WO2012126835A2 - Ladeeinrichtung für eine hochspannungsbatterie - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a charging device for a high voltage battery, in particular a high voltage battery of a motor vehicle, from an alternating voltage network with an input voltage provided in particular three-phase, comprising an isolation transformer with at least one intermediate voltage as output voltage and a rectifier for generating a DC voltage.
  • Motor vehicles which can drive driven by a high-voltage battery via an electrical machine are example ⁇ example as hybrid vehicles or electric vehicles ( "e-Cars") is known.
  • the capacity of the high-voltage batteries of such vehicles may for example be between 20 and 40 kWh.
  • the request is according to to allow rapid charging such high-power batteries, such as in ei ⁇ ner period of 15 - 30 mins therefore charging devices or DC power supplies are needed in the kilowatt range for corresponding Chargers in the example described would, for example, an output of the DC power supply of the charging device 50 -.. 100 kW needed.
  • Such charging devices must also be designed for high voltages and high currents. Then there is a currently preferred by the Au ⁇ tomobilindustrie battery voltage when fully charged the high voltage battery between 400 and 450 V.
  • the maximum charging current is present, for example, 210 amps, sometimes up to 280 amps, accepted. For future vehicle batteries, discharge voltages of 800V are under discussion, with a correspondingly reduced maximum charging current.
  • High-power DC power supplies for example in the range of kilowatts or megawatts, are known, for example, from electroplating and painting plants.
  • DC power supplies are usually the following Main components used in topology.
  • EMC electromagnetic compatibility
  • Such filter devices for example, filter harmonics with a frequency> 100 kHz.
  • isolation transformer connects which may also have the task in addition to the generation of an interim ⁇ rule voltage to produce a galvanic isolation between the AC mains and the further components of the DC power supply.
  • the intermediate voltage still an alternating voltage, is then fed to a converter, which is often designed as a six-pulse thyristor bridge in the applications discussed here.
  • a DC smoothing filter for example an LC smoothing filter.
  • Such a thyristor bridge has the disadvantage that at low frequencies, a high harmonic content is given.
  • the fifth and seventh harmonics are amplified in a six-pulse power converter. It is therefore necessary filters with high inductances both on the input and on the output side of the converter.
  • These inductors often referred to as smoothing chokes, are heavy, bulky, and relatively expensive. Therefore, an application of such Gleichstromversorgun ⁇ conditions for the rapid charging of high voltage batteries so far has been omitted.
  • pulse width modulation semiconductor bridges such as IGBT bridges (insulated gate bipolar transistor, German bipolar transistor with insulated gate electrode) are used.
  • IGBT bridges insulated gate bipolar transistor, German bipolar transistor with insulated gate electrode
  • Such semiconductor bridges can be used in AC to AC inverters, AC to DC converters (rectifiers) and DC to DC converters.
  • a known topology for the power section of the DC power supplies based on pulse width modulation-controlled semiconductor bridges in turn has the power connection to the downstream line filter (EMC filter device) and an isolating transformer. formator. Downstream of this is an AC-DC converter (rectifier) with at least one corresponding semiconducting ⁇ ter Hampshire, which in turn a DC-DC step-down converter is connected downstream.
  • the DC-DC step-down ⁇ steeper needed in order to adjust the output voltage of the power supply to be used as a charging voltage to the current battery voltage.
  • the charging voltages may be 350 to 420 V, depending on the state of charge of the battery.
  • the charging device is to be able to charge batteries with different numbers of lithium-ion cells connected in series, the voltage range in which the output voltage of the charging device must be tracked during charging increases.
  • ge ⁇ suitable DC-DC step-down converter are not always available and represent a major cost factor in the production of a DC power supply and a charging device for high-voltage batteries.
  • the invention is therefore based on the object to design a DC power supply of a charging device so that it manages without a DC-DC buck converter.
  • DC voltage within a DC voltage range can be controlled by a control device.
  • the DC power supply of the charging device according to the invention thus also initially has the usual known component of an isolating transformer, which incidentally also for electrical isolation between the AC voltage network and the other components of the charging device, in particular the Inverter, serves.
  • the charging device according to the invention comprises a rectifier for generating a DC clamping ⁇ voltage from the intermediate voltage, but are present at least one intermediate voltage and the rectifier selected so that the rectifier from the intermediate voltage different DC voltages, which are within a common tensioning ⁇ voltage range produce can then be used directly - that means, without using a DC-DC buck converter - as a charging voltage.
  • the loading device comprises a control device, via which a corresponding control of the rectifier is possible.
  • the biggest advantage of the solution according to the invention is the omission of the DC-DC buck converter. As a result, the production costs for the DC power supply and thus the charging device according to the invention decrease. Furthermore, the energy efficiency of the charging device according to the invention is increased because the non-existing DC-DC buck converter generates no power loss.
  • the rectifier comprises at least one pulse width modulation controlled semiconductor bridge, in particular IGBT bridge.
  • IGBT bridge the pulse width modulation controlled semiconductor bridge
  • the advantages of such a semiconductor bridge were already presented in the introduction.
  • Bi ⁇ polar transistors with insulated gate electrode have a good on-state behavior, a high reverse voltage, high robustness and a virtually powerless control.
  • the pulse-width tenmodulations pattern (PWM patterns) of the IGBT 's can be changed. This results in an easy way to vary the DC voltage within the DC voltage range.
  • PWM patterns pulse-width tenmodulations pattern
  • the rectifier is designed as a step-up divider.
  • Such a rectifier may also be referred to as an AC-DC boost converter.
  • the voltage amplification factor of the rectifier is selectable between a first value which is greater than or equal to the square root of 2 and a second value which is greater than the first value, in particular 2 or 3.
  • this means that the particular three-phase intermediate voltage, U ac converting into a DC voltage Udc rectifier dc is the DC clamping ⁇ voltage U can vary the DC voltage range, the RMS (root mean square) values of U ac and U dc to each other according to the formula behavior.
  • the isolation transformer at least two, in particular three, under defenceli ⁇ cher intermediate voltage outputs, wherein the charging device we ⁇ least one intermediate voltage switching means for forwarding one of the intermediate voltages to the Rectifier has.
  • the basic idea of this embodiment is thus to use an isolating transformer with multiple outputs, to each of which different intermediate voltages apply, which can be used. Via the control device, one of these outputs is automatically connected to the input of the rectifier. In this way, the maximum gain factor (boost factor) of the rectifier can be kept low, for example, at two, and yet it is still possible to achieve a wider range of possible output DC voltages.
  • the various intermediate voltages can be realized in a concrete embodiment of the present invention by different taps of the rectifier winding of the isolation transformer. Correspondingly, outputs of the isolating transformer are then realized.
  • an isolation transformer with multiple intermediate voltages only slightly more expensive and complex to implement than an isolation transformer that provides only a single intermediate voltage.
  • the additionally required switching means are also much cheaper than a DC-DC buck converter, and the controller requires very few additional digital outputs, which are usually available anyway.
  • the disadvantage of the temporary power interruption when switching from one intermediate voltage to another when charging high-voltage batteries ultimately plays no role, since the switching process takes a maximum of a few seconds and is not insensitive to the total charging time of several minutes Weight drops.
  • the intermediate voltage switching means may preferably be designed as an AC load disconnector operated by a motor controllable by the control device, it being noted that in principle other switching means are conceivable, for example contactors or other high-voltage switching means.
  • the control device is then used to speaking driving the motors designed to open and close the intermediate voltage switching means.
  • a controllable via the control device output switching means are provided for separating the high voltage battery from the charging voltage, wherein the control means when changing the intermediate voltage to an opening of the output switch means, subsequently to open the currently closed intermediate voltage switching means réellefol ⁇ Is formed to close the new intermediate voltage associated intermediate voltage switching means and subsequently to close the output switching means.
  • a rectifier downstream and the output switching means upstream, readable by the control device voltage measuring device is provided, wherein the control device at a change or a first choice of the intermediate voltage for opening the output switching means in response to a value measured by the voltage measuring device the DC voltage is formed.
  • the control device at a change or a first choice of the intermediate voltage for opening the output switching means in response to a value measured by the voltage measuring device the DC voltage is formed.
  • a battery voltage measuring means for measuring the the battery voltage applied to the high-voltage battery
  • the control device for controlling the rectifier and / or the intermediate voltage switching means in dependence on the measured battery voltage, in particular for equalization of the DC voltage to the battery voltage.
  • the charging device consequently comprises a Messvor ⁇ direction for detecting the battery voltage.
  • This voltage signal is sent to the central control device of the charging device, which, if no multiple intermediate voltages are given, controls the rectifier accordingly, but otherwise selects the matching DC voltage range, ie a suitable intermediate voltage, in order then to close the associated intermediate voltage switching means. Thereafter, it is possible to control the measured battery voltage as the charging voltage. Only when this has happened, which can be checked for example by the voltage measuring device, the output switching means is closed and the charging process can begin.
  • the output voltage of the charging device is controlled so that the desired charging current is established.
  • the rectifier output voltage must be equal to the battery voltage plus the product of charging current and battery impedance. For example, if the battery impedance is 0.1 ohms and the charging current is 100 amps, then the rectifier output voltage must be 10 volts larger than the battery voltage.
  • the output switching means can be opened. Thereafter, the corresponding intermediate voltage switching means, which bis- was closed, opened. THEREFORE, the insectspan- for the next higher intermediate voltage ge ⁇ joined voltage switching means and the rectifier is controlled according to the battery voltage. Then the output switching means is closed again and the charging process can be continued.
  • the charging process ends when the high-voltage battery has reached its maximum charging voltage; generally the STEU ⁇ er founded can use the measured values of the battery voltage measurement means to verify this and, if necessary, stop charging automatically.
  • the rectifier downstream of a filter circuit for smoothing the direct current is provided.
  • Such filter circuits are known in principle, wherein preferably an LC low-pass filter can be used.
  • the filter circuit is assigned a discharge resistor and a discharge switching means for discharging a capacitor provided in the filter circuit. In this way, remaining charges can be eliminated on the capacitor.
  • the discharge resistance typically has a value between 50 ⁇ and 500 ⁇ . The value is chosen depending on the capacity of the capacitor to be discharged, the maximum capacitor voltage, the desired discharge final voltage and the desired discharge time.
  • an auxiliary voltage generating unit is provided for generating an operating voltage of the control device from the AC voltage network.
  • Such an auxiliary voltage generating device can in turn nen isolation transformer, for example, generates a conventional, single-phase 230 V AC voltage, so that a conventional power supply can be used for the control device, which can implement the 230 V voltage to a lower DC voltage for supplying the control device, for example, 24V ,
  • the charging device has a manually operable main switch for separating the charging device from the AC voltage network.
  • a corresponding control element can be provided on a housing of the charging device, which mechanically or in another way enables actuation of the main switch.
  • an insulation monitoring device is provided on a battery-side output.
  • insulation monitoring device which is provided for safety reasons in a high-voltage battery to be charged with high current, of course, further safety measures of basically known type can be realized in the charging device according to the invention.
  • the single figure shows a circuit diagram of a charging device according to the invention.
  • the figure shows a circuit diagram and the various components of a charging device 1 according to the invention, which is designed to charge a high-voltage battery 2 of an electric vehicle not shown in detail from an indicated schematically at 3 AC voltage network, which provides three-phase power available.
  • the charging device shown here was designed so that the DC output voltage, ie the charging voltage, in the range of 250 - 550 V. can be varied, with a maximum current of 125 amps DC can be provided.
  • the charging device 1 Immediately following the connection 4 for the AC voltage network 3, the charging device 1 comprises a manually operable main switch 5, via which the charging device 1 can be separated from the AC voltage network 3.
  • an EMC filter device 6 Downstream of the main switch 5, an EMC filter device 6 is provided, which filters out harmonics of a frequency above 100 kHz. From there, the alternating current passes to an isolating transformer 7, which has two galvanically separated windings 8, 9. As can be seen, three different tapping points are provided on the winding 9, so that the isolating transformer 7 has three different terminals, on each of which different intermediate voltages can be tapped, here intermediate voltages of 170 V, 220 V and 275 V, as shown in the figure. It continues to be three-phase alternating current.
  • each intermediate voltage is associated with an intermediate voltage switch means 11 where ⁇ at the intermediate voltage switching means 11 ren here as a motorcycle 12 powered AC Load break switch are formed.
  • a rectifier 10 which is embodied here as a step-up converter (thus as an AC-DC step-up converter) and a
  • IGBT semiconductor bridge 13 which is controlled pulse width modulated. It comprises a respective pair of IGBTs 14 for the three phases.
  • pulse width modulation the DC voltage obtained at the outputs 15 of the rectifier 10 can be varied in a DC voltage range, this DC voltage range depending on the intermediate voltage selected as the input voltage.
  • the rectifier 10 is designed so that the minimum amplification factor (fi) at 1.45, the maximum gain (f2) is 2.0.
  • fi minimum amplification factor
  • f2 the maximum gain
  • the rectifier 10 is an opening provided for smoothing FIL teranssen downstream, which is designed here as a DC low-pass filter comprising a capacitor 16 and an inductor 17, although other Tiefpassfil ⁇ ter, in particular LC low-pass filter may be provided.
  • a discharge circuit 18 is further provided with a shunt resistor 19, here 300 ⁇ , and a discharge switching means 20, which in turn may be operated via a motor 21 DC load disconnector or contactor.
  • a voltage measuring device 22 is provided, via which the DC voltage supplied by the rectifier 10 can be measured. Their function will be explained in more detail with regard to the operation of the charging device 1.
  • an output is provided switching means 23, via which the can be Hochhardsbatte ⁇ rie 2 separated from the DC low-pass filter and the rectifier 10th Also, the output switching means 23 is actuated by a motor 24. Finally, a battery voltage measuring means 25 is provided, in addition, a Isolation monitoring device 26 and / or other safety devices may be present.
  • the operation of the charging device 1 is controlled by a central control device 27, which is associated with an auxiliary voltage generation unit 28 for generating an operating voltage from the AC voltage network.
  • This likewise comprises an isolating transformer 29 in order in the present case to generate an alternating voltage of 230 V, which can then be used to operate a commercially available power supply unit 30, which supplies the 24 V direct voltage to the operation of the control device 27.
  • the rectifier 10 further comprises a feedback by the rectifying components in the AC voltage network 3 avoiding filter module 31, which in the present case destroys the reflected components by forming a short circuit.
  • the control device 27 is now designed to control all the named components, in particular the motors 12, 21 and 24 and the rectifier 10 as well as to receive measured values by the voltage measuring device 22 and the battery voltage measuring means 25.
  • the control device 27 for controlling the operation of the charging device is embodied as shown below in order to charge the high-voltage battery 2, which is otherwise designed as a lithium-ion battery.
  • the signal of the battery voltage measuring means 25 is sent to the control device 27.
  • the controller 27 now selects the appropriate DC voltage range, hence one of the intermediate voltages, and closes the associated intermediate voltage switching means.
  • the rectifier 10 is ready for operation and an output voltage can be regulated to the measured battery voltage. Whether this has already been reached can be checked by means of the voltage measuring device 23. Only when the DC voltage supplied by the rectifier 10 as a charging voltage is equal to the measured battery voltage, which is as DC Load breaker trained output switching means 23 closed by the controller 27. The charging process can begin ⁇ nen. During the actual charging of the rectifier 10 is operated current-controlled, ie the rectifier output voltage is controlled so that adjusts the desired charging current.
  • the battery voltage increases. It continues to be tracked by the battery voltage measuring means 25. If the controller 27 determines that the battery voltage in the overlap region reaches the next intermediate voltage as the input voltage of the rectifier, the output switching means 23 is opened and thereafter the intermediate voltage switching means 11 hitherto closed. Then the intermediate voltage switching means 11 for the next higher DC voltage range can be closed and Rectifier 10 are driven accordingly, in turn to regulate the battery voltage as the charging voltage, which in this case is still the same, lying in the overlap area voltage. Only when the signals of the voltage measuring device 22 show that the battery voltage is reached, the output switching means 23 is closed again and the charging process can be continued.
  • the controller 27 determines that the high-voltage battery 2 has reached its maximum battery voltage, the charging process is automatically terminated by the control unit 27. It should be emphasized at this point that the present charging device according to the invention does not require a DC-DC step-down converter.

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Abstract

Ladeeinrichtung (1) für eine Hochspannungsbatterie (2), insbesondere eine Hochspannungsbatterie (2) eines Kraftfahrzeuges, aus einem Wechselspannungsnetz (3) mit einer insbesondere dreiphasig zur Verfügung gestellten Eingangsspannung, umfassend einen Trenntransformator (7) mit wenigstens einer Zwischenspannung als Ausgangsspannung und einen Gleichrichter (10) zur Erzeugung einer Gleichspannung, wobei der Gleichrichter (10) zur Variation der als Ladespannung genutzten Gleichspannung innerhalb eines Gleichspannungsbereichs durch eine Steuereinrichtung (27) ansteuerbar ist.

Description

Beschreibung
Ladeeinrichtung für eine Hochspannungsbatterie
Die Erfindung betrifft eine Ladeeinrichtung für eine Hochspannungsbatterie, insbesondere eine Hochspannungsbatterie eines Kraftfahrzeuges, aus einem Wechselspannungsnetz mit einer insbesondere dreiphasig zur Verfügung gestellten Eingangsspannung, umfassend einen Trenntransformator mit wenigstens einer Zwischenspannung als Ausgangsspannung und einen Gleichrichter zur Erzeugung einer Gleichspannung.
Kraftfahrzeuge, die durch eine Hochspannungsbatterie über eine Elektromaschine angetrieben fahren können, sind beispiels¬ weise als Hybridfahrzeuge oder Elektrofahrzeuge („e-Cars") bekannt. Die Kapazität der Hochspannungsbatterien solcher Kraftfahrzeuge kann beispielsweise zwischen 20 und 40 kWh betragen. Dabei wird der Wunsch laut, ein schnelles Aufladen solcher Hochstrombatterien zu erlauben, beispielsweise in ei¬ ner Zeitspanne von 15 - 30 Minuten. Für entsprechende Ladegeräte werden daher Ladeeinrichtungen bzw. Gleichstromnetzteile im Kilowattbereich benötigt. Im beschriebenen Beispiel würde beispielsweise eine Ausgangsleistung des Gleichstromnetzteils der Ladeeinrichtung von 50 - 100 kW benötigt.
Solche Ladeeinrichtungen müssen zudem für hohe Spannungen und hohe Ströme ausgelegt sein. So liegt eine derzeit von der Au¬ tomobilindustrie bevorzugte Batteriespannung bei vollem Ladezustand der Hochspannungsbatterie zwischen 400 und 450 V. Als maximaler Ladestrom werden derzeit beispielsweise 210 Ampere, teilweise auch bis zu 280 Ampere, angenommen. Für zukünftige Fahrzeugbatterien sind Endladespannungen von 800V im Gespräch, mit entsprechend verringertem maximalen Ladestrom.
Gleichstromversorgungen hoher Leistung, also beispielsweise im Bereich von Kilowatt oder Megawatt, sind beispielsweise aus Galvanisierungs- und Lackieranlagen bekannt. Bei derartigen Gleichstromversorgungen werden üblicherweise folgende Hauptkomponenten in der Topologie verwendet. An den Netzan- schluss schließt üblicherweise zunächst eine EMV-Filterein¬ richtung (EMV = Elektromagnetische Verträglichkeit) an. Derartige Filtereinrichtungen filtern beispielsweise Oberwellen mit einer Frequenz > 100 kHz aus. Hieran schließt sich ein Trenntransformator an, der neben der Erzeugung einer Zwi¬ schenspannung auch die Aufgabe haben kann, eine galvanische Trennung zwischen dem Wechselspannungsnetz und den weiteren Komponenten der Gleichstromversorgung herzustellen. Die Zwischenspannung, noch immer eine Wechselspannung, wird dann einem Stromrichter zugeführt, der in den hier diskutierten Anwendungen häufig als sechspulsige Thyristor-Brücke ausgebildet ist. Daran schließt sich ein Gleichstrom-Glättungsfilter, beispielsweise ein LC-Glättungsfilter, an. Eine derartige Thyristor-Brücke weist den Nachteil auf, dass bei niedrigen Frequenzen ein hoher Oberwellengehalt gegeben ist. Beispielsweise werden die fünfte und die siebte harmonische bei einem sechspulsigen Stromrichter verstärkt. Es sind mithin Filter mit hohen Induktivitäten sowohl auf der Eingangs- als auch auf der Ausgangsseite des Stromrichters erforderlich. Diese Induktivitäten, die häufig auch als Glättungsdrosseln bezeichnet werden, sind schwer, voluminös und relativ teuer. Daher wurde von einer Anwendung solcher Gleichstromversorgun¬ gen für das schnelle Laden von Hochspannungsbatterien bislang abgesehen .
Deutlich höherfrequente Oberwellen mit deutlich geringerer Amplitude und mithin einem deutlich verringerten Filterbedarf erhält man, wenn durch Pulsweitenmodulation gesteuerte Halbleiterbrücken, beispielsweise IGBT-Brücken (insulated gate bipolar transistor, deutsch Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode), verwendet werden. Solche Halbleiterbrücken können in AC-AC-Umrichtern, AC-DC-Umrichtern (Gleichrichtern) und DC-DC-Umrichtern verwendet werden. Eine bekannte Topologie für den Leistungsteil der Gleichstromversorgungen auf Basis von über Pulsweitenmodulation gesteuerten Halbleiterbrücken weist wiederum den Netzanschluss mit dem nachgeschalteten Netzfilter (EMV-Filtereinrichtung) und einem Trenntrans- formator auf. Diesem nachgeschaltet ist ein AC-DC-Umrichter (Gleichrichter) mit wenigstens einer entsprechenden Halblei¬ terbrücke, dem wiederum ein DC-DC-Tiefsetzsteiler nachgeschaltet ist.
Das Problem bei dieser Topologie ist der DC-DC-Tiefsetz¬ steiler, der benötigt wird, um die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgung, die als Ladespannung verwendet werden soll, auf die aktuelle Batteriespannung anzupassen. Ist die Hochspannungsbatterie beispielsweise eine Lithium-Ionen- Batterie, die aus ca. 100 in Reihe geschalteten Zellen zusammengesetzt ist, so können die Ladespannungen in Abhängigkeit vom Ladezustand der Batterie beispielsweise bei 350 - 420 V liegen. Soll die Ladeeinrichtung Batterien mit unterschied- lieh vielen in Reihe geschalteten Lithium-Ionen-Zellen laden können, erweitert sich der Spannungsbereich, in dem die Ausgangsspannung der Ladeeinrichtung während des Ladevorgangs nachgeführt werden muss. Problematisch ist jedoch, dass ge¬ eignete DC-DC-Tiefsetzsteiler nicht immer verfügbar sind und einen großen Kostenfaktor bei der Herstellung einer Gleichstromversorgung bzw. einer Ladeeinrichtung für Hochspannungsbatterien darstellen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gleich- Stromversorgung einer Ladeeinrichtung so auszugestalten, dass sie ohne einen DC-DC-Tiefsetzsteller auskommt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Ladeeinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Gleichrichter zur Variation der als Ladespannung genutzten
Gleichspannung innerhalb eines Gleichspannungsbereichs durch eine Steuereinrichtung ansteuerbar ist.
Auch die Gleichstromversorgung der erfindungsgemäßen Ladeein- richtung weist also zunächst die üblich bekannte Komponente eines Trenntransformators auf, der im Übrigen auch zur galvanischen Trennung zwischen den Wechselspannungsnetz und den weiteren Komponenten der Ladeeinrichtung, insbesondere des Umrichters, dient. Auch die erfindungsgemäße Ladeeinrichtung umfasst einen Gleichrichter zur Erzeugung einer Gleichspan¬ nung aus der Zwischenspannung, jedoch sind vorliegend die wenigstens eine Zwischenspannung und der Gleichrichter so ge- wählt, dass der Gleichrichter aus der Zwischenspannung verschiedene Gleichspannungen, die innerhalb eines Gleichspan¬ nungsbereichs liegen, erzeugen kann, die dann unmittelbar - das bedeutet, ohne Verwendung eines DC-DC-Tiefsetzstellers - als Ladespannung genutzt werden können. Dafür umfasst die La- deeinrichtung eine Steuereinrichtung, über die eine entsprechende Ansteuerung des Gleichrichters möglich ist.
Der größte Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht im Weglassen des DC-DC-Tiefsetzstellers . Hierdurch sinken die Herstellungskosten für die Gleichstromversorgung und mithin die erfindungsgemäße Ladeeinrichtung. Ferner wird die Energieeffizienz der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung gesteigert, weil der nicht vorhandene DC-DC-Tiefsetzsteiler keine Verlustleistung erzeugt.
Es sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass, nachdem bei der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung die Batteriespannung der zu ladenden Hochspannungsbatterie nicht auf 0 absinken darf, diese besonders vorteilhaft für die in Elektrofahrzeugen verwendeten Lithium-Ionen-Batterien einsetzbar ist, da deren Batteriespannung niemals auf 0 absinkt. Mithin ist die Notwendigkeit einer minimalen Ladespannung bei der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung bei allen Hochspannungsbatterien, deren Spannung (außer bei einer defekten Batterie) niemals auf 0 absinkt, vollkommen unproblematisch.
Es kann vorgesehen sein, dass der Gleichrichter wenigstens eine über Pulsweitenmodulation gesteuerte Halbleiterbrücke, insbesondere IGBT-Brücke, umfasst. Bereits einleitend wurden die Vorteile einer solchen Halbleiterbrücke dargestellt. Bi¬ polartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode weisen ein gutes Durchlassverhalten, eine hohe Sperrspannung, eine hohe Robustheit und eine nahezu leistungslose Ansteuerung auf. In bevorzugter Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, dass im Rahmen der Ansteuerung durch die Steuereinrichtung das Pulswei- tenmodulations-Muster (PWM-Muster) der IGBT's änderbar ist. Damit ergibt sich eine einfache Möglichkeit, die Gleichspan- nung innerhalb des Gleichspannungsbereichs zu variieren. Bei einer dreiphasigen Zwischenspannung können beispielsweise drei IGBT-Paare verwendet werden.
Es kann vorgesehen sein, dass der Gleichrichter als ein Hoch- setzsteiler ausgebildet ist. Ein derart ausgebildeter Gleichrichter kann auch als ein AC-DC-Hochsetzsteller bezeichnet werden. Konkret bedeutet dies, dass der Spannungsverstärkungsfaktor des Gleichrichters zwischen einem ersten Wert, der größer oder gleich der Quadratwurzel von 2 ist, und einem zweiten Wert, der größer als der erste Wert ist, insbesondere 2 oder 3, wählbar ist. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass der die insbesondere dreiphasige Zwischenspannung Uac in eine Gleichspannung Udc umwandelnde Gleichrichter die Gleichspan¬ nung Udc in dem Gleichspannungsbereich variieren kann, wobei die RMS (root mean Square ) -Werte von Uac und Udc sich zueinander gemäß der Formel
Figure imgf000007_0001
verhalten. Beispielsweise kann der erste Wert fi = 1,45 betragen und der zweite Wert f2 = 2,0 oder 3,0.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass grundsätzlich als Hochsetzsteller ausgebildete Gleichrichter denkbar sind, bei de- nen hohe Hochsetzfaktoren denkbar sind, beispielsweise solche von 2 bis 4. Das begrenzende Element bei derartigen Auslegungen ist dabei ein Rückkopplungen durch die gleichrichtenden Komponenten in das Wechselspannungsnetz insbesondere durch Kurzschluss vermeidende Filtermodul. In allen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung kann im Übrigen vorgesehen sein, dass der Gleichrichter ein solches Rückkopplungen durch die gleichrichtenden Komponenten in das Wechselspannungsnetz insbesondere durch Kurzschluss vermeidendes Filtermodul aufwei- sen. Bei Hochsetzfaktoren (maximalen Verstärkungsfaktoren) größer als 2 ist bei heutigen Filtermodulen nicht sicherge¬ stellt, dass die Rückwirkungen tatsächlich in ausreichendem Maße vermieden werden, zum anderen besteht die Gefahr der thermischen Überlastung von Bauteilen des Filtermoduls. Zwar ist es denkbar, ein Filtermodul so anzupassen, dass höhere Verstärkungsfaktoren erreicht werden können, allerdings müss- te dieses Filtermodul aufgrund der höheren Belastung größer und teurer ausgeführt werden. Auch eine Variation des Modulationsverfahrens wäre gegebenenfalls notwendig, um die starken Oberschwingungen bei großem Verstärkungsfaktor zu reduzieren. Dies würde sich wiederum ungünstig auf den Wirkungsgrad des Gleichrichters auswirken.
Zur Lösung dieser Problematik und zur weiteren Verbesserung der erfindungsgemäßen Ladereinrichtung kann daher mit besonderem Vorteil vorgesehen sein, dass der Trenntransformator wenigstens zwei, insbesondere drei, Ausgänge unterschiedli¬ cher Zwischenspannung aufweist, wobei die Ladeeinrichtung we¬ nigstens ein Zwischenspannungsschaltmittel zur Weiterleitung einer der Zwischenspannungen an den Gleichrichter aufweist. Die grundsätzliche Idee dieser Ausgestaltung ist es also, einen Trenntransformator mit mehreren Ausgängen zu verwenden, an denen jeweils unterschiedliche Zwischenspannungen anliegen, die verwendet werden können. Über die Steuereinrichtung wird automatisch einer dieser Ausgänge mit dem Eingang des Gleichrichters verbunden. Auf diese Weise kann der maximale Verstärkungsfaktor (Hochsetzfaktor) des Gleichrichters niedrig gehalten werden, beispielsweise bei zwei, und es ist dennoch möglich, einen größeren Bereich möglicher Ausgangs- Gleichspannungen zu erreichen. Es werden mithin über die unterschiedlichen Zwischenspannungen mehrere Zwischenspannungsbereiche erreicht, wobei die Wahl der Zwischenspannung und die Auslegung des Gleichrichters mit besonderem Vorteil derart ist, dass die entstehenden Gleichspannungsbereiche sich zu einem vorbestimmten Ladespannungsbereich ergänzen. Um einen möglichst großen Spielraum für einen Umschaltvorgang zwischen unterschiedlichen Zwischenspannungen zu haben, ist es ferner bevorzugt, wenn der Gleichrichter und der Trenntransformator so gelegt sind, dass sich die Gleichspannungsberei¬ che überlappen. Betrachtet man beispielsweise die mit n und (n+1) bezeichneten Zwischenspannungs-Ausgänge des Trenntrans- formators, so bedeutet dies in Formeln:
Uac, n * f2 > Uac, n+1 * f l , Uac, n * f l < Uac, n+1 * f l Und
Uac, n * f2 < Uac, n+i * f2 .
Die verschiedenen Zwischenspannungen können dabei in konkreter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung durch unterschiedliche Anzapfpunkte der gleichrichterseitigen Wicklung des Trenntransformators realisiert werden. Entsprechend wer- den dann Ausgänge des Trenntransformators realisiert.
Dabei sei an dieser Stelle angemerkt, dass neben dem Vorteil, günstige und gängige Gleichrichter mit Hochsetzstellcharakter verwenden zu können, ein Trenntransformator mit mehreren Zwi- schenspannungen nur geringfügig teurer und komplexer zu realisieren ist als ein Trenntransformator, der nur eine einzige Zwischenspannung liefert. Die zusätzlich benötigten Schaltmittel sind ebenso sehr viel preiswerter als ein DC-DC-Tief- setzsteller, und die Steuereinrichtung benötigt nur sehr we- nige zusätzliche digitale Ausgänge, die meist ohnehin verfügbar sind. Hervorgehoben sei auch, dass der Nachteil der kurzzeitig notwendigen Stromunterbrechung beim Umschalten von einer Zwischenspannung auf eine andere beim Laden von Hochspannungsbatterien letztlich keine Rolle spielt, da der Umschalt- Vorgang maximal wenige Sekunden dauert und gegenüber der Ge- samt-Ladezeit von mehreren Minuten nicht ins Gewicht fällt.
Die Zwischenspannungsschaltmittel können bevorzugt als über einen durch die Steuereinrichtung ansteuerbaren Motor betrie- bene Wechselstrom-Lasttrennschalter ausgebildet sein, wobei angemerkt wird, dass grundsätzlich noch andere Schaltmittel denkbar sind, beispielsweise Schütze oder sonstige Hochspannungsschaltmittel. Die Steuereinrichtung ist dann zur ent- sprechenden Ansteuerung der Motoren zum Öffnen und Schließen der Zwischenspannungsschaltmittel ausgebildet.
In bevorzugter Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass ein über die Steuereinrichtung ansteuerbares Ausgangsschaltmittel zur Trennung der Hochspannungsbatterie von der Ladespannung vorgesehen ist, wobei die Steuereinrichtung bei einem Wechsel der Zwischenspannung zu einem Öffnen des Ausgangsschaltmittels, darauffolgend zum Öffnen des aktuell geschlossenen Zwischenspannungsschaltmittels, darauffol¬ gend zum Schließen des der neuen Zwischenspannung zugeordneten Zwischenspannungsschaltmittels und darauffolgend zum Schließen des Ausgangsschaltmittels ausgebildet ist. Damit ist es möglich, die Hochspannungsbatterie vor beim Umschalt¬ vorgang auftretenden Spannungsschwankungen, die sich negativ auf die Hochspannungsbatterie bzw. auf die Effizienz der Ladeeinrichtung auswirken können, zu schützen. Auch beim Einschalten kann die Steuereinrichtung dazu ausgebildet sein, erst das benötigte Zwischenspannungsschaltmittel zu schlie¬ ßen, um erst danach das Ausgangsschaltmittel zu betätigen. Mit besonderem Vorteil kann dabei vorgesehen sein, dass eine den Gleichrichter nachgeschaltete und dem Ausgangsschaltmittel vorgeschaltete, durch die Steuereinrichtung auslesbare Spannungsmesseinrichtung vorgesehen ist, wobei die Steuereinrichtung bei einem Wechsel oder einer ersten Wahl der Zwischenspannung zum Öffnen des Ausgangsschaltmittels in Abhängigkeit eines von der Spannungsmesseinrichtung gemessenen Wertes der Gleichspannung ausgebildet ist. Auf diese Weise ist es also möglich, zu überprüfen, ob sich nach einem Ein- oder Umschaltvorgang, also dem Schließen eines Zwischenspannungsschaltmittels, tatsächlich bereits stabil die eigentlich gewünschte, als Ladespannung zu benutzende Gleichspannung, die gleich der Batteriespannung sein muss, eingestellt hat. Nur dann wird auch das Ausgangsschaltmittel geschlossen, und der Ladevorgang kann begonnen werden.
In diesem Zusammenhang, aber auch allgemein, ist es zweckmäßig, wenn ein Batteriespannungsmessmittel zur Messung der an der Hochspannungsbatterie anliegenden Batteriespannung vorgesehen ist, wobei die Steuereinrichtung zur Ansteuerung des Gleichrichters und/oder der Zwischenspannungsschaltmittel in Abhängigkeit der gemessenen Batteriespannung ausgebildet, insbesondere zur Angleichung der Gleichspannung an die Batteriespannung. Die Ladeeinrichtung umfasst mithin eine Messvor¬ richtung zur Erfassung der Batteriespannung. Dieses Spannungssignal wird an die zentrale Steuereinrichtung der Ladeeinrichtung gesendet, welche dann, falls keine mehreren Zwischenspannungen gegeben sind, den Gleichrichter entsprechend ansteuert, ansonsten aber den dazu passenden Gleichspannungsbereich, also eine geeignete Zwischenspannung auswählt, um dann das zugehörige Zwischenspannungsschaltmittel zu schließen. Danach kann auf die gemessene Batteriespannung als Ladespannung geregelt werden. Erst wenn dies geschehen ist, was beispielsweise durch die Spannungsmesseinrichtung überprüft werden kann, wird das Ausgangsschaltmittel geschlossen und der Ladevorgang kann beginnen.
Während des Ladevorgangs wird die Ausgangsspannung der Ladeeinrichtung so geregelt, dass sich der gewünschte Ladestom einstellt. Im statischen Fall und bei Vernachlässigung der Impedanz der elektrischen Komponenten zwischen Gleichrichter und Batterie muss die Gleichrichter-Ausgangsspannung gleich der Batteriespannung plus dem Produkt aus Ladestrom und Batterieimpedanz sein. Betragen beispielsweise die Batterieimpedanz 0,1 Ohm und der Ladestrom 100 A, so muss die Gleichrichter-Ausgangsspannung um 10 V größer sein als die Batteriespannung .
Im Laufe des Ladevorgangs steigt dann die Spannung der Hoch¬ spannungsbatterie an. Hier ist es besonders vorteilhaft, wenn ein Überlapp zwischen den verschiedenen Gleichspannungsbereichen vorliegt, denn dann kann, wenn die Batteriespannung in den Überlappbereich zu dem der nächsten Zwischenspannung des Trenntransformators zugeordneten Gleichspannungsbereich gelangt, das Ausgangsschaltmittel geöffnet werden. Danach wird das entsprechende Zwischenspannungsschaltmittel, welches bis- lang geschlossen war, geöffnet. Sonach wird das Zwischenspan- nungsschaltmittel für die nächst höhere Zwischenspannung ge¬ schlossen und der Gleichrichter wird entsprechend auf die Batteriespannung geregelt. Daraufhin wird das Ausgangsschalt- mittel wieder geschlossen und der Ladevorgang kann fortgesetzt werden.
Es sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass der Ladevorgang selbstverständlich endet, wenn die Hochspannungsbatterie ihre maximale Ladespannung erreicht hat; allgemein kann die Steu¬ ereinrichtung die Messwerte des Batteriespannungsmessmittels nutzen, um dies zu überprüfen und gegebenenfalls den Ladevorgang automatisch zu beenden. In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass dem Gleichrichter nachgeschaltet eine Filterschaltung zur Glättung des Gleichstroms vorgesehen ist. Derartige Filterschaltungen sind grundsätzlich bekannt, wobei bevorzugt ein LC-Tiefpassfilter verwendet werden kann.
Selbstverständlich sind auch andere Tiefpassfilter zur Glättung einsetzbar.
Wird in der Filterschaltung ein Kondensator verwendet, so kann ferner vorgesehen sein, dass der Filterschaltung ein Entladungswiderstand und ein Entladungsschaltmittel zur Entladung eines in der Filterschaltung vorgesehenen Kondensators zugeordnet sind. Auf diese Weise können auf dem Kondensator noch verbleibende Ladungen beseitig werden. Der Entladewiderstand hat typischerweise einen Wert zwischen 50 Ω und 500 Ω. Der Wert wird abhängig von der Kapazität des zu entladenden Kondensators, der maximalen Kondensatorspannung, der gewünschten Entlade-Endspannung und der gewünschten Entladezeit gewählt . Ferner kann vorgesehen sein, dass eine Hilfsspannungserzeu- gungseinheit zur Erzeugung einer Betriebsspannung der Steuereinrichtung aus dem Wechselspannungsnetz vorgesehen ist. Eine solche Hilfsspannungserzeugungseinrichtung kann wiederum ei- nen Trenntransformator umfassen, der beispielsweise eine übliche, einphasige 230 V Wechselspannung erzeugt, so dass ein übliches Netzteil für die Steuereinrichtung verwendet werden kann, welches die 230 V-Spannung auf eine niedrigere Gleich- Spannung zur Versorgung der Steuereinrichtung, beispielsweise 24 V, umsetzen kann.
Zweckmäßig ist es, wenn die Ladeeinrichtung einen manuell betätigbaren Hauptschalter zur Trennung der Ladeeinrichtung von dem Wechselspannungsnetz aufweist. Hierzu kann beispielsweise an einem Gehäuse der Ladeeinrichtung ein entsprechendes Bedienelement vorgesehen werden, welches mechanisch oder auf andere Weise eine Betätigung des Hauptschalters ermöglicht. Schließlich kann vorgesehen sein, dass eine Isolationsüberwa- chungseinrichtung an einem batterieseitigen Ausgang vorgesehen ist. Neben einer derartigen, grundsätzlich bekannten Iso- lationsüberwachungseinrichtung, die aus Sicherheitsgründen bei einer mit Starkstrom zu ladenden Hochspannungsbatterie vorgesehen ist, können selbstverständlich auch weitere Sicherheitsvorkehrungen grundsätzlich bekannter Art bei der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung realisiert sein.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden dargestellten Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnung.
Dabei zeigt die einzige Figur einen Stromlaufplan einer erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung.
Die Figur zeigt einen Stromlaufplan und die verschiedenen Komponenten einer erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung 1, die zum Laden einer Hochspannungsbatterie 2 eines hier nicht näher gezeigten Elektrofahrzeuges aus einem schematisch bei 3 angedeuteten Wechselspannungsnetz, welches dreiphasig Strom zur Verfügung stellt, ausgebildet ist. Die hier dargestellte Ladeeinrichtung wurde so ausgelegt, dass die DC-Ausgangs- spannung, also die Ladespannung, im Bereich von 250 - 550 V variiert werden kann, wobei ein maximaler Strom von 125 Ampere Gleichstrom vorgesehen sein kann.
Unmittelbar anschließend an den Anschluss 4 für das Wechsel- spannungsnetz 3 umfasst die Ladeeinrichtung 1 einen manuell betätigbaren Hauptschalter 5, über den die Ladeeinrichtung 1 von dem Wechselspannungsnetz 3 getrennt werden kann.
Dem Hauptschalter 5 nachgeschaltet ist eine EMV-Filterein- richtung 6 vorgesehen, die Oberwellen einer Freguenz oberhalb von 100 kHz ausfiltert. Von dort gelangt der Wechselstrom zu einem Trenntransformator 7, der zwei galvanisch voneinander getrennte Wicklungen 8, 9 aufweist. Ersichtlich sind an der Wicklung 9 drei verschiedene Anzapfpunkte vorgesehen, so dass der Trenntransformator 7 drei verschiedene Anschlüsse aufweist, an denen jeweils unterschiedliche Zwischenspannungen abgegriffen werden können, hier Zwischenspannungen von 170 V, 220 V und 275 V, wie in der Figur dargestellt. Es handelt sich weiterhin um dreiphasigen Wechselstrom. Um nur eine die- ser Zwischenspannungen an einen dem Trenntransformator 7 nachgeschalteten Gleichrichter 10, der im Folgenden noch näher diskutiert werden wird, zuzuführen, ist jeder Zwischenspannung ein Zwischenspannungsschaltmittel 11 zugeordnet, wo¬ bei die Zwischenspannungsschaltmittel 11 hier als durch Moto- ren 12 betriebene Wechselstrom-Lasttrennschalter ausgebildet sind .
Die entsprechend ausgewählte Zwischenspannung wird nun einem Gleichrichter 10 zugeführt, der hier als Hochsetzsteller aus- gebildet ist (mithin als AC-DC-Hochsetzsteller) und eine
IGBT-Halbleiterbrücke 13 aufweist, die pulsweitenmoduliert gesteuert ist. Sie weist für die drei Phasen jeweils ein Paar von IGBT's 14 auf. Mittels Pulsweitenmodulation ist die an den Ausgängen 15 des Gleichrichters 10 erhaltene Gleichspan- nung in einem Gleichspannungsbereich variierbar, wobei dieser Gleichspannungsbereich von der als Eingangsspannung gewählten Zwischenspannung abhängt. Vorliegend ist der Gleichrichter 10 so ausgebildet, dass der minimale Verstärkungsfaktor ( f i ) bei 1,45 liegt, der maximale Verstärkungsfaktor (f2) bei 2,0. Da¬ mit ergeben sich abhängig von der Zwischenspannung Uac fol¬ gende Gleichspannungsbereiche für die Gleichspannung UdC :
Figure imgf000015_0001
Es ergeben sich mithin drei Gleichspannungsbereiche, die sich gegenseitig überlappen und insgesamt Ausgangs- Gleichspannungen in einem Ladespannungsbereich von 250 - 550 V ermöglichen. Abhängig von der Auswahl der Zwischenspannung und der Einstellung der IGBT's 14 des Gleichrichters 10 können folglich alle Spannungen zwischen 250 und 550 V eingestellt werden.
Dem Gleichrichter 10 ist eine zur Glättung vorgesehene Fil- teranordnung nachgeschaltet, die hier als ein DC- Tiefpassfilter mit einem Kondensator 16 und einer Induktivität 17 ausgebildet ist, wobei jedoch auch andere Tiefpassfil¬ ter, insbesondere LC-Tiefpassfilter, vorgesehen werden können. Um eine Entladung des Kondensators 16 zu ermöglichen, ist ferner eine Entladungsschaltung 18 mit einem Shuntwider- stand 19, hier 300 Ω, und einem Entladungsschaltmittel 20 vorgesehen, welches wiederum ein über einen Motor 21 betriebener DC-Lasttrennschalter oder -Schütz sein kann. Der Filterschaltung nachgeschaltet ist eine Spannungsmesseinrichtung 22 vorgesehen, über die die von dem Gleichrichter 10 gelieferte Gleichspannung vermessen werden kann. Deren Funktion wird mit Hinblick auf die Funktionsweise der Ladeeinrichtung 1 noch näher erläutert. Ferner ist ein Ausgangs- schaltmittel 23 vorgesehen, über das die Hochspannungsbatte¬ rie 2 vom DC-Tiefpassfilter und von dem Gleichrichter 10 getrennt werden kann. Auch das Ausgangsschaltmittel 23 wird über einen Motor 24 betätigt. Schließlich ist noch ein Batte- riespannungsmessmittel 25 vorgesehen, zusätzlich können eine Isolationsüberwachungseinrichtung 26 und/oder weitere Sicherheitseinrichtungen vorhanden sein.
Der Betrieb der Ladeeinrichtung 1 wird durch eine zentrale Steuereinrichtung 27 gesteuert, welcher eine Hilfsspannungs- erzeugungseinheit 28 zur Erzeugung einer Betriebsspannung aus dem Wechselspannungsnetz zugeordnet ist. Diese umfasst ebenfalls einen Trenntransformator 29, um im vorliegenden Fall eine Wechselspannung mit 230 V zu erzeugen, die dann zum Be- trieb eines handelsüblichen Netzteils 30 genutzt werden kann, welches die 24 V-Gleichspannung zum Betrieb der Steuereinrichtung 27 liefert.
Der Gleichrichter 10 weist ferner ein Rückkopplungen durch die gleichrichtenden Komponenten in das Wechselspannungsnetz 3 vermeidendes Filtermodul 31 auf, welches vorliegend die reflektierten Anteile durch Bildung eines Kurzschlusses vernichtet . Die Steuerungseinrichtung 27 ist nun zur Ansteuerung sämtlicher genannter Komponenten, insbesondere der Motoren 12, 21 und 24 und des Gleichrichters 10 sowie zum Empfang von Messwerten durch die Spannungsmesseinrichtung 22 und das Batte- riespannungsmessmittel 25 ausgebildet. Dabei ist die Steuer- einrichtung 27 zur Steuerung des Betriebs der Ladeeinrichtung wie im Folgenden dargestellt ausgebildet, um die im Übrigen als Lithium-Ionen-Batterie ausgebildete Hochspannungsbatterie 2 zu laden. Zunächst wird das Signal des Batteriespannungs- messmittels 25 an die Steuereinrichtung 27 gesendet. Die Steuereinrichtung 27 wählt nun den passenden Gleichspannungsbereich, mithin eine der Zwischenspannungen aus und schließt das zugehörige Zwischenspannungsschaltmittel . Dann ist der Gleichrichter 10 betriebsbereit und eine Ausgangsspannung kann auf die gemessene Batteriespannung geregelt werden. Ob diese bereits erreicht ist, kann mittels der Spannungsmess¬ einrichtung 23 überprüft werden. Erst dann, wenn die vom Gleichrichter 10 als Ladespannung gelieferte Gleichspannung gleich der gemessenen Batteriespannung ist, wird das als DC- Lasttrenner ausgebildete Ausgangsschaltmittel 23 durch die Steuereinrichtung 27 geschlossen. Der Ladevorgang kann begin¬ nen. Während des eigentlichen Ladevorgangs wird der Gleichrichter 10 stromgeregelt betrieben, d.h. die Gleichrichter- Ausgangsspannung wird so geregelt, dass sich der gewünschte Ladestrom einstellt.
Im Laufe des Ladevorgangs erhöht sich nun die Batteriespannung. Sie wird weiterhin durch das Batteriespannungsmessmit- tel 25 nachverfolgt. Stellt die Steuerungseinrichtung 27 fest, dass die Batteriespannung in dem Überlappbereich zur nächsten Zwischenspannung als Eingangsspannung des Gleichrichters gelangt, wird das Ausgangsschaltmittel 23 geöffnet und danach das bislang geschlossene Zwischenspannungsschalt- mittel 11. Dann kann das Zwischenspannungsschaltmittel 11 für den nächst höheren Gleichspannungsbereich geschlossen werden und der Gleichrichter 10 entsprechend angesteuert werden, um wiederum die Batteriespannung als Ladespannung einzuregeln, welche in diesem Fall noch immer dieselbe, im Überlappbereich liegende Spannung ist. Erst wenn die Signale der Spannungsmesseinrichtung 22 ergeben, dass die Batteriespannung erreicht ist, wird das Ausgangsschaltmittel 23 wieder geschlossen und der Ladevorgang kann fortgesetzt werden. Stellt die Steuereinrichtung 27 dann fest, dass die Hochspannungsbatterie 2 ihre maximale Batteriespannung erreicht hat, wird der Ladevorgang von der Steuereinheit 27 automatisch beendet . Es sei an dieser Stelle nochmals hervorgehoben, dass die vorliegende erfindungsgemäße Ladeeinrichtung ohne einen DC-DC- Tiefsetzsteiler auskommt.

Claims

Patentansprüche
1. Ladeeinrichtung (1) für eine Hochspannungsbatterie (2), insbesondere eine Hochspannungsbatterie (2) eines Kraftfahr- zeuges, aus einem Wechselspannungsnetz (3) mit einer insbesondere dreiphasig zur Verfügung gestellten Eingangsspannung, umfassend einen Trenntransformator (7) mit wenigstens einer Zwischenspannung als Ausgangsspannung und einen Gleichrichter (10) zur Erzeugung einer Gleichspannung, dadurch gekennzeich- net, dass der Gleichrichter (10) zur Variation der als Ladespannung genutzten Gleichspannung innerhalb eines Gleichspannungsbereichs durch eine Steuereinrichtung (27) ansteuerbar ist .
2. Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichrichter (10) als ein Hochsetzsteller ausgebildet ist und/oder wenigstens eine über Pulsweitenmodulation gesteuerte Halbleiterbrücke, insbesondere IGBT-Brücke (13), umfasst .
3. Ladeneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsverstärkungsfaktor zwischen AC-Eingangs- spannung und DC-Ausgangsspannung des Gleichrichters (10) zwi¬ schen einem ersten Wert und einem zweiten Wert, der größer als der erste Wert ist, wählbar ist.
4. Ladeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trenntransformator (7) wenigstens zwei, insbesondere drei, Ausgänge unterschiedlicher Zwischenspannung aufweist, wobei die Ladeeinrichtung (1) wenigstens ein Zwischenspannungsschaltmittel (11) zur Weiter¬ leitung einer der Zwischenspannungen an den Gleichrichter (10) aufweist.
5. Ladeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Zwischenspannungen durch unterschiedliche Anzapfpunkte der gleichrichterseitigen Wicklung (9) des Trenntransformators (7) realisiert sind.
6. Ladeeinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Wahl der Zwischenspannungen und die Auslegung des Gleichrichters (10) derart ist, dass die entstehen- den Gleichspannungsbereiche sich zu einem vorbestimmten Ladespannungsbereich ergänzen.
7. Ladeeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichrichter (10) und der Trenn- transformator (7) so ausgelegt sind, dass sich die Gleichspannungsbereiche überlappen.
8. Ladeeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenspannungsschaltmittel (11) als über einen durch die Steuereinrichtung (27) ansteuerbaren Motor (12) betriebene Wechselstrom-Lasttrennschalter oder Schütze ausgebildet sind.
9. Ladeeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein über die Steuereinrichtung (27) ansteuerbares Ausgangsschaltmittel (23) zur Trennung der Hochspannungsbatterie (2) von der Ladespannung vorgesehen ist, wobei die Steuereinrichtung (27) bei einem Wechsel der Zwi¬ schenspannung zu einem Öffnen des Ausgangsschaltmittels (23), darauf folgend zum Öffnen des aktuell geschlossenen Zwischen- spannungsschaltmittels (11), darauf folgend zum Schließen des der neuen Zwischenspannung zugeordneten Zwischenspannungs- schaltmittels (11) und darauf folgend zum Schließen des Ausgangsschaltmittels (23) ausgebildet ist.
10. Ladeeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Gleichrichter (10) nachgeschaltete und dem Ausgangsschaltmittel (23) vorgeschaltete, durch die Steuereinrichtung (27) auslesbare Spannungsmesseinrichtung (22) vorge- sehen ist, wobei die Steuereinrichtung (27) bei einem Wechsel oder einer ersten Wahl der Zwischenspannung zum Öffnen des Ausgangsschaltmittels (23) in Abhängigkeit eines von der Spannungsmesseinrichtung (22) gemessenen Wertes der Gleichspannung ausgebildet ist.
11. Ladeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Batteriespannungsmessmittel (25) zur Messung der an der Hochspannungsbatterie (2) anlie¬ genden Batteriespannung vorgesehen ist, wobei die Steuereinrichtung (27) zur Ansteuerung des Gleichrichters (10) und/ oder der Zwischenspannungsschaltmittel (11) in Abhängigkeit der gemessenen Batteriespannung ausgebildet ist, insbesondere zur Angleichung der Gleichspannung an die Batteriespannung.
12. Ladeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichrichter (10) ein Fil- termodul (31) aufweist, das Rückkopplungen durch die gleichrichtenden Komponenten in das Wechselspannungsnetz (3) verringert .
13. Ladeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gleichrichter (10) nachgeschaltet eine Filterschaltung zur Glättung des Gleichstroms vorgesehen ist, insbesondere ein LC-Tiefpassfilter .
14. Ladeeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterschaltung ein Entladewiderstand (19) und ein
Entladungsschaltmittel (20) zur Entladung eines in der Filterschaltung vorgesehenen Kondensators (16) zugeordnet ist.
15. Ladeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hilfsspannungserzeugungs- einheit (28) zur Erzeugung einer Betriebsspannung der Steuereinrichtung (27) aus dem Wechselspannungsnetz (3) vorgesehen ist .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112672912A (zh) * 2018-09-17 2021-04-16 纬湃科技有限责任公司 具有储存的能源且具有充电端子的车辆电气系统
CN113423602A (zh) * 2019-02-21 2021-09-21 纬湃科技有限责任公司 具有蓄电池、交流电压端子和直流电压端子的车辆车载电网

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014009931A1 (de) * 2014-07-04 2016-01-07 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Stromwandlervorrichtung, Energiespeichersystem und Verfahren zum Betreiben einer Stromwandlervorrichtung
GB2556914A (en) 2016-11-25 2018-06-13 Dyson Technology Ltd Battery system
CN112572185B (zh) * 2019-09-29 2022-03-18 比亚迪股份有限公司 车载充放电系统及具有其的车辆
CN111674275A (zh) * 2020-06-18 2020-09-18 薛洛良 采用变压器输出1250伏电压的电动车直流充电系统
US11912145B2 (en) * 2020-10-26 2024-02-27 Ford Global Technologies, Llc Multi-voltage electrical architectures for electrified vehicles

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1565060A1 (de) * 1965-04-23 1970-01-15 Siemens Ag Anordnung zum Mehrverfahrenbetrieb regelbarer Schweissgleichrichtes
DE1901859B2 (de) * 1969-01-15 1971-05-06 Gleichstromversorgungsgeraet mit zu oder abschaltbaren anzapfungen am netztransformator
AT353894B (de) * 1975-09-08 1979-12-10 Siemens Ag Stromrichteranordnung
SU658660A2 (ru) * 1977-03-14 1979-04-25 Предприятие П/Я М-5644 Устройство дл зар да аккумул торной батареи
DE2929182C2 (de) * 1979-07-19 1982-06-03 Elektro-Geräte-Bau Gustav Klein GmbH & Co KG, 8920 Schongau Ladegleichrichter mit Längsregler
SU1142878A1 (ru) * 1983-06-24 1985-02-28 Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Силовой Полупроводниковой Техники Завода "Электровыпрямитель" Регулируемый преобразователь переменного напр жени в посто нное
JPH0630505A (ja) * 1992-01-31 1994-02-04 Fuji Electric Co Ltd 電気自動車の電気システム
JPH0865904A (ja) * 1994-06-06 1996-03-08 Nippondenso Co Ltd 電気自動車用充電装置
DE19652950A1 (de) * 1996-12-19 1998-07-02 Ask Antriebs Steuerungs Und In Verfahren und Vorrichtung für die Ausführung eines batteriegestützten elektrischen Drehstromantriebssystems mit Batterieladeeinrichtung
DE102005044466B4 (de) * 2005-09-16 2008-09-18 Hüttinger Elektronik Gmbh + Co. Kg Anregungsanordnung für Induktionsöfen
JP4263736B2 (ja) * 2006-10-31 2009-05-13 Ｔｄｋ株式会社 スイッチング電源装置
US7714583B2 (en) * 2008-06-13 2010-05-11 General Electric Company Power supply for supplying multi-channel, stable, isolated DC power and method of making same
DE102009021797B4 (de) * 2009-05-18 2015-04-23 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Fahrzeug mit Ladeanordnung für einen Energiespeicher des Fahrzeugs

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112672912A (zh) * 2018-09-17 2021-04-16 纬湃科技有限责任公司 具有储存的能源且具有充电端子的车辆电气系统
CN113423602A (zh) * 2019-02-21 2021-09-21 纬湃科技有限责任公司 具有蓄电池、交流电压端子和直流电压端子的车辆车载电网

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