WO2019001943A1 - Ladevorrichtung zum laden eines energiespeichers eines fahrzeugs, sowie fahrzeug mit einer solchen ladevorrichtung - Google Patents

Ladevorrichtung zum laden eines energiespeichers eines fahrzeugs, sowie fahrzeug mit einer solchen ladevorrichtung Download PDF

Info

Publication number
WO2019001943A1
WO2019001943A1 PCT/EP2018/065424 EP2018065424W WO2019001943A1 WO 2019001943 A1 WO2019001943 A1 WO 2019001943A1 EP 2018065424 W EP2018065424 W EP 2018065424W WO 2019001943 A1 WO2019001943 A1 WO 2019001943A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
converter
voltage
charging
operating state
voltage level
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/065424
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Urs Boehme
Jörg Weigold
Original Assignee
Daimler Ag
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 Daimler Ag filed Critical Daimler Ag
Publication of WO2019001943A1 publication Critical patent/WO2019001943A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
    • 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
    • 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
    • B60L53/22—Constructional details or arrangements of charging converters specially adapted for charging electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by 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
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33573—Full-bridge at primary side of an isolation transformer
    • 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
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B60L2210/12—Buck 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
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for 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
    • 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
    • H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
    • H02M1/0054—Transistor switching losses
    • H02M1/0058—Transistor switching losses by employing soft switching techniques, i.e. commutation of transistors when applied voltage is zero or when current flow is zero
    • 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
    • H02M1/0064—Magnetic structures combining different functions, e.g. storage, filtering or transformation
    • 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
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
    • H02M1/4225—Arrangements for improving power factor of AC input using a non-isolated boost converter
    • 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
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
    • H02M1/4233—Arrangements for improving power factor of AC input using a bridge converter comprising active switches
    • 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
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/01—Resonant DC/DC 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
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • 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
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • 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
    • 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
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • 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
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles
    • 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
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Definitions

  • Charging device for charging an energy storage device of a vehicle, and vehicle with such a charging device
  • the invention relates to a charging device for charging a stored energy storage for storing electrical energy of a vehicle, in particular a motor vehicle, according to the preamble of claim 1, and a vehicle, in particular a motor vehicle, with such a charging device according to the
  • Such a charging device for charging an energy store of a vehicle, in particular a motor vehicle, designed to store electrical energy, as well as such a vehicle with such a charging device can already be seen as known from DE 10 2015 101 187 A1, for example.
  • the charging device has a converter device, which in turn has a first operating state and a second operating state or can be switched between the first operating state and the second operating state and thus, in particular selectively, in the first operating state and in the second operating state operable.
  • the converter device converts a first
  • the first voltage position of the energy source in the first operating state by means of the converter device, can be converted into the second voltage position if the first voltage position deviates from the second voltage position, wherein, for example, the second voltage position
  • the converter device is thus designed to set the second voltage position for charging the energy store, since the second voltage position is provided for charging the energy store or is required.
  • the second voltage position is a voltage position of the energy store.
  • the energy store may have or require the second voltage level.
  • a conversion of the first voltage position caused by the converter device is omitted if the first voltage position corresponds to the second voltage position.
  • the converter device does not convert the first voltage level to the second voltage level since the first voltage level is already sufficient or sufficiently high or low in order to overflow the energy store with electrical energy provided by the energy source load the charger.
  • Object of the present invention is to develop a charging device and a vehicle of the type mentioned in such a way that a particularly cost, weight and space favorable conversion of the first voltage level can be realized in the second voltage level.
  • Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.
  • a first aspect of the invention relates to a charging device for charging an energy store of a vehicle, in particular a motor vehicle, designed for storing electrical energy or electric current.
  • Energy storage is for example a battery, in particular a high-voltage battery (HV battery), the battery is also referred to as a traction battery.
  • the vehicle in its completely manufactured state comprises the energy store, in particular the battery, and at least one electric machine, by means of which at least one wheel of the motor vehicle or the
  • the electric machine Since the electric machine is designed to drive the at least one wheel of the motor vehicle or the motor vehicle as a whole, the electric machine is also referred to as a traction machine. In order to drive the at least one wheel or the motor vehicle by means of the electric machine, it is operated in an engine operation and thus as an electric motor. For this purpose, the electric machine is supplied with stored in the energy storage electrical energy. Thus, in engine operation, the Traction machine powered by the energy storage with electrical energy, so that the battery is also referred to as a traction battery.
  • Charging device is used to charge the energy storage, that is, to increase the stored in the energy storage amount of electrical energy again.
  • electrical energy which is provided by an energy source, is conducted to the energy store via the charging device, and in particular in the energy store
  • the charging device comprises a converter device which has a first operating state and a second operating state.
  • the converter device is between the first operating state and the second
  • the converter device converts a first voltage position of said energy source for charging the energy store into a second voltage position provided or required for charging the energy store, in particular of the energy store, when the first voltage position deviates from the second voltage position.
  • the second voltage position is thus, for example, a voltage position of the energy store, which requires the second voltage position, for example, to be charged.
  • the converter device or the charging device as a whole is thus designed to convert the potential voltage deviating from the second voltage position into the second voltage position in order to be able to charge the energy store in a particularly advantageous manner.
  • a conversion of the first voltage position caused by the converter device is omitted if the first voltage position corresponds to the second voltage position.
  • the first voltage position deviates from the second voltage position, wherein, for example, a difference between the Voltage levels exceeds a predetermined threshold, the
  • Power source provides the first voltage, which of the second
  • the converter device is operated in the second operating state or the converter device assumes its second operating state, such that when the first voltage level corresponds to the second voltage level The converter device does not convert the first voltage level. If the first voltage level corresponds to the second voltage level, then the first voltage level is suitable without being converted by means of the converter device in order to be able to charge or charge the energy store. In other words, if the first voltage level corresponds to the second voltage level, then the first voltage level-without being converted or converted by means of the converter device-is already sufficiently low
  • a respective voltage level does not necessarily mean an electrical voltage per se but, for example, a respective value of such an electrical voltage.
  • the first voltage position characterizes or designates a first value or first values of a first electrical voltage which is provided by the energy source.
  • the second voltage position designates or characterizes, for example, a second value or second values of a second electrical voltage which is provided or required in order to charge the energy store or, for example, which is provided by the charging device or by the converter device, by means of the second electrical voltage or second voltage to charge the energy storage.
  • the electrical voltage is converted into the second value of the second electrical voltage, so that the second value is different from the first value.
  • the energy store can be charged by means of the second value of the second electrical voltage or by means of the second electrical voltage.
  • the charging device allows the energy store both by means of the second voltage position, that is, for example, by means of the second value of the second electrical voltage
  • the charging device allows to charge the energy storage both when the
  • Power source has an electrical voltage with the second voltage level, as well as when the power source has an electrical voltage with a different voltage from the second voltage level.
  • the converter device comprises electrical throttles, via which the converter device from the power source provided electrical energy for Charging the energy storage in the first operating state and in the second operating state passes.
  • the converter device has, on the input side, semiconductor switches connected to the chokes, which form a galvanically coupled down converter with the chokes.
  • the buck converter is also called a buck, step down or, English, as a step-down converter or Buck Converter, wherein means of the buck converter, the converter device in the first operating state converts the first voltage level to the second voltage level.
  • the down converter uses the semiconductor switches and the chokes to convert the first voltage level to the second voltage level.
  • the throttles become both in the first
  • on-board loader loader For example, designed as a on-board loader loader can be kept very low. The following is with on-board loader one
  • Down converter can be a separate converter, especially a separate one
  • the charging device makes it possible to charge the energy store both when the first voltage level corresponds to the second voltage level and when the first voltage level deviates from the second voltage level.
  • a particularly high efficiency of such a supercharger can be maintained and implemented in the charging device according to the invention, so that the charging device according to the invention a particularly efficient and effective charging of the energy storage allows.
  • a previously mentioned loader can be particularly easy to
  • Charging device be supplemented or extended, with a basic structure of said charger can remain at least almost unchanged. In comparison to such a charger, only a minimal additional expenditure of components arises, but the aforementioned charger alone does not make it possible to charge the energy store when the first voltage level deviates from the second voltage level.
  • a DC converter provided in addition to the charger and designed separately from the charger must then be used, but this can now be avoided according to the invention.
  • the semiconductor switches are integrated into the charger to thereby form the buck converter which is integrated into the charger.
  • the buck converter can, for example, reduce the first voltage level to the second voltage level.
  • the charging device according to the invention also makes it possible, in comparison to conventional charging devices, to omit at least one fuse in the energy store, at least two high-voltage lines and a Y-distributor, in particular of the vehicle, so that the space requirement, the weight and the cost of the
  • Total vehicles can be kept very low.
  • the second voltage level can be 400 volts. If the first voltage level corresponds to the second voltage level, then, for example, the first voltage level is 400 volts. If, for example, the first voltage level deviates from the second voltage level, the first voltage level, for example, is 800 volts. Of these, different values are readily conceivable.
  • the first voltage level is, for example, a voltage level of a DC voltage, wherein alternatively or additionally, the second voltage level, for example, the voltage level of a
  • the semiconductor switches are used in addition, which are in particular connected to a network-side input of the chokes and in particular electrically connected to the chokes so that the chokes and the semiconductor switches form said down converter , which is galvanically coupled.
  • a galvanically coupled buck converter is to be understood in particular that the buck converter has an input and an output, which are galvanically coupled together or connected.
  • the use of the semiconductor switch provides an additional possibility for charging the energy store even when the first voltage position deviates from the second voltage position.
  • the realization of these two charging options can be realized without excessive structural design measures, so that a particularly advantageous usability of the charging device without excessive cost, weight and space can be increased.
  • the aforementioned embodiment of the charging device as on-board charger is to be understood in particular as meaning that the charging device is a component or component of the vehicle and not a component formed separately from the vehicle and arranged in its surroundings, but the charging device is held on or in the vehicle or arranged.
  • the chokes are parts of a power factor correction filter of the converter device.
  • the throttles are thus not only used in the operating states to be of the
  • the chokes form, optionally with other components, a
  • the chokes for example, as PFC chokes (PFC - Power Factor Correction - power factor correction filter) are formed.
  • the chokes are arranged or provided in a totem pole circuit, for example, so that the power factor correction filter has, for example, a totem pole circuit.
  • a further embodiment is characterized in that the converter device has a galvanically isolated DC-DC converter, so that, for example, the DC-DC converter is integrated into the charging device, that is to say in particular in the aforementioned on-board charger or loader.
  • the DC-DC converter has, for example, an output and an input, wherein the input of the DC-DC converter and the output of the DC-DC converter are galvanically separated from each other.
  • the DC-DC converter is connected to an output of the buck converter.
  • the down converter can thus, for example, an electrical voltage with the second via its output
  • the DC converter is in addition to the down converter provided converter, the down converter is a form of a DC-DC converter.
  • the buck converter is formed by a first electrical circuit, wherein the DC-DC converter by a second electrical circuit is formed. It is preferably provided that the first circuit and the second circuit differ from each other or that the first circuit and the second circuit have no common components for forming the circuits.
  • DC-DC converter having a transformer with a transmission ratio of 1, whereby the energy storage can be particularly advantageous and particularly space, cost and weight charged.
  • At least one of the semiconductor switches as an insulated gate bipolar transistor (IGBT) or as a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) is trained.
  • IGBT insulated gate bipolar transistor
  • MOSFET metal oxide semiconductor field effect transistor
  • two or more or all of the semiconductor switches can also be designed as an insulated gate bipolar transistor (IGBT) and / or as a metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET).
  • IGBT insulated gate bipolar transistor
  • MOSFET metal-oxide-semiconductor field-effect transistor
  • IGBT insulated gate bipolar transistor
  • MOSFET metal-oxide-semiconductor field effect transistor
  • a second aspect of the invention relates to a vehicle, in particular a motor vehicle, having at least one energy storage device configured to charge an electrical energy storage device, and to a charging device having one
  • the loading device according to the second aspect of the invention is a loading device according to the invention according to the first aspect of the invention.
  • the converter device in the second aspect of the invention has a first operating state in which the converter device has a first operating state
  • Voltage of an energy source for charging the energy storage in a provided for charging the energy storage voltage position converts when the first
  • the converter device furthermore has a second operating state in which a conversion of the first voltage position caused by the converter device is omitted if the first
  • Converter device on electrical throttles, via which the converter device derives energy provided by the energy source for charging the energy store in the first operating state and in the second operating state.
  • the converter device on the input side connected to the chokes semiconductor switches which form a galvanically coupled down converter with the chokes, by means of which the converter device in the first
  • Operating state converts the first voltage level to the second voltage level.
  • the drawing shows in: 1 shows a schematic representation of a charging device for charging a stored energy storage for storing electrical energy of a vehicle.
  • Fig. 3 shows a detail of a schematic representation of an inventive
  • FIG. 4 is a schematic representation of the charging device according to FIG. 3.
  • FIG. 1 shows, in a schematic representation, a charging device designated as a whole by 10 for charging an energy store 12, designed for storing electrical energy, of a vehicle, in particular of a motor vehicle.
  • Motor vehicle is designed for example as a motor vehicle, especially as a passenger car.
  • the vehicle includes, for example, in its fully manufactured state, the charging device 10, the energy storage 12 and at least one in the figure not recognizable electric machine, which is also referred to as a traction machine.
  • the electric machine By means of the electric machine, at least one wheel of the motor vehicle or the motor vehicle as a whole can be driven.
  • the electric machine is operated in a motor operation and thus as an electric motor.
  • the electrical machine is supplied with electrical energy or electrical current which is stored in the energy store 12.
  • the energy storage 12 is for example as
  • High-voltage battery (HV battery) is formed.
  • the battery has a voltage of several 100 volts, in particular of 400 volts, wherein the voltage level of the HV battery, which is also simply referred to as a battery, for example, provided or required is to charge the energy storage 12 with electrical energy.
  • the said voltage level of the battery can be applied to charge the battery.
  • This energy source is particularly related to the
  • the energy source is for example a charging station.
  • the motor vehicle, in particular the charging device 10 includes, for example, a connector device 14, also referred to as a DC box, via which the charging device 10 or the energy store 12 can be electrically connected to the external energy source.
  • the power source provides, for example, an electrical voltage with a
  • Voltage and thus electrical energy ready which, in particular via the connector device 14 and the charging device 10, can be fed into the energy storage 12, thereby to load the energy storage 12 with the electrical energy provided by the power source.
  • the voltage level of the energy source or the voltage level provided by the energy source can be the voltage level of the battery
  • the charging device 10 makes it possible to charge the energy store 12 both when the voltage level of the energy source corresponds to the voltage level provided for charging the energy store 12 and when the voltage level of the energy source is different from that for charging the energy store 12 Energy storage 12 provided
  • the charging device 10 enables the charging device 10, the energy storage 12, for example, both by means of 400 volts and by means of 800 volts to charge.
  • the voltage level of the power source is 400 volts
  • the energy storage 12 is charged by means of these 400 volts, this is also referred to as 400 volt charging of the battery.
  • the voltage of the power source For example, 800 volts
  • the energy storage device 12 is charged by means of 800 volts
  • This is also referred to as 800-volt charging.
  • the charging with 800 volts allows a particularly high charging power, so that the energy storage 12, for example, can be charged very quickly with a particularly large amount of electrical energy.
  • the charging device 10 or the battery can have a plurality of switches S1, S2, S3, S4, S5, S6 and S7, which can be opened and closed.
  • the switches S1 -7 are all open.
  • FIG. 1 particularly schematically shows an electrical system 16 of the vehicle, wherein the vehicle electrical system 16 has a voltage position or an electrical voltage of 400 volts.
  • the battery may have a contactor matrix 18, which may have, for example, the switches S1 -7 and possibly fuses 20.
  • the loading device 10 is, for example, a so-called on-board loader or on-board loader, which is a component or component of the vehicle.
  • the battery can be charged, for example, if the
  • Voltage level of the power source corresponds to the voltage level of the battery and thus, for example, 400 volts.
  • a provided in addition to the on-board charger, with respect to the on-board charger external component 22 is provided which as a DC / DC converter, that is as
  • the DC to DC converter (component 22) and the contactor matrix 18 are only necessary for 800 volt charging and thus represent additional components that could be eliminated if only 400 volt charging were provided. However, it is desirable to realize not only the 400-volt charging, but also the 800-volt charging, to thereby charge the battery particularly advantageous and flexible. If no corresponding measures have been taken, additional components in the form of the component 22 and the contactor matrix 18 are required to realize the 800-volt charging.
  • Fig. 2a shows the battery during 800 volt charging.
  • Fig. 2b shows the battery during 400 volt charging.
  • the 800 volt charging and the 400 volt charging are respectively
  • Charging processes during which electrical energy is fed into the battery.
  • 2c shows a driving operation of the battery.
  • the electric machine is supplied with electrical energy stored in the battery, so that the battery is discharged during the driving operation and charged during the respective charging process.
  • a summary of the on-board charger and the component 22 (DC-DC converter) is desirable, wherein the component 22 as 800-volt - / 400 volt DC / DC converter is referred to, since the component 22 is used, then, when the voltage level of the power source is 800 volts, provided by the power source voltage of 800 volts in the voltage provided for charging the battery voltage of 400 volts.
  • Fig. 3 shows now partially or partially a loading device 24 (Fig. 4) for charging the energy storage device 12, for example, a shown in Fig. 3 part of the charging device 24 forms a 26 designated on-board loader or is part of such a on-board loader 26.
  • the on-board loader 26 is also referred to as on-board loader, loader or on-board loader and allows, for example, taken alone, the 400-volt charging described above, especially if the
  • Voltage level of the power source corresponds to the charge of the energy storage 12 provided voltage level.
  • the voltage level of the energy source that is to say the voltage level provided by the energy source, is also referred to below as the first voltage position, wherein the voltage provided or required for charging the energy store 12
  • Voltage that is, the voltage level of the energy storage 12, also referred to as the second voltage position.
  • the on-board loader 26 is also provided, for example, in the charging device 10 shown in FIG. 1 and, according to FIG. 1, supplemented by the component 22 and the contactor matrix 18, as described above, not only the 400-volt charging but also the 800-volt charging device To enable volt loading.
  • the loading device 24, in particular the on-board loader 26, has a converter device 28, generally designated 28, which in turn has a first operating state and a second operating state or between the first
  • Operating state and the second operating state switchable and thus both in the first operating state and in the second operating state, in particular optionally, is operable.
  • the converter device 28 converts the first voltage position of the energy source into the second voltage position provided for charging the energy store 12 if the first voltage position deviates from the second voltage position, that is to say, for example, if the first voltage position is 800 volts and the second voltage position is 400 volts is.
  • a conversion of the first voltage position caused by the converter device 28 is omitted if the first voltage position corresponds to the second voltage position. If the first voltage level is already 400 volts, the first voltage level is already suitable for charging the energy store 12, and the first voltage level does not have to be converted and is not converted.
  • the converter device 28 comprises electrical throttles 30, via which the converter device 28 of the
  • the chokes 30 are formed as PFC chokes and thereby components of a PFC circuit, that is, a power factor correction filter 32, which, for example, also switches, in particular semiconductor switch 34 has.
  • a power factor correction filter 32 which, for example, also switches, in particular semiconductor switch 34 has.
  • Embodiment the PFC circuit on a totem pole circuit.
  • the converter device 28 has on its input side or on the line side electrically connected semiconductor switches 36, which together with the chokes 30 form a galvanically coupled down converter 38, by means of which the converter device 28 in the first operating state converts the first voltage level into the second voltage level.
  • the converter device 28 comprises a galvanically isolated and thus insulating DC-DC converter 40, which is electrically connected, for example, to an output 42 of the down converter 38.
  • the energy source which is, for example, a power grid or connected to a power grid, for example, provides a first electrical voltage HV1, which has the first voltage level and thus, for example, 800 volts.
  • the first voltage HV1 is a DC voltage, the first voltage HV1 being applied to the charging device 24, in particular via the
  • Plug device 14 is applied.
  • the semiconductor switches 36 which are embodied, for example, as IGBTs or as MOSFETs, are now connected on the line side or on the input side to the chokes 30, resulting in connection with the chokes 30 of the galvanically coupled step-down converter 38, which is also referred to as a step-down converter.
  • the buck converter 38 converts the first voltage HV1 with the first voltage of 800 volts present in a second electrical
  • the down converter 38 sets the first voltage HV1 and the first, respectively
  • the step-down converter 38 provides the second electrical voltage HV2 and thus the second voltage position at the output 42.
  • the DC-DC converter 40 is electrically connected via its input 44 to the output 42, so that the second electrical voltage HV2 is applied with the second voltage to the input 44 and to the DC-DC converter 40.
  • the second electrical voltage HV2 is applied with the second voltage to the input 44 and to the DC-DC converter 40.
  • the on-board charger 26 enabling the 400 volt charging is merely enabled to allow the 800 volt charging to provide the semiconductor switches 36 and connect them to the chokes 30 to the down converter 38.
  • the 400-volt charging is still possible, in particular infrastructure-dependent, with the 800-volt charging with increased charging power can be displayed.
  • the galvanically isolated DC-DC converter 40 allows a potential separation between the optionally 800 volts amount of first voltage and 400 volts amount of second voltage.
  • the electrical voltage HV3 is electrically isolated from the electrical voltage HV2.
  • the on-board charger 26 or the charging device 24 use a star voltage of the energy source, which is designed, for example, as a domestic connection, in order to be designed as a basic development for worldwide use.
  • a star voltage of the energy source which is designed, for example, as a domestic connection, in order to be designed as a basic development for worldwide use.
  • Power scaling is done, for example, using multiple phases, whereby the energy storage 12 can also be loaded by means of a three-phase system typical in Europe.
  • a star voltage By using a star voltage, it is possible to use components of the 600-700 volt dielectric strength class.
  • the designed as insulating DC / DC converter DC-DC converter 40 has said transformer with the transmission ratio of 1: 1, in particular if the voltage of the
  • Energy storage 12 is also in this voltage range. Otherwise, an adaptation in the gear ratio is conceivable or an adjustment in

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 eine Ladevorrichtung (26) zum Laden eines zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeten Energiespeichers (12) eines Fahrzeugs, mit einer Konvertereinrichtung (28), welche aufweist: - einen ersten Betriebszustand, in welchem die Konvertereinrichtung (28) eine erste Spannungslage einer Energiequelle zum Laden des Energiespeichers (12) in eine zum Laden des Energiespeichers (12) vorgesehene zweite Spannungslage umwandelt, wenn die erste Spannungslage von der zweiten Spannungslage abweicht; und - einen zweiten Betriebszustand, in welchem eine durch die Konvertereinrichtung (28) bewirkte Umwandlung der ersten Spannungslage unterbleibt, wenn die erste Spannungslage der zweiten Spannungslage entspricht; wobei die Konvertereinrichtung (28) aufweist: - elektrotechnische Drosseln (30), über welche die Konvertereinrichtung (28) von der Energiequelle bereitgestellte elektrische Energie zum Laden des Energiespeichers (12) in dem ersten Betriebszustand und in dem zweiten Betriebszustand leitet; und -eingangsseitig mit den Drosseln (30) verbundene Halbleiterschalter (36), welche mit den Drosseln (30) einen galvanisch gekoppelten Abwärtswandler (38) bilden, mittels welchem die Konvertereinrichtung (28) in dem ersten Betriebszustand die erste Spannungslage in die zweite Spannungslage umwandelt, wobei die Drosseln (30) Teile eines Leistungsfaktorkorrekturfilters (32) der Konvertereinrichtung (28) sind und die Konvertereinrichtung (28) einen galvanisch getrennten Gleichspannungswandler (40) aufweist.

Description

Ladevorrichtung zum Laden eines Energiespeichers eines Fahrzeugs, sowie Fahrzeug mit einer solchen Ladevorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung zum Laden eines zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeten Energiespeichers eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 , sowie ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit einer solchen Ladevorrichtung gemäß dem
Oberbegriff von Patentanspruch 7.
Eine solche Ladevorrichtung zum Laden eines zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeten Energiespeichers eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sowie ein solches Fahrzeug mit einer solchen Ladevorrichtung sind beispielsweise bereits der DE 10 2015 101 187 A1 als bekannt zu entnehmen. Dabei weist die Ladevorrichtung eine Konvertereinrichtung auf, welche wiederum einen ersten Betriebszustand und einen zweiten Betriebszustand aufweist beziehungsweise zwischen dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand umschaltbar und somit, insbesondere wahlweise, in dem ersten Betriebszustand und in dem zweiten Betriebszustand betreibbar ist.
In dem ersten Betriebszustand wandelt die Konvertereinrichtung eine erste
Spannungslage einer Energiequelle zum Laden des Energiespeichers in eine zum Laden des Energiespeichers vorgesehene zweite Spannungslage um, wenn die erste
Spannungslage von der zweiten Spannungslage abweicht. Mit anderen Worten ist in dem ersten Betriebszustand mittels der Konvertereinrichtung die erste Spannungslage der Energiequelle in die zweite Spannungslage umwandelbar, wenn die erste Spannungslage von der zweiten Spannungslage abweicht, wobei beispielsweise die zweite
Spannungslage vorgesehen beziehungsweise erforderlich ist, um den Energiespeicher mit elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom, die beziehungsweise der von der Energiequelle bereitgestellt wird, zu laden. Die Konvertereinrichtung ist somit dazu ausgebildet, die zweite Spannungslage zum Laden des Energiespeichers einzustellen, da die zweite Spannungslage zum Laden des Energiespeichers vorgesehen beziehungsweise erforderlich ist. Insbesondere ist die zweite Spannungslage eine Spannungslage des Energiespeichers. Mit anderen Worten kann beispielsweise der Energiespeicher die zweite Spannungslage aufweisen beziehungsweise erfordern.
In dem zweiten Betriebszustand unterbleibt eine durch die Konvertereinrichtung bewirkte Umwandlung der ersten Spannungslage, wenn die erste Spannungslage der zweiten Spannungslage entspricht. Mit anderen Worten, entspricht die erste Spannungslage der zweiten Spannungslage, so wandelt die Konvertereinrichtung die erste Spannungslage nicht in die zweite Spannungslage um, da die erste Spannungslage bereits ausreicht beziehungsweise hinreichend hoch oder niedrig ist, um den Energiespeicher mit von der Energiequelle bereitgestellter elektrischer Energie über die Ladevorrichtung zu laden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ladevorrichtung und ein Fahrzeug der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders kosten-, gewichts- und bauraumgünstige Umwandlung der ersten Spannungslage in die zweite Spannungslage realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Ladevorrichtung mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung zum Laden eines zum Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom ausgebildeten Energiespeichers eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Der
Energiespeicher ist beispielsweise eine Batterie, insbesondere eine Hochvolt-Batterie (HV-Batterie), wobei die Batterie auch als Traktionsbatterie bezeichnet wird. Dabei umfasst beispielsweise das Fahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand den Energiespeicher, insbesondere die Batterie, und wenigstens eine elektrische Maschine, mittels welcher wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs beziehungsweise das
Kraftfahrzeug insgesamt antreibbar ist. Da die elektrische Maschine dazu ausgebildet ist, das wenigstens eine Rad des Kraftfahrzeugs beziehungsweise das Kraftfahrzeug insgesamt anzutreiben, wird die elektrische Maschine auch als Traktionsmaschine bezeichnet. Um das wenigstens eine Rad beziehungsweise das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine anzutreiben, wird diese in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betrieben. Hierzu wird die elektrische Maschine mit in dem Energiespeicher gespeicherter elektrischer Energie versorgt. Somit wird in dem Motorbetrieb die Traktionsmaschine mittels des Energiespeichers mit elektrischer Energie versorgt, sodass die Batterie auch als Traktionsbatterie bezeichnet wird.
Durch Versorgen der elektrischen Maschine mit in dem Energiespeicher gespeicherter elektrischer Energie wird der Energiespeicher entladen. Dies bedeutet, dass eine Menge an in dem Energiespeicher gespeicherter elektrischer Energie abnimmt. Die
Ladevorrichtung wird dabei genutzt, um den Energiespeicher zu laden, das heißt um die in dem Energiespeicher gespeicherte Menge an elektrischer Energie wieder zu erhöhen. Hierzu wird über die Ladevorrichtung elektrische Energie, welche von einer Energiequelle bereitgestellt wird, zu dem Energiespeicher geleitet und insbesondere in dem
Energiespeicher eingespeist.
Dabei umfasst die Ladevorrichtung eine Konvertereinrichtung, welche einen ersten Betriebszustand und einen zweiten Betriebszustand aufweist. Mit anderen Worten ist die Konvertereinrichtung zwischen dem ersten Betriebszustand und dem zweiten
Betriebszustand umschaltbar und somit, insbesondere wahlweise, in dem ersten
Betriebszustand und in dem zweiten Betriebszustand betreibbar. In dem ersten
Betriebszustand wandelt die Konvertereinrichtung eine erste Spannungslage der genannten Energiequelle zum Laden des Energiespeichers in eine zum Laden des Energiespeichers vorgesehene beziehungsweise erforderliche zweite Spannungslage, insbesondere des Energiespeichers, um, wenn die erste Spannungslage von der zweiten Spannungslage abweicht. Dies bedeutet, dass die zweite Spannungslage vorgesehen beziehungsweise erforderlich ist, um den Energiespeicher zu laden beziehungsweise laden zu können. Die zweite Spannungslage ist somit beispielsweise eine Spannungslage des Energiespeichers, welcher die zweite Spannungslage beispielsweise benötigt, um geladen zu werden. Die Konvertereinrichtung beziehungsweise die Ladevorrichtung insgesamt ist somit dazu ausgebildet, die etwaig von der zweiten Spannungslage abweichende erste Spannungslage in die zweite Spannungslage umzuwandeln, um dadurch den Energiespeicher besonders vorteilhaft laden zu können. Somit ist mittels der Konvertereinrichtung in dem ersten Betriebszustand die erste Spannungslage der Energiequelle in die zweite Spannungslage, insbesondere des Energiespeichers, umwandelbar.
In dem zweiten Betriebszustand unterbleibt eine durch die Konvertereinrichtung bewirkte Umwandlung der ersten Spannungslage, wenn die erste Spannungslage der zweiten Spannungslage entspricht. Mit anderen Worten, weicht die erste Spannungslage von der zweiten Spannungslage ab, wobei beispielsweise ein Unterschied zwischen den Spannungslagen einen vorgebbaren Schwellenwert überschreitet, so wird die
Konvertereinrichtung in dem ersten Betriebszustand betrieben beziehungsweise die Konvertereinrichtung nimmt ihren ersten Betriebszustand ein, sodass die erste
Spannungslage in die zweite Spannungslage umgewandelt wird. Dadurch kann der Energiespeicher dann und insbesondere auch dann geladen werden, wenn die
Energiequelle die erste Spannungslage bereitstellt, welche von der zweiten
Spannungslage abweicht. Entspricht jedoch die erste Spannungslage der zweiten Spannungslage beziehungsweise unterschreitet eine etwaige Differenz zwischen den Spannungslagen den zuvor genannten Schwellenwert, so wird die Konvertereinrichtung in dem zweiten Betriebszustand betrieben beziehungsweise die Konvertereinrichtung nimmt ihren zweiten Betriebszustand ein, sodass dann, wenn die erste Spannungslage der zweiten Spannungslage entspricht, die Konvertereinrichtung die erste Spannungslage nicht umwandelt. Entspricht die erste Spannungslage der zweiten Spannungslage, so eignet sich die erste Spannungslage ohne mittels der Konvertereinrichtung umgewandelt zu werden, um den Energiespeicher zu laden beziehungsweise laden zu können. Mit anderen Worten, entspricht die erste Spannungslage der zweiten Spannungslage, so ist die erste Spannungslage - ohne mittels der Konvertereinrichtung umgewandelt worden zu sein beziehungsweise umgewandelt zu werden - bereits hinreichend gering
beziehungsweise hinreichend hoch, um mittels der ersten Spannungslage den
Energiespeicher zu laden beziehungsweise laden zu können.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter einer beziehungsweise unter der jeweiligen Spannungslage nicht notwendigerweise eine elektrische Spannung an sich, sondern beispielsweise ein jeweiliger Wert einer solchen elektrischen Spannung zu verstehen. Somit charakterisiert beziehungsweise bezeichnet beispielsweise die erste Spannungslage einen ersten Wert oder erste Werte einer ersten elektrischen Spannung, welche von der Energiequelle bereitgestellt wird. Die zweite Spannungslage bezeichnet beziehungsweise charakterisiert beispielsweise einen zweiten Wert oder zweite Werte einer zweiten elektrischen Spannung, welche vorgesehen beziehungsweise erforderlich ist, um den Energiespeicher zu laden beziehungsweise beispielsweise welche von der Ladevorrichtung beziehungsweise von der Konvertereinrichtung bereitgestellt wird, um mittels der zweiten elektrischen Spannung beziehungsweise der zweiten Spannungslage den Energiespeicher zu laden.
Darunter, dass in dem zweiten Betriebszustand eine Umwandlung der ersten
Spannungslage unterbleibt, ist somit insbesondere zu verstehen, dass der erste Wert der ersten elektrischen Spannung nicht geändert wird beziehungsweise dass der zweite Wert der zweiten elektrischen Spannung dem ersten Wert der ersten elektrischen Spannung entspricht, wobei jedoch in dem zweiten Betriebszustand gegebenenfalls die erste elektrische Spannung an sich in die zweite elektrische Spannung an sich umgewandelt werden kann. Unter der im ersten Betriebszustand stattfindenden Umwandlung der Spannungslage ist insbesondere zu verstehen, dass der erste Wert der ersten
elektrischen Spannung in den zweiten Wert der zweiten elektrischen Spannung umgewandelt wird, sodass sich der zweite Wert von dem ersten Wert unterscheidet. Auf diese Weise kann mittels der Ladevorrichtung der Energiespeicher mittels des zweiten Werts der zweiten elektrischen Spannung beziehungsweise mittels der zweiten elektrischen Spannung geladen werden. Insbesondere ermöglicht es die Ladevorrichtung, den Energiespeicher sowohl dann mittels der zweiten Spannungslage, das heißt beispielsweise mittels des zweiten Werts der zweiten elektrischen Spannung
beziehungsweise mittels der zweiten elektrischen Spannung zu laden, wenn die erste Spannungslage der zweiten Spannungslage entspricht als auch dann, wenn die erste Spannungslage von der zweiten Spannungslage abweicht. Mit anderen Worten ermöglicht es die Ladevorrichtung, den Energiespeicher sowohl dann zu laden, wenn die
Energiequelle eine elektrische Spannung mit der zweiten Spannungslage aufweist, als auch dann, wenn die Energiequelle eine elektrische Spannung mit einer von der zweiten Spannungslage unterschiedlichen Spannungslage aufweist.
Um nun die Umwandlung der ersten Spannungslage in die zweite Spannungslage besonders vorteilhaft, insbesondere besonders kosten-, gewichts- und bauraumgünstig realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Konvertereinrichtung elektrotechnische Drosseln aufweist, über welche die Konvertereinrichtung von der Energiequelle bereitgestellte elektrische Energie zum Laden des Energiespeichers in dem ersten Betriebszustand und in dem zweiten Betriebszustand leitet. Mit anderen Worten wird von der Energiequelle bereitgestellte Energie, mit welcher der Energiespeicher geladen wird, sowohl in dem ersten Betriebszustand als auch in dem zweiten
Betriebszustand über die Drosseln geleitet, sodass die Drosseln sowohl in dem ersten Betriebszustand als auch in dem zweiten Betriebszustand genutzt werden, um den Energiespeicher zu laden, das heißt um den Energiespeicher mit von der Energiequelle bereitgestellter elektrischer Energie zu versorgen.
Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Konvertereinrichtung eingangsseitig mit den Drosseln verbundene Halbleiterschalter aufweist, welche mit den Drosseln einen galvanisch gekoppelten Abwärtswandler bilden. Der Abwärtswandler wird auch als Tiefsetzsteller, Abwärtsregler oder, englisch, als Step-Down-Converter oder Buck-Converter bezeichnet, wobei mittels des Abwärtswandlers die Konvertereinrichtung in dem ersten Betriebszustand die erste Spannungslage in die zweite Spannungslage umwandelt. Dies bedeutet, dass der Abwärtswandler in dem ersten Betriebszustand die Halbleiterschalter und die Drosseln nutzt, um die erste Spannungslage in die zweite Spannungslage umzuwandeln. Somit werden die Drosseln sowohl in dem ersten
Betriebszustand als auch in dem zweiten Betriebszustand genutzt, um elektrische Energie zum Aufladen des Energiespeichers zu führen beziehungsweise zu leiten. Hierdurch ist eine Mehrfach- beziehungsweise Doppelnutzung der Drosseln realisiert, sodass die Teileanzahl und somit die Kosten, das Gewicht und der Bauraumbedarf der
beispielsweise als Bordlader (On-Board-Loader) ausgebildeten Ladevorrichtung besonders gering gehalten werden können. Im Folgenden ist mit Bordlader eine
Vorrichtung bezeichnet, welche einem deutschen Fachmann im Allgemeinen auch als AnBord-Lader oder besser On-Board-Loader bekannt ist.
Durch die Nutzung der Drosseln und der Halbleiterschalter zum Bilden des
Abwärtswandlers kann ein separater Konverter, insbesondere ein separater
Gleichspannungswandler, wie er im Stand der Technik vorgesehen ist, vermieden werden, da ein solcher Gleichspannungswandler durch die beschriebene Schaltung aus den Drosseln und den Halbleiterschaltern unter Bildung des Abgaswandlers vermieden werden kann. Gleichzeitig ermöglicht es die Ladevorrichtung, den Energiespeicher sowohl dann zu laden, wenn die erste Spannungslage der zweiten Spannungslage entspricht als auch dann, wenn die erste Spannungslage von der zweiten Spannungslage abweicht. Beispielsweise ausgehend von einem Lader, welcher die Halbleiterschalter und somit den Abgaswandler nicht umfasst, kann bei der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung ein besonders hoher Wirkungsgrad eines solchen Laders beibehalten und auch bei der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung umgesetzt werden, sodass die erfindungsgemäße Ladevorrichtung ein besonders effizientes und effektives Laden des Energiespeichers ermöglicht. Ferner kann ein zuvor genannter Lader besonders einfach zu der
erfindungsgemäßen Ladevorrichtung ergänzt beziehungsweise erweitert werden, wobei ein grundsätzlicher Aufbau des genannten Laders zumindest nahezu unverändert bleiben kann. Im Vergleich zu einem solchen Lader entsteht ein nur minimaler Mehraufwand an Bauteilen, wobei jedoch der zuvor genannte Lader alleine es nicht ermöglicht, den Energiespeicher dann aufzuladen, wenn die erste Spannungslage von der zweiten Spannungslage abweicht. Herkömmlicherweise muss dann ein zusätzlich zu dem Lader vorgesehener und separat vom Lader ausgebildeter Gleichspannungswandler zum Einsatz kommen, was nun jedoch erfindungsgemäß vermieden werden kann. Ausgehend von einem solchen Lader, welcher beispielsweise bereits die Drosseln aufweist, können die Halbleiterschalter in den Lader integriert werden, um dadurch den Abwärtswandler zu bilden, welcher in den Lader integriert wird beziehungsweise ist. Der Abwärtswandler kann beispielsweise die erste Spannungslage auf die zweite Spannungslage herabsetzen. Die erfindungsgemäße Ladevorrichtung ermöglicht es im Vergleich zu herkömmlichen Ladevorrichtungen ferner, wenigstens eine Sicherung in dem Energiespeicher, wenigstens zwei Hochvolt-Leitungen und einen Y- Verteiler, insbesondere des Fahrzeugs, entfallen zu lassen, sodass der Bauraumbedarf, das Gewicht und die Kosten des
Fahrzeugs insgesamt besonders gering gehalten werden können.
Es ist denkbar, dass die zweite Spannungslage 400 Volt betragen kann. Entspricht die erste Spannungslage der zweiten Spannungslage, so beträgt beispielsweise die erste Spannungslage 400 Volt. Weicht beispielsweise die erste Spannungslage von der zweiten Spannungslage ab, so beträgt beispielsweise die erste Spannungslage 800 Volt. Davon unterschiedliche Werte sind ohne weiteres denkbar. Die erste Spannungslage ist beispielsweise eine Spannungslage einer Gleichspannung, wobei alternativ oder zusätzlich die zweite Spannungslage beispielsweise die Spannungslage einer
Gleichspannung ist.
Im Vergleich zu dem zuvor genannten Lader kommen bei der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung beispielsweise lediglich die Halbleiterschalter zusätzlich zum Einsatz, welche insbesondere an einem netzseitigen Eingang der Drosseln derart angeschlossen und insbesondere derart mit den Drosseln elektrisch verbunden sind, dass die Drosseln und die Halbleiterschalter den genannten Abwärtswandler bilden, welcher galvanisch gekoppelt ist. Unter einem solchen galvanisch gekoppelten Abwärtswandler ist insbesondere zu verstehen, dass der Abwärtswandler einen Eingang und einen Ausgang aufweist, welche galvanisch miteinander gekoppelt beziehungsweise verbunden sind. Durch den Einsatz der Halbleiterschalter wird die Möglichkeit beibehalten, den
Energiespeicher zu laden, wenn die erste Spannungslage der zweiten Spannungslage entspricht. Des Weiteren wird durch die Verwendung der Halbleiterschalter eine zusätzliche Möglichkeit geschaffen, um den Energiespeicher auch dann zu laden, wenn die erste Spannungslage von der zweiten Spannungslage abweicht. Die Realisierung dieser beiden Lademöglichkeiten kann dabei ohne übermäßige konstruktive baulichen Maßnahmen realisiert werden, sodass eine besonders vorteilhafte Nutzbarkeit der Ladevorrichtung ohne übermäßige Kosten-, Gewichts- und Bauraumzunahme dargestellt werden kann. Unter der zuvor genannten Ausgestaltung der Ladevorrichtung als Bordlader ist insbesondere zu verstehen, dass die Ladevorrichtung Bestandteil beziehungsweise Komponente des Fahrzeugs und nicht etwa eine separat von dem Fahrzeug ausgebildete und in dessen Umgebung angeordnete Komponente ist, sondern die Ladevorrichtung ist insbesondere an beziehungsweise in dem Fahrzeug gehalten beziehungsweise angeordnet.
Um den Energiespeicher besonders vorteilhaft laden und dabei die Teileanzahl, das Gewicht und den Bauraumbedarf der Ladevorrichtung besonders gering halten zu können, ist es in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Drosseln Teile eines Leistungsfaktorkorrekturfilters der Konvertereinrichtung sind. Die Drosseln werden somit nicht nur in den Betriebszuständen genutzt, um von der
Energiequelle bereitgestellte elektrische Energie zu dem Energiespeicher zu führen, sondern die Drosseln bilden, gegebenenfalls mit weiteren Bauteilen, einen
Leistungsfaktorkorrekturfilter, sodass die Drosseln beispielsweise als PFC-Drosseln (PFC - Powerfactor Correction - Leistungsfaktorkorrekturfilter) ausgebildet sind. Die Drosseln sind dabei beispielsweise in einer Totem-Pole-Schaltung angeordnet beziehungsweise vorgesehen, sodass der Leistungsfaktorkorrekturfilter beispielsweise eine Totem-Pole- Schaltung aufweist.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Konvertereinrichtung einen galvanisch getrennten Gleichspannungswandler aufweist, sodass beispielsweise der Gleichspannungswandler in die Ladevorrichtung, das heißt insbesondere in den zuvor genannten Bordlader beziehungsweise Lader, integriert ist. Der Gleichspannungswandler weist dabei beispielsweise einen Ausgang und einen Eingang auf, wobei der Eingang des Gleichspannungswandlers und der Ausgang des Gleichspannungswandlers galvanisch voneinander getrennt sind.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Gleichspannungswandler mit einem Ausgang des Abwärtswandlers verbunden ist. Der Abwärtswandler kann somit über seinen Ausgang beispielsweise eine elektrische Spannung mit der zweiten
Spannungslage bereitstellen, sodass die elektrische Spannung mit der zweiten
Spannungslage an den Gleichspannungswandler angelegt werden kann. Der
Gleichspannungswandler ist dabei ein zusätzlich zu dem Abwärtswandler vorgesehener Wandler, wobei der Abwärtswandler eine Form von eines Gleichspannungswandlers ist. Dabei ist beispielsweise der Abwärtswandler durch eine erste elektrische Schaltung gebildet, wobei der Gleichspannungswandler durch eine zweite elektrische Schaltung gebildet ist. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass sich die erste Schaltung und die zweite Schaltung voneinander unterscheiden beziehungsweise dass die erste Schaltung und die zweite Schaltung keine Bauteile zum Bilden der Schaltungen gemeinsam haben.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der
Gleichspannungswandler einen Transformator mit einem Übersetzungsverhältnis von 1 aufweist, wodurch der Energiespeicher besonders vorteilhaft und insbesondere bauraum-, kosten- und gewichtsgünstig geladen werden kann.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung stellt der
Abwärtswandler, insbesondere über seinen Ausgang, in dem ersten Betriebszustand und in dem zweiten Betriebszustand eine erste elektrische Spannung mit der zweiten
Spannungslage bereit, wobei der Gleichspannungswandler über seinen Eingang die von dem Abwärtswandler bereitgestellte erste elektrische Spannung aufnimmt, in eine zweite elektrische Spannung mit der zweiten Spannungslage umwandelt und die zweite elektrische Spannung bereitstellt. Dadurch kann die Ladevorrichtung eine elektrische Spannung mit der zweiten Spannungslage besonders kosten-, bauraum- und
gewichtsgünstig bereitstellen.
Um die Kosten und das Gewicht der Ladevorrichtung besonders gering halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass zumindest einer der Halbleiterschalter als Bipolartransistor mit isolierter Gate- Elektrode (IGBT) oder als Metall- Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) ausgebildet ist.
Insbesondere können dabei auch zwei, mehrere oder auch alle Halbleiterschalter als Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT) und/oder als Metall-Oxid-Halbleiter- Feldeffekttransistor (MOSFET) ausgebildet sein.
In einer alternativen Ausführung der Erfindung hingegen ist zumindest einer der
Halbleiterschalter als Bipolartransistor mit isolierter Gate- Elektrode (IGBT) oder als Metall- Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) ausgebildet wobei zumindest ein anderer Halbleiterschalter als Diode ausgeführt sein kann.
Schließlich hat es sich bei dem ersten Aspekt der Erfindung als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Ladevorrichtung als Bordlader beziehungsweise als Bordlader und dadurch als eine Komponente des Fahrzeugs ausgebildet ist. Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem zum Laden eines zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeten Energiespeichers, und mit einer Ladevorrichtung mit einer
Konvertereinrichtung. Insbesondere ist die Ladevorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung eine erfindungsgemäße Ladevorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Die Konvertereinrichtung bei dem zweiten Aspekt der Erfindung weist einen ersten Betriebszustand auf, in welchem die Konvertereinrichtung eine erste
Spannungslage einer Energiequelle zum Laden des Energiespeichers in eine zum Laden des Energiespeichers vorgesehene Spannungslage umwandelt, wenn die erste
Spannungslage von der zweiten Spannungslage abweicht. Die Konvertereinrichtung weist ferner einen zweiten Betriebszustand auf, in welchem eine durch die Konvertereinrichtung bewirkte Umwandlung der ersten Spannungslage unterbleibt, wenn die erste
Spannungslage der zweiten Spannungslage entspricht,
s
Um nun die erste Spannungslage besonders einfach und insbesondere besonders kosten-, gewichts- und bauraumgünstig umwandeln zu können, weist die
Konvertereinrichtung erfindungsgemäß elektrotechnische Drosseln auf, über welche die Konvertereinrichtung von der Energiequelle bereitgestellte Energie zum Laden des Energiespeichers in dem ersten Betriebszustand und in dem zweiten Betriebszustand leitet. Außerdem weist die Konvertereinrichtung eingangsseitig mit den Drosseln verbundene Halbleiterschalter auf, welche mit den Drosseln einen galvanisch gekoppelten Abwärtswandler bilden, mittels welchem die Konvertereinrichtung in dem ersten
Betriebszustand die erste Spannungslage in die zweite Spannungslage umwandelt.
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und
Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ladevorrichtung zum Laden eines zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeten Energiespeichers eines Fahrzeugs;
Fig. 2a-c jeweils eine schematische Darstellung eines Schaltzustands des
Energiespeichers;
Fig. 3 ausschnittsweise eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Ladevorrichtung; und
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Ladevorrichtung gemäß Fig. 3.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Ladevorrichtung zum Laden eines zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeten Energiespeichers 12 eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Das
Kraftfahrzeug ist beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet. Das Fahrzeug umfasst beispielsweise in seinem vollständig hergestellten Zustand die Ladevorrichtung 10, den Energiespeicher 12 und wenigstens eine in den Fig. nicht erkennbare elektrische Maschine, welche auch als Traktionsmaschine bezeichnet wird. Mittels der elektrischen Maschine ist wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs beziehungsweise das Kraftfahrzeug insgesamt antreibbar. Hierzu wird die elektrische Maschine in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betrieben. Um die elektrische Maschine in dem Motorbetrieb zu betreiben, wird die elektrische Maschine mit elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom versorgt, die beziehungsweise der in dem Energiespeicher 12 gespeichert ist. Der Energiespeicher 12 ist beispielsweise als
Hochvolt-Batterie (HV-Batterie) ausgebildet. Um beispielsweise besonders hohe elektrische Leistungen zum Antreiben des Kraftfahrzeugs zu realisieren, weist die Batterie eine Spannungslage von mehreren 100 Volt, insbesondere von 400 Volt, auf, wobei die Spannungslage der HV-Batterie, welche einfach auch als Batterie bezeichnet wird, beispielsweise vorgesehen beziehungsweise erforderlich ist, um den Energiespeicher 12 mit elektrischer Energie zu laden. Mit anderen Worten muss beispielsweise an die Batterie die genannte Spannungslage der Batterie angelegt werden, um die Batterie zu laden.
Wird die elektrische Maschine mit in der Batterie gespeicherter elektrischer Energie versorgt, so nimmt eine in der Batterie gespeicherte Menge an elektrischer Energie ab. Um die in der Batterie (Energiespeicher 12) gespeicherte Menge an elektrischer Energie zu erhöhen, wird die Batterie geladen, insbesondere mit elektrischer Energie
beziehungsweise elektrischem Strom, die beziehungsweise der von einer Energiequelle bereitgestellt wird. Diese Energiequelle ist insbesondere eine bezogen auf das
Kraftfahrzeug externe Energiequelle, die in der Umgebung des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Insbesondere ist die Energiequelle beispielsweise eine Ladesäule. Das Kraftfahrzeug, insbesondere die Ladevorrichtung 10, umfasst beispielsweise eine auch als DC-Box bezeichnete Steckereinrichtung 14, über welche die Ladevorrichtung 10 beziehungsweise der Energiespeicher 12 mit der externen Energiequelle elektrisch verbunden werden kann. Die Energiequelle stellt beispielsweise eine elektrische Spannung mit einer
Spannungslage und somit elektrischer Energie bereit, welche, insbesondere über die Steckereinrichtung 14 und die Ladevorrichtung 10, in den Energiespeicher 12 eingespeist werden kann, um dadurch den Energiespeicher 12 mit der von der Energiequelle bereitgestellten elektrischen Energie zu laden.
Die Spannungslage der Energiequelle beziehungsweise die von der Energiequelle bereitgestellte Spannungslage kann dabei der Spannungslage der Batterie
beziehungsweise der zum Laden der Batterie vorgesehenen beziehungsweise
erforderlichen Spannungslage entsprechen oder die Spannungslage der Energiequelle kann von der zum Laden des Energiespeichers 12 vorgesehenen beziehungsweise erforderlichen Spannungslage abweichen. Somit kann beispielsweise die Spannungslage der Energiequelle 400 Volt betragen, oder aber die Spannungslage der Energiequelle beträgt beispielsweise 800 Volt. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, ermöglicht es die Ladevorrichtung 10, den Energiespeicher 12 sowohl dann zu laden, wenn die Spannungslage der Energiequelle der zum Laden des Energiespeichers 12 vorgesehen Spannungslage entspricht als auch dann, wenn die Spannungslage der Energiequelle von der zum Laden des Energiespeichers 12 vorgesehenen
Spannungslage abweicht. Mit anderen Worten ermöglicht somit die Ladevorrichtung 10, den Energiespeicher 12 beispielsweise sowohl mittels 400 Volt als auch mittels 800 Volt aufzuladen. Beträgt die Spannungslage der Energiequelle beispielsweise 400 Volt, und wird der Energiespeicher 12 mittels dieser 400 Volt geladen, so wird dies auch als 400- Volt-Laden der Batterie bezeichnet. Beträgt die Spannungslage der Energiequelle beispielsweise 800 Volt, und wird der Energiespeicher 12 mittels der 800 Volt geladen, so wird dies auch als 800- Volt-Laden bezeichnet. Das Laden mit 800 Volt ermöglicht dabei eine besonders hohe Ladeleistung, sodass der Energiespeicher 12 beispielsweise besonders schnell mit einer besonders großen Menge an elektrischer Energie geladen werden kann.
Aus Fig. 1 bis 2c ist erkennbar, dass die Ladevorrichtung 10 beziehungsweise die Batterie mehrere Schalter S1 , S2, S3, S4, S5, S6 und S7 aufweisen kann, welche geöffnet und geschlossen werden können. In Fig. 1 sind die Schalter S1 -7 allesamt geöffnet.
Außerdem zeigt Fig. 1 besonders schematisch ein Bordnetz 16 des Fahrzeugs, wobei das Bordnetz 16 eine Spannungslage beziehungsweise eine elektrische Spannung von 400 Volt aufweist. Ferner kann die Batterie eine Schützmatrix 18 aufweisen, welche beispielsweise die Schalter S1 -7 sowie gegebenenfalls Sicherungen 20 aufweisen kann.
Die Ladevorrichtung 10 ist beispielsweise ein sogenannter Bordlader oder Bordlader, welcher Komponente beziehungsweise Bestandteil des Fahrzeugs ist. Über diesen Bordlader kann die Batterie beispielsweise dann geladen werden, wenn die
Spannungslage der Energiequelle der Spannungslage der Batterie entspricht und somit beispielsweise 400 Volt beträgt. Um nun beispielsweise auch das 800-Volt-Laden zu ermöglichen, ist eine zusätzlich zu dem Bordlader vorgesehene, bezüglich des Bordladers externen Komponente 22 vorgesehen, welche als DC/DC-Wandler, das heißt als
Gleichspannungswandler, ausgebildet ist. Der Gleichspannungswandler (Komponente 22) und die Schützmatrix 18 sind nur notwendig für das 800-Volt-Laden und stellen somit zusätzliche Bauteile dar, welche entfallen könnten, wenn lediglich das 400-Volt-Laden vorgesehen wäre. Es ist jedoch wünschenswert, nicht nur das 400-Volt-Laden, sondern auch das 800-Volt-Laden zu realisieren, um dadurch die Batterie besonders vorteilhaft und flexibel aufladen zu können. Sind keine entsprechenden Maßnahmen getroffen, so sind zum Realisieren des 800-Volt-Ladens zusätzliche Bauteile in Form der Komponente 22 und der Schützmatrix 18 erforderlich.
Fig. 2a zeigt die Batterie während des 800-Volt-Ladens. Fig. 2b zeigt die Batterie während des 400- Volt-Ladens. Das 800-Volt-Laden und das 400-Volt-Laden sind jeweilige
Ladevorgänge, in deren Rahmen elektrische Energie in die Batterie eingespeist wird. Dabei zeigt Fig. 2c einen Fahrbetrieb der Batterie. In dem Fahrbetrieb wird die elektrische Maschine mit in der Batterie gespeicherter elektrischer Energie versorgt, sodass die Batterie während des Fahrbetriebs entladen und während des jeweiligen Ladevorgangs geladen wird. Um sowohl das 400-Volt-Laden als auch das 800-Volt-Laden kosten-, gewichts- und bauraumgünstig realisieren zu können, ist eine Zusammenfassung des Bordladers und der Komponente 22 (Gleichspannungswandler) wünschenswert, wobei die Komponente 22 auch als 800-Volt-/400-Volt-DC/DC-Wandler bezeichnet wird, da die Komponente 22 genutzt wird, um dann, wenn die Spannungslage der Energiequelle 800 Volt beträgt, die von der Energiequelle bereitgestellte Spannungslage von 800 Volt in die zum Laden der Batterie vorgesehene Spannungslage von 400 Volt umzuwandeln.
Fig. 3 zeigt nun teilweise beziehungsweise ausschnittsweise eine Ladevorrichtung 24 (Fig. 4) zum Laden des Energiespeichers 12, wobei beispielsweise ein in Fig. 3 gezeigter Teil der Ladevorrichtung 24 einen mit 26 bezeichneten Bordlader bildet beziehungsweise Bestandteil eines solchen Bordladers 26 ist. Der Bordlader 26 wird auch als An-Bord- Lader, Lader oder On-Board-Loader bezeichnet und ermöglicht beispielsweise für sich betrachtet das zuvor beschriebene 400-Volt-Laden, insbesondere dann, wenn die
Spannungslage der Energiequelle der zum Laden des Energiespeichers 12 vorgesehenen Spannungslage entspricht.
Die Spannungslage der Energiequelle, das heißt die von der Energiequelle bereitgestellte Spannungslage, wird im Folgenden auch als erste Spannungslage bezeichnet, wobei die zum Laden des Energiespeichers 12 vorgesehene beziehungsweise erforderliche
Spannungslage, das heißt die Spannungslage des Energiespeichers 12, auch als zweite Spannungslage bezeichnet wird. Der Bordlader 26 ist beispielsweise auch bei der in Fig. 1 gezeigten Ladevorrichtung 10 vorgesehen und gemäß Fig. 1 um die Komponente 22 und die Schützmatrix 18 ergänzt, um - wie zuvor beschrieben - nicht nur das 400-Volt- Laden, sondern auch das 800-Volt-Laden zu ermöglichen.
Bei der in Fig. 3 und 4 veranschaulichten Ladevorrichtung 24 jedoch ist zusätzlich zu dem 400-Volt-Laden auch das 800-Volt-Laden möglich, und zwar mit einer wesentlich geringeren Teileanzahl und somit wesentlich bauraum-, kosten- und gewichtsgünstiger als mittels der in Fig. 1 veranschaulichten Ladevorrichtung 10. Bei der Ladevorrichtung 24 nämlich ist die zusätzliche Komponente 22 nicht vorgesehen und nicht erforderlich.
Die Ladevorrichtung 24, insbesondere der Bordlader 26, weist eine im Ganzen mit 28 bezeichnete Konvertereinrichtung auf, welche ihrerseits einen ersten Betriebszustand und einen zweiten Betriebszustand aufweist beziehungsweise zwischen dem ersten
Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand umschaltbar und somit sowohl im ersten Betriebszustand als auch im zweiten Betriebszustand, insbesondere wahlweise, betreibbar ist. In dem ersten Betriebszustand wandelt die Konvertereinrichtung 28 die erste Spannungslage der Energiequelle in die zum Laden des Energiespeichers 12 vorgesehene zweite Spannungslage um, wenn die erste Spannungslage von der zweiten Spannungslage abweicht, das heißt beispielsweise wenn die erste Spannungslage 800 Volt und die zweite Spannungslage 400 Volt beträgt. In dem zweiten Betriebszustand unterbleibt eine durch die Konvertereinrichtung 28 bewirkte Umwandlung der ersten Spannungslage, wenn die erste Spannungslage der zweiten Spannungslage entspricht. Beträgt bereits die erste Spannungslage 400 Volt, so ist schon die erste Spannungslage geeignet, um den Energiespeicher 12 zu laden, und die erste Spannungslage muss nicht umgewandelt werden und wird nicht umgewandelt.
Um nun sowohl das 400-Volt-Laden als auch das 800-Volt-Laden besonders bauraum-, gewichts- und kostengünstig realisieren zu können, umfasst die Konvertereinrichtung 28 elektrotechnische Drosseln 30, über welche die Konvertereinrichtung 28 von der
Energiequelle bereitgestellte Energie zum Laden des Energiespeichers 12 sowohl in dem ersten Betriebszustand als auch in dem zweiten Betriebszustand leitet. Bei dem in den Fig. 3 und 4 veranschaulichten Ausführungsbespiel sind die Drosseln 30 als PFC- Drosseln ausgebildet und dabei Bestandteile einer PFC-Schaltung, das heißt eines Leistungsfaktorkorrekturfilters 32, welcher beispielsweise auch Schalter, insbesondere Halbleiterschalter 34, aufweist. Bei dem in Fig. 3 und 4 veranschaulichten
Ausführungsbeispiel weist die PFC-Schaltung eine Totem-Pole-Schaltung auf.
Des Weiteren weist die Konvertereinrichtung 28 - wie aus Fig. 4 erkennbar ist - eingangsseitig beziehungsweise netzseitig mit den Drosseln 30 elektrisch verbundene Halbleiterschalter 36 auf, welche zusammen mit den Drosseln 30 einen galvanisch gekoppelten Abwärtswandler 38 bilden, mittels welchem die Konvertereinrichtung 28 in dem ersten Betriebszustand die erste Spannungslage in die zweite Spannungslage umwandelt.
Des Weiteren umfasst die Konvertereinrichtung 28 einen galvanisch getrennten und somit isolierenden Gleichspannungswandler 40, welcher beispielsweise mit einem Ausgang 42 des Abwärtswandlers 38 elektrisch verbunden ist. Dabei weist beispielsweise der Gleichspannungswandler 40 einen Transformator mit einem Übersetzungsverhältnis ü von 1 auf. Mit anderen Worten gilt vorzugsweise: ü = 1 .
Die Energiequelle, welche beispielsweise ein Stromnetz ist beziehungsweise an ein Stromnetz angeschlossen ist, stellt beispielsweise eine erste elektrische Spannung HV1 bereit, welche die erste Spannungslage und somit beispielsweise 800 Volt aufweist. Insbesondere handelt es sich bei der ersten Spannung HV1 um eine Gleichspannung, wobei die erste Spannung HV1 an die Ladevorrichtung 24, insbesondere über die
Steckereinrichtung 14, angelegt wird. Die beispielsweise als IGBTs oder als MOSFETs ausgebildeten Halbleiterschalter 36 sind nun netzseitig beziehungsweise eingangsseitig derart angeschlossen beziehungsweise mit den Drosseln 30 verbunden, dass daraus in Verbindung mit den Drosseln 30 der galvanisch gekoppelte Abwärtswandler 38 resultiert, welcher auch als Step-Down-Konverter bezeichnet wird.
An diesen wird die erste elektrische Spannung HV1 mit der ersten Spannungslage (800 Volt) angelegt. Der Abwärtswandler 38 wandelt die erste elektrische Spannung HV1 mit der ersten Spannungslage von vorliegend 800 Volt in eine zweite elektrische
Spannung HV2 mit der zweiten Spannungslage von 400 Volt um. Mit anderen Worten setzt der Abwärtswandler 38 die erste Spannung HV1 beziehungsweise die erste
Spannungslage in die zweite elektrische Spannung HV2 beziehungsweise in die zweite Spannungslage herab. Dabei stellt beispielsweise der Abwärtswandler 38 die zweite elektrische Spannung HV2 und somit die zweite Spannungslage an dem Ausgang 42 bereit.
In einer alternativen nicht dargestellten Ausführung der Erfindung ist nur einer der beiden , mit den Drosseln verbundene Halbleiterschalter, insbesondere der in Fig.4 obere dargestellte Halbleiterschalter, beispielsweise als IGBTs oder als MOSFETs ausgebildet und der andere mit den Drosseln verbundene Halbleiterschalter, insbesondere der in Fig.4 untere dargestellte Halbleiterschalter, ist beispielsweise als Diode ausgebildet.
Hierdurch kann eine noch weitere Vereinfachung des Systems erreicht werden, was auch zu Kosten-, Gewicht- und Bauraumersparnis beiträgt.
Der Gleichspannungswandler 40 ist über seinen Eingang 44 mit dem Ausgang 42 elektrisch verbunden, sodass die zweite elektrische Spannung HV2 mit der zweiten Spannungslage an den Eingang 44 beziehungsweise an den Gleichspannungswandler 40 angelegt wird. Mittels des galvanisch getrennten Gleichspannungswandlers 40 wird die zweite elektrische Spannung HV2 mit der zweiten Spannungslage in eine dritte
elektrische Spannung HV3 umgewandelt, welche die zweite Spannungslage aufweist. Somit unterbleibt ein durch den Gleichspannungswandler 40 bewirktes Umwandeln der zweiten Spannungslage, sodass zwar die elektrische Spannung HV2 in die elektrische Spannung HV3 gewandelt wird, jedoch weisen die Spannungen HV2 und HV3 die gleiche Spannungslage, nämlich die zweite Spannungslage von 400 Volt, auf. Weist bereits die erste elektrische Spannung HV1 die zweite Spannungslage von 400 Volt auf, so weisen die elektrischen Spannungen HV1 und HV2 die gleichen Spannungslagen vorliegend in Form von 400 Volt auf, sodass keine mittels des Abwärtswandlers 38 bewirkte Umwandlung der ersten Spannungslage erfolgt.
Insgesamt ist erkennbar, dass der das 400-Volt-Laden ermöglichende Bordlader 26 lediglich dadurch dazu ertüchtigt wird, auch das 800-Volt-Laden zu ermöglichen, dass die Halbleiterschalter 36 vorgesehen und mit den Drosseln 30 zu dem Abwärtswandler 38 verbunden werden. Somit ist das 400-Volt-Laden weiterhin möglich, insbesondere infrastrukturabhängig, wobei auch das 800-Volt-Laden mit erhöhter Ladeleistung darstellbar ist. Der galvanisch getrennte Gleichspannungswandler 40 ermöglicht dabei eine Potenzialtrennung zwischen der gegebenenfalls 800 Volt betragenden ersten Spannungslage und der 400 Volt betragenden zweiten Spannungslage. Somit ist die elektrische Spannung HV3 von der elektrischen Spannung HV2 elektrisch isoliert.
Der Bordlader 26 beziehungsweise die Ladevorrichtung 24 verwenden beispielsweise eine Stern-Spannung der beispielsweise als Hausanschluss ausgebildeten Energiequelle, um als Grundentwicklung für weltweiten Einsatz ausgelegt zu sein. Eine
Leistungsskalierung erfolgt beispielsweise unter Verwendung mehrerer Phasen, wodurch der Energiespeicher 12 auch mittels eines in Europa typischen Drehstromnetzes geladen werden kann. Durch Verwendung einer Stern-Spannung ist ein Einsatz von Bauteilen der 600-700- Volt-Spannungsfestigkeitsklasse möglich. Der als isolierender DC/DC-Wandler ausgebildete Gleichspannungswandler 40 weist den genannten Transformator mit dem Übersetzungsverhältnis von 1 :1 auf, insbesondere sofern die Spannungslage des
Energiespeichers 12 ebenfalls in diesem Spannungsbereich liegt. Ansonsten ist eine Anpassung im Übersetzungsverhältnis denkbar oder eine Anpassung im
Modulationsverhältnis der H-Brücke auf der Primärseite des Transformators.
Daimler AG
Bezugszeichenliste
10 Ladevorrichtung
12 Energiespeicher
14 Steckereinrichtung
16 Bord netz
18 Schützmatrix
20 Sicherung
22 Komponente
24 Ladevorrichtung
26 Bordlader
28 Konvertereinrichtung
30 Drosseln
32 Leistungsfaktorkorrekturfilter
34 Halbleiterschalter
36 Halbleiterschalter
38 Abwärtswandler
40 Gleichspannungswandler
42 Ausgang
44 Eingang

Claims

Patentansprüche
Ladevorrichtung (26) zum Laden eines zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeten Energiespeichers (12) eines Fahrzeugs, mit einer
Konvertereinrichtung (28), welche aufweist:
- einen ersten Betriebszustand, in welchem die Konvertereinrichtung (28) eine erste Spannungslage einer Energiequelle zum Laden des Energiespeichers (12) in eine zum Laden des Energiespeichers (12) vorgesehene zweite
Spannungslage umwandelt, wenn die erste Spannungslage von der zweiten Spannungslage abweicht; und
- einen zweiten Betriebszustand, in welchem eine durch die Konvertereinrichtung (28) bewirkte Umwandlung der ersten Spannungslage unterbleibt, wenn die erste Spannungslage der zweiten Spannungslage entspricht;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Konvertereinrichtung (28) aufweist:
- elektrotechnische Drosseln (30), über welche die Konvertereinrichtung (28) von der Energiequelle bereitgestellte elektrische Energie zum Laden des
Energiespeichers (12) in dem ersten Betriebszustand und in dem zweiten Betriebszustand leitet; und
- eingangsseitig mit den Drosseln (30) verbundene Halbleiterschalter (36), welche mit den Drosseln (30) einen galvanisch gekoppelten Abwärtswandler (38) bilden, mittels welchem die Konvertereinrichtung (28) in dem ersten Betriebszustand die erste Spannungslage in die zweite Spannungslage umwandelt,
wobei die Drosseln (30) Teile eines Leistungsfaktorkorrekturfilters (32) der
Konvertereinrichtung (28) sind und die Konvertereinrichtung (28) einen galvanisch getrennten Gleichspannungswandler (40) aufweist.
2. Ladevorrichtung (24) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Gleichspannungswandler (40) mit einem Ausgang (42) des Abwärtswandlers (38) verbunden ist.
3. Ladevorrichtung (24) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Gleichspannungswandler (40) einen Transformator mit einem
Übersetzungsverhältnis von 1 aufweist.
4. Ladevorrichtung (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Abwärtswandler (38) in dem ersten Betriebszustand und in dem zweiten Betriebszustand eine erste elektrische Spannung (HV2) mit der zweiten
Spannungslage bereitstellt, wobei der Gleichspannungswandler (40) über seinen Eingang (44) die erste elektrische Spannung (HV2) aufnimmt, in eine zweite elektrische Spannung (HV3) mit der zweiten Spannungslage umwandelt und die zweite elektrische Spannung (HV3) bereitstellt.
5. Ladevorrichtung (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest einer der Halbleiterschalter (36), die mit den Drosseln (30) verbunden sind, als Bipolartransistor mit isolierter Gate- Elektrode oder Metall-Oxid-Halbleiter- Feldeffekttransistor ausgebildet ist.
6. Ladevorrichtung (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ladevorrichtung (24) als Bordlader und dadurch als Komponente des Fahrzeugs ausgebildet ist.
7. Fahrzeug, mit wenigstens einem zum Laden eines zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeten Energiespeichers (12), und mit einer Ladevorrichtung (24) mit einer Konvertereinrichtung (28), welche aufweist:
- einen ersten Betriebszustand, in welchem die Konvertereinrichtung (28) eine erste Spannungslage einer Energiequelle zum Laden des Energiespeichers (12) in eine zum Laden des Energiespeichers (12) vorgesehene zweite
Spannungslage umwandelt, wenn die erste Spannungslage von der zweiten Spannungslage abweicht; und
- einen zweiten Betriebszustand, in welchem eine durch die Konvertereinrichtung (28) bewirkte Umwandlung der ersten Spannungslage unterbleibt, wenn die erste Spannungslage der zweite Spannungslage entspricht;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Konvertereinrichtung (28) aufweist:
- elektrotechnische Drosseln (30), über welche die Konvertereinrichtung (28) von der Energiequelle bereitgestellte elektrische Energie zum Laden des
Energiespeichers (12) in dem ersten Betriebszustand und in dem zweiten Betriebszustand leitet; und
- eingangsseitig mit den Drosseln (30) verbundene Halbleiterschalter (36), welche mit den Drosseln (30) einen galvanisch gekoppelten Abwärtswandler (38) bilden, mittels welchem die Konvertereinrichtung (28) in dem ersten Betriebszustand die erste Spannungslage in die zweite Spannungslage umwandelt,
wobei die Drosseln (30) Teile eines Leistungsfaktorkorrekturfilters (32) der
Konvertereinrichtung (28) sind und die Konvertereinrichtung (28) einen galvanisch getrennten Gleichspannungswandler (40) aufweist.
8. Verfahren zum Betreiben einer Ladevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
PCT/EP2018/065424 2017-06-30 2018-06-12 Ladevorrichtung zum laden eines energiespeichers eines fahrzeugs, sowie fahrzeug mit einer solchen ladevorrichtung WO2019001943A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017006199.8 2017-06-30
DE102017006199.8A DE102017006199A1 (de) 2017-06-30 2017-06-30 Ladevorrichtung zum Laden eines Energiespeichers eines Fahrzeugs, sowie Fahrzeug mit einer solchen Ladevorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019001943A1 true WO2019001943A1 (de) 2019-01-03

Family

ID=62599611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2018/065424 WO2019001943A1 (de) 2017-06-30 2018-06-12 Ladevorrichtung zum laden eines energiespeichers eines fahrzeugs, sowie fahrzeug mit einer solchen ladevorrichtung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102017006199A1 (de)
WO (1) WO2019001943A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019004011A1 (de) 2019-06-06 2020-01-02 Daimler Ag Elektrische Schaltung für einen elektrischen Energiespeicher, wobei ein Nullleiter mit Batteriemodulen verschaltet ist, elektrischer Energiespeicher sowie Verfahren

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997008803A1 (en) * 1995-08-24 1997-03-06 Coherent Power, Ltd. Lightweight, compact, on-board, electric vehicle battery charger
WO2012013786A2 (fr) * 2010-07-30 2012-02-02 IFP Energies Nouvelles Convertisseur dc/dc quadratique double boost bidirectionnel en courant
FR2989531A1 (fr) * 2012-04-13 2013-10-18 Renault Sa Chargeur de batterie embarque dans un vehicule automobile
EP2958222A1 (de) * 2013-02-13 2015-12-23 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Stromversorgungsvorrichtung, bordnetzvorrichtung und elektroautomobil
DE102015101187A1 (de) 2015-01-28 2016-07-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Hochvolt-Lade-Booster und Verfahren zum Laden einer Gleichstrom-Traktionsbatterie an einer Gleichstrom-Ladesäule sowie entsprechendes Elektrofahrzeug

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013223330A1 (de) * 2013-11-15 2015-05-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Wandlerschaltungsanordnung zum Wandeln einer Eingangsgleichspannung in eine Ausgangsgleichspannung
DE102014217703A1 (de) * 2014-09-04 2016-03-10 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung zum laden eines energiespeichers

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997008803A1 (en) * 1995-08-24 1997-03-06 Coherent Power, Ltd. Lightweight, compact, on-board, electric vehicle battery charger
WO2012013786A2 (fr) * 2010-07-30 2012-02-02 IFP Energies Nouvelles Convertisseur dc/dc quadratique double boost bidirectionnel en courant
FR2989531A1 (fr) * 2012-04-13 2013-10-18 Renault Sa Chargeur de batterie embarque dans un vehicule automobile
EP2958222A1 (de) * 2013-02-13 2015-12-23 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Stromversorgungsvorrichtung, bordnetzvorrichtung und elektroautomobil
DE102015101187A1 (de) 2015-01-28 2016-07-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Hochvolt-Lade-Booster und Verfahren zum Laden einer Gleichstrom-Traktionsbatterie an einer Gleichstrom-Ladesäule sowie entsprechendes Elektrofahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017006199A1 (de) 2019-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3481675B1 (de) Batterieanordnung für ein kraftfahrzeug
WO2018001544A1 (de) Energiespeichereinrichtung für einen kraftwagen
WO2019030125A1 (de) Akkuladevorrichtung für ein kraftfahrzeug, verfahren zum betreiben einer kraftfahrzeugseitigen akkuladevorrichtung, hochvoltbordnetz und verwendung einer akkuladevorrichtung
WO2002087068A1 (de) Vorrichtung zur energieeinspeisung in ein mehrspannungsbordnetz eines kraftfahrzeugs
EP3894266A1 (de) Schaltungsanordnung für ein kraftfahrzeug, insbesondere für ein hybrid- oder elektrofahrzeug
WO2019141494A1 (de) Speichereinrichtung für ein kraftfahrzeug, insbesondere für ein elektrofahrzeug
DE102016123923A1 (de) Ladevorrichtung
WO2010130607A2 (de) Ladesystem und ladeverfahren zum laden einer batterie eines fahrzeugs und fahrzeug mit einem solchen ladesystem
DE102010051323B4 (de) Ladesystem zum Laden einer Batterie eines Fahrzeuges mit einem Zwei-Weg-Laderegler
DE102004057693A1 (de) Vorrichtung zur schnellen Entladung eines Kondensators
DE102019007347B4 (de) Fahrzeugbordnetz
DE102018009840A1 (de) Schaltungsanordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug
DE102019102030A1 (de) Stationäre Ladevorrichtung mit integriertem Batteriespeicher zum Bereitstellen von elektrischer Energie entweder aus einem Stromnetz oder aus dem Batteriespeicher an einem Ladeanschluss für ein elektrisch antreibbar ausgestaltetes Kraftfahrzeug sowie entsprechendes Betriebsverfahren für die Ladevorrichtung
DE10313081B4 (de) Kraftfahrzeug
DE102013206296A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Energieversorgungseinheit für ein Kraftfahrzeugbordnetz
DE102015016651A1 (de) Ladeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Aufladen einer Batterie
WO2019001943A1 (de) Ladevorrichtung zum laden eines energiespeichers eines fahrzeugs, sowie fahrzeug mit einer solchen ladevorrichtung
EP2141044B1 (de) Schienenfahrzeug und Verfahren zur Energieversorgung eines Schienenfahrzeugs
DE102019003542A1 (de) Spannungsversorgungsvorrichtung für ein zumindest teilweise elektrisch betreibbares Kraftfahrzeug, wobei ein erster elektrischer und ein zweiter elektrischer Energiespeicher direkt mit einem Ladeanschluss gekoppelt sind, sowie Verfahren
EP4377134A1 (de) Elektrisches antriebssystem für ein fahrzeug, fahrzeug mit einem entsprechenden elektrischen antriebssystem sowie verfahren zum betreiben eines entsprechenden elektrischen antriebssystems
DE102020204336B4 (de) Fahrzeugseitige Hochvolt-Ladeschaltung und Fahrzeugbordnetz
DE102013002080A1 (de) Elektrische Konvertierungseinrichtung für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug
DE102017001470A1 (de) Elektrische Anlage für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug
DE102021003831A1 (de) Elektrisches Bordnetz für ein Fahrzeug, Fahrzeug mit einem elektrischen Bordnetz und Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Bordnetzes für ein Fahrzeug
WO2020245170A1 (de) Fahrzeugbordnetz mit einem gleichspannungsladeanschluss

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18731067

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18731067

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1