektrische Blindleistungskompensation ausgebildet sein. Auf diese Weise lässt sich ein besonders günstiger Betrieb der elektrischen Einrichtung gewährleisten.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung kann der DC/DC-Wandler für ein elektrisches Vorladen der Energieglättungseinrichtung und/oder der wenigstens einen elektrischen Einrichtung ausgebildet sein. Günstigerweise kann eine eventuell notwendige Vorladeschaltung zu der Einrichtung entfallen, aber auch auf Vorladung über den AC/DC-Wandler verzichtet werden, wenn die Vorladung immer über den bidirektionalen DC/DC-Wandler erfolgt. Die elektrische Einrichtung lässt sich so auch bei einer höheren Eingangskapazität sicher an die AC-Ladevorrichtung elektrisch ankoppeln.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen zum Betreiben einer Vorrichtung zum Energieaustausch mit wenigstens einer elektrischen Einrichtung eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, insbesondere von Aufbauten von Nutzfahrzeugen, wobei ein Hochvoltsystem des Fahrzeugs über eine AC-Ladevorrichtung mit einer fahrzeugexternen Energieversorgungseinrichtung geladen wird. Dabei wird ein Hochvoltanschluss der Vorrichtung, welcher mit einer elektrischen Verbindung eines AC/DC-Wandlers und einer Energieglättungseinrichtung der AC-Ladevorrichtung elektrisch gekoppelt ist, wenigstens zeitweise mit der wenigstens einen elektrischen Einrichtung elektrisch gekoppelt. In einem ersten Betriebszustand, in welchem der AC/DC-Wandler mit der fahrzeugexternen Energieversorgungseinrichtung elektrisch gekoppelt ist, wird die wenigstens eine elektrische Einrichtung über den AC/DC-Wandler mit elektrischer Energie aus der Energieversorgungseinrichtung versorgt. in einem zweiten Betriebszustand, in welchem der AC/DC-Wandler von der Energieversorgungseinrichtung abgekoppelt ist, insbesondere bei einem Fahrbetrieb des Fahrzeugs, wird die wenigstens eine elektrische Einrichtung über den DC/DC-Wandler und die Energieglättungseinrichtung mit elektrischer Energie aus dem Hochvoltsystem, versorgt.
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Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht die elektrische Energieversorgung einer elektrischen Einrichtung des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs über die in dem Fahrzeug vorhandene AC-Ladevorrichtung. Elektrische Einrichtungen können dabei elektrische Verbraucher wie beispielsweise Kühlaufbauten, Müllsammler, Kräne oder andere Aggregate auf Aufbauten von Nutzfahrzeugen oder auch elektrische Generatoren wie beispielsweise eine Photovoltaik-Anlage sein.
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Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein batterieelektrisches Fahrzeug, ein HybridFahrzeug oder ein Brennstoffzellen-Fahrzeug handeln. Insofern kann das Hochvoltsystem beispielsweise eine Hochvolt-Batterie aufweisen, aber auch ein Brennstoffzellensystem, das mit einer Batterie, insbesondere einer Hochvolt-Batterie, gekoppelt ist oder ein anders ausgestaltetes Hochvoltsystem, das elektrische Energie aufnehmen, speichern und/oder abgeben kann.
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Dabei ermöglicht ein Abzweig der AC-Ladevorrichtung mit einem Hochvoltanschluss, welcher mit einer elektrischen Verbindung des AC/DC-Wandlers und der Energieglättungseinrichtung elektrisch gekoppelt ist, die elektrische Versorgung der elektrischen Einrichtung.
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Der DC/DC-Wandler wird üblicherweise nur während des Ladens des Hochvoltsystems benutzt, und kann deshalb während einem Fahrbetrieb des Fahrzeugs genutzt werden, um elektrische Energie aus dem Hochvoltsystem an die elektrische Einrichtung zu übertragen.
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Während des AC-Ladebetriebs kann die elektrische Einrichtung auch betrieben werden. Es wird dabei lediglich elektrische Leistung für die Einrichtung abgezweigt, sodass zum Laden des Hochvoltsystems weniger Leistung zur Verfügung steht.
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Vorteilhaft wird mit dem vorgeschlagenen Verfahren kein zusätzlicher DC/DC-Wandler für die elektrische Versorgung der elektrischen Einrichtung benötigt. Kosten und Gewicht können gespart werden, wenn die vorhandene AC-Ladevorrichtung genutzt wird.
