EP4161795A1 - Method and device for charging an intermediate circuit capacitor in a high-voltage network - Google Patents

Method and device for charging an intermediate circuit capacitor in a high-voltage network

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Publication number
EP4161795A1
EP4161795A1 EP21729268.9A EP21729268A EP4161795A1 EP 4161795 A1 EP4161795 A1 EP 4161795A1 EP 21729268 A EP21729268 A EP 21729268A EP 4161795 A1 EP4161795 A1 EP 4161795A1
Authority
EP
European Patent Office
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voltage
converter
charging
intermediate circuit
circuit capacitor
Prior art date
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Pending
Application number
EP21729268.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Markus Michels
Thomas Daub
Michael Ruffer
Gholamabas Esteghlal
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4161795A1 publication Critical patent/EP4161795A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B60L53/22—Constructional details or arrangements of charging converters specially adapted for charging electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
    • H—ELECTRICITY
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    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
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    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for charging an intermediate circuit capacitor in a high-voltage network.
  • the invention further relates to a drive train with a corresponding device and a vehicle with a drive train as well as a computer program and a machine-readable storage medium.
  • Preferred vehicles with an electric drive train include an intermediate circuit capacitor in a high-voltage network, which is arranged between an energy source, preferably a direct voltage and / or high-voltage energy source, and the power switches of a pulse-controlled inverter.
  • the intermediate circuit capacitor is preferably arranged within the pulse-controlled inverter on the DC voltage side.
  • the energy source preferably a traction battery, is used to supply an electrical machine with electrical energy.
  • the electrical energy is converted by means of the pulse-controlled inverter.
  • the DC voltage of the energy source is converted into an AC voltage to supply a multi-phase electrical machine.
  • the energy source When the vehicle is switched off or parked, the energy source is disconnected from the high-voltage network by means of at least one switch and the high-voltage network is discharged so that there is no danger from the high-voltage network even if electrically conductive parts are touched.
  • the energy source When the vehicle is started up again, the energy source must be conductively connected to the high-voltage network. Due to the voltage difference between the discharged high-voltage network and the energy source, switching on by means of the at least one switch would result in inadmissibly high equalizing currents.
  • the intermediate circuit capacitor is precharged in the high-voltage network or charged to a voltage that corresponds approximately to the voltage of the energy source.
  • the charging, charging or precharging of the intermediate circuit capacitor is usually done by means of an additional circuit that provides a paralle len current path to the at least one switch and also includes a switch and a resistor, precharge resistor or series resistor.
  • the switch of the parallel current path is closed for charging.
  • the compensating current that develops is limited to permissible values by means of the resistor.
  • a method for charging an intermediate circuit capacitor in a high-voltage network is provided, the high-voltage network being connectable to an energy source by means of at least one switch, the high-voltage network being coupled to a low-voltage network by means of a DC voltage converter.
  • the process comprises the following steps:
  • a method for charging an intermediate circuit capacitor in a high-voltage network is provided.
  • the high-voltage network is preferably integrated in a drive train, preferably in a vehicle.
  • the high-voltage network can be connected to an energy source by means of at least one switch, preferably at least one contactor or power semiconductor switch.
  • the energy source is preferably a battery, an accumulator or a fuel cell as a traction energy source for an electric drive train with an electric machine for a vehicle.
  • the voltage of the energy source is preferably approximately 300V, 400V, 500V or 800V.
  • the high-voltage network is coupled with a DC voltage converter.
  • the DC / DC converter connects the high-voltage network with a low-voltage network.
  • the DC voltage converter preferably comprises an inductive coupling or a transformer and thus galvanically separates the high-voltage network from the low-voltage network.
  • the DC / DC converter can also be designed as a switched-mode power supply without galvanic isolation.
  • the low-voltage network is preferably provided with electrical energy from the high-voltage network.
  • the DC voltage converter is preferably activated in the buck converter operating mode.
  • the low-voltage network preferably comprises a low-voltage energy source, for example a battery or an accumulator.
  • the voltage of the low-voltage energy source is preferably approximately 12V, 24V or 48 volts.
  • the method comprises the steps of: determining a first voltage at the energy source.
  • the voltage applied to the energy source is determined, calculated or measured by means of a suitable voltage determination unit or voltage measuring device.
  • the voltage present at the intermediate circuit capacitor is determined, calculated or measured by means of a suitable voltage determination unit or voltage measuring device.
  • Determining a first difference between the first voltage and the second voltage The first and the second determined voltage are compared with one another or their difference, a first difference, is determined.
  • the DC / DC converter is activated as a function of the determined comparison or the difference.
  • the DC-DC converter is specified, in the operating mode boost converter, energy from the low-voltage network into the To transfer high-voltage network to charge the intermediate circuit capacitor as a function of the determined difference.
  • the DC / DC converter is preferably activated in the step-up converter operating mode for charging the intermediate circuit capacitor when the first difference exceeds a first limit value.
  • the first limit value is preferably specified at approximately 10 volts.
  • a method is thus provided for charging an intermediate circuit capacitor in a high-voltage network, where the energy for charging the intermediate circuit capacitor is provided from a low-voltage network via a DC voltage converter.
  • the DC / DC converter is controlled for this purpose or the DC / DC converter is given the step-up converter operating mode so that it is operated in the step-up converter operating mode.
  • the DC / DC converter is operated in reverse mode (also: stepping up, boost mode).
  • the DC / DC converter preferably generates a high voltage from around 12V of the low-voltage energy source.
  • the DC / DC converter ensures that the high-voltage network is charged to the voltage of the energy source in the high-voltage network.
  • the pre-charging contactor assigned to the energy source and the pre-charging resistance can be omitted, which reduces costs.
  • a method for charging an intermediate circuit capacitor is advantageously provided which does not require a parallel current path to the at least one switch.
  • the method includes a further step: Specifying a setpoint voltage to be set on the high-voltage side for the DC voltage converter as a function of the determined first voltage.
  • the DC voltage converter is given a setpoint voltage to be regulated on the high-voltage side.
  • the setpoint voltage to be regulated is specified as a function of the determined first voltage, preferably the determined voltage of the energy source.
  • the voltage of the energy source can vary depending on the state of charge and the aging of the energy source.
  • the step-up converter operation of the DC-DC converter is adapted to the state of the energy source by the target voltage is adapted as a function of the determined first voltage.
  • a method is advantageously provided which enables different charge states of the energy source to be taken into account.
  • the method comprises further steps: Determining a third voltage on the high-voltage side of the DC voltage converter, the step of: specifying a high-voltage side setpoint voltage to the DC voltage converter also taking place as a function of the determined third voltage.
  • Method steps are provided for determining a third voltage on the high-voltage side on the DC voltage converter.
  • a suitable voltage determination unit or voltage measuring device is used to determine, calculate or measure the voltage on the high voltage side of the DC voltage converter.
  • the third voltage is preferably determined inside or outside the DC voltage converter, the third voltage characterizing the voltage which is applied to the DC voltage converter on the high voltage side.
  • a low voltage is preferably determined by means of a voltage measuring device, for example, on the voltage side of the DC voltage converter, and calculated for a third voltage present on the high voltage side of the DC voltage converter.
  • the intermediate circuit capacitor is galvanically connected to the DC / DC converter, due to aging of the system, measurement tolerances of the voltage sensors, unknown cable lengths in the specific application, the intermediate cables, contacts and / or other parasitic effects, different potentials at the intermediate circuit capacitor and on the high-voltage side can arise Set the DC / DC converter. This can lead to the at least one switch between the energy source and the high-voltage network not being able to be closed safely despite the charging by means of the DC voltage converter.
  • the third voltage is determined so that these determined potential differences can be taken into account in the method for charging an intermediate circuit capacitor. Thieves- This is taken into account in that a target voltage to be set on the high-voltage side is specified to the DC-DC converter as a function of the third voltage determined.
  • a method is advantageously provided which also takes into account determined potential differences between the intermediate circuit capacitor and the high-voltage side voltage of the DC voltage converter.
  • the method includes a further step: outputting a first error signal if the amount of a determined difference between the third voltage and the second voltage exceeds a predeterminable second limit value.
  • the second voltage on the intermediate circuit capacitor and the third voltage on the high-voltage side on the DC voltage converter would have to be essentially the same, since the connections of the intermediate circuit capacitor are electrically connected to the connections of the DC voltage converter. If the amount of a difference between the determined amounts of the third and the second voltage nevertheless exceeds a predeterminable second limit value, there is probably a cable fault or a measurement error.
  • the second limit value is preferably set at approximately 10 volts. If it is exceeded, a first error signal is therefore output in this case. A safe state can be initiated as a function of the first error signal.
  • a diagnosis is advantageously provided for the method for charging an intermediate circuit capacitor or for determining the third and second voltage.
  • the predetermined setpoint voltage to be set on the high-voltage side is varied while the DC-DC converter is being activated in the step-up converter operating mode for charging the intermediate circuit capacitor.
  • the specified setpoint voltage to be set on the high-voltage side is therefore not a constant setpoint voltage, but rather its voltage level varies over the time in which the DC-DC converter charges the intermediate circuit capacitor in the step-up converter operating mode.
  • the setpoint voltage in a first phase, is specified to be somewhat smaller than the first voltage.
  • the nominal tension is preferably 90%, 80% or 70% of the first tension.
  • the first phase continues until the third voltage has increased to a value that is approximately 10% less than the nominal voltage.
  • the setpoint voltage is specified to be somewhat smaller than the third voltage.
  • the nominal voltage is preferably 98%, 95% or 90% of the third voltage.
  • a second difference between the third voltage and the second voltage is also determined.
  • the target voltage is specified as a function of a sum of the first voltage and the determined second difference.
  • a method in which the method for charging the intermediate circuit capacitor is divided into time phases.
  • the intermediate circuit capacitor is rapidly charged with a specified nominal voltage, the value of which is specified somewhat lower than the first voltage determined.
  • the first phase is retained until the third voltage has reached a value that is approximately 10% below the specified nominal voltage.
  • the target voltage is specified somewhat lower than the third voltage, so that the second voltage on the intermediate circuit capacitor does not rise any further, but rather stabilizes.
  • a second difference between the third voltage and the second voltage is determined.
  • the second phase preferably ends after a fixed period of time, preferably 60 ms.
  • the duration is preferably to be selected at least as long as the determination of the third and second voltage and the determination of the difference between these variables are required.
  • the setpoint voltage is specified as a function of a sum of the first voltage and the determined second difference or, preferably, as the sum of the first voltage and the determined second Difference given.
  • the third phase preferably ends when the charging process has ended and the first difference between the first voltage and the second voltage thus falls below the second limit value.
  • the second limit value is specified so low that the voltage differences between the energy source and the intermediate circuit capacitor are so small that the energy source can be safely connected to the high-voltage network.
  • the first difference between the first voltage and the second voltage is therefore as small as possible in order to protect the at least one switch between the energy source and the high-voltage network from damage.
  • An effective, rapid method for charging an intermediate circuit capacitor is advantageously provided.
  • the at least one switch between the energy source and the intermediate circuit capacitor is then preferably closed.
  • the DC voltage converter will preferably work again in the step-down converter operating mode and provide a low voltage on the low-voltage side in order to charge the low-voltage energy source and to supply other low-voltage consumers.
  • the second difference between the third and second voltage is also determined and heavily filtered, preferably stored in a variable using a PT1 filter with a dew of several seconds. This variable is saved in the non-volatile memory (EEPROM) when the system is shut down so that it is available the next time the system is started.
  • EEPROM non-volatile memory
  • the first phase and the second phase are not executed and the setpoint voltage Us in the third phase is specified as the sum of the first voltage and the stored variable, depending on the stored variable. Since the first phase and the second phase are not carried out, the charging time is shortened. If the variable is not available, loading takes place using the first, second and third phases. Since the difference between the third and the second voltage is constantly kept up-to-date, effects such as aging of the system, measurement tolerances of the voltage sensors and cable lengths in the vehicle no longer have any influence on the quality of charging.
  • the method comprises the further steps: Recognizing that the first difference between the first voltage and the second voltage falls below a second limit value. Closing the min least one switch between the energy source and the high-voltage network, if the first difference between the first voltage and the second voltage falls below the second limit value.
  • the first difference between the first voltage and the second voltage is compared with a second limit value. It is recognized when the first difference falls below the second limit value. If this is the case, the second voltage on the intermediate circuit capacitor corresponds approximately to the first voltage on the energy source. The intermediate circuit capacitor is thus charged. The at least one switch between the energy source and the high-voltage network is therefore closed.
  • the first and second limit values can preferably be identical.
  • a method for charging the intermediate circuit capacitor is advantageously provided which also enables the high-voltage network to continue to be operated and in which unacceptably high equalizing currents are avoided when the at least one switch is closed.
