WO2019170730A1 - Method for transferring electrical power to an electrical energy accumulator of a vehicle on-board system and vehicle on-board system - Google Patents

Method for transferring electrical power to an electrical energy accumulator of a vehicle on-board system and vehicle on-board system Download PDF

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WO2019170730A1
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inverter
power
charging
voltage
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PCT/EP2019/055542
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Franz Pfeilschifter
Martin GÖTZENBERGER
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Cpt Group Gmbh
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Definitions

  • a power electronics is housed in the motor vehicle. Since this is designed for high power of more than 10 kW or even more than 100 kW and also has to cope with different and each variegated voltage levels at the charging port and the energy gie appointment, resulting in significant costs for the power electronics.
  • a rectifier which is connected to the AC charging port for transmitting AC power between an AC charging port and an energy storage of a vehicle electrical system.
  • either the power delivered by the rectifier is directly (in particular without voltage transformer). ment) transmitted to the energy storage or transmitted via an inverter and an attached (ie downstream) electric machine to the energy storage.
  • direct transmission power dissipation is generated only in the rectifier (and not in the inverter), while in a transmission via the inverter and the electric machine (as well as via the upstream rectifier) these two components can be operated as a DC voltage converter to different voltage levels between To be able to compensate rectifier and energy storage.
  • an AC direct charging mode is thus transmitted directly and in one change
  • the power is passed through the inverter and the electric machine between the rectifier and the energy storage.
  • power factor correction filtering PFC filtering
  • rectification is performed in both modes in the rectifier.
  • no up-conversion is preferably performed in the rectifier.
  • an up-conversion is preferably performed, in particular an up-conversion, which goes beyond a voltage increase for performing the butterigenorkorrek turfilterung.
  • the voltage can be increased slightly, in particular by no more than 5%, 7%, 10%, 15%) in order to perform the filtering. This is understood to be the voltage boost required to perform power factor correction filtering.
  • the up-conversion goes beyond this voltage increase and is associated with an increase in voltage by more than the voltage increase in the PFC filtering, such as an increase of more than 5%, 7%, 10%, 15% and preferably at least 50%. , 100%, 150% or 200%.
  • Voltage boost refers to the output voltage of the rectifier relative to the peak-to-peak value of the (possibly chained) voltage at the AC power port.
  • the electrical energy store is preferably an accumulator, for example a traction accumulator, which may be in particular a lithium accumulator.
  • the electrical energy store is in particular a high-voltage battery.
  • the electrical power is transmitted from a charging station or another source of electrical energy outside the vehicle supply network. However, it is also possible to transfer power in the reverse direction.
  • the vehicle electrical system is in particular a high-voltage vehicle electrical system.
  • the prefix "high-voltage" designates a rated voltage that is above 60 V, in particular a nominal voltage of at least 120 V, 300 V, 350 V, 380 V or at least 450 V or 600 V, for example 380 V, 400 V or 800 V.
  • the power from a rectifier (especially from its DC side) is transmitted directly to the energy storage.
  • directly means that no voltage conversion is performed between the energy storage and the rectifier
  • the rectifier may be an uncontrolled rectifier, but is preferably a controlled rectifier, preferably with the function of power factor correction filtering (on the AC side of the rectifier) In this case, the power factor in particular is increased and / or overshoot shares are reduced
  • the rectifier is fed by an AC charging connection of the vehicle electrical system
  • the AC charging connection is connected to the rectifier, in particular with an AC side of the rectifier.
  • the rectifier can perform a (DC) up-conversion in addition to the DC direction, in particular an up-conversion that goes beyond a voltage increase caused by PFC filtering.
  • the rectifier may thus be configured to perform an up-conversion that results in a voltage whose level is substantially higher than the peak-to-peak voltage of the (possibly chained) AC voltage at the AC charging port.
  • An increase of no more than approximately 5%, 7%, 10% or 15% is not considered a substantial increase.
  • a non-substantial increase is attributed to PFC filtering and not up-conversion (in the AC direct-charge mode).
  • an increase in the rectified voltage over the peak-to-peak voltage of the (possibly interlinked) AC voltage at the AC charging port will exceed, in particular, more than one voltage boost associated with PFC filtering.
  • the up-conversion is preferably carried out by controlling the switches of the PFC-capable rectifier, in particular without a voltage conversion by a dedicated, a rectifier circuit downstream voltage converter (DC / DC converter).
  • DC / DC converter rectifier circuit downstream voltage converter
  • the up-conversion is performed in the AC direct-charge mode and is not performed in the AC-adaptive charge mode (in which only a voltage increase associated with the PFC function is performed).
  • the rectifier is thus in particular equipped with a voltage boost function (corresponding to the up-conversion). This function can be performed in AC Direct Charge mode and will not change
  • the power is supplied from the rectifier via an inverter and via an electrical Transfer machine to the energy storage.
  • the inverter (in particular its DC side) is connected to the DC side of the rectifier.
  • the AC side of the inverter is connected to the electric machine, in particular to phase or winding terminals of the electric machine.
  • the power is thus transmitted from the inverter via the electric machine to the energy storage.
  • the power is transmitted via at least one winding or along at least one winding section of the electrical machine.
  • the power can be transmitted via the electric machine by the power is fed to at least one phase connection of the electric machine and output from the (opposite) star point. This phase connection is also referred to as external phase connection.
  • the power is transmitted through the inductance of the at least one winding (or Windlungsab section) of the electric machine.
  • the inverter When transmitting the power via the inverter and the electrical machine connected thereto, the inverter is operated together with the electric machine as a buck converter (buck converter) or as a synchronous converter in the buck converter mode.
  • buck converter buck converter
  • at least one circuit breaker of the inverter forms at least one switch of the buck converter while the at least one winding of the electrical machine is operated as an inductance of the step-down converter.
  • the inverter and the electric machine can form a single or cascaded down converter.
  • the inverter or at least one circuit breaker thereof is driven in order to form a down-converting DC voltage converter together with the at least one winding of the electric machine.
  • the down-converting DC-DC converter is also referred to as a down-converting DC / DC converter.
  • a setpoint voltage for the voltage level delivered to the electric machine ie the voltage at at least one inner phase connection or at the neutral point
  • a charge control which is the Control of the circuit breaker of the inverter can be upstream.
  • the neutral point can be resolved to, ie the internal phase terminals are separated from each other (all or a subset thereof).
  • a switching device can be used to select a mode from the at least two possible modes (change
  • a switching device connects the rectifier to the energy storage, in particular, directly (i.e., without voltage conversion).
  • a switch of the switching device transmits the power.
  • the switching device connects the rectifier to the inverter, and produces a power path that leads through the inverter and the electric machine.
  • a further switch of the switching device can be provided, which in this case transmits the power.
  • the further switch and the former switch preferably together form the switching device.
  • the two switches are alternately closed, i. when one switch is closed, the other switch is open. In an inactive mode both switches can be open.
  • the rectifier directs the power in at least one of the alternating current charging modes, preferably in the alternating current direct charging mode and in the alternating current adapter charging mode.
  • the rectifier is in particular a controlled rectifier.
  • the rectifier performs a power factor correction (PFC) function, in particular on the AC side of the rectifier. This increases the power factor, reduces harmonic components, or both.
  • the rectifier can be designed as a Vienna rectifier.
  • the rectifier comprises (for each phase) at least one energy-storing component, for example a coil or a capacitor.
  • the energy storage device can be connected in series the phase terminals of the rectifier (on the alternating current side) may be provided, for example in the form of a series inductance (for each phase).
  • an energy-storing component can be connected in parallel to different phase connections, for example in triangular configuration or in a star configuration.
  • the energy-storing component may be designed in the form of parallel capacitors, by means of which the phase connections are connected to one another.
  • the rectifier can thus be designed for power correction filtering or perform power correction correction (PFC).
  • a power correction filter can be equated with the change in power factor mentioned here or with the increase of the power factor and a reduction of harmonic components.
  • the inverter can be a controlled full-wave bridge, in particular with several phases, for example a more-phase BnC bridge, where n is twice the number of phases.
  • the inverter can be designed as a B6C bridge.
  • the inverter may be further configured as one or a plurality of H-bridges.
  • the inverter and / or the rectifier may comprise semiconductor switches, such as MOSFETs or IGBTs or diodes.
  • the semiconductor switches are power switches.
  • the power from the electric machine via a filter to the energy storage can be transmitted, in particular via a filter that the electric machine (seen from the inverter) nachge is switched or which is located between the electric machine and energy storage ,
  • the inverter can be operated as a down-converting DC-DC converter (in short: down-converter).
  • the inverter in the alternating current charging mode, the inverter, together with at least one winding of the electric machine, can be used as an alternator. be operated converter.
  • the inverter in the AC power-on charge mode, the inverter may be operated as a buck converter switch resulting from the combination of the inverter with the electric machine (and the appropriate drive). In particular, only a portion of all the power switches of the inverter are used to implement the switches of a buck converter. In this case, the down converter formed in this way can convert a DC voltage delivered by the rectifier into another, lower DC voltage.
  • the inverter may be disabled. In particular, they are changing
  • direct current charging mode all switches of the inverter open.
  • the DC voltage produced by rectification (and PFC filtering) is adjusted to a (lower) voltage level on the battery to avoid excessive currents due to a large voltage differential between rectified AC voltage and energy storage voltage.
  • the voltage delivered by the inverter or the electric machine can be filtered by means of a filter.
  • This filter is connected downstream of the electric machine and is in particular connected to the star point or the inner Phasenan connections of the electric machine (switchless).
  • a DC charging mode can be provided.
  • the power (which is available as DC / DC voltage) is transferred directly from a DC charging port (ie without voltage conversion) to the energy storage.
  • a DC voltage charge charging mode can be provided, in which the power is transferred from the DC charging port to the energy storage via a DC-DC converter.
  • the DC-DC converter may be a dedicated DC-DC converter for DC charging, or may be constituted by switches of the inverter and the electric machine. In the latter case, the power is transmitted from the DC charging port via the electric machine the inverter and from this to the energy storage.
  • a switch that connects the energy storage directly to the DC power charging port is open in the DC voltage charging mode and closed in the DC charging mode (which may also be referred to as a direct DC charging mode).
  • a driving mode or a recuperation mode can be provided, in which the energy store is connected to the electric machine via the inverter.
  • power is transferred from the energy store via the inverter to the electric machine where it is converted by the electric machine into mechanical power (traction mode), or the power is generated based on mechanical power in the electric machine and transmitted via the inverter to the energy store.
  • the rectifier is deactivated and in particular has open circuit breakers.
  • regenerative modes in which power from the electrical energy storage can be transferred to at least one of the charging ports, such as a first regenerative mode in which power from the energy storage is transferred directly through the (controllable) rectifier to the AC charging port (the rectifier then inverting ), a second regenerative mode in which power is transferred from the energy storage device via the electric machine and the connected thereto inverter and the (controllable) rectifier to the AC charging port (the rectifier then inverts and the inverter DC voltage converts), or a third regenerative mode, in which power from the energy storage is delivered to the Gleichthesesladean circuit.
  • a first regenerative mode in which power from the energy storage is transferred directly through the (controllable) rectifier to the AC charging port (the rectifier then inverting )
  • a second regenerative mode in which power is transferred from the energy storage device via the electric machine and the connected thereto inverter and the (controllable) rectifier to the AC charging port (the rectifier then inverts and the in
  • the rectifier can be operated in a rectifier mode in which the voltage applied to the AC charging terminal is only rectified and subjected to PFC filtering, whereby the rectifier does not undergo voltage conversion (which occurs with the PFC filtering). In other words, then the rectifier does not up-convert, but only possibly an increase in the voltage associated with the PFC filtering, such as an increase of not more than 5%, 7%, 10% or 15%.
  • the rectified voltage results in this mode by the effective and possibly chain AC voltage at the AC charging port and possibly. by a non-significant voltage increase associated with PFC filtering.
  • the rectifier may be configured to also operate in a rectifying voltage conversion mode in which it rectifies the voltage applied to the AC charging terminal and also performs an up-conversion that goes beyond a (non-substantial) voltage increase by PFC filtering.
  • the rectifier has at least one energy-storing component, such as at least one capacitor or at least one inductor, as described above.
  • the rectifier in particular has a power factor correction function (Power Factor Correction, PFC). This is realized by means of at least one energy-storing construction elements.
  • PFC Power Factor Correction
  • the rectifier performs up-conversion (as well as rectification and PFC filtering).
  • the inverter is deactivated here, in particular since the power is fed directly from the rectifier to the energy store.
  • the AC direct charging mode is set when the peak-to-peak voltage at the AC charging terminal (corresponding to the square root of two times the rms value of the voltage) is not more than a predetermined margin is below the voltage of the energy store. This is especially true for a single-phase occupancy of the AC charging port.
  • the AC direct charging mode can be set when the peak-to-peak value of the chained voltage at the AC charging terminal (corresponding to the square root of two multiplied by the chained voltage at the AC charging terminal) is not more than a predetermined margin below the voltage of the energy storage.
  • the rectifier also works as a boost converter (boost converter), i. Performs a voltage boost so that the voltage delivered by the rectifier is higher than the voltage that would result from pure rectification and pure PFC filtering without (substantial) step-up.
