WO2019170457A1 - Wechselstromladevorrichtung für ein kraftfahrzeug und verfahren zum betreiben einer wechselstromladevorrichtung für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Wechselstromladevorrichtung für ein kraftfahrzeug und verfahren zum betreiben einer wechselstromladevorrichtung für ein kraftfahrzeug Download PDF

Info

Publication number
WO2019170457A1
WO2019170457A1 PCT/EP2019/054555 EP2019054555W WO2019170457A1 WO 2019170457 A1 WO2019170457 A1 WO 2019170457A1 EP 2019054555 W EP2019054555 W EP 2019054555W WO 2019170457 A1 WO2019170457 A1 WO 2019170457A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
charging device
circuit
power
phase conductor
precharge circuit
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/054555
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Franz Pfeilschifter
Martin GÖTZENBERGER
Klaus Mühlbauer
Original Assignee
Cpt Group Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cpt Group Gmbh filed Critical Cpt Group Gmbh
Priority to CN201980017793.9A priority Critical patent/CN111801241B/zh
Priority to KR1020207028113A priority patent/KR102509686B1/ko
Priority to US16/978,834 priority patent/US11285825B2/en
Publication of WO2019170457A1 publication Critical patent/WO2019170457A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04—Cutting off the power supply under fault conditions
    • 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
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • 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
    • B60L53/10—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 the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • 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
    • 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
    • H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
    • 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
    • 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
    • B60L2210/30—AC to DC 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
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/40—DC to AC 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
    • B60L2270/00—Problem solutions or means not otherwise provided for
    • B60L2270/20—Inrush current reduction, i.e. avoiding high currents when connecting the battery
    • 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
    • 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
    • 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