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Das Hochvoltsystem des Fahrzeugs ist getrennt von der elektrischen Einrichtung und kann deshalb unabhängig von Einflüssen durch die Einrichtung, wie elektrischen Spannungsschwankungen, nötige Isolationsüberwachung, Beeinflussung der Lebensdauer, benötigte Schutzsysteme, betrieben werden. Einflüsse auf die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) des Hochvoltsystems können so minimiert werden.
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Die elektrische Einrichtung kann jederzeit von dem Hochvoltanschluss des Abzweigs getrennt werden. Das Fahrzeug kann selbst für seinen eigenen Schutz verantwortlich sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann in dem zweiten Betriebszustand der AC/DC-Wandler von dem Hochvoltanschluss galvanisch getrennt werden. Insbesondere kann in dem zweiten Betriebszustand der AC/DC-Wandler von dem Hochvoltanschluss über ein bidirektionales Relais getrennt werden. Dadurch ist es möglich, dass die elektrische Einrichtung im zweiten Betriebszustand sicher betrieben werden kann und der AC/DC-Wandler dabei elektrisch abgekoppelt ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann in dem zweiten Betriebszustand die Energieglättungsvorrichtung und/oder die wenigstens eine elektrische Einrichtung über den DC/DC-Wandler vorgeladen werden. Dadurch lässt sich die elektrische Einrichtung auch bei einer höheren Eingangskapazität sicher an die AC-Ladevorrichtung elektrisch ankoppeln.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann in einem dritten Betriebszustand die wenigstens eine elektrische Einrichtung über den DC/DC-Wandler und die Energieglättungseinrichtung mit elektrischer Energie aus dem Hochvoltsystem versorgt werden. Dabei kann alternativ oder zusätzlich überschüssige elektrische Energie aus dem Hochvoltsystem über den AC/DC-Wandler in die fahrzeugexterne Energieversorgungseinrichtung gespeist werden, falls die fahrzeugexterne Energieversorgungseinrichtung mit dem AC/DC-Wandler gekoppelt ist. Vorteilhaft kann so, falls das Hochvoltsystem mehr elektrische Energie bereitstellt, als die elektrische Einrichtung benötigt, diese überschüssige elektrische Energie wieder in die fahrzeugexterne Energieversorgungseinrichtung rückgespeist werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann in einem vierten Betriebszustand elektrische Energie aus der elektrischen Einrichtung über die Energieglättungseinrichtung und den DC/DC-Wandler in das Hochvoltsystem gespeist werden und/oder in die fahrzeugexterne Energieversorgungseinrichtung gespeist werden, falls die fahrzeugexterne Energieversorgungseinrichtung mit dem AC/DC-Wandler gekoppelt ist. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die elektrische Einrichtung nicht nur Verbraucher, sondern auch Generatoren, wie beispielsweise eine Photovoltaik-Anlage, aufweisen. Falls die so erzeugte Energie den Bedarf der Verbraucher der elektrischen Einrichtung übersteigt, kann diese überschüssige elektrische Energie in das Hochvoltsystem oder, falls angeschlossen, zusätzlich oder alternativ in die fahrzeugexterne Energieversorgungseinrichtung gespeist werden.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Dabei zeigen:
- 1 eine Systemübersicht einer Vorrichtung zum Energieaustausch mit wenigstens einer elektrischen Einrichtung eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, insbesondere von Aufbauten von Nutzfahrzeugen, nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, in einem ersten Betriebszustand;
- 2 die Vorrichtung nach 1 in einem zweiten Betriebszustand;
- 3 die Vorrichtung nach 1 in einem dritten Betriebszustand; und
- 4 die Vorrichtung nach 1 in einem vierten Betriebszustand.
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In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
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1 zeigt eine Systemübersicht einer Vorrichtung 100 zum Energieaustausch mit wenigstens einer elektrischen Einrichtung 50 eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, insbesondere von Aufbauten von Nutzfahrzeugen, nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, in einem ersten Betriebszustand 1.
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Die Vorrichtung 100 umfasst eine AC-Ladevorrichtung 10 des Fahrzeugs zum Laden eines Hochvoltsystems 40 mit einer fahrzeugexternen Energieversorgungseinrichtung 30. Die AC-Ladevorrichtung 10 weist wenigstens einen AC/DC-Wandler 12 auf, welcher mit einer Energieglättungseinrichtung 14 elektrisch gekoppelt ist. Die Energieglättungseinrichtung 14 ist weiter mit einem DC/DC-Wandler 16 elektrisch gekoppelt ist.
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Der DC/DC-Wandler 16 ist mit dem Hochvoltsystem 40 des Fahrzeugs elektrisch gekoppelt.
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Erfindungsgemäß weist die AC-Ladevorrichtung 10 einen Abzweig mit einem Hochvoltanschluss 18 auf, welcher mit einer elektrischen Verbindung 13 des AC/DC-Wandlers 12 und der Energieglättungseinrichtung 14 elektrisch gekoppelt ist. An den Hochvoltanschluss 18 ist wenigstens zeitweise die elektrische Einrichtung 50 angeschlossen.
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Eine elektrische Einrichtung 50 kann dabei ein elektrischer Verbraucher wie beispielsweise Kühlaufbauten, Müllsammler, Kräne oder andere Aggregate auf Aufbauten von Nutzfahrzeugen oder auch ein elektrisches Aggregat wie beispielsweise eine Photovoltaik-Anlage sein.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zur Energieversorgung der wenigstens einen elektrischen Einrichtung 50, in dem ersten Betriebszustand 1, in dem das Hochvoltsystem 40 des Fahrzeugs über die AC-Ladevorrichtung 10 mit der fahrzeugexternen Energieversorgungseinrichtung 30 geladen wird, der Hochvoltanschluss 18 der Vorrichtung 100 wenigstens zeitweise mit der wenigstens einen elektrischen Einrichtung 50 elektrisch gekoppelt wird. Dabei wird die elektrische Einrichtung 50 über den AC/DC-Wandler 12 mit elektrischer Energie aus der Energieversorgungseinrichtung 30 versorgt, wobei der elektrische Energiefluss 60 über den Pfeil angedeutet ist. Dabei kann sich der Energiefluss 60 aufteilen, ein Teil der elektrischen Energie kann zu der Einrichtung 50 fließen, wie in 1 dargestellt, ein weiterer Teil kann zum Laden des Hochvoltsystems 40 genutzt werden. Natürlich kann auch der gesamte Energiefluss 60 zu der Einrichtung 50 gehen.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der AC/DC-Wandler 12 eine dreiphasige elektrische Kopplung (L1, L2, L3, N) des Ladeanschlusses 22 mit der fahrzeugexternen Energieversorgungseinrichtung 30 auf. Dabei kann der AC/DC-Wandler 12 insbesondere für eine dreiphasige elektrische Blindleistungskompensation ausgebildet sein.
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Prinzipiell ist jedoch auch eine einphasige elektrische Kopplung mit der fahrzeugexternen Energieversorgungseinrichtung 30 mit einer einphasigen elektrischen Blindleistungskompensation möglich.
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Der Hochvoltanschluss 18 kann vorzugsweise wenigstens ein bidirektionales Relais als Schaltelement 20 zum elektrischen Koppeln der wenigstens einen elektrischen Einrichtung 50 aufweisen. Der Schaltelement 20 ist in 1 im offenen Zustand dargestellt, in dem die elektrische Einrichtung 50 abgekoppelt ist.
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2 zeigt die Vorrichtung 100 nach 1 in einem zweiten Betriebszustand 2.
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Im zweiten Betriebszustand 2, insbesondere bei einem Fahrbetrieb des Fahrzeugs, ist der AC/DC-Wandler 12 von der Energieversorgungseinrichtung 30 abgekoppelt. Dabei wird die wenigstens eine elektrische Einrichtung 50 über den DC/DC-Wandler 16 und die Energieglättungseinrichtung 14 mit elektrischer Energie aus dem Hochvoltsystem 40, insbesondere aus einer Hochvolt-Batterie des Hochvoltsystems 40, versorgt. Der elektrische Energiefluss 60 ist wieder über den Pfeil angedeutet.
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Dazu ist der DC/DC-Wandler 16 bidirektional ausgebildet, um elektrische Energie auch aus dem Hochvoltsystem in die AC-Ladeeinrichtung übertragen zu können. Der DC/DC-Wandler 16 kann dabei vorteilhaft direkt an die Hochvolt-Batterie des Hochvoltsystems 40 elektrisch gekoppelt sein, um mit möglichst geringen elektrischen Verlusten die elektrische Leistung an die elektrische Einrichtung 50 übertragen zu können.
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Vorteilhaft kann in dem zweiten Betriebszustand 2 die wenigstens eine elektrische Einrichtung 50 über den DC/DC-Wandler 16 vorgeladen werden. Dadurch lässt sich die elektrische Einrichtung 50 auch bei höheren elektrischen Leistungen sicher an die AC-Ladevorrichtung 10 elektrisch ankoppeln.
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Günstig ist auch, wenn in dem zweiten Betriebszustand 2 der AC/DC-Wandler 12 von dem Hochvoltanschluss 18 galvanisch getrennt wird. Insbesondere kann dabei der AC/DC-Wandler 12 von dem Hochvoltanschluss 18 über ein bidirektionales Relais getrennt werden. Dadurch ist es möglich, dass die elektrische Einrichtung 50 im zweiten Betriebszustand 2 sicher betrieben werden kann und der AC/DC-Wandler 12 dabei elektrisch abgekoppelt ist. Dadurch kann der Ladeanschluss 22 günstigerweise im zweiten Betriebszustand 2 spannungsfrei geschaltet werden.
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3 zeigt die Vorrichtung 100 nach 1 in einem dritten Betriebszustand 3.
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In dem dritten Betriebszustand 3 wird die wenigstens eine elektrische Einrichtung 50 über den DC/DC-Wandler 16 und die Energieglättungseinrichtung 14 mit elektrischer Energie aus dem Hochvoltsystem 40 versorgt. Dabei kann alternativ oder zusätzlich überschüssige elektrische Energie aus dem Hochvoltsystem 40 über den AC/DC-Wandler 12 in die fahrzeugexterne Energieversorgungseinrichtung 30 gespeist werden, falls die fahrzeugexterne Energieversorgungseinrichtung 30 mit dem AC/DC-Wandler 12 gekoppelt ist. Der Energiefluss 60 ist jeweils mit Pfeilen gekennzeichnet.
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Vorteilhaft kann so, falls das Hochvoltsystem 40 mehr elektrische Energie bereitstellt, als die elektrische Einrichtung 50 benötigt, diese überschüssige elektrische Energie wieder in die fahrzeugexterne Energieversorgungseinrichtung 30 und damit in ein Versorgungsnetz rückgespeist werden. So ist also auch für die fahrzeugexterne Energieversorgungseinrichtung 30 ein bidirektionaler Energiefluss zur Energierückspeisung möglich.
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Voraussetzung für den dritten Betriebszustand 3 ist, dass der AC/DC-Wandler 12 bidirektional ausgebildet ist.
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4 zeigt die Vorrichtung 100 nach 1 in einem vierten Betriebszustand 4.
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In dem vierten Betriebszustand 4 wird elektrische Energie aus der elektrischen Einrichtung 50 über die Energieglättungseinrichtung 14 und den DC/DC-Wandler 16 in das Hochvoltsystem 40 gespeist. Alternativ oder zusätzlich kann, wenn überschüssige Energie vorhanden ist, diese in die fahrzeugexterne Energieversorgungseinrichtung 30 gespeist werden, falls die fahrzeugexterne Energieversorgungseinrichtung 30 mit dem AC/DC-Wandler 12 gekoppelt ist. Der Energiefluss 60 ist jeweils mit Pfeilen gekennzeichnet.
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In diesem weiteren Ausführungsbeispiel kann die elektrische Einrichtung 50 nicht nur Verbraucher, sondern auch Generatoren, wie beispielsweise eine Photovoltaik-Anlage, aufweisen. Falls die so erzeugte Energie den Bedarf der Verbraucher der elektrischen Einrichtung 50 übersteigt, kann diese überschüssige elektrische Energie in das Hochvoltsystem 40 oder, falls angeschlossen, zusätzlich oder alternativ in die fahrzeugexterne Energieversorgungseinrichtung 30 gespeist werden.
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Auch für den vierten Betriebszustand 4 ist Voraussetzung, dass der AC/DC-Wandler 12 bidirektional ausgebildet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erster Betriebszustand
- 2
- zweiter Betriebszustand
- 3
- dritter Betriebszustand
- 4
- vierter Betriebszustand
- 10
- AC-Ladevorrichtung
- 12
- AC/DC-Wandler
- 14
- Energieglättungseinrichtung
- 16
- DC/DC-Wandler
- 18
- Hochvoltanschluss
- 20
- Schaltelement
- 22
- Ladeanschluss
- 30
- Energieversorgungseinrichtung
- 40
- Hochvoltsystem
- 50
- elektrische Einrichtung
- 60
- Energiefluss
- 100
- Vorrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202021104760 U1 [0003]