  • boost converter boost converter
  • the AC direct charge mode is also performed, in which the rectifier performs the function of Aufywandeins in addition to the function of rectification and power factor correction and the power directly to the energy storage (and not via the inverter / electrical machine).
  • the rectifier does not upconvert and only rectifies and performs a PFC function.
  • the inverter is activated and, together with at least one winding inductance of the electrical machine, performs a downward conversion.
  • the performance is of the Rectifier via the inverter and the electric machine (in this order) led to the energy storage.
  • the AC adapter charging mode is set, for example, when the peak-to-peak voltage at the AC charging terminal (corresponding to the square root of two multiplied by the rms value of the voltage) is not more than a predetermined margin over the voltage of the energy storage. This applies in particular to a single-phase occupancy of the AC charging connection. Furthermore, the change
  • the rectifier operates only as a rectifier (and PFC filter) and not as a boost converter (boost converter), ie performs no voltage boost (which would go beyond a voltage increase by PFC filtering) by.
  • the voltage delivered by the rectifier corresponds to the voltage which results in pure DC direction (incl. PFC filtering) without upward conversion.
  • the energy storage voltage is not above 600 V, 620 V, 650 V or also 670 V
  • the AC adjustment charge mode is also performed, in which the rectifier performs only the functions of rectification and PFC filtering and not the function of Aufywandeins.
  • the rectifier does not output the power directly to the energy store but via the inverter / electric machine, which reduce the voltage level.
  • the inverter and the electrical Here, the rectified voltage is adjusted by down-converting.
  • the rectifier is selectable via a switching device either directly connected to an electrical energy storage, which corresponds to the AC direct charging mode, or is connected via an inverter and an electric machine to the electrical energy storage, this being the change
  • the switching device is thus set up to select two power paths (starting from the rectifier), both of which lead to the energy store.
  • the one power path is direct and the other power path leads through the inverter and the connected electrical machine.
  • the inverter is connected via the electrical machine with the electrical energy storage.
  • the inverter is connected between the rectifier and the electric machine. Starting from the rectifier, the electric machine is switched nachge the inverter. Between the energy storage and the inverter, the electric machine is switched.
  • the inner phase terminals of the electric machine (or at least one of them) is connected to the energy storage.
  • the outer phase terminals of the electric machine are connected to the energy storage.
  • the star point, at least one inner phase connection or a star point-side end of at least one winding or all windings of the electrical machine is connected to the energy store.
  • At least one power switch of the inverter forms at least one A buck converter switch while at least one winding or portion thereof forms an inductor of the buck converter.
  • the inverter or at least a subset of the power switches of the inverter is designed to also be operated as a switch of a buck converter.
  • the rectifier is arranged to rectify the AC current transmitted via the AC power charging terminal. Furthermore, it is set up for PFC filtering, in which, in particular, the power factor of the connection transferred via the AC charging terminal is increased and harmonics are reduced. Further, the rectifier is arranged to adjustably step up the voltage.
  • the rectifier can be designed as Vienna rectifier as mentioned above.
  • the rectifier is also designed to realize a power correction filter.
  • the rectifier has at least one energy storage component such as a coil or a capacitor. In other words, the rectifier is with a
  • the rectifier in particular has at least one energy-storing element such as an inductor or a capacitor, as already mentioned.
  • At least one energy-storing element for forming the up-conversion function preferably the same at least one energy-storing element is used with which the PFC filter function of the
  • Rectifier is realized.
  • the rectifier is configured to carry out the AC adaptation charging mode and the AC direct charging mode.
  • the control unit is arranged together with the rectifier, the AC adjustment charging mode and the change
  • the control unit is set up either the AC adaptation charging mode or Set the AC direct charge mode (or another mode).
  • the rectifier can be set up in at least one operating mode (in particular alternately
  • the rectifier does not work as an up-converter in the alternating current charge mode (apart from a non-essential voltage increase by the PFC function of, for example, not more than 5%, 7%, 10% or 15%).
  • the rectifier may have components which are suitable for rectifying a voltage of at least 50%, 100%, 150% or 200% over the
  • Nominal peak-to-peak voltage at the AC connection (if necessary, taking into account the respective linkage factor) are designed.
  • the electric machine can be connected via a filter with the electrical energy storage.
  • the filter may be connected downstream of a switch of the switching device (seen from the electrical machine).
  • the filter is particularly direct, i. switchless, connected to the electrical Ma machine, in particular with at least one inner phase connection.
  • the vehicle electrical system may also have a DC charging connection. This is preferably connected via at least one switch to the energy storage.
  • DC charging connection is not via the filter with the energy storage, which is optionally connected to the electrical machine (or this downstream).
  • the vehicle electrical system may further comprise a control device, which is also abbreviated be referred to as control be previously.
  • the controller is drivingly connected to the switching device and the inverter.
  • the control device can be divided into several parts and / or hierarchically and comprise a part which controls the switching over. direction, comprise a further part which controls the inverter or its power switch, and may also have a higher-level control unit. However, the hierarchy or structure of the control device can be multifarious and will not be discussed further below.
  • the control device is set up in the change
  • the controller is further configured to drive the switching device to connect the AC charging port to the inverter in an AC matching charging mode.
  • the control device is set up in this mode to control the inverter to work together with at least one winding of the electric machine as DC voltage converter.
  • the switching device is in particular arranged to switch the inverter inactive in the AC direct charging mode, i. to provide all switches of the inverter in open condition.
  • the controller may further be configured to openly provide both switches of the switching device in a DC charging state while a switch is provided closed connecting the DC charging port to the energy storage.
  • the switching device may have a first switch which connects the rectifier to the energy store.
  • the switching device may include a second switch provided between the energy storage and a connection connecting the rectifier to the inverter.
  • the second switch is provided between the electric machine and the energy storage or connects these two components.
  • the second switch can be provided in particular at the star point of the electric machine (or at its inner phase connections) and can supply this or such. connect them to the energy storage.
  • the first and second switches are alternately open or closed.
  • the switching device comprises only the first switch, while the second switch is realized by the switches of the inverter. In this case, the power path that leads through the inverter or via the electric machine (and when changing
  • the control device is designed to alternately open or close the first switch on the one hand and the switches of the inverter on the other hand in the alternating-current charging modes.
  • the controller may be configured to close the first switch and openly drive the switches of the inverter in the AC direct-charge mode, and open the first switch open and the switches of the inverter closed in the AC adaptive charge mode. Instead of controlling all switches of the inverter closed, a subgroup of the full bridges or even a full bridge of the inverter can be controlled closed.
  • the vehicle electrical system described here is designed to carry out the method.
  • the method uses the be described components of the vehicle electrical system.
  • FIG. 1 shows an overview for a more detailed explanation of the vehicle electrical system or the method.
  • a symbolically represented on-board vehicle network BN comprises an energy store ES in the form of a traction battery and an inverter I which is connected via a first switch Bl to the energy storage unit ES.
  • an electric machine M is connected to the inverter.
  • the electric machine M has in particular a plurality of phases and may be designed as a permanently excited, self-excited or externally excited electrical machine, for example as a synchronous machine, or may be an asynchronous machine.
  • the electric machine M has a neutral point SP. This is located at the inner phase terminals of the electric machine.
  • the star point SP can be designed separable.
  • the electric machine Seen from the inverter I, the electric machine is followed by a second switch S1.
  • the second switch S1 connects the electric machine M (in particular its neutral point SP or at least one inner phase connection of the electric machine EM) to the energy store, in particular directly, ie. without changing the voltage.
  • An optional filter F can be provided, which is located between the electric machine M and the energy store ES, in particular between the second switch S1 and the energy store.
  • An AC charging terminal ACLB (designed approximately as a charging socket) is connected via a rectifier GR to the first switch Bl and to the inverter I.
  • the first switch Bl and the inverter I (in particular its DC side) are connected to the DC side of the rectifier GR ver.
  • the AC charging terminal ACLB is connected to an AC mains ACN which is located outside the vehicle electrical system and can be seen in a charging station LS.
  • AC mains ACN includes an AC source.
  • the rectifier GR has the function of a power factor correction filter (in addition to the function of rectification), so that the power factor prevailing at the AC charging terminal ACLB can be adjusted and in particular (compared to the use of a rectifier without PFC function) can be increased.
  • the rectifier GR is connected to the energy store ES via the inverter I and the electric machine M (in this order). This is the inverter together with the electric machine as mentioned above as (in particular down-converting) DC voltage converter operated.
  • the optional filter F enables the suppression of switching pulses in the electrical system BN, which are generated by switching processes in the inverter I when operating as a (switch unit of) a DC-DC converter.
  • a ground switch B2 connects the energy storage switchable with a negative supply potential of the vehicle electrical system.
  • the aforementioned switches Bl and S2 and a switch B3 are seen in a positive supply potential rail before.
  • a battery disconnect switch B3 is provided between the filter and the energy storage ES. The switches B2 and B3 are closed in the AC charging modes and can be provided open in case of failure or inactive electrical system.
  • An optional DC charging connection DCLB allows the connection of the vehicle electrical system BN to a DC network DCN, which lies outside the vehicle electrical system BN.
  • the DC network DCN may be part of the charging station LS.
  • the DC charging terminal DCLB is connected to the power storage via a DC voltage switch S2 (and via the switch B3).
  • the connection between the switch S2 and the energy store ES is direct, i. without voltage transformer. However, it may be nachge switches for voltage level adjustment the DC voltage charging connection DCLB a DC-DC converter.
  • An alternative (or additional) connection between the DC charging terminal DCLB and the energy storage ES is via a switch CI.
  • the switch switch CI connects the DC charging terminal DCLB with the energy storage ES. If this is closed, power can be transferred directly from the DC charging connection DCLB to the energy storage ES.
  • a control device CT shown in abstract is connected to the switches Bl and S1 at control.
  • the Steue tion device CT controls as mentioned in the AC lademodes the switches Bl and S1 alternately. For this reason form the switches Bl and S1 (by the alternate to control) a switching device.
  • the controller CT is also drivingly connected to the switches S2, B3 and CI (if present) closed during DC charging while the switches S1, B1 are open.
  • the control device CT is also drivingly connected to the switches S2 and B3 and CI, respectively, in order to control them closed, in contrast to the switches Bl and Sl, when a DC charging mode is present.
  • the control device can furthermore be connected to the rectifier GR and to the inverter I in a triggering manner.
  • the switches of the inverter I may be opened or closed by the controller, such as when switching between the AC charging modes.
  • the control device CT is set up by the driving connection with the rectifier GR to set a power factor that prevails from the rectifier at the AC charging terminal ACLB, and to filter harmonics or to mitigate.
  • the controller CT may be multi-part or hierarchical forms.
  • the controller CT may further comprise an input for inputting a desired operating mode.
  • the controller may be further configured to execute the traction mode or recuperation mode, as described above.

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Abstract

The invention relates to a method for transferring electrical power to an electrical energy accumulator (ES) of a vehicle on-board system (BN), in which method, in an alternating-current direct-charging mode, the power is transferred from a rectifier (GR) of the vehicle on-board system (BN), which is supplied by an alternating-current charging connection (ACLB), directly to the energy accumulator (ES) of the vehicle on-board system (ES). In an alternating-current adaptation charging mode, the power is transferred from the rectifier (GR) via an inverter (I) and from the inverter (I) via an electric machine (EM) to the energy accumulator (ES). The invention further relates to a vehicle on-board system (BN) for carrying out the method.

Description

Beschreibung description
Verfahren zum Übertragen von elektrischer Leistung an einen elektrischen Energiespeicher eines Fahrzeugbordnetzes und Fahrzeugbordnetz A method for transmitting electrical power to an electrical energy storage of a vehicle electrical system and vehicle electrical system
Kraftfahrzeuge mit elektrischem Antrieb weisen einen Motor vehicles with electric drive have one
elektrischen Energiespeicher in Form eines Traktionsakkumu lators auf, der den elektrischen Antrieb speist. Um den Energiespeicher zu laden, ist an einem derartigen Kraftfahrzeug ein Ladeanschluss angebracht. Über diesen Ladeanschluss kann eine externe Energieguelle angeschlossen werden. electrical energy storage in the form of a Traktionsakkumu lators, which feeds the electric drive. In order to charge the energy storage, a charging connection is attached to such a motor vehicle. An external energy source can be connected via this charging connection.
Um die Aufladung des Energiespeichers zu steuern, ist im Kraftfahrzeug eine Leistungselektronik untergebracht. Da diese für hohe Leistungen von mehr als 10 kW oder auch mehr als 100 kW ausgelegt ist und ferner unterschiedliche und jeweils verän derliche Spannungsniveaus am Ladeanschluss und an dem Ener giespeicher bewältigen muss, ergeben sich wesentliche Kosten für die Leistungselektronik. In order to control the charging of the energy storage, a power electronics is housed in the motor vehicle. Since this is designed for high power of more than 10 kW or even more than 100 kW and also has to cope with different and each variegated voltage levels at the charging port and the energy giespeicher, resulting in significant costs for the power electronics.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit aufzuzeigen, mit der elektrische Leistung an den Energiespeicher des Fahrzeugbordnetzes mit geringerem Aufwand übertragen werden kann . It is therefore an object of the invention to provide a way by which electrical power can be transmitted to the energy storage of the vehicle electrical system with less effort.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Weitere Ausführungsformen, Merkmale und Vorteile ergeben sich mit den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Figur. This object is solved by the subject matters of the independent claims. Further embodiments, features and advantages will become apparent from the dependent claims, the description and the figure.