  • the invention relates to an AC charging device for a motor vehicle.
  • the AC charging device has at least one smoothing capacitor and a precharge circuit for precharging the smoothing capacitor.
  • AC charging devices are known. By a Wech selstromladevoriques a vehicle electrical system of a motor vehicle can be supplied with energy or a Trakomsakkumulator the motor vehicle are charged.
  • the AC charging device is adapted to receive AC power from a power grid and deliver DC power to a vehicle electrical system of a motor vehicle.
  • the AC charging device has at least one smoothing capacitor.
  • the smoothing capacitor reduces a residual ripple or an alternating current component which remains after the rectification of the alternating current.
  • the smoothing capacitor is usually precharged by a precharge circuit prior to the closing of a line breaker which establishes a connection between a power network and the smoothing capacitor.
  • the precharge circuit usually has only one precharge resistor. By precharging the smoothing capacitor is usually delayed brought to the voltage level of the power grid. The precharging circuit thus avoids an abrupt breakthrough of the voltage of the power network to the smoothing capacitor.
  • a disadvantage of the known precharge circuit is that even if a power supply connection of the AC charging device is not connected to the power supply, the power supply connection of the AC charging device is supplied with electrical voltage from an energy store of the motor vehicle. So that the power grid connection is safe in the known Kirstromladevor- direction this is protected, for example, with a protective cover.
  • the protective cover is intended to prevent direct personal contact from the outside with the power supply connection. Nevertheless, there remains a risk of contact.
  • An AC charging device for a motor vehicle has a neutral conductor, at least one phase conductor, in particular three phase conductors, and at least one, in particular passive, rectifier.
  • Neutral and the phase conductor are connected to the rectifier, in particular to an AC side of the rectifier.
  • At least one smoothing capacitor is also connected to the rectifier, in particular to a DC side of the rectifier.
  • the alternating current charging device has a precharging circuit arranged between a power supply connection of the alternating current charging device and the first smoothing capacitor, preferably viewed from the power supply connection of the phase conductor.
  • the precharge circuit is provided between the rectifier and the power supply terminal.
  • the precharge circuit is configured to precharge the smoothing capacitor.
  • the precharge circuit has at least one, in particular normal locking or self-locking, transistor.
  • the invention is based on the finding that the Wech selstromladevorraum can be made safer when the precharge circuit has the transistor.
  • the transistor is formed by its connection within the precharge circuit for this purpose.
  • the precharge circuit comprises the transistor and in particular a precharge resistor.
  • the transistor and the precharge resistor are connected in series.
  • the transistor and the precharge resistor bridge a mains isolating contactor, via which the power supply connection is connected to the rectifier. If the transistor is open and is also the mains isolating contactor, then the rectifier and in particular the smoothing capacitor is disconnected from the power supply connection.
  • the precharge circuit is connected in the AC charging device such that when the mains isolating contactor is open there is only a single current path which can be closed or completely disconnected by means of the transistor of the precharge circuit.
  • the motor vehicle can thereby be operated more safely if the AC charging device is no longer connected to the power grid, but for example, the contacts or the respective power supply connection is exposed or unprotected.
  • the life of the AC charging device can also be increased since the components of the AC charging device may not be unnecessarily under voltage as a result.
  • the AC charging device can be switched off at play, even in the event of voltage when the AC charger is still connected to the mains is connected, but the traction battery is not (anymore) loaded.
  • the AC charging device is designed in particular as a three-phase three-phase charging device.
  • the AC charging device thereby has three phase conductors.
  • Each of the phase conductors may include the precharge circuit with the transistor. This means that the power supply connection of each individual phase conductor can be de-energized if the power supply connection is not connected to the mains.
  • the AC charging device is formed with at least one cross-connection line, so that at least two phase conductors are connected to one another via the cross-connection line.
  • This is advantageous because multiple branches of the AC charging device can be used by the cross-connection line, even if the AC charging device is connected to the power network only with a single phase conductor.
  • the transistor is particularly advantageous in this case, since otherwise would be present when closing a Querverbin tion switch the cross-connection line guasi a network short circuit on a pre-charge.
  • the precharge circuit has at least one pre-charge resistance.
  • the precharge circuit may be either parallel to a cross connector and parallel to a line breaker, or parallel to three line breakers, or arranged in parallel with either the line breakers or the cross connection switches. Assuming only a first phase conductor of the phase conductors is connected to the power grid, then it is provided that the pre-charging circuit is arranged in the first phase conductor in parallel to the grid of the first phase conductor, since there is no corresponding cross-connection for the first phase conductor. Switch gives.
  • the precharge circuit is a passive Vorla circuit and therefore only one rung for precharge free, but without even have a power source or a converter.
  • the line contactor of the phase conductor is open.
  • the power disconnect contactor is preferably closed only when the smoothing capacitor is sufficiently precharged via the precharge circuit.
  • the precharge circuit has a diode in addition to the transistor.
  • the blocking directions of an inverse diode of the transistor and the diode are opposite. This allows a complete separation of the precharge path or the precharge circuit at each polarity or phase position in the relevant phase.
  • the diode is preferably arranged in front of the transistor with respect to the smoothing capacitor. However, the order can be reversed.
  • the diode is designed to block in the direction from the rectifier to the power supply connection. The diode can be used to prevent current flowing back through the pre-charge circuit from being triggered by the mains line, ie from the smoothing capacitor in the direction of the power supply connection.
  • the AC charging device can thereby be operated more safely. Furthermore, the AC charging device can thereby be formed in a simple manner with the cross-connection lines.
  • the Vorla circuit also includes the pre-charging resistor.
  • the bias resistance, the transistor and the diode are in series on. This series connection (or its ends) is connected in parallel to the mains isolating contactor or bridges it.
  • the diode may also be provided another transistor.
  • the further transistor has an inverse diode, which has the same characteristics as the diode, in particular with regard to their reverse direction and the connection within the pre-charge circuit.
  • the Vorla circuit is arranged in the phase conductor.
  • the precharge circuit is arranged in the first phase conductor of the phase conductors.
  • the first phase conductor is preferably connected alone to the power grid.
  • the respective respective precharge circuit of a second phase conductor or a third phase conductor can, for example, in a Querver connecting line, which connects the first phase conductor and the second phase conductor or the first phase conductor or the third phase conductor, in particular directly, electrically.
  • phase conductor and at least one further phase conductor of the AC charging device are connected by means of a cross connection line.
  • the cross-connection line preferably has a cross connection switch for disconnecting the phase conductor and the further phase conductor.
  • the phase conductors can be interconnected.
  • the connection is provided, in particular, when only one of the phase conductors is connected to the power supply, but several branches of the alternating current charging device are to be used for charging.
  • each branch of the AC charging device for example, only designed for a maximum of 16 A. For example, it may be that there is not the correct charging port to connect to
  • the power grid is then only electrically connected to a single power grid connection, in particular the first phase conductor.
  • the current at which the electrical system of the motor vehicle fed, in particular special charged a battery of the motor vehicle is, but can be charged with preferably three times 16 A, despite the power connection to only one power supply connection of the phase conductor or a pin of a plug connection of the AC charging device.
  • the cross-connection line furthermore has the cross-connection switch, which may be formed parallel to one of the pre-charging circuits. Through the Querver connection switch, the cross-connection line can be interrupted.
  • a pre-charge circuit designed to be identical further pre-charge circuit is formed in the cross-connection line.
  • Vorladescnies can then be summoned a smoothing capacitor from a second branch of the AC charging device and / or a smoothing capacitor from a third branch of the AC power charging device. Due to the circuit with the transistor of at least one Querver connection line, the AC charger can be operated safely.
  • the Vorla circuit is disposed in the neutral conductor (and in particular not in a phase of the charging device). Due to the arrangement of the precharge circuit in the neutral conductor, it is possible to dispense with the at least one precharge circuit in the phase conductor or in the transverse connection line. By arranging the pre charge circuit in the neutral then only a single precharge sufficient to operate the AC charger safely with three branches, and, for example, only one connected to the mains phase conductor. By arranging the precharge circuit in the neutral conductor, it is thus possible, for example, to save two precharge circuits.
  • the alternating current charging device between the power grid connection and the rectifier has a power disconnect contactor and a parallel to the mains disconnector formed power disconnect circuit.
  • a parallel to the power disconnect system disconnecting circuit can be dispensed with an arc extinguishing chamber.
  • the line breaker can be formed due to the power disconnect circuit without the arc extinguishing chamber.
  • the arc extinguishing chamber is in electrical energy technology, a device for spark suppression of switching arcs as they occur when turning off high electrical currents, typically at an electrical short circuit. When switching off high currents, contact separation leads to a switching arc between the contacts.
  • Mains disconnect circuit closed The mains isolating contactor can now be opened without a switching arc being created, since the current can flow away via the mains isolation circuit. If the mains isolating contactor and the network disconnecting circuit are connected at the same time, the current flows in particular essentially via the mains isolating contactor and not via the higher-impedance one
  • the mains isolating contactor is preferably designed as a lower impedance than the network disconnecting circuit.
  • the precharge circuit is formed parallel to the line breaker. Due to the pa rallele arrangement of the pre-charge circuit to the line breaker of the smoothing capacitor can be pre-charged via the pre-charge circuit with energy from the mains, if the line breaker and / or the power disconnect circuit is opened.
  • Vorladescnies is formed parallel to the power disconnect circuit. Due to the parallel arrangement of the precharge circuit to the power disconnection circuit, the smoothing capacitor can also be precharged with energy from the power network via the precharge circuit, if the
  • Network isolation circuit comprises two semiconductor elements. By the two semiconductor elements, the power disconnect circuit is safer and more reliable. The AC charging device can thereby be operated safely.
  • the semicon terimplantation the network separation circuit are connected as two mutually anti-serially connected to each other transistors. This can be achieved that the current after the
  • Power cut-off circuit can also flow in the direction of the power grid connection.
  • a semicon terelement of the two semiconductor elements of the power disconnect circuit is formed as a diode.
