EP4670247A1 - Verfahren zum betreiben eines elektrischen ladegeräts, ladegerät, kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines elektrischen ladegeräts, ladegerät, kraftfahrzeug

Info

Publication number
EP4670247A1
EP4670247A1 EP24705108.9A EP24705108A EP4670247A1 EP 4670247 A1 EP4670247 A1 EP 4670247A1 EP 24705108 A EP24705108 A EP 24705108A EP 4670247 A1 EP4670247 A1 EP 4670247A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
voltage
charger
switching element
switching
electrical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24705108.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Vladimir Belau
Lukas WIEDITZ
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4670247A1 publication Critical patent/EP4670247A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from AC mains by converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • 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
    • 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
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/007—Plural converter units in cascade
    • 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
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters
    • 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
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/02—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal 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
    • H02M7/217—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal 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
    • H02M7/219—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal 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 in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Details of circuit arrangements for charging or discharging batteries or supplying loads from batteries
    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Details of circuit arrangements for charging or discharging batteries or supplying loads from batteries
    • H02J2207/50—Charging of capacitors, supercapacitors, ultra-capacitors or double layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an electrical charger, in particular for a motor vehicle, wherein the charger has an input connection unit for connection to a supply network connection unit of a supply network, wherein the input connection unit has at least a first, second and third input connection, wherein the charger has a voltage converter stage for providing a direct voltage, wherein the voltage converter stage has at least a first, second and third half-bridge, wherein each of the half-bridges can be connected or is connected to a different one of the input connections, wherein the voltage converter stage has an intermediate circuit with at least one intermediate circuit capacitor, in particular a series connection of a first and a second intermediate circuit capacitor, and wherein the charger has a switching element which is designed to connect the third half-bridge to the first input connection in a first switching position and to the third input connection in a second switching position.
  • the invention also relates to a charger and a motor vehicle with such a charger.
  • Power grids have different characteristics around the world, characterized by mains voltage, mains frequency and the distribution system.
  • a charger for charging a high-voltage battery of an electric vehicle can be connected to several available electrical phases at one or more phases can be connected. Chargers of the type mentioned above are known for this purpose.
  • the charger must be able to operate with many network configurations. For example, a charger in the German distribution system can be connected in one, two or three phases.
  • the current network configuration is usually first detected. The detection of the current network configuration takes place, for example, via voltage sensors on the network side.
  • the method according to the invention with the features of claim 1 is characterized by the following steps: switching the switching element into the first switching position, detecting a first electrical voltage at the first input connection and a second electrical voltage at the second input connection, charging the at least one intermediate circuit capacitor to a predetermined bias voltage dependent on the first and second electrical voltages, switching the switching element into the second switching position after charging has been completed, detecting at least a third electrical voltage at the third input connection, and detecting a network configuration or a fault in the supply network depending on the electrical voltages determined.
  • the intermediate circuit capacitor is precharged according to the invention, which is discharged at the start of a charging process.
  • the precharging according to the invention advantageously ensures that no impermissibly high inrush current flows when the switching element is switched into the second switching position and a current-carrying path is thus established between the third input connection and the intermediate circuit.
  • electrical pre-charging resistors are assigned to at least the first and second input terminals in order to limit the respective inrush current. Due to the pre-charging in the first switching position of the switching element, there is no current-carrying connection between the third input terminal and the intermediate circuit capacitor at the beginning of the charging process, so that a pre-charging resistor is not required here, thus saving components and costs. As long as the Switching element is in the first switching position, no information about the mains voltage is available at the third input connection.
  • the switching element is switched to the second switching position after precharging in order to be able to measure voltages at all three input connections and to complete the detection of the applied mains configuration.
  • the half-bridges are preferably electrically connected in parallel to one another and/or to the intermediate circuit capacitor(s). The electrical voltages are applied by the supply network. The charging of the intermediate circuit capacitor is complete when the predetermined bias voltage is reached.
  • the switching element is designed in particular to distribute an electrical current to the first and third half-bridge in the first switching position with a single-phase mains connection and thus advantageously increase the total current consumption.
  • the predetermined bias voltage for charging the intermediate circuit capacitor is above the first and/or second voltage by a predetermined factor, in particular at least 10% or 15%. This advantageously ensures that voltage fluctuations in the supply network do not lead to impermissible inrush currents when the switching element is switched to the second switching position.
  • the predetermined bias voltage for charging the intermediate circuit capacitor is higher than an amplitude of a chained voltage at the input terminals by a predetermined factor, in particular at least 10% or 15%. This advantageously ensures that voltage fluctuations in the supply network do not lead to impermissible inrush currents when the switching element is switched to the second switching position.
  • the bias voltage is preferably calculated as the product of 1.15 x ⁇ 2 x ⁇ 3 xu, where 1.15 is the increase in the bias voltage as a precharging factor, >/3 is a chaining factor between the individual phase voltages and line-line voltages, U is a nominal voltage and ⁇ 2 is a conversion factor from effective value to amplitude value of the nominal voltage at the corresponding input terminal.
  • a single-phase or two-phase alternating voltage is recognized as a provisional network configuration depending on the first and second electrical voltage.
  • the first and second electrical voltages are detected again and that a network configuration or an error is detected depending on the detected voltages.
  • the renewed detection creates a particularly simple way of detecting a network configuration or an error.
  • an error is detected by comparing the first voltages determined in the first and second switching positions with each other and/or the second voltages in the first and second switching positions with each other.
  • a charging process is started depending on the detected network configuration. This advantageously ensures that the charging process is coordinated with the network configuration.
  • a safety shutdown is carried out and/or an error message is output.
  • the safety shutdown advantageously ensures that no dangerous situations arise.
  • the output of the error message advantageously ensures that a user is informed of the error and can take appropriate measures.
