DE202018006192U1 - AC charging device for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Wechselstromladevorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einem Neutralleiter (6), zumindest einem Phasenleiter (7, 8, 9) und zumindest einem Gleichrichter (13, 18), der an den der Neutralleiter (6) und der Phasenleiter (7, 8, 9) angeschlossen ist, und der ferner mit zumindest einem Glättungskondensator (14, 16) elektrisch verbunden ist, wobei die Wechselstromladevorrichtung (2) eine zwischen einem Stromnetzanschluss (33, 34, 35, 36) der Wechselstromladevorrichtung (2) und dem Glättungskondensator (14, 16, 19) angeordnete Vorladeschaltung (20) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, den Glättungskondensator (14, 16) vorzuladen, wobei der Phasenleiter (7) in einem Verbindungsabschnitt (37) mit mindestens einem weiteren Phasenleiter (8, 9) der Wechselstromladevorrichtung (2) mittels einer Querverbindungsleitung (25, 28) elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Querverbindungsleitung (25, 28) einen Querverbindungsschalter (26, 29) zum Trennen des Phasenleiters (7) und des weiteren Phasenleiters (8, 9) aufweist, und die Vorladeschaltung (20) zwischen einem Stromnetzanschluss (33) eines ersten Phasenleiters (7) der Phasenleiter (7, 8, 9) und dem Verbindungsabschnitt (37) angeordnet ist. An alternating current charging device (2) for a motor vehicle (1), comprising a neutral conductor (6), at least one phase conductor (7, 8, 9) and at least one rectifier (13, 18) connected to the neutral conductor (6) and the phase conductor (13). 7, 8, 9), and which is further electrically connected to at least one smoothing capacitor (14, 16), the AC charging device (2) one between a power supply (33, 34, 35, 36) of the AC charging device (2) and the pre-charge circuit (20) arranged to provide the smoothing capacitor (14, 16, 19), the phase conductor (7) being connected in a connection section (37) to at least one further phase conductor (8, 9) of the alternating current charging device (2) is electrically connected by means of a cross connection line (25, 28), characterized in that the cross connection line (25, 28) has a cross connection switch (26, 29) for disconnecting the phase conductor (7 ) and the further phase conductor (8, 9), and the precharge circuit (20) is arranged between a power supply connection (33) of a first phase conductor (7) of the phase conductors (7, 8, 9) and the connection portion (37).
Description
Die Erfindung betrifft eine Wechselstromladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Wechselstromladevorrichtung eine Vorladeschaltung für einen Glättungskondensator aufweist, sowie ein Fahrzeug mit einer derartigen Wechselstromladevorrichtung.The invention relates to an AC charging device for a motor vehicle, wherein the AC charging device comprises a Vorladeschaltung for a smoothing capacitor, and a vehicle with such an AC charging device.
Wechselstromladevorrichtungen sind bekannt. Durch eine Wechselstromladevorrichtung kann ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs mit Energie versorgt werden oder aber ein Traktionsakkumulator des Kraftfahrzeugs geladen werden. Die Wechselstromladevorrichtung ist dazu ausgebildet, Wechselstrom aus einem Stromnetz aufzunehmen und Gleichstrom an ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs abzugeben.AC charging devices are known. By an AC charging device, a vehicle electrical system of a motor vehicle can be supplied with energy or a Traktionsakkumulator the motor vehicle can be charged. The AC charging device is adapted to receive AC power from a power grid and deliver DC power to an electrical system of a motor vehicle.
Üblicherweise weist die Wechselstromladevorrichtung mindestens einen Glättungskondensator auf. Durch den Glättungskondensator wird eine Restwelligkeit bzw. ein Wechselstromanteil, welcher nach dem Gleichrichten des Wechselstroms verbleibt, reduziert. Der Glättungskondensator nimmt Wechselspannungskomponenten auf (bzw. schließt diese kurz), die aufgrund der pulsierenden Gleichspannung bestehen. Der Glättungskondensator wird üblicherweise vor dem Schließen eines Netztrennschützes, welches eine Verbindung zwischen einem Stromnetz und dem Glättungskondensator herstellt, durch eine Vorladeschaltung vorgeladen. Die Vorladeschaltung weist dabei üblicherweise nur einen Vorladewiderstand auf, der den Aufladestrom begrenzt, bevor der eigentliche Ladevorgang für das Bordnetz des Fahrzeugs durch das Schließen des Netztrennschützes beginnt. Durch das Vorladen wird der Glättungskondensator verzögert auf das Spannungsniveau des Stromnetzes gebracht. Durch die Vorladeschaltung wird somit ein abruptes Durchschlagen der Spannung des Stromnetzes auf den Glättungskondensator vermieden, insbesondere aufgrund der Strombegrenzung durch den Vorladewiderstand.Usually, the AC charging device has at least one smoothing capacitor. The smoothing capacitor reduces a residual ripple or an alternating current component which remains after the rectification of the alternating current. The smoothing capacitor accepts (or shuts off) AC components that exist due to the pulsating DC voltage. The smoothing capacitor is usually precharged by a precharge circuit prior to the closing of a line breaker which establishes a connection between a power network and the smoothing capacitor. In this case, the precharge circuit usually has only one precharge resistor, which limits the charging current, before the actual charging process for the vehicle electrical system of the vehicle begins by closing the mains isolating contactor. By precharging the smoothing capacitor is delayed to the voltage level of the power grid. The precharging circuit thus avoids an abrupt breakthrough of the voltage of the power network to the smoothing capacitor, in particular due to the current limitation by the precharge resistor.
