DE102022210192A1

DE102022210192A1 - DC-DC converter device, power supply system and method for discharging an intermediate circuit capacitor

Info

Publication number: DE102022210192A1
Application number: DE102022210192.8A
Authority: DE
Inventors: Roland Scheuerer; Julian Veitengruber; Wolfgang Haas
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-09-27
Filing date: 2022-09-27
Publication date: 2024-03-28
Also published as: WO2024068113A1

Abstract

Entladung von Energiespeichern wie beispielsweise Zwischenkreiskondensators in einem Hochvoltnetz, insbesondere einem Hochvoltnetz eines Elektrofahrzeug. Hierzu ist eine Gleichspannungswandlervorrichtung mit mindestens zwei Gleichspannungswandlern vorgesehen, wobei mindestens ein Gleichspannungswandler eine Energieübertragung von dem Hochvoltnetz in einem Niedervoltnetz ausführt und parallel dazu mindestens ein weiterer Gleichspannungswandler eine Energieübertragung von dem Niedervoltnetz in das Hochvoltnetz ausführt.Discharge of energy storage devices such as intermediate circuit capacitors in a high-voltage network, in particular a high-voltage network of an electric vehicle. For this purpose, a DC-DC converter device with at least two DC-DC converters is provided, with at least one DC-DC converter carrying out energy transfer from the high-voltage network to a low-voltage network and, in parallel, at least one further DC-DC converter carrying out energy transfer from the low-voltage network to the high-voltage network.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleichspannungswandlervorrichtung, insbesondere eine Gleichspannungswandlervorrichtung zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators, sowie ein Verfahren zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Energieversorgungssystem für ein Elektrofahrzeug mit einer solchen Gleichspannungswandlervorrichtung.The present invention relates to a DC-DC converter device, in particular a DC-DC converter device for discharging an intermediate circuit capacitor, and a method for discharging an intermediate circuit capacitor. The present invention further relates to a power supply system for an electric vehicle with such a DC-DC converter device.

Stand der TechnikState of the art

Ganz oder zumindest teilweise elektrisch angetriebene Fahrzeuge verfügen in der Regel über mindestens zwei Spannungsebenen. Einerseits ist ein Niedervoltnetz im Bereich von beispielsweise ca. 12 V vorgesehen, welches Verbraucher geringerer Leistung speist. Ferner ist ein Hochvoltnetz im Bereich von einigen hundert Volt vorgesehen, welches ein elektrisches Antriebssystem speist und in der Regel auch eine sogenannte Traktionsbatterie umfasst.Vehicles that are fully or at least partially electrically powered usually have at least two voltage levels. On the one hand, a low-voltage network in the range of, for example, approx. 12 V is provided, which feeds consumers with lower power. Furthermore, a high-voltage network in the range of a few hundred volts is provided, which feeds an electric drive system and usually also includes a so-called traction battery.

In einem Fehlerfall ist es dabei notwendig, Energiespeicherelemente in dem Hochvoltnetz, wie zum Beispiel Kondensatoren, möglichst rasch zu entladen. Hierzu können unter anderem zusätzliche, separate Entladeschaltungen vorgesehen sein.In the event of a fault, it is necessary to discharge energy storage elements in the high-voltage network, such as capacitors, as quickly as possible. For this purpose, among other things, additional, separate discharge circuits can be provided.

Die Druckschrift DE 10 2009 055 053 A1 beschreibt beispielsweise ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entladen eines Energiespeichers, insbesondere eines Zwischenkreiskondensators, in einem Hochspannungsnetz eines Kraftfahrzeugs.The publication DE 10 2009 055 053 A1 describes, for example, a method and a device for discharging an energy storage device, in particular an intermediate circuit capacitor, in a high-voltage network of a motor vehicle.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung offenbart eine Gleichspannungswandlervorrichtung, ein Energieversorgungssystem und Verfahren zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.The present invention discloses a DC-DC converter device, a power supply system and methods for discharging an intermediate circuit capacitor with the features of the independent claims. Further advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Demgemäß ist vorgesehen:Accordingly it is provided:

Eine Gleichspannungswandlervorrichtung mit einem ersten Gleichspannungswandler und mindestens einem zweiten Gleichspannungswandler. Der erste Gleichspannungswandler ist dazu ausgelegt, an einem ersten Anschluss mit einem ersten Gleichspannungsnetz gekoppelt zu werden. Ferner ist der erste Gleichspannungswandler dazu ausgelegt, an einem zweiten Anschluss mit einem zweiten Gleichspannungsnetz gekoppelt zu werden. Der zweite Gleichspannungswandler ist dazu ausgelegt, an einem ersten Anschluss mit dem ersten Gleichspannungsnetz gekoppelt zu werden. Ferner ist der zweite Gleichspannungswandler dazu ausgelegt, an einem zweiten Anschluss mit dem zweiten Gleichspannungsnetz gekoppelt zu werden. In einem ersten Betriebsmodus ist der erste Gleichspannungswandler dazu ausgelegt, elektrische Energie von dem ersten Anschluss zu dem zweiten Anschluss des ersten Gleichspannungswandlers zu übertragen. Weiterhin ist in diesem ersten Betriebsmodus der zweite Gleichspannungswandler dazu ausgelegt, gleichzeitig elektrische Energie von dem zweiten Anschluss zu dem ersten Anschluss des zweiten Gleichspannungswandlers zu übertragen.A DC-DC converter device with a first DC-DC converter and at least a second DC-DC converter. The first DC-DC converter is designed to be coupled to a first DC voltage network at a first connection. Furthermore, the first DC-DC converter is designed to be coupled to a second DC voltage network at a second connection. The second DC-DC converter is designed to be coupled to the first DC voltage network at a first connection. Furthermore, the second DC-DC converter is designed to be coupled to the second DC voltage network at a second connection. In a first operating mode, the first DC-DC converter is designed to transmit electrical energy from the first connection to the second connection of the first DC-DC converter. Furthermore, in this first operating mode, the second DC-DC converter is designed to simultaneously transmit electrical energy from the second connection to the first connection of the second DC-DC converter.

Weiterhin ist vorgesehen:Furthermore it is planned:

Ein Energieversorgungssystem für ein Elektrofahrzeug mit einem Hochvoltnetz und einem Niedervoltnetz und einer erfindungsgemäßen Gleichspannungswandlervorrichtung. In dem Hochvoltnetz ist ein Zwischenkreiskondensators vorgesehen. Die ersten Anschlüsse des ersten Gleichspannungswandlers und des zweiten Gleichspannungswandlers sind elektrisch mit dem Hochvoltnetz gekoppelt. Die zweiten Anschlüsse des ersten Gleichspannungswandlers und des zweiten Gleichspannungswandlers sind elektrisch mit dem Niedervoltbordnetz gekoppelt.A power supply system for an electric vehicle with a high-voltage network and a low-voltage network and a DC-DC converter device according to the invention. An intermediate circuit capacitor is provided in the high-voltage network. The first connections of the first DC-DC converter and the second DC-DC converter are electrically coupled to the high-voltage network. The second connections of the first DC-DC converter and the second DC-DC converter are electrically coupled to the low-voltage vehicle electrical system.

Schließlich ist vorgesehen:Finally it is planned:

Ein Verfahren zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators, der in einem ersten Gleichspannungsnetz vorgesehen ist. Das erste Gleichspannungsnetz ist mittels einer Gleichspannungswandlervorrichtung, insbesondere der zuvor genannten erfindungsgemäßen Gleichspannungswandlervorrichtung, mit einem zweiten Gleichspannungsnetz gekoppelt. Die Gleichspannungswandlervorrichtung umfasst mindestens zwei Gleichspannungswandler. Ein erster Gleichspannungswandler ist an einem ersten Anschluss mit dem ersten Gleichspannungsnetz gekoppelt und an einem zweiten Anschluss mit einem zweiten Gleichspannungsnetz gekoppelt. Ein zweiter Gleichspannungswandler ist an einem ersten Anschluss mit dem ersten Gleichspannungsnetz gekoppelt und an einem zweiten Anschluss mit dem zweiten Gleichspannungsnetz gekoppelt. In dem Verfahren werden gleichzeitig die folgenden beiden Schritte ausgeführt. Einerseits wird mittels des ersten Gleichspannungswandlers elektrische Energie von dem ersten Anschluss zu dem zweiten Anschluss des ersten Gleichspannungswandlers übertragen. Andererseits wird mittels des zweiten Gleichspannungswandlers elektrische Energie von dem zweiten Anschluss zu dem ersten Anschluss des zweiten Gleichspannungswandlers übertragen.A method for discharging an intermediate circuit capacitor which is provided in a first DC voltage network. The first DC voltage network is coupled to a second DC voltage network by means of a DC voltage converter device, in particular the aforementioned DC voltage converter device according to the invention. The DC-DC converter device comprises at least two DC-DC converters. A first DC-DC converter is coupled to the first DC voltage network at a first connection and coupled to a second DC voltage network at a second connection. A second DC-DC converter is coupled to the first DC voltage network at a first connection and coupled to the second DC voltage network at a second connection. In the process, the following two steps are carried out simultaneously. On the one hand, electrical energy is transmitted from the first connection to the second connection of the first DC-DC converter by means of the first DC-DC converter. On the other hand, electrical energy is transmitted from the second connection to the first connection of the second DC-DC converter by means of the second DC-DC converter.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Elektrische Antriebssysteme, wie sie beispielsweise in Elektrofahrzeugen eingesetzt werden, werden in der Regel von einer elektrischen Gleichspannung im Bereich von einigen hundert Volt gespeist. Zur Stabilisierung dieser Gleichspannung sind üblicherweise Kondensatoren, insbesondere sogenannte Zwischenkreiskondensatoren, vorgesehen. Diese Kondensatoren müssen unter anderem im Fehlerfall kontrolliert und rasch entladen werden können. Wird diese durch eine separate, zusätzliche Schaltung realisiert, so ist hierfür ein zusätzlicher Aufwand in Form von Kosten und Bauraum erforderlich.Electric drive systems, such as those used in electric vehicles, are usually powered by an electrical direct voltage in the range of a few hundred volts. To stabilize this direct voltage, capacitors, in particular so-called intermediate circuit capacitors, are usually provided. Among other things, these capacitors must be able to be controlled and quickly discharged in the event of a fault. If this is implemented using a separate, additional circuit, additional effort is required in the form of costs and installation space.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, dass in Elektrofahrzeugen neben einem Hochvoltnetz mit dem elektrischen Antriebssystem in der Regel ein weiteres Niedervoltnetz vorgesehen ist. Das Hochvoltnetz und das Niedervoltnetz können über eine Gleichspannungswandlervorrichtung miteinander gekoppelt sein. Auf diese Weise kann elektrische Energie zwischen dem Hochvoltnetz und dem Niedervoltnetz ausgetauscht werden. Da bei dieser Energieübertragung zwischen dem Hochvoltnetz und dem Niedervoltnetz auch Verluste auftreten, ist es eine Idee der vorliegenden Erfindung, die Entladung der Kapazitäten in dem Hochvoltnetz durch die verlustbehaftete Gleichspannungswandler zwischen dem Hochvoltnetz und dem Niedervoltnetz zu realisieren oder zumindest zu unterstützen.The present invention is based on the knowledge that in electric vehicles, in addition to a high-voltage network with the electric drive system, a further low-voltage network is usually provided. The high-voltage network and the low-voltage network can be coupled to one another via a DC-DC converter device. In this way, electrical energy can be exchanged between the high-voltage network and the low-voltage network. Since losses also occur during this energy transfer between the high-voltage network and the low-voltage network, one idea of the present invention is to realize or at least support the discharge of the capacities in the high-voltage network through the lossy DC-DC converter between the high-voltage network and the low-voltage network.

Hierbei wird als Gleichspannungswandlervorrichtung eine Vorrichtung eingesetzt, welche mindestens zwei separate Gleichspannungswandlereinheiten umfasst. Eine erste Gleichspannungswandlereinheit wandelt dabei elektrische Energie von dem Hochvoltnetz zu dem Niedervoltnetz, während parallel dazu eine zweite Gleichspannungswandlereinheit in umgekehrter Richtung elektrische Energie von dem Niedervoltnetz zu dem Hochvoltnetz wandelt. Auf diese Weise wird die elektrische Energie gleichzeitig in beide Richtungen übertragen, wobei in jeder Gleichspannungswandlereinheit auch Verluste in Form von thermischer Energie auftreten. Somit kann die zunächst in den Kondensatoren des Hochvoltnetzes gespeicherte elektrische Energie, während der simultanen Gleichspannungswandlung in den beiden Gleichspannungswandlereinheiten in thermische Energie (bspw. Stromwärmeverluste) gewandelt werden und somit die in den Kondensatoren gespeicherte elektrische Energie abgebaut wird, ohne dass hierzu zusätzliche separate Schaltungseinheiten erforderlich sind.Here, a device is used as the DC-DC converter device, which comprises at least two separate DC-DC converter units. A first DC-DC converter unit converts electrical energy from the high-voltage network to the low-voltage network, while in parallel a second DC-DC converter unit converts electrical energy in the opposite direction from the low-voltage network to the high-voltage network. In this way, the electrical energy is transmitted in both directions simultaneously, with losses in the form of thermal energy also occurring in each DC-DC converter unit. Thus, the electrical energy initially stored in the capacitors of the high-voltage network can be converted into thermal energy (e.g. current heat losses) during the simultaneous DC-DC conversion in the two DC-DC converter units and thus the electrical energy stored in the capacitors is reduced without the need for additional separate circuit units are.

Gleichspannungswandleranordnungen, wie sie beispielsweise zur Kopplung des Hochvoltnetz und des Niedervoltnetzes in einem Elektrofahrzeug verwendet werden, sind in sehr vielen Fällen ohnehin für einen bidirektionalen Betrieb ausgelegt, d. h. für eine Gleichspannungswandler vom Hochvoltnetz zum Niedervoltnetz oder umgekehrt vom Niedervoltnetz zum Hochvoltnetz. Darüber hinaus sind ebenfalls in sehr vielen Anwendungsfällen für die Kopplung von Hochvoltnetz und Niedervoltnetz Gleichspannungswandleranordnungen mit mehreren parallelen Gleichspannungswandlereinheiten vorgesehen. Letzteres ermöglicht beispielsweise eine sehr gute Skalierung. Beispielsweise können je nach zu übertragender Leistung zwischen Hochvoltnetz und Niedervoltnetz eine oder mehrere Gleichspannungswandlereinheiten aktiviert werden. Auf diese Weise können die jeweils aktiven Gleichspannungswandlereinheiten sehr nahe an ihren optimalen Betriebspunkt betrieben werden, wodurch ein hoher Wirkungsgrad erzielt werden kann.DC-DC converter arrangements, such as those used for coupling the high-voltage network and the low-voltage network in an electric vehicle, are in many cases anyway designed for bidirectional operation, i.e. H. for a DC-DC converter from the high-voltage network to the low-voltage network or vice versa from the low-voltage network to the high-voltage network. In addition, DC-DC converter arrangements with several parallel DC-DC converter units are also provided in many applications for coupling high-voltage networks and low-voltage networks. The latter, for example, enables very good scaling. For example, depending on the power to be transmitted between the high-voltage network and the low-voltage network, one or more DC-DC converter units can be activated. In this way, the active DC-DC converter units can be operated very close to their optimal operating point, whereby a high level of efficiency can be achieved.

Erfindungsgemäß ist ein weiterer Betriebsmodus vorgesehen, in welchem ein Teil dieser Gleichspannungswandlereinheiten (mindestens eine) derart betrieben wird, dass elektrische Energie von dem Hochvoltnetz zu dem Niedervoltnetz übertragen wird. Gleichzeitig wird ein weiterer Teil der Gleichspannungswandlereinheiten (ebenfalls mindestens eine) derart betrieben, dass elektrische Energie von dem Niedervoltnetz in das Hochvoltnetz übertragen wird. Auf diese Weise wird elektrische Energie sozusagen im Kreis übertragen. Da alle beteiligten Gleichspannungswandlereinheiten jedoch in ihrem Betrieb verlustbehaftet sind, wird ein Teil der Energie dabei in thermische Energie umgewandelt. Auf diese Weise kann die zuvor in kapazitiven Elementen, wie zum Beispiel dem Zwischenkreiskondensator, gespeicherte elektrische Energie, abgebaut und in thermische Energie umgewandelt werden. Diese thermische Energie kann beispielsweise über ein geeignetes Kühlsystem abgeführt werden. Da der Vorgang in der Regel nur wenige Sekunden andauern wird, muss hierzu das Kühlsystem der Gleichspannungswandlervorrichtung nicht oder nur in sehr geringem Maße erweitert werden. Folglich kann auf diese Weise bei Bedarf die auf der Seite des Hochvoltnetzes in Kapazitäten gespeicherte elektrische Energie sehr rasch abgebaut werden, ohne dass hierzu aufwändige zusätzliche Komponenten und Maßnahmen erforderlich sind.According to the invention, a further operating mode is provided in which a portion of these DC-DC converter units (at least one) is operated in such a way that electrical energy is transferred from the high-voltage network to the low-voltage network. At the same time, another part of the DC-DC converter units (also at least one) is operated in such a way that electrical energy is transferred from the low-voltage network to the high-voltage network. In this way, electrical energy is transmitted in a circle, so to speak. However, since all of the DC-DC converter units involved are lossy in their operation, part of the energy is converted into thermal energy. In this way, the electrical energy previously stored in capacitive elements, such as the intermediate circuit capacitor, can be reduced and converted into thermal energy. This thermal energy can be dissipated, for example, via a suitable cooling system. Since the process will usually only last a few seconds, the cooling system of the DC-DC converter device does not have to be expanded or only expanded to a very small extent. Consequently, if necessary, the electrical energy stored in capacities on the high-voltage network side can be reduced very quickly without the need for complex additional components and measures.

Gemäß einer Ausführungsform sind die ersten Anschlüsse des ersten Gleichspannungswandlers und die ersten Anschlüsse des zweiten Gleichspannungswandlers jeweils dazu ausgelegt, mit einem Zwischenkreiskondensator verbunden zu werden. Ferner kann die Gleichspannungswandlervorrichtung eine Steuereinrichtung umfassen. Diese Steuereinrichtung kann dazu ausgelegt sein, zum Entladen des Zwischenkreiskondensators den ersten Gleichspannungswandler und den zweiten Gleichspannungswandler in dem ersten Betriebsmodus anzusteuern. Somit kann durch die Steuereinrichtung das Entladen des Zwischenkreiskondensators gezielt kontrolliert und ausgeführt werden.According to one embodiment, the first connections of the first DC-DC converter and the first connections of the second DC-DC converter are each designed to be connected to an intermediate circuit capacitor. Furthermore, the DC-DC converter device can comprise a control device. This control device can be designed to discharge the intermediate circuit capacitor to control the th DC-DC converter and the second DC-DC converter in the first operating mode. The control device can therefore be used to specifically control and carry out the discharging of the intermediate circuit capacitor.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu ausgelegt zum Entladen des Zwischenkreiskondensators den ersten Betriebsmodus einzustellen, bis eine elektrische Spannung an dem Zwischenkreiskondensator einen vorbestimmten Schwellwert unterschreitet. Auf diese Weise kann die elektrische Spannung über den Zwischenkreiskondensator und somit in dem (deaktivierten) Hochvoltnetz auf ein ungefährliches Spannungsniveau abgesenkt werden.According to one embodiment, the control device is designed to set the first operating mode for discharging the intermediate circuit capacitor until an electrical voltage at the intermediate circuit capacitor falls below a predetermined threshold value. In this way, the electrical voltage can be reduced to a safe voltage level via the intermediate circuit capacitor and thus in the (deactivated) high-voltage network.

Gemäß einer Ausführungsform ist in dem ersten Betriebsmodus eine elektrische Leistung, die von dem ersten Anschluss zu dem zweiten Anschluss des ersten Gleichspannungswandlers übertragen wird, größer als eine elektrische Leistung, die von dem zweiten Anschluss zu dem ersten Anschluss des zweiten Gleichspannungswandlers übertragen wird. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass dem Hochvoltnetz und den in dem Hochvoltnetz vorhandenen elektrischen Energiespeichern, wie beispielsweise dem Zwischenkreiskondensator, elektrische Energie entnommen wird. Neben der Umwandlung der elektrischen Energie in thermische Energie aufgrund der elektrischen Verluste in den Gleichspannungswandlern ist es darüber hinaus auch möglich, elektrische Energie von dem Hochvoltnetz in das Niedervoltnetz einzuspeisen und beispielsweise eine in dem Niedervoltnetz vorhandene Batterie aufzuladen oder Verbraucher in dem Niedervoltnetz mit Energie versorgen.According to one embodiment, in the first operating mode, an electrical power that is transmitted from the first connection to the second connection of the first DC-DC converter is greater than an electrical power that is transmitted from the second connection to the first connection of the second DC-DC converter. In this way, it can be ensured that electrical energy is taken from the high-voltage network and the electrical energy storage devices present in the high-voltage network, such as the intermediate circuit capacitor. In addition to converting the electrical energy into thermal energy due to the electrical losses in the DC-DC converters, it is also possible to feed electrical energy from the high-voltage network into the low-voltage network and, for example, to charge a battery present in the low-voltage network or to supply consumers in the low-voltage network with energy.

Gemäß einer Ausführungsform entspricht in dem ersten Betriebsmodus eine elektrische Leistung, die von dem ersten Gleichspannungswandler dem zweiten Anschluss des ersten Gleichspannungswandlers bereitgestellt wird, der elektrischen Leistung, die an dem zweiten Anschluss des zweiten Gleichspannungswandlers eingespeist wird. Mit anderen Worten, der zweite Gleichspannungswandler nimmt die von dem ersten Gleichspannungswandler abgegebene elektrische Energie vollständig auf. Somit wird keine elektrische Energie in das zweite Gleichspannungsnetz eingespeist. Gegebenenfalls kann zwischen den zweiten Anschlüssen des ersten und zweiten Gleichspannungswandlers und dem zweiten Gleichspannungsnetz ein Schaltelement, beispielsweise ein Trennschalter o. ä. vorgesehen sein. Somit kann zum Beispiel in einer Gefahrensituation zum einen das zweite Gleichspannungsnetz von dem Gleichspannungswandler elektrisch getrennt werden und zum anderen die in dem ersten Gleichspannungsnetz gespeicherte elektrische Energie durch die elektrischen Verluste in den Gleichspannungswandlern abgebaut werden. Hierbei ist jedoch darauf zu achten, dass die elektrische Spannung an den zweiten Anschlüssen der Gleichspannungswandler sich innerhalb vorgegebener Spannungsbereiche bewegt und insbesondere einen maximaler Grenzwert nicht überschreitet.According to one embodiment, in the first operating mode, an electrical power that is provided by the first DC-DC converter to the second connection of the first DC-DC converter corresponds to the electrical power that is fed in at the second connection of the second DC-DC converter. In other words, the second DC-DC converter completely absorbs the electrical energy emitted by the first DC-DC converter. This means that no electrical energy is fed into the second DC voltage network. If necessary, a switching element, for example a circuit breaker or similar, can be provided between the second connections of the first and second DC-DC converters and the second DC-DC network. Thus, for example, in a dangerous situation, on the one hand, the second DC voltage network can be electrically isolated from the DC voltage converter and, on the other hand, the electrical energy stored in the first DC voltage network can be reduced by the electrical losses in the DC voltage converters. However, care must be taken to ensure that the electrical voltage at the second connections of the DC-DC converters is within predetermined voltage ranges and, in particular, does not exceed a maximum limit value.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das zweite Gleichspannungsnetz ein erstes Gleichspannungsteilnetz und ein zweites Gleichspannungsteilnetz. Hierbei kann der erste Gleichspannungswandler dazu ausgelegt sein, an dem zweiten Anschluss des ersten Gleichspannungswandlers mit dem ersten Gleichspannungsteilnetz des zweiten Gleichspannungsnetzes gekoppelt zu werden. Ferner kann der zweite Gleichspannungswandler dazu ausgelegt sein, an dem zweiten Anschluss des zweiten Gleichspannungswandlers mit dem zweiten Gleichspannungsteilnetz des zweiten Gleichspannungsnetzes gekoppelt zu werden. Mit anderen Worten, der erste Gleichspannungswandler und der zweite Gleichspannungswandler sind jeweils mit separaten Gleichspannungsteilnetzen verbunden. Somit können die einzelnen Gleichspannungsteilnetze über separate Gleichspannungswandler unabhängig voneinander mit elektrischer Energie versorgt werden. Ferner kann die Gleichspannungswandlervorrichtung ein Koppelelement umfassen. Dieses Koppelelement ist dazu ausgelegt, das erste Gleichspannungsteilnetz und das zweite Gleichspannungsteilnetz in dem ersten Betriebsmodus elektrisch miteinander zu koppeln. Somit kann in diesem ersten Betriebsmodus elektrische Energie an den zweiten Anschlüssen der Gleichspannungswandler ausgetauscht werden. Hierdurch ist es möglich, die von dem ersten Gleichspannungswandler an dem zweiten Gleichspannungswandler abgegebene Energie in den zweiten Anschluss des zweiten Spannungswandler einzuspeisen und auf diese Weise die in dem ersten Gleichspannungsnetz gespeicherte elektrische Energie durch die elektrischen Verluste in den beiden Gleichspannungswandlern abzubauen. According to one embodiment, the second DC voltage network comprises a first DC voltage subnetwork and a second DC voltage subnetwork. Here, the first DC-DC converter can be designed to be coupled to the first DC-voltage sub-network of the second DC-voltage network at the second connection of the first DC-DC converter. Furthermore, the second DC-DC converter can be designed to be coupled to the second DC-voltage sub-network of the second DC-voltage network at the second connection of the second DC-DC converter. In other words, the first DC-DC converter and the second DC-DC converter are each connected to separate DC voltage sub-networks. This means that the individual DC sub-networks can be supplied with electrical energy independently of one another via separate DC-DC converters. Furthermore, the DC-DC converter device can comprise a coupling element. This coupling element is designed to electrically couple the first DC voltage subnetwork and the second DC voltage subnetwork to one another in the first operating mode. Thus, in this first operating mode, electrical energy can be exchanged at the second connections of the DC-DC converters. This makes it possible to feed the energy delivered by the first DC-DC converter to the second DC-DC converter into the second connection of the second voltage converter and in this way to reduce the electrical energy stored in the first DC-DC network through the electrical losses in the two DC-DC converters.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das erste Gleichspannungsnetz ein erstes Teilnetz und ein zweites Teilnetz. Hierbei kann der erste Gleichspannungswandler dazu ausgelegt sein, an dem ersten Anschluss des ersten Gleichspannungswandlers mit dem ersten Teilnetz des ersten Gleichspannungsnetzes gekoppelt zu werden, und der zweite Gleichspannungswandler kann dazu ausgelegt sein, an dem ersten Anschluss des zweiten Gleichspannungswandler mit dem zweiten Teilnetz des ersten Gleichspannungsnetzes gekoppelt zu werden. Mit anderen Worten, die beiden Gleichspannungswandler können an den ersten Anschlüssen jeweils an getrennten Teilnetzen des ersten Gleichspannungsnetzes angeschlossen sein. Ferner kann die Gleichspannungswandlervorrichtung ein Koppelelement umfassen. Dieses Koppelelement kann dazu ausgelegt sein, das erste Teilnetz und das zweite Teilnetz des ersten Gleichspannungsnetz in dem ersten Betriebsmodus elektrisch miteinander zu koppeln. Somit können einerseits die beiden Gleichspannungswandler im Normalbetrieb von separaten Teilnetzen mit elektrischer Energie versorgt werden. Ferner können für die erfindungsgemäße Entladung elektrischen Energie in dem ersten Betriebsmodus die beiden Teilnetze elektrisch miteinander gekoppelt werden.According to one embodiment, the first DC voltage network comprises a first sub-network and a second sub-network. Here, the first DC-DC converter can be designed to be coupled to the first sub-network of the first DC-DC voltage network at the first connection of the first DC-DC-DC converter, and the second DC-DC converter can be designed to be coupled to the second sub-network of the first DC-DC voltage network at the first connection of the second DC-DC converter to be coupled. In other words, the two DC-DC converters can each be connected to separate subnetworks of the first DC voltage network at the first connections. Furthermore, the DC-DC converter device can have a coupling element ment include. This coupling element can be designed to electrically couple the first sub-network and the second sub-network of the first DC voltage network to one another in the first operating mode. On the one hand, the two DC-DC converters can be supplied with electrical energy from separate sub-networks during normal operation. Furthermore, for the discharge of electrical energy according to the invention in the first operating mode, the two sub-networks can be electrically coupled to one another.

Gemäß einer Ausführungsform ist der erste Gleichspannungswandler und/oder der zweite Gleichspannungswandler dazu ausgelegt, abwechselnd elektrische Energie von dem ersten Gleichspannungsnetz in das zweite Gleichspannungsnetz und von dem zweiten Gleichspannungsnetz in das erste Gleichspannungsnetz zu übertragen. Insbesondere können die Perioden für den Wechsel der Übertragungsrichtung der elektrischen Energie relativ kurz gewählt werden. Beispielsweise kann der Wechsel regelmäßig mit einer Periodendauer von jeweils einigen Millisekunden, 10 oder 100 ms erfolgen. Insbesondere kann dabei jeweils maximal so viel Energie übertragen werden, wie von dem jeweiligen Gleichspannungsnetz, insbesondere dem zweiten Gleichspannungsnetz aufgenommen werden kann. Auf diese Weise kann auch mittels eines einzelnen Gleichspannungswandlers, beispielsweise beim Ausfall eines der beiden Gleichspannungswandler, die elektrische Energie in dem ersten Gleichspannungsnetz abgebaut werden.According to one embodiment, the first DC-DC converter and/or the second DC-DC converter is designed to alternately transmit electrical energy from the first DC voltage network to the second DC voltage network and from the second DC voltage network to the first DC voltage network. In particular, the periods for changing the direction of transmission of the electrical energy can be chosen to be relatively short. For example, the change can occur regularly with a period of a few milliseconds, 10 or 100 ms. In particular, a maximum of as much energy can be transmitted as can be absorbed by the respective DC voltage network, in particular the second DC voltage network. In this way, the electrical energy in the first DC voltage network can also be reduced by means of a single DC-DC converter, for example if one of the two DC-DC converters fails.

Gemäß einer Ausführungsform ist in der Gleichspannungswandlervorrichtung ein zweiter Betriebsmodus vorgesehen. In diesem zweiten Betriebsmodus ist der erste Gleichspannungswandler und/oder der zweite Gleichspannungswandler dazu ausgelegt, elektrische Energie von dem ersten Anschluss zu dem zweiten Anschluss des ersten Gleichspannungswandlers zu übertragen. Ferner kann in einem dritten Betriebsmodus der erste Gleichspannungswandler und/oder der zweite Gleichspannungswandler dazu ausgelegt sein, elektrische Energie von dem zweiten Anschluss zu dem ersten Anschluss des ersten Gleichspannungswandlers zu übertragen. Hierbei kann es sich beispielsweise um Betriebsmodi handeln, die dazu verwendet werden, um auf konventionelle Weise elektrische Energie entweder von Hochvoltnetz in das Niedervoltnetz oder umgekehrt von dem Niedervoltnetz in das Hochvoltnetz zu übertragen.According to one embodiment, a second operating mode is provided in the DC-DC converter device. In this second operating mode, the first DC-DC converter and/or the second DC-DC converter is designed to transmit electrical energy from the first connection to the second connection of the first DC-DC converter. Furthermore, in a third operating mode, the first DC-DC converter and/or the second DC-DC converter can be designed to transmit electrical energy from the second connection to the first connection of the first DC-DC converter. These can, for example, be operating modes that are used to conventionally transfer electrical energy either from the high-voltage network to the low-voltage network or vice versa from the low-voltage network to the high-voltage network.

Gemäß einer Ausführungsform ist in der Gleichspannungswandlervorrichtung ein weiterer Betriebsmodus vorgesehen in welchem der erste Gleichspannungswandler dazu ausgelegt ist, elektrische Energie abwechselnd von dem ersten Anschluss zu dem zweiten Anschluss des ersten Gleichspannungswandlers und elektrische Energie von dem zweiten Anschluss zu dem ersten Anschluss des zweiten Gleichspannungswandlers zu übertragen. Somit ist auch ein Entladen der auf der Hochvoltnetzseite gespeicherten elektrischen Energie durch nur einen Gleichspannungswandler möglich, falls beispielsweise der zweite Gleichspannungswandler aufgrund einer Fehlfunktion oder ähnlichem nicht genutzt werden kann.According to one embodiment, a further operating mode is provided in the DC-DC converter device in which the first DC-DC converter is designed to alternately transmit electrical energy from the first connection to the second connection of the first DC-DC converter and electrical energy from the second connection to the first connection of the second DC-DC converter. This also makes it possible to discharge the electrical energy stored on the high-voltage network side using just one DC-DC converter if, for example, the second DC-DC converter cannot be used due to a malfunction or the like.

Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, soweit sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich den Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu den jeweiligen Grundformen der Erfindung hinzufügen.The above configurations and further developments can be combined with one another in any way that makes sense. Further refinements, further developments and implementations of the invention also include combinations of features of the invention described previously or below with regard to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. In particular, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic forms of the invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Dabei zeigen:

1: eine schematische Darstellung eines Blockschaubilds eine Anordnung von Energieversorgungsnetz mit einer Gleichspannungswandlervorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
2: eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Energieflusses durch eine Gleichspannungswandlervorrichtung in einem Betriebsmodus;
3: eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Energieflusses durch eine Gleichspannungswandlervorrichtung in einem weiteren Betriebsmodus;
4: eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Energieflusses durch eine Gleichspannungswandlervorrichtung in einem Betriebsmodus zum Entladen des Zwischenkreiskondensators;
5: eine schematische Darstellung eines Blockschaubilds eine Anordnung von Energieversorgungsnetz mit einer Gleichspannungswandlervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform;
6: eine schematische Darstellung eines Blockschaubilds eine Anordnung von Energieversorgungsnetz mit einer Gleichspannungswandlervorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform; und
7: ein Ablaufdiagramm, wie es einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform zugrunde liegt.

Further features and advantages of the invention are explained below with reference to the figures. Show:

1 : a schematic representation of a block diagram of an arrangement of a power supply network with a DC-DC converter device according to an embodiment;
2 : a schematic representation to illustrate the flow of energy through a DC-DC converter device in an operating mode;
3 : a schematic representation to illustrate the energy flow through a DC-DC converter device in a further operating mode;
4 : a schematic representation to illustrate the energy flow through a DC-DC converter device in an operating mode for discharging the intermediate circuit capacitor;
5 : a schematic representation of a block diagram of an arrangement of a power supply network with a DC-DC converter device according to a further embodiment;
6 : a schematic representation of a block diagram of an arrangement of a power supply network with a DC-DC converter device according to yet another embodiment; and
7 : a flowchart as underlying a method according to one embodiment.

Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Blockschaubilds einer Gleichspannungswandlervorrichtung 10 zur Kopplung eines Hochvoltnetzes 2 mit einem Niedervoltnetz 1. Bei dem Hochvoltnetz 2 und dem Niedervoltnetz 1 kann es sich beispielsweise um die entsprechenden Bordnetze eines Elektrofahrzeugs handeln. Zum Beispiel können durch das Niedervoltnetz 1 elektrische Verbraucher wie Steuergeräte, Lüftung, Komfortfunktionen, Multimediakomponenten o. ä. mit elektrischer Energie versorgt werden. Die elektrische Spannung des Niedervoltnetz 1 liegt in der Regel bei maximal 48 V, in der Regel bei ca. 12 oder 24 V. 1 shows a schematic representation of a block diagram of a DC-DC converter device 10 for coupling a high-voltage network 2 with a low-voltage network 1. The high-voltage network 2 and the low-voltage network 1 can, for example, be the corresponding on-board electrical systems of an electric vehicle. For example, the low-voltage network 1 can supply electrical consumers such as control devices, ventilation, comfort functions, multimedia components or the like with electrical energy. The electrical voltage of the low-voltage network 1 is usually a maximum of 48 V, usually around 12 or 24 V.

Das Hochvoltnetz 2 kann beispielsweise ein elektrischen Antriebssystem mit einer elektrischen Maschine 23 umfassen. Beispielsweise kann eine Gleichspannung des Hochvoltnetzes 2 mittels eines elektrischen Stromrichters 22 in eine ein- oder mehrphasige Wechselspannung konvertiert werden, die dazu geeignet ist, die elektrische Maschine 23 gemäß Sollwertvorgaben anzusteuern. Zur Stabilisierung der Gleichspannung am Eingang des Stromrichters 22 kann beispielsweise ein Zwischenkreiskondensator 21 vorgesehen sein. Die elektrische Spannung in dem Hochvoltnetz 2 kann einige hundert Volt betragen. Beispielsweise kann die elektrische Spannung im Hochvoltnetz 2 im Bereich zwischen 350 bis 400 V oder 800 V liegen.The high-voltage network 2 can, for example, include an electric drive system with an electric machine 23. For example, a direct voltage of the high-voltage network 2 can be converted into a single- or multi-phase alternating voltage by means of an electrical converter 22, which is suitable for controlling the electrical machine 23 according to setpoint specifications. To stabilize the DC voltage at the input of the power converter 22, for example, an intermediate circuit capacitor 21 can be provided. The electrical voltage in the high-voltage network 2 can be a few hundred volts. For example, the electrical voltage in the high-voltage network 2 can be in the range between 350 to 400 V or 800 V.

Ferner kann in dem Hochvoltnetz 2 ein elektrischer Energiespeicher, beispielsweise eine Traktionsbatterie 30 vorgesehen sein, welche über einen Trennschalter 31 mit dem Hochvoltnetz 2 gekoppelt ist.Furthermore, an electrical energy storage device, for example a traction battery 30, can be provided in the high-voltage network 2, which is coupled to the high-voltage network 2 via a circuit breaker 31.

Das Niedervoltnetz 1 und das Hochvoltnetz 2 können mittels einer Gleichspannungswandlervorrichtung 10 elektrischen miteinander gekoppelt werden. Insbesondere kann es sich bei der Gleichspannungswandlervorrichtung 10 um eine Vorrichtung handeln, welche eine bidirektionale Gleichspannungswandlung zwischen dem Niedervoltnetz 1 und dem Hochvoltnetz 2 ermöglicht. Mit anderen Worten, die Gleichspannungswandlervorrichtung 10 kann sowohl elektrische Energie von dem Hochvoltnetz 2 in das Niedervoltnetz 1 übertragen, als auch elektrische Energie von dem Niedervoltnetz 1 zu dem Hochvoltnetz 2.The low-voltage network 1 and the high-voltage network 2 can be electrically coupled to one another by means of a DC-DC converter device 10. In particular, the DC-DC converter device 10 can be a device which enables bidirectional DC-DC conversion between the low-voltage network 1 and the high-voltage network 2. In other words, the DC-DC converter device 10 can transmit both electrical energy from the high-voltage network 2 to the low-voltage network 1, as well as electrical energy from the low-voltage network 1 to the high-voltage network 2.

Wie in 1 weiter dargestellt, kann die Gleichspannungswandlervorrichtung 10 mehrere Einheiten mit Gleichspannungswandler 11, 12 umfassen. Die hier dargestellte Anzahl von zwei Gleichspannungswandler 11, 12 ist nur beispielhaft zu Erläuterung des erfindungsgemäßen Grundprinzips zu verstehen und soll keine Einschränkung der vorliegenden Erfindung darstellen. Darüber hinaus sind auch drei oder mehr Einheiten von Gleichspannungswandler möglich.As in 1 shown further, the DC-DC converter device 10 can comprise several units with DC-DC converters 11, 12. The number of two DC-DC converters 11, 12 shown here is only to be understood as an example to explain the basic principle according to the invention and is not intended to represent a limitation of the present invention. In addition, three or more units of DC-DC converters are also possible.

Die einzelnen Gleichspannungswandler 11, 12 können dabei gleich oder zumindest gleichartig ausgeführt sein. Alternativ ist es auch möglich, dass die einzelnen Gleichspannungswandler 11, 12 unterschiedlich ausgelegt sind, und insbesondere für eine unterschiedliche maximale Leistungsübertragung ausgelegt sind. Durch die Verwendung mehrerer paralleler Gleichspannungswandler 11, 12 kann beispielsweise die Anzahl der aktiven Gleichspannungswandler in Abhängigkeit der zu übertragenden elektrischen Leistung angepasst werden. Auf diese Weise können die Gleichspannungswandler möglichst nahe an ihrem optimalen Betriebspunkt betrieben werden. Somit kann die Effizienz der Gleichspannungswandler gesteigert werden.The individual DC-DC converters 11, 12 can be designed the same or at least similar. Alternatively, it is also possible for the individual DC-DC converters 11, 12 to be designed differently, and in particular to be designed for a different maximum power transmission. By using several parallel DC-DC converters 11, 12, for example, the number of active DC-DC converters can be adjusted depending on the electrical power to be transmitted. In this way, the DC-DC converters can be operated as close as possible to their optimal operating point. This allows the efficiency of the DC-DC converters to be increased.

2 zeigt eine schematische Darstellung des Energieflusses in einem Betriebsmodus, bei welchem beispielsweise elektrische Energie von der Traktionsbatterie 30 bereitgestellt wird. Hierbei ist der Trennschalter 31 zwischen der Traktionsbatterie 30 und dem Hochvoltnetz 2 geschlossen. Die elektrische Energie kann einerseits dazu genutzt werden, über den Stromrichter 22 die elektrische Maschine 23 anzusteuern. Darüber hinaus kann von der Traktionsbatterie 30 bereitgestellte elektrische Energie auch mittels der Gleichspannungswandlervorrichtung 10 in das Niedervoltnetz 1 übertragen werden, um elektrische Verbraucher in dem Niedervoltnetz 1 mit Energie zu versorgen und/oder eine Batterie in dem Niedervoltnetz 1 aufzuladen. Hierbei können, wie oben bereits angedeutet, ein oder mehrere Gleichspannungswandler 11, 12 aktiv eine Gleichspannungswandlung von dem Hochvoltnetz 2 in das Niedervoltnetz 1 ausführen. 2 shows a schematic representation of the energy flow in an operating mode in which, for example, electrical energy is provided by the traction battery 30. Here, the isolating switch 31 between the traction battery 30 and the high-voltage network 2 is closed. On the one hand, the electrical energy can be used to control the electrical machine 23 via the power converter 22. In addition, electrical energy provided by the traction battery 30 can also be transferred into the low-voltage network 1 by means of the DC-DC converter device 10 in order to supply electrical consumers in the low-voltage network 1 with energy and/or to charge a battery in the low-voltage network 1. Here, as already indicated above, one or more DC-DC converters 11, 12 can actively carry out a DC-DC conversion from the high-voltage network 2 to the low-voltage network 1.

3 zeigt eine schematische Darstellung des Energieflusses in einem weiteren Betriebsmodus, bei welchem beispielsweise elektrische Energie aus einem Energiespeicher in dem Niedervoltnetz 1 in das Hochvoltnetz 2 übertragen wird. Hierbei ist der Trennschalter 31 zwischen der Traktionsbatterie 30 und dem Hochvoltnetz 2 geöffnet. Beispielsweise kann durch einen solchen Energiefluss der Zwischenkreiskondensators 21 in dem Hochvoltnetz 2 aufgeladen werden. Somit kann die elektrische Spannung in dem Hochvoltnetz 2 der elektrischen Spannung an der Traktionsbatterie 30 angeglichen werden. Daraufhin kann der Trennschalter 31 geschlossen werden ohne dass zum Zeitpunkt des Schließens ein signifikanter Strom fließt. Auf diese Weise können Funkenbildungen o. ä. beim Schließen des Trennschalters 31 vermieden werden. 3 shows a schematic representation of the energy flow in a further operating mode, in which, for example, electrical energy is transferred from an energy storage in the low-voltage network 1 to the high-voltage network 2. Here, the isolating switch 31 between the traction battery 30 and the high-voltage network 2 is open. For example, the intermediate circuit capacitor 21 in the high-voltage network 2 can be charged by such an energy flow. The electrical voltage in the high-voltage network 2 can thus be adjusted to the electrical voltage at the traction battery 30. The circuit breaker 31 can then be closed without a significant current flowing at the time of closing. In this way, sparks or the like can be avoided when the isolating switch 31 is closed.

4 schließlich zeigt eine schematische Darstellung des Energieflusses in einem erfindungsgemäßen weiteren Betriebsmodus. Hierbei ist der Trennschalter 31 zwischen der Traktionsbatterie 30 und dem Hochvoltnetz 2 geöffnet. Unmittelbar nach dem Öffnen dieses Trennschalters 31 ist der Zwischenkreiskondensators 21 noch aufgeladen. Für eine aktive Entladung des Zwischenkreiskondensators 21 kann mindestens ein Gleichspannungswandler 11, 12 der Gleichspannungswandlervorrichtung 10 elektrische Energie von dem Hochvoltnetz und somit aus dem Zwischenkreiskondensators 21 in das Niedervoltnetz 1 übertragen. Kann die dabei übertragene elektrische Energie nicht vollständig in dem Niedervoltnetz 1 aufgenommen bzw. verbraucht werden, so kann mindestens ein weiterer Gleichspannungswandler 11, 12 elektrische Energie von dem Niedervoltnetz 1 in Richtung des Hochvoltnetzes 2 konvertieren. In diesem Fall wird also gleichzeitig mit einem ersten Teil der Gleichspannungswandler 11, 12 elektrische Energie von dem Hochvoltnetz 2 in das Niedervoltnetz 1 übertragen und mit einem weiteren Teil der Gleichspannungswandler 11, 12 elektrische Energie von dem Niedervoltnetz 1 in das Hochvoltnetz 2 übertragen. 4 finally shows a schematic representation of the energy flow in a further operating mode according to the invention. In this case, the isolating switch 31 between the traction battery 30 and the high-voltage network 2 is open. Immediately after opening this isolating switch 31, the intermediate circuit capacitor 21 is still charged. For an active discharge of the intermediate circuit capacitor 21, at least one DC-DC converter 11, 12 of the DC-DC converter device 10 can transfer electrical energy from the high-voltage network and thus from the intermediate circuit capacitor 21 into the low-voltage network 1. If the electrical energy transferred in this way cannot be completely absorbed or consumed in the low-voltage network 1, at least one further DC-DC converter 11, 12 can convert electrical energy from the low-voltage network 1 towards the high-voltage network 2. In this case, electrical energy is simultaneously transferred from the high-voltage network 2 to the low-voltage network 1 using a first part of the DC-DC converters 11, 12, and electrical energy is simultaneously transferred from the low-voltage network 1 to the high-voltage network 2 using a further part of the DC-DC converters 11, 12.

Da die Gleichspannungswandler 11, 12 verlustbehaftete Baugruppen sind, entstehen bei der Gleichspannungswandlung Verluste. Dabei wird elektrische Energie in thermische Energie umgewandelt. Folglich wird bei der gleichzeitigen Spannungswandlung vom Hochvoltnetz 2 in das Niedervoltnetz 1 und zurück in das Hochvoltnetz 2 kontinuierlich elektrische Energie in thermische Energie umgewandelt. Somit wird die in dem Hochvoltnetz 2 gespeicherte elektrische Energie, beispielsweise die elektrische Energie in den Zwischenkreiskondensators 21, nach und nach abgebaut und in thermische Energie umgewandelt. Diese thermische Energie kann mittels entsprechender Kühleinrichtungen an den Gleichspannungswandler 11, 12 abgeführt werden. Since the DC-DC converters 11, 12 are lossy modules, losses occur during the DC-DC conversion. Electrical energy is converted into thermal energy. Consequently, during the simultaneous voltage conversion from the high-voltage network 2 into the low-voltage network 1 and back into the high-voltage network 2, electrical energy is continuously converted into thermal energy. Thus, the electrical energy stored in the high-voltage network 2, for example the electrical energy in the intermediate circuit capacitor 21, is gradually reduced and converted into thermal energy. This thermal energy can be dissipated to the DC-DC converter 11, 12 using appropriate cooling devices.

Somit kann die elektrische Energie in dem Hochvoltnetz 2 selbst dann abgebaut werden, wenn durch das Niedervoltnetz 1 keine oder nur wenig elektrische Energie aufgenommen werden kann.The electrical energy in the high-voltage network 2 can therefore be reduced even if no or only little electrical energy can be absorbed by the low-voltage network 1.

Selbst wenn das Niedervoltnetz 1 einen Teil der elektrischen Energie aus dem Hochvoltnetz 2 aufnehmen kann, so kann durch die gleichzeitige Spannungswandlung von dem Hochvoltnetz 2 in das Niedervoltnetz 1 und umgekehrt von dem Niedervoltnetz 1 in das Hochvoltnetz 2 zusätzlich elektrische Energie aus dem Hochvoltnetz 2 abgebaut werden. Somit kann eine rasche Entladung der in dem Hochvoltnetz 2 gespeicherten elektrischen Energie erfolgen. In der Regel wird dieser Vorgang zum aktiven Entladen des Hochvoltnetzes 2 bzw. der Kapazitäten in dem Hochvoltnetz 2 innerhalb weniger Sekunden erfolgen. Insbesondere kann der Vorgang zum Abbau der elektrischen Energie aus Hochvoltnetz 2 so lange ausgeführt werden, bis die elektrische Spannung in dem Hochvoltnetz 2 unter einen vorgegebenen Schwellwert sinkt.Even if the low-voltage network 1 can absorb part of the electrical energy from the high-voltage network 2, additional electrical energy from the high-voltage network 2 can be reduced by the simultaneous voltage conversion from the high-voltage network 2 to the low-voltage network 1 and vice versa from the low-voltage network 1 to the high-voltage network 2 . The electrical energy stored in the high-voltage network 2 can thus be discharged quickly. As a rule, this process for actively discharging the high-voltage network 2 or the capacities in the high-voltage network 2 will take place within a few seconds. In particular, the process for reducing the electrical energy from the high-voltage network 2 can be carried out until the electrical voltage in the high-voltage network 2 drops below a predetermined threshold value.

Zur Steuerung der Gleichspannungswandler 11, 12 in den zuvor beschriebenen Betriebsmodell kann beispielsweise eine Steuervorrichtung 13 vorgesehen sein. Diese Steuervorrichtung 13 kann beispielsweise je nach Betriebsmodus Sollwerte für die Richtung der Spannungswandler sowie die Höhe der Ausgangsspannung an den einzelnen Gleichspannungswandlern 11, 12 vorgeben.For example, a control device 13 can be provided to control the DC-DC converters 11, 12 in the operating model described above. This control device 13 can, for example, specify target values for the direction of the voltage converters and the level of the output voltage at the individual DC-DC converters 11, 12, depending on the operating mode.

5 zeigt eine schematische Darstellung eines Blockschaubilds einer Gleichspannungswandlervorrichtung 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Die Gleichspannungswandlervorrichtung 10 dieser Ausführungsform unterscheidet sich von den zuvor beschriebenen Ausführungsformen insbesondere dadurch, dass zwischen der Gleichspannungswandlervorrichtung 10 und dem Niedervoltnetz 1 ein zusätzliches Trennelement 16, beispielsweise ein Leistungsschalter o. ä., vorgesehen sein kann. Durch dieses Trennelement 16 kann das Niedervoltnetz 1 mit der Gleichspannungswandlervorrichtung 10 elektrisch verbunden oder getrennt werden. Insbesondere ist beispielsweise bei einer Gefahrensituation ein Öffnen des Trennelements 16 möglich, um einen weiteren Energiefluss in das Niedervoltnetz 1 zu verhindern. Darüber hinaus gelten alle bereits zuvor in Zusammenhang mit der Gleichspannungswandlervorrichtung 10 gemachten Ausführungen. 5 shows a schematic representation of a block diagram of a DC-DC converter device 10 according to a further embodiment. The DC-DC converter device 10 of this embodiment differs from the previously described embodiments in particular in that an additional separating element 16, for example a power switch or the like, can be provided between the DC-DC converter device 10 and the low-voltage network 1. Through this separating element 16, the low-voltage network 1 can be electrically connected or disconnected from the DC-DC converter device 10. In particular, in a dangerous situation, for example, it is possible to open the separating element 16 in order to prevent further energy flow into the low-voltage network 1. In addition, all statements made previously in connection with the DC-DC converter device 10 apply.

Anstelle des oben beschriebenen Trennelements 16 zwischen der Gleichspannungswandlervorrichtung 10 und dem Niedervoltnetz 1 ist es auch möglich, dass bei einem im Fehlerfall, beispielsweise infolge eines Unfalls oder ähnlichem, die elektrische Verbindung zwischen Gleichspannungswandlervorrichtung 10 und Niedervoltnetz 1 unterbrochen wird. Beispielsweise kann dies durch einen Kabelbruch, einen abgerissenen Stecker o. ä. erfolgen. In diesem Fall kann das Entladen des Hochvoltnetzes 2 analog zu dem Vorgehen bei geöffneter Trendvorrichtung 16 erfolgen. Soll bei geöffnetem Trennelement 16 elektrische Energie aus dem Hochvoltnetz 2 abgebaut werden, wie dies zuvor bereits beschrieben worden ist, so muss die von dem einen Gleichspannungswandler 11 auf der Niedervoltseite ausgegebene elektrische Energie vollständig von dem jeweils anderen Gleichspannungswandler 12 aufgenommen werden. Hierbei muss bei der Regelung der Gleichspannungswandler 11, 12 darauf geachtet werden, dass die elektrische Spannung auf der Seite des Niedervoltnetzes 1 sich innerhalb eines zulässigen Wertebereiches bewegt. Insbesondere müssen die Gleichspannungswandler 11, 12 derart geregelt werden, dass die ausgegebene elektrische Spannung einen maximal zulässigen Wert nicht überschreitet.Instead of the separating element 16 described above between the DC-DC converter device 10 and the low-voltage network 1, it is also possible that in the event of a fault, for example as a result of an accident or the like, the electrical connection between the DC-DC converter device 10 and the low-voltage network 1 is interrupted. For example, this can occur due to a broken cable, a torn plug or similar. In this case, the high-voltage network 2 can be discharged analogously to the procedure with the trend device 16 open. If electrical energy is to be removed from the high-voltage network 2 when the separating element 16 is open, as has already been described previously, the electrical energy output by one DC-DC converter 11 on the low-voltage side must be completely absorbed by the other DC-DC converter 12. When regulating the DC-DC converters 11, 12, care must be taken to ensure that the electrical voltage on the low-voltage network 1 side is within a permissible value range. In particular, the DC-DC converters 11, 12 must be regulated in this way that the electrical voltage output does not exceed a maximum permissible value.

6 zeigt eine schematische Darstellung eines Blockschaubilds einer Gleichspannungswandlervorrichtung 10 gemäß noch einer weiteren Ausführungsform. Die Gleichspannungswandlervorrichtung 10 dieser Ausführungsform unterscheidet sich von den zuvor beschriebenen Ausführungsformen insbesondere dadurch, dass die Gleichspannungswandler 11, 12 auf der Hochvoltnetzseite und/oder der Niedervoltseite jeweils an getrennte Hochvoltnetz-Teilnetzen 2a, 2b bzw. Niedervoltnetz-Teilenetzen 1a, 1b angeschlossen werden können. Bevorzugt weisen die jeweiligen Hochvoltnetz-Teilnetze 2a, 2b zumindest annähernd ein gleiches elektrisches Spannungsniveau auf, und auch die jeweiligen Niedervoltnetz-Teilnetze 1a, 1b weisen vorzugsweise ein zumindest annähernd gleiches elektrisches Spannungsniveau auf. 6 shows a schematic representation of a block diagram of a DC-DC converter device 10 according to yet another embodiment. The DC-DC converter device 10 of this embodiment differs from the previously described embodiments in particular in that the DC-DC converters 11, 12 on the high-voltage network side and/or the low-voltage side can each be connected to separate high-voltage network sub-networks 2a, 2b or low-voltage network sub-networks 1a, 1b. The respective high-voltage network sub-networks 2a, 2b preferably have at least approximately the same electrical voltage level, and the respective low-voltage network sub-networks 1a, 1b also preferably have at least approximately the same electrical voltage level.

Ferner sind diese Ausführungsform Koppelelemente 14, 15 vorgesehen, welche die Teilnetze 2a,, 2b bzw. 1a, 1b auf der Niedervoltseite bzw. der Hochvoltseite elektrisch miteinander verbinden können. Sind beispielsweise auf der Niedervoltseite mehrere Teilnetze 1a, 1b vorgesehen, so können diese Teilnetze 1a, 1b mittels des Koppelelements 14 elektrisch miteinander verbunden werden. Analog können mehrere Teilnetze 2a, 2b auf der Hochvoltseite mittels eines Koppelelements 15 elektrisch miteinander verbunden werden. Insbesondere können die jeweiligen Teilnetze 1a, 1b bzw. 2a, 2b dann elektrisch miteinander verbunden werden, wenn elektrische Energie in dem Hochvoltnetz 2 bzw. einem der Teilnetze 2a, 2b auf der Hochvoltseite abgebaut werden soll, wie dies bereits in Zusammenhang mit den vorherigen Ausführungsbeispielen erläutert wurde.Furthermore, in this embodiment, coupling elements 14, 15 are provided, which can electrically connect the sub-networks 2a, 2b or 1a, 1b to one another on the low-voltage side or the high-voltage side. If, for example, several sub-networks 1a, 1b are provided on the low-voltage side, these sub-networks 1a, 1b can be electrically connected to one another by means of the coupling element 14. Analogously, several subnetworks 2a, 2b can be electrically connected to one another on the high-voltage side by means of a coupling element 15. In particular, the respective sub-networks 1a, 1b and 2a, 2b can then be electrically connected to one another if electrical energy in the high-voltage network 2 or one of the sub-networks 2a, 2b is to be reduced on the high-voltage side, as was already the case in connection with the previous exemplary embodiments was explained.

Das Koppelelement 15 zwischen den Teilnetzen 2a, 2b auf der Hochvoltseite kann beispielsweise eine 400/800V-Batterieumschaltung umfassen, wie sie zum Beispiel bei 800V Hochvolt-Bordnetzen zum Laden an 400V DC-Ladesäulen verwendet wird. Hierbei werden Module der Traktionsbatterie 30 von serieller auf parallele Verschaltung geändert. Dies entspricht einer Verbindung der Hochvolt-Teilnetze 2a, 2b analog zu einem geschlossenen Koppelelement 15.The coupling element 15 between the sub-networks 2a, 2b on the high-voltage side can, for example, comprise a 400/800V battery switch, as is used, for example, in 800V high-voltage on-board networks for charging at 400V DC charging stations. In this case, modules of the traction battery 30 are changed from serial to parallel connection. This corresponds to a connection of the high-voltage sub-networks 2a, 2b analogous to a closed coupling element 15.

Ferner ist es auch möglich, zwei oder mehrere Gleichspannungswandlervorrichtungen 10 parallel zueinander anzuordnen. Auf diese Weise können mehrere Vorwärts- und Rückwärtsspeisepfade sowie Trenn- und Koppelpfade zwischen den Teilnetzen 2a,, 2b bzw. 1a, 1b auf der Niedervoltseite bzw. der Hochvoltseite entstehen. Hierbei können somit insgesamt mehrere Gleichspannungswandler 11, 12 vorliegen.Furthermore, it is also possible to arrange two or more DC-DC converter devices 10 in parallel with one another. In this way, several forward and reverse feed paths as well as separation and coupling paths can be created between the subnetworks 2a, 2b and 1a, 1b on the low-voltage side and the high-voltage side, respectively. In this case, a total of several DC-DC converters 11, 12 can be present.

In den voraufgegangenen Ausführungsform wird zum Abbau der in dem Hochvoltnetz 2 gespeicherten elektrischen Energie von mindestens einem Gleichspannungswandler 11, 12 elektrische Energie von dem Hochvoltnetz 2 in Richtung des Niedervoltnetz 1 gewandelt und gleichzeitig von mindestens einem weiteren Gleichspannungswandler 11, 12 elektrische Energie von dem Niedervoltnetz 1 in Richtung des Hochvoltnetz 2 gewandelt.In the preceding embodiment, in order to reduce the electrical energy stored in the high-voltage network 2, at least one DC-DC converter 11, 12 converts electrical energy from the high-voltage network 2 towards the low-voltage network 1 and at the same time at least one further DC-DC converter 11, 12 converts electrical energy from the low-voltage network 1 towards the high-voltage network 2.

Darüber hinaus kann gegebenenfalls ein weiterer Betriebsmodus vorgesehen sein, in welchem mindestens eine Gleichspannungswandler 11, 12 periodisch abwechselnd elektrische Energie zunächst dem Hochvoltnetz 2 in Richtung des Niedervoltnetz 1 und von dem Niedervoltnetz 1 in Richtung des Hochvoltnetz 2 überträgt. Auf diese Weise kann die elektrische Energie in dem Hochvoltnetz 2 auch dann abgebaut werden, wenn nur ein Gleichspannungswandler 11 oder 12 zur Verfügung steht, beispielsweise weil der weitere Gleichspannungswandler 11 oder 12 ausgefallen ist. Somit ist zum Beispiel eine Art Notfallbetrieb beim Ausfall eines Gleichspannungswandlers 11 oder 12 möglich. Die einzelnen Perioden für die abwechselnden Übertragung der elektrischen Energie zwischen dem Hochvoltnetz 2 und dem Niedervoltnetz 1 sind dabei möglichst kurz zu wählen. Hierdurch kann vermieden werden, dass die elektrische Spannung insbesondere auf der Niedervoltseite 2 einen zu hohen Wert annimmt und gegebenenfalls einen maximalen Grenzwert überschreiten würde. Grundsätzlich ist auch bei dieser Betriebsweise darauf zu achten, dass elektrischen Spannungen innerhalb vorgegebener Wertebereiche bleiben und insbesondere maximale Grenzwerte nicht überschreiten.In addition, a further operating mode can optionally be provided in which at least one DC-DC converter 11, 12 periodically alternately transfers electrical energy first from the high-voltage network 2 in the direction of the low-voltage network 1 and from the low-voltage network 1 in the direction of the high-voltage network 2. In this way, the electrical energy in the high-voltage network 2 can be reduced even if only one DC-DC converter 11 or 12 is available, for example because the other DC-DC converter 11 or 12 has failed. This makes it possible, for example, to operate in an emergency mode if a DC-DC converter 11 or 12 fails. The individual periods for the alternating transfer of electrical energy between the high-voltage network 2 and the low-voltage network 1 should be as short as possible. This can prevent the electrical voltage, particularly on the low-voltage side 2, from becoming too high and possibly exceeding a maximum limit value. In principle, even with this mode of operation, it is important to ensure that electrical voltages remain within specified value ranges and, in particular, do not exceed maximum limit values.

7 zeigt ein Ablaufdiagramm, wie es einem Verfahren zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators gemäß einer Ausführungsform zugrunde liegt. Das Verfahren kann insbesondere mit einer Gleichspannungswandlervorrichtung 10 ausgeführt werden, wie sie zuvor in Zusammenhang mit den 1 bis 6 beschrieben worden ist. Dabei kann das Verfahren insbesondere beliebige Schritte umfassen, wie sie ebenfalls zuvor in Zusammenhang mit den 1 bis 6 für den Betrieb der Gleichspannungswandlervorrichtung 10 erläutert wurden. Analog kann auch die zuvor beschriebene Gleichspannungswandlervorrichtung 10 beliebige Komponenten umfassen, die zur Realisierung des nachfolgend beschriebenen Verfahrens erforderlich sein können. 7 shows a flowchart underlying a method for discharging an intermediate circuit capacitor according to one embodiment. The method can in particular be carried out with a DC-DC converter device 10, as previously described in connection with 1 to 6 has been described. The method can in particular include any steps as previously described in connection with 1 to 6 for the operation of the DC-DC converter device 10 were explained. Analogously, the previously described DC-DC converter device 10 can also include any components that may be required to implement the method described below.

Zum Entladen der elektrischen Energie in dem Hochvoltnetz 2, insbesondere zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators 21 in dem Hochvoltnetz 2 werden gleichzeitig die folgenden 2 Schritte ausgeführt.To discharge the electrical energy in the high-voltage network 2, in particular for discharging an intermediate circuit capacitor 21 in the high-voltage network 2, the following 2 steps are carried out simultaneously.

In einem Schritt S1 erfolgt eine Gleichspannungswandlung von dem Hochvoltnetz 2 in das Niedervoltnetz 1. Dabei führt mindestens ein Gleichspannungswandler 11, 12 der Gleichspannungswandlervorrichtung 10 die genannte Gleichspannungswandlung vor dem Hochvoltnetz 2 in das Niedervoltnetz 1 aus.In a step S1, a DC voltage conversion takes place from the high-voltage network 2 into the low-voltage network 1. At least one DC-DC converter 11, 12 of the DC-DC converter device 10 carries out the mentioned DC voltage conversion before the high-voltage network 2 into the low-voltage network 1.

Gleichzeitig erfolgt in einem Schritt S2 eine Gleichspannungswandlung von dem Niedervoltnetz 1 in das Hochvoltnetz 2. Dabei führt mindestens ein weiterer Gleichspannungswandler 11, 12 der Gleichspannungswandlervorrichtung 10 die Gleichspannungswandlung von dem Niedervoltnetz 1 in das Hochvoltnetz 2 aus.At the same time, in a step S2, a DC voltage conversion takes place from the low-voltage network 1 to the high-voltage network 2. At least one further DC-DC converter 11, 12 of the DC-DC converter device 10 carries out the DC-voltage conversion from the low-voltage network 1 to the high-voltage network 2.

Die beschriebenen Gleichspannungswandlungen können mindestens solange ausgeführt werden, bis eine elektrische Spannung in dem Hochvoltnetz 2 und somit über dem Zwischenkreiskondensators 21 einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet.The DC voltage conversions described can be carried out at least until an electrical voltage in the high-voltage network 2 and thus across the intermediate circuit capacitor 21 falls below a predetermined threshold value.

Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung eine Entladung von Energiespeichern in einem Hochvoltnetz. Hierzu ist eine Gleichspannungswandlervorrichtung mit mindestens zwei Gleichspannungswandlern vorgesehen, wobei mindestens ein Gleichspannungswandler eine Energieübertragung von dem Hochvoltnetz in einem Niedervoltnetz ausführt und parallel dazu mindestens ein weiterer Gleichspannungswandler eine Energieübertragung von dem Niedervoltnetz in das Hochvoltnetz ausführt.In summary, the present invention relates to a discharge of energy storage devices in a high-voltage network. For this purpose, a DC-DC converter device with at least two DC-DC converters is provided, with at least one DC-DC converter carrying out energy transfer from the high-voltage network to a low-voltage network and, in parallel, at least one further DC-DC converter carrying out energy transfer from the low-voltage network to the high-voltage network.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009055053 A1 [0004]

Claims

DC-DC converter device (10), with: a first DC-DC converter (11), which is designed to be coupled to a first DC voltage network (2) at a first connection and to be coupled to a second DC voltage network (1) at a second connection; and a second DC-DC converter (12), which is designed to be coupled to the first DC voltage network (2) at a first connection and to be coupled to the second DC voltage network (1) at a second connection; wherein in a first operating mode, the first DC-DC converter (11) is designed to transmit electrical energy from the first connection to the second connection of the first DC-DC converter (11), and the second DC-DC converter (12) is designed to simultaneously transfer electrical energy from the second connection to the first connection of the second DC-DC converter (12).

DC-DC converter device according to Claim 1 , wherein the first terminals of the first DC-DC converter (11) and of the second DC-DC converter (12) are designed to be connected to an intermediate circuit capacitor (21), and wherein the DC-DC converter device (10) comprises a control device (13) which is designed to control the first DC-DC converter (11) and the second DC-DC converter (12) in the first operating mode in order to discharge the intermediate circuit capacitor (21).

DC-DC converter device Claim 2 , wherein the control device (13) is designed to set the first operating mode for discharging the intermediate circuit capacitor (21) until an electrical voltage across the intermediate circuit capacitor (21) falls below a predetermined threshold value.

DC-DC converter device (10) according to one of the Claims 1 until 3 , wherein in the first operating mode, an electrical power that is transmitted from the first connection to the second connection of the first DC-DC converter (11) is greater than an electrical power that is transmitted from the second connection to the first connection of the second DC-DC converter (12 ) is transferred.

DC-DC converter device (10) according to one of the Claims 1 until 3 , wherein in the first operating mode, an electrical power that is provided by the first DC-DC converter (11) to the second connection of the first DC-DC converter (11) corresponds to an electrical power that is fed into the second connection of the second DC-DC converter (12).

DC-DC converter device (10) according to one of the Claims 1 until 5 , wherein the second DC voltage network (1) comprises a first DC voltage subnetwork (1a) and a second DC voltage subnetwork (1b), wherein the first DC voltage converter (11) is designed to be connected to the first DC voltage subnetwork (1a) at the second connection of the first DC voltage converter (11). ) of the second DC voltage network (1), and the second DC voltage converter (12) is designed to be coupled to the second DC voltage subnetwork (1b) of the second DC voltage network (1) at the second connection of the second DC voltage converter (12), and wherein the DC-DC converter device (10) comprises a coupling element (14) which is designed to electrically couple the first DC voltage subnetwork (1a) and the second DC voltage subnetwork (1b) to one another in the first operating mode.

DC-DC converter device (10) according to one of the Claims 1 until 6 , wherein the first DC voltage network (2) comprises a first sub-network (2a) and a second sub-network (2b), wherein the first DC-DC converter (11) is designed to be connected to the first sub-network (2a) at the first connection of the first DC-DC converter (11). ) of the first DC voltage network (2), and the second DC voltage converter (12) is designed to be coupled to the second subnetwork (2b) of the first DC voltage network (2) at the first connection of the second DC voltage converter (12), and wherein the DC-DC converter device (10) comprises a further coupling element (15) which is designed to electrically couple the first sub-network (2a) and the second sub-network (2b) of the first DC-voltage network (2) to one another in the first operating mode.

DC voltage hiking device (10) according to one of the Claims 1 until 7 , wherein in a second operating mode the first DC-DC converter (11) and / or the second DC-DC converter (12) are designed to transmit electrical energy from the first DC-voltage network (2) to the second DC-voltage network (1), and in a third operating mode first DC-DC converter (11) and/or the second DC-DC converter are designed to provide electrical To transmit energy from the second DC voltage network (1) to the first DC voltage network (2).

DC voltage hiking device (10) according to one of the Claims 1 until 8th , wherein in a further operating mode the first DC-DC converter (11) is designed to transmit electrical energy alternately from the first connection to the second connection of the first DC-DC converter (11) and from the second connection to the first connection of the second DC-DC converter (11). .

Electric vehicle, with: a high-voltage network (2) with an intermediate circuit capacitor (21); a low-voltage network (1); and a DC-DC converter device (10) according to one of Claims 1 until 9 , wherein the first connections of the first DC-DC converter (11) and the second DC-DC converter (12) are electrically coupled to the high-voltage network (1), and wherein the second connections of the first DC-DC converter (11) and the second DC-DC converter (12) are electrically coupled to the low-voltage network are coupled.

Method for discharging an intermediate circuit capacitor (21) in a first DC voltage network (2) by means of a DC voltage converter device (10), which comprises at least two DC voltage converters (11, 12), wherein a first DC voltage converter (11) is connected to a first connection to the first DC voltage network (2 ) is coupled and is coupled to a second DC voltage network (1) at a second connection, and a second DC-DC converter (12) is coupled to the first DC voltage network (2) at a first connection and to the second DC voltage network (1) at a second connection. is coupled, and wherein the following steps are carried out simultaneously in the method: Transmitting (S1) electrical energy from the first connection to the second connection of the first DC-DC converter (11), and Transmitting (S2) electrical energy from the second connection to the first connection of the second DC-DC converter (12).