Es wird vorgeschlagen, zum Übertragen von Wechselstrom zwischen einem Wechselstromladeanschluss und einem Energiespeicher eines Fahrzeugbordnetzes einen Gleichrichter vorzusehen, der mit dem Wechselstromladeanschluss verbunden ist. Abhängig von den Spannungsniveaus an der Gleichstromseite des Gleichrichters und an dem Energiespeicher wird entweder die vom Gleichrichter abgegebene Leistung direkt (insbesondere ohne Spannungswand- lung) an den Energiespeicher übertragen oder über einen Inverter und eine daran angeschlossene (d.h. nachgeschaltete) elektrische Maschine an den Energiespeicher übertragen. Bei der direkten Übertragung wird nur im Gleichrichter (und nicht im Inverter) Verlustleistung erzeugt, während bei einer Übertragung über den Inverter und die elektrische Maschine (sowie über den vorge schalten Gleichrichter) diese beiden Komponenten als Gleich spannungswandler betrieben werden können, um unterschiedliche Spannungsniveaus zwischen Gleichrichter und Energiespeicher ausgleichen zu können. In einem Wechselstrom-Direktlademodus wird somit direkt übertragen und in einem Wechsel It is proposed to provide a rectifier, which is connected to the AC charging port for transmitting AC power between an AC charging port and an energy storage of a vehicle electrical system. Depending on the voltage levels on the DC side of the rectifier and on the energy storage, either the power delivered by the rectifier is directly (in particular without voltage transformer). ment) transmitted to the energy storage or transmitted via an inverter and an attached (ie downstream) electric machine to the energy storage. In direct transmission, power dissipation is generated only in the rectifier (and not in the inverter), while in a transmission via the inverter and the electric machine (as well as via the upstream rectifier) these two components can be operated as a DC voltage converter to different voltage levels between To be able to compensate rectifier and energy storage. In an AC direct charging mode is thus transmitted directly and in one change
strom-Anpassungslademodus wird zwischen dem Gleichrichter und dem Energiespeicher die Leistung über den Inverter und die elektrische Maschine geführt. Insbesondere wird in beiden Modi im Gleichrichter eine Leistungsfaktorkorrekturfilterung (PFC-Filterung) durchgeführt. Ferner wird in beiden Modi im Gleichrichter eine Gleichrichtung durchgeführt. Im Wechsel strom-Anpassungslademodus wird vorzugsweise im Gleichrichter keine Aufwärtswandlung durchgeführt. Im Wechsel Current adjustment charging mode, the power is passed through the inverter and the electric machine between the rectifier and the energy storage. In particular, power factor correction filtering (PFC filtering) is performed in both modes in the rectifier. Furthermore, rectification is performed in both modes in the rectifier. In the alternate current-mode charging mode, no up-conversion is preferably performed in the rectifier. In change
strom-Direktlademodus wird vorzugsweise eine Aufwärtswandlung durchgeführt, insbesondere eine Aufwärtswandlung, die über eine Spannungserhöhung zur Durchführung der Leistungfaktorkorrek turfilterung hinausgeht . Bei einer Leistungfaktorkorrektur filterung kann die Spannung leicht erhöht werden, insbesondere um nicht mehr als 5%, 7%, 10%, 15%), um die Filterung durch zuführen. Dies wird als Spannungserhöhung verstanden, die zur Durchführung der Leistungfaktorkorrekturfilterung erforderlich ist. Die Aufwärtswandlung geht über diese Spannungserhöhung hinaus und ist mit einer Erhöhung der Spannung um mehr als die Spannungserhöhung bei der PFC-Filterung verknüpft, etwa mit einer Erhöhung von mehr als 5%, 7%, 10%, 15% und vorzugsweise von mindestens 50%, 100%, 150% oder 200%. Die Erhöhung bzw. current direct charge mode, an up-conversion is preferably performed, in particular an up-conversion, which goes beyond a voltage increase for performing the Leistungsfaktororkorrek turfilterung. With power factor correction filtering, the voltage can be increased slightly, in particular by no more than 5%, 7%, 10%, 15%) in order to perform the filtering. This is understood to be the voltage boost required to perform power factor correction filtering. The up-conversion goes beyond this voltage increase and is associated with an increase in voltage by more than the voltage increase in the PFC filtering, such as an increase of more than 5%, 7%, 10%, 15% and preferably at least 50%. , 100%, 150% or 200%. The increase or
Spannungserhöhung bezieht sich auf die Ausgangsspannung des Gleichrichters bezogen auf den Spitzen-Spitzen-Wert der (ggf. verketteten) Spannung am Wechselstromanschluss. Voltage boost refers to the output voltage of the rectifier relative to the peak-to-peak value of the (possibly chained) voltage at the AC power port.
Es wird abhängig von dem Verhältnis der Spannungsniveaus zwischen dem Gleichrichter und dem Energiespeicher der Wechsel- strom-Direktlademodus oder der Wechselstrom-Anpassungs lademodus ausgeführt. Dadurch ist möglich, dem Spannungsniveau des Energiespeichers, das sich beim Laden ändert, und unter schiedlichen Spannungen bzw. Anschlusskonstellationen am Wechselstromanschluss Rechnung zu tragen, zumal der Wechsel stromanschluss (abhängig von der Ladestation) ein- oder mehrphasig belegt sein kann. It is dependent on the ratio of the voltage levels between the rectifier and the energy storage of the alternating Direct current charging mode or the AC adapter charging mode. This makes it possible to take into account the voltage level of the energy storage, which changes during charging, and under different voltages or connection constellations on the AC power, especially since the AC power connection (depending on the charging station) may be one or more phases occupied.
Es wird ein Verfahren zum Übertragen von elektrischer Leistung an einen elektrischen Energiespeicher eines Fahrzeugbordnetzes beschrieben. Der elektrischen Energiespeicher ist vorzugsweise ein Akkumulator, beispielsweise ein Traktionsakkumulator, der insbesondere ein Lithium-Akkumulator sein kann. Der elektrischen Energiespeicher ist insbesondere ein Hochvoltakkumulator. Die elektrische Leistung wird ausgehend von einer Ladestation oder einer anderen elektrischen Energieguelle außerhalb des Fahr zeugbordnetzes übertragen. Es ist jedoch auch möglich, Leistung in umgekehrter Richtung zu übertragen. Das Fahrzeugbordnetz ist insbesondere ein Hochvoltbordnetz. Mit der Vorsilbe „Hochvolt" wird eine Nennspannung gekennzeichnet, die über 60 V liegt, insbesondere eine Nennspannung von mindestens 120 V, 300 V, 350 V, 380 V oder auch von mindestens 450 V oder 600 V, beispielsweise 380 V, 400 V oder 800 V. A method for transmitting electrical power to an electrical energy store of a vehicle electrical system is described. The electrical energy store is preferably an accumulator, for example a traction accumulator, which may be in particular a lithium accumulator. The electrical energy store is in particular a high-voltage battery. The electrical power is transmitted from a charging station or another source of electrical energy outside the vehicle supply network. However, it is also possible to transfer power in the reverse direction. The vehicle electrical system is in particular a high-voltage vehicle electrical system. The prefix "high-voltage" designates a rated voltage that is above 60 V, in particular a nominal voltage of at least 120 V, 300 V, 350 V, 380 V or at least 450 V or 600 V, for example 380 V, 400 V or 800 V.
In einem Wechselstrom-Direktlademodus wird die Leistung von einem Gleichrichter (insbesondere von dessen Gleichstromseite) direkt an den Energiespeicher übertragen wird. In diesem Zu sammenhang bedeutet „direkt", dass zwischen Energiespeicher und Gleichrichter keine Spannungswandlung durchgeführt wird. Der Gleichrichter kann ein ungesteuerter Gleichrichter sein, ist jedoch vorzugsweise ein gesteuerter Gleichrichter, vorzugsweise mit der Funktion, eine Leistungsfaktorkorrekturfilterung (an der Wechselstromseite des Gleichrichters bzw. am Ladeanschluss) durchzuführen, wobei hierbei insbesondere der Leistungsfaktor vergrößert wird und/oder Oberschwindungsanteile verringert werden. Der Gleichrichter wird von einem Wechselstromladean schluss des Fahrzeugbordnetzes gespeist. Der Wechselstrom ladeanschluss ist mit dem Gleichrichter verbunden, insbesondere mit einer Wechselstromseite des Gleichrichters. Es kann vor gesehen sein, dass der Gleichrichter kann neben der Gleich richtung eine (Gleichstrom-) Aufwärtswandlung durchführt, insbesondere eine Aufwärtswandlung, die über eine Spannungs erhöhung, die durch die PFC-Filterung bedingt ist, hinausgeht. Der Gleichrichter kann somit eingerichtet sein, eine Auf- wärtswandlung durchzuführen, die zu einer Spannung führt, deren Niveau wesentlich über der Spitzen-Spitzen-Spannung der (ggf. verketteten) Wechselspannung am Wechselstromladeanschluss besteht. Eine Erhöhung um nicht mehr als etwa 5%, 7%, 10% oder 15% wird nicht als wesentliche Erhöhung betrachtet. Eine nicht wesentliche Erhöhung wird der PFC-Filterung und nicht der Aufwärtswandlung (im Wechselstrom-Direktlademodus) zugerech net . In an AC direct charging mode, the power from a rectifier (especially from its DC side) is transmitted directly to the energy storage. In this context, "directly" means that no voltage conversion is performed between the energy storage and the rectifier The rectifier may be an uncontrolled rectifier, but is preferably a controlled rectifier, preferably with the function of power factor correction filtering (on the AC side of the rectifier) In this case, the power factor in particular is increased and / or overshoot shares are reduced The rectifier is fed by an AC charging connection of the vehicle electrical system The AC charging connection is connected to the rectifier, in particular with an AC side of the rectifier. It can be seen that the rectifier can perform a (DC) up-conversion in addition to the DC direction, in particular an up-conversion that goes beyond a voltage increase caused by PFC filtering. The rectifier may thus be configured to perform an up-conversion that results in a voltage whose level is substantially higher than the peak-to-peak voltage of the (possibly chained) AC voltage at the AC charging port. An increase of no more than approximately 5%, 7%, 10% or 15% is not considered a substantial increase. A non-substantial increase is attributed to PFC filtering and not up-conversion (in the AC direct-charge mode).
Als Aufwärtswandlung wird eine Erhöhung der gleichgerichteten Spannung gegenüber der Spitzen-Spitzen-Spannung der (ggf. verketteten) Wechselspannung am Wechselstromladeanschluss hinausgeht, insbesondere um mehr als eine Spannungserhöhung, die mit der PFC-Filterung verknüpft ist. Die Aufwärtswandlung wird vorzugsweise durch Steuerung der Schalter des PFC-fähigen Gleichrichters ausgeführt, insbesondere ohne eine Spannungs wandlung durch einen dezidierten, einer Gleichrichterschaltung nachgeschalteten Spannungswandler (DC/DC-Wandler ) . Die Auf- wärtswandlung wird insbesondere im Wechselstrom-Direktlademodus durchgeführt, und wird nicht im Wechselstrom-Anpassungslade modus durchgeführt (in dem nur eine Spannungserhöhung durch geführt wird, die mit der PFC-Funktion verknüpft ist) . As an up-conversion, an increase in the rectified voltage over the peak-to-peak voltage of the (possibly interlinked) AC voltage at the AC charging port will exceed, in particular, more than one voltage boost associated with PFC filtering. The up-conversion is preferably carried out by controlling the switches of the PFC-capable rectifier, in particular without a voltage conversion by a dedicated, a rectifier circuit downstream voltage converter (DC / DC converter). In particular, the up-conversion is performed in the AC direct-charge mode and is not performed in the AC-adaptive charge mode (in which only a voltage increase associated with the PFC function is performed).
Der Gleichrichter ist somit insbesondere mit einer Span- nungsboost-Funktion (entsprechend der Aufwärtswandlung) aus gestattet. Dieser Funktion kann im Wechselstrom-Direktlademodus durchgeführt werden und wird nicht im Wechsel  The rectifier is thus in particular equipped with a voltage boost function (corresponding to the up-conversion). This function can be performed in AC Direct Charge mode and will not change
strom-Anpassungsmodus betrieben. Im Wechsel Power adjustment mode operated. In change
strom-Anpassungsmodus werden der Inverter und die elektrische Maschine als Abwärtswandler (Buck-Wandler) betrieben. Current adjustment mode, the inverter and the electric machine are operated as a buck converter (buck converter).
In einem Wechselstrom-Anpassungslademodus wird die Leistung von dem Gleichrichter über einen Inverter und über eine elektrische Maschine an den Energiespeicher übertragen. Der Inverter (insbesondere dessen Gleichstromseite) ist mit der Gleich stromseite des Gleichrichters verbunden. Die Wechselstromseite des Inverters ist mit der elektrischen Maschine verbunden, insbesondere mit Phasen- bzw. Wicklungsanschlüssen der elektrischen Maschine. Die Leistung wird somit von dem Inverter über die elektrische Maschine an den Energiespeicher übertragen. Hierbei wird die Leistung über mindestens einer Wicklung oder entlang mindestens eines Wicklungsabschnitts der elektrischen Maschine übertragen. Insbesondere kann die Leistung über die elektrische Maschine übertragen werden, indem die Leistung an mindestens einem Phasenanschluss der elektrischen Maschine eingespeist wird und vom (dazu entgegengesetzten) Sternpunkt abgegeben wird. Dieser Phasenanschluss wird auch als äußerer Phasenanschluss bezeichnet. Die Leistung wird über die In duktivität der mindestens einen Wicklung (oder Wicklungsab schnitt) der elektrischen Maschine übertragen. In an AC adapter charging mode, the power is supplied from the rectifier via an inverter and via an electrical Transfer machine to the energy storage. The inverter (in particular its DC side) is connected to the DC side of the rectifier. The AC side of the inverter is connected to the electric machine, in particular to phase or winding terminals of the electric machine. The power is thus transmitted from the inverter via the electric machine to the energy storage. In this case, the power is transmitted via at least one winding or along at least one winding section of the electrical machine. In particular, the power can be transmitted via the electric machine by the power is fed to at least one phase connection of the electric machine and output from the (opposite) star point. This phase connection is also referred to as external phase connection. The power is transmitted through the inductance of the at least one winding (or Windlungsab section) of the electric machine.
Bei dem Übertragen der Leistung über den Inverter und die damit verbundene elektrische Maschine wird der Inverter zusammen mit der elektrischen Maschine als Abwärtswandler (Buck-Wandler) bzw. als Synchronwandler im Abwärtswandlermodus betrieben. Hierbei bildet mindestens ein Leistungsschalter des Inverters mindestens einen Schalter des Abwärtswandlers während die mindestens eine Wicklung der elektrischen Maschine als Induktivität des Ab- wärtswandlers betrieben wird. Der Inverter und die elektrische Maschine können einen (einzelnen oder kaskadierten) Abwärts wandler ausbilden. When transmitting the power via the inverter and the electrical machine connected thereto, the inverter is operated together with the electric machine as a buck converter (buck converter) or as a synchronous converter in the buck converter mode. In this case, at least one circuit breaker of the inverter forms at least one switch of the buck converter while the at least one winding of the electrical machine is operated as an inductance of the step-down converter. The inverter and the electric machine can form a single or cascaded down converter.
Der Inverter bzw. mindestens ein Leistungsschalter hiervon wird angesteuert, um zusammen mit der mindestens einen Wicklung der elektrischen Maschine einen abwärtswandelnden Gleichspan nungswandler auszubilden. Der abwärtswandelnde Gleichspan nungswandler wird auch als abwärtswandelnder DC/DC-Wandler bezeichnet. Eine Soll-Spannung für das an der elektrischen Maschine abgegebene Spannungsniveau (d.h. die Spannung an mindestens einem inneren Phasenanschluss bzw. am Sternpunkt) kann vorgegeben sein, etwa von einer Ladesteuerung, die der Steuerung der Leistungsschalter des Inverters vorgeschaltet sein kann. Beim Betrieb der elektrischen Maschine zusammen mit dem Inverter als Gleichspannungswandler kann der Sternpunkt auf gelöst sein, d.h. die inneren Phasenanschlüsse von voneinander getrennt sein (alle oder eine Untergruppe hiervon) . The inverter or at least one circuit breaker thereof is driven in order to form a down-converting DC voltage converter together with the at least one winding of the electric machine. The down-converting DC-DC converter is also referred to as a down-converting DC / DC converter. A setpoint voltage for the voltage level delivered to the electric machine (ie the voltage at at least one inner phase connection or at the neutral point) can be predetermined, for example by a charge control, which is the Control of the circuit breaker of the inverter can be upstream. When operating the electric machine together with the inverter as a DC-DC converter, the neutral point can be resolved to, ie the internal phase terminals are separated from each other (all or a subset thereof).
Es kann eine Umschaltvorrichtung verwendet werden, um einen Modus aus den mindestens zwei möglichen Modi (Wechsel A switching device can be used to select a mode from the at least two possible modes (change
strom-Direktlademodus oder Wechselstrom-Anpassungslademodus) auszuwählen. In dem Wechselstrom-Direktlademodus verbindet eine Umschaltvorrichtung den Gleichrichter mit dem Energiespeicher, insbesondere in direkter Weise (d.h. ohne Spannungswandlung) . Ein Schalter der Umschaltvorrichtung überträgt hierbei die Leistung. In dem Wechselstrom-Anpassungslademodus verbindet die Umschaltvorrichtung den Gleichrichter mit dem Inverter bzw. stellt einen Leistungspfad her, der über den Inverter und über die elektrische Maschine führt. Hierzu kann ein weiterer Schalter der Umschaltvorrichtung vorgesehen sein, der hierbei die Leistung überträgt. Der weitere Schalter und der erstgenannte Schalter bilden vorzugsweise zusammen die Umschaltvorrichtung . Die beiden Schalter sind wechselweise geschlossen, d.h. wenn ein Schalter geschlossen ist, ist der andere Schalter offen. In einem Inaktiv-Modus können beide Schalter offen sein. Direct Current Charge Mode or Alternating Current Charge Mode). In the AC direct charging mode, a switching device connects the rectifier to the energy storage, in particular, directly (i.e., without voltage conversion). A switch of the switching device transmits the power. In the AC matching charging mode, the switching device connects the rectifier to the inverter, and produces a power path that leads through the inverter and the electric machine. For this purpose, a further switch of the switching device can be provided, which in this case transmits the power. The further switch and the former switch preferably together form the switching device. The two switches are alternately closed, i. when one switch is closed, the other switch is open. In an inactive mode both switches can be open.
Der Gleichrichter richtet in zumindest einem der Wechsel strom-Lademodi die Leistung gleich, vorzugsweise im Wechsel strom-Direktlademodus und im Wechselstrom-Anpassungslademodus . Der Gleichrichter ist insbesondere ein gesteuerter Gleich richter. Ferner führt der Gleichrichter eine Leistungsfak torkorrekturfilterfunktion (PFC-Funktion, Power Factor Cor- rection - Funktion) durch, insbesondere an der Wechselstromseite des Gleichrichters. Hierbei wird der Leistungsfaktor erhöht, es werden Oberschwingungsanteile verringert, oder beides. Der Gleichrichter kann als Vienna-Gleichrichter ausgebildet sein. Um die Leistungs faktorkorrekturfilterung durchzuführen, umfasst der Gleichrichter (für jede Phase) mindestens ein energie speicherndes Bauelement, beispielsweise eine Spule oder einen Kondensator. Das energiespeichernde Bauelement kann in Reihe zu den Phasenanschlüssen des Gleichrichters (an der Wechsel stromseite) vorgesehen sein, etwa in Form einer Serieninduk tivität (für jede Phase) . Alternativ oder zusätzlich kann ein energiespeicherndes Bauelement parallel zu verschiedenen Phasenanschlüssen angeschlossen sein, etwa in Dreieckkonfi guration oder in Sternkonfiguration. Das energiespeichernde Bauelement in Form von Parallelkondensatoren ausgebildet sein, mittels denen die Phasenanschlüsse miteinander verbunden sind. Der Gleichrichter kann somit zum Leistungskorrekturfiltern ausgebildet sein bzw. ein Leistungskorrekturfiltern (PFC, power factor correction) ausführen. Ein Leistungskorrekturfiltern kann gleichgesetzt werden mit dem hier erwähnten Ändern des Leistungsfaktors bzw. mit dem Erhöhen des Leistungsfaktors und einer Verringerung von Oberschwingungsanteilen. The rectifier directs the power in at least one of the alternating current charging modes, preferably in the alternating current direct charging mode and in the alternating current adapter charging mode. The rectifier is in particular a controlled rectifier. Furthermore, the rectifier performs a power factor correction (PFC) function, in particular on the AC side of the rectifier. This increases the power factor, reduces harmonic components, or both. The rectifier can be designed as a Vienna rectifier. In order to perform the power factor correction filtering, the rectifier comprises (for each phase) at least one energy-storing component, for example a coil or a capacitor. The energy storage device can be connected in series the phase terminals of the rectifier (on the alternating current side) may be provided, for example in the form of a series inductance (for each phase). Alternatively or additionally, an energy-storing component can be connected in parallel to different phase connections, for example in triangular configuration or in a star configuration. The energy-storing component may be designed in the form of parallel capacitors, by means of which the phase connections are connected to one another. The rectifier can thus be designed for power correction filtering or perform power correction correction (PFC). A power correction filter can be equated with the change in power factor mentioned here or with the increase of the power factor and a reduction of harmonic components.
Der Inverter kann eine gesteuerte Vollwellenbrücke sein, insbesondere mit mehreren Phasen, beispielsweise eine mehr phasige BnC-Brücke, wobei n dem Doppelten der Phasenanzahl entspricht. Der Inverter kann als B6C-Brücke ausgestaltet sein. Der Inverter kann ferner als eine oder eine Vielzahl von H-Brücken ausgestaltet sein. The inverter can be a controlled full-wave bridge, in particular with several phases, for example a more-phase BnC bridge, where n is twice the number of phases. The inverter can be designed as a B6C bridge. The inverter may be further configured as one or a plurality of H-bridges.
Der Inverter und/oder der Gleichrichter kann Halbleiterschalter umfassen, etwa MOSFETs oder IGBTs oder auch Dioden. Die Halbleiterschalter sind Leistungs Schalter . The inverter and / or the rectifier may comprise semiconductor switches, such as MOSFETs or IGBTs or diodes. The semiconductor switches are power switches.
In dem Wechselstrom-Anpassungslademodus kann die Leistung von der elektrischen Maschine über einen Filter an den Energie speicher übertragen werden, insbesondere über einen Filter, der der elektrischen Maschine (vom Inverter aus gesehen) nachge schaltet ist bzw. der sich zwischen elektrischer Maschine und Energiespeicher befindet. In the AC adjustment charging mode, the power from the electric machine via a filter to the energy storage can be transmitted, in particular via a filter that the electric machine (seen from the inverter) nachge is switched or which is located between the electric machine and energy storage ,
In dem Wechselstrom-Anpassungslademodus kann der Inverter als abwärtswandelnder Gleichspannungswandler (kurz: Abwärtswand ler) betrieben werden. Insbesondere kann in dem Wechsel strom-Anpassungslademodus kann der Inverter zusammen mit zu mindest einer Wicklung der elektrischen Maschine als Ab- wärtswandler betrieben werden. Ferner kann in dem Wechsel strom-Anpassungslademodus der Inverter als Schalter eines Abwärtswandlers betrieben werden, der sich durch die Kombination des Inverters mit der elektrischen Maschine (und die ent sprechende Ansteuerung) ergibt. Es werden insbesondere nur ein Teil aller Leistungsschalter des Inverters verwendet, um die Schalter eines Abwärtswandlers zu realisieren. Hierbei kann der so gebildete Abwärtswandlers eine vom Gleichrichter abgegebene Gleichspannung in eine andere, niedrigere Gleichspannung wandeln. Im Wechselstrom-Direktlademodus kann der Inverter deaktiviert sein. Insbesondere sind im Wechsel In the AC adaptation charging mode, the inverter can be operated as a down-converting DC-DC converter (in short: down-converter). In particular, in the alternating current charging mode, the inverter, together with at least one winding of the electric machine, can be used as an alternator. be operated converter. Further, in the AC power-on charge mode, the inverter may be operated as a buck converter switch resulting from the combination of the inverter with the electric machine (and the appropriate drive). In particular, only a portion of all the power switches of the inverter are used to implement the switches of a buck converter. In this case, the down converter formed in this way can convert a DC voltage delivered by the rectifier into another, lower DC voltage. In AC direct charging mode, the inverter may be disabled. In particular, they are changing
strom-Direktlademodus alle Schalter des Inverters offen. Im Wechselstrom-Anpassungslademodus wird die durch Gleichrichtung (und PFC-Filterung) entstehende Gleichspannung an ein (nied rigeres) Spannungsniveau an der Batterie angepasst, um so überhöhte Ströme durch ein starkes Spannungsgefälle zwischen gleichgerichteter Wechselspannung und EnergiespeicherSpannung zu vermeiden. direct current charging mode all switches of the inverter open. In the AC adapter charging mode, the DC voltage produced by rectification (and PFC filtering) is adjusted to a (lower) voltage level on the battery to avoid excessive currents due to a large voltage differential between rectified AC voltage and energy storage voltage.
Die vom Inverter bzw. der elektrischen Maschine abgegebene Spannung kann mittels eines Filters gefiltert werden. Dieser Filter ist der elektrischen Maschine nachgeschaltet und ist insbesondere mit dem Sternpunkt bzw. den inneren Phasenan schlüssen der elektrischen Maschine (schalterlos) verbunden. The voltage delivered by the inverter or the electric machine can be filtered by means of a filter. This filter is connected downstream of the electric machine and is in particular connected to the star point or the inner Phasenan connections of the electric machine (switchless).
Ferner kann ein Gleichspannungslademodus vorgesehen sein. In diesem Modus wird die Leistung (welche als Gleichstrom / Gleichspannung vorliegt) von einem Gleichstromladeanschluss direkt (d.h. ohne Spannungswandlung) an den Energiespeicher übertragen. Alternativ oder in Kombination hiermit kann ein Gleichspannungs-Anpassungslademodus vorgesehen sein, bei dem die Leistung von dem Gleichstromladeanschluss über einen Gleichspannungswandler an den Energiespeicher übertragen wird. Hierbei kann der Gleichspannungswandler ein dezidierter Gleichspannungswandler zum Gleichspannungsladen sein, oder kann gebildet werden von Schaltern des Inverters und der elektrischen Maschine . Im letztgenannten Fall wird die Leistung übertragen von dem Gleichstromladeanschluss über die elektrische Maschine an den Inverter und ausgehend von diesem an den Energiespeicher. Ein Schalter, der den Energiespeicher direkt mit dem Gleich stromladeanschluss verbindet, ist im Gleichspannungs-An passungslademodus offen und im Gleichspannungslademodus (der auch als Direkt-Gleichspannungslademodus bezeichnet werden kann) geschlossen. Furthermore, a DC charging mode can be provided. In this mode, the power (which is available as DC / DC voltage) is transferred directly from a DC charging port (ie without voltage conversion) to the energy storage. Alternatively or in combination with this, a DC voltage charge charging mode can be provided, in which the power is transferred from the DC charging port to the energy storage via a DC-DC converter. Here, the DC-DC converter may be a dedicated DC-DC converter for DC charging, or may be constituted by switches of the inverter and the electric machine. In the latter case, the power is transmitted from the DC charging port via the electric machine the inverter and from this to the energy storage. A switch that connects the energy storage directly to the DC power charging port is open in the DC voltage charging mode and closed in the DC charging mode (which may also be referred to as a direct DC charging mode).
Schließlich kann ein Fahrmodus oder ein Rekuperationsmodus vorgesehen sein, in dem der Energiespeicher über den Inverter mit der elektrischen Maschine verbunden ist. Hierbei wird Leistung von dem Energiespeicher über den Inverter an die elektrische Maschine übertragen und dort von der elektrischen Maschine in mechanische Leistung gewandelt (Traktionsmodus), oder die Leistung wird ausgehend von mechanischer Leistung in der elektrischen Maschine erzeugt und über den Inverter an den Energiespeicher übertragen. In dem Fahrmodus und in dem Re kuperationsmodus ist der Gleichrichter deaktiviert und weist insbesondere offene Leistungsschalter auf. Finally, a driving mode or a recuperation mode can be provided, in which the energy store is connected to the electric machine via the inverter. In this case, power is transferred from the energy store via the inverter to the electric machine where it is converted by the electric machine into mechanical power (traction mode), or the power is generated based on mechanical power in the electric machine and transmitted via the inverter to the energy store. In the drive mode and in the recuperation mode, the rectifier is deactivated and in particular has open circuit breakers.
Es können Rückspeisemodi bestehen, bei denen Leistung vom elektrischen Energiespeicher an zumindest eine der Ladean schlüsse übertragen werden kann, etwa ein erster Rückspeise modus, bei dem Leistung vom Energiespeicher direkt über den (steuerbaren) Gleichrichter an den Wechselstromladeanschluss übertragen wird (wobei der Gleichrichter dann wechselrichtet), ein zweiter Rückspeisemodus, bei dem Leistung vom Energie speicher über die elektrische Maschine und den daran ange schlossenen Inverter sowie über den (steuerbaren) Gleichrichter an den Wechselstromladeanschluss übertragen wird (wobei der Gleichrichter dann wechselrichtet und der Inverter Gleich spannung wandelt), oder ein dritter Rückspeisemodus, bei dem Leistung vom Energiespeicher an den Gleichspannungsladean schluss abgegeben wird. There may be regenerative modes in which power from the electrical energy storage can be transferred to at least one of the charging ports, such as a first regenerative mode in which power from the energy storage is transferred directly through the (controllable) rectifier to the AC charging port (the rectifier then inverting ), a second regenerative mode in which power is transferred from the energy storage device via the electric machine and the connected thereto inverter and the (controllable) rectifier to the AC charging port (the rectifier then inverts and the inverter DC voltage converts), or a third regenerative mode, in which power from the energy storage is delivered to the Gleichspannungsladean circuit.
Der Gleichrichter kann in einem Gleichrichtermodus betrieben werden, in dem die am Wechselstromladeanschluss liegende Spannung nur gleichgerichtet und einer PFC-Filterung unterworfen wird wobei der Gleichrichter keine Spannungswandlung (die mit der PFC-Filterung verknüpft ist) durchführt. Mit anderen Worten führt dann der Gleichrichter keine Aufwärtswandlung durch, sondern nur ggf. eine Erhöhung der Spannung, die mit der PFC-Filterung verknüpft ist, etwa eine Erhöhung von nicht mehr als 5%, 7%, 10% oder 15%. Die gleichgerichtete Spannung ergibt sich in diesem Modus durch die effektive und ggf. verkette Wechselspannung am Wechselstromladeanschluss und ggf . durch eine nicht wesentliche Spannungserhöhung, die mit der PFC-Filterung verknüpft ist. Der Gleichrichter kann eingerichtet sein, auch in einem Gleichricht-Spannungswandlungsmodus betrieben zu werden, in dem dieser die am Wechselstromladeanschluss anliegende Spannung gleichrichtet und zudem eine Aufwärtswandlung durchführt, die über eine (nicht wesentliche) Spannungserhöhung durch PFC-Filterung hinausgeht. Um eine (wesentliche, d.h. über 5%, 7%, 10% oder 15% hinausgehende) Aufwärtswandlung ausführen zu können, weist der Gleichrichter mindestens ein energie speicherndes Bauelement wie zumindest ein Kondensator oder zumindest eine Induktivität auf, wie vorangehend beschrieben ist. Der Gleichrichter weist insbesondere eine Leistungsfak torkorrekturfunktion (Power Factor Correction, PFC) auf. Diese wird mittels des mindestens einen energiespeichernden Bau elements realisiert. Das Aufwärtswandeln wird somit mit Kom ponenten des Gleichrichters realisiert, die auch zur Reali sierung der Leistungsfaktorkorrekturfunktion dienen. Durch Schalten von HalbleiterSchaltern des Gleichrichters gemäß Parametern wie Tastgrad, Schaltphase, Phasenversatz und Freguenz wird das Aufwärtswandeln und/oder die Leistungsfaktorkorrek turfunktion realisiert und gesteuert. The rectifier can be operated in a rectifier mode in which the voltage applied to the AC charging terminal is only rectified and subjected to PFC filtering, whereby the rectifier does not undergo voltage conversion (which occurs with the PFC filtering). In other words, then the rectifier does not up-convert, but only possibly an increase in the voltage associated with the PFC filtering, such as an increase of not more than 5%, 7%, 10% or 15%. The rectified voltage results in this mode by the effective and possibly chain AC voltage at the AC charging port and possibly. by a non-significant voltage increase associated with PFC filtering. The rectifier may be configured to also operate in a rectifying voltage conversion mode in which it rectifies the voltage applied to the AC charging terminal and also performs an up-conversion that goes beyond a (non-substantial) voltage increase by PFC filtering. In order to be able to carry out an upshift (substantial, ie exceeding 5%, 7%, 10% or 15%), the rectifier has at least one energy-storing component, such as at least one capacitor or at least one inductor, as described above. The rectifier in particular has a power factor correction function (Power Factor Correction, PFC). This is realized by means of at least one energy-storing construction elements. The up-conversion is thus realized with components of the rectifier which also serve to realize the power factor correction function. By switching semiconductor switches of the rectifier according to parameters such as duty cycle, switching phase, phase offset and frequency, the up-conversion and / or the power factor correction function is realized and controlled.
In einer Ausführungsform führt in dem Wechselstrom-Direkt lademodus der Gleichrichter eine Aufwärtswandlung (sowie eine Gleichrichtung und PFC-Filterung) durch. Der Inverter ist hierbei deaktiviert, insbesondere da von dem Gleichrichter die Leistung direkt an den Energiespeicher geführt wird. Der Wechselstrom-Direktlademodus wird beispielsweise eingestellt, wenn die Spitzen-Spitzen-Spannung am Wechselstromladeanschluss (entsprechend der Quadratwurzel von zwei multipliziert mit dem Effektivwert der Spannung) nicht mehr als eine vorgegebene Marge unter der Spannung des Energiespeichers liegt. Dies gilt insbesondere für eine einphasige Belegung des Wechselstrom ladeanschlusses. Ferner kann der Wechselstrom-Direktlademodus eingestellt werden, wenn der Spitzen-Spitzen-Wert der ver ketteten Spannung am Wechselstromladeanschluss (entsprechend der Quadratwurzel von zwei multipliziert mit der verketteten Spannung am Wechselstromladeanschluss) nicht mehr als eine vorgegebene Marge unter der Spannung des Energiespeichers liegt. In one embodiment, in the AC direct charging mode, the rectifier performs up-conversion (as well as rectification and PFC filtering). The inverter is deactivated here, in particular since the power is fed directly from the rectifier to the energy store. For example, the AC direct charging mode is set when the peak-to-peak voltage at the AC charging terminal (corresponding to the square root of two times the rms value of the voltage) is not more than a predetermined margin is below the voltage of the energy store. This is especially true for a single-phase occupancy of the AC charging port. Further, the AC direct charging mode can be set when the peak-to-peak value of the chained voltage at the AC charging terminal (corresponding to the square root of two multiplied by the chained voltage at the AC charging terminal) is not more than a predetermined margin below the voltage of the energy storage.
So kann beispielsweise bei einer Spannung des Energiespeichers von mehr als 325 V oder 350 V und einphasiger Belegung des Wechselstromladeanschlusses bei einer Netzspannung von 230 V effektive Wechselspannung der Wechselstrom-Direktlademodus eingestellt werden. Hierbei arbeitet der Gleichrichter auch als Hochsetzsteller (Aufwärtswandler), d.h. führt einen Span- nungs-Boost durch, so dass die vom Gleichrichter abgegebene Spannung höher ist als die Spannung, die sich bei reiner Gleichrichtung und reiner PFC-Filterung ohne (wesentliches) Aufwärtswandeln ergeben würde. Thus, for example, with a voltage of the energy storage of more than 325 V or 350 V and single-phase occupancy of the AC charging connection at a mains voltage of 230 V effective AC voltage of the AC direct charging mode can be set. Here, the rectifier also works as a boost converter (boost converter), i. Performs a voltage boost so that the voltage delivered by the rectifier is higher than the voltage that would result from pure rectification and pure PFC filtering without (substantial) step-up.
Wenn beispielsweise mit dreiphasigem Drehstrom (mit einer Sternpassung von 230 V effektiver Wechselspannung bzw. einer verketteten effektiver Wechselspannung von ca. 400 V) geladen wird, entsprechend einer dreiphasigen Belegung des Wechsel stromladeanschlusses, und liegt die Spannung des Energie speichers über 600 V, 620 V oder 650 V oder auch 670 V, dann wird ebenso der Wechselstrom-Direktlademodus durchgeführt, bei dem der Gleichrichter neben der Funktion des Gleichrichtens und der Leistungsfaktorkorrektur auch die Funktion des Aufwärtswandeins ausführt und die Leistung direkt an den Energiespeicher (und nicht über den Inverter / die elektrische Maschine) abgibt. For example, when three-phase AC (with a star fit of 230 V effective AC or a chained AC effective voltage of about 400 V) is charged, corresponding to a three-phase occupancy of the AC charging connection, and the voltage of the energy storage is above 600 V, 620 V. or 650 V or even 670 V, then the AC direct charge mode is also performed, in which the rectifier performs the function of Aufwärtswandeins in addition to the function of rectification and power factor correction and the power directly to the energy storage (and not via the inverter / electrical machine).
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass in dem Wechsel Furthermore, it can be provided that in the change
strom-Anpassungslademodus der Gleichrichter keine Aufwärts wandlung durchführt und nur gleichrichtet und eine PFC-Funktion ausführt. Der Inverter ist hierbei aktiviert und führt zusammen mit mindestens einer Wicklungsinduktivität der elektrischen Maschine eine Abwärtswandlung durch. Die Leistung wird von dem Gleichrichter über den Inverter und die elektrischen Maschine (in dieser Reihenfolge) an den Energiespeicher geführt. Der Wechselstrom-Anpassungslademodus wird beispielsweise einge stellt, wenn die Spitzen-Spitzen-Spannung am Wechselstrom ladeanschluss (entsprechend der Quadratwurzel von zwei mul tipliziert mit dem Effektivwert der Spannung) nicht mehr als eine vorgegebene Marge über der Spannung des Energiespeichers liegt. Dies gilt insbesondere für eine einphasige Belegung des Wechselstromladeanschlusses. Ferner kann der Wechsel current adjustment charge mode, the rectifier does not upconvert and only rectifies and performs a PFC function. In this case, the inverter is activated and, together with at least one winding inductance of the electrical machine, performs a downward conversion. The performance is of the Rectifier via the inverter and the electric machine (in this order) led to the energy storage. The AC adapter charging mode is set, for example, when the peak-to-peak voltage at the AC charging terminal (corresponding to the square root of two multiplied by the rms value of the voltage) is not more than a predetermined margin over the voltage of the energy storage. This applies in particular to a single-phase occupancy of the AC charging connection. Furthermore, the change
strom-Direktlademodus eingestellt werden, wenn der Spit- zen-Spit zen-Wert der verketteten Spannung am Wechselstrom ladeanschluss (entsprechend der Quadratwurzel von zwei mul tipliziert mit der verketteten Spannung am Wechselstromlade anschluss) nicht mehr als eine vorgegebene Marge über der Spannung des Energiespeichers liegt. So kann beispielsweise bei einer effektiven Wechselspannung des Energiespeichers von nicht mehr als 325 V oder 350 V und einphasiger Belegung des Wech selstromladeanschlusses bei einer effektiven Netzspannung von 230 V Wechselspannung der Wechselstrom-Anpassungslademodus eingestellt werden. Hierbei arbeitet der Gleichrichter nur als Gleichrichter (und PFC-Filter) und nicht als Hochsetzsteller (Aufwärtswandler), d.h. führt keinen Spannungs-Boost (der über eine Spannungserhöhung durch PFC-Filterung hinausgehen würde) durch. Dadurch entspricht die vom Gleichrichter abgegebene Spannung derjenigen Spannung, welche sich bei reiner Gleich richtung (incl. PFC-Filterung) ohne Aufwärtswandeln ergibt . Wenn beispielsweise mit dreiphasigem Drehstrom (mit einer Stern passung von 230 V bzw. einer verketteten Spannung von ca. 400 V Wechselstrom) geladen wird, entsprechend einer dreiphasigen Belegung des Wechselstromladeanschlusses, und liegt die Spannung des Energiespeichers nicht über 600 V, 620 V, 650 V oder auch 670 V, dann wird ebenso der Wechselstrom-Anpassungslademodus durchgeführt, bei dem der Gleichrichter nur die Funktionen des Gleichrichtens und des PFC-Filtern ausführt und nicht die Funktion des Aufwärtswandeins. Der Gleichrichter gibt hierbei die Leistung nicht direkt an den Energiespeicher sondern über den Inverter / die elektrische Maschine ab, welche das Span nungsniveau verringern. Der Inverter und die elektrische Ma- schine passen hierbei die gleichgerichtete Spannung an durch abwärtswandeln . direct current charging mode, when the peak-to-peak value of the chained voltage at the AC charging port (corresponding to the square root of two multiplied by the chained voltage at the AC charging port) is not more than a predetermined margin above the energy storage voltage , Thus, for example, with an effective AC voltage of the energy storage of not more than 325 V or 350 V and single-phase occupancy of the Wech selstromladeanschlusses at an effective mains voltage of 230 V AC voltage of the AC adjustment charging mode can be set. Here, the rectifier operates only as a rectifier (and PFC filter) and not as a boost converter (boost converter), ie performs no voltage boost (which would go beyond a voltage increase by PFC filtering) by. As a result, the voltage delivered by the rectifier corresponds to the voltage which results in pure DC direction (incl. PFC filtering) without upward conversion. For example, when charging with three-phase AC power (with a 230 V star or a chained voltage of approximately 400 V AC), corresponding to a three-phase occupancy of the AC charging port, the energy storage voltage is not above 600 V, 620 V, 650 V or also 670 V, then the AC adjustment charge mode is also performed, in which the rectifier performs only the functions of rectification and PFC filtering and not the function of Aufwärtswandeins. The rectifier does not output the power directly to the energy store but via the inverter / electric machine, which reduce the voltage level. The inverter and the electrical Here, the rectified voltage is adjusted by down-converting.
Ferner wird ein Fahrzeugbordnetz mit einem Wechselstromlade anschluss und einem Gleichrichter beschrieben. Dieses Fahr zeugbordnetz und dessen Komponenten entsprechen insbesondere dem Bordnetz und den Komponenten, die anhand deren das Verfahren und Ausführungsformen hiervon beschrieben wurde. Der Gleichrichter ist über eine UmschaltVorrichtung auswählbar entweder direkt mit einem elektrischen Energiespeicher verbunden, wobei dies dem Wechselstrom-Direktlademodus entspricht, oder ist über einen Inverter und einer elektrische Maschine mit dem elektrischen Energiespeicher verbunden, wobei dies dem Wechsel Furthermore, a vehicle electrical system with an AC charging connection and a rectifier will be described. This on-board vehicle network and its components correspond in particular to the on-board network and the components which have been described by means of which the method and embodiments thereof. The rectifier is selectable via a switching device either directly connected to an electrical energy storage, which corresponds to the AC direct charging mode, or is connected via an inverter and an electric machine to the electrical energy storage, this being the change
strom-Anpassungslademodus entspricht. Die UmschaltVorrichtung ist somit zur Auswahl zweier Leistungspfade (ausgehend vom Gleichrichter) eingerichtet, die beide zum Energiespeicher führen. Der eine Leistungspfad ist direkt und der andere Leistungspfad führt über den Inverter und die daran ange schlossene elektrische Maschine. Der Inverter ist über die elektrische Maschine mit dem elektrischen Energiespeicher verbunden. Der Inverter ist zwischen dem Gleichrichter und der elektrischen Maschine angeschlossen. Ausgehend vom Gleich richter ist die elektrische Maschine dem Inverter nachge schaltet. Zwischen dem Energiespeicher und dem Inverter ist die elektrische Maschine geschaltet . Die innere Phasenanschlüsse der elektrischen Maschine (oder zumindest einer hiervon) ist mit dem Energiespeicher verbunden. Die äußeren Phasenanschlüsse der elektrischen Maschine sind mit dem Energiespeicher verbunden. Der Sternpunkt, mindestens ein innerer Phasenanschluss oder ein sternpunktseitiges Ende zumindest einer Wicklung oder aller Wicklungen der elektrischen Maschine ist mit dem Energiespeicher verbunden . current adjustment charging mode corresponds. The switching device is thus set up to select two power paths (starting from the rectifier), both of which lead to the energy store. The one power path is direct and the other power path leads through the inverter and the connected electrical machine. The inverter is connected via the electrical machine with the electrical energy storage. The inverter is connected between the rectifier and the electric machine. Starting from the rectifier, the electric machine is switched nachge the inverter. Between the energy storage and the inverter, the electric machine is switched. The inner phase terminals of the electric machine (or at least one of them) is connected to the energy storage. The outer phase terminals of the electric machine are connected to the energy storage. The star point, at least one inner phase connection or a star point-side end of at least one winding or all windings of the electrical machine is connected to the energy store.
Dies ermöglicht wahlweise ein direktes Laden oder ein Laden über den Inverter und der dem Inverter nachgeschalteten elektrischen Maschine, die zusammen einen abwärtswandelnden Gleichspan nungswandler (Abwärtswandler) darstellen können . Hierbei bildet mindesten ein Leistungs Schalter des Inverters mindestens ein Schalter des Abwärtswandlers, während zumindest eine Wicklung oder ein Abschnitt hiervon eine Induktivität des Abwärtswandlers bildet. Der Inverter bzw. zumindest eine Untergruppe der Leistungsschalter des Inverters ist ausgebildet, auch als Schalter eines Abwärtswandlers betrieben zu werden. This optionally allows direct charging or charging via the inverter and the inverter downstream electric machine, which together can represent a down-converting DC voltage converter (down converter). In this case, at least one power switch of the inverter forms at least one A buck converter switch while at least one winding or portion thereof forms an inductor of the buck converter. The inverter or at least a subset of the power switches of the inverter is designed to also be operated as a switch of a buck converter.
Der Gleichrichter ist zum Gleichrichten des über den Wech selstromladeanschluss übertragenen Wechselstroms eingerichtet. Ferner ist er eingerichtet zur PFC-Filterung, bei der insbe sondere der Leistungsfaktor der über den Wechselstromladean schluss übertragenen Leistung vergrößert ist und Oberwellen verringert werden. Ferner ist der Gleichrichter zum ein stellbaren Aufwärtswandeln der Spannung eingerichtet. Hierbei kann der Gleichrichter wie eingangs erwähnt als Vien- na-Gleichrichter ausgebildet sein. Insbesondere ist der Gleichrichter auch ausgebildet, einen Leistungskorrekturfilter zu realisieren. Hierzu weist der Gleichrichter zumindest ein Energiespeicher-Bauelement wie eine Spule oder einen Kondensator auf. Mit anderen Worten ist der Gleichrichter mit einem The rectifier is arranged to rectify the AC current transmitted via the AC power charging terminal. Furthermore, it is set up for PFC filtering, in which, in particular, the power factor of the connection transferred via the AC charging terminal is increased and harmonics are reduced. Further, the rectifier is arranged to adjustably step up the voltage. Here, the rectifier can be designed as Vienna rectifier as mentioned above. In particular, the rectifier is also designed to realize a power correction filter. For this purpose, the rectifier has at least one energy storage component such as a coil or a capacitor. In other words, the rectifier is with a
Leistungskorrekturfilter ausgestattet oder ist zumindest mit der Funktion des Leistungskorrekturfilterns bzw. des Ändern des Leistungsfaktors ausgestattet. Elemente des Leistungskorrek turfilters werden ferner verwendet, um eine Aufwärtswand lungsfunktion des Gleichrichters auszuführen. Hierzu weist der Gleichrichter insbesondere mindestens ein energiespeicherndes Element wie eine Induktivität oder einen Kondensator auf, wie bereits erwähnt wurde. Als mindestens ein energiespeicherndes Element zur Ausbildung der Aufwärtswandlungsfunktion wird vorzugsweise das gleiche mindestens eine energiespeicherndes Element verwendet, mit dem die PFC-Filterfunktion des Power correction filter equipped or is at least equipped with the function of the power correction filters or changing the power factor. Elements of the power correction filter are also used to perform an up-converting function of the rectifier. For this purpose, the rectifier in particular has at least one energy-storing element such as an inductor or a capacitor, as already mentioned. As at least one energy-storing element for forming the up-conversion function, preferably the same at least one energy-storing element is used with which the PFC filter function of the
Gleichrichters realisiert wird. Der Gleichrichter ist zur Ausführung des Wechselstrom-Anpassungslademodus und des Wechselstrom-Direktlademodus eingerichtet . Insbesondere ist die Steuerungseinheit zusammen mit dem Gleichrichter eingerichtet, den Wechselstrom-Anpassungslademodus und den Wechsel Rectifier is realized. The rectifier is configured to carry out the AC adaptation charging mode and the AC direct charging mode. In particular, the control unit is arranged together with the rectifier, the AC adjustment charging mode and the change
strom-Direktlademodus auszuführen. Die Steuerungseinheit ist eingerichtet entweder den Wechselstrom-Anpassungslademodus oder den Wechselstrom-Direktlademodus (oder einen anderen Modus) einzustellen . current direct charging mode. The control unit is set up either the AC adaptation charging mode or Set the AC direct charge mode (or another mode).
Wie erwähnt kann der Gleichrichter eingerichtet sein, in zu mindest einem Betriebsmodus (insbesondere im Wechsel As mentioned, the rectifier can be set up in at least one operating mode (in particular alternately
strom-Direktlademodus) als Aufwärtswandler zu arbeiten. Es kann ferner vorgesehen sein, dass der Gleichrichter im Wechsel strom-Anpassungslademodus (abgesehen von einer nicht wesent lichen Spannungserhöhung durch die PFC-Funktion von bei spielsweise nicht mehr als 5%, 7%, 10% oder 15%) nicht als Aufwärtswandler arbeitet. Der Gleichrichter kann insbesondere Bauteile aufweisen, die für eine Gleichrichtung einer Spannung von mindestens 50%, 100%, 150% oder 200% über der current direct charging mode) to work as a boost converter. It may further be provided that the rectifier does not work as an up-converter in the alternating current charge mode (apart from a non-essential voltage increase by the PFC function of, for example, not more than 5%, 7%, 10% or 15%). In particular, the rectifier may have components which are suitable for rectifying a voltage of at least 50%, 100%, 150% or 200% over the
Nenn-Spitzen-Spitzen-Spannung am Wechselstromanschluss (ggf. unter Berücksichtigung des betreffenden Verkettungsfaktors) ausgelegt sind. Nominal peak-to-peak voltage at the AC connection (if necessary, taking into account the respective linkage factor) are designed.
Die elektrische Maschine kann über einen Filter mit dem elektrischen Energiespeicher verbunden sein. Der Filter kann einem Schalter der Umschaltvorrichtung nachgeschaltet sein (von der elektrischen Maschine aus gesehen) . Der Filter ist ins besondere direkt, d.h. schalterlos, mit der elektrischen Ma schine verbunden, insbesondere mit mindestens einem inneren Phasenanschluss . The electric machine can be connected via a filter with the electrical energy storage. The filter may be connected downstream of a switch of the switching device (seen from the electrical machine). The filter is particularly direct, i. switchless, connected to the electrical Ma machine, in particular with at least one inner phase connection.
Das Fahrzeugbordnetz kann ferner über einen Gleichstromlade anschluss verfügen. Dieser ist vorzugsweise über mindestens einen Schalter mit dem Energiespeicher verbunden. Der The vehicle electrical system may also have a DC charging connection. This is preferably connected via at least one switch to the energy storage. The
Gleichstromladeanschluss ist nicht über den Filter mit dem Energiespeicher, der gegebenenfalls an der elektrischen Maschine angeschlossen ist (bzw. dieser nachgeschaltet ist) . DC charging connection is not via the filter with the energy storage, which is optionally connected to the electrical machine (or this downstream).
Das Fahrzeugbordnetz kann ferner eine Steuerungseinrichtung aufweisen, die vorangehend auch verkürzt als Steuerung be zeichnet wird. Die Steuerungseinrichtung ist ansteuernd mit der Umschaltvorrichtung und dem Inverter verbunden. Die Steue rungseinrichtung kann mehrteilig und/oder hierarchisch ge gliedert sein und einen Teil umfassen, der die Umschaltvor- richtung ansteuert, einen weiteren Teil umfassen, der den Inverter bzw. dessen Leistungsschalter ansteuert, und kann zudem eine übergeordnete Steuereinheit aufweisen. Die Hierarchie bzw. Gliederung der Steuerungseinrichtung kann jedoch vielgestaltig sein und wird im Weiteren nicht näher erörtert. Die Steue rungseinrichtung ist eingerichtet, in dem Wechsel The vehicle electrical system may further comprise a control device, which is also abbreviated be referred to as control be previously. The controller is drivingly connected to the switching device and the inverter. The control device can be divided into several parts and / or hierarchically and comprise a part which controls the switching over. direction, comprise a further part which controls the inverter or its power switch, and may also have a higher-level control unit. However, the hierarchy or structure of the control device can be multifarious and will not be discussed further below. The control device is set up in the change
strom-Direktlademodus die Umschaltvorrichtung anzusteuern, den Wechselstromladeanschluss direkt mit dem Energiespeicher zu verbinden. Die Steuerungseinrichtung ist ferner eingerichtet, in einem Wechselstrom-Anpassungslademodus die Umschaltvorrichtung anzusteuern, den Wechselstromladeanschluss mit dem Inverter) zu verbinden. Die Steuerungseinrichtung ist in diesem Modus eingerichtet, den Inverter anzusteuern, zusammen mit mindestens einer Wicklung der elektrischen Maschine als Gleichspan nungswandler zu arbeiten. Die Umschaltvorrichtung ist insbe sondere eingerichtet, in dem Wechselstrom-Direktlademodus den Inverter inaktiv zu schalten, d.h. alle Schalter des Inverters in offenem Zustand vorzusehen. direct current charging mode to control the switching device to connect the AC charging port directly to the energy storage. The controller is further configured to drive the switching device to connect the AC charging port to the inverter in an AC matching charging mode. The control device is set up in this mode to control the inverter to work together with at least one winding of the electric machine as DC voltage converter. The switching device is in particular arranged to switch the inverter inactive in the AC direct charging mode, i. to provide all switches of the inverter in open condition.
Die Steuerungseinrichtung kann ferner ausgebildet sein, in einem Gleichstromladezustand beide Schalter der Umschaltvorrichtung offen vorzusehen, während ein Schalter geschlossen vorgesehen wird, der den Gleichstromladeanschluss mit dem Energiespeicher verbindet . The controller may further be configured to openly provide both switches of the switching device in a DC charging state while a switch is provided closed connecting the DC charging port to the energy storage.
Die Umschaltvorrichtung kann einen ersten Schalter aufweisen, der den Gleichrichter mit dem Energiespeicher verbindet. Die Umschaltvorrichtung kann einen zweiten Schalter aufweisen, der zwischen dem Energiespeicher und einer Verbindung vorgesehen ist, die den Gleichrichter mit dem Inverter verbindet. Ins besondere ist der zweite Schalter zwischen der elektrischen Maschine und dem Energiespeicher vorgesehen bzw. verbindet diese beiden Komponenten. Der zweite Schalter kann insbesondere am Sternpunkt der elektrischen Maschine (bzw. an deren inneren Phasenanschlüssen) vorgesehen sein und kann diesen bzw . diese mit dem Energiespeicher verbinden. In den Wechselstromlademodi sind der erste und der zweite Schalter wechselweise offen oder geschlossen . In einer alternativen Ausführungsform umfasst die Umschalt vorrichtung nur den ersten Schalter, während der zweite Schalter von den Schaltern des Inverters realisiert wird. In diesem Fall wird der Leistungspfad, der über den Inverter bzw. über die elektrische Maschine führt (und der beim Wechsel The switching device may have a first switch which connects the rectifier to the energy store. The switching device may include a second switch provided between the energy storage and a connection connecting the rectifier to the inverter. In particular, the second switch is provided between the electric machine and the energy storage or connects these two components. The second switch can be provided in particular at the star point of the electric machine (or at its inner phase connections) and can supply this or such. connect them to the energy storage. In the AC charging modes, the first and second switches are alternately open or closed. In an alternative embodiment, the switching device comprises only the first switch, while the second switch is realized by the switches of the inverter. In this case, the power path that leads through the inverter or via the electric machine (and when changing
strom-Anpassungslademodus zur Übertragung verwendet wird) von den Schaltern des Inverters selbst geöffnet oder geschlossen, während der direkt vom Gleichrichter zum Energiespeicher führende Pfad von dem ersten Schalter geöffnet oder geschlossen wird. Die Steuerungseinrichtung ist ausgebildet, in den Wechselstromlademodi den ersten Schalter einerseits und die Schalter des Inverters andererseits wechselweise zu öffnen oder zu schließen. Hierbei kann die Steuerungseinrichtung ausgebildet sein, in dem Wechselstrom-Direktlademodus den ersten Schalter geschlossen und die Schalter des Inverters offen anzusteuern, und in dem Wechselstrom-Anpassungslademodus den ersten Schalter offen und die Schalter des Inverters geschlossen anzusteuern. Anstatt alle Schalter des Inverters geschlossen anzusteuern, kann auch eine Untergruppe der Vollbrücken oder auch nur eine Vollbrücke des Inverters geschlossen angesteuert werden. current adjustment charge mode is used for transmission) is opened or closed by the switches of the inverter itself, while the path leading directly from the rectifier to the energy storage path is opened or closed by the first switch. The control device is designed to alternately open or close the first switch on the one hand and the switches of the inverter on the other hand in the alternating-current charging modes. Herein, the controller may be configured to close the first switch and openly drive the switches of the inverter in the AC direct-charge mode, and open the first switch open and the switches of the inverter closed in the AC adaptive charge mode. Instead of controlling all switches of the inverter closed, a subgroup of the full bridges or even a full bridge of the inverter can be controlled closed.
Das hier beschriebene Fahrzeugbordnetz ist zur Ausführung des Verfahrens ausgestaltet . Das Verfahren verwendet die be schriebenen Komponenten des Fahrzeugbordnetzes. The vehicle electrical system described here is designed to carry out the method. The method uses the be described components of the vehicle electrical system.
Die Figur 1 zeigt eine Übersicht zur näheren Erläuterung des Fahrzeugbordnetzes bzw. des Verfahrens. FIG. 1 shows an overview for a more detailed explanation of the vehicle electrical system or the method.
Ein symbolhaft dargestelltes Fahrzeugbordnetz BN umfasst einen Energiespeicher ES in Form eines Traktionsakkumulators und einen Inverter I, der über einen ersten Schalter Bl mit dem Ener giespeicher ES verbunden ist. Auf der gegenüberliegenden Seite ist eine elektrische Maschine M an den Inverter angeschlossen. Die elektrische Maschine M hat insbesondere mehrere Phasen und kann als permanenterregte, selbsterregte oder fremderregte elektrische Maschine ausgebildet sein, beispielsweise als Synchronmaschine, oder kann eine Asynchronmaschine sein. Die elektrische Maschine M weist einen Sternpunkt SP auf. Dieser befindet sich an den inneren Phasenanschlüssen der elektrischen Maschine. Der Sternpunkt SP kann auftrennbar ausgestaltet sein. A symbolically represented on-board vehicle network BN comprises an energy store ES in the form of a traction battery and an inverter I which is connected via a first switch Bl to the energy storage unit ES. On the opposite side, an electric machine M is connected to the inverter. The electric machine M has in particular a plurality of phases and may be designed as a permanently excited, self-excited or externally excited electrical machine, for example as a synchronous machine, or may be an asynchronous machine. The electric machine M has a neutral point SP. This is located at the inner phase terminals of the electric machine. The star point SP can be designed separable.
Von dem Inverter I aus gesehen ist der elektrischen Maschine ein zweiter Schalter S1 nachgeschaltet. Der zweite Schalter S1 verbindet die elektrische Maschine M (insbesondere deren Sternpunkt SP bzw. zumindest einen inneren Phasenanschluss der elektrischen Maschine EM) mit dem Energiespeicher, insbesondere direkt, d.h. ohne Wandeln der Spannung. Es kann ein optionaler Filter F vorgesehen sein, der sich zwischen der elektrischen Maschine M und dem Energiespeicher ES befindet, insbesondere zwischen dem zweiten Schalter S1 und dem Energiespeicher. Seen from the inverter I, the electric machine is followed by a second switch S1. The second switch S1 connects the electric machine M (in particular its neutral point SP or at least one inner phase connection of the electric machine EM) to the energy store, in particular directly, ie. without changing the voltage. An optional filter F can be provided, which is located between the electric machine M and the energy store ES, in particular between the second switch S1 and the energy store.
Ein Wechselstromladeanschluss ACLB (etwa als Ladebuchse aus gestaltet) ist über einen Gleichrichter GR mit dem ersten Schalter Bl und mit dem Inverter I verbunden. Der erste Schalter Bl und der Inverter I (insbesondere dessen Gleichspannungsseite) sind mit der Gleichspannungs Seite des Gleichrichters GR ver bunden. Der Wechselstromladeanschluss ACLB ist mit einem Wechselstromnetz ACN verbunden, dass sich außerhalb des Fahrzeugbordnetzes befindet und in einer Ladestation LS vor gesehen sein kann. Das Wechselstromnetz ACN umfasst eine Wechselstromguelle . Der Gleichrichter GR weist die Funktion eines Leistungsfaktorkorrekturfilters auf (neben der Funktion des Gleichrichtens), so dass der Leistungsfaktor, der an dem Wechselstromladeanschluss ACLB herrscht, eingestellt und insbesondere (gegenüber der Verwendung eines Gleichrichters ohne PFC-Funktion) vergrößert werden kann. An AC charging terminal ACLB (designed approximately as a charging socket) is connected via a rectifier GR to the first switch Bl and to the inverter I. The first switch Bl and the inverter I (in particular its DC side) are connected to the DC side of the rectifier GR ver. The AC charging terminal ACLB is connected to an AC mains ACN which is located outside the vehicle electrical system and can be seen in a charging station LS. AC mains ACN includes an AC source. The rectifier GR has the function of a power factor correction filter (in addition to the function of rectification), so that the power factor prevailing at the AC charging terminal ACLB can be adjusted and in particular (compared to the use of a rectifier without PFC function) can be increased.
Ist der erste Schalter Bl geschlossen und der zweite Schalter S2 offen, dann ist der Gleichrichter GR direkt mit dem Energie speicher ES verbunden. Dies entspricht dem Wechsel If the first switch Bl closed and the second switch S2 open, then the rectifier GR is directly connected to the energy storage ES. This corresponds to the change
strom-Direktlademodus. Ist der erste Schalter Bl offen und der zweite Schalter S2 geschlossen, dann ist der Gleichrichter GR über den Inverter I und die elektrische Maschine M (in dieser Reihenfolge) mit dem Energiespeicher ES verbunden. Hierbei wird der Inverter zusammen mit der elektrischen Maschine wie eingangs erwähnt als (insbesondere abwärtswandelnder) Gleichspan nungswandler betrieben. Der optionale Filter F ermöglicht die Unterdrückung von Schaltpulsen im Bordnetz BN, die durch Schaltprozesse im Inverter I bei dem Betrieb als (Schaltereinheit eines) Gleichspannungswandler erzeugt werden. current direct charging mode. If the first switch Bl is open and the second switch S2 is closed, then the rectifier GR is connected to the energy store ES via the inverter I and the electric machine M (in this order). This is the inverter together with the electric machine as mentioned above as (in particular down-converting) DC voltage converter operated. The optional filter F enables the suppression of switching pulses in the electrical system BN, which are generated by switching processes in the inverter I when operating as a (switch unit of) a DC-DC converter.
Ein Masseschalter B2 verbindet den Energiespeicher schaltbar mit einem negativen Versorgungspotential des Fahrzeugbordnetzes. Die vorangehend genannten Schalter Bl und S2 sowie ein Schalter B3 sind in einer positiven Versorgungspotentialschiene vor gesehen. Ein Batterieabtrennschalter B3 ist zwischen dem Filter und dem Energiespeicher ES vorgesehen . Die Schalter B2 und B3 sind in den Wechselstromlademodi geschlossen und können im Fehlerfall oder bei inaktivem Bordnetz offen vorgesehen werden. A ground switch B2 connects the energy storage switchable with a negative supply potential of the vehicle electrical system. The aforementioned switches Bl and S2 and a switch B3 are seen in a positive supply potential rail before. A battery disconnect switch B3 is provided between the filter and the energy storage ES. The switches B2 and B3 are closed in the AC charging modes and can be provided open in case of failure or inactive electrical system.
Ein optionaler Gleichspannungsladeanschluss DCLB ermöglicht das Anschließen des Fahrzeugbordnetzes BN an ein Gleichstromnetz DCN, das außerhalb des Fahrzeugbordnetzes BN liegt. Das Gleichstromnetz DCN kann Teil der Ladestation LS sein. Der Gleichspannungsladeanschluss DCLB ist über einen Gleichspan nungsschalter S2 (und über den Schalter B3) mit dem Energie speicher verbunden. Die Verbindung zwischen dem Schalter S2 und dem Energiespeicher ES ist direkt, d.h. ohne Spannungswandler . Es kann jedoch zur Spannungsniveauanpassung dem Gleichspan nungsladeanschluss DCLB ein Gleichspannungswandler nachge schaltet sein. Eine alternative (oder zusätzliche) Verbindung zwischen dem Gleichspannungsladeanschluss DCLB und dem Ener giespeicher ES führt über einen Schalter CI. Der Schalter Schalter CI verbindet den Gleichspannungsladeanschluss DCLB mit dem Energiespeicher ES. Ist dieser geschlossen, kann Leistung direkt vom Gleichspannungsladeanschluss DCLB an den Energie speicher ES übertragen werden. An optional DC charging connection DCLB allows the connection of the vehicle electrical system BN to a DC network DCN, which lies outside the vehicle electrical system BN. The DC network DCN may be part of the charging station LS. The DC charging terminal DCLB is connected to the power storage via a DC voltage switch S2 (and via the switch B3). The connection between the switch S2 and the energy store ES is direct, i. without voltage transformer. However, it may be nachge switches for voltage level adjustment the DC voltage charging connection DCLB a DC-DC converter. An alternative (or additional) connection between the DC charging terminal DCLB and the energy storage ES is via a switch CI. The switch switch CI connects the DC charging terminal DCLB with the energy storage ES. If this is closed, power can be transferred directly from the DC charging connection DCLB to the energy storage ES.
Eine abstrakt dargestellte Steuerungseinrichtung CT ist an steuernd mit den Schaltern Bl und S1 verbunden. Die Steue rungseinrichtung CT steuert wie erwähnt in den Wechselstrom lademodi die Schalter Bl und S1 wechselweise an. Aus diesem Grund bilden die Schalter Bl und S1 (durch die wechselweise An steuerung) eine Umschaltvorrichtung. Die Steuerungseinrichtung CT ist ferner ansteuernd mit den Schaltern S2, B3 und CI verbunden (sofern vorhanden), die beim Gleichstromladen geschlossen sind, während die Schalter Sl, Bl offen sind. Die Steuerungseinrichtung CT ist zudem ansteuernd mit den Schaltern S2 und B3 bzw. CI verbunden, um diese im Gegensatz zu den Schaltern Bl und Sl geschlossen anzusteuern, wenn ein Gleichstromlademodus vor liegt. Die Steuerungseinrichtung kann ferner ansteuernd mit dem Gleichrichter GR und mit dem Inverter I verbunden sein. Wenn kein Schalter Sl vorgesehen ist, können anstatt dieses Schalters die Schalter des Inverters I von der Steuerungseinrichtung geöffnet oder geschlossen werden, etwa beim Umschalten zwischen den Wechselstrom-Lademodi. Die Steuerungseinrichtung CT ist durch die ansteuernde Verbindung mit dem Gleichrichter GR einge richtet, einen Leistungsfaktor einzustellen, der vom Gleich richter am Wechselstromladeanschluss ACLB herrscht, und Oberwellen zu Filtern bzw. Abzuschwächen. Wie erwähnt kann die Steuerungseinrichtung CT mehrteilig oder hierarchisch ausge bildet sein. Die Steuerungseinrichtung CT kann ferner einen Eingang zur Eingabe eines Soll-Betriebsmodus' aufweisen. Die Steuerung kann ferner zur Ausführung des Traktionsmodus oder Rekuperationsmodus ausgebildet sein, wie eingangs beschrieben ist . A control device CT shown in abstract is connected to the switches Bl and S1 at control. The Steue tion device CT controls as mentioned in the AC lademodes the switches Bl and S1 alternately. For this reason form the switches Bl and S1 (by the alternate to control) a switching device. The controller CT is also drivingly connected to the switches S2, B3 and CI (if present) closed during DC charging while the switches S1, B1 are open. The control device CT is also drivingly connected to the switches S2 and B3 and CI, respectively, in order to control them closed, in contrast to the switches Bl and Sl, when a DC charging mode is present. The control device can furthermore be connected to the rectifier GR and to the inverter I in a triggering manner. If no switch Sl is provided, instead of this switch, the switches of the inverter I may be opened or closed by the controller, such as when switching between the AC charging modes. The control device CT is set up by the driving connection with the rectifier GR to set a power factor that prevails from the rectifier at the AC charging terminal ACLB, and to filter harmonics or to mitigate. As mentioned, the controller CT may be multi-part or hierarchical forms. The controller CT may further comprise an input for inputting a desired operating mode. The controller may be further configured to execute the traction mode or recuperation mode, as described above.
Optionale bzw. alternative Komponenten und Verbindungen sind gestrichelt, punktiert oder strichpunktiert dargestellt. Optional or alternative components and connections are shown dashed, dotted or dash-dotted.

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zum Übertragen von elektrischer Leistung an einen elektrischen Energiespeicher (ES) eines Fahrzeugbordnetzes (BN) , wobei in einem Wechselstrom-Direktlademodus die Leistung von einem Gleichrichter (GR) des Fahrzeugbord netzes (BN) , der von einem Wechselstromladeanschluss (ACLB) gespeist wird, direkt an den Energiespeicher (ES) des Fahrzeugbordnetzes (ES) übertragen wird und in einem Wechselstrom-Anpassungslademodus die Leistung von dem Gleichrichter (GR) über einen Inverter (I) und von dem Inverter (I) über eine elektrische Maschine (EM) an den Energiespeicher (ES) übertragen wird. 1. A method for transmitting electrical power to an electrical energy storage (ES) of a vehicle electrical system (BN), wherein in an AC direct charging mode, the power from a rectifier (GR) of the vehicle electrical system (BN) powered by an AC charging port (ACLB) is transmitted directly to the energy storage (ES) of the vehicle electrical system (ES) and in an AC adapter charging mode, the power from the rectifier (GR) via an inverter (I) and from the inverter (I) via an electric machine (EM) is transferred to the energy storage (ES).
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in dem Wechsel 2. The method of claim 1, wherein in the change
strom-Direktlademodus eine Umschaltvorrichtung (Bl, Sl) den Gleichrichter (GR) mit dem Energiespeicher (ES) verbindet und in dem Wechselstrom-Anpassungslademodus die Umschaltvorrichtung (Bl, Sl) den Gleichrichter (GR) mit dem Inverter (I) verbindet.  Direct current charging mode, a switching device (Bl, Sl) connects the rectifier (GR) to the energy store (ES) and in the AC adapter charging mode, the switching device (Bl, Sl) connects the rectifier (GR) to the inverter (I).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Gleichrichter (GR) in zumindest einem der Wechselstrom-Lademodi die Leistung gleichrichtet und eine Leistungsfaktorkorrek turfilterfunktion ausführt und/oder im Wechsel The method of claim 1 or 2, wherein the rectifier (GR) rectifies the power in at least one of the AC charging modes and performs a power factor correction filter function and / or alternately
strom-Direktlademodus eine Aufwärtswandlung ausführt.  Direct current charging mode performs an up-conversion.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in dem Wechselstrom-Anpassungslademodus die Leistung von der elektrischen Maschine (EM) über einen Filter (F) an den Energiespeicher (ES) übertragen wird. 4. The method according to any one of the preceding claims, wherein in the AC adjustment charging mode, the power from the electric machine (EM) via a filter (F) to the energy storage (ES) is transmitted.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in dem Wechselstrom-Anpassungslademodus der Inverter (I) als Gleichspannungswandler betrieben wird und eine vom Gleichrichter (GR) abgegebene Gleichspannung in eine niedrigere Gleichspannung wandelt. 5. The method according to any one of the preceding claims, wherein in the AC adapter charging mode, the inverter (I) is operated as a DC-DC converter and converts a DC voltage output from the rectifier (GR) in a lower DC voltage.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in einem Gleichspannungslademodus die Leistung von einem Gleichstromladeanschluss (DCLB ) direkt an den Energie speicher (ES) übertragen wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, wherein in a DC charging mode, the power from a DC charging port (DCLB) directly to the energy storage (ES) is transmitted.
7. Fahrzeugbordnetz mit einem Wechselstromladeanschluss7. Vehicle electrical system with an AC charging port
(ACLB ) und einem Gleichrichter (GR) , wobei der Gleich richter (RG) über eine Umschaltvorrichtung (Bl, Sl) auswählbar entweder direkt mit einem elektrischen Ener giespeicher (ES) verbunden ist oder über einen Inverter (I) und einer elektrische Maschine (EM) mit dem elektrischen Energiespeicher (ES) verbunden ist, wobei der Inverter (I) über die elektrische Maschine (EM) mit dem elektrischen Energiespeicher (ES) verbunden ist. (ACLB) and a rectifier (GR), wherein the rectified rectifier (RG) via a switching device (Bl, Sl) selectable either directly with an electric energy giespeicher (ES) is connected or via an inverter (I) and an electric machine ( EM) is connected to the electrical energy store (ES), the inverter (I) being connected to the electrical energy store (ES) via the electrical machine (EM).
8. Fahrzeugbordnetz nach Anspruch 7, wobei der Gleichrichter (GR) zum Gleichrichten des über den Wechselstromladean schluss (ACLB) übertragenen Wechselstroms sowie als ein Leistungsfaktorkorrekturfilter für die Leistung ausge bildet ist, die über den Wechselstromladeanschluss (ACLB) übertragenen wird. An on-board vehicle electrical system according to claim 7, wherein the rectifier (GR) is arranged to rectify the AC power transferred via the AC charging port (ACLB) and as a power factor correction filter for the power transmitted via the AC charging port (ACLB).
9. Fahrzeugbordnetz nach Anspruch 7 oder 8, wobei die 9. vehicle electrical system according to claim 7 or 8, wherein the
elektrische Maschine über einen Filter mit dem elektrischen Energiespeicher (ES) verbunden ist.  electrical machine is connected via a filter with the electrical energy storage (ES).
10. Fahrzeugbordnetz nach einem der Ansprüche 7 - 9, das ferner einen Gleichstromladeanschluss (DCLB) umfasst, die über einen Schalter ( S2 ; B3; CI) mit dem Energiespeicher (ES) verbunden ist . 10. Vehicle electrical system according to one of claims 7 - 9, which further comprises a DC charging connection (DCLB), which is connected via a switch (S2; B3; CI) to the energy store (ES).
11. Fahrzeugbordnetz nach einem der Ansprüche 7 - 10, das ferner eine Steuerungseinrichtung (CT) aufweist, die ansteuernd mit der Umschaltvorrichtung (Bl, Sl) und dem Inverter (I) verbunden ist, wobei die Steuerungseinrichtung (CT) eingerichtet ist, in einem Wechselstrom-Direktlademodus die Umschaltvorrichtung (Bl, S2) anzusteuern, den Wech- selstromladeanschluss (ACLB) direkt mit dem Energie speicher (ES) zu verbinden, und die Steuerungseinrichtung (CT) ferner eingerichtet ist, in einem Wechsel 11. Vehicle electrical system according to one of claims 7 - 10, further comprising a control device (CT), which is drivingly connected to the switching device (Bl, Sl) and the inverter (I), wherein the control device (CT) is arranged in one AC direct charging mode, the switching device (Bl, S2) to control the change AC power supply (ACLB) directly to the energy storage (ES) to connect, and the control device (CT) is also set up, in a change
strom-Anpassungslademodus die Umschaltvorrichtung (Bl, S2) anzusteuern, den Wechselstromladeanschluss (ACLB) mit dem current adjustment charging mode to drive the switching device (Bl, S2), the AC charging port (ACLB) with the
Inverter (I) zu verbinden und den Inverter (I) anzusteuern, zusammen mit mindestens einer Wicklung der elektrischen Maschine (M) als Gleichspannungswandler und insbesondere als Abwärt swandler zu arbeiten. Inverter (I) to connect and the inverter (I) to control, together with at least one winding of the electric machine (M) to work as a DC-DC converter and in particular as a downward swandler.
12. Fahrzeugbordnetz nach einem der Ansprüche 7 - 11, wobei der Gleichrichter (GR) eingerichtet ist, in zumindest einem Betriebsmodus als Aufwärtswandler zu arbeiten. 12. Vehicle electrical system according to one of claims 7 - 11, wherein the rectifier (GR) is arranged to operate in at least one operating mode as a boost converter.
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