  • the method comprises the following additional steps: determining a permissible charging current, specifying a target charging current as a function of the permissible charging current determined to the DC voltage converter, controlling the DC voltage converter to charge the intermediate circuit capacitor depending on the target charging current.
  • a method is provided in which the DC-DC converter is given a target charging current which is smaller than a permissible charging current.
  • a method is advantageously provided in which an impermissibly high charging current for charging the intermediate circuit capacitor is avoided.
  • the method comprises the steps of: determining a first time period for activating the DC voltage converter for charging the intermediate circuit capacitor. Outputting a second error signal if the first time period exceeds a third limit value.
  • a method is provided in which the duration of charging of the intermediate circuit capacitor is recorded. If the period of time exceeds a predeterminable third limit value, either a faulty current flows in the high-voltage network due to a fault, short circuit or an actively connected high-voltage consumer, or the charging current is lower than expected.
  • the third limit value is preferably specified as the somewhat longer usual period of time that is required for charging.
  • the different errors can represent a risk for further operation, so a second error signal is output.
  • a safe state can be initiated as a function of the second error signal.
  • a diagnosis for the method for charging an intermediate circuit capacitor is advantageously provided.
  • the method comprises the steps of: determining a second time period between the step of controlling the DC-DC converter for charging the intermediate circuit capacitor and the step of recognizing that the first difference between the first voltage and the second voltage falls below the second limit value. Output of a third error signal if the second time period falls below a fourth limit value.
  • a method in which the duration of the charging of the intermediate circuit capacitor until the end of the process in which the first difference falls below the second limit value is recorded. If the duration falls below a predeterminable fourth limit value, either a faulty current flows in the high-voltage network due to a fault, short circuit or a defective intermediate circuit capacitor, or the charging current is higher than expected. The different errors can represent a risk for further operation, so a third error signal is output.
  • the fourth limit value is preferably specified as the somewhat shortened usual period of time that is required for charging. A safe state can be initiated as a function of the third error signal.
  • a diagnosis for the method for charging an intermediate circuit capacitor is advantageously provided.
  • the method comprises the steps of: determining the amount of charge between the step of controlling the DC voltage converter for charging the intermediate circuit capacitor and the step of recognizing that the first difference between the first voltage and the second voltage falls below the second limit value. Output of a fourth error signal if the charge amount exceeds a fifth limit value.
  • a method in which the charge amount, that is to say the charge current integrated over the charging time, of charging the intermediate circuit capacitor until the end of the process in which the first difference falls below the second limit value is recorded. If the charge quantity exceeds a predeterminable fifth limit value, either a faulty current flows in the high-voltage network due to a fault, short circuit or an actively connected high-voltage consumer, or the charge current is higher than expected. The various errors can represent a risk for further operation, which is why a fourth error signal is output.
  • the fifth limit value is preferably specified as the somewhat larger usual charge amount that is required for charging. A safe state can be initiated as a function of the fourth error signal.
  • a diagnosis for the method for charging an intermediate circuit capacitor is advantageously provided.
  • the determination of the first voltage, the second voltage, the third voltage and the first and second difference does not relate to a single process, but rather the respective determinations are repeated or continuously carried out, depending on the situation which resources are available for determination. It goes without saying that, in particular, the determined value of the second and third voltage and also the first and second differences change during the process sequence and are updated for use in the process.
  • the invention also relates to a computer program, comprising commands which, when the program is executed by a computer, cause the computer to carry out the steps of the method described.
  • the invention also relates to a computer-readable storage medium, comprising instructions which, when executed by a computer, cause the computer to carry out the steps of the method described.
  • the invention also relates to a device for charging an intermediate circuit capacitor in a high-voltage network, the high-voltage network being connectable to an energy source by means of at least one switch, the high-voltage network being coupled to a low-voltage network by means of a DC voltage converter, and the device being designed to generate a first voltage to determine at the energy source, to determine a second voltage on the intermediate circuit capacitor, to determine a first difference between the first voltage and the second voltage, to control the DC-DC converter in the boost converter operating mode for charging the intermediate circuit capacitor as a function of the determined first difference.
  • a device for charging an intermediate circuit capacitor in a high-voltage network.
  • the high-voltage network can be connected to an energy source by means of at least one switch.
  • the high-voltage network is coupled to a low-voltage network by means of a DC voltage converter.
  • the device is designed to determine a first voltage at the energy source, to determine a second voltage to the intermediate circuit capacitor, and to determine a first difference between the first voltage and the second voltage.
  • the device preferably includes configured inputs and outputs that enable voltages to be determined, preferably by means of voltage measuring devices, and preferably an m-controller for determining the difference between the values determined.
  • the device is also set up to control the DC / DC converter in the step-up converter operating mode for charging the intermediate circuit capacitor as a function of the first difference determined.
  • the device comprises corresponding outputs and a connection to the DC voltage converter, so that a signal is preferably output to the DC voltage converter that it is switched to the step-up converter operating mode and / or is operated in this operating mode.
  • a device for charging an intermediate circuit capacitor is advantageously provided which does not require a parallel current path to the at least one switch.
  • the invention also relates to a drive train with a described device and preferably with power electronics and / or an electrical drive.
  • a drive train is used, for example, to drive an electric vehicle. Efficient operation of the drive train is made possible by means of the method and the device.
  • the invention also relates to a vehicle with a drive train described.
  • a vehicle is thus advantageously provided which comprises a device with which efficient charging of the intermediate circuit capacitor is made possible.
  • Figure 1 is a schematic representation of a device for charging an intermediate circuit capacitor
  • FIG. 2 shows a schematically shown vehicle with a drive train
  • FIG. 3 shows a schematic diagram with an exemplary profile of voltages during the phases of the method for charging an intermediate circuit capacitor.
  • FIG. 4 shows a schematically illustrated flow chart for a method for charging an intermediate circuit capacitor.
  • FIG. 5 shows a schematically illustrated alternative flow diagram for a method for charging an intermediate circuit capacitor.
  • FIG. 1 shows a device 200 which is set up to carry out a method for charging an intermediate circuit capacitor 210 in a high-voltage network 205.
  • the high-voltage network 205 can be connected to an energy source 220 by means of at least one switch 230.
  • the high-voltage network 205 is coupled to a low-voltage network 295 by means of a DC voltage converter 250.
  • the DC voltage converter 250 preferably comprises an inductive coupling or a transformer and thus galvanically separates the high-voltage network 205 from the low-voltage network 295.
  • the DC voltage converter 250 can also be configured as a switching power supply unit without galvanic separation.
  • the low-voltage network 295 is preferably provided with electrical energy from the high-voltage network 205.
  • the DC voltage converter 250 is preferably controlled in the buck converter operating mode.
  • the low-voltage network 295 preferably comprises a low-voltage energy source 260, for example a battery or an accumulator, and further consumers (not shown), for example control devices.
  • the device 200 is designed to determine a first voltage Ul at the energy source 220, to determine a second voltage U2 at the intermediate circuit capacitor 210 and a first difference Dl of the first To determine voltage Ul and the second voltage U2.
  • the device 200 is preferably also designed to determine a third voltage U3 on the high-voltage side of the DC voltage converter and / or to determine a second difference D2 between the third voltage U3 and the second voltage U2 250, or outputs a signal to the DC voltage converter 250 so that it is switched to the boost converter operating mode and operated as a boost converter.
  • the device 200 preferably sends further signals to the DC voltage converter 250, so that a target voltage Us and / or a charging current Is for charging the intermediate circuit capacitor is preferably specified for this purpose.
  • FIG. 2 shows a schematically illustrated vehicle 400 with a drive train 300.
  • the illustration shows, by way of example, a vehicle 400 which can be used equally on land, on water and in the air.
  • the drive train 300 includes the device 200 and preferably power electronics, a pulse-controlled inverter 270 and / or the DC voltage converter 250.
  • the drive train preferably further includes an energy source 220, the intermediate circuit capacitor 210, an electrical machine 280 and / or a low-voltage energy source 260.
  • the pulse-controlled inverter 270 is preferably used to supply the electrical machine 280 with electrical energy from the energy source 220.
  • FIG. 3 shows a schematic diagram with an exemplary profile of voltages during the phases of the method for charging an intermediate circuit capacitor, the voltages U (y-axis) being plotted over time t (x-axis).
  • the first voltage U1 is already applied to the energy source before the start of the process.
  • the nominal voltage Us is specified to be somewhat smaller than the first voltage Ul.
  • the first phase Phi continues until the third voltage U3 has increased to a value that is approximately 10% lower than the setpoint voltage Us.
  • the setpoint voltage Us is slightly smaller than the third voltage U3 is currently specified and a second difference D2 is between the third voltage U3 and the second voltage U2 (not shown) determined.
  • the nominal voltage Us is specified as a function of a sum of the first voltage Ul and the determined second difference D2 or is preferably specified as the sum of the first voltage and the determined second difference.
  • FIG. 4 shows a schematically illustrated flow chart for a method 100 for charging an intermediate circuit capacitor 210.
  • the method begins with step 105.
  • a first voltage U1 is determined at the energy source 220; in step 120, a second voltage U2 is determined at the intermediate circuit capacitor 210.
  • a first difference Dl of the first voltage U1 and the second voltage U2 is determined in step 130.
  • the DC voltage converter 250 is activated and switched to the operating mode boost converter for charging the intermediate circuit capacitor 210 as a function of the determined first difference Dl.
  • Mit Step 175 ends the method.
  • FIG. 5 shows a schematically illustrated alternative flowchart for a method 100 for charging an intermediate circuit capacitor 210.
  • the alternative flowchart preferably includes at least some of the further steps.
  • step 150 a setpoint voltage Us to be set on the high-voltage side is specified for the DC voltage converter 250 as a function of the determined first voltage Ul.
  • a third voltage U3 on the high-voltage side is determined on the DC voltage converter 250, with step 150 then following a setpoint voltage Us to be set on the high-voltage side on the DC voltage converter 250, also as a function of the determined third voltage U3.
  • the predetermined setpoint voltage Us to be set on the high-voltage side is preferably varied, preferably as described for FIG.
  • step 160 it is recognized that the first difference Dl between the first voltage Ul and the second voltage U2 falls below a second limit value G2.
  • step 170 the at least one switch 230 between the energy source 220 and the high-voltage network 205 is closed.
  • step 111 a permissible loading Current Iz determined, consequently in step 151 a target charging current Is is specified as a function of the determined permissible charging current Iz and the DC voltage converter 250 is controlled accordingly in step 152 as a function of the target charging current Is.
  • a first error signal F1 is preferably output in step 143 if the amount of the difference between the third voltage U3 and the second voltage U2 exceeds a second limit value G2.
  • step 153 a first time period TI for driving the DC-DC converter 250 to charge the intermediate circuit capacitor 210 is determined, and in step 154 a second error signal F2 is output if the time period TI exceeds a third limit value G3.
  • a second time period T2 is preferably determined in step 155 between step 140 for controlling the DC voltage converter 250 for charging the intermediate circuit capacitor 210 and step 160 for recognizing that the first difference Dl of the first voltage Ul and the second voltage U2 is the second Limit value G2 falls below.
  • a third error signal F3 is output if the second time period T2 falls below a fourth limit value G4.
  • the determination of the charge amount Q takes place between the step 140 for controlling the DC voltage converter 250 for charging the intermediate circuit capacitor 210 and the step 160 for recognizing that the first difference Dl of the first voltage Ul and the second voltage U2 exceeds the second limit value G2 falls below.
  • a fourth error signal F4 is output if the charge quantity Q exceeds a fifth limit value G5.

Abstract

The invention relates to a method (100) for charging an intermediate circuit capacitor (210) in a high-voltage network (205). The high-voltage network can be connected to a power source (220) by means of at least one switch (230) and is coupled to a low-voltage network (295) by means of a DC voltage converter (250). The method comprises the steps: determining (110) a first voltage (U1) across the power source (220); determining (120) a second voltage (U2) across the intermediate circuit capacitor (210); determining (130) a first difference (D1) between the first voltage (U1) and the second voltage (U2); switching (140) the DC voltage converter (250) to the boost converter operating mode to charge the intermediate circuit capacitor (210) according to the determined first difference (D1).

Description

Beschreibung description
Titel title
Verfahren und Vorrichtung zum Laden eines Zwischenkreiskondensators in ei- nem Hochvoltnetz Method and device for charging an intermediate circuit capacitor in a high-voltage network
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Laden eines Zwi schenkreiskondensators in einem Hochvoltnetz. Ferner betrifft die Erfindung ei nen Antriebsstrang mit einer entsprechenden Vorrichtung und ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang sowie ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium. The invention relates to a method and a device for charging an intermediate circuit capacitor in a high-voltage network. The invention further relates to a drive train with a corresponding device and a vehicle with a drive train as well as a computer program and a machine-readable storage medium.