  • Network separation circuit can be formed cheaper. However, the power circuit of the power disconnect circuit can then only be possible in each case at one half-wave (either positive half-wave or negative half-wave).
  • the Vorla circuit is electrically connected to a connection point between the two semiconductor elements of the power disconnect circuit, in particular di rectly.
  • the precharge circuit is thereby preferably connected in series with one of the semiconductor elements of the power disconnect circuit. Thereby, a diode of the precharge circuit can be saved and the precharge circuit can be formed without a diode.
  • the AC charging device between the power grid connection and the rectifier another Netzentrennservice and a trained parallel to the mains disconnect further network separation circuit and the other Netzentrennroad is formed in series or in series connection to Vorla desciens. Due to the additional power disconnect contactor and the further power disconnection circuit, an emergency shutdown or an emergency disconnection of the connection between the alternating current charging device and the power grid can be carried out reliably. Thus, the emergency disconnecting device is formed redundant. So it may be, for example, that the power disconnect contactor is not open, since the contacts of the line breaker are inextricably linked with each other.
  • this can occur if the power disconnect contact will stall if, for example, one or more contacts of the power disconnect contactor are unintentionally welded together.
  • the other network isolating contactor can also be formed without an arc extinguishing chamber due to the further network disconnection circuit.
  • the other network separation circuit can be switched in parallel to all network isolators or cross-connection switches in particular.
  • a method is also described, in which an AC charging device is operated for a motor vehicle. The following steps are carried out:
  • the smoothing capacitor is precharged by at least one, in particular normally blocking, transistor of the precharge circuit. This is preferably connected in series, and is in particular connected in series with a precharge resistor of the precharge circuit.
  • alternating current charging device are to be regarded as advantageous embodiments of the method according to the invention.
  • the subject components of the alternating current charging device are each designed to carry out the respective method steps.
  • Fig. 1 is a schematic plan view of a
  • FIG. 2 shows an embodiment of the alternating current charging device with a precharge circuit with a
  • Fig. 3 is a schematic representation of another exemplary embodiment of the AC charging device with the precharge circuit, which is arranged in a neutral conductor of the AC charging device;
  • Fig. 4 is a schematic representation of another imple mentation example of the AC charging device with a power disconnect circuit having two antiseries connected to each other;
  • Fig. 5 is a schematic representation of another embodiment of the embodiment of the AC charging device with the power disconnecting circuit having a transistor and a diode;
  • Fig. 6 is a schematic representation of another imple mentation example of the AC charging device with a connection point between two semicon terimplantationn the power disconnect circuit and connected to the connection point Vorladescnies;
  • Fig. 7 is a schematic representation of another imple mentation example of the AC charging device with the power disconnect circuit with a transistor and a diode.
  • the AC charging device 2 is connected according to the embodiment in the state of charge and to a power grid 3.
  • the power grid 3 provides alternating current.
  • the AC charging device via an electrical system 4 of the motor vehicle 1 with a traction battery 5 of the motor vehicle 1 is electrically connected.
  • the electrical system 4 is formed according to the Ausure tion example as a high-voltage vehicle electrical system with, for example, 400 volts.
  • 2 shows the AC charging device 2.
  • the alternating current charging device 2 has a neutral conductor 6, a first phase conductor 7, a second phase conductor 8 and a third phase conductor 9.
  • the neutral conductor 6 and at least the first phase conductor 7 are electrically connected to the power grid 3.
  • the first phase conductor 7 is electrically connected to a first branch 10 of the AC charging device 2.
  • the second phase conductor 8 is directly electrically connected to a second branch 11 of the alternating current charging device 2.
  • the third phase conductor 9 is directly electrically connected to a third branch 12 of the alternating current charging device 2.
  • the first branch 10 is identical to the second branch 11 or the third branch 12 according to the embodiment. In the following, the first branch 10 will be described by way of example for the two further branches 11, 12.
  • the first branch 10 of the AC charging device comprises a first passive rectifier 13, a first smoothing capacitor 14, a DC-DC converter 15, a second smoothing capacitor 16, an inverter 17, a second rectifier 18 and a third smoothing capacitor 19.
  • a transformer may be arranged between the inverter 17 and the second rectifier 18.
  • the transformer can lead to galvanic isolation of the power grid 3 and the electrical system 4.
  • the AC charging device is formed without the transformer, whereby the power grid 3 and the electrical system 4 are galvanically connected.
  • a first precharge circuit 20 is arranged in the first phase conductor 7.
  • the first precharge circuit 20 according to the embodiment comprises a precharge resistor 21, a self-locking transistor 22, and a diode 23.
  • the Forward direction of the diode 23 extends from the power network 3 to the first smoothing capacitor fourteenth
  • the first smoothing capacitor 14 and / or the second smoothing capacitor 16 and / or the third smoothing capacitor 19 is precharged. If the smoothing capacitors 14, 16, 19 are pre-charged, i. have been brought to the voltage of the mains 3, a parallel to the first pre-charge circuit 20 first line contactor 24 of the first phase conductor 7 is closed. After closing the first power disconnect contactor 24, the current flows essentially through the first power disconnect contactor 24 and no longer via the first precharge circuit 20.
  • the first power disconnect contactor 24 is designed to be 16 A according to the exemplary embodiment.
  • the first network breaker 24 may also be designed for a variety of other currents.
  • the first phase conductor 7 via a first transverse connecting line 25 to the second phase conductor 8 is electrically connected.
  • the first cross-connection line 25 has a second network breaker 26. Parallel to the second power disconnect contactor 26, a second precharge circuit 27 of the first cross-connection line 25 is arranged.
  • the first cross connection switch is identical to the first network isolator 24 is formed.
  • the second pre-charge circuit 27 is in particular identical to the first Vorla circuit 20 is formed.
  • the first phase conductor 7 is electrically connected to the third Pha senleiter 9 by a second cross-connecting line 28.
  • the second cross-connection line 28 has a second cross-connection switch 29 and a third pre-charge circuit 30. According to the imple mentation example of the second cross-connection switch 29 and the third Vorla circuit 30 arranged parallel to each other.
  • the precharge circuits 20, 27, 30 are preferably identical. Furthermore, the cross connection switches 26, 29 are also preferably identical.
  • the second phase conductor 8 has a second line contactor 31.
  • the third phase conductor 9 has a third line contactor 32.
  • the Netzentrenndorfe 24, 31, 32 are preferably identical.
  • An electrical connection between a power supply connection 32 of the first phase conductor 7 to the first branch 10 can be interrupted by the first network isolating contactor 24.
  • an electrical connection from a power supply connection 34 of the second Pha senleiters 8 to the second branch 11 are interrupted.
  • the third line contactor 32 an electrical connection from a power supply connection 35 of the third phase conductor 9 to the third branch 12 can be interrupted.
  • the power supply terminals 33, 34, 35 may be formed, for example, as pins of a plug.
  • the plug can be formed, for example, as a rotary plug, which has three pins as the power grid connections 33, 34, 35 of the phase conductors 7, 8, 9 and another pin as a power supply connection 36 of the neutral conductor. 6
  • the second branch 11 is supplied with power, if only the power grid connection 33 of the first phase conductor 7 is connected to the power grid 3 while the power grid connection 34 of the second phase conductor 8 is not connected to the power grid 3.
  • the third branch 12 via the second transverse connection line 28 can be supplied with power, if only the power supply connection 33 of the first phase conductor 7 with the Power supply 3 is electrically connected and neither the power grid connection 34 of the second phase conductor 8 and / or the power supply connection 35 of the third phase conductor 9 is connected to the power grid 3.
  • Fig. 3 shows another embodiment of the alternating current charging device 2, which is analogous to the embodiment of FIG. 2, wherein instead of the first pre-charge circuit 20, the second pre-charge circuit 27 and the third pre-charge circuit 30, a further pre-charge circuit 37 in
  • Neutral conductor 6 is arranged.
  • the further precharge circuit 37 is in particular identical to the first precharge circuit 20 shown in the exemplary embodiment according to FIG. 2.
  • the first phase conductor 7, the second phase conductor 8 and the third phase conductor 9, according to the embodiment of FIG. 3, have no precharge circuit.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the alternating current charging device 2.
  • the AC charging device 2 according to the embodiment of FIG. 4 is analogous to the Ausry ing example of FIG. 3, wherein the neutral conductor 6 has a fourth power disconnect 38 and parallel to the fourth power disconnect 38th a power disconnect circuit 39 is arranged.
  • the network separation circuit 39 is likewise arranged parallel to the further precharge circuit 37.
  • the fourth power disconnect contactor 38 is formed in particular without spark quenching chamber. If the AC charger 2 is connected to the power grid 3 and the fourth power disconnect 38 is opened, the current flows through the high-impedance power disconnect circuit 39, whereby the nor mally, without the power disconnect circuit 39 resulting
  • the power disconnect circuit 39 has, according to the embodiment, a first transistor 40 and a second transistor 41.
  • the first transistor 40 and the second transistor 41 are connected in antiseries to each other.
  • Fig. 5 shows another embodiment of the alternating current charging device 2, which is analogous to the embodiment example of FIG. 4, wherein the neutral conductor 6 has another power disconnect 42 and parallel to the other power disconnect 42 another power disconnect circuit 43 is arranged.
  • the further mains isolating contactor 42 is arranged in series with the fourth mains isolating contactor 38.
  • the further power disconnect circuit 43 may also be arranged parallel to the first power disconnect contactor 24 and / or the second power disconnect 31 and / or the third power disconnect 32 and / or the first Querverbin tion switch 26 and / or the second cross-connection switch 29.
  • Fig. 6 shows another embodiment of the alternating current charging device 2, which is analogous to the embodiment example of FIG. 5, wherein between the two semiconductor elements or transistors 40, 41 of the power disconnect circuit 39 is a connection point 44 and the further Vorladescrien 37 with the connection point 44 is electrically connected.
  • the first transistor 40 is connected to the transistor 22 of the further pre-charge circuit 37 in series GE.
  • the further precharge circuit 37 has no diode 23, but only the precharge resistor 21 and the transistor 22.
  • the power disconnecting circuit 39 has a diode 45 instead of the second transistor 41. According to an embodiment not shown in addition to the second transistor 41 and the first transistor 40 can be replaced by the diode 45.
  • the power disconnect circuit 39 may thus be formed by the diode 45 and the second transistor 41.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wechselstromladevorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einem Neutralleiter (6), zumindest einen Phasenleiter (7, 8, 9) und zumindest einen Gleichrichter (13, 18), wobei der Neutralleiter (6) und der Phasenleiter (7, 8, 9) an einen Gleichrichter angeschlossen sind, an den auch zumindest ein Glättungskondensator (14, 16) angeschlossen ist, und die Wechselstromladevorrichtung (2) eine zwischen einem Stromnetzanschluss (33, 34, 35, 36) und dem Glättungskondensator (14, 16) angeordnete Vorladeschaltung (20, 37) aufweist, welche dazu ausgebildet ist den Glättungskondensator (14, 16) vor- zuladen, wobei die Vorladeschaltung (20, 37) zumindest einen Transistor (22) aufweist.

Description

Beschreibung
Wechselstromladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Wechselstromladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Wechselstromladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Die Wechselstromladevorrichtung weist mindestens einen Glättungskondensator und eine Vorladeschaltung zum Vorladen des Glättungskondensators auf.
Wechselstromladevorrichtungen sind bekannt. Durch eine Wech selstromladevorrichtung kann ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs mit Energie versorgt werden oder aber ein Traktionsakkumulator des Kraftfahrzeugs geladen werden. Die Wechselstromladevor richtung ist dazu ausgebildet Wechselstrom aus einem Stromnetz aufzunehmen und Gleichstrom an ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs abzugeben .
Üblicherweise weist die Wechselstromladevorrichtung mindestens einen Glättungskondensator auf. Durch den Glättungskondensator wird eine Restwelligkeit bzw. ein Wechselstromanteil, welcher nach dem Gleichrichten des Wechselstroms verbleibt, reduziert. Der Glättungskondensator wird üblicherweise vor dem Schließen eines Netztrennschützes, welches eine Verbindung zwischen einem Stromnetz und dem Glättungskondensator herstellt, durch eine Vorladeschaltung vorgeladen. Die Vorladeschaltung weist dabei üblicherweise nur einen Vorladewiderstand auf. Durch das Vorladen wird der Glättungskondensator üblicherweise verzögert auf das Spannungsniveau des Stromnetzes gebracht. Durch die Vorladeschaltung wird somit ein abruptes Durchschlagen der Spannung des Stromnetzes auf den Glättungskondensator vermieden. Ein Nachteil der bekannten Vorladeschaltung ist, dass auch wenn ein Stromnetzanschluss der Wechselstromladevorrichtung nicht am Stromnetz angeschlossen ist, der Stromnetzanschluss der Wechselstromladevorrichtung mit elektrischer Spannung von einem Energiespeicher des Kraftfahrzeugs beaufschlagt ist. Damit der Stromnetzanschluss bei der bekannten Wechselstromladevor- richtung sicher ist wird dieser beispielsweise mit einer Schutzabdeckung geschützt. Durch die Schutzabdeckung soll ein direkter Personenkontakt von außen mit dem Stromnetzanschluss vermieden werden. Trotzdem verbleibt ein Berührungsrisiko.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Wechselstrom ladevorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, mit welcher bzw. bei welchem ein Kraftfahrzeug sicherer betrieben werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Wechselstromladevorrichtung und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Eine erfindungsgemäße Wechselstromladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug weist einen Neutralleiter, zumindest einen Phasenleiter, insbesondere drei Phasenleiter, und zumindest einen, insbesondere passiven, Gleichrichter auf. Der
Neutralleiter und der Phasenleiter sind mit dem Gleichrichter verbunden, insbesondere mit einer Wechselstromseite des Gleichrichters. Zumindest ein Glättungskondensator ist ebenso mit dem Gleichrichter verbunden, insbesondere mit einer Gleichstromseite des Gleichrichters. Weiterhin weist die Wechselstromladevorrichtung eine zwischen einem Stromnetzan schluss der Wechselstromladevorrichtung und dem, vorzugsweise vom Stromnetzanschluss des Phasenleiters aus betrachteten ersten, Glättungskondensator angeordnete Vorladeschaltung auf. Die Vorladeschaltung ist zwischen dem Gleichrichter und dem Stromnetzanschluss vorgesehen. Die Vorladeschaltung ist dazu ausgebildet, den Glättungskondensator vorzuladen. Als ein wichtiger Gedanke der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Vorladeschaltung zumindest einen, insbesondere normal sper renden bzw. selbstsperrenden, Transistor aufweist.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass die Wech selstromladevorrichtung sicherer ausgebildet werden kann, wenn die Vorladeschaltung den Transistor aufweist. Durch den Transistor kann der Stromnetzanschluss der Wechselstromlade vorrichtung spannungsfrei geschaltet werden. Der Transistor ist durch dessen Anbindung innerhalb der Vorladeschaltung hierzu ausgebildet. Die Vorladeschaltung umfasst den Transistor und insbesondere einen Vorladewiderstand. Der Transistor und der Vorladewiderstand sind in Reihe geschaltet. Der Transistor und der Vorladewiderstand überbrücken einen Netztrennschütz, über das der Stromnetzanschluss mit dem Gleichrichter verbunden ist. Ist der Transistor offen und ist auch der Netztrennschütz, dann ist der Gleichrichter und insbesondere der Glättungskondensator von dem Stromnetzanschluss abgetrennt. Die Vorladeschaltung ist derart in der Wechselstromladevorrichtung angeschlossen, dass bei offenem Netztrennschütz nur ein einziger Strompfad besteht, der mittels des Transistors der Vorladeschaltung geschlossen oder vollständig getrennt werden kann.
Das Kraftfahrzeug kann dadurch sicherer betrieben werden, wenn die Wechselstromladevorrichtung nicht mehr an das Stromnetz angeschlossen ist, aber beispielsweise die Kontakte bzw. der jeweilige Stromnetzanschluss frei liegt bzw. ungeschützt ist.
Weiterhin kann auch die Lebensdauer der Wechselstromladevor richtung erhöht werden, da die Komponenten der Wechselstrom ladevorrichtung dadurch gegebenenfalls nicht unnötig unter Spannung stehen. Die Wechselstromladevorrichtung kann bei spielsweis auch für den Fall spannungsfrei geschaltet werden, wenn die Wechselstromladevorrichtung noch mit dem Stromnetz verbunden ist, der Traktionsakkumulator aber nicht (mehr) geladen wird.
Die Wechselstromladevorrichtung ist insbesondere als drei phasige Drehstromladevorrichtung ausgebildet. Insbesondere weist die Wechselstromladevorrichtung dadurch drei Phasenleiter auf. Jeder der Phasenleiter kann die Vorladeschaltung mit dem Transistor aufweisen. Damit kann der Stromnetzanschluss jedes einzelnen Phasenleiters spannungsfrei geschaltet werden, falls der Stromnetzanschluss nicht mit dem Stromnetz verbunden ist.
Insbesondere ist die Wechselstromladevorrichtung mit zumindest einer Querverbindungsleitung ausgebildet, so dass zumindest zwei Phasenleiter über die Querverbindungsleitung miteinander verbunden sind. Vorteilhaft ist dies, da mehrere Zweige der Wechselstromladevorrichtung durch die Querverbindungsleitung genutzt werden können, selbst wenn die Wechselstromladevor richtung nur mit einem einzigen Phasenleiter mit dem Stromnetz verbunden ist . Der Transistor ist besonders in diesem Fall vorteilhaft, da ansonsten beim Schließen eines Querverbin dungsschalters der Querverbindungsleitung guasi ein Netz kurzschluss über einen Vorladewiderstand vorliegen würde.
Insbesondere weist die Vorladeschaltung zumindest einen Vor ladewiderstand auf. Die Vorladeschaltung kann entweder parallel zu einem Querverbinder und parallel zu einem Netztrennschütz angeordnet sein oder aber parallel zu drei Netztrennschützen, oder parallel entweder zu den Netztrennschützen oder den Querverbindungsschaltern angeordnet sein. Angenommen nur ein erster Phasenleiter der Phasenleiter ist mit dem Stromnetz verbunden, dann ist es vorgesehen, dass parallel zum Netz trennschütz des ersten Phasenleiters die Vorladeschaltung im ersten Phasenleiter angeordnet ist, da es insbesondere für den ersten Phasenleiter keinen entsprechenden Querverbindungs- Schalter gibt. Die Vorladeschaltung ist eine passive Vorla deschaltung und gibt daher nur einen Strompfad zur Vorladung frei, ohne jedoch selbst über eine Stromguelle oder einen Wandler zu verfügen.
Bei Anlegen einer Spannung an den Stromnetzanschluss über das Stromnetz wird also zuerst der Glättungskondensator über die Vorladeschaltung, insbesondere über den geschlossenen Tran sistor und den Vorladewiderstand, vorgeladen. Während dem Vorladen ist das Netztrennschütz des Phasenleiters geöffnet. Das Netztrennschütz wird vorzugsweise erst dann geschlossen, wenn der Glättungskondensator ausreichend über die Vorladeschaltung vorgeladen ist.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Vorladeschaltung neben dem Transistor eine Diode aufweist. Die Sperrichtungen einer Inversdiode des Transistors und der Diode sind entgegengesetzt. Dier ermöglicht eine vollständige Auftrennung des Vorladepfads bzw. der Vorladeschaltung bei jeder Polarität oder Phasenlage in der betreffenden Phase. Die Diode ist vorzugsweise bezüglich des Glättungskondensators vor dem Transistor angeordnet . Jedoch kann die Reihenfolge auch umgekehrt sein. Die Diode ist in Richtung vom Gleichrichter zum Stromnetzanschluss sperrend ausgebildet. Durch die Diode kann verhindert werden, dass ausgelöst durch den Netzsinus Strom über die Vorladeschaltung zurück fließt, also vom Glättungskondensator in Richtung Stromnetzanschluss. Durch die Diode kann selbst bei geschlossenem Transistor kein Strom über die Vorladeschaltung vom Glättungskondensator in Richtung des Stromnetzanschlusses zurückfließen. Die Wechselstromladevor richtung kann dadurch sicherer betrieben werden. Weiterhin kann die Wechselstromladevorrichtung dadurch in einfacher Weise mit den Querverbindungsleitungen ausgebildet sein. Die Vorla deschaltung umfasst zudem den Vorladewiderstand. Der Vorla dewiderstand, der Transistor und die Diode sind in Reihe ge- schaltet. Diese Reihenschaltung (bzw. deren Enden) ist parallel an das Netztrennschütz angeschlossen bzw. überbrückt dieses. Anstatt der Diode kann auch ein weiterer Transistor vorgesehen sein. Der weitere Transistor weist eine Inversdiode auf, welche die gleichen Merkmale wie die Diode hat, insbesondere in Hinblick auf deren Sperrrichtung und der Anbindung innerhalb der Vor ladeschaltung .
Weiterhin vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Vorla deschaltung im Phasenleiter angeordnet ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Vorladeschaltung im ersten Phasenleiter der Phasenleiter angeordnet ist. Der erste Phasenleiter wird vorzugsweise alleine mit dem Stromnetz verbunden wird. So kann es beispielsweise sein, dass nur der erste Phasenleiter mit dem Stromnetz verbunden ist. Deshalb ist es vorteilhaft auch die Vorladeschaltung im ersten Phasenleiter anzuordnen. Die je weilige Vorladeschaltung eines zweiten Phasenleiters oder eines dritten Phasenleiters kann beispielsweise in einer Querver bindungsleitung, welche den ersten Phasenleiter und den zweiten Phasenleiter oder den ersten Phasenleiter oder den dritten Phasenleiter, insbesondere direkt, elektrisch miteinander verbindet. In dem Phasenleiter kann ein Netztrennschütz vor gesehen sein, zu dem die Vorladeschaltung parallel (d.h.
überbrückend) angeschlossen ist.
Weiterhin ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Phasenleiter und mindestens ein weiterer Phasenleiter der Wechselstrom ladevorrichtung mittels einer Querverbindungsleitung verbunden sind .
Ergänzend weist die Querverbindungsleitung vorzugsweise einen Querverbindungsschalter zum Trennen des Phasenleiters und des weiteren Phasenleiters auf. Durch die Querverbindungsleitung können die Phasenleiter miteinander verbunden werden. Das Verbinden ist insbesondere dann vorgesehen, wenn lediglich einer der Phasenleiter mit dem Stromnetz verbunden ist, aber mehrere Zweige der Wechsel stromladevorrichtung zum Laden genutzt werden sollen. So kann durch die Querverbindungsleitung auch beispielsweise mit einer höheren Stromstärke als 16 A geladen werden, da jeder einzelne Zweig der Wechselstromladevorrichtung beispielsweise nur auf höchstens 16 A ausgelegt ist . So kann es beispielsweise sein, dass nicht der richtige Ladeanschluss vorhanden ist, um den
Stromnetzanschluss der Wechselstromladevorrichtung mit mehr als einem Phasenleiter zu verbinden. So wird das Stromnetz dann lediglich mit einem einzigen Stromnetzanschluss, insbesondere des ersten Phasenleiters, elektrisch verbunden . Die Stromstärke, mit welcher das Bordnetz des Kraftfahrzeugs gespeist, insbe sondere ein Akkumulator des Kraftfahrzeugs geladen, wird, kann aber trotz dem Netzanschluss an nur einem Stromnetzanschluss des Phasenleiters bzw. einem Pin eines Steckanschlusses der Wechselstromladevorrichtung, mit vorzugsweise dreimal 16 A geladen werden.
Die Querverbindungsleitung weist insbesondere weiterhin den Querverbindungsschalter auf, welcher parallel zu einer der Vorladeschaltungen ausgebildet sein kann. Durch den Querver bindungsschalter kann die Querverbindungsleitung unterbrochen werden .
Weiterhin ist es vorzugsweise vorgesehen, dass eine zur Vor ladeschaltung identisch ausgebildete weitere Vorladeschaltung in der Querverbindungsleitung ausgebildet ist. Durch die weitere Vorladeschaltung kann dann auch ein Glättungskondensator aus einem zweiten Zweig der Wechselstromladevorrichtung und/oder ein Glättungskondensator aus einem dritten Zweig der Wechsel stromladevorrichtung vorgeladen werden. Durch die Vorla- deschaltung mit dem Transistor der zumindest einen Querver bindungsleitung kann die Wechselstromladevorrichtung sicherer betrieben werden.
Weiterhin ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Vorla deschaltung im Neutralleiter angeordnet ist (und insbesondere nicht in einer Phase der Ladevorrichtung) . Durch die Anordnung der Vorladeschaltung im Neutralleiter kann auf die zumindest eine Vorladeschaltung im Phasenleiter bzw. in der Querverbin dungsleitung verzichtet werden. Durch die Anordnung der Vor ladeschaltung im Neutralleiter reicht dann nur eine einzige Vorladeschaltung aus, um die Wechselstromladevorrichtung sicher mit drei Zweigen, und beispielsweise nur einem an das Stromnetz angeschlossenen Phasenleiter, betreiben zu können. Durch die Anordnung der Vorladeschaltung im Neutralleiter können also beispielsweise zwei Vorladeschaltungen eingespart werden.
Weiterhin ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Wechsel stromladevorrichtung zwischen dem Stromnetzanschluss und dem Gleichrichter ein Netztrennschütz und eine parallel zum Netztrennschütz ausgebildete Netztrennschaltung aufweist . Durch die parallel zum Netztrennschütz angeordnete Netztrennschaltung kann auf eine Lichtbogenlöschkammer verzichtet werden. So kann das Netztrennschütz aufgrund der Netztrennschaltung ohne die Lichtbogenlöschkammer ausgebildet sein. Die Lichtbogenlösch kammer ist in der elektrischen Energietechnik eine Vorrichtung zur Funkenlöschung von Schaltlichtbögen wie sie beim Ausschalten von hohen elektrischen Strömen, typischerweise bei einem elektrischen Kurzschluss auftreten. Beim Ausschalten von hohen Strömen kommt es bei Kontakttrennung zu einem Schaltlichtbogen zwischen den Kontakten. Dieser Lichtbogen, gebildet aus io nisierter Luft, führt auch bei möglichst schneller Kontaktt rennung zu Kontaktabbrand und muss zur Vermeidung von Folge schäden möglichst schnell gelöscht bzw. deionisiert werden. Durch die Netztrennschaltung kann die Kontakttrennung allerdings ionenkammerlos erfolgen. So wird zu diesem Zweck die
Netztrennschaltung geschlossen. Das Netztrennschütz kann nun geöffnet werden, ohne, dass ein Schaltlichtbogen entsteht, da der Strom über die Netztrennschaltung abfließen kann. Sind das Netztrennschütz und die Netztrennschaltung gleichzeitig ge schlossen, so fließt der Strom insbesondere im Wesentlichen über das Netztrennschütz und nicht über die höherohmige
Netztrennschaltung. Das Netztrennschütz ist vorzugsweise niederohmiger als die Netztrennschaltung ausgebildet.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Vorladeschaltung parallel zum Netztrennschütz ausgebildet ist. Durch die pa rallele Anordnung der Vorladeschaltung zum Netztrennschütz kann der Glättungskondensator über die Vorladeschaltung mit Energie aus dem Stromnetz vorgeladen werden, falls das Netztrennschütz und/oder die Netztrennschaltung geöffnet ist.
Vorzugsweise ist es auch vorgesehen, dass die Vorladeschaltung parallel zum Netztrennschaltung ausgebildet ist. Durch die parallele Anordnung der Vorladeschaltung zur Netztrennschaltung kann der Glättungskondensator auch mit Energie aus dem Stromnetz über die Vorladeschaltung vorgeladen werden, falls die
Netztrennschaltung offen ist.
Weiterhin ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die
Netztrennschaltung zwei Halbleiterelemente aufweist. Durch die beiden Halbleiterelemente ist die Netztrennschaltung sicherer und zuverlässiger ausgebildet. Die Wechselstromladevorrichtung kann dadurch sicherer betrieben werden.
Weiterhin ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Halblei terelemente die Netztrennschaltung als zwei zueinander anti seriell zueinander geschaltete Transistoren geschaltet sind. Dadurch kann erreicht werden, dass der Strom nach der
Netztrennschaltung auch in Richtung des Stromnetzanschlusses fließen kann.
Weiterhin ist es vorzugsweise vorgesehen, dass ein Halblei terelement der zwei Halbleiterelemente der Netztrennschaltung als Diode ausgebildet ist. Durch die Diode kann die
Netztrennschaltung günstiger ausgebildet werden. Die Leis tungsschaltung der Netztrennschaltung kann dann jedoch nur noch jeweils bei einer Halbwelle möglich sein (entweder positive Halbwelle oder negative Halbwelle) .
Weiterhin ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Vorla deschaltung mit einem Verbindungspunkt zwischen den zwei Halbleiterelementen der Netztrennschaltung, insbesondere di rekt, elektrisch verbunden ist. Die Vorladeschaltung ist dadurch vorzugsweise mit einem der Halbleiterelemente der Netztrenn schaltung in Serie geschaltet. Dadurch kann eine Diode der Vorladeschaltung eingespart werden und die Vorladeschaltung kann ohne eine Diode ausgebildet sein.
Weiter ist es vorgesehen, dass die Wechselstromladevorrichtung zwischen dem Stromnetzanschluss und dem Gleichrichter ein weiteres Netztrennschütz und eine parallel zum Netztrennschütz ausgebildete weitere Netztrennschaltung aufweist und das weitere Netztrennschütz in Serie bzw. in Reihenschaltung zur Vorla deschaltung ausgebildet ist. Durch das weitere Netztrennschütz und die weitere Netztrennschaltung kann eine Notfallabschaltung bzw. eine Notfalltrennung der Verbindung zwischen Wechsel stromladevorrichtung und Stromnetz zuverlässig erfolgen. So ist die Nottrennvorrichtung dadurch redundant ausgebildet. So kann es beispielsweise sein, dass das Netztrennschütz nicht zu öffnen ist, da die Kontakte des Netztrennschützes untrennbar mitei nander verbunden sind. Das kann beispielsweise Vorkommen, falls das Netztrennschütz hängen bleibt, wenn beispielsweise ein oder mehrere Kontakte des Netztrennschützes unabsichtlich mitei nander verschweißt sind. Insbesondere für diesen Fall ist es vorteilhaft das weitere Netztrennschütz in Serie zum Netz trennschütz zur Spannungsunterbrechung bzw. Abtrennung des Stromnetzes nutzen zu können. Das weitere Netztrennschütz kann aufgrund der weiteren Netztrennschaltung ebenfalls ohne Lichtbogenlöschkammer ausgebildet sein.
Die weitere Netztrennschaltung kann insbesondere zu sämtlichen Netztrennschützen oder Querverbindungs Schaltern parallel ge schaltet werden.
Es wird ferner ein Verfahren beschrieben, bei welchem eine Wechselstromladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug betrieben wird. Es werden folgende Schritte durchgeführt:
- Öffnen eines Netzverbindungsschalters der Wechselstrom ladevorrichtung, welche ein Stromnetz mit einem, insbesondere passiven, Gleichrichter der Wechselstromladevorrichtung, insbesondere direkt, elektrisch verbindet, falls der Netz verbindungsschalter nicht geöffnet ist;
- Beaufschlagen der Wechselstromladevorrichtung mit elektri scher Spannung des Stromnetzes;
- Vorladen eines Glättungskondensators der Wechselstromlade vorrichtung durch eine zwischen einem Stromnetzanschluss der Wechselstromladevorrichtung und dem Glättungskondensator angeordnete Vorladeschaltung; und
- Schließen des Netzverbindungsschalters, falls der Glät tungskondensator vorgeladen ist .
Als ein wichtiger Gedanke ist es vorgesehen, dass der Glät tungskondensator durch zumindest einen, insbesondere normal sperrenden, Transistor der Vorladeschaltung vorgeladen wird. Dieser ist vorzugsweise in Serie geschaltet, und ist insbesondere in Reihe mit einem Vorladewiderstand der Vorladeschaltung verbunden .
Vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Wechsel stromladevorrichtung sind als vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen. Die gegenständlichen Komponenten der Wechselstromladevorrichtung sind jeweils dazu ausgebildet, die jeweiligen Verfahrensschritte durchzuführen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Draufsichtdarstellung eines
Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Wech selstromladevorrichtung;
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Wechselstromladevor- richtung mit einer Vorladeschaltung mit einem
Transistor und zwei Querverbindungsleitungen mit jeweils einem Querverbindungs Schalter ;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines weiteren Aus führungsbeispiels der Wechselstromladevorrichtung mit der Vorladeschaltung, welche in einem Neutral leiter der Wechselstromladevorrichtung angeordnet ist ;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines weiteren Aus führungsbeispiels der Wechselstromladevorrichtung mit einer Netztrennschaltung, welcher zwei zueinander antiseriell geschaltete Transistoren aufweist;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines weiteren Aus führungsbeispiels der Wechselstromladevorrichtung mit der Netztrennschaltung, welcher einen Transistor und eine Diode aufweist;
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines weiteren Aus führungsbeispiels der Wechselstromladevorrichtung mit einem Verbindungspunkt zwischen zwei Halblei terelementen der Netztrennschaltung und der mit dem Verbindungspunkt verbundenen Vorladeschaltung; und
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines weiteren Aus führungsbeispiels der Wechselstromladevorrichtung mit der Netztrennschaltung mit einem Transistor und einer Diode.
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 in schematischer Drauf sichtdarstellung mit einer Wechselstromladevorrichtung 2. Die Wechselstromladevorrichtung 2 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel im Ladezustand und an ein Stromnetz 3 angeschlossen. Das Stromnetz 3 stellt Wechselstrom bereit. Weiterhin ist die Wechselstromladevorrichtung über ein Bordnetz 4 des Kraft fahrzeugs 1 mit einem Traktionsakkumulator 5 des Kraftfahrzeugs 1 elektrisch verbunden. Das Bordnetz 4 ist gemäß dem Ausfüh rungsbeispiel als Hochvoltbordnetz mit beispielsweise 400 V ausgebildet . Fig. 2 zeigt die Wechselstromladevorrichtung 2. Die Wechsel stromladevorrichtung 2 weist einen Neutralleiter 6, einen ersten Phasenleiter 7, einen zweiten Phasenleiter 8 und einen dritten Phasenleiter 9 auf. Der Neutralleiter 6 sowie zumindest der erste Phasenleiter 7 sind mit dem Stromnetz 3 elektrisch verbunden.
Der erste Phasenleiter 7 ist mit einem ersten Zweig 10 der Wechselstromladevorrichtung 2 elektrisch verbunden. Der zweite Phasenleiter 8 ist mit einem zweiten Zweig 11 der Wechsel stromladevorrichtung 2 direkt elektrisch verbunden. Der dritte Phasenleiter 9 ist mit einem dritten Zweig 12 der Wechsel stromladevorrichtung 2 direkt elektrisch verbunden. Der erste Zweig 10 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel identisch zum zweiten Zweig 11 oder zum dritten Zweig 12 ausgebildet. Im Weiteren wird der erste Zweig 10 beispielhaft für die zwei weiteren Zweige 11, 12 beschrieben.
Der erste Zweig 10 der Wechselstromladevorrichtung weist einen ersten passiven Gleichrichter 13, einen ersten Glättungskon densator 14, einen Gleichspannungswandler 15, einen zweiten Glättungskondensator 16, einen Inverter 17, einen zweiten Gleichrichter 18 und einen dritten Glättungskondensator 19 auf. Zwischen dem Inverter 17 und dem zweiten Gleichrichter 18 kann ein Transformator angeordnet sein. Der Transformator kann zur galvanischen Trennung von dem Stromnetz 3 und dem Bordnetz 4 führen. Vorzugsweise ist die Wechselstromladevorrichtung jedoch ohne den Transformator ausgebildet, wodurch das Stromnetz 3 und das Bordnetz 4 galvanisch verbunden sind.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist im ersten Phasenleiter 7 eine erste Vorladeschaltung 20 angeordnet . Die erste Vorladeschaltung 20 umfasst gemäß dem Ausführungsbeispiel einen Vorladewiderstand 21, einen selbstsperrenden Transistor 22 und eine Diode 23. Die Durchlassrichtung der Diode 23 verläuft von dem Stromnetz 3 zum ersten Glättungskondensator 14.
Über die erste Vorladeschaltung 20 wird der erste Glättungs kondensator 14 und/oder der zweite Glättungskondensator 16 und/oder der dritte Glättungskondensator 19 vorgeladen. Falls die Glättungskondensatoren 14, 16, 19 vorgeladen sind, d.h. dadurch auf die Spannung des Stromnetzes 3 gebracht wurden, wird ein zur ersten Vorladeschaltung 20 parallel geschaltetes erstes Netztrennschütz 24 des ersten Phasenleiters 7 geschlossen. Nach dem Schließen des ersten Netztrennschützes 24 fließt der Strom im Wesentlichen über das erste Netztrennschütz 24 und nicht mehr über die erste Vorladeschaltung 20. Das erste Netztrennschütz 24 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel auf 16 A ausgelegt. Das erste Netztrennschütz 24 kann aber auch auf vielfältige andere Stromstärken ausgelegt sein.
Weiterhin ist der erste Phasenleiter 7 über eine erste Quer verbindungsleitung 25 mit dem zweiten Phasenleiter 8 elektrisch verbunden. Die erste Querverbindungsleitung 25 weist einen zweiten Netztrennschütz 26 auf. Parallel zu dem zweiten Netztrennschütz 26 ist eine zweite Vorladeschaltung 27 der ersten Querverbindungsleitung 25 angeordnet. Gemäß dem Ausführungs beispiel ist der erste Querverbindungsschalter identisch mit dem ersten Netztrennschütz 24 ausgebildet. Weiterhin ist die zweite Vorladeschaltung 27 insbesondere identisch zur ersten Vorla deschaltung 20 ausgebildet.
Weiterhin ist der erste Phasenleiter 7 mit dem dritten Pha senleiter 9 durch eine zweite Querverbindungsleitung 28 elektrisch verbunden. Die zweite Querverbindungsleitung 28 weist einen zweiten Querverbindungsschalter 29 und eine dritte Vorladeschaltung 30 auf. Gemäß dem Aus führungsbeispiel sind der zweite Querverbindungsschalter 29 und die dritte Vorla deschaltung 30 parallel zueinander angeordnet.
Die Vorladeschaltungen 20, 27, 30 sind vorzugsweise identisch ausgebildet. Weiterhin sind die Querverbindungsschalter 26, 29 auch vorzugsweise identisch ausgebildet.
Der zweite Phasenleiter 8 weist ein zweites Netztrennschütz 31 auf. Der dritte Phasenleiter 9 weist ein drittes Netztrennschütz 32 auf. Die Netztrennschütze 24, 31, 32 sind vorzugsweise identisch ausgebildet. Durch das erste Netztrennschütz 24 kann eine elektrische Verbindung zwischen einem Stromnetzanschluss 32 des ersten Phasenleiters 7 zum ersten Zweig 10 unterbrochen werden. Durch das zweite Netztrennschütz 31 kann eine elektrische Verbindung von einem Stromnetzanschluss 34 des zweiten Pha senleiters 8 zum zweiten Zweig 11 unterbrochen werden. Durch das dritte Netztrennschütz 32 kann eine elektrische Verbindung von einem Stromnetzanschluss 35 des dritten Phasenleiters 9 zum dritten Zweig 12 unterbrochen werden. Die Stromnetzanschlüsse 33, 34, 35 können beispielsweise als Pins eines Steckers ausgebildet sein. Der Stecker kann beispielsweise als Dreh stromstecker ausgebildet sein, welcher drei Pins als die Stromnetzanschlüsse 33, 34, 35 der Phasenleiter 7, 8, 9 aufweist und einen weiteren Pin als einen Stromnetzanschluss 36 des Neutralleiters 6.
Durch die erste Querverbindungsleitung 25 ist es möglich, dass der zweite Zweig 11 mit Strom versorgt wird, falls nur der Stromnetzanschluss 33 des ersten Phasenleiters 7 mit dem Stromnetz 3 verbunden ist während der Stromnetzanschluss 34 des zweiten Phasenleiters 8 nicht mit dem Stromnetz 3 verbunden ist. Analog dazu kann der dritte Zweig 12 über die zweite Quer verbindungsleitung 28 mit Strom versorgt werden, falls nur der Stromnetzanschluss 33 des ersten Phasenleiters 7 mit dem Stromnetz 3 elektrisch verbunden ist und weder der Strom netzanschluss 34 des zweiten Phasenleiters 8 und/oder der Stromnetzanschluss 35 des dritten Phasenleiters 9 mit dem Stromnetz 3 verbunden ist.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Wechsel stromladevorrichtung 2, welche analog dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ausgebildet ist, wobei anstatt der ersten Vor ladeschaltung 20, der zweiten Vorladeschaltung 27 und der dritten Vorladeschaltung 30 eine weitere Vorladeschaltung 37 im
Neutralleiter 6 angeordnet ist. Die weitere Vorladeschaltung 37 ist insbesondere identisch zu der im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 gezeigten ersten Vorladeschaltung 20 ausgebildet. Der erste Phasenleiter 7, der zweite Phasenleiter 8 und der dritte Phasenleiter 9 weisen gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 keine Vorladeschaltung auf.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Wechsel stromladevorrichtung 2. Die Wechselstromladevorrichtung 2 gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig. 4 ist analog zu dem Ausfüh rungsbeispiel gemäß Fig. 3 ausgebildet, wobei der Neutralleiter 6 ein viertes Netztrennschütz 38 aufweist und parallel zu dem vierten Netztrennschütz 38 eine Netztrennschaltung 39 angeordnet ist . Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die Netztrennschaltung 39 ebenfalls parallel zur weiteren Vorladeschaltung 37 angeordnet. Durch die Netztrennschaltung 39 ist das vierte Netztrennschütz 38 insbesondere ohne Funkenlöschkammer ausgebildet. Ist die Wechselstromladevorrichtung 2 mit dem Stromnetz 3 verbunden und das vierte Netztrennschütz 38 wird geöffnet, so fließt der Strom über die höherohmige Netztrennschaltung 39, wodurch der nor malerweise, ohne den Netztrennschaltung 39 entstehende
Lichtbogen, ausbleibt. Die Netztrennschaltung 39 weist gemäß dem Ausführungsbeispiel einen ersten Transistor 40 und einen zweiten Transistor 41 auf. Der erste Transistor 40 und der zweite Transistor 41 sind zueinander antiseriell geschaltet .
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Wechsel stromladevorrichtung 2, welches analog zu dem Ausführungs beispiel gemäß Fig. 4 ausgebildet ist, wobei der Neutralleiter 6 ein weiteres Netztrennschütz 42 aufweist und parallel zu dem weiteren Netztrennschütz 42 eine weitere Netztrennschaltung 43 angeordnet ist. Das weitere Netztrennschütz 42 ist in Serie zum vierten Netztrennschütz 38 angeordnet.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann die weitere Netztrennschaltung 43 auch parallel zu dem ersten Netztrenn schütz 24 und/oder dem zweiten Netztrennschütz 31 und/oder dem dritten Netztrennschütz 32 und/oder dem ersten Querverbin dungsschalter 26 und/oder dem zweiten Querverbindungsschalter 29 angeordnet sein.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Wechsel stromladevorrichtung 2, welches analog zu dem Ausführungs beispiel gemäß Fig. 5 ausgebildet ist, wobei zwischen den zwei Halbleiterelementen bzw. Transistoren 40, 41 der Netztrenn schaltung 39 ein Verbindungspunkt 44 ist und die weitere Vorladeschaltung 37 mit dem Verbindungspunkt 44 elektrisch verbunden ist. Somit ist der erste Transistor 40 mit dem Transistor 22 der weiteren Vorladeschaltung 37 in Serie ge schaltet. Gemäß dem Ausführungsbeispiel weist die weitere Vorladeschaltung 37 keine Diode 23, sondern lediglich den Vorladewiderstand 21 und den Transistor 22 auf.
Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Wechsel stromladevorrichtung 2, welches analog zu dem Ausführungs- beispiel gemäß Fig. 6 ausgebildet ist. Allerdings weist die Netztrennschaltung 39 anstatt des zweiten Transistors 41 eine Diode 45 auf. Gemäß einem nicht weiter dargestellten Ausführungsbeispiel kann alternativ zum zweiten Transistor 41 auch der erste Transistor 40 durch die Diode 45 ersetzt werden. Die Netztrennschaltung 39 kann also durch die Diode 45 und den zweiten Transistor 41 ausgebildet sein.
Bezugszeichenliste
1 Kraftfahrzeug
2 Wechselstromladevorrichtung
3 Stromnetz
4 Bordnetz
5 Traktionsakkumulator
6 Neutralleiter
7 erster Phasenleiter
8 zweiter Phasenleiter
9 dritter Phasenleiter
10 erster Zweig
11 zweiter Zweig
12 dritter Zweig
13 erster Gleichrichter
14 erster Glättungskondensator
15 Gleichspannungswandler
16 zweiter Glättungskondensator
17 Inverter
18 zweiter Gleichrichter
19 dritter Glättungskondensator
20 erste Vorladeschaltung
21 Vorladewiderstand
22 Transistor
23 Diode
24 erstes Netztrennschütz
25 erste Querverbindungsleitung
26 erste Querverbindungsschalter
27 zweite Vorladeschaltung
28 zweite Querverbindungsleitung
29 zweiter Querverbindungsschalter
30 dritte Vorladeschaltung
31 zweites Netztrennschütz
32 drittes Netztrennschütz
33 Stromnetzanschluss des ersten Phasenleiters
34 Stromnetzanschluss des zweiten Phasenleiters
35 Stromnetzanschluss des dritten Phasenleiters
36 Stromnetzanschluss des Neutralleiters 37 weitere Vorladeschaltung
38 viertes Netztrennschütz
39 Netztrennschalter
40 erster Transistor des Netztrennschalters 41 zweiter Transistor des Netztrennschalters
42 weiteres Netztrennschütz
43 weiterer Netztrennschalter
44 Verbindungspunkt
45 Diode

Claims

Patentansprüche
1. Wechselstromladevorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einem Neutralleiter (6), zumindest einem Phasenleiter (7, 8, 9) und zumindest einem Gleichrichter (13, 18), wobei der Neutralleiter (6) und der Phasenleiter (7, 8, 9) mit dem
Gleichrichter verbunden sind und ferner ein Glättungskon densator (14, 16) mit dem Gleichrichter verbunden ist, wobei die Wechselstromladevorrichtung (2) eine zwischen einem Stromnetzanschluss (33, 34, 35, 36) der Wechselstromlade vorrichtung (2) und dem Glättungskondensator (14, 16, 19) angeordnete Vorladeschaltung (20, 37) aufweist, welche dazu ausgebildet ist den Glättungskondensator (14, 16) vorzuladen, dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorladeschaltung (20, 37) zumindest einen Transistor (22) und einen Vorladewiderstand aufweist, die in Reihe mitei nander verbunden sind.
2. Wechselstromladevorrichtung (2) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorladeschaltung (20, 37) eine bezüglich des Glät tungskondensators (14, 16, 19) vor dem Transistor (22) angeordnete Diode (23) aufweist.
3. Wechselstromladevorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorladeschaltung (20) im Phasenleiter (7, 8, 9) angeordnet ist .
4. Wechselstromladevorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Phasenleiter (7) und mindestens ein weiterer Phasenleiter (8, 9) der Wechselstromladevorrichtung (2) mittels einer Querverbindungsleitung (25, 28) verbunden sind und die Querverbindungsleitung (25, 28) einen Querverbindungs schalter (26, 29) zum Trennen des Phasenleiters (7) und des weiteren Phasenleiters (8, 9) aufweist.
5. Wechselstromladevorrichtung (2) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine zur Vorladeschaltung (20, 37) identisch ausgebildete weitere Vorladeschaltung (27, 30) in der Querverbindungs leitung (25, 28) ausgebildet ist.
6. Wechselstromladevorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorladeschaltung (37) im Neutralleiter (6) angeordnet ist .
7. Wechselstromladevorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Wechselstromladevorrichtung (2) zwischen dem Strom netzanschluss (33, 34, 35, 36) und dem Gleichrichter (13, 18) ein Netztrennschütz (24, 31, 32, 38) und eine parallel zum Netztrennschütz (24, 31, 32, 38) ausgebildete Netztrenn schaltung (39) aufweist.
8. Wechselstromladevorrichtung (2) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorladeschaltung (20, 37) parallel zum Netztrennschütz (24, 31, 32, 38) angeschlossen ist.
9. Wechselstromladevorrichtung (2) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorladeschaltung (20, 37) parallel zur Netztrennschaltung (39) angeschlossen ist.
10. Wechselstromladevorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Netztrennschaltung (39) zwei Halbleiterelemente (40, 41, 45 ) aufweist .
11. Wechselstromladevorrichtung (2) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Halbleiterelemente der Netztrennschaltung (39) als zwei zueinander antiseriell geschaltete Transistoren (40, 41) ausgebildet sind.
12. Wechselstromladevorrichtung (2) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Halbleiterelement der zwei Halbleiterelemente der Netztrennschaltung (39) als Diode (45) ausgebildet ist.
13. Wechselstromladevorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorladeschaltung (20, 37) mit einem Verbindungspunkt (44) zwischen den zwei Halbleiterelementen (40, 41, 45) der Netztrennschaltung (39) elektrisch verbunden ist.
14. Wechselstromladevorrichtung (2) nach einem der vorherge henden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Wechselstromladevorrichtung (2) zwischen dem Strom netzanschluss (33, 34, 35, 36) und dem Gleichrichter (13, 18) ein weiteres Netztrennschütz (42) aufweist und eine parallel zum weiteren Netztrennschütz (42) ausgebildeten weiteren Netztrennschaltung (43) aufweist und das weitere Netz- trennschütz (42) in Serie zur Vorladeschaltung (20, 37) ausgebildet ist.
15. Verfahren zum Betreiben einer Wechselstromladevorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1), bei welchem folgende Schritte durchgeführt werden:
- Öffnen eines Netztrennschütz (24, 31, 32, 38) der
Wechselstromladevorrichtung (2), welcher ein Stromnetz (3) mit einem Gleichrichter (13, 18) der Wechselstrom ladevorrichtung (2) elektrisch verbindet, falls das Netztrennschütz (24, 31, 32, 38) nicht geöffnet ist;
- Beaufschlagen der Wechselstromladevorrichtung (2) mit elektrischer Spannung des Stromnetzes (3);
- Vorladen eines Glättungskondensators (14, 16, 19) der Wechselstromladevorrichtung (2) durch eine zwischen einem Stromnetzanschluss (33, 34, 35, 36) der Wechselstrom ladevorrichtung (2) und dem Glättungskondensator (14, 16, 19) angeordnete Vorladeschaltung (20, 37); und
- Schließen des Netztrennschützes (24, 31, 32, 38), falls der Glättungskondensator (14, 16, 19) vorgeladen ist, dadurch gekennzeichnet, dass
der Glättungskondensator (14, 16, 19) durch einen Strom geladen wird, der zumindest durch eine Transistor (22) und einen hierzu seriellen Vorladewiderstand der Vorla deschaltung (20, 37) fließt.
PCT/EP2019/054555 2018-03-08 2019-02-25 Wechselstromladevorrichtung für ein kraftfahrzeug und verfahren zum betreiben einer wechselstromladevorrichtung für ein kraftfahrzeug WO2019170457A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201980017793.9A CN111801241B (zh) 2018-03-08 2019-02-25 用于机动车辆的交流充电装置及其运行方法
KR1020207028113A KR102509686B1 (ko) 2018-03-08 2019-02-25 자동차용 교류 충전 디바이스 및 자동차용 교류 충전 디바이스를 작동시키기 위한 방법
US16/978,834 US11285825B2 (en) 2018-03-08 2019-02-25 Alternating-current charging device for a motor vehicle, and method for operating an alternating-current charging device for a motor vehicle

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018203489.3 2018-03-08
DE102018203489.3A DE102018203489B4 (de) 2018-03-08 2018-03-08 Wechselstromladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Wechselstromladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019170457A1 true WO2019170457A1 (de) 2019-09-12

Family

ID=65598623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/054555 WO2019170457A1 (de) 2018-03-08 2019-02-25 Wechselstromladevorrichtung für ein kraftfahrzeug und verfahren zum betreiben einer wechselstromladevorrichtung für ein kraftfahrzeug

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11285825B2 (de)
KR (1) KR102509686B1 (de)
CN (1) CN111801241B (de)
DE (1) DE102018203489B4 (de)
WO (1) WO2019170457A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112713789A (zh) * 2019-10-24 2021-04-27 松下知识产权经营株式会社 开关电源装置、车辆以及控制方法
US11279244B2 (en) * 2019-09-10 2022-03-22 Audi Ag Electroplated AC charger with monitoring and diagnostic system

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018203489B4 (de) * 2018-03-08 2022-05-19 Vitesco Technologies GmbH Wechselstromladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Wechselstromladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102018203499A1 (de) * 2018-03-08 2019-09-12 Continental Automotive Gmbh Wechselstromladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Wechselstromladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug
KR102508614B1 (ko) * 2018-03-08 2023-03-10 비테스코 테크놀로지스 게엠베하 자동차용 교류 충전 디바이스, 자동차용 교류 충전 디바이스를 작동시키기 위한 방법 및 자동차
JP7311323B2 (ja) * 2019-06-26 2023-07-19 ファナック株式会社 整流装置及びモータ駆動装置
EP4140800A1 (de) * 2021-08-30 2023-03-01 ABB E-mobility B.V. Ladeanordnung für ein elektrofahrzeug mit vorladung und verfahren zum laden eines elektrofahrzeugs

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3688469T2 (de) * 1986-12-22 1993-10-28 Anomyme Acec Transport Charler Durch Halbleiter unterstützter ultra-schneller Schalter.
US20120212986A1 (en) * 2011-02-22 2012-08-23 Minebea Co., Ltd. Switching power supply apparatus
CN106160525A (zh) * 2016-07-25 2016-11-23 成都翰道科技有限公司 一种基于浪涌电流限制电路的自动交流稳压电源
WO2017093273A1 (de) * 2015-11-30 2017-06-08 Abb Schweiz Ag Stromrichter
WO2017159078A1 (ja) * 2016-03-16 2017-09-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 スイッチング電源装置
DE102016009665A1 (de) * 2016-08-09 2018-02-15 Daimler Ag Verbindungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Laden eines kraftfahrzeugseitigen Energiespeichers

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87210736U (zh) * 1987-11-13 1988-09-21 孙祖桐 一种断相保护交流接触器
US8080973B2 (en) * 2008-10-22 2011-12-20 General Electric Company Apparatus for energy transfer using converter and method of manufacturing same
DE102009029091A1 (de) * 2009-09-02 2011-03-03 Robert Bosch Gmbh Starthilfeverfahren und Einrichtung für die Durchführung des Verfahrens
DE102010007452A1 (de) * 2010-02-10 2011-08-11 Siemens Aktiengesellschaft, 80333 Schaltentlastung für einen Trennschalter
CN103269166B (zh) * 2013-05-30 2016-06-15 广州市伟达力电器有限公司 具有预充电保护功能的变频器
CN105790398A (zh) * 2014-12-25 2016-07-20 中山大洋电机股份有限公司 一种电动大巴半车载快速充电方法及其充电装置
CN204376509U (zh) * 2014-12-31 2015-06-03 郑州宇通客车股份有限公司 一种非隔离式车载交流充电装置
DE112016003577T5 (de) * 2015-08-06 2018-05-03 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Ladegerät mit integriertem DC/DC-Wandler
CN205004947U (zh) * 2015-10-21 2016-01-27 北京经纬恒润科技有限公司 一种pwm脉冲式预充电电路
CN105471289A (zh) * 2015-12-28 2016-04-06 北京新能源汽车股份有限公司 单级pfc变换器和具有其的电动汽车的充电装置
CN105932755B (zh) * 2016-04-21 2019-04-02 武汉理工大学 电动汽车大功率直流充电机/桩的三相pfc整流装置及控制方法
CN105896693A (zh) * 2016-05-17 2016-08-24 中能易电新能源技术有限公司 智能交流充电桩的充电电路及充电方法和装置
CN206775210U (zh) * 2017-06-12 2017-12-19 中车青岛四方车辆研究所有限公司 一种列车电源预充电电路
CN107599848B (zh) * 2017-10-23 2023-11-17 宁德时代新能源科技股份有限公司 高压检测电路、检测器、电池装置和运载工具
DE102018203489B4 (de) * 2018-03-08 2022-05-19 Vitesco Technologies GmbH Wechselstromladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Wechselstromladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug
KR102508614B1 (ko) * 2018-03-08 2023-03-10 비테스코 테크놀로지스 게엠베하 자동차용 교류 충전 디바이스, 자동차용 교류 충전 디바이스를 작동시키기 위한 방법 및 자동차
DE102018203499A1 (de) * 2018-03-08 2019-09-12 Continental Automotive Gmbh Wechselstromladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Wechselstromladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3688469T2 (de) * 1986-12-22 1993-10-28 Anomyme Acec Transport Charler Durch Halbleiter unterstützter ultra-schneller Schalter.
US20120212986A1 (en) * 2011-02-22 2012-08-23 Minebea Co., Ltd. Switching power supply apparatus
WO2017093273A1 (de) * 2015-11-30 2017-06-08 Abb Schweiz Ag Stromrichter
WO2017159078A1 (ja) * 2016-03-16 2017-09-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 スイッチング電源装置
US20190036462A1 (en) * 2016-03-16 2019-01-31 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Switching power supply device
CN106160525A (zh) * 2016-07-25 2016-11-23 成都翰道科技有限公司 一种基于浪涌电流限制电路的自动交流稳压电源
DE102016009665A1 (de) * 2016-08-09 2018-02-15 Daimler Ag Verbindungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Laden eines kraftfahrzeugseitigen Energiespeichers

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11279244B2 (en) * 2019-09-10 2022-03-22 Audi Ag Electroplated AC charger with monitoring and diagnostic system
CN112713789A (zh) * 2019-10-24 2021-04-27 松下知识产权经营株式会社 开关电源装置、车辆以及控制方法
JP2021069211A (ja) * 2019-10-24 2021-04-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 スイッチング電源装置、車両および制御方法
US11652423B2 (en) 2019-10-24 2023-05-16 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Switching power supply device, vehicle, and control method

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018203489B4 (de) 2022-05-19
KR102509686B1 (ko) 2023-03-14
CN111801241B (zh) 2024-03-01
KR20200123837A (ko) 2020-10-30
CN111801241A (zh) 2020-10-20
US11285825B2 (en) 2022-03-29
DE102018203489A1 (de) 2019-09-12
US20200406768A1 (en) 2020-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019170457A1 (de) Wechselstromladevorrichtung für ein kraftfahrzeug und verfahren zum betreiben einer wechselstromladevorrichtung für ein kraftfahrzeug
DE102013110240B4 (de) Schaltungsanordnung für einen Photovoltaikwechselrichter zur Ausschaltentlastung mit Kurzschlussschaltern und Verwendungen der Schaltungsanordnung
EP3408127B1 (de) Hochvoltbordnetzsystem mit einer pyrotechnischen trennvorrichtung, und verfahren zum betreiben des hochvoltbordnetzsystems
WO2019170475A1 (de) Wechselstromladevorrichtung für ein kraftfahrzeug und verfahren zum betreiben einer wechselstromladevorrichtung für ein kraftfahrzeug
EP2296244A1 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zum Verbinden mindestens eines Strings einer Photovoltaikanlage mit einem Wechselrichter
DE102018119916A1 (de) Elektrische AC/DC-Umwandlungs-Anordnung
DE102019203977A1 (de) Schutzschalteinrichtung für Gleichspannung
EP3639353A1 (de) Impedanz für ac fehlerstrombehandlung in einem hgü-umrichter
DE102016123955A1 (de) Niederspannungs-Schutzschaltgerät
EP3635851B1 (de) Stromrichtereinheit
WO2019170476A1 (de) Wechselstromladevorrichtung für ein kraftfahrzeug und verfahren zum betreiben einer wechselstromladevorrichtung für ein kraftfahrzeug und kraftfahrzeug
DE102018128121A1 (de) AC/DC-Umwandlungs-Anordnung
DE102014200206A1 (de) Stromunterbrechungseinrichtung für Traktionsbatterien
EP4078737B1 (de) Steckkontaktvorrichtung zur vermeidung eines lichtbogens beim trennen einer gleichstromverbindung
DE102014200264A1 (de) Batteriesystem mit einer Batterie, die mit mindestens einem ihrer Hochvoltanschlüsse über ein Schütz verbindbar ist, das über die Batterie oder ein Hochvoltnetz der Batterie mit Energie versorgt werden kann, und Verfahren zum Schalten eines solchen Schützes
DE10009775A1 (de) Einrichtung und Verfahren zur Überstrom-Absicherung von elektrischen Bordnetzen
EP0571423B1 (de) Verfahren und schaltungsanordnung für ein gleichrichter-unterwerk zur bahnstromversorgung von gleichstrombahnen
DE102015203843A1 (de) Anordnung und Verfahren für eine Gleichspannungs-Bahnstromversorgung
WO2019141829A1 (de) Umschaltvorrichtung
DE202018006192U1 (de) Wechselstromladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE689806C (de) Schaltanordnung zur Sicherung vor Unterspannungkommen von metallischen nicht stromfuehrenden Teilen von Maschinen und Apparaten
EP3417468B1 (de) Schaltanlagenanordnung, umrichteranordnung mit schaltanlagenanordnung und verfahren zum schutz der umrichteranordnung
DE102020132974A1 (de) Steckkontaktvorrichtung zur Vermeidung eines Lichtbogens beim Trennen einer Gleichstromverbindung
WO2017088922A1 (de) Anordnung mit einem hochspannungswiderstand zum vorladen von kondensatoren eines stromrichters
DE102021201403A1 (de) Fahrzeugseitiger Lade-Gleichspannungswandler mit Arbeitsdiode und ausgangsseitiger weiterer Diode

Legal Events

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

Ref document number: 19708054

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20207028113

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19708054

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1