  • the charger has a voltage sensor assigned to the first, second and third half-bridge between the respective half-bridge and one of the input connections, and that the network configuration is determined depending on sensor signals from the voltage sensors. Voltage sensors arranged in this way advantageously ensure that the voltages and thus the network configuration are determined particularly easily.
  • the voltage sensor assigned to the third half-bridge is arranged between the switching element and the third half-bridge, that the first electrical voltage is determined in the first switching position of the switching element, and that the third electrical voltage is determined in the second switching position of the switching element.
  • Such an arrangement of the voltage sensor results in the advantage that, compared to a voltage sensor arranged between the third input connection and the switching element, it detects an electrical voltage independently of the switching position of the switching element.
  • a voltage sensor is provided in front of and behind the switching element.
  • the charger with the features of claim 11 is characterized by a control device that is specially designed to carry out the method according to the invention. This results in the advantages already mentioned.
  • the motor vehicle with the features of claim 12 is characterized by the charger according to the invention. This also results in the advantages already mentioned.
  • FIG. 1 shows a circuit diagram of an advantageous charger
  • Figure 2 shows a method for operating the charger.
  • Figure 1 shows an electrical circuit diagram of an advantageous charger 1.
  • the charger 1 has an input connection unit 2 on the input side for connection to a supply network connection unit 3 of a supply network with a single-, two- or three-phase alternating voltage.
  • the input connection unit 2 has a first input connection L1, a second input connection L2, a third input connection L3, a neutral conductor connection N and a protective conductor connection PE.
  • the charger 1 further comprises a voltage converter stage 4 for providing a direct voltage.
  • the voltage converter stage 4 comprises a first half-bridge 5, consisting of the semiconductor switches S11 and S12, a second half-bridge 6, consisting of the semiconductor switches S13 and S14, and a third half-bridge 7, consisting of the semiconductor switches S15 and S16.
  • the half-bridges 5, 6, 7 are electrically connected in parallel.
  • the semiconductor switches of the respective half-bridges 5, 6, 7 are each electrically connected in series.
  • the semiconductor switches S11, S13 and S15 are low-side switches, and the semiconductor switches S12, S14 and S16 are high-side switches.
  • a center tap between the semiconductor switches S11 to S16 of a half-bridge 5, 6, 7 is connectable or connected, preferably via a respective first, second and third choke 8, 9, 10, to a respective other of the input terminals L1, L2, L3 via a respective first, second and third connecting line 11, 12, 13.
  • the center tap of the first half-bridge 5 can be connected to the first input connection L1 via the first choke 8 and the first connection line 11.
  • the center tap of the second half-bridge 6 can be connected to the second input connection L2 via the second choke 9 and the second connection line 12.
  • the center tap of the third half-bridge 7 can be connected to the third input connection L3 via the third choke 10 and the third connection line 13.
  • the voltage converter stage 4 further comprises an intermediate circuit 14 with a
  • a DC-DC converter 20 is connected to the intermediate connection 17.
  • the DC voltage at the intermediate connection 17, which is present on the input side of the DC-DC converter 20, is converted into a charging voltage for charging a battery 21, preferably a traction battery or high-voltage battery, connected on the output side to the DC-DC converter 20.
  • a series circuit of a first diode 22 and a second diode 23 is connected in parallel to the half bridges 5, 6, 7.
  • the first and second diodes 22, 23 are connected in the reverse direction and prevent a current flow from the positive intermediate connection 18 to the negative intermediate connection 19 and enable a current flow from the negative intermediate connection 19 to the positive intermediate connection 18.
  • a center tap between the first and second diodes 22, 23 is connected to the neutral conductor connection N via a neutral conductor 24.
  • the charger 1 has a first switching element S1, which is designed to selectively connect the first input terminal L1 to the first half-bridge 5 or to disconnect it therefrom.
  • the charger 1 also has a second switching element S2, which is designed to connect the third half-bridge 7 in a first switching position to the first input terminal L1 through the connecting line 11 and in a second switching position to the third input terminal L3 through the connecting line 13.
  • the second switching element S2 is designed to conduct a charging current from the first input terminal L1 or from the third input terminal L3 to the third choke 10.
  • the charger 1 also has a third switching element S3, which is designed to selectively connect the second input terminal L2 to the second Half-bridge 6 to connect or disconnect it. Finally, the charger 1 has a fourth switching element S4, which is arranged between a center tap between the two diodes 22, 23 and a center tap between the two intermediate circuit capacitors 15, 16.
  • pre-charging resistors preferably switchable resistors, thermistors or NTC resistors
  • the switching elements are preferably designed as semiconductor switch components (IGBT or MOSFET, based on Si, SiC or GaN), as contactors or relays.
  • the charger has a voltage sensor V assigned to each of the first, second and third half-bridges 5, 6, 7 between the respective half-bridge 5, 6, 7 and one of the input terminals L1, L2, L3, which measure the voltage of the respective input terminal L1, L2, L3 relative to the neutral conductor terminal N.
  • the voltage sensor V assigned to the third half-bridge 7 is arranged in the present case between the switching element S2 and the third half-bridge 7. Alternatively or additionally, the voltage sensor V is arranged between the third input terminal L3 and the switching element S2, as indicated by dashed lines.
  • Additional voltage sensors V are provided between the two intermediate connections 18, 19 and between the center tap between the two intermediate circuit capacitors 15, 16 and the negative intermediate connection 19, i.e. parallel to the intermediate circuit capacitor 16.
  • Each of the chokes 8, 9, 10 is assigned a current sensor A.
  • the charger 1 is also assigned a control device 25, which is designed in particular to detect and evaluate sensor signals from the sensors A, V, to control the switching elements S1 to S4, and/or to control the half-bridges S11 to S16.
  • a control device 25 which is designed in particular to detect and evaluate sensor signals from the sensors A, V, to control the switching elements S1 to S4, and/or to control the half-bridges S11 to S16.
  • An advantageous method for operating the charger 1 is described below with reference to Figure 2.