Ein Nachteil der bekannten Vorladeschaltung ist, dass für alle Phasen Wechselstromladevorrichtung jeweils eine Vorladeschaltung vorgesehen wird.A disadvantage of the known precharge circuit is that a precharge circuit is provided in each case for all phases of the alternating current charging device.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Möglichkeit aufzuzeigen, mittels der eine Wechselstromladevorrichtung einfacher ausgebildet werden kann.It is an object of the present invention to provide a way by which an AC charging device can be made simpler.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.This object is solved by the subject matters of the independent claims.
Eine erfindungsgemäße Wechselstromladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug weist einen Neutralleiter, zumindest einen Phasenleiter, insbesondere drei Phasenleiter, und zumindest einen, insbesondere passiven, Gleichrichter auf. Der Neutralleiter und der Phasenleiter sind an den Gleichrichter angeschlossen, insbesondere an eine Wechselspannungsseite des Gleichrichters. Ein Glättungskondensator ist parallel mit der Gleichspannungsseite des Gleichrichters verbunden. Weiterhin weist die Wechselstromladevorrichtung eine zwischen einem Stromnetzanschluss der Wechselstromladevorrichtung und dem, vorzugsweise vom Stromnetzanschluss des Phasenleiters aus betrachteten ersten, Glättungskondensator angeordnete Vorladeschaltung auf. Die Vorladeschaltung ist dazu ausgebildet den Glättungskondensator vorzuladen. Die Vorladeschaltung ist an die Gleichspannungsseite des Gleichrichters angeschlossen. Die Vorladeschaltung ist dem Stromnetzanschluss nachgeschaltet. Die Vorladeschaltung ist zwischen dem Stromnetzanschluss und dem Gleichrichter angeschlossen und verbindet vorzugsweise diese Komponenten. Der Gleichrichter ist über einen Netztrennschütz mit dem Stromnetzanschluss verbunden. Die Vorladeschaltung ist parallel zu dem Netztrennschütz angeschlossen. Ist der Netztrennschütz offen, so ist vorzugsweise führt der einzige zum Gleichrichter bzw. Glättungskondensator führende Strompfad über die Vorladeschaltung. Die Vorladeschaltung ist insbesondere schaltbar, beispielsweise mittels eines Transistors, der in Serie mit einem Vorladewiderstand der Vorladeschaltung verbunden ist. Bei geöffnetem Transistor und geöffnetem Schütz ist der Stromnetzanschluss von dem Gleichrichter abgetrennt. Die Vorladeschaltung ist somit schaltbar. Ferner ist die Vorladeschaltung eine passive Vorladeschaltung und ist insbesondere ohne eigene Spannungsquelle und ohne Wandler ausgebildet.An AC charging device according to the invention for a motor vehicle has a neutral conductor, at least one phase conductor, in particular three phase conductors, and at least one, in particular passive, rectifier. The neutral conductor and the phase conductor are connected to the rectifier, in particular to an AC voltage side of the rectifier. A smoothing capacitor is connected in parallel with the DC side of the rectifier. Furthermore, the alternating current charging device has a precharging circuit arranged between a power supply connection of the alternating current charging device and the first smoothing capacitor, which is preferably viewed from the power supply connection of the phase conductor. The precharge circuit is configured to precharge the smoothing capacitor. The precharge circuit is connected to the DC side of the rectifier. The precharge circuit is connected downstream of the power supply connection. The precharge circuit is connected between the power grid terminal and the rectifier and preferably connects these components. The rectifier is connected to the mains supply via a mains isolating contactor. The precharge circuit is connected in parallel to the line contactor. If the power disconnect contactor is open, the only current path leading to the rectifier or smoothing capacitor is preferably via the precharge circuit. The precharge circuit is in particular switchable, for example by means of a transistor which is connected in series with a precharge resistor of the precharge circuit. When the transistor is open and the contactor is open, the power supply connection is disconnected from the rectifier. The precharge circuit is thus switchable. Furthermore, the precharge circuit is a passive precharge circuit and is designed in particular without its own voltage source and without a converter.
Der Phasenleiter ist in einem Verbindungsabschnitt mit mindestens einem weiteren Phasenleiter der Wechselstromladevorrichtung mittels einer Querverbindungsleitung verbunden. Weiterhin weist die Querverbindungsleitung einen Querverbindungsschalter zum Trennen des Phasenleiters und des weiteren Phasenleiters auf. Als ein wichtiger Gedanke der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Vorladeschaltung zwischen einem Stromnetzanschluss eines ersten Phasenleiters der Phasenleiter und dem Verbindungsabschnitt angeordnet ist.The phase conductor is connected in a connecting section to at least one further phase conductor of the alternating current charging device by means of a cross connection line. Furthermore, the cross-connection line has a cross connection switch for disconnecting the phase conductor and the further phase conductor. As an important concept of the invention, it is provided that the precharge circuit is arranged between a power supply connection of a first phase conductor of the phase conductors and the connection section.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass die Wechselstromladevorrichtung einfacher ausgebildet werden kann, wenn die Vorladeschaltung zwischen dem Stromnetzanschluss des ersten Phasenleiters und dem Verbindungsabschnitt angeordnet ist.The invention is based on the recognition that the AC charging device can be made simpler if the precharge circuit is arranged between the power supply connection of the first phase conductor and the connection section.
Durch die Anordnung der Vorladeschaltung zwischen dem Stromnetzanschluss des ersten Phasenleiters und dem Verbindungsabschnitt kann auf weitere Vorladeschaltungen in den weiteren Phasenleitern, insbesondere einem zweiten Phasenleiter oder einem dritten Phasenleiter der Phasenleiter, oder in der Querverbindungsleitung oder im Neutralleiter verzichtet werden. Durch die Anordnung der Vorladeschaltung zwischen dem Stromnetzanschluss des ersten Phasenleiters und dem Verbindungsabschnitt reicht dann nur eine einzige Vorladeschaltung aus, um die Wechselstromladevorrichtung sicher mit drei Zweigen, und beispielsweise nur einem an das Stromnetz angeschlossenen Phasenleiter, betreiben zu können. Durch die Anordnung der Vorladeschaltung im Neutralleiter können also beispielsweise zwei Vorladeschaltungen eingespart werden.By arranging the precharge circuit between the power supply connection of the first phase conductor and the connection section, further precharge circuits in the further phase conductors, in particular a second phase conductor or a third phase conductor, can be used Phase conductor, or be dispensed with in the cross connection line or in the neutral conductor. By the arrangement of the precharge between the power supply connection of the first phase conductor and the connecting portion then only a single precharge sufficient to operate the AC charger safely with three branches, and for example only one connected to the mains phase conductor. By arranging the precharge circuit in the neutral conductor, it is thus possible, for example, to save two precharge circuits.
Es kann eine Steuerung vorgesehen sein, die eingerichtet ist, zunächst die Vorladeschaltung zu aktivieren, insbesondere durch Schließen des Transistors der Vorladeschaltung, und die eingerichtet ist, nach dem Schließen des Transistors alle Querverbindungsleitungen gleichzeitig oder einzeln nacheinander oder gruppenweise nacheinander zu schließen. Dadurch werden auch die Glättungskondensatoren von Phasen geladen, die nicht über eine eigene Vorladeschaltung verfügen. Dies wird ermöglicht durch den geschalteten Stromfluss über den Verbindungsabschnitt.A controller may be provided which is set up first to activate the precharge circuit, in particular by closing the transistor of the precharge circuit and which is set up to close all cross connection lines simultaneously or one after the other or in groups one after the other, after the transistor has been closed. This will also charge the smoothing capacitors of phases that do not have their own precharge circuit. This is made possible by the switched current flow over the connecting section.
Die Wechselstromladevorrichtung ist insbesondere als dreiphasige Drehstromladevorrichtung ausgebildet. Insbesondere weist die Wechselstromladevorrichtung dadurch drei Phasenleiter auf. Jeder der Phasenleiter kann die Vorladeschaltung mit einem Transistor aufweisen. Damit kann der Stromnetzanschluss jedes einzelnen Phasenleiters spannungsfrei geschaltet werden, falls der jeweilige Stromnetzanschluss nicht mit dem Stromnetz verbunden ist.The AC charging device is designed in particular as a three-phase three-phase charging device. In particular, the AC charging device thereby has three phase conductors. Each of the phase conductors may comprise the precharge circuit with a transistor. This means that the power supply connection of each individual phase conductor can be de-energized if the respective power supply connection is not connected to the mains.
Weiterhin ist die Wechselstromladevorrichtung mit zumindest einer Querverbindungsleitung ausgebildet, so dass zumindest zwei Phasenleiter über die Querverbindungsleitung miteinander verbunden sind. Vorteilhaft ist dies, da mehrere Zweige der Wechselstromladevorrichtung durch die Querverbindungsleitung genutzt werden können, selbst wenn die Wechselstromladevorrichtung nur mit einem einzigen Phasenleiter mit dem Stromnetz verbunden ist.Furthermore, the AC charging device is formed with at least one cross-connection line, so that at least two phase conductors are connected to one another via the cross-connection line. This is advantageous because several branches of the AC charging device can be used by the cross-connection line, even if the AC charging device is connected to the power network with only a single phase conductor.