Stand der Technik State of the art
Verfahren und Vorrichtungen zum Laden eines Zwischenkreiskondensators in ei nem Hochvoltnetz sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bevorzugt Fahr zeuge mit einem elektrischen Antriebsstrang umfassen in einem Hochvoltnetz ei nen Zwischenkreiskondensator, der zwischen einer Energiequelle, bevorzugt ei ner Gleichspannungs- und/ oder Hochvolt- Energiequelle, und den Leistungs schaltern eines Pulswechselrichters angeordnet ist. Bevorzugt ist der Zwischen kreiskondensator innerhalb des Pulswechselrichters an der Gleichspannungs seite angeordnet. Die Energiequelle, bevorzugt eine Traktionsbatterie, dient der Versorgung einer elektrischen Maschine mit elektrischer Energie. Die elektrische Energie wird hierzu mittels dem Pulswechselrichter gewandelt. Die Gleichspan nung der Energiequelle wird in eine Wechselspannung zur Versorgung einer mehrphasigen elektrischen Maschine gewandelt. Wenn das Fahrzeug ausge schaltet oder abgestellt ist, wird die Energiequelle mittels mindestens einem Schalter von dem Hochvoltnetz abgetrennt und das Hochvoltnetz entladen, damit seitens des Hochvoltnetzes selbst bei Berührung stromleitender Teile keine Ge fahr ausgeht. Bei der Wiederinbetriebnahme des Fahrzeugs muss die Energie- quelle mit dem Hochvoltnetz leitend verbunden werden. Aufgrund des Span nungsunterschiedes zwischen dem entladenen Hochvoltnetz und der Energie quelle käme es bei einem Zuschalten mittels dem mindestens einen Schalter zu unzulässig hohen Ausgleichsströmen. Zur Reduktion der Spannungsunter schiede vor dem Zuschalten der Energiequelle wird der Zwischenkreiskondensa tor in dem Hochvoltnetz vorgeladen oder aufgeladen auf eine Spannung, die an nähernd der Spannung der Energiequelle entspricht. Bei dem folgenden Zuschal ten oder Schließen des mindestens einen Schalter liegen folglich keine wesentli chen Spannungsunterschiede mehr vor, sodass auch keine relevanten Aus gleichsströme auftreten. Das Laden, Aufladen oder Vorladen des Zwischenkreis kondensators erfolgt gewöhnlich mittels einer Zusatzschaltung, die einen paralle len Strompfad zu dem mindestens einen Schalter bereitstellt und ebenfalls einen Schalter und einen Widerstand, Vorladewiderstand oder Serienwiderstand um fasst. Zum Laden wird der Schalter des parallelen Strompfades geschlossen. Der sich ausbildende Ausgleichstrom wird mittels dem Widerstand auf zulässige Werte begrenzt. Wenn der Aufladevorgang beendet ist, wird der mindestens eine Schalter zwischen dem Hochvoltnetz und der Energiequelle geschlossen. So dann ist der Antriebsstrang wieder einsatzbereit. Der parallele Strompfad mit Schalter und Vorladewiderstand benötigt zusätzliche Komponenten und Raum und führt zu zusätzlichem Gewicht und Kosten. Daher besteht ein Bedarf für al ternative Lösungen, die ohne den parallelen Strompfad ein Laden des Zwischen kreiskondensators ermöglichen. Methods and devices for charging an intermediate circuit capacitor in a high-voltage network are known from the prior art. Preferred vehicles with an electric drive train include an intermediate circuit capacitor in a high-voltage network, which is arranged between an energy source, preferably a direct voltage and / or high-voltage energy source, and the power switches of a pulse-controlled inverter. The intermediate circuit capacitor is preferably arranged within the pulse-controlled inverter on the DC voltage side. The energy source, preferably a traction battery, is used to supply an electrical machine with electrical energy. For this purpose, the electrical energy is converted by means of the pulse-controlled inverter. The DC voltage of the energy source is converted into an AC voltage to supply a multi-phase electrical machine. When the vehicle is switched off or parked, the energy source is disconnected from the high-voltage network by means of at least one switch and the high-voltage network is discharged so that there is no danger from the high-voltage network even if electrically conductive parts are touched. When the vehicle is started up again, the energy source must be conductively connected to the high-voltage network. Due to the voltage difference between the discharged high-voltage network and the energy source, switching on by means of the at least one switch would result in inadmissibly high equalizing currents. To reduce the voltage differences before the energy source is switched on, the intermediate circuit capacitor is precharged in the high-voltage network or charged to a voltage that corresponds approximately to the voltage of the energy source. When the at least one switch is subsequently switched on or closed, there are consequently no more significant voltage differences, so that no relevant equalizing currents occur either. The charging, charging or precharging of the intermediate circuit capacitor is usually done by means of an additional circuit that provides a paralle len current path to the at least one switch and also includes a switch and a resistor, precharge resistor or series resistor. The switch of the parallel current path is closed for charging. The compensating current that develops is limited to permissible values by means of the resistor. When the charging process is finished, the at least one switch between the high-voltage network and the energy source is closed. The drive train is then ready for use again. The parallel current path with switch and pre-charging resistor requires additional components and space and leads to additional weight and costs. There is therefore a need for alternative solutions that allow the intermediate circuit capacitor to be charged without the parallel current path.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Es wird ein Verfahren zum Laden eines Zwischenkreiskondensators in einem Hochvoltnetz bereitgestellt, wobei das Hochvoltnetz mittels mindestens einem Schalter mit einer Energiequelle verbindbar ist, wobei das Hochvoltnetz mittels einem Gleichspannungswandler mit einem Niedervoltnetz gekoppelt ist. Das Ver fahren umfasst die Schritte: A method for charging an intermediate circuit capacitor in a high-voltage network is provided, the high-voltage network being connectable to an energy source by means of at least one switch, the high-voltage network being coupled to a low-voltage network by means of a DC voltage converter. The process comprises the following steps:
Ermitteln einer ersten Spannung an der Energiequelle, Determining a first voltage at the energy source,
Ermitteln einer zweiten Spannung an dem Zwischenkreiskondensator,Determining a second voltage on the intermediate circuit capacitor,
Ermitteln einer ersten Differenz der ersten Spannung und der zweiten Spannung, Ansteuern des Gleichspannungswandlers in den Betriebsmodus Hochsetzsteller zum Laden des Zwischenkreiskondensators in Abhängigkeit der ermittelten ers ten Differenz. Determining a first difference between the first voltage and the second voltage, activating the DC-DC converter in the step-up converter operating mode for charging the intermediate circuit capacitor depending on the determined first difference.
Es wird ein Verfahren zum Laden eines Zwischenkreiskondensators in einem Hochvoltnetz bereitgestellt. Bevorzugt ist das Hochvoltnetz in einem Antriebs strang integriert, bevorzugt in einem Fahrzeug. Das Hochvoltnetz ist mittels min destens einem Schalter, bevorzugt mindestens ein Schütz oder Leistungshalb leiterschalter, mit einer Energiequelle verbindbar. Die Energiequelle ist bevorzugt eine Batterie, ein Akkumulator oder eine Brennstoffzelle als Traktionsenergie quelle für einen elektrischen Antriebsstrang mit einer elektrischen Maschine für ein Fahrzeug. Die Spannung der Energiequelle beträgt bevorzugt ungefähr 300V, 400V, 500V oder 800V. Das Hochvoltnetz ist mit einem Gleichspannungswandler gekoppelt. Der Gleichspannungswandler verbindet das Hochvoltnetz mit einem Niederspannungsnetz. Bevorzugt umfasst der Gleichspannungswandler eine in duktive Kopplung oder einen Transformator und trennt somit das Hochvoltnetz galvanisch vom Niederspannungsnetz. Der Gleichspannungswandler kann auch als Schaltnetzteil ohne galvanische Trennung ausgestaltet sein. Bevorzugt wird das Niederspannungsnetz aus dem Hochvoltnetz mit elektrischer Energie ver sorgt. Bevorzugt wird der Gleichspannungswandler dazu in dem Betriebsmodus Tiefsetzsteller angesteuert. Das Niederspannungsnetz umfasst bevorzugt eine Niederspannungsenergiequelle, beispielsweise eine Batterie oder einen Akkumu lator. Die Spannung der Niederspannungsenergiequelle beträgt bevorzugt unge fähr 12V, 24V oder 48 Volt. Das Verfahren umfasst die Schritte: Ermitteln einer ersten Spannung an der Energiequelle. Mittels einer geeigneten Spannungser mittlungseinheit oder Spannungsmesseinrichtung wird die an der Energiequelle anliegende Spannung ermittelt, berechnet oder gemessen. Ermitteln einer zwei ten Spannung an dem Zwischenkreiskondensator. Mittels einer geeigneten Spannungsermittlungseinheit oder Spannungsmesseinrichtung wird die an dem Zwischenkreiskondensator anliegende Spannung ermittelt, berechnet oder ge messen. Ermitteln einer ersten Differenz der ersten Spannung und der zweiten Spannung. Die erste und die zweite ermittelte Spannung werden miteinander verglichen oder deren Differenz, eine erste Differenz, bestimmt. In Abhängigkeit des ermittelten Vergleichs oder der Differenz wird der Gleichspannungswandler angesteuert. Hierzu wird dem Gleichspannungswandler vorgegeben, in dem Be triebsmodus Hochsetzsteller Energie aus dem Niederspannungsnetz in das Hochvoltnetz zu übertragen zum Laden des Zwischenkreiskondensators in Ab hängigkeit der ermittelten Differenz. Bevorzugt wird der Gleichspannungswandler in den Betriebsmodus Hochsetzsteller zum Laden des Zwischenkreiskondensa tors angesteuert, wenn die erste Differenz einen ersten Grenzwert überschreitet. Der erste Grenzwert wird hierzu bevorzugt mit ungefähr 10 Volt vorgegeben. Mit tels des Ladens des Zwischenkreiskondensators reduziert sich die Differenz zwi schen der ersten und der zweiten Spannung. Somit wird ein Verfahren zum La den eines Zwischenkreiskondensators in einem Hochvoltnetz bereitgestellt, wo bei die Energie zum Laden des Zwischenkreiskondensators über einen Gleich spannungswandler aus einem Niederspannungsnetz bereitgestellt wird. Der Gleichspannungswandler wird dazu angesteuert oder dem Gleichspannungs wandler wird hierzu der Betriebsmodus Hochsetzsteller vorgegeben, sodass die ser im Hochsetzsteller Betriebsmodus betrieben wird. Hierzu wird der Gleich spannungswandler im Rückwärtsbetrieb (auch: Hochsetzen, Boost-Modus) be trieben. Das bedeutet, dass der Gleichspannungswandler bevorzugt aus den un gefähr 12V der Niederspannungsenergiequelle eine Hochspannung erzeugt. Da mit sorgt der Gleichspannungswandler dafür, dass das Hochvoltnetz auf die Spannung der Energiequelle im Hochvoltnetz geladen wird. Somit können bevor zugt das der Energiequelle zugeordnete Vorladeschütz und der Vorladewider stand entfallen, wodurch die Kosten gesenkt werden. A method for charging an intermediate circuit capacitor in a high-voltage network is provided. The high-voltage network is preferably integrated in a drive train, preferably in a vehicle. The high-voltage network can be connected to an energy source by means of at least one switch, preferably at least one contactor or power semiconductor switch. The energy source is preferably a battery, an accumulator or a fuel cell as a traction energy source for an electric drive train with an electric machine for a vehicle. The voltage of the energy source is preferably approximately 300V, 400V, 500V or 800V. The high-voltage network is coupled with a DC voltage converter. The DC / DC converter connects the high-voltage network with a low-voltage network. The DC voltage converter preferably comprises an inductive coupling or a transformer and thus galvanically separates the high-voltage network from the low-voltage network. The DC / DC converter can also be designed as a switched-mode power supply without galvanic isolation. The low-voltage network is preferably provided with electrical energy from the high-voltage network. For this purpose, the DC voltage converter is preferably activated in the buck converter operating mode. The low-voltage network preferably comprises a low-voltage energy source, for example a battery or an accumulator. The voltage of the low-voltage energy source is preferably approximately 12V, 24V or 48 volts. The method comprises the steps of: determining a first voltage at the energy source. The voltage applied to the energy source is determined, calculated or measured by means of a suitable voltage determination unit or voltage measuring device. Determine a second voltage on the intermediate circuit capacitor. The voltage present at the intermediate circuit capacitor is determined, calculated or measured by means of a suitable voltage determination unit or voltage measuring device. Determining a first difference between the first voltage and the second voltage. The first and the second determined voltage are compared with one another or their difference, a first difference, is determined. The DC / DC converter is activated as a function of the determined comparison or the difference. For this purpose, the DC-DC converter is specified, in the operating mode boost converter, energy from the low-voltage network into the To transfer high-voltage network to charge the intermediate circuit capacitor as a function of the determined difference. The DC / DC converter is preferably activated in the step-up converter operating mode for charging the intermediate circuit capacitor when the first difference exceeds a first limit value. For this purpose, the first limit value is preferably specified at approximately 10 volts. By charging the intermediate circuit capacitor, the difference between the first and the second voltage is reduced. A method is thus provided for charging an intermediate circuit capacitor in a high-voltage network, where the energy for charging the intermediate circuit capacitor is provided from a low-voltage network via a DC voltage converter. The DC / DC converter is controlled for this purpose or the DC / DC converter is given the step-up converter operating mode so that it is operated in the step-up converter operating mode. For this purpose, the DC / DC converter is operated in reverse mode (also: stepping up, boost mode). This means that the DC / DC converter preferably generates a high voltage from around 12V of the low-voltage energy source. The DC / DC converter ensures that the high-voltage network is charged to the voltage of the energy source in the high-voltage network. Thus, the pre-charging contactor assigned to the energy source and the pre-charging resistance can be omitted, which reduces costs.
Vorteilhaft wird ein Verfahren zum Laden eines Zwischenkreiskondensators be reitgestellt, welches keinen parallelen Strompfad zu dem mindestens einen Schalter erfordert. A method for charging an intermediate circuit capacitor is advantageously provided which does not require a parallel current path to the at least one switch.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung, umfasst das Verfahren einen wei teren Schritt: Vorgeben einer hochvoltseitig einzustellenden Sollspannung an den Gleichspannungswandler in Abhängigkeit der ermittelten ersten Spannung. Als weiteren Verfahrensschritt wird dem Gleichspannungswandler eine hochvoltseitig einzuregelnde Sollspannung vorgegeben. Die einzuregelnde Sollspannung wird hierzu in Abhängigkeit der ermittelten ersten Spannung, bevorzugt der ermittelten Spannung der Energiequelle, vorgegeben. Die Spannung der Energiequelle kann in Abhängigkeit des Ladezustands und der Alterung der Energiequelle unter schiedlich sein. Mittels dem Verfahrensschritt wird der Hochsetzstellerbetrieb des Gleichspannungswandlers an den Zustand der Energiequelle angepasst, indem die Sollspannung in Abhängigkeit der ermittelten ersten Spannung angepasst wird. In another embodiment of the invention, the method includes a further step: Specifying a setpoint voltage to be set on the high-voltage side for the DC voltage converter as a function of the determined first voltage. As a further process step, the DC voltage converter is given a setpoint voltage to be regulated on the high-voltage side. For this purpose, the setpoint voltage to be regulated is specified as a function of the determined first voltage, preferably the determined voltage of the energy source. The voltage of the energy source can vary depending on the state of charge and the aging of the energy source. By means of the method step, the step-up converter operation of the DC-DC converter is adapted to the state of the energy source by the target voltage is adapted as a function of the determined first voltage.
Vorteilhaft wird ein Verfahren bereitgestellt, welches eine Berücksichtigung unter schiedlicher Ladezustände der Energiequelle ermöglicht. A method is advantageously provided which enables different charge states of the energy source to be taken into account.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren weitere Schritte: Ermitteln einer dritten Spannung hochvoltseitig am Gleichspannungs wandler, wobei der Schritt: Vorgeben einer hochvoltseitig einzustellenden Soll spannung an den Gleichspannungswandler auch in Abhängigkeit der ermittelten dritten Spannung erfolgt. In another embodiment of the invention, the method comprises further steps: Determining a third voltage on the high-voltage side of the DC voltage converter, the step of: specifying a high-voltage side setpoint voltage to the DC voltage converter also taking place as a function of the determined third voltage.
Es werden Verfahrensschritte bereitgestellt zum Ermitteln einer dritten Spannung hochvoltseitig am Gleichspannungswandler. Mittels einer geeigneten Span nungsermittlungseinheit oder Spannungsmesseinrichtung wird die hochvoltseitig am Gleichspannungswandler anliegende Spannung ermittelt, berechnet oder ge messen. Bevorzugt wird die dritte Spannung innerhalb oder außerhalb des Gleichspannungswandlers ermittelt, wobei die dritte Spannung die Spannung charakterisiert, welche hochvoltseitig am Gleichspannungswandler anliegt. Be vorzugt wird hierzu mittels einer Spannungsmesseinrichtung beispielsweise nie derspannungsseitig des Gleichspannungswandlers eine Niederspannung ermit telt und zu einer hochvoltseitig am Gleichspannungswandler anliegenden dritten Spannung berechnet. Auch wenn der Zwischenkreiskondensator galvanisch mit dem Gleichspannungswandler verbunden ist, können sich aufgrund von Alterung des Systems, Messtoleranzen der Spannungssensorik, unbekannter Leitungslän gen im spezifischen Anwendungsfall, der dazwischenliegenden Leitungen, Kon takte und/ oder weiteren parasitären Effekten unterschiedliche Potentiale an Zwi schenkreiskondensator und hochvoltseitig am Gleichspannungswandler einstel len. Dies kann dazu führen, dass trotz des Ladens mittels dem Gleichspan nungswandler der mindestens eine Schalter zwischen Energiequelle und Hoch voltnetz nicht gefahrlos geschlossen werden kann. Damit diese ermittelten Po tentialunterschiede bei dem Verfahren zum Laden eines Zwischenkreiskonden sators berücksichtigt werden können, wird die dritte Spannung ermittelt. Die Be- rücksichtigung erfolgt dadurch, dass die Vorgabe einer hochvoltseitig einzustel lenden Sollspannung an den Gleichspannungswandler auch in Abhängigkeit der ermittelten dritten Spannung erfolgt. Method steps are provided for determining a third voltage on the high-voltage side on the DC voltage converter. A suitable voltage determination unit or voltage measuring device is used to determine, calculate or measure the voltage on the high voltage side of the DC voltage converter. The third voltage is preferably determined inside or outside the DC voltage converter, the third voltage characterizing the voltage which is applied to the DC voltage converter on the high voltage side. For this purpose, a low voltage is preferably determined by means of a voltage measuring device, for example, on the voltage side of the DC voltage converter, and calculated for a third voltage present on the high voltage side of the DC voltage converter. Even if the intermediate circuit capacitor is galvanically connected to the DC / DC converter, due to aging of the system, measurement tolerances of the voltage sensors, unknown cable lengths in the specific application, the intermediate cables, contacts and / or other parasitic effects, different potentials at the intermediate circuit capacitor and on the high-voltage side can arise Set the DC / DC converter. This can lead to the at least one switch between the energy source and the high-voltage network not being able to be closed safely despite the charging by means of the DC voltage converter. The third voltage is determined so that these determined potential differences can be taken into account in the method for charging an intermediate circuit capacitor. Thieves- This is taken into account in that a target voltage to be set on the high-voltage side is specified to the DC-DC converter as a function of the third voltage determined.
Vorteilhaft wird ein Verfahren bereitgestellt, welches auch ermittelte Potentialun terschiede von Zwischenkreiskondensator zur hochvoltseitigen Spannung des Gleichspannungswandlers berücksichtigt. A method is advantageously provided which also takes into account determined potential differences between the intermediate circuit capacitor and the high-voltage side voltage of the DC voltage converter.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren einen wei teren Schritt: Ausgeben eines ersten Fehlersignals, wenn der Betrag einer ermit telten Differenz der dritten Spannung und der zweiten Spannung einen vorgebba- ren zweiten Grenzwert überschreitet. Die zweite Spannung am Zwischenkreis kondensator und dritte Spannung hochvoltseitig am Gleichspannungswandler müssten im Wesentlichen gleich sein, da die Anschlüsse des Zwischenkreiskon densators mit den Anschlüssen des Gleichspannungswandler elektrisch verbun den sind. Wenn dennoch der Betrag einer Differenz der ermittelten Beträge der dritten und der zweiten Spannung einen vorgebbaren zweiten Grenzwert über schreitet, liegt daher wahrscheinlich Kabelfehler oder ein Messfehler vor. Der zweite Grenzwert wird hierzu bevorzugt mit ungefähr 10 Volt vorgegeben. Bei ei nem Überschreiten wird daher in diesem Fall ein erstes Fehlersignal ausgege ben. In Abhängigkeit des ersten Fehlersignals kann ein sicherer Zustand einge leitet werden. Vorteilhaft wird eine Diagnose für das Verfahren zum Laden eines Zwischenkreiskondensators oder für die Ermittlung der dritten und zweiten Span nung bereitgestellt. In another embodiment of the invention, the method includes a further step: outputting a first error signal if the amount of a determined difference between the third voltage and the second voltage exceeds a predeterminable second limit value. The second voltage on the intermediate circuit capacitor and the third voltage on the high-voltage side on the DC voltage converter would have to be essentially the same, since the connections of the intermediate circuit capacitor are electrically connected to the connections of the DC voltage converter. If the amount of a difference between the determined amounts of the third and the second voltage nevertheless exceeds a predeterminable second limit value, there is probably a cable fault or a measurement error. For this purpose, the second limit value is preferably set at approximately 10 volts. If it is exceeded, a first error signal is therefore output in this case. A safe state can be initiated as a function of the first error signal. A diagnosis is advantageously provided for the method for charging an intermediate circuit capacitor or for determining the third and second voltage.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird während des Ansteuerns des Gleichspannungswandlers in dem Betriebsmodus Hochsetzsteller zum Laden des Zwischenkreiskondensators die vorgegebene hochvoltseitig einzustellende Sollspannung variiert. Die vorgegebene hochvoltseitig einzustellende Sollspan nung ist somit nicht eine konstante Sollspannung, sondern deren Spannungs höhe variiert über der Zeit, in der der Gleichspannungswandler im Betriebsmodus Hochsetzsteller den Zwischenkreiskondensator auflädt. In another embodiment of the invention, the predetermined setpoint voltage to be set on the high-voltage side is varied while the DC-DC converter is being activated in the step-up converter operating mode for charging the intermediate circuit capacitor. The specified setpoint voltage to be set on the high-voltage side is therefore not a constant setpoint voltage, but rather its voltage level varies over the time in which the DC-DC converter charges the intermediate circuit capacitor in the step-up converter operating mode.
Vorteilhaft wird ein Verfahren bereitgestellt, mit dem ein angepasstes, variables Laden des Zwischenkreiskondensators ermöglicht wird. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird in einer ersten Phase die Soll spannung etwas kleiner als die erste Spannung vorgegeben. Bevorzugt beträgt die Sollspannung 90%, 80% oder 70% der ersten Spannung. Die erste Phase dauert an, bis die dritte Spannung auf einen Wert angewachsen ist, der etwa 10% kleiner als Sollspannung ist. In einer zweiten Phase wird die Sollspannung etwas kleiner als die dritte Spannung vorgegeben. Bevorzugt beträgt die Soll spannung 98%, 95% oder 90% der dritten Spannung. Weiter wird eine zweite Differenz zwischen der dritten Spannung und der zweiten Spannung ermittelt. In einer dritten Phase wird die Sollspannung in Abhängigkeit einer Summe der ers ten Spannung und der ermittelten zweiten Differenz vorgegeben. A method is advantageously provided with which an adapted, variable charging of the intermediate circuit capacitor is made possible. In another embodiment of the invention, in a first phase, the setpoint voltage is specified to be somewhat smaller than the first voltage. The nominal tension is preferably 90%, 80% or 70% of the first tension. The first phase continues until the third voltage has increased to a value that is approximately 10% less than the nominal voltage. In a second phase, the setpoint voltage is specified to be somewhat smaller than the third voltage. The nominal voltage is preferably 98%, 95% or 90% of the third voltage. A second difference between the third voltage and the second voltage is also determined. In a third phase, the target voltage is specified as a function of a sum of the first voltage and the determined second difference.
Es wird ein Verfahren bereitgestellt, bei dem das Verfahren zum Laden des Zwi schenkreiskondensators in zeitliche Phasen eingeteilt wird. In einer ersten Phase erfolgt ein rasches Aufladen des Zwischenkreiskondensators mit einer vorgege benen Sollspannung, deren Wert etwas kleiner als die erste ermittelte Spannung vorgegeben wird. Die erste Phase wird beibehalten bis die dritte Spannung einen Wert erreicht hat, der ungefähr 10% unter der vorgegebenen Sollspannung liegt. In einer zweiten Phase wird die Sollspannung etwas kleiner als die dritte Span nung vorgegeben, sodass die zweite Spannung am Zwischenkreiskondensator nicht weiter ansteigt, sondern sich stabilisiert. In der zweiten Phase wird eine zweite Differenz zwischen der dritten Spannung und der zweiten Spannung er mittelt. Bevorzugt endet die zweite Phase nach einer festen Zeitdauer, bevorzugt 60 ms. Die Zeitdauer ist bevorzugt mindestens so lange zu wählen, wie die Er mittlung der dritten und zweiten Spannung sowie die Ermittlung der Differenz die ser Größen benötigt. Für eine möglichst genaue Anpassung der zweiten Span nung am Zwischenkreiskondensator an die erste Spannung an der Energiequelle wird in einer dritten Phase die Sollspannung in Abhängigkeit einer Summe der ersten Spannung und der ermittelten zweiten Differenz vorgegeben oder bevor zugt als Summe der ersten Spannung und der ermittelten zweiten Differenz vor gegeben. Bevorzugt endet die dritte Phase, wenn der Ladevorgang beendet ist und somit die erste Differenz der ersten Spannung und der zweiten Spannung den zweiten Grenzwert unterschreitet. Der zweite Grenzwert wird hierzu so ge ring vorgegeben, dass die Spannungsunterschiede zwischen der Energiequelle und dem Zwischenkreiskondensator so gering sind, dass ein gefahrloses Verbin den der Energiequelle mit dem Hochvoltnetz möglich ist. A method is provided in which the method for charging the intermediate circuit capacitor is divided into time phases. In a first phase, the intermediate circuit capacitor is rapidly charged with a specified nominal voltage, the value of which is specified somewhat lower than the first voltage determined. The first phase is retained until the third voltage has reached a value that is approximately 10% below the specified nominal voltage. In a second phase, the target voltage is specified somewhat lower than the third voltage, so that the second voltage on the intermediate circuit capacitor does not rise any further, but rather stabilizes. In the second phase, a second difference between the third voltage and the second voltage is determined. The second phase preferably ends after a fixed period of time, preferably 60 ms. The duration is preferably to be selected at least as long as the determination of the third and second voltage and the determination of the difference between these variables are required. To match the second voltage on the intermediate circuit capacitor to the first voltage on the energy source as precisely as possible, in a third phase the setpoint voltage is specified as a function of a sum of the first voltage and the determined second difference or, preferably, as the sum of the first voltage and the determined second Difference given. The third phase preferably ends when the charging process has ended and the first difference between the first voltage and the second voltage thus falls below the second limit value. For this purpose, the second limit value is specified so low that the voltage differences between the energy source and the intermediate circuit capacitor are so small that the energy source can be safely connected to the high-voltage network.
Somit wird die erste Differenz zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung möglichst gering, um den mindestens einen Schalter zwischen der Energiequelle und dem Hochvoltnetz vor Beschädigung zu schützen. Vorteilhaft wird ein effektives, rasches Verfahren zum Laden eines Zwischenkreiskondensa tors bereitgestellt. The first difference between the first voltage and the second voltage is therefore as small as possible in order to protect the at least one switch between the energy source and the high-voltage network from damage. An effective, rapid method for charging an intermediate circuit capacitor is advantageously provided.
Bevorzugt wird anschließend der mindestens eine Schalter zwischen Energie quelle und Zwischenkreiskondensator geschlossen. Der Gleichspannungswand ler wird bevorzugt wieder im Betriebsmodus Tiefsetzsteller arbeiten und nieder spannungsseitig eine Niederspannung bereitstellen, um die Niederspannungs energiequelle zu laden und weitere Niederspannungsverbraucher zu versorgen. Bevorzugt wird während sich der Gleichspannungswandler im Betriebsmodus Tiefsetzsteller befindet, wird weiterhin die zweite Differenz aus dritter und zweiter Spannung ermittelt und stark gefiltert, bevorzugt mittels eines PT1- Filter mit ei nem Tau von mehreren Sekunden, in einer Variablen gespeichert. Diese Variable wird beim Herunterfahren des Systems im nicht-flüchtigen Speicher (EEPROM) gespeichert, damit sie beim nächsten Start des Systems zur Verfügung steht. Steht beim Start des Systems die Variable zur Verfügung, so werden die erste Phase und die zweite Phase nicht ausgeführt und die Sollspannung Us in der dritten Phase wird in Abhängigkeit der gespeicherten Variable als Summe der ersten Spannung und der gespeicherten Variable vorgegeben. Da die erste Phase und die zweite Phase nicht ausgeführt werden, wird das Laden zeitlich verkürzt. Falls die Variable nicht verfügbar ist, erfolgt Laden mittels der ersten, zweiten und dritten Phase. Da somit die Differenz zwischen der dritten und der zweiten Spannung fortwährend aktuell gehalten wird, haben Effekte wie Alterung des Systems, Messtoleranzen der Spannungssensorik und Leitungslängen im Fahrzeug keinen Einfluss mehr auf die Qualität des Ladens. The at least one switch between the energy source and the intermediate circuit capacitor is then preferably closed. The DC voltage converter will preferably work again in the step-down converter operating mode and provide a low voltage on the low-voltage side in order to charge the low-voltage energy source and to supply other low-voltage consumers. Preferably, while the DC / DC converter is in the buck converter operating mode, the second difference between the third and second voltage is also determined and heavily filtered, preferably stored in a variable using a PT1 filter with a dew of several seconds. This variable is saved in the non-volatile memory (EEPROM) when the system is shut down so that it is available the next time the system is started. If the variable is available when the system is started, the first phase and the second phase are not executed and the setpoint voltage Us in the third phase is specified as the sum of the first voltage and the stored variable, depending on the stored variable. Since the first phase and the second phase are not carried out, the charging time is shortened. If the variable is not available, loading takes place using the first, second and third phases. Since the difference between the third and the second voltage is constantly kept up-to-date, effects such as aging of the system, measurement tolerances of the voltage sensors and cable lengths in the vehicle no longer have any influence on the quality of charging.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren die weite ren Schritte: Erkennen, dass die erste Differenz der ersten Spannung und der zweiten Spannung einen zweiten Grenzwert unterschreitet. Schließen des min destens einen Schalter zwischen der Energiequelle und dem Hochvoltnetz, wenn die erste Differenz der ersten Spannung und der zweiten Spannung den zweiten Grenzwert unterschreitet. In another embodiment of the invention, the method comprises the further steps: Recognizing that the first difference between the first voltage and the second voltage falls below a second limit value. Closing the min least one switch between the energy source and the high-voltage network, if the first difference between the first voltage and the second voltage falls below the second limit value.
Die erste Differenz der ersten Spannung und der zweiten Spannung wird mit ei nem zweiten Grenzwert verglichen. Es wird erkannt, wenn die erste Differenz den zweiten Grenzwert unterschreitet. Wenn dies der Fall ist, entspricht die zweite Spannung am Zwischenkreiskondensator ungefähr der ersten Spannung an der Energiequelle. Der Zwischenkreiskondensators ist somit aufgeladen. Da her wird der mindestens eine Schalter zwischen der Energiequelle und dem Hochvoltnetz geschlossen. Bevorzugt kann der erste und zweite Grenzwert iden tisch sein. The first difference between the first voltage and the second voltage is compared with a second limit value. It is recognized when the first difference falls below the second limit value. If this is the case, the second voltage on the intermediate circuit capacitor corresponds approximately to the first voltage on the energy source. The intermediate circuit capacitor is thus charged. The at least one switch between the energy source and the high-voltage network is therefore closed. The first and second limit values can preferably be identical.
Vorteilhaft wird ein Verfahren zum Laden des Zwischenkreiskondensators bereit gestellt, welches auch den weiteren Betrieb des Hochvoltnetzes ermöglicht und beim dem beim Schließen des mindestens einen Schalter unzulässig hohe Aus gleichsströme vermieden werden. A method for charging the intermediate circuit capacitor is advantageously provided which also enables the high-voltage network to continue to be operated and in which unacceptably high equalizing currents are avoided when the at least one switch is closed.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren folgende weiter Schritte: Ermitteln eines zulässigen Ladestroms, Vorgeben eines Solllade stroms in Abhängigkeit des ermittelten zulässigen Ladestroms an den Gleich spannungswandler, Ansteuern des Gleichspannungswandlers zum Laden des Zwischenkreiskondensators in Abhängigkeit des Sollladestroms. In another embodiment of the invention, the method comprises the following additional steps: determining a permissible charging current, specifying a target charging current as a function of the permissible charging current determined to the DC voltage converter, controlling the DC voltage converter to charge the intermediate circuit capacitor depending on the target charging current.
Es wird ein Verfahren bereitgestellt, bei dem dem Gleichspannungswandler ein Sollladestrom vorgegeben wird, welcher kleiner als ein zulässiger Ladestrom ist. Vorteilhaft wird ein Verfahren bereitgestellt, bei dem ein unzulässig hoher Lade strom zum Laden des Zwischenkreiskondensators vermieden wird. A method is provided in which the DC-DC converter is given a target charging current which is smaller than a permissible charging current. A method is advantageously provided in which an impermissibly high charging current for charging the intermediate circuit capacitor is avoided.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren die Schritte: Ermitteln einer ersten Zeitdauer des Ansteuerns des Gleichspannungs wandlers zum Laden des Zwischenkreiskondensators. Ausgeben eines zweiten Fehlersignals, wenn die erste Zeitdauer einen dritten Grenzwert überschreitet. Es wird ein Verfahren bereitgestellt, bei dem die Zeitdauer des Ladens des Zwi schenkreiskondensators erfasst wird. Falls die Zeitdauer einen vorgebbaren drit ten Grenzwert überschreitet, fließt entweder ein fehlerhafter Strom im Hoch voltnetz aufgrund eines Fehlers, Kurzschluss oder aktiver angeschlossener Hochvoltverbraucher, oder der Ladestrom ist geringer als erwartet. Der dritte Grenzwert wird hierzu bevorzugt als die etwas verlängerte übliche Zeitdauer, die für das Laden benötigt wird, vorgegeben. Die unterschiedlichen Fehler können ein Risiko für den weiteren Betrieb darstellen, daher wird ein zweites Fehlersignal ausgegeben. In Abhängigkeit des zweiten Fehlersignals kann ein sicherer Zu stand eingeleitet werden. Vorteilhaft wird eine Diagnose für das Verfahren zum Laden eines Zwischenkreiskondensators bereitgestellt. In another refinement of the invention, the method comprises the steps of: determining a first time period for activating the DC voltage converter for charging the intermediate circuit capacitor. Outputting a second error signal if the first time period exceeds a third limit value. A method is provided in which the duration of charging of the intermediate circuit capacitor is recorded. If the period of time exceeds a predeterminable third limit value, either a faulty current flows in the high-voltage network due to a fault, short circuit or an actively connected high-voltage consumer, or the charging current is lower than expected. For this purpose, the third limit value is preferably specified as the somewhat longer usual period of time that is required for charging. The different errors can represent a risk for further operation, so a second error signal is output. A safe state can be initiated as a function of the second error signal. A diagnosis for the method for charging an intermediate circuit capacitor is advantageously provided.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren die Schritte: Ermitteln einer zweiten Zeitdauer zwischen dem Schritt zum Ansteuern des Gleichspannungswandlers zum Laden des Zwischenkreiskondensators und dem Schritt des Erkennens, dass die erste Differenz der ersten Spannung und der zweiten Spannung den zweiten Grenzwert unterschreitet. Ausgeben eines dritten Fehlersignals, wenn die zweite Zeitdauer einen vierten Grenzwert unter schreitet. In another embodiment of the invention, the method comprises the steps of: determining a second time period between the step of controlling the DC-DC converter for charging the intermediate circuit capacitor and the step of recognizing that the first difference between the first voltage and the second voltage falls below the second limit value. Output of a third error signal if the second time period falls below a fourth limit value.
Es wird ein Verfahren bereitgestellt, bei dem die Zeitdauer des Ladens des Zwi schenkreiskondensators bis zum Abschluss des Vorgangs, bei dem die erste Dif ferenz den zweiten Grenzwert unterschreitet, erfasst wird. Falls die Zeitdauer ei nen vorgebbaren vierten Grenzwert unterschreitet, fließt entweder ein fehlerhaf ter Strom im Hochvoltnetz aufgrund eines Fehlers, Kurzschluss oder eines defek ten Zwischenkreiskondensators, oder der Ladestrom ist höher als erwartet. Die unterschiedlichen Fehler können ein Risiko für den weiteren Betrieb darstellen, daher wird ein drittes Fehlersignal ausgegeben. Der vierte Grenzwert wird hierzu bevorzugt als die etwas verkürzte übliche Zeitdauer, die für das Laden benötigt wird, vorgegeben. In Abhängigkeit des dritten Fehlersignals kann ein sicherer Zu stand eingeleitet werden. Vorteilhaft wird eine Diagnose für das Verfahren zum Laden eines Zwischenkreiskondensators bereitgestellt. A method is provided in which the duration of the charging of the intermediate circuit capacitor until the end of the process in which the first difference falls below the second limit value is recorded. If the duration falls below a predeterminable fourth limit value, either a faulty current flows in the high-voltage network due to a fault, short circuit or a defective intermediate circuit capacitor, or the charging current is higher than expected. The different errors can represent a risk for further operation, so a third error signal is output. For this purpose, the fourth limit value is preferably specified as the somewhat shortened usual period of time that is required for charging. A safe state can be initiated as a function of the third error signal. A diagnosis for the method for charging an intermediate circuit capacitor is advantageously provided.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren die Schritte: Ermitteln der Lademenge zwischen dem Schritt zum Ansteuern des Gleichspannungswandlers zum Laden des Zwischenkreiskondensators und dem Schritt des Erkennens, dass die erste Differenz der ersten Spannung und der zweiten Spannung den zweiten Grenzwert unterschreitet. Ausgeben eines vier ten Fehlersignals, wenn die Lademenge einen fünften Grenzwert überschreitet. In another embodiment of the invention, the method comprises the steps of: determining the amount of charge between the step of controlling the DC voltage converter for charging the intermediate circuit capacitor and the step of recognizing that the first difference between the first voltage and the second voltage falls below the second limit value. Output of a fourth error signal if the charge amount exceeds a fifth limit value.
Es wird ein Verfahren bereitgestellt, bei dem die Lademenge, also der über die Ladezeit aufintegrierte Ladestrom, des Ladens des Zwischenkreiskondensators bis zum Abschluss des Vorgangs, bei dem die erste Differenz den zweiten Grenzwert unterschreitet, erfasst wird. Falls die Lademenge einen vorgebbaren fünften Grenzwert überschreitet, fließt entweder ein fehlerhafter Strom im Hoch voltnetz aufgrund eines Fehlers, Kurzschluss oder aktiver angeschlossener Hochvoltverbraucher, oder der Ladestrom ist höher als erwartet. Die unterschied lichen Fehler können ein Risiko für den weiteren Betrieb darstellen, daher wird ein viertes Fehlersignal ausgegeben. Der fünfte Grenzwert wird hierzu bevorzugt als die etwas vergrößerte übliche Lademenge, die für das Laden benötigt wird, vorgegeben. In Abhängigkeit des vierten Fehlersignals kann ein sicherer Zustand eingeleitet werden. Vorteilhaft wird eine Diagnose für das Verfahren zum Laden eines Zwischenkreiskondensators bereitgestellt. A method is provided in which the charge amount, that is to say the charge current integrated over the charging time, of charging the intermediate circuit capacitor until the end of the process in which the first difference falls below the second limit value is recorded. If the charge quantity exceeds a predeterminable fifth limit value, either a faulty current flows in the high-voltage network due to a fault, short circuit or an actively connected high-voltage consumer, or the charge current is higher than expected. The various errors can represent a risk for further operation, which is why a fourth error signal is output. For this purpose, the fifth limit value is preferably specified as the somewhat larger usual charge amount that is required for charging. A safe state can be initiated as a function of the fourth error signal. A diagnosis for the method for charging an intermediate circuit capacitor is advantageously provided.
Auch wenn bisher noch nicht explizit dargestellt, bezieht sich die Ermittlung der ersten Spannung, der zweiten Spannung, der dritten Spannung sowie der ersten und zweiten Differenz nicht auf einen jeweils einmaligen Vorgang sondern bevor zugt werden die jeweiligen Ermittlungen wiederholt oder kontinuierlich durchge führt, je nachdem welche Ressourcen zur Ermittlung zur Verfügung stehen. So mit versteht sich, dass sich insbesondere der ermittelte Wert der zweiten und dritten Spannung als auch der ersten und zweiten Differenzen während des Ver fahrensablaufs verändern und aktualisiert für die Verwendung im Verfahren vor liegen. Even if not yet explicitly shown, the determination of the first voltage, the second voltage, the third voltage and the first and second difference does not relate to a single process, but rather the respective determinations are repeated or continuously carried out, depending on the situation which resources are available for determination. It goes without saying that, in particular, the determined value of the second and third voltage and also the first and second differences change during the process sequence and are updated for use in the process.
Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, die Schritte des beschriebenen Verfahrens auszuführen. Ferner betrifft die Erfindung ein computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, die Schritte des beschriebenen Verfahrens auszuführen. The invention also relates to a computer program, comprising commands which, when the program is executed by a computer, cause the computer to carry out the steps of the method described. The invention also relates to a computer-readable storage medium, comprising instructions which, when executed by a computer, cause the computer to carry out the steps of the method described.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Laden eines Zwischenkreis kondensators in einem Hochvoltnetz, wobei das Hochvoltnetz mittels mindestens einem Schalter mit einer Energiequelle verbindbar ist, wobei das Hochvoltnetz mittels einem Gleichspannungswandler mit einem Niedervoltnetz gekoppelt ist, und die Vorrichtung dazu ausgelegt ist, eine erste Spannung an der Energiequelle zu ermitteln, eine zweite Spannung an dem Zwischenkreiskondensator zu ermitteln, eine erste Differenz der ersten Spannung und der zweiten Spannung zu ermit teln, den Gleichspannungswandler in den Betriebsmodus Hochsetzsteller zum Laden des Zwischenkreiskondensators in Abhängigkeit der ermittelten ersten Differenz anzusteuern. The invention also relates to a device for charging an intermediate circuit capacitor in a high-voltage network, the high-voltage network being connectable to an energy source by means of at least one switch, the high-voltage network being coupled to a low-voltage network by means of a DC voltage converter, and the device being designed to generate a first voltage to determine at the energy source, to determine a second voltage on the intermediate circuit capacitor, to determine a first difference between the first voltage and the second voltage, to control the DC-DC converter in the boost converter operating mode for charging the intermediate circuit capacitor as a function of the determined first difference.
Es wird eine Vorrichtung zum Laden eines Zwischenkreiskondensators in einem Hochvoltnetz bereitgestellt. Das Hochvoltnetz ist mittels mindestens einem Schalter mit einer Energiequelle verbindbar. Das Hochvoltnetz ist mittels einem Gleichspannungswandler mit einem Niedervoltnetz gekoppelt. Die Vorrichtung ist dazu ausgelegt, eine erste Spannung an der Energiequelle zu ermitteln, eine zweite Spannung an dem Zwischenkreiskondensator zu ermitteln, und eine erste Differenz der ersten Spannung und der zweiten Spannung zu ermitteln. Hierzu umfasst die Vorrichtung bevorzugt eingerichtete Ein- und Ausgänge, die ein Er mitteln von Spannungen ermöglichen, bevorzugt mittels Spannungsmesseinrich tungen, sowie bevorzugt einen m-Controller zur Ermittlung der Differenz der bei den ermittelten Werte. Weiter ist Die Vorrichtung dazu eingerichtet, den Gleich spannungswandler in den Betriebsmodus Hochsetzsteller zum Laden des Zwi schenkreiskondensators in Abhängigkeit der ermittelten ersten Differenz anzu steuern. Hierzu umfasst die Vorrichtung entsprechende Ausgänge und eine Ver bindung zum Gleichspannungswandler, damit bevorzugt ein Signal an den Gleichspannungswandler ausgegeben wird, dass dieser in den Betriebsmodus Hochsetzsteller geschaltet wird und/ oder in diesem Betriebsmodus betrieben wird. Vorteilhaft wird eine Vorrichtung zum Laden eines Zwischenkreiskondensators bereitgestellt, welche keinen parallelen Strompfad zu dem mindestens einen Schalter erfordert. A device is provided for charging an intermediate circuit capacitor in a high-voltage network. The high-voltage network can be connected to an energy source by means of at least one switch. The high-voltage network is coupled to a low-voltage network by means of a DC voltage converter. The device is designed to determine a first voltage at the energy source, to determine a second voltage to the intermediate circuit capacitor, and to determine a first difference between the first voltage and the second voltage. For this purpose, the device preferably includes configured inputs and outputs that enable voltages to be determined, preferably by means of voltage measuring devices, and preferably an m-controller for determining the difference between the values determined. The device is also set up to control the DC / DC converter in the step-up converter operating mode for charging the intermediate circuit capacitor as a function of the first difference determined. For this purpose, the device comprises corresponding outputs and a connection to the DC voltage converter, so that a signal is preferably output to the DC voltage converter that it is switched to the step-up converter operating mode and / or is operated in this operating mode. A device for charging an intermediate circuit capacitor is advantageously provided which does not require a parallel current path to the at least one switch.
Ferner betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang mit einer beschriebenen Vor richtung und bevorzugt mit einer Leistungselektronik und/ oder einem elektri schen Antrieb. Ein derartiger Antriebsstrang dient beispielsweise dem Antrieb ei nes elektrischen Fahrzeugs. Mittels des Verfahrens und der Vorrichtung wird ein effizienter Betrieb des Antriebstrangs ermöglicht. The invention also relates to a drive train with a described device and preferably with power electronics and / or an electrical drive. Such a drive train is used, for example, to drive an electric vehicle. Efficient operation of the drive train is made possible by means of the method and the device.
Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, mit einem beschriebenen Antriebs strang. Vorteilhaft wird somit ein Fahrzeug bereitgestellt, welches eine Vorrich tung umfasst, mit der ein effizientes Laden des Zwischenkreiskondensators er möglicht wird. The invention also relates to a vehicle with a drive train described. A vehicle is thus advantageously provided which comprises a device with which efficient charging of the intermediate circuit capacitor is made possible.
Es versteht sich, dass die Merkmale, Eigenschaften und Vorteile des erfindungs gemäßen Verfahrens entsprechend auf die Vorrichtung bzw. den Antriebsstrang und das Fahrzeug und umgekehrt zutreffen bzw. anwendbar sind. It goes without saying that the features, properties and advantages of the method according to the invention apply or are applicable to the device or the drive train and the vehicle and vice versa.
Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeich nungen. Further features and advantages of embodiments of the invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings.
Kurze Beschreibung der Zeichnung Brief description of the drawing
Im Folgenden soll die Erfindung anhand einiger Figuren näher erläutert werden, dazu zeigen: In the following, the invention is to be explained in more detail with the aid of a few figures, which show:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Laden eines Zwischen kreiskondensators, Figure 1 is a schematic representation of a device for charging an intermediate circuit capacitor,
Figur 2 ein schematisch dargestelltes Fahrzeug mit einem Antriebsstrang, Figur 3 ein schematisches Diagramm mit einem beispielhaften Verlauf von Spannungen während der Phasen des Verfahrens zum Laden eines Zwischenkreiskondensa tors. Figure 2 shows a schematically shown vehicle with a drive train, FIG. 3 shows a schematic diagram with an exemplary profile of voltages during the phases of the method for charging an intermediate circuit capacitor.
Figur 4 ein schematisch dargestelltes Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Laden ei nes Zwischenkreiskondensators. FIG. 4 shows a schematically illustrated flow chart for a method for charging an intermediate circuit capacitor.
Figur 5 ein schematisch dargestelltes alternatives Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Laden eines Zwischenkreiskondensators. FIG. 5 shows a schematically illustrated alternative flow diagram for a method for charging an intermediate circuit capacitor.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
Die Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 200, die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren zum Laden eines Zwischenkreiskondensators 210 in einem Hochvoltnetz 205 auszuführen. Das Hochvoltnetz 205 ist mittels mindestens einem Schalter 230 mit einer Energiequelle 220 verbindbar. Das Hochvoltnetz 205 ist mittels einem Gleichspannungswandler 250 mit einem Niedervoltnetz 295 gekoppelt. Bevor zugt umfasst der Gleichspannungswandler 250 eine induktive Kopplung oder ei nen Transformator und trennt somit das Hochvoltnetz 205 galvanisch vom Nie derspannungsnetz 295. Der Gleichspannungswandler 250 kann auch als Schalt netzteil ohne galvanische Trennung ausgestaltet sein. Bevorzugt wird das Nie derspannungsnetz 295 aus dem Hochvoltnetz 205 mit elektrischer Energie ver sorgt. Bevorzugt wird der Gleichspannungswandler 250 dazu in dem Betriebsmo dus Tiefsetzsteller angesteuert. Das Niederspannungsnetz 295 umfasst bevor zugt eine Niederspannungsenergiequelle 260, beispielsweise eine Batterie oder einen Akkumulator und weitere (nicht dargestellte) Verbraucher, beispielsweise Steuergeräte. Die Vorrichtung 200 ist dazu ausgelegt, eine erste Spannung Ul an der Energiequelle 220 zu ermitteln, eine zweite Spannung U2 an dem Zwi schenkreiskondensator 210 zu ermitteln und eine erste Differenz Dl der ersten Spannung Ul und der zweiten Spannung U2 zu ermitteln. Bevorzug ist die Vor richtung 200 dazu ausgelegt auch eine dritte Spannung U3 hochvoltseitig am Gleichspannungswandler zu ermitteln und/ oder eine zweite Differenz D2 zwi schen der dritten Spannung U3 und der zweiten Spannung U2 zu ermitteltn In Abhängigkeit der ermittelten ersten Differenz Dl steuert die Vorrichtung den Gleichspannungswandler 250 an, oder gibt ein Signal an den Gleichspannungs wandler 250, so dass dieser in den Betriebsmodus Hochsetzsteller geschaltet wird und als Hochsetzsteller betrieben wird. Bevorzugt gibt die Vorrichtung 200 hierzu weitere Signale an den Gleichspannungswandler 250, so dass diesem be vorzugt eine Sollspannung Us und/ oder ein Ladestrom Is zum Laden des Zwi schenkreiskondensators vorgegeben wird. FIG. 1 shows a device 200 which is set up to carry out a method for charging an intermediate circuit capacitor 210 in a high-voltage network 205. The high-voltage network 205 can be connected to an energy source 220 by means of at least one switch 230. The high-voltage network 205 is coupled to a low-voltage network 295 by means of a DC voltage converter 250. The DC voltage converter 250 preferably comprises an inductive coupling or a transformer and thus galvanically separates the high-voltage network 205 from the low-voltage network 295. The DC voltage converter 250 can also be configured as a switching power supply unit without galvanic separation. The low-voltage network 295 is preferably provided with electrical energy from the high-voltage network 205. For this purpose, the DC voltage converter 250 is preferably controlled in the buck converter operating mode. The low-voltage network 295 preferably comprises a low-voltage energy source 260, for example a battery or an accumulator, and further consumers (not shown), for example control devices. The device 200 is designed to determine a first voltage Ul at the energy source 220, to determine a second voltage U2 at the intermediate circuit capacitor 210 and a first difference Dl of the first To determine voltage Ul and the second voltage U2. The device 200 is preferably also designed to determine a third voltage U3 on the high-voltage side of the DC voltage converter and / or to determine a second difference D2 between the third voltage U3 and the second voltage U2 250, or outputs a signal to the DC voltage converter 250 so that it is switched to the boost converter operating mode and operated as a boost converter. For this purpose, the device 200 preferably sends further signals to the DC voltage converter 250, so that a target voltage Us and / or a charging current Is for charging the intermediate circuit capacitor is preferably specified for this purpose.
Die Figur 2 zeigt ein schematisch dargestelltes Fahrzeug 400 mit einem Antriebs strang 300. Die Darstellung zeigt beispielhaft ein Fahrzeug 400, welches gleich ermaßen zu Lande, zu Wasser und in der Luft einsetzbar ist. Der Antriebsstrang 300 umfasst die Vorrichtung 200 und bevorzugt eine Leistungselektronik, einen Pulswechselrichter 270 und/ oder den Gleichspannungswandler 250. Bevorzugt umfasst der Antriebsstrang weiter eine Energiequelle 220, den Zwischenkreis kondensator 210, eine elektrische Maschine 280 und/ oder eine Niederspan nungsenergiequelle 260. Der Pulswechselrichter 270 dient bevorzugt der Versor gung der elektrischen Maschine 280 mit elektrischer Energie aus der Energie quelle 220. FIG. 2 shows a schematically illustrated vehicle 400 with a drive train 300. The illustration shows, by way of example, a vehicle 400 which can be used equally on land, on water and in the air. The drive train 300 includes the device 200 and preferably power electronics, a pulse-controlled inverter 270 and / or the DC voltage converter 250. The drive train preferably further includes an energy source 220, the intermediate circuit capacitor 210, an electrical machine 280 and / or a low-voltage energy source 260. The pulse-controlled inverter 270 is preferably used to supply the electrical machine 280 with electrical energy from the energy source 220.
Die Figur 3 zeigt ein schematisches Diagramm mit einem beispielhaften Verlauf von Spannungen während der Phasen des Verfahrens zum Laden eines Zwi schenkreiskondensators, dabei sind die Spannungen U (y-Achse) über der Zeit t (x-Achse) aufgetragen. Bereits vor dem Beginn des Verfahrens liegt die erste Spannung Ul an der Energiequelle an. In einer ersten Phase Phi wird die Soll spannung Us etwas kleiner als die erste Spannung Ul vorgegeben. Die erste Phase Phi dauert an, bis die dritte Spannung U3 auf einen Wert angewachsen ist, der etwa 10% kleiner als die Sollspannung Us ist. In der anschließenden zweiten Phase Ph2 wird die Sollspannung Us etwas kleiner als die dritte Span nung U3 momentan beträgt vorgegeben und eine zweite Differenz D2 wird zwi schen der dritten Spannung U3 und der zweiten Spannung U2 (nicht dargestellt) ermittelt. In einer dritten Phase Ph3 wird die Sollspannung Us in Abhängigkeit ei ner Summe der ersten Spannung Ul und der ermittelten zweiten Differenz D2 vorgegeben oder bevorzugt als Summe der ersten Spannung und der ermittelten zweiten Differenz vorgegeben. FIG. 3 shows a schematic diagram with an exemplary profile of voltages during the phases of the method for charging an intermediate circuit capacitor, the voltages U (y-axis) being plotted over time t (x-axis). The first voltage U1 is already applied to the energy source before the start of the process. In a first phase Phi, the nominal voltage Us is specified to be somewhat smaller than the first voltage Ul. The first phase Phi continues until the third voltage U3 has increased to a value that is approximately 10% lower than the setpoint voltage Us. In the subsequent second phase Ph2, the setpoint voltage Us is slightly smaller than the third voltage U3 is currently specified and a second difference D2 is between the third voltage U3 and the second voltage U2 (not shown) determined. In a third phase Ph3, the nominal voltage Us is specified as a function of a sum of the first voltage Ul and the determined second difference D2 or is preferably specified as the sum of the first voltage and the determined second difference.
Die Figur 4 zeigt ein schematisch dargestelltes Ablaufdiagramm für ein Verfahren 100 zum Laden eines Zwischenkreiskondensators 210. Mit Schritt 105 beginnt das Verfahren. In Schritt 110 wird eine erste Spannung Ul an der Energiequelle 220 ermittelt, in Schritt 120 wird eine zweite Spannung U2 an dem Zwischen kreiskondensator 210 ermittelt. Eine Ermittlung einer ersten Differenz Dl der ers ten Spannung Ul und der zweiten Spannung U2 erfolgt in Schritt 130. In Schritt 140 wird der Gleichspannungswandlers 250 angesteuert und in den Betriebsmo dus Hochsetzsteller zum Laden des Zwischenkreiskondensators 210 geschaltet in Abhängigkeit der ermittelten ersten Differenz Dl. Mit Schritt 175 endet das Verfahren. FIG. 4 shows a schematically illustrated flow chart for a method 100 for charging an intermediate circuit capacitor 210. The method begins with step 105. In step 110, a first voltage U1 is determined at the energy source 220; in step 120, a second voltage U2 is determined at the intermediate circuit capacitor 210. A first difference Dl of the first voltage U1 and the second voltage U2 is determined in step 130. In step 140, the DC voltage converter 250 is activated and switched to the operating mode boost converter for charging the intermediate circuit capacitor 210 as a function of the determined first difference Dl. Mit Step 175 ends the method.
Die Figur 5 zeigt ein schematisch dargestelltes alternatives Ablaufdiagramm für ein Verfahren 100 zum Laden eines Zwischenkreiskondensators 210. Neben den bereits zu Figur 4 beschrieben Verfahrensschritten umfasst das alternative Ab laufdiagramm bevorzugt zumindest einige der weiteren Schritte. Mit Schritt 150 wird eine hochvoltseitig einzustellende Sollspannung Us an den Gleichspan nungswandler 250 in Abhängigkeit der ermittelten ersten Spannung Ul vorgege ben. Mit dem bevorzugten Schritt 122 wird eine dritte Spannung U3 hochvoltsei tig am Gleichspannungswandler 250 ermittelt, wobei dann der Schritt 150, Vorge ben einer hochvoltseitig einzustellenden Sollspannung Us an den Gleichspan nungswandler 250, auch in Abhängigkeit der ermittelten dritten Spannung U3 er folgt. Bevorzugt wird während des Ansteuerns des Gleichspannungswandlers 250 in dem Betriebsmodus Hochsetzsteller zum Laden des Zwischenkreiskon densators 210 die vorgegebene hochvoltseitig einzustellende Sollspannung Us variiert, bevorzugt wie zu Figur 3 beschrieben. In Schritt 160 wird erkannt, dass die erste Differenz Dl der ersten Spannung Ul und der zweiten Spannung U2 einen zweiten Grenzwert G2 unterschreitet. Darauf wird in Schritt 170 der min destens eine Schalter 230 zwischen der Energiequelle 220 und dem Hoch voltnetz 205 geschlossen. Bevorzugt wird in Schritt 111 ein zulässiger Lade- Stroms Iz ermittelt, wobei folglich in Schritt 151 ein Sollladestrom Is in Abhängig keit des ermittelten zulässigen Ladestroms Iz vorgegeben wird und der Gleich spannungswandler 250 entsprechend in Schritt 152 in Abhängigkeit des Solllade stroms Is angesteuert wird. Bevorzugt erfolgt in Schritt 143 das Ausgeben eines ersten Fehlersignals Fl, wenn der Betrag der Differenz der dritten Spannung U3 und der zweiten Spannung U2 einen zweiten Grenzwert G2 überschreitet. Bevor zugt erfolgt in Schritt 153 das Ermitteln einer ersten Zeitdauer TI des Ansteuerns des Gleichspannungswandlers 250 zum Laden des Zwischenkreiskondensators 210, und in Schritt 154 das Ausgeben eines zweiten Fehlersignals F2, wenn die Zeitdauer TI einen dritten Grenzwert G3 überschreitet. Bevorzugt erfolgt in Schritt 155 das Ermitteln einer zweiten Zeitdauer T2 zwischen dem Schritt 140 zum Ansteuern des Gleichspannungswandlers 250 zum Laden des Zwischen kreiskondensators 210 und dem Schritt 160 des Erkennens, dass die erste Diffe renz Dl der ersten Spannung Ul und der zweiten Spannung U2 den zweiten Grenzwert G2 unterschreitet. In Schritt 156 erfolgt das Ausgeben eines dritten Fehlersignals F3, wenn die zweite Zeitdauer T2 einen vierten Grenzwert G4 un terschreitet. Bevorzugt erfolgt in Schritt 157 das Ermitteln der Lademenge Q zwi schen dem Schritt 140 zum Ansteuern des Gleichspannungswandlers 250 zum Laden des Zwischenkreiskondensators 210 und dem Schritt 160 des Erkennens, dass die erste Differenz Dl der ersten Spannung Ul und der zweiten Spannung U2 den zweiten Grenzwert G2 unterschreitet. In Schritt 158 erfolgt das Ausgeben eines vierten Fehlersignals F4, wenn die Lademenge Q einen fünften Grenzwert G5 überschreitet. FIG. 5 shows a schematically illustrated alternative flowchart for a method 100 for charging an intermediate circuit capacitor 210. In addition to the method steps already described for FIG. 4, the alternative flowchart preferably includes at least some of the further steps. In step 150, a setpoint voltage Us to be set on the high-voltage side is specified for the DC voltage converter 250 as a function of the determined first voltage Ul. With the preferred step 122, a third voltage U3 on the high-voltage side is determined on the DC voltage converter 250, with step 150 then following a setpoint voltage Us to be set on the high-voltage side on the DC voltage converter 250, also as a function of the determined third voltage U3. During the activation of the DC-DC converter 250 in the step-up converter operating mode for charging the intermediate circuit capacitor 210, the predetermined setpoint voltage Us to be set on the high-voltage side is preferably varied, preferably as described for FIG. In step 160 it is recognized that the first difference Dl between the first voltage Ul and the second voltage U2 falls below a second limit value G2. Then, in step 170, the at least one switch 230 between the energy source 220 and the high-voltage network 205 is closed. In step 111, a permissible loading Current Iz determined, consequently in step 151 a target charging current Is is specified as a function of the determined permissible charging current Iz and the DC voltage converter 250 is controlled accordingly in step 152 as a function of the target charging current Is. A first error signal F1 is preferably output in step 143 if the amount of the difference between the third voltage U3 and the second voltage U2 exceeds a second limit value G2. In step 153, a first time period TI for driving the DC-DC converter 250 to charge the intermediate circuit capacitor 210 is determined, and in step 154 a second error signal F2 is output if the time period TI exceeds a third limit value G3. A second time period T2 is preferably determined in step 155 between step 140 for controlling the DC voltage converter 250 for charging the intermediate circuit capacitor 210 and step 160 for recognizing that the first difference Dl of the first voltage Ul and the second voltage U2 is the second Limit value G2 falls below. In step 156, a third error signal F3 is output if the second time period T2 falls below a fourth limit value G4. Preferably in step 157 the determination of the charge amount Q takes place between the step 140 for controlling the DC voltage converter 250 for charging the intermediate circuit capacitor 210 and the step 160 for recognizing that the first difference Dl of the first voltage Ul and the second voltage U2 exceeds the second limit value G2 falls below. In step 158, a fourth error signal F4 is output if the charge quantity Q exceeds a fifth limit value G5.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren (100) zum Laden eines Zwischenkreiskondensators (210) in einem Hochvoltnetz (205), wobei das Hochvoltnetz mittels mindestens ei nem Schalter (230) mit einer Energiequelle (220) verbindbar ist, wobei das Hochvoltnetz (205) mittels einem Gleichspannungswandler (250) mit einem Niedervoltnetz (295) gekoppelt ist, mit den Schritten: 1. A method (100) for charging an intermediate circuit capacitor (210) in a high-voltage network (205), wherein the high-voltage network can be connected to an energy source (220) by means of at least one switch (230), the high-voltage network (205) by means of a DC voltage converter ( 250) is coupled to a low-voltage network (295), with the steps:
Ermitteln (110) einer ersten Spannung (Ul) an der Energiequelle (220), Ermitteln (120) einer zweiten Spannung (U2) an dem Zwischenkreiskon densator (210), Determining (110) a first voltage (Ul) at the energy source (220), determining (120) a second voltage (U2) at the intermediate circuit capacitor (210),
Ermitteln (130) einer ersten Differenz (Dl) der ersten Spannung (Ul) und der zweiten Spannung (U2), Determining (130) a first difference (Dl) between the first voltage (Ul) and the second voltage (U2),
Ansteuern (140) des Gleichspannungswandlers (250) in den Betriebsmo dus Hochsetzsteller zum Laden des Zwischenkreiskondensators (210) in Abhängigkeit der ermittelten ersten Differenz (Dl). Activation (140) of the DC voltage converter (250) in the operating mode step-up converter for charging the intermediate circuit capacitor (210) as a function of the determined first difference (Dl).
2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, mit dem Schritt: 2. The method (100) according to claim 1, comprising the step:
Vorgeben (150) einer hochvoltseitig einzustellenden Sollspannung (Us) an den Gleichspannungswandler (250) in Abhängigkeit der ermittelten ersten Spannung (Ul). Presetting (150) a setpoint voltage (Us) to be set on the high-voltage side to the DC voltage converter (250) as a function of the determined first voltage (Ul).
3. Verfahren (100) nach Anspruch 2, mit den Schritten: 3. The method (100) according to claim 2, comprising the steps:
Ermitteln (122) einer dritten Spannung (U3) hochvoltseitig am Gleich spannungswandler (250), wobei der Schritt Vorgeben (150) einer hochvoltseitig einzustellenden Sollspannung (Us) an den Gleichspannungswandler (250) auch in Abhän gigkeit der ermittelten dritten Spannung (U3) erfolgt. Determining (122) a third voltage (U3) on the high-voltage side on the DC voltage converter (250), the step of specifying (150) a setpoint voltage (Us) to be set on the high-voltage side on the DC voltage converter (250) also taking place as a function of the determined third voltage (U3) .
4. Verfahren (100) nach Anspruch 3, wobei, während des Ansteuerns (140) des Gleichspannungswandlers (250) in dem Betriebsmodus Hochsetzsteller zum Laden des Zwischenkreiskon densators (210), die vorgegebene hochvoltseitig einzustellende Sollspannung (Us) variiert wird. 4. The method (100) according to claim 3, wherein, during the activation (140) of the DC-DC converter (250) in the step-up converter operating mode for charging the Zwischenkreiskon capacitor (210), the specified high-voltage setpoint voltage (Us) to be set is varied.
5. Verfahren (100) nach Anspruch 4, wobei in einer ersten Phase (Phi) die Sollspannung (Us) etwas kleiner als die erste Spannung (Ul) vorgegeben wird, bevorzugt die Sollspannung (Us) 90%, 80% oder 70% der ersten Spannung (Ul) beträgt, und die erste Phase (Phi) andauert, bis die dritte Spannung (U3) auf einen Wert ange wachsen ist, der etwa 10% kleiner als die Sollspannung (Us) ist, in einer zweiten Phase (Ph2) die Sollspannung (Us) etwas kleiner als die dritte Spannung (U3) vorgegeben wird, bevorzugt die Sollspannung (Us) 98% , 95% oder 90% der dritten Spannung (U3) beträgt, und eine zweite Differenz (D2) zwischen der dritten Spannung (U3) und der zweiten Span nung (U2) ermittelt wird, und in einer dritten Phase (Ph3) die Sollspannung (Us) in Abhängigkeit einer Summe der ersten Spannung (Ul) und der ermittelten zweiten Diffe renz (D2) vorgegeben wird. 5. The method (100) according to claim 4, wherein in a first phase (Phi) the target voltage (Us) is specified somewhat smaller than the first voltage (Ul), preferably the target voltage (Us) 90%, 80% or 70% of the first voltage (Ul), and the first phase (Phi) lasts until the third voltage (U3) has grown to a value that is about 10% lower than the target voltage (Us), in a second phase (Ph2) the target voltage (Us) is specified slightly smaller than the third voltage (U3), preferably the target voltage (Us) is 98%, 95% or 90% of the third voltage (U3), and a second difference (D2) between the third voltage (U3) and the second voltage (U2) is determined, and in a third phase (Ph3) the target voltage (Us) is specified as a function of a sum of the first voltage (Ul) and the determined second difference (D2).
6. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten: 6. The method (100) according to any one of the preceding claims, comprising the steps:
Erkennen (160), dass die erste Differenz (Dl) der ersten Spannung (Ul) und der zweiten Spannung (U2) einen zweiten Grenzwert (G2) unter schreitet, Recognize (160) that the first difference (Dl) of the first voltage (Ul) and the second voltage (U2) falls below a second limit value (G2),
Schließen (170) des mindestens einen Schalter (230) zwischen der Ener giequelle (220) und dem Hochvoltnetz (205), wenn die erste Differenz (Dl) der ersten Spannung (Ul) und der zweiten Spannung (U2) den zwei ten Grenzwert (G2) unterschreitet. Closing (170) the at least one switch (230) between the energy source (220) and the high-voltage network (205) when the first difference (Dl) of the first voltage (Ul) and the second voltage (U2) exceeds the second limit value ( G2) falls below.
7. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten: 7. The method (100) according to any one of the preceding claims, with the steps:
Ermitteln (111) eines zulässigen Ladestroms (Iz), Vorgeben (151) eines Sollladestroms (Is) in Abhängigkeit des ermittelten zulässigen Ladestroms (Iz) an den Gleichspannungswandler (250), Ansteuern (152) des Gleichspannungswandlers (250) zum Laden des Zwischenkreiskondensators (210) in Abhängigkeit des Sollladestroms (Is). Determining (111) a permissible charging current (Iz), Presetting (151) a target charging current (Is) as a function of the determined permissible charging current (Iz) to the DC voltage converter (250), activating (152) the DC voltage converter (250) for charging the intermediate circuit capacitor (210) as a function of the target charging current (Is).
8. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten: 8. The method (100) according to any one of the preceding claims, comprising the steps:
Ermitteln (153) einer ersten Zeitdauer (TI) des Ansteuerns des Gleich spannungswandlers (250) zum Laden des Zwischenkreiskondensators (210), Determination (153) of a first time period (TI) of the activation of the DC voltage converter (250) for charging the intermediate circuit capacitor (210),
Ausgeben (154) eines zweiten Fehlersignals (F2), wenn die Zeitdauer (TI) einen dritten Grenzwert (G3) überschreitet. Outputting (154) a second error signal (F2) if the time duration (TI) exceeds a third limit value (G3).
9. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten: 9. The method (100) according to any one of the preceding claims, with the steps:
Ermitteln (155) einer zweiten Zeitdauer (T2) zwischen dem Schritt zum Ansteuern (140) des Gleichspannungswandlers (250) zum Laden des Zwischenkreiskondensators (210) und dem Schritt des Erkennens (160), dass die erste Differenz (Dl) der ersten Spannung (Ul) und der zweiten Spannung (U2) den zweiten Grenzwert (G2) unterschreitet,Determination (155) of a second time period (T2) between the step of controlling (140) the DC voltage converter (250) for charging the intermediate circuit capacitor (210) and the step of recognizing (160) that the first difference (Dl) of the first voltage ( Ul) and the second voltage (U2) falls below the second limit value (G2),
Ausgeben (156) eines dritten Fehlersignals (F3), wenn die zweite Zeit dauer (T2) einen vierten Grenzwert (G4) unterschreitet. Outputting (156) a third error signal (F3) when the second time period (T2) falls below a fourth limit value (G4).
10. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten: 10. The method (100) according to any one of the preceding claims, comprising the steps:
Ermitteln (157) der Lademenge (Q) zwischen dem Schritt zum Ansteuern (140) des Gleichspannungswandlers (250) zum Laden des Zwischen kreiskondensators (210) und dem Schritt des Erkennens (160), dass die erste Differenz (Dl) der ersten Spannung (Ul) und der zweiten Spannung (U2) den zweiten Grenzwert (G2) unterschreitet, Determination (157) of the amount of charge (Q) between the step of controlling (140) the DC-DC converter (250) for charging the intermediate circuit capacitor (210) and the step of recognizing (160) that the first difference (Dl) of the first voltage ( Ul) and the second voltage (U2) falls below the second limit value (G2),
Ausgeben (158) eines vierten Fehlersignals (F4), wenn die Lademenge (Q) einen fünften Grenzwert (G5) überschreitet. Outputting (158) a fourth error signal (F4) if the charge quantity (Q) exceeds a fifth limit value (G5).
11. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Pro gramms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren/die Schritte des Verfahrens (100) nach Anspruch 1 bis 10 auszuführen. 11. A computer program, comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause the computer to carry out the method / the steps of the method (100) according to claims 1 to 10.
12. Computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Aus führung durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren/die Schritte des Verfahrens (100) nach Anspruch 1 bis 10 auszuführen. 12. A computer-readable storage medium, comprising instructions which, when executed by a computer, cause the computer to carry out the method / the steps of the method (100) according to claims 1 to 10.
13. Vorrichtung (200) zum Laden eines Zwischenkreiskondensators (210) in einem Hochvoltnetz (205), wobei das Hochvoltnetz (205) mittels mindes tens einem Schalter (230) mit einer Energiequelle (220) verbindbar ist, wobei das Hochvoltnetz (205) mittels einem Gleichspannungswandler (250) mit einem Niedervoltnetz (295) gekoppelt ist, und die Vorrichtung (200) dazu ausgelegt ist, eine erste Spannung (Ul) an der Energiequelle (220) zu ermitteln, eine zweite Spannung (U2) an dem Zwischenkreiskondensator (210) zu ermitteln, eine erste Differenz (Dl) der ersten Spannung (Ul) und der zweiten Spannung (U2) zu ermitteln, den Gleichspannungswandler (250) in den Betriebsmodus Hochsetzstel ler zum Laden des Zwischenkreiskondensators (210) in Abhängigkeit der ermittelten ersten Differenz (Dl) anzusteuern. 13. Device (200) for charging an intermediate circuit capacitor (210) in a high-voltage network (205), wherein the high-voltage network (205) can be connected to an energy source (220) by means of at least one switch (230), the high-voltage network (205) by means of a DC voltage converter (250) is coupled to a low-voltage network (295), and the device (200) is designed to determine a first voltage (Ul) at the energy source (220) and a second voltage (U2) at the intermediate circuit capacitor (210) ) to determine a first difference (Dl) of the first voltage (Ul) and the second voltage (U2) to determine the DC voltage converter (250) in the boost converter operating mode for charging the intermediate circuit capacitor (210) as a function of the determined first difference ( Dl) to control.
14. Antriebsstrang (300) mit einer Vorrichtung (200) gemäß Anspruch 13. 14. Drive train (300) with a device (200) according to claim 13.
15. Fahrzeug (400) mit einem Antriebsstrang (300) nach Anspruch 14. 15. Vehicle (400) having a drive train (300) according to claim 14.
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