  • Figure 2 shows the method using a flow chart. In particular, the method ensures that an impermissibly high inrush current is reliably avoided.
  • the method is preferably carried out by a control device assigned to the control unit 1, for example the control device 25.
  • a step 100 the method begins with the second switching element S2 being switched to the first switching position.
  • a first electrical voltage at the first input terminal L1 and a second electrical voltage at the second input terminal L2 are now detected using the voltage sensors V.
  • step 301 A two-phase alternating voltage is thus detected as the provisional network configuration. If, however, it is detected that a voltage is only present at the first input connection L1, the method continues with a step 302. A single-phase alternating voltage is detected as the provisional network configuration.
  • a predetermined bias voltage is determined depending on the first or the first and second voltage.
  • the predetermined bias voltage is preferably a predetermined factor, for example 15%, above the first and/or second voltage or an amplitude of a chained voltage at the input terminals.
  • the intermediate circuit capacitors 15, 16 are now precharged to this bias voltage.
  • the first and second electrical voltages are now also recorded again.
  • an error is detected if the newly determined voltages have impermissible values, for example the first electrical voltage is zero.
  • step 700 in particular, a safety shutdown is carried out and/or an error message is issued.
  • a charging process is started depending on the detected network configuration. For example, starting from step 601, three-phase charging takes place in a step 701 if a third electrical voltage greater than zero was detected, two-phase charging takes place in a step 702 if no third electrical voltage greater than zero was detected, and starting from step 602, single-phase charging takes place in a step 703.
  • step 701 a three-phase alternating voltage is recognized as the final network configuration
  • step 702 a two-phase alternating voltage is recognized as the final network configuration
  • step 703 a single-phase alternating voltage is recognized as the final network configuration.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Ladegeräts (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei das Ladegerät eine Eingangsanschlusseinheit (2) zum Anschließen an eine Versorgungsnetzanschlusseinheit (3) eines Versorgungsnetzes aufweist, wobei die Eingangsanschlusseinheit (2) zumindest einen ersten, zweiten und dritten Eingangsanschluss (L1,L2,L3) aufweist, wobei das Ladegerät eine Spannungswandlerstufe (4) zum Bereitstellen einer Gleichspannung aufweist, wobei die Spannungswandlerstufe zumindest (4) eine erste, zweite und dritte Halbbrücke (5,6,7) aufweist, wobei jede der Halbbrücken (5,6,7) mit jeweils einem anderen der Eingangsanschlüsse (L1,L2,L3) verbindbar oder verbunden ist, wobei die Spannungswandlerstufe (4) einen Zwischenkreis (14) mit zumindest einem Zwischenkreiskondensator (15,16), insbesondere einer Reihenschaltung aus einem ersten und einem zweiten Zwischenkreiskondensator (15,16), aufweist, und wobei das Ladegerät (1) ein Schaltelement (S2) aufweist, das dazu ausgebildet ist, die dritte Halbbrücke (7) in einer ersten Schaltstellung mit dem ersten Eingangsanschluss (L1), und in einer zweiten Schaltstellung mit dem dritten Eingangsanschluss (L3) zu verbinden, mit folgenden Schritten: Schalten des Schaltelements (S2) in die erste Schaltstellung, Erfassen einer ersten elektrischen Spannung an dem ersten Eingangsanschluss (L1) und einer zweiten elektrischen Spannung an dem zweiten Eingangsanschluss (L2), Aufladen des zumindest einen Zwischenkreiskondensators (15,16) auf eine von der ersten und der zweiten elektrischen Spannung abhängig vorgegebene Vorspannung, Schalten des Schaltelements (S2) in die zweite Schaltstellung nach abgeschlossenem Aufladen, Erfassen zumindest einer dritten elektrischen Spannung an dem dritten Eingangsanschluss (L3), und Erkennen einer Netzkonfiguration oder eines Fehlers des Versorgungsnetzes in Abhängigkeit von den ermittelten elektrischen Spannungen.

Description

Beschreibung
Titel
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Ladegeräts, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei das Ladegerät eine Eingangsanschlusseinheit zum Anschließen an eine Versorgungsnetzanschlusseinheit eines Versorgungsnetzes aufweist, wobei die Eingangsanschlusseinheit zumindest einen ersten, zweiten und dritten Eingangsanschluss aufweist, wobei das Ladegerät eine Spannungswandlerstufe zum Bereitstellen einer Gleichspannung aufweist, wobei die Spannungswandlerstufe zumindest eine erste, zweite und dritte Halbbrücke aufweist, wobei jede der Halbbrücken mit jeweils einem anderen der Eingangsanschlüsse verbindbar oder verbunden ist, wobei die Spannungswandlerstufe einen Zwischenkreis mit zumindest einem Zwischenkreiskondensator, insbesondere einer Reihenschaltung aus einem ersten und einem zweiten Zwischenkreiskondensator, aufweist, und wobei das Ladegerät ein Schaltelement aufweist, das dazu ausgebildet ist, die dritte Halbbrücke in einer ersten Schaltstellung mit dem ersten Eingangsanschluss, und in einer zweiten Schaltstellung mit dem dritten Eingangsanschluss zu verbinden. Außerdem betrifft die Erfindung ein Ladegerät und ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Ladegerät.
Stand der Technik
Stromnetze haben weltweit unterschiedliche Ausprägungen, gekennzeichnet durch Netzspannung, Netzfrequenz und das Verteilsystem. Darüber hinaus kann ein Ladegerät zum Laden einer Hochvolt- Batterie eines Elektrofahrzeugs (On- Board Charger oder OBC) bei mehreren verfügbaren elektrischen Phasen an eine oder mehrere Phasen angeschlossen werden. Dazu sind Ladegeräte der eingangs genannten Art bekannt. Das Ladegerät muss mit vielen Netzkonfigurationen betriebsfähig sein. So kann beispielsweise ein Ladegerät im deutschen Verteilsystem ein-, zwei- oder dreiphasig angeschlossen werden. Um durch ein dem Ladegerät zugeordnetes Steuergerät die passende Betriebsstrategie zu wählen, wird üblicherweise zunächst die anliegende Netzkonfiguration erkannt. Die Erkennung der anliegenden Netzkonfiguration erfolgt beispielsweise über netzseitige Spannungssensoren.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 zeichnet sich durch folgende Schritte aus: Schalten des Schaltelements in die erste Schaltstellung, Erfassen einer ersten elektrischen Spannung an dem ersten Eingangsanschluss und einer zweiten elektrischen Spannung an dem zweiten Eingangsanschluss, Aufladen des zumindest einen Zwischenkreiskondensators auf eine von der ersten und der zweiten elektrischen Spannung abhängig vorgegebene Vorspannung, Schalten des Schaltelements in die zweite Schaltstellung nach abgeschlossenem Aufladen, Erfassen zumindest einer dritten elektrischen Spannung an dem dritten Eingangsanschluss, und Erkennen einer Netzkonfiguration oder eines Fehlers des Versorgungsnetzes in Abhängigkeit von den ermittelten elektrischen Spannungen. Vor der, wie eingangs beschriebenen, Erkennung der Netzkonfiguration wird also erfindungsgemäß der Zwischenkreiskondensator vorgeladen, der zu Beginn eines Ladeprozesses entladen ist. Durch die erfindungsgemäße Vorladung ist vorteilhaft sichergestellt, dass beim Schalten des Schaltelements in die zweite Schaltstellung und damit dem Herstellen eine stromführenden Pfades zwischen dem dritten Eingangsanschluss und dem Zwischenkreis kein unzulässig hoher Einschaltstrom fließt. Beispielsweise sind zumindest dem ersten und dem zweiten Eingangsanschluss elektrische Vorladewiderstände zugeordnet, um den jeweiligen Einschaltstrom zu begrenzen. Durch die Vorladung in der ersten Schaltstellung des Schaltelements gibt es zu Beginn des Ladeprozesses keine stromführende Verbindung zwischen dem dritten Eingangsanschluss und dem Zwischenkreiskondensator, sodass hier ein Vorladewiderstand entbehrlich ist und damit vorteilhaft Bauteile und Kosten gespart werden. Solange das Schaltelement in der ersten Schaltstellung ist, liegt keine Information über die Netzspannung an dem dritten Eingangsanschluss dar. Daher wird das Schaltelement nach dem Vorladen erfindungsgemäß in die zweite Schaltstellung geschaltet, um Spannungen an allen drei Eingangsanschlüssen messen zu können und die Erkennung der anliegenden Netzkonfiguration abzuschließen. Vorzugsweise sind die Halbbrücken zueinander und/oder zu dem oder den Zwischenkreiskondensatoren elektrisch parallelgeschaltet. Die elektrischen Spannungen sind durch das Versorgungsnetz beaufschlagt. Das Aufladen des Zwischenkreiskondensators ist abgeschlossen, wenn die vorgegebene Vorspannung erreicht ist. Das Schaltelement ist insbesondere dazu ausgebildet, in der ersten Schaltstellung bei einem einphasigen Netzanschluss einen elektrischen Strom auf die erste und die dritte Halbbrücke zu verteilen und damit die Gesamtstromaufnahme vorteilhaft zu erhöhen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die vorgegebene Vorspannung zum Aufladen des Zwischenkreiskondensators um einen vorgegebenen Faktor, insbesondere mindestens 10 % oder 15 %, über der ersten und/oder zweiten Spannung liegt. Dadurch ist vorteilhaft sichergestellt, dass auch Spannungsschwankungen im Versorgungsnetz beim Schalten des Schaltelements in die zweite Schaltstellung nicht zu unzulässigen Einschaltströmen führen.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die vorgegebene Vorspannung zum Aufladen des Zwischenkreiskondensators um einen vorgegebenen Faktor, insbesondere mindestens 10 % oder 15 %, über einer Amplitude einer verketteten Spannung an den Eingangsanschlüssen liegt. Dadurch ist vorteilhaft sichergestellt, dass auch Spannungsschwankungen im Versorgungsnetz beim Schalten des Schaltelements in die zweite Schaltstellung nicht zu unzulässigen Einschaltströmen führen. Vorzugsweise berechnet sich die Vorspannung als Produkt aus 1 ,15 x ^2 x ^3 x u, wobei 1 ,15 die genannte Erhöhung der Vorspannung als Vorladefaktor, >/3 ein Verkettungsfaktor zwischen den einzelnen Strangspannungen und Leiter-Leiter-Spannungen, U eine Nennspannung und ^2 ein Umrechnungsfaktor von Effektivwert zu Amplitudenwert der Nennspannung an dem entsprechenden Eingangsanschluss ist. Bei einer Nennspannung von 230 V ergibt sich so eine Vorspannung von etwa 648 V. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine ein-, zwei- oder dreiphasige Wechselspannung als die Netzkonfiguration erkannt wird. Dadurch ist eine besonders vorteilhaft einfache Erkennung der Netz ko nfigu ration aus üblichen Netzkonfigurationen sichergestellt.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass in der ersten Schaltstellung des Schaltelements in Abhängigkeit von der ersten und zweiten elektrischen Spannung eine ein- oder zweiphasige Wechselspannung als vorläufige Netzkonfiguration erkannt wird. Durch das Erkennen einer vorläufigen Netzkonfiguration ist eine besonders vorteilhafte Möglichkeit zur erleichterten Fehlererkennung geschaffen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der zweiten Schaltstellung des Schaltelements die erste und die zweite elektrische Spannung erneut erfasst werden, und dass in Abhängigkeit von den erfassten Spannungen eine Netzkonfiguration oder ein Fehler erkannt wird. Durch das erneute Erfassen ist eine besonders einfache Möglichkeit zum Erkennen einer Netzkonfiguration oder eines Fehlers geschaffen. Insbesondere wird ein Fehler durch Vergleichen der in der ersten und zweiten Schaltstellung jeweils ermittelten ersten Spannungen miteinander und/oder der der in der ersten und zweiten Schaltstellung jeweils zweiten Spannungen miteinander erkannt.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass ein Ladevorgang in Abhängigkeit von der erkannten Netzkonfiguration gestartet wird. Dadurch ist vorteilhaft sichergestellt, dass der Ladevorgang auf die Netzkonfiguration abgestimmt ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Erkennen eines Fehlers eine Sicherheitsabschaltung durchgeführt wird und/oder eine Fehlermeldung ausgegeben wird. Durch die Sicherheitsabschaltung ist vorteilhaft sichergestellt, dass keine gefährlichen Situationen entstehen. Durch das Ausgeben der Fehlermeldung ist vorteilhaft sichergestellt, dass ein Benutzer über den Fehler informiert ist und entsprechende Maßnahmen ergreifen kann. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Ladegerät jeweils einen der ersten, zweiten, und dritten Halbbrücke zugeordneten Spannungssensor zwischen der jeweiligen Halbbrücke und einem der Eingangsanschlüsse aufweist, und dass in Abhängigkeit von Sensorsignalen der Spannungssensoren die Netzkonfiguration ermittelt wird. Durch derart angeordnete Spannungssensoren ist vorteilhaft sichergestellt, dass die Spannungen und damit die Netzkonfiguration besonders einfach ermittelt werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der der dritten Halbbrücke zugeordnete Spannungssensor zwischen dem Schaltelement und der dritten Halbbrücke angeordnet ist, dass in der ersten Schaltstellung des Schaltelements die erste elektrische Spannung ermittelt wird, und dass in der zweiten Schaltstellung des Schaltelements die dritte elektrische Spannung ermittelt wird. Durch eine derartige Anordnung des Spannungssensors ergibt sich der Vorteil, dass dieser gegenüber einem zwischen dem dritten Eingangsanschluss und dem Schaltelement angeordneten Spannungssensor unabhängig von der Schaltstellung des Schaltelements eine elektrische Spannung erfasst Vorzugsweise ist jeweils ein Spannungssensor vor und hinter dem Schaltelement vorgesehen.
Das Ladegerät mit den Merkmalen des Anspruchs 11 zeichnet sich durch eine Steuereinrichtung aus, die speziell dazu hergerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Es ergeben sich die bereits genannten Vorteile.
Das Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 12 zeichnet sich durch das erfindungsgemäße Ladegerät aus. Auch daraus ergeben sich die bereits genannten Vorteile.
Weitere bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dazu zeigen
Figur 1 einen Schaltplan eines vorteilhaften Ladegeräts, und
Figur 2 ein Verfahren zum Betreiben des Ladegeräts. Figur 1 zeigt einen elektrischen Schaltplan eines vorteilhaften Ladegeräts 1. Das Ladegerät 1 weist eingangsseitig eine Eingangsanschlusseinheit 2 zum Anschließen an eine Versorgungsnetzanschlusseinheit 3 eines Versorgungsnetzes mit einer ein-, zwei-, oder dreiphasigen Wechselspannung auf. Die Eingangsanschlusseinheit 2 weist dazu einen ersten Eingangsanschluss L1, einen zweiten Eingangsanschluss L2, einen dritten Eingangsanschluss L3, einen Neutralleiteranschluss N und einen Schutzleiteranschluss PE auf.
Das Ladegerät 1 weist weiter eine Spannungswandlerstufe 4 zum Bereitstellen eine Gleichspannung auf. Die Spannungswandlerstufe 4 weist eine erste Halbbrücke 5, bestehend aus den Halbleiterschaltern S11 und S12, eine zweite Halbbrücke 6, bestehend aus den Halbleiterschaltern S13 und S14, sowie eine dritte Halbbrücke 7, bestehend aus den Halbleiterschaltern S15 und S16, auf.
Die Halbbrücken 5, 6, 7 sind elektrisch parallelgeschaltet. Die Halbleiterschalter der jeweiligen Halbbrücke 5, 6, 7 sind jeweils elektrisch in Reihe geschaltet. Die Halbleiterschalter S11 , S13 und S15 sind Low-Side-Schalter, und die Halbleiterschaltern S12, S14, und S16 sind High-Side-Schalter.
Jeweils ein Mittenabgriff zwischen den Halbleiterschaltern S11 bis S16 einer Halbbrücke 5, 6, 7 ist, bevorzugt über jeweils eine erste, zweite und dritte Drossel 8, 9, 10, mit jeweils einem anderen der Eingangsanschlüsse L1 , L2, L3 über jeweils eine erste, zweite und dritte Anschlussleitung 11 , 12, 13 verbindbar oder verbunden.
Der Mittenabgriff der ersten Halbbrücke 5 ist über die erste Drossel 8 und die erste Anschlussleitung 11 mit dem ersten Eingangsanschluss L1 verbindbar. Der Mittenabgriff der zweiten Halbbrücke 6 ist über die zweite Drossel 9 und die zweite Anschlussleitung 12 mit dem zweiten Eingangsanschluss L2 verbindbar. Der Mittenabgriff der dritten Halbbrücke 7 ist über die dritte Drossel 10 und die dritte Anschlussleitung 13 mit dem dritten Eingangsanschluss L3 verbindbar.
Die Spannungswandlerstufe 4 weist weiter einen Zwischenkreis 14 mit einer
Reihenschaltung aus einem ersten Zwischenkreiskondensator 15 einem zweiten Zwischenkreiskondensator 16 auf. Die Zwischenkreiskondensatoren 15, 16 sind zu den Halbbrücken 5, 6, 7 parallelgeschaltet. Die Enden der Halbbrücken 5, 6, 7 sind dabei mit einem zweipoligen Zwischenanschluss 17 verbunden. Die High- Side-Schalter sind mit einem positiven Zwischenanschluss 18 und die Low-Side- Schalter mit einem negativen Zwischenanschluss 19 verbunden.
An den Zwischenanschluss 17 ist ein Gleichspannungswandler 20 angeschlossen. Die Gleichspannung an dem Zwischenanschluss 17, die eingangsseitig an dem Gleichspannungswandler 20 anliegt, wird in eine Ladespannung zum Laden einer ausgangsseitig an den Gleichspannungswandler 20 angeschlossenen Batterie 21, bevorzugt Traktionsbatterie oder Hochvolt-Batterie, gewandelt.
Den Halbbrücken 5, 6, 7 ist eine Reihenschaltung einer ersten Diode 22 und einer zweiten Diode 23 parallelgeschaltet. Die erste und die zweite Diode 22, 23 sind in Sperrrichtung geschaltet und verhindern einen Stromfluss von dem positiven Zwischenanschluss 18 zu dem negativen Zwischenanschluss 19 und ermöglichen einen Stromfluss von dem negativen Zwischenanschluss 19 zu dem positiven Zwischenanschluss 18. Ein Mittenabgriff zwischen der ersten und der zweiten Diode 22, 23 ist über einen Neutralleiter 24 mit dem Neutralleiteranschluss N verbunden.
Das Ladegerät 1 weist ein erstes Schaltelement S1 auf, das dazu ausgebildet ist, den ersten Eingangsanschluss L1 wahlweise mit der ersten Halbbrücke 5 zu verbinden oder davon zu trennen. Das Ladegerät 1 weist weiter ein zweites Schaltelement S2 auf, das dazu ausgebildet ist, die dritte Halbbrücke 7 in einer ersten Schaltstellung mit dem ersten Eingangsanschluss L1 durch die Anschlussleitung 11 und in einer zweiten Schaltstellung mit dem dritten Eingangsanschluss L3 durch die Anschlussleitung 13 zu verbinden. Anders ausgedrückt ist das zweite Schaltelement S2 dazu ausgebildet, einen Ladestrom von dem ersten Eingangsanschluss L1 oder von dem dritten Eingangsanschluss L3 zu der dritten Drossel 10 zu leiten.
Auch weist das Ladegerät 1 ein drittes Schaltelement S3 auf, das dazu ausgebildet ist, den zweiten Eingangsanschluss L2 wahlweise mit der zweiten Halbbrücke 6 zu verbinden oder davon zu trennen. Schließlich weist das Ladegerät 1 noch ein viertes Schaltelement S4 auf, das zwischen einem Mittenabgriff zwischen den beiden Dioden 22, 23 und einem Mittenabgriff zwischen den beiden Zwischenkreiskondensatoren 15, 16 angeordnet ist.
Vorliegend sind dem ersten Schaltelement S1 und dem dritten Schaltelement S3 Vorladewiderstände, bevorzugt schaltbare Widerstände, Heißleiter oder NTC- Widerstände, parallel geschaltet, damit ein Anlaufstrom beim Anschließen einer Wechselspannung an die Eingangsanschlusseinheit 2 abklingt und begrenzt wird, bevor das erste und das dritte Schaltelement S1 , S3 geschlossen werden. Bevorzugt sind die Schaltelemente als Halbleiterschalterbauelemente (IGBT oder MOSFET, basierend auf Si, SiC oder GaN), als Schütze oder Relais ausgebildet.
Weiter weist das Ladegerät jeweils einen der ersten, zweiten, und dritten Halbbrücke 5, 6, 7 zugeordneten Spannungssensor V zwischen der jeweiligen Halbbrücke 5, 6, 7 und einem der Eingangsanschlüsse L1 , L2, L3 auf, die die Spannung des jeweiligen Eingangsanschlusses L1 , L2, L3 bezogen auf den Neutralleiteranschluss N messen.
Der der dritten Halbbrücke 7 zugeordnete Spannungssensor V ist vorliegend zwischen dem Schaltelement S2 und der dritten Halbbrücke 7 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist der Spannungssensor V zwischen dem dritten Eingangsanschluss L3 und dem Schaltelement S2 angeordnet, wie gestrichelt angedeutet.
Weitere Spannungssensoren V sind zwischen den beiden Zwischenanschlüssen 18, 19 sowie zwischen dem Mittenabgriff zwischen den beiden Zwischenkreiskondensatoren 15, 16 und dem negativen Zwischenanschluss 19, also parallel zu dem Zwischenkreiskondensator 16 vorgesehen. Jeder der Drosseln 8, 9, 10 ist ein Stromsensor A zugeordnet.
Dem Ladegerät 1 ist noch eine Steuereinrichtung 25 zugeordnet, die insbesondere dazu ausgebildet ist, Sensorsignale der Sensoren A, V zu erfassen und auszuwerten, die Schaltelemente S1 bis S4 anzusteuern, und/oder die Halbbrücken S11 bis S16 anzusteuern. Im Folgenden wird mit Bezug auf Figur 2 ein vorteilhaftes Verfahren zum Betreiben des Ladegeräts 1 beschrieben. Hierzu zeigt die Figur 2 das Verfahren anhand eines Flussdiagramms. Insbesondere wird durch das Verfahren gewährleistet, dass ein unzulässig hoher Einschaltstrom sicher vermieden wird. Vorzugweise wird das Verfahren durch eine dem Steuergerät 1 zugeordnete Steuereinrichtung, beispielsweise die Steuereinrichtung 25, durchgeführt.
In einem Schritt 100 beginnt das Verfahren damit, dass das zweite Schaltelement S2 in die erste Schaltstellung geschaltet wird. Es werden nun eine erste elektrische Spannung an dem ersten Eingangsanschluss L1 und eine zweite elektrische Spannung an dem zweiten Eingangsanschluss L2 mithilfe der Spannungssensoren V erfasst.