Insbesondere weist die Vorladeschaltung zumindest einen Vorladewiderstand auf. Die Vorladeschaltung kann parallel zu einem Netztrennschütz angeordnet sein. Die Vorladeschaltung kann über einen in Serie geschalteten Transistor verfügen, der insbesondere eingerichtet ist, den Strompfad durch die Vorladeschaltung vollständig aufzutrennen. Der Vorladewiderstand ist in Serie zu dem Transistor geschaltet. Die sich ergebende Reihenschaltung aus Transistor und Vorladewiderstand ist parallel zu dem Netztrennschütz angeschlossen bzw. überbrückt diesen. Sind der Netztrennschütz und der Transistor geöffnet, dann ist die betreffende Phase vollständig vom Stromnetzanschluss getrennt.In particular, the precharge circuit has at least one precharge resistor. The precharge circuit may be arranged in parallel with a line breaker. The precharge circuit may have a series-connected transistor, which is in particular configured to completely separate the current path through the precharge circuit. The precharge resistor is connected in series with the transistor. The resulting series circuit of transistor and precharge resistor is connected in parallel with the mains isolating contactor or bridges it. If the line contactor and the transistor are open, then the relevant phase is completely disconnected from the power supply.
Bei Anlegen einer Spannung an den Stromnetzanschluss über das Stromnetz wird also zuerst der Glättungskondensator über die Vorladeschaltung, also über den Vorladewiderstand, und insbesondere den geschlossenen Transistor, vorgeladen. Während dem Vorladen ist das Netztrennschütz des Phasenleiters geöffnet. Das Netztrennschütz wird vorzugsweise erst dann geschlossen, wenn der Glättungskondensator ausreichend über die Vorladeschaltung vorgeladen ist.When a voltage is applied to the power supply connection via the power grid, therefore, the smoothing capacitor is first precharged via the precharging circuit, that is to say via the precharging resistor, and in particular the closed transistor. During pre-charging, the line contactor of the phase conductor is open. The power disconnect contactor is preferably closed only when the smoothing capacitor is sufficiently precharged via the precharge circuit.
Weiterhin vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Vorladeschaltung zumindest einen, insbesondere normal sperrenden bzw. selbst sperrenden, Transistor aufweist. Durch den Transistor kann der Stromnetzanschluss der Wechselstromladevorrichtung spannungsfrei geschaltet werden. Der Transistor ist weiterhin vorteilhaft, da ansonsten beim Schließen eines Querverbindungsschalters der Querverbindungsleitung quasi ein Netzkurzschluss über einen Vorladewiderstand vorliegen kann. Das Kraftfahrzeug kann dadurch sicherer betrieben werden.Furthermore, it is preferably provided that the precharge circuit has at least one, in particular normally blocking or self-blocking, transistor. Through the transistor, the power grid connection of the AC charging device can be switched off. The transistor is furthermore advantageous, since otherwise when closing a cross-connection switch of the cross-connection line a network short-circuit via a pre-charge resistor may be present. The motor vehicle can thus be operated safely.
Der Verbindungsabschnitt ist auf einer Seite der Vorladeschaltung vorgesehen, die dem Stromnetzanschluss abgewandt ist. Dadurch kann bei offener Vorladeschaltung kein Strom über den Verbindungsabschnitt fließen.The connection portion is provided on a side of the precharge circuit facing away from the power supply terminal. As a result, no current can flow via the connection section when the precharge circuit is open.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Vorladeschaltung eine, insbesondere bezüglich des Glättungskondensators vor dem Transistor angeordnete, Diode aufweist. Die Diode ist in Richtung vom passiven Gleichrichter zum Stromnetzanschluss sperrend ausgebildet. Durch die Diode kann verhindert werden, dass ausgelöst durch den Netzsinus Strom über die Vorladeschaltung zurück fließt, also vom Glättungskondensator in Richtung Stromnetzanschluss. Durch die Diode kann selbst bei geschlossenem Transistor kein Strom über die Vorladeschaltung vom Glättungskondensator in Richtung des Stromnetzanschlusses zurückfließen. Die Wechselstromladevorrichtung kann dadurch sicherer betrieben werden. Weiterhin kann die Wechselstromladevorrichtung dadurch in einfacher Weise mit den Querverbindungsleitungen ausgebildet sein. Die Diode und der Transistor sowie der Vorladewiderstand in Reihe geschaltet. Die Diode ist über den Transistor mit dem Vorladewiderstand verbunden. Die Diode ist vorzugsweise mit dem Netzanschluss verbunden und der Widerstand ist mit Gleichrichter verbunden, wobei dies auch umgekehrt vorgesehen sein kann. Anstatt der Diode kann auch der Transistor mit dem Stromnetzanschluss verbunden sein, wobei dann der Transistor über die Diode mit dem Widerstand verbunden ist. Schließlich kann der Transistor mit dem Stromnetzanschluss verbunden sein und über die Diode und den Vorladewiderstand (in dieser oder in umgekehrter Reihenfolge) mit dem Gleichrichter verbunden sein. Der Transistor ist insbesondere ein MOSFET. Der Transistor weist eine Inversdiode auf. Die Sperrrichtung der Inversdiode ist entgegengesetzt zu der Sperrrichtung der Diode. Dadurch wird eine volle Sperrung durch den Transistor bei jeder Phasenlage bzw. Polarität der Spannung am Stromnetzanschluss ermöglicht. Wie erwähnt überbrückt die Vorladeschaltung das Trennschütz und ermöglicht einen vollständige Abtrennung oder eine Begrenzung des Ladestroms.Preferably, it is provided that the precharge circuit has a, in particular with respect to the smoothing capacitor arranged in front of the transistor, diode. The diode is designed to block in the direction from the passive rectifier to the power supply connection. The diode can be used to prevent current flowing back through the pre-charge circuit from being triggered by the mains line, ie from the smoothing capacitor in the direction of the power supply connection. Even when the transistor is closed, no current can flow back through the diode from the smoothing capacitor in the direction of the power supply connection via the precharging circuit. The AC charging device can thereby be operated safely. Furthermore, the AC charging device can thereby be formed in a simple manner with the cross-connection lines. The diode and the transistor and the pre-charge resistor connected in series. The diode is connected to the precharge resistor via the transistor. The diode is preferably connected to the mains connection and the resistor is connected to rectifier, and this can also be provided vice versa. Instead of the diode, the transistor can also be connected to the power supply connection, in which case the transistor is connected to the resistor via the diode. Finally, the transistor can be connected to the power supply connection and via the diode and the precharge resistor (in this or in reverse order) connected to the rectifier. The transistor is in particular a MOSFET. The transistor has an inverse diode. The reverse direction of the inverse diode is opposite to the reverse direction of the diode. This allows a full blocking by the transistor at each phase or polarity of the voltage at the power supply connection. As mentioned, the precharge circuit bridges the isolation contactor and allows complete isolation or limitation of the charging current.
Ergänzend weist die Querverbindungsleitung vorzugsweise einen Querverbindungsschalter zum Trennen des Phasenleiters und des weiteren Phasenleiters auf.In addition, the cross-connection line preferably has a cross connection switch for disconnecting the phase conductor and the further phase conductor.
Durch die Querverbindungsleitung können die Phasenleiter miteinander verbunden werden. Das Verbinden ist insbesondere dann vorgesehen, wenn lediglich einer der Phasenleiter mit dem Stromnetz verbunden ist, aber mehrere Zweige der Wechselstromladevorrichtung zum Laden genutzt werden sollen. So kann durch die Querverbindungsleitung auch beispielsweise mit einer höheren Stromstärke als 16 A geladen werden, da jeder einzelne Zweig der Wechselstromladevorrichtung beispielsweise nur auf höchstens 16 A ausgelegt ist. So kann es beispielsweise sein, dass nicht der richtige Ladeanschluss vorhanden ist, um den Stromnetzanschluss der Wechselstromladevorrichtung mit mehr als einem Phasenleiter zu verbinden. So wird das Stromnetz dann lediglich mit einem einzigen Stromnetzanschluss, insbesondere des ersten Phasenleiters, elektrisch verbunden. Die Stromstärke, mit welcher das Bordnetz des Kraftfahrzeugs gespeist, insbesondere ein Akkumulator des Kraftfahrzeugs geladen, wird, kann aber trotz dem Netzanschluss an nur einem Stromnetzanschluss des Phasenleiters bzw. einem Pin eines Steckanschlusses der Wechselstromladevorrichtung, mit vorzugsweise dreimal 16 A geladen werden. Also mit einer dreifach höheren Stromstärke als wenn nur ein Zweig anstelle von drei Zweigen zum Laden genutzt werden würden.Through the cross connection line, the phase conductors can be interconnected. The connection is provided in particular when only one of the phase conductors is connected to the power supply, but several branches of the alternating current charging device are to be used for charging. Thus, for example, be charged by the cross-connection line with a higher current than 16 A, since each branch of the AC charging device, for example, only designed for a maximum of 16 A. For example, it may be that the proper charging port is not present to connect the AC power port of the AC charging device to more than one phase conductor. Thus, the power grid is then only electrically connected to a single power grid connection, in particular the first phase conductor. The current at which the electrical system of the motor vehicle fed, especially an accumulator of the motor vehicle is charged, but can be charged with preferably three times 16 A, despite the mains connection to only one power supply connection of the phase conductor or a pin of a plug connection of the AC charging device. So with a threefold higher current than if only one branch instead of three branches would be used for charging.
Die Querverbindungsleitung weist insbesondere weiterhin den Querverbindungsschalter auf. Durch den Querverbindungsschalter kann die Querverbindungsleitung unterbrochen werden.In particular, the cross-connection line continues to have the cross-connection switch. Through the cross connection switch, the cross connection line can be interrupted.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Vorladeschaltung parallel zum Netztrennschütz ausgebildet ist. Durch die parallele Anordnung der Vorladeschaltung zum Netztrennschütz kann der Glättungskondensator über die Vorladeschaltung mit Energie aus dem Stromnetz vorgeladen werden, falls das Netztrennschütz und/oder die Netztrennschaltung geöffnet ist.In particular, it is provided that the precharge circuit is formed parallel to the line breaker. Due to the parallel arrangement of the precharge circuit to the line contactor of the smoothing capacitor can be precharged via the precharge circuit with energy from the mains, if the line breaker and / or the power disconnect circuit is opened.
Im Weiteren ist ein Verfahren dargestellt, das zur Erläuterung der Wirkungsweise der hier beschriebenen Vorrichtungen dient. Die hier beschriebenen Vorrichtungen sind zur Ausführung des Verfahrens ausgebildet. Es werden im Rahmen des Verfahrens folgende Schritte durchgeführt:
- a) Öffnen eines Netztrennschütz eines ersten Phasenleiters der Wechselstromladevorrichtung, welcher ein Stromnetz mit einem, insbesondere passiven, Gleichrichter der Wechselstromladevorrichtung elektrisch verbindet, falls das Netztrennschütz nicht geöffnet ist;
- b) Beaufschlagen der Wechselstromladevorrichtung mit elektrischer Spannung des Stromnetzes, wobei der Phasenleiter der Wechselstromladevorrichtung in einem Verbindungsabschnitt mit mindestens einem weiteren Phasenleiter der Wechselstromladevorrichtung mittels einer Querverbindungsleitung elektrisch verbunden ist;
- c) Vorladen zumindest eines Glättungskondensators der Wechselstromladevorrichtung durch eine zwischen einem Stromnetzanschluss des ersten Phasenleiters und dem Verbindungsabschnitt angeordnete Vorladeschaltung; und
- d) Schließen des Netztrennschützes, falls der Glättungskondensator vorgeladen ist.
- a) opening a power disconnect of a first phase conductor of the AC charging device, which electrically connects a power supply to a, in particular passive rectifier of the AC charging device, if the power disconnect contactor is not open;
- b) applying to the AC electrical charging device of the power network, wherein the phase conductor of the AC charging device is electrically connected in a connecting portion with at least one further phase conductor of the AC charging device by means of a cross-connecting line;
- c) precharging at least one smoothing capacitor of the AC charging device by a precharge circuit arranged between a power supply connection of the first phase conductor and the connection section; and
- d) Close the line breaker if the smoothing capacitor is precharged.
Insbesondere ist die Wechselstromladevorrichtung während des Verfahrens bzw. des Betriebs nur durch den Stromnetzanschluss des ersten Phasenleiters mit dem Stromnetz elektrisch verbunden. Der Stromnetzanschluss des zweiten Phasenleiters und der Stromnetzanschluss des dritten Phasenleiters sind insbesondere nicht mit dem Stromnetz elektrisch verbunden.In particular, the AC charging device is electrically connected to the power supply during the process or operation only by the power supply connection of the first phase conductor. The power supply connection of the second phase conductor and the power supply connection of the third phase conductor are in particular not electrically connected to the power grid.
Vorzugweise ist es vorgesehen, dass im Schritt c) der Glättungskondensator in einem ersten Zweig der Wechselstromladevorrichtung vorgeladen wird während ein erster Querverbindungsschalter der ersten Querverbindungsleitung geöffnet ist, wobei der erste Querverbindungsschalter nach dem, insbesondere vollständigen, Vorladen des Glättungskondensators im ersten Zweig geschlossen wird, und zumindest ein Glättungskondensator in einem zweiten Zweig der Wechselstromladevorrichtung vorgeladen wird. Dadurch können die Glättungskondensatoren sequentiell vorgeladen werden. Es werden also vorzugsweise zuerst die Glättungskondensatoren des ersten Zweigs vorgeladen und dann, nachdem die Vorladung der Glättungskondensatoren des ersten Zweigs abgeschlossen ist, werden die Glättungskondensatoren des zweiten Zweigs vorgeladen. Vorteilhaft ist dies, da der Vorladewiderstand der Vorladeschaltung dadurch nur für den Strom eines einzigen Zweigs ausgelegt sein muss. Der Vorladewiderstand und somit die Wechselstromladevorrichtung kann somit günstiger und kompakter ausgebildet werden. Das Öffnen und das Schließen kann von einer Steuerung vorgesehen werden, die mit den betreffenden Schaltern ansteuernd verbunden ist.Preferably, it is provided that in step c) the smoothing capacitor is precharged in a first branch of the AC charging device while a first cross connection switch of the first cross connection line is opened, the first cross connection switch being closed after the, in particular complete, precharging of the smoothing capacitor in the first branch, and at least one smoothing capacitor is precharged in a second branch of the AC charging device. This allows the smoothing capacitors to be precharged sequentially. Thus, it is preferable to first precharge the smoothing capacitors of the first branch, and then, after the precharge of the smoothing capacitors of the first branch is completed, the smoothing capacitors of the second branch are precharged. This is advantageous because the precharge resistance of the precharge circuit must therefore be designed only for the current of a single branch. The precharge resistor and thus the AC charging device can thus be formed cheaper and more compact. The opening and closing may be provided by a controller connected to the respective switches.
Weiterhin vorzugsweise ist es vorgesehen, dass im Schritt c) der Glättungskondensator im zweiten Zweig der Wechselstromladevorrichtung vorgeladen wird während ein zweiter Querverbindungsschalter einer zweiten Querverbindungsleitung geöffnet ist, wobei, insbesondere der erste Querverbindungsschalter nach dem, insbesondere vollständigen, Vorladen des Glättungskondensators im zweiten Zweig geöffnet wird und, der zweite Querverbindungsschalter geschlossen wird und zumindest ein Glättungskondensator in einem dritten Zweig der Wechselstromladevorrichtung vorgeladen wird. Nach dem zweiten Zweig können dadurch also auch die Glättungskondensatoren des dritten Zweigs separat von den Glättungskondensatoren des ersten Zweigs und des zweiten Zweigs vorgeladen werden. Vorteilhaft ist dies wiederum, da der Vorladewiderstand der Vorladeschaltung dadurch nur für den Strom eines einzigen Zweigs ausgelegt sein muss. Der Vorladewiderstand und somit die Wechselstromladevorrichtung kann somit günstiger und kompakter ausgebildet werden.Further preferably, it is provided that in step c) the smoothing capacitor is precharged in the second branch of the AC charging device while a second cross connection switch of a second cross connection line is opened, in particular the first cross connection switch after the, in particular complete, precharging the smoothing capacitor is opened in the second branch and closing the second crossover switch and at least one smoothing capacitor is precharged in a third branch of the AC charging device. Thus, after the second branch, the smoothing capacitors of the third branch may also be pre-charged separately from the smoothing capacitors of the first branch and the second branch. This in turn is advantageous, since the precharge resistor of the precharge circuit therefore only has to be designed for the current of a single branch. The precharge resistor and thus the AC charging device can thus be formed cheaper and more compact.
Eine Ausführungsform des Verfahren, das zur Erläuterung der Wirkungsweise der hier beschriebenen Vorrichtungen dient, kann daher wie folgt realisiert sein:
- Ein Verfahren zum Betreiben einer Wechselstromladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug wird beschrieben, bei welchem folgende Schritte durchgeführt werden:
- a) Öffnen eines Netztrennschütz eines ersten Phasenleiters der Wechselstromladevorrichtung, welcher ein Stromnetz mit einem Gleichrichter der Wechselstromladevorrichtung elektrisch verbindet, falls das Netztrennschütz nicht geöffnet ist;
- b) Beaufschlagen der Wechselstromladevorrichtung mit elektrischer Spannung des Stromnetzes, wobei der Phasenleiter der Wechselstromladevorrichtung in einem Verbindungsabschnitt mit mindestens einem weiteren Phasenleiter der Wechselstromladevorrichtung mittels einer Querverbindungsleitung elektrisch verbunden ist;
- c) Vorladen zumindest eines Glättungskondensators der Wechselstromladevorrichtung durch eine zwischen einem Stromnetzanschluss des ersten Phasenleiters und dem Verbindungsabschnitt angeordnete Vorladeschaltung (
20 ); und - d) Schließen des Netztrennschützes, falls der Glättungskondensator vorgeladen ist.
- A method for operating an AC charging device for a motor vehicle is described in which the following steps are performed:
- a) opening a Netzentrennschütz a first phase conductor of the AC charging device, which electrically connects a power supply to a rectifier of the AC charging device, if the power disconnect contactor is not open;
- b) applying to the AC electrical charging device of the power network, wherein the phase conductor of the AC charging device is electrically connected in a connecting portion with at least one further phase conductor of the AC charging device by means of a cross-connecting line;
- c) precharging at least one smoothing capacitor of the alternating current charging device by means of a precharge circuit arranged between a power supply connection of the first phase conductor and the connecting section (
20 ); and - d) Close the line breaker if the smoothing capacitor is precharged.
Eine Variante hiervon ist dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt c) der Glättungskondensator in einem ersten Zweig der Wechselstromladevorrichtung vorgeladen wird während ein erster Querverbindungsschalter der ersten Querverbindungsleitung geöffnet ist, wobei der erste Querverbindungsschalter nach dem Vorladen des Glättungskondensators im ersten Zweig geschlossen wird, und zumindest ein Glättungskondensator in einem zweiten Zweig der Wechselstromladevorrichtung vorgeladen wird.A variant of this is characterized in that in step c) the smoothing capacitor is precharged in a first branch of the AC charger while a first cross connection switch of the first cross connection line is opened, the first cross connection switch being closed after precharging the smoothing capacitor in the first branch, and at least one Smoothing capacitor is precharged in a second branch of the AC charging device.
Alternativ oder in Kombination hiermit kann vorgesehen sein, dass im Schritt c) der Glättungskondensator im zweiten Zweig der Wechselstromladevorrichtung vorgeladen wird während ein zweiter Querverbindungsschalter einer zweiten Querverbindungsleitung geöffnet ist, wobei der zweite Querverbindungsschalter geschlossen wird und zumindest ein Glättungskondensator in einem dritten Zweig der Wechselstromladevorrichtung vorgeladen wird.Alternatively or in combination herewith, it may be provided that in step c) the smoothing capacitor in the second branch of the AC charger is pre-charged while a second cross-connection switch of a second cross-connection line is opened, the second cross-connection switch is closed and at least one smoothing capacitor pre-charged in a third branch of the AC charger becomes.
Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Wechselstromladevorrichtung. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildet.The invention also relates to a motor vehicle with an AC charging device according to the invention. The motor vehicle is preferably designed as a passenger car.
Vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Wechselstromladevorrichtung oder des Kraftfahrzeugs sind als vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen. Die gegenständlichen Komponenten der Wechselstromladevorrichtung oder des Kraftfahrzeugs sind jeweils dazu ausgebildet, die jeweiligen Verfahrensschritte durchzuführen.Advantageous embodiments of the AC charging device according to the invention or the motor vehicle are to be regarded as advantageous embodiments of the method according to the invention. The subject components of the AC charging device or of the motor vehicle are each designed to carry out the respective method steps.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung.Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to schematic drawings.
Es zeigen:
-
1 eine schematische Draufsichtdarstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wechselstromladevorrichtung; -
2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Wechselstromladevorrichtung mit einer Vorladeschaltung mit einem Vorladewiderstand und zwei Querverbindungsleitungen mit jeweils einem Querverbindungsschalter; und -
3 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Wechselstromladevorrichtung mit der Vorladeschaltung mit einem Transistor.
-
1 a schematic plan view of a motor vehicle with an embodiment of an AC charging device according to the invention; -
2 a schematic representation of an embodiment of the AC charging device having a precharge circuit with a precharge resistor and two cross connection lines, each with a cross connection switch; and -
3 a schematic representation of another embodiment of the alternating current charging device with the Vorladeschaltung with a transistor.
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
Der erste Phasenleiter
Der erste Zweig
Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist im ersten Phasenleiter
Gemäß dem Ausführungsbeispiel von
Über die Vorladeschaltung
Weiterhin ist der erste Phasenleiter
Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist der erste Querverbindungsschalter
Weiterhin ist der erste Phasenleiter
Die Querverbindungsschalter
Der zweite Phasenleiter
Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind nur der Stromnetzanschluss
Durch die erste Querverbindungsleitung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 22
- WechselstromladevorrichtungAC charger
- 33
- Stromnetzpower grid
- 44
- Bordnetzboard network
- 55
- TraktionsakkumulatorTraktionsakkumulator
- 66
- Neutralleiterneutral
- 77
- erster Phasenleiterfirst phase conductor
- 88th
- zweiter Phasenleitersecond phase conductor
- 99
- dritter Phasenleiterthird phase conductor
- 1010
- erster Zweigfirst branch
- 1111
- zweiter Zweigsecond branch
- 1212
- dritter Zweigthird branch
- 1313
- erster Gleichrichterfirst rectifier
- 1414
- erster Glättungskondensatorfirst smoothing capacitor
- 1515
- GleichspannungswandlerDC converter
- 1616
- zweiter Glättungskondensatorsecond smoothing capacitor
- 1717
- Inverterinverter
- 1818
- zweiter Gleichrichtersecond rectifier
- 1919
- dritter Glättungskondensatorthird smoothing capacitor
- 2020
- Vorladeschaltungprecharge circuit
- 2121
- Vorladewiderstandprecharging
- 2222
- Transistortransistor
- 2323
- Diodediode
- 2424
- erstes Netztrennschützfirst network breaker
- 2525
- erste Querverbindungsleitungfirst cross connection line
- 2626
- erste Querverbindungsschalterfirst cross connection switch
- 2828
- zweite Querverbindungsleitungsecond cross connection line
- 2929
- zweiter Querverbindungsschaltersecond crossover switch
- 3131
- zweites Netztrennschützsecond mains contactor
- 3232
- drittes Netztrennschützthird network breaker
- 3333
- Stromnetzanschluss des ersten PhasenleitersPower supply connection of the first phase conductor
- 3434
- Stromnetzanschluss des zweiten PhasenleitersPower supply connection of the second phase conductor
- 3535
- Stromnetzanschluss des dritten PhasenleitersPower supply connection of the third phase conductor
- 3636
- Stromnetzanschluss des NeutralleitersPower supply connection of the neutral conductor
- 3737
- Verbindungsabschnittconnecting portion
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202018006192.1U DE202018006192U1 (en) | 2018-03-08 | 2018-03-08 | AC charging device for a motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202018006192.1U DE202018006192U1 (en) | 2018-03-08 | 2018-03-08 | AC charging device for a motor vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202018006192U1 true DE202018006192U1 (en) | 2019-07-03 |
Family
ID=67308826
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202018006192.1U Active DE202018006192U1 (en) | 2018-03-08 | 2018-03-08 | AC charging device for a motor vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE202018006192U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3790155A1 (en) * | 2019-09-03 | 2021-03-10 | Delta Electronics (Shanghai) Co., Ltd. | On-board charging and discharging system |
-
2018
- 2018-03-08 DE DE202018006192.1U patent/DE202018006192U1/en active Active
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP3790155A1 (en) * | 2019-09-03 | 2021-03-10 | Delta Electronics (Shanghai) Co., Ltd. | On-board charging and discharging system |
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R081 | Change of applicant/patentee |
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|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |