DE102022201034A1 - Combined capacitor for a DC converter, DC converter, electric axle drive and vehicle - Google Patents

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Florian Pahn
Pengshuai Wang
Thomas Bosch
Manuel Raimann
Jonas Zeller
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kondensatoranordnung (10) für einen mehrphasigen Gleichspannungswandler (100) zum Umwandeln einer DC-Eingangsspannung in eine DC-Ausgangsspannung zum Aufladen einer Fahrzeugbatterie in einem Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug, wobei die Kondensatoranordnung (10) einen eingangsseitigen Kondensator (12) mit ersten Kondensatorwickeln (121) und einen ausgangsseitigen Kondensator (14) mit zweiten Kondensatorwickeln (141) aufweist, die in einem Gehäuse (22) aufgenommen sind und zwischen denen eine Leistungselektronik (20) geschaltet ist, wobei ein erster der beiden Kondensatoren (12, 14) einen pluspoligen Stromkontakt (142) und einen minuspoligen Stromkontakt (144) aufweist, mit denen jeweils eine im Gehäuse (22) befindliche erste Stromleitung (143, 145) elektrisch verbunden ist, wobei ein zweiter der beiden Kondensatoren (12, 14) einen pluspoligen oder minuspoligen Stromkontakt (122) aufweist, mit dem eine im Gehäuse (22) befindliche zweite Stromleitung (123) elektrisch verbunden ist, wobei sich die Stromkontakte (122, 142, 144) aus dem Gehäuse (22) herauserstrecken, wobei sich die zur zweiten Stromleitung (123) gegenpolige erste Stromleitung (143, 145) sowohl mit den ersten Kondensatorwickeln (121) als auch mit den zweiten Kondensatorwickeln (141) elektrisch verbunden ist.The present invention relates to a capacitor arrangement (10) for a polyphase DC-DC converter (100) for converting a DC input voltage into a DC output voltage for charging a vehicle battery in an electric vehicle or hybrid vehicle, the capacitor arrangement (10) having a capacitor (12) on the input side first capacitor windings (121) and an output-side capacitor (14) with second capacitor windings (141), which are accommodated in a housing (22) and between which power electronics (20) are connected, with a first of the two capacitors (12, 14 ) has a positive-pole power contact (142) and a negative-pole power contact (144), with each of which a first power line (143, 145) located in the housing (22) is electrically connected, with a second of the two capacitors (12, 14) having a positive-pole or negative-pole power contact (122) to which a second power line (123) located in the housing (22) is electrically connected, the power contacts (122, 142, 144) extending out of the housing (22), the second Power line (123) opposite polarity first power line (143, 145) is electrically connected to both the first capacitor windings (121) and the second capacitor windings (141).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kondensatoranordnung für einen Gleichspannungswandler sowie den Gleichspannungswandler.The invention relates to a capacitor arrangement for a DC-DC converter and the DC-DC converter.

Im Stand der Technik sind reine Elektrofahrzeuge sowie Hybridfahrzeuge bekannt, welche ausschließlich bzw. unterstützend von einer oder mehreren elektrischen Maschinen als Antriebsaggregate angetrieben werden. Um die elektrischen Maschinen solcher Fahrzeuge mit elektrischer Energie zu versorgen, umfassen die Fahrzeuge elektrische Energiespeicher, insbesondere wiederaufladbare elektrische Batterien. Für hohe Antriebsleistungen sind Batterien erforderlich, die eine entsprechend hohe DC-Spannung von beispielsweise 400V oder 800V bereitstellen. Solche Leistungsbatterien sind als Hochvoltbatterien (HV-Batterien) bezeichnet.Purely electric vehicles and hybrid vehicles are known in the prior art, which are driven exclusively or in support of one or more electric machines as drive units. In order to supply the electrical machines of such vehicles with electrical energy, the vehicles include electrical energy stores, in particular rechargeable electrical batteries. Batteries are required for high drive power, which provide a correspondingly high DC voltage of, for example, 400V or 800V. Such power batteries are referred to as high-voltage batteries (HV batteries).

Das Wiederaufladen der HV-Batterien stellt derzeit eine Herausforderung dar, da hierfür eine Ladespannung von mehreren Hundertvolt, beispielsweise 800V, benötigt wird, um die HV-Batterien ohne Beeinträchtigung deren Funktionalität wirksam aufzuladen. Jedoch beträgt die Ladespannung, die übliche Ladestationen für Elektrofahrzeuge zur Verfügung stellen, regelmäßig deutlich niedriger als die gewünschte Ladespannung, etwa 800V. Um solche Ladespannungen bereitzustellen, werden Gleichspannungswandler (DC/DC-Wandler) verwendet, die zwischen einer DC-Spannungsquelle mit einer Ausgangsspannung (bspw. 400V), die niedriger als die gewünschte Ladespannung (bspw. 800V) ist, und der aufzuladenden HV-Batterie geschaltet ist.The recharging of the HV batteries is currently a challenge, as this requires a charging voltage of several hundred volts, for example 800V, in order to charge the HV batteries effectively without impairing their functionality. However, the charging voltage that conventional charging stations provide for electric vehicles is regularly significantly lower than the desired charging voltage, around 800V. In order to provide such charging voltages, direct voltage converters (DC/DC converters) are used, which are connected between a DC voltage source with an output voltage (e.g. 400V) that is lower than the desired charging voltage (e.g. 800V) and the HV battery to be charged is switched.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Gleichspannungswandlern besteht der Nachteil, dass die verschiedenen im Wandler befindlichen Komponenten ungünstig zueinander angeordnet sind, sodass diese einen vergleichsweise großen Bauraum erfordern. Dies erhöht den Herstellungsaufwand und auch die Herstellungskosten.The DC-DC converters known from the prior art have the disadvantage that the various components located in the converter are arranged in an unfavorable manner in relation to one another, so that they require a comparatively large amount of space. This increases the manufacturing effort and also the manufacturing costs.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Kondensatoranordnung bereitzustellen, bei der die vorstehend genannten Nachteile zumindest teilweise überwunden sind. It is an object of the invention to provide a capacitor arrangement in which the disadvantages mentioned above are at least partially overcome.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kondensatoranordnung, den Gleichspannungswandler, den elektrischen Achsantrieb und das Fahrzeug gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor.According to the invention, this object is achieved by the capacitor arrangement, the DC voltage converter, the electric axle drive and the vehicle according to the independent patent claims. Advantageous refinements and developments of the invention emerge from the dependent patent claims.

Die erfindungsgemäße Kondensatoranordnung ist dazu ausgebildet, in einem mehrphasigen Gleichspannungswandler zum Umwandeln einer DC-Eingangsspannung in eine DC-Ausgangsspannung zum Aufladen einer Fahrzeugbatterie bzw. einer Fahrzeugbatterieanordnung in einem Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug verwendet zu werden. Der mehrphasige Gleichspannungswandler umfasst typischerweise einen DC-Spannungseingang zum Einspeisen der DC-Eingangsspannung und einen DC-Spannungsausgang zum Abgeben der DC-Ausgangsspannung. Zwischen dem DC-Spannungseingang und dem DC-Spannungsausgang befinden sich eine Speicherdrossel und Leistungshalbleiter. Die Speicherdrossel dient zur Zwischenspeicherung von Energie in Form von magnetischen Flüssen. Hierzu kann die Speicherdrossel mehrere Wicklungen umfassen, die jeweils mit einer Halbbrücke der Leistungselektronik, insbesondere mit einem Punkt zwischen einer Highside und einer Lowside der Halbbrücke, elektrisch verbunden ist.The capacitor arrangement according to the invention is designed to be used in a polyphase DC-DC converter for converting a DC input voltage into a DC output voltage for charging a vehicle battery or a vehicle battery arrangement in an electric vehicle or hybrid vehicle. The multi-phase DC-DC converter typically includes a DC voltage input for feeding the DC input voltage and a DC voltage output for delivering the DC output voltage. A storage choke and power semiconductors are located between the DC voltage input and the DC voltage output. The storage choke is used to temporarily store energy in the form of magnetic fluxes. For this purpose, the storage choke can have a plurality of windings, each of which is electrically connected to a half-bridge of the power electronics, in particular to a point between a high side and a low side of the half-bridge.

Der mehrphasige Gleichspannungswandler umfasst außerdem die erfindungsgemäße Kondensatoranordnung. Die Kondensatoranordnung weist einen eingangsseitigen Kondensator und einen ausgangsseitigen Kondensator auf. Der eingangsseitige Kondensator ist an eine die DC-Eingangsspannung bereitstellenden DC-Eingangsspannungsquelle (etwa eine 400V-Spannungsquelle wie Batterie oder Brennstoffzelle oder Spannungsnetz) gekoppelt ist, wobei der ausgangsseitige Kondensator mit einer die DC-Ausgangsspannung annehmenden DC-Ausgangsspannungsquelle (etwa eine 800V-Batterie) verbunden ist. Der eingangsseitige Kondensator und der ausgangsseitige Kondensator umfassen jeweils mehrere Kondensatorwickel, die auch als Folienkondensatoren bekannt sind. Zusätzlich kann der eingangsseitige Kondensator und/oder der ausgangsseitige Kondensator zumindest einen Entstörkondensator umfassen, der auch als Y-Kondensator bzw. Elektrolytkondensator bekannt ist. Der eingangsseitige Kondensator und der ausgangsseitige Kondensator sind in einem Gehäuse der Kondensatoranordnung aufgenommen. Zwischen dem eingangsseitigen Kondensator und dem ausgangsseitigen Kondensator sind Leistungshalbleiter angeordnet.The polyphase DC-DC converter also includes the capacitor arrangement according to the invention. The capacitor arrangement has an input-side capacitor and an output-side capacitor. The input-side capacitor is coupled to a DC input voltage source providing the DC input voltage (e.g. a 400V voltage source such as a battery or fuel cell or power grid), while the output-side capacitor is coupled to a DC output voltage source (e.g. an 800V battery) accepting the DC output voltage ) connected is. The input-side capacitor and the output-side capacitor each comprise a plurality of capacitor windings, which are also known as film capacitors. In addition, the input-side capacitor and/or the output-side capacitor can include at least one interference suppression capacitor, which is also known as a Y capacitor or electrolytic capacitor. The input-side capacitor and the output-side capacitor are accommodated in a housing of the capacitor arrangement. Power semiconductors are arranged between the input-side capacitor and the output-side capacitor.

Ein erster Kondensator aus dem eingangsseitigen Kondensator und dem ausgangsseitigen Kondensator, vorzugsweise der ausgangsseitige Kondensator, weist einen pluspoligen Stromkontakt und einen minuspoligen Stromkontakt auf. Mit dem pluspoligen Stromkontakt und dem minuspoligen Stromkontakt ist jeweils eine im Gehäuse befindliche erste Stromleitung elektrisch verbunden. Somit sind zwei erste Stromleitungen, nämlich eine pluspolige erste Stromleitung und eine minuspolige erste Stromleitung, dem ersten Kondensator, vorzugsweise dem ausgangsseitigen Kondensator, zugeordnet. Ein zweiter Kondensator aus dem eingangsseitigen Kondensator und dem ausgangsseitigen Kondensator, vorzugsweise der eingangsseitige Kondensator, weist einen pluspoligen oder minuspoligen Stromkontakt auf, mit dem eine ebenfalls im Gehäuse befindliche zweite Stromleitung elektrisch verbunden ist. Dies bedeutet, dass die zweite Stromleitung entweder plus- oder minuspolig ist, wenn der zweite Kondensator einen plus- bzw. minuspoligen Stromkontakt aufweist. Somit ist eine der beiden ersten Stromleitungen zur zweiten Stromleitung gleichpolig und die andere der beiden ersten Stromleitungen zur zweiten Stromleitung gegenpolig gestaltet. Die zur zweiten Stromleitung gegenpolige erste Stromleitung ist sowohl mit den ersten Kondensatorwickeln als auch mit den zweiten Kondensatorwickeln elektrisch verbunden. Die Stromkontakte erstrecken sich aus dem Gehäuse heraus und sind von außen kontaktierbar.A first capacitor from the input-side capacitor and the output-side capacitor, preferably the output-side capacitor, has a positive-pole current contact and a negative-pole current contact. A first power line located in the housing is electrically connected to the positive-pole power contact and the negative-pole power contact. Thus, two first power lines, namely a positive-pole first power line and a negative-pole first power line, are associated with the first capacitor, preferably the output-side capacitor. A second capacitor from the input side capacitor and the output side Capacitor, preferably the input-side capacitor, has a positive-pole or negative-pole current contact with which a second current line, which is also located in the housing, is electrically connected. This means that the second power line is either positive or negative when the second capacitor has a positive or negative power contact, respectively. Thus, one of the two first power lines has the same polarity as the second power line and the other of the two first power lines has opposite polarity to the second power line. The first power line, which has opposite polarity to the second power line, is electrically connected both to the first capacitor windings and to the second capacitor windings. The power contacts extend out of the housing and can be contacted from the outside.

Die zur zweiten Stromleitung gegenpolige erste Stromleitung ist somit sowohl dem ersten Kondensator als auch dem zweiten Kondensator zugeordnet. Auf diese Weise wird für den zweiten Kondensator, vorzugsweise den eingangsseitigen Kondensator, entweder ein pluspoliger oder ein minuspoliger Stromkontakt benötigt, sodass auf eins der beiden Vorzeichen verzichtet werden kann. Beispielsweise kann auf den minuspoligen Stromkontakt verzichtet werden, wenn die minuspolige erste Stromleitung sowohl dem ersten eingangsseitigen Kondensator als auch dem ausgangsseitigen Kondensator zugeordnet, insbesondere mit sowohl den ersten Kondensatorwickeln als auch den zweiten Kondensatorwickeln elektrisch verbunden ist. In diesem Fall ist kein minuspoliger Stromkontakt zur externen Kontaktierung des zweiten Kondensators nötig. Dies begünstigt eine kompaktere Bauweise des mehrphasigen Gleichspannungswandlers. Ein andernfalls erforderlicher Stromkontakt n, zusätzlichen Bauraum in Anspruch nehmen und den Montageaufwand erhöhen. Außerdem kann dank Wegfallens eines der beiden Stromkontaktvorzeichen der verbleibende Stromkontakt großflächiger gebildet sein. Dies reduziert die Stromdichte im betroffenen Kondensator und damit einhergehend auch die aufgrund des Stromflusses erzeugte Wärme.The first power line, which has the opposite polarity to the second power line, is therefore assigned both to the first capacitor and to the second capacitor. In this way, either a positive-pole or a negative-pole current contact is required for the second capacitor, preferably the input-side capacitor, so that one of the two signs can be dispensed with. For example, the negative-pole power contact can be dispensed with if the negative-pole first power line is assigned to both the first input-side capacitor and the output-side capacitor, in particular is electrically connected to both the first capacitor windings and the second capacitor windings. In this case, no negative-pole power contact is required for external contacting of the second capacitor. This favors a more compact design of the polyphase DC voltage converter. An otherwise required power contact n, take up additional space and increase the assembly effort. In addition, thanks to the omission of one of the two current contact signs, the remaining current contact can be formed over a larger area. This reduces the current density in the affected capacitor and, as a result, also the heat generated due to the current flow.

Gemäß einer Ausführungsform ist eine der beiden ersten Stromleitungen in einem ersten Randbereich des Gehäuses angeordnet, wobei sich die andere der beiden ersten Stromleitungen, vorzugsweise die zur zweiten Stromleitung gegenpolige erste Stromleitung, vom ersten Randbereich bis zu einem dem ersten Randbereich gegenüberliegenden zweiten Randbereich erstreckt. Diese räumliche Trennung der beiden ersten Stromleitungen verstärkt die Potentialtrennung zwischen ihnen und erhöht die Sicherheit des mehrphasigen Gleichspannungswandlers.According to one embodiment, one of the two first power lines is arranged in a first edge area of the housing, with the other of the two first power lines, preferably the first power line with opposite polarity to the second power line, extending from the first edge area to a second edge area opposite the first edge area. This spatial separation of the first two power lines reinforces the potential separation between them and increases the safety of the multi-phase DC-DC converter.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zumindest ein Entstörkondensator mit den ersten Stromleitungen und/oder der zweiten Stromleitung elektrisch verbunden. Auf diese Weise können die Stromleitungen gleichzeitig auch für die Entstörkondensatoren verwendet werden, sodass eine Bauraumeinsparung erzielt wird.According to a further embodiment, at least one interference suppression capacitor is electrically connected to the first power lines and/or the second power line. In this way, the power lines can also be used for the interference suppression capacitors at the same time, so that space is saved.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der erste der beiden Kondensatoren mehrere pluspolige und/oder mehrere minuspolige Stromkontakte auf. Vorzugsweise sind die Stromkontakte zwischen pluspolig und minuspolig abwechselnd aneinandergereiht. Diese Maßnahme begünstigt eine gleichmäßigere Stromverteilung im Bereich des Zwischenkreiskondensators, was z.B. die EMV-Eigenschaft des mehrphasigen Gleichspannungswandlers verbessert.According to a further embodiment, the first of the two capacitors has a plurality of positive-pole and/or a plurality of negative-pole current contacts. The power contacts are preferably lined up alternately between the positive pole and the negative pole. This measure favors a more even current distribution in the area of the intermediate circuit capacitor, which improves the EMC properties of the multi-phase DC/DC converter, for example.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen Gleichspannungswandler zum Aufladen einer DC-Spannungsquelle, insbesondere einer HV-Batterie, in einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug. Außerdem betrifft die Erfindung einen elektrischen Achsantrieb mit einem solchen Gleichspannungswandler. Zusätzlich betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug mit einem solchen elektrischen Achsantrieb. Daraus ergeben sich die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Kondensatoranordnung beschriebenen Vorteile auch für den erfindungsgemäßen Gleichspannungswandler, den erfindungsgemäßen elektrischen Achsantrieb sowie das erfindungsgemäße Fahrzeug.The invention also relates to a DC voltage converter for charging a DC voltage source, in particular a HV battery, in an electric vehicle or a hybrid vehicle. In addition, the invention relates to an electric axle drive with such a DC voltage converter. In addition, the invention relates to a vehicle, in particular an electric vehicle or a hybrid vehicle with such an electric axle drive. This results in the advantages already described in connection with the capacitor arrangement according to the invention, also for the DC voltage converter according to the invention, the electric axle drive according to the invention and the vehicle according to the invention.

Gemäß einer Ausführung umfasst der mehrphasige Gleichspannungswandler eine Speicherdrossel, die mehrere Wicklungen aufweist, und/oder eine Leistungselektronik, die durch mehrere Halbbrücken eines in einem elektrischen Achsantrieb verbauten Wechselrichters gebildet ist. Auf diese Weise kann der elektrische Achsantrieb gleichzeitig als Gleichspannungswandler eingesetzt werden. Der Wechselrichter fungiert in diesem Fall als ein sogenannter Boost Converter, indem dieser zum normalen Wechselrichterbetrieb entgegengesetzt bestromt wird. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Fahrzeugbatterie mittels einer im Fahrzeug verbauten Zusatzbatterie bzw. einer Brennstoffzelle aufgeladen werden soll. Brennstoffzellen stellen typischerweise eine DC-Spannung von 400V bereit. Mittels des mehrphasigen Gleichspannungswandlers kann die 400V-Spannung in eine 800V-Spannung umgewandelt werden, um eine HV-Batterie aufzuladen.According to one embodiment, the polyphase DC-DC converter includes a storage choke that has a number of windings and/or power electronics that are formed by a number of half-bridges of an inverter installed in an electric axle drive. In this way, the electric axle drive can be used as a DC converter at the same time. In this case, the inverter acts as a so-called boost converter, in that it is supplied with current in the opposite direction to normal inverter operation. This is particularly advantageous if the vehicle battery is to be charged using an additional battery or a fuel cell installed in the vehicle. Fuel cells typically provide a DC voltage of 400V. Using the multi-phase DC-DC converter, the 400V voltage can be converted into a 800V voltage to charge a HV battery.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beispielhaft erläutert.The invention is explained below by way of example using the embodiments shown in the figures.

Es zeigen:

  • 1 ein schematisches Schaltbild eines mehrphasigen Gleichspannungswandlers;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Kondensatoranordnung gemäß einer Ausführungsform für den Gleichspannungswandler aus 1 in einer seitlichen Schnittansicht, wobei eine minuspolige Stromleitung eines ausgangsseitigen Kondensators sowohl mit mehreren Folienkondensatoren des eingangsseitigen Kondensators als auch mit mehreren Folienkondensatoren des ausgangsseitigen Kondensators elektrisch verbunden ist;
  • 3 eine schematische Darstellung der Kondensatoranordnung aus 2 in einer Draufsicht;
  • 4 eine schematische Darstellung der Kondensatoranordnung aus 2 in einer weiteren Schnittansicht auf der Ausgangsseite;
  • 5 eine schematische Darstellung der Kondensatoranordnung aus 2 in einer weiteren Schnittansicht auf der Eingangsseite.
Show it:
  • 1 a schematic circuit diagram of a polyphase DC-DC converter;
  • 2 shows a schematic representation of a capacitor arrangement according to an embodiment for the DC-DC converter 1 in a side sectional view, wherein a negative-pole power line of an output-side capacitor is electrically connected both to a plurality of film capacitors of the input-side capacitor and to a plurality of film capacitors of the output-side capacitor;
  • 3 a schematic representation of the capacitor arrangement 2 in a plan view;
  • 4 a schematic representation of the capacitor arrangement 2 in a further sectional view on the output side;
  • 5 a schematic representation of the capacitor arrangement 2 in another sectional view on the entrance side.

Gleiche Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbare Komponenten sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbaren Komponenten sind hinsichtlich ihrer technischen Merkmale identisch ausgeführt, sofern sich aus der Beschreibung nicht explizit oder implizit etwas anderes ergibt.Identical objects, functional units and comparable components are denoted by the same reference symbols across the figures. These objects, functional units and comparable components are designed to be identical in terms of their technical features, unless the description explicitly or implicitly states otherwise.

1 zeigt ein schematisches Schaltbild eines mehrphasigen Gleichspannungswandlers 100 zum Umwandeln einer DC-Eingangsspannung, die von einer DC-Spannungsquelle 107 bereitgestellt ist, in eine DC-Ausgangsspannung, um eine wiederaufladbare Batterie 109, insbesondere eine Hochvolt(HV)-Batterie mit einer Normspannung von 800V, in einem Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug aufzuladen. Die DC-Spannungsquelle 107 ist beispielsweise in einer Ladestation (etwa Ladesäule) integriert und kann eine Spannung von 400V bereitstellen, die die DC-Eingangsspannung bildet. Alternativ kann die Spannungsquelle 107 eine mobile Spannungsquelle wie eine Batterie oder eine Brennstoffzelle sein, die beispielsweise 400V bereitstellt. 1 shows a schematic circuit diagram of a multi-phase DC-DC converter 100 for converting a DC input voltage, which is provided by a DC voltage source 107, into a DC output voltage, to a rechargeable battery 109, in particular a high-voltage (HV) battery with a standard voltage of 800V , charge in an electric vehicle or hybrid vehicle. The DC voltage source 107 is integrated, for example, in a charging station (such as a charging column) and can provide a voltage of 400V, which forms the DC input voltage. Alternatively, the voltage source 107 can be a mobile voltage source such as a battery or a fuel cell, which provides 400V, for example.

Eine Kondensatoranordnung 10 bestehend aus einem eingangsseitigen Kondensator 12 und einem ausgangsseitigen Kondensator 14 ist im mehrphasigen Gleichspannungswandler 100 integriert. Auf die Kondensatoranordnung 10 wird weiter unten näher eingegangen. Zwischen den beiden Kondensatoren 12, 14 ist eine Speicherdrossel 21 und eine Leistungselektronik 20 angeordnet. Die Speicherdrossel 21 ist zur Zwischenspeicherung von Energie in Form von magnetischen Flüssen ausgebildet. Dazu weist die Speicherdrossel 21 mehrere, hier beispielhaft drei, Spulen 101 A-C auf. Durch Anlegen einer Spannung an den Wicklungen der Spulen 101 A-C kann ein Stromfluss und damit einhergehend ein magnetischer Fluss in den Spulen 101 A-C erzeugt werden. Die Leistungselektronik 20 umfasst mehrere, hier beispielhaft drei, Halbbrücken, wobei die Anzahl der Halbbrücken der Anzahl der Spulen 101A-C entspricht. Jede Halbbrücke umfasst eine Highside-Schalteinrichtung 102A-C und eine Lowside-Schalteinrichtung 104A-C. Die Spulen 101A-C sind jeweils auf einer von dem eingangsseitigen Kondensator 12 abgewandten Seite zwischen der jeweiligen Highside-Schalteinrichtung 102A-C und der Lowside-Schalteinrichtung 104A-C angeschlossen. Der ausgangsseitige Kondensator 14 ist auf der dem eingangsseitigen Kondensator 12 gegenüberliegenden Seite der Leistungselektronik 20 angeordnet. Zwischen der DC-Spannungsquelle 107 und dem mehrphasigen Gleichspannungswandler 100 ist ein erster Filter 103 zum Beseitigen von Störsignalen in der eingespeisten DC-Eingangsspannung verschaltet. Zusätzlich ist zwischen der ausgangsseitigen HV-Batterie 109 und dem mehrphasigen Gleichspannungswandler 100 ein zweiter Filter 105 zum Beseitigen von Störsignalen in der erzeugten DC-Ausgangsspannung verschaltet.A capacitor arrangement 10 consisting of an input-side capacitor 12 and an output-side capacitor 14 is integrated in the polyphase DC-DC converter 100 . The capacitor arrangement 10 is discussed in more detail below. A storage choke 21 and power electronics 20 are arranged between the two capacitors 12, 14. The storage choke 21 is designed to temporarily store energy in the form of magnetic fluxes. For this purpose, the storage inductor 21 has a plurality of coils 101 AC, three in this case by way of example. By applying a voltage to the windings of the coils 101 A-C, a current flow and, associated therewith, a magnetic flux can be generated in the coils 101 A-C. The power electronics 20 includes a plurality of half-bridges, three in this case by way of example, the number of half-bridges corresponding to the number of coils 101A-C. Each half-bridge includes a high-side switching device 102A-C and a low-side switching device 104A-C. The coils 101A-C are each connected on a side facing away from the input-side capacitor 12 between the respective high-side switching device 102A-C and the low-side switching device 104A-C. The output-side capacitor 14 is arranged on the opposite side of the input-side capacitor 12 of the power electronics 20 . A first filter 103 for eliminating interference signals in the supplied DC input voltage is connected between the DC voltage source 107 and the polyphase DC voltage converter 100 . In addition, a second filter 105 for eliminating interference signals in the generated DC output voltage is connected between the HV battery 109 on the output side and the polyphase DC voltage converter 100 .

Im Betrieb des mehrphasigen Gleichspannungswandlers 100 werden die in der Leistungselektronik 20 verbauten Schalteinrichtungen 102A-C, 104A-C derart geschaltet, dass an den Spulen 101A-C eine Spannung mit dem gleichen Spannungsverlauf, jedoch mit Zeitversatz zwischen den Spulen 101A-C angelegt wird. Die Spulen 101A-C können durch die in einer E-Maschine eines hier nicht gezeigten elektrischen Achsantriebs verbauten Spulen bereitgestellt sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Leistungselektronik 20 durch einen im elektrischen Achsantrieb integrierten Wechselrichter bereitgestellt sein. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn die DC-Spannungsquelle 107 eine im Fahrzeug befindliche Zusatzbatterie oder Brennstoffzelle ist, da in diesem Fall der Wechselrichter als Boost-Converter einsetzbar ist, indem der Wechselrichter zu seinem Normalbetrieb, bei dem dieser zum Umwandeln einer DC-Eingangsspannung in eine AC-Ausgangsspannung verwendet wird, entgegengesetzt bestromt wird.During operation of the polyphase DC-DC converter 100, the switching devices 102A-C, 104A-C installed in the power electronics 20 are switched in such a way that a voltage with the same voltage curve is applied to the coils 101A-C, but with a time offset between the coils 101A-C. The coils 101A-C can be provided by the coils installed in an electric machine of an electric axle drive, not shown here. Alternatively or additionally, the power electronics 20 can be provided by an inverter integrated in the electric axle drive. This is particularly advantageous if the DC voltage source 107 is an additional battery or fuel cell located in the vehicle, since in this case the inverter can be used as a boost converter by the inverter returning to its normal operation, in which it is used to convert a DC input voltage is used in an AC output voltage is energized in the opposite direction.

2-3 zeigen die Kondensatoranordnung 10 jeweils in einer schematischen Darstellung. 2 zeigt die Kondensatoranordnung 10 in einer seitlichen Schnittansicht auf einer der Batterie 109 zugewandten Seite. Der eingangsseitige Kondensator 12 ist in der Darstellung aus 2 links und der ausgangsseitige Kondensator 14 rechts angeordnet. Der eingangsseitige Kondensator 12 weist mehrere (hier beispielhaft zwei) Folienkondensatoren 121 (bzw. „Wickel“) und einen Elektrolytkondensator 24 (bzw. „Y-Kondensator“ oder „Entstörkondensator“) auf. Die Folienkondensatoren 121 sind in einer horizontalen Längsrichtung nebeneinander und in einer vertikalen Richtung zwischen einer pluspoligen Stromleitung 123 und einer minuspoligen Stromleitung 145 angeordnet. Dabei befinden sich die Folienkondensatoren 121 mit den beiden Stromleitungen 123, 145 in elektrischer Verbindung. Die Stromleitungen 123, 145 sind in einem Gehäuse 22 der Kondensatoranordnung 10 aufgenommen. Die pluspolige Stromleitung 123 ist an einem oberen Rand des Gehäuses 22 und die minuspolige Stromleitung 145 an einem unteren Rand des Gehäuses 22 angeordnet. Ein pluspoliger Stromkontakt 122 erstreckt sich von der pluspoligen Stromleitung 123 am oberen Rand des Gehäuses 22 nach Außen aus dem Gehäuse 22 heraus, wie in 2 und in einer weiteren stirnseitigen Schnittansicht in 4 (rechts) schematisch gezeigt. Der Elektrolytkondensator 24, der ebenfalls im Gehäuse 22 aufgenommen ist, ist einerseits mit der pluspoligen Stromleitung 123 und andererseits mit einer Erdungsleitung 28 elektrisch verbunden. 2-3 each show the capacitor arrangement 10 in a schematic representation. 2 shows the capacitor arrangement 10 in a lateral sectional view on a side facing the battery 109 . The input-side capacitor 12 is shown off 2 arranged on the left and the output-side capacitor 14 on the right. The input-side capacitor 12 has several (in this case two by way of example) film capacitors 121 (or “coils”) and an electrolytic capacitor 24 (or “Y capacitor” or “interference suppression capacitor”). on. The film capacitors 121 are arranged side by side in a horizontal longitudinal direction and between a plus-pole power line 123 and a minus-pole power line 145 in a vertical direction. The film capacitors 121 are electrically connected to the two power lines 123, 145. The power lines 123, 145 are accommodated in a housing 22 of the capacitor arrangement 10. FIG. The positive-pole power line 123 is arranged on an upper edge of the housing 22 and the negative-pole power line 145 is arranged on a lower edge of the housing 22 . A positive power contact 122 extends from the positive power line 123 at the top edge of the housing 22 to the outside of the housing 22, as shown in FIG 2 and in a further end-side sectional view in 4 (right) shown schematically. The electrolytic capacitor 24, which is also accommodated in the housing 22, is electrically connected to the positive-pole power line 123 on the one hand and to a grounding line 28 on the other hand.

Der ausgangsseitige Kondensator 14 weist ebenfalls mehrere (hier beispielhaft vier) Folienkondensatoren 141 und mehrere (hier beispielshaft zwei) Elektrolytkondensatoren 26 auf. Auch hier sind die Folienkondensatoren 141 in der horizontalen Längsrichtung nebeneinander und in der vertikalen Richtung zwischen einer pluspoligen Stromleitung 143 und einer minuspoligen Stromleitung, nämlich der oben erwähnten Stromleitung 145, angeordnet. Dabei befinden sich die Folienkondensatoren 141 mit den beiden Stromleitungen 143, 145 in elektrischer Verbindung. Auf diese Weise teilen die beiden Kondensatoren 12, 14 dieselbe minuspolige Stromleitung 145 während sie über getrennte pluspolige Stromleitungen 123, 143 verfügen. Die pluspolige Stromleitung 143 des ausgangsseitigen Kondensators 14 ist am oberen Rand des Gehäuses 22 und somit der minuspoligen Stromleitung 145 zumindest abschnittweise gegenüberliegend angeordnet. Dies ist in 2 und auch in einer stirnseitigen Schnittansicht aus 4 (links) schematisch gezeigt. Die Elektrolytkondensatoren 26 sind gleichzeitig mit der pluspoligen Stromleitung 143, der minuspoligen Stromleitung 145 und einer weiteren Erdungsleitung 30 elektrisch verbunden.The output-side capacitor 14 also has a number of (here by way of example four) film capacitors 141 and a number (here by way of example two) electrolytic capacitors 26 . Here, too, the film capacitors 141 are arranged side by side in the horizontal longitudinal direction and between a positive-pole power line 143 and a negative-pole power line, namely the power line 145 mentioned above, in the vertical direction. The film capacitors 141 are electrically connected to the two power lines 143, 145. In this way, the two capacitors 12,14 share the same negative power line 145 while having separate positive power lines 123,143. The positive-pole power line 143 of the output-side capacitor 14 is arranged at the upper edge of the housing 22 and thus at least in sections opposite the negative-pole power line 145 . this is in 2 and also in an end sectional view 4 (left) shown schematically. The electrolytic capacitors 26 are electrically connected to the positive power line 143, the negative power line 145 and another ground line 30 at the same time.

Mehrere pluspolige Stromkontakte 142 erstrecken sich am oberen Rand des Gehäuses 22 von der pluspoligen Stromleitung 143 aus dem Gehäuse 22 heraus. Gleichzeitig erstrecken sich mehrere minuspolige Stromkontakte 144 am oberen Rand des Gehäuses 22 von der minuspoligen Stromleitung 145 aus dem Gehäuse 22 heraus, wie in 2 und 4 gezeigt.A plurality of positive power contacts 142 extend out of the housing 22 from the positive power line 143 at the top edge of the housing 22 . Simultaneously, a plurality of negative power contacts 144 extend out of the housing 22 at the top edge of the housing 22 from the negative power line 145, as shown in FIG 2 and 4 shown.

3 zeigt die Kondensatoranordnung 10 in einer schematischen Draufsicht. An zwei bzgl. einer horizontalen Querrichtung gegenüberliegenden Rändern sind jeweils der pluspolige Stromkontakt 126 zum Verbinden mit der Speicherdrossel 21 und ein weiterer pluspoliger Stromkontakt 122 zum Verbinden mit der DC-Spannungsquelle 107 angebracht. Wie in 3 ersichtlich ist kein minuspoliger Stromkontakt am eingangsseitigen Kondensator 12 angeordnet. Im Gegensatz hierzu sind sowohl pluspolige Stromkontakte 142, 146 als auch minuspolige Stromkontakte 144, 148 am ausgangsseitigen Kondensator 14 ausgebildet. Die oben bereits beschriebenen Stromkontakte 142, 144 sind zum Verbinden mit der aufzuladenden Batterie 109 ausgebildet, wobei diese Stromkontakte 142, 144 zwischen pluspolig und minuspolig abwechselnd aneinandergereiht sind. Die anderen beiden Stromkontakte 146, 148 sind zum Verbinden mit der Leistungselektronik 20 ausgebildet und erstrecken sich vorzugsweise durchgehend über die Breite der Halbbrücken der Leistungselektronik 20. 3 shows the capacitor arrangement 10 in a schematic plan view. The positive-pole current contact 126 for connecting to the storage inductor 21 and a further positive-pole current contact 122 for connecting to the DC voltage source 107 are attached to two opposite edges with respect to a horizontal transverse direction. As in 3 no negative-pole current contact is arranged on the input-side capacitor 12 as can be seen. In contrast to this, both positive-pole current contacts 142, 146 and negative-pole current contacts 144, 148 are formed on the capacitor 14 on the output side. The power contacts 142, 144 already described above are designed for connection to the battery 109 to be charged, with these power contacts 142, 144 being lined up alternately between the positive pole and the negative pole. The other two current contacts 146, 148 are designed for connection to the power electronics 20 and preferably extend continuously across the width of the half-bridges of the power electronics 20.

Der Verzicht auf minuspolige Stromkontakte am eingangsseitigen Kondensator 12 ist dadurch ermöglicht, dass beide Kondensatoren 12, 14 dieselbe minuspolige Stromleitung 145 teilen. Somit dient die minuspolige Stromleitung 145 zur minuspoligen Kontaktierung der Folienkondensatoren 141 sowohl des ausgangsseitigen als auch des eingangsseitigen Kondensators 12. Durch Wegfall des minuspoligen Stromkontakts am eingangsseitigen Kondensator 12 steht den außerhalb des Gehäuses 22 befindlichen pluspoligen Stromkontakten 122, 126 mehr Bauraum zur Verfügung, sodass diese großflächig ausgebildet werden können. Dies reduziert die Stromdichte am eingangsseitigen Kondensator 12, sodass weniger Wärme durch den von den Stromkontakten 122, 126 und Stromleitungen 123, 145 getragenen Strom verursacht wird. Außerdem kann der mehrphasige Gleichspannungswandler 100 insgesamt kompakter gebildet und mit reduziertem Montageaufwand hergestellt werden.The omission of negative-pole power contacts on the input-side capacitor 12 is made possible by the fact that both capacitors 12, 14 share the same negative-pole power line 145. The negative-pole power line 145 is therefore used for the negative-pole contacting of the film capacitors 141 of both the output-side and the input-side capacitor 12. By eliminating the negative-pole power contact on the input-side capacitor 12, the positive-pole power contacts 122, 126 located outside of the housing 22 have more installation space, so that they can be formed on a large scale. This reduces the current density at the upstream capacitor 12 so that less heat is caused by the current carried by the power contacts 122,126 and power lines 123,145. In addition, the polyphase DC-DC converter 100 can be made more compact overall and can be manufactured with reduced assembly effort.

Das Gehäuse 22 ist vorzugsweise zumindest teilumfänglich mit einem Spritzgussmaterial vergossen, um die im Gehäuse 22 verbauten Bauteile vor Umwelteinflüssen zu schützen. Die Folienkondensatoren 121, 141 sowie Elektrolytkondensatoren 26, 28 der beiden Kondensatoren 12, 14 sind im Gehäuse 22 aufgenommen. Auf diese Weise ist eine kombinierte Kondensatoranordnung 10 für den Spannungseingang und den Spannungsausgang realisiert, die eine zusätzlich Bauraumeinsparung erzielt.The housing 22 is preferably encapsulated at least partially around its circumference with an injection molding material in order to protect the components installed in the housing 22 from environmental influences. The film capacitors 121, 141 and electrolytic capacitors 26, 28 of the two capacitors 12, 14 are accommodated in the housing 22. In this way, a combined capacitor arrangement 10 for the voltage input and the voltage output is realized, which achieves additional space savings.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Kondensatoranordnungcapacitor array
1212
eingangsseitiger Kondensatorinput capacitor
1414
ausgangsseitiger Kondensatoroutput capacitor
2020
Leistungselektronikpower electronics
2121
Speicherdrosselstorage choke
2222
GehäuseHousing
24, 2624, 26
Elektrolytkondensatorelectrolytic capacitor
28,3028.30
Erdungsleitungenground wires
100100
mehrphasiger Gleichspannungswandlerpolyphase DC-DC converter
101 A-C101 A-C
SpulenWash
102A-C102A-C
Highside-Schalteinrichtungenhigh-side switching devices
103103
erster Filterfirst filter
104A-C104A-C
Lowside-Schalteinrichtungenlow-side switching devices
105105
zweiter Filtersecond filter
107107
DC-SpannungsquelleDC voltage source
109109
Batteriebattery
121, 141121, 141
Folienkondensatorenfilm capacitors
122, 126, 142, 146122, 126, 142, 146
pluspolige Stromkontaktepositive power contacts
144, 148144, 148
minuspolige Stromkontaktenegative power contacts
123, 143123, 143
pluspolige Stromleitungenpositive power lines
145145
minuspolige Stromleitungnegative power line

Claims (11)

Kondensatoranordnung (10) für einen mehrphasigen Gleichspannungswandler (100) zum Umwandeln einer DC-Eingangsspannung in eine DC-Ausgangsspannung zum Aufladen einer Fahrzeugbatterie in einem Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug, wobei die Kondensatoranordnung (10) einen eingangsseitigen Kondensator (12) mit ersten Kondensatorwickeln (121) und einen ausgangsseitigen Kondensator (14) mit zweiten Kondensatorwickeln (141) aufweist, die in einem Gehäuse (22) aufgenommen sind und zwischen denen eine Leistungselektronik (20) geschaltet ist, wobei ein erster der beiden Kondensatoren (12, 14) einen pluspoligen Stromkontakt (142) und einen minuspoligen Stromkontakt (144) aufweist, mit denen jeweils eine im Gehäuse (22) befindliche erste Stromleitung (143, 145) elektrisch verbunden ist, wobei ein zweiter der beiden Kondensatoren (12, 14) einen pluspoligen oder minuspoligen Stromkontakt (122) aufweist, mit dem eine im Gehäuse (22) befindliche zweite Stromleitung (123) elektrisch verbunden ist, wobei sich die Stromkontakte (122, 142, 144) aus dem Gehäuse (22) herauserstrecken, wobei die zur zweiten Stromleitung (123) gegenpolige erste Stromleitung (145) sowohl mit den ersten Kondensatorwickeln (121) als auch mit den zweiten Kondensatorwickeln (141) elektrisch verbunden ist.Capacitor arrangement (10) for a polyphase DC-DC converter (100) for converting a DC input voltage into a DC output voltage for charging a vehicle battery in an electric vehicle or hybrid vehicle, the capacitor arrangement (10) having an input-side capacitor (12) with first capacitor windings (121) and an output-side capacitor (14) with second capacitor windings (141), which are accommodated in a housing (22) and between which power electronics (20) are connected, with a first of the two capacitors (12, 14) having a positive-pole current contact ( 142) and a negative-pole power contact (144), with each of which a first power line (143, 145) located in the housing (22) is electrically connected, with a second of the two capacitors (12, 14) having a positive-pole or negative-pole power contact (122 ) to which a second power line (123) located in the housing (22) is electrically connected, the power contacts (122, 142, 144) extending out of the housing (22), the first Power line (145) is electrically connected to both the first capacitor windings (121) and the second capacitor windings (141). Kondensatoranordnung (10) nach Anspruch 1, wobei eine der beiden ersten Stromleitungen (143, 145) in einem ersten Randbereich des Gehäuses (22) angeordnet ist, wobei sich die andere der beiden ersten Stromleitungen (143, 145) vom ersten Randbereich bis zu einem dem ersten Randbereich gegenüberliegenden zweiten Randbereich erstreckt.Capacitor arrangement (10) after claim 1 , wherein one of the two first power lines (143, 145) is arranged in a first edge area of the housing (22), the other of the two first power lines (143, 145) extending from the first edge area to a second edge area opposite the first edge area . Kondensatoranordnung (10) nach Anspruch 2, wobei die andere der beiden ersten Stromleitungen (143, 145) zur zweiten Stromleitung (123) gegenpolig ist.Capacitor arrangement (10) after claim 2 , wherein the other of the two first power lines (143, 145) is of opposite polarity to the second power line (123). Kondensatoranordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zumindest ein Entstörkondensator (24, 26) mit den ersten Stromleitungen (143, 145) und/oder der zweiten Stromleitung (123) elektrisch verbunden ist.Capacitor arrangement (10) according to one of Claims 1 until 3 , wherein at least one interference suppression capacitor (24, 26) is electrically connected to the first power lines (143, 145) and/or the second power line (123). Kondensatoranordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste der beiden Kondensatoren (14) mehrere pluspolige und/oder minuspolige Stromkontakte (142, 144) aufweist.Capacitor arrangement (10) according to one of Claims 1 until 4 , wherein the first of the two capacitors (14) has a plurality of positive-pole and/or negative-pole current contacts (142, 144). Kondensatoranordnung (10) nach Anspruch 5, wobei die Stromkontakte (142, 144) zwischen pluspolig und minuspolig abwechselnd aneinandergereiht sind.Capacitor arrangement (10) after claim 5 , wherein the power contacts (142, 144) are lined up alternately between positive pole and negative pole. Mehrphasiger Gleichspannungswandler (100) zum Umwandeln einer DC-Eingangsspannung in eine DC-Ausgangsspannung zum Aufladen einer Fahrzeugbatterie in einem Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug, umfassend eine Kondensatoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.Multi-phase DC-DC converter (100) for converting a DC input voltage into a DC output voltage for charging a vehicle battery in an electric vehicle or hybrid vehicle, comprising a capacitor arrangement according to one of Claims 1 until 6 . Mehrphasiger Gleichspannungswandler (100) nach Anspruch 7, umfassend eine Speicherdrossel, die mehrere Wicklungen aufweist.Multi-phase DC-DC converter (100) according to claim 7 , comprising a storage choke having a plurality of windings. Mehrphasiger Gleichspannungswandler (100) nach Anspruch 7 oder 8, umfassend eine Leistungselektronik, die durch mehrere Halbbrücken eines in einem elektrischen Achsantrieb verbauten Wechselrichters gebildet ist.Multi-phase DC-DC converter (100) according to claim 7 or 8th , comprising power electronics, which is formed by several half-bridges of an inverter built into an electric axle drive. Elektrischer Achsantrieb für ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug, umfassend einen mehrphasigen Gleichspannungswandler (100) nach einem der Ansprüche 7 bis 9.Electric axle drive for a vehicle, in particular an electric vehicle or hybrid vehicle, comprising a multi-phase DC voltage Voltage converter (100) according to one of Claims 7 until 9 . Fahrzeug, insbesondere Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug, umfassend einen elektrischen Achsantrieb nach Anspruch 10.Vehicle, in particular electric vehicle or hybrid vehicle, comprising an electric axle drive claim 10 .
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE112014000794T5 (en) 2013-03-11 2015-10-29 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Apparatus for converting electrical energy
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112014000794T5 (en) 2013-03-11 2015-10-29 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Apparatus for converting electrical energy
DE102017215419A1 (en) 2017-09-04 2019-03-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Capacitor unit and assembly for power electronics

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