Wird mithilfe der Spannungssensoren V in einem Entscheidungsschritt 200 erkannt, dass sowohl an dem ersten Eingangsanschluss L1 als auch an dem zweiten Eingangsanschluss L2 eine Spannung anliegt, so wird das Verfahren mit einem Schritt 301 fortgesetzt. Als vorläufige Netzkonfiguration ist damit eine zweiphasige Wechselspannung erkannt. Wird hingegen erkannt, dass nur an dem ersten Eingangsanschluss L1 eine Spannung anliegt, so wird das Verfahren mit einem Schritt 302 fortgesetzt. Als vorläufige Netzkonfiguration ist eine einphasige Wechselspannung erkannt.
In den Schritten 301 und 302 wird jeweils eine von der ersten beziehungsweise der ersten und der zweiten Spannung abhängig vorgegebene Vorspannung ermittelt Vorzugsweise liegt die vorgegebene Vorspannung um einen vorgegebenen Faktor, beispielsweise 15 %, über der ersten und/oder zweiten Spannung oder einer Amplitude einer verketteten Spannung an den Eingangsanschlüssen. Auf diese Vorspannung werden die Zwischenkreiskondensatoren 15, 16 nun vorgeladen.
In den folgenden Schritten 401 und 402 wird jeweils erkannt, dass die Vorspannung erreicht und damit das Aufladen abgeschlossen ist. Das zweite Schaltelement S2 wird nun in die zweite Schaltstellung geschaltet. In den wieder folgenden Schritten 501 und 502 wird jeweils zumindest eine dritte elektrische Spannung an dem dritten Eingangsanschluss L3 erfasst In Abhängigkeit von den ermittelten elektrischen Spannungen wird nun in Entscheidungsschritten 601 und 602 entweder eine zulässige Netzkonfiguration oder ein Fehler des Versorgungsnetzes erkannt.
Vorzugsweise werden dazu nun auch die erste und die zweite elektrische Spannung erneut erfasst. Beispielsweise wird ein Fehler erkannt, wenn die erneut ermittelten Spannungen unzulässige Werte aufweisen, beispielsweise die erste elektrische Spannung Null ist.
Wird ein Fehler erkannt, so endet das Verfahren mit einem Schritt 700. In dem Schritt 700 wird insbesondere eine Sicherheitsabschaltung durchgeführt und/oder eine Fehlermeldung ausgegeben.
Wird hingegen eine zulässige Netzkonfiguration erkannt, so wird ein Ladevorgang in Abhängigkeit von der erkannten Netzkonfiguration gestartet. Es wird beispielsweise ausgehend von dem Schritt 601 in einem Schritt 701 dreiphasig geladen, wenn eine dritte elektrische Spannung größer Null erfasst wurde, in einem Schritt 702 zweiphasig geladen, wenn keine dritte elektrische Spannung größer Null erfasst wurde, und ausgehend von dem Schritt 602 in einem Schritt 703 einphasig geladen.
In dem Schritt 701 ist dann eine dreiphasige Wechselspannung als finale Netzkonfiguration, in dem Schritt 702 eine zweiphasige Wechselspannung als finale Netzkonfiguration und in dem Schritt 703 eine einphasige Wechselspannung als finale Netz ko nfigu ration erkannt. Das Verfahren endet jeweils nach Abschluss des Ladevorgangs.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Ladegeräts (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei das Ladegerät eine Eingangsanschlusseinheit (2) zum Anschließen an eine Versorgungsnetzanschlusseinheit (3) eines Versorgungsnetzes aufweist, wobei die Eingangsanschlusseinheit (2) zumindest einen ersten, zweiten und dritten Eingangsanschluss (L1 ,L2,L3) aufweist, wobei das Ladegerät eine Spannungswandlerstufe (4) zum Bereitstellen einer Gleichspannung aufweist, wobei die Spannungswandlerstufe zumindest (4) eine erste, zweite und dritte Halbbrücke (5,6,7) aufweist, wobei jede der Halbbrücken (5,6,7) mit jeweils einem anderen der Eingangsanschlüsse (L1 ,L2,L3) verbindbar oder verbunden ist, wobei die Spannungswandlerstufe (4) einen Zwischenkreis (14) mit zumindest einem Zwischenkreiskondensator (15,16), insbesondere einer Reihenschaltung aus einem ersten und einem zweiten Zwischenkreiskondensator (15,16), aufweist, und wobei das Ladegerät (1) ein Schaltelement (S2) aufweist, das dazu ausgebildet ist, die dritte Halbbrücke (7) in einer ersten Schaltstellung mit dem ersten Eingangsanschluss (L1), und in einer zweiten Schaltstellung mit dem dritten Eingangsanschluss (L3) zu verbinden, mit folgenden Schritten:
Schalten des Schaltelements (S2) in die erste Schaltstellung, Erfassen einer ersten elektrischen Spannung an dem ersten Eingangsanschluss (L1) und einer zweiten elektrischen Spannung an dem zweiten Eingangsanschluss (L2),
Aufladen des zumindest einen Zwischenkreiskondensators (15,16) auf eine von der ersten und der zweiten elektrischen Spannung abhängig vorgegebene Vorspannung, Schalten des Schaltelements (S2) in die zweite Schaltstellung nach abgeschlossenem Aufladen,
Erfassen zumindest einer dritten elektrischen Spannung an dem dritten Eingangsanschluss (L3), und
Erkennen einer Netzkonfiguration oder eines Fehlers des Versorgungsnetzes in Abhängigkeit von den ermittelten elektrischen Spannungen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Vorspannung zum Aufladen des Zwischenkreiskondensators (15,16) um einen vorgegebenen Faktor, insbesondere mindestens 10 % oder 15 %, über der ersten und/oder zweiten Spannung liegt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Vorspannung zum Aufladen des Zwischenkreiskondensators (15,16) um einen vorgegebenen Faktor, insbesondere mindestens 10 % oder 15 %, über einer Amplitude einer verketteten Spannung an den Eingangsanschlüssen (L1 ,L2) liegt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine ein-, zwei- oder dreiphasige Wechselspannung als die Netz ko nfigu ration erkannt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Schaltstellung des Schaltelements (S2) in Abhängigkeit von der ersten und zweiten elektrischen Spannung eine ein- oder zweiphasige Wechselspannung als vorläufige Netzkonfiguration erkannt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Schaltstellung des Schaltelements (S2) die erste und die zweite elektrische Spannung erneut erfasst werden, und dass in Abhängigkeit von den erfassten Spannungen eine Netzkonfiguration oder ein Fehler erkannt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ladevorgang in Abhängigkeit von der erkannten Netz ko nfigu ration gestartet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennen eines Fehlers eine Sicherheitsabschaltung durchgeführt wird und/oder eine Fehlermeldung ausgegeben wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladegerät (1) jeweils einen der ersten, zweiten, und dritten Halbbrücke (5,6,7) zugeordneten Spannungssensor (V) zwischen der jeweiligen Halbbrücke (5,6,7) und einem der Eingangsanschlüsse (L1,L2,L3) aufweist, und dass in Abhängigkeit von Sensorsignalen der Spannungssensoren (V) die Netzkonfiguration ermittelt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der der dritten Halbbrücke (7) zugeordnete Spannungssensor (V) zwischen dem Schaltelement (S2) und der dritten Halbbrücke (7) angeordnet ist, dass in der ersten Schaltstellung des Schaltelements (S2) die erste elektrische Spannung ermittelt wird, und dass in der zweiten Schaltstellung des Schaltelements (S2) die dritte elektrische Spannung ermittelt wird.
11 . Ladegerät (1), gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (25), die speziell dazu hergerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
12. Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch ein Ladegerät (1) nach Anspruch
11.
EP24705108.9A 2023-02-23 2024-02-12 Verfahren zum betreiben eines elektrischen ladegeräts, ladegerät, kraftfahrzeug Pending EP4670247A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023201655.9A DE102023201655A1 (de) 2023-02-23 2023-02-23 Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Ladegeräts, Ladegerät, Kraftfahrzeug
PCT/EP2024/053487 WO2024175404A1 (de) 2023-02-23 2024-02-12 Verfahren zum betreiben eines elektrischen ladegeräts, ladegerät, kraftfahrzeug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4670247A1 true EP4670247A1 (de) 2025-12-31

Family

ID=89941239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP24705108.9A Pending EP4670247A1 (de) 2023-02-23 2024-02-12 Verfahren zum betreiben eines elektrischen ladegeräts, ladegerät, kraftfahrzeug

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4670247A1 (de)
CN (1) CN120814140A (de)
DE (1) DE102023201655A1 (de)
WO (1) WO2024175404A1 (de)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109889077B (zh) * 2019-04-08 2021-01-26 台达电子企业管理（上海）有限公司 单相和三相兼容的ac/dc电路及充放电装置
KR102603058B1 (ko) * 2019-04-22 2023-11-16 현대자동차주식회사 친환경 차량용 충전 제어 시스템 및 방법
CN115700981A (zh) * 2021-07-30 2023-02-07 台达电子工业股份有限公司 交流直流转换电路及其输入电流检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024175404A1 (de) 2024-08-29
CN120814140A (zh) 2025-10-17
DE102023201655A1 (de) 2024-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69712243T2 (de) Universeller Leistungsmodul
EP3394948B1 (de) Wechselrichter mit netztrennstelle und isolationswiderstandsmessung sowie verfahren zur messung eines isolationswiderstandes
DE102018207290B4 (de) Konfigurierbare Ladevorrichtung und Verfahren zum Konfigurieren der Ladevorrichtung
DE102018106305A1 (de) Wechselstromladung einer intelligenten Batterie
DE102019106485A1 (de) Weissach-Gleichrichteranordnung
DE102018008603A1 (de) Schaltungsanordnung und Verfahren zum Laden einer Batterieanordnung mit mehreren Batteriemodulen
EP4595196A1 (de) Ladegerät und verfahren zum betrieb des ladegerätes
WO2024002548A1 (de) Ladegerät und verfahren zum betrieb des ladegerätes
DE102020004825A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Kompensation von Ableitströmen beim Laden eines elektrischen Energiespeichers
DE102017216468A1 (de) Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs
WO2024175404A1 (de) Verfahren zum betreiben eines elektrischen ladegeräts, ladegerät, kraftfahrzeug
DE3347106C2 (de)
DE102022210388A1 (de) Ladegerät und Verfahren zum Betrieb des Ladegerätes
DE102020115180A1 (de) Energiemessklemme beziehungsweise Messschaltung einer Energiemessklemme
DE102022204420B3 (de) Elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug sowie Verfahren zu dessen Betrieb
DE102022210343A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Unterbrechung eines Aufladevorgangs einer Energiequelle eines elektrischen Antriebs
WO2025078130A1 (de) Verfahren zum betreiben eines ladegeräts, ladegerät, energiesystem und kraftfahrzeug
DE10162246B4 (de) Stromversorgungseinrichtung für einen Spannungszwischenkreis-Umrichter
DE102023209724A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Ladegeräts, Ladegerät, Energiesystem und Kraftfahrzeug
WO2025061343A1 (de) Verfahren zum betreiben eines ladegeräts, ladegerät, energiesystem und kraftfahrzeug
EP0941481A1 (de) Messvorrichtung für einen belasteten gleichspannungswandler
EP4717503A1 (de) Ladegerät zum laden eines elektro- oder hybridfahrzeugs
WO2026046705A1 (de) Ladeeinrichtung und verfahren zum betreiben einer solchen
DE102023208670A1 (de) Energietransfervorrichtung
DE102024210173A1 (de) Traktionsnetz und AC-Ladegerät

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20250923

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR