WO2024079112A1 - Fahrzeugladeschaltung mit zweistufiger entladung über gleichspannungswandler und passive entladungsschaltung - Google Patents

Fahrzeugladeschaltung mit zweistufiger entladung über gleichspannungswandler und passive entladungsschaltung Download PDF

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WO2024079112A1
WO2024079112A1 PCT/EP2023/078034 EP2023078034W WO2024079112A1 WO 2024079112 A1 WO2024079112 A1 WO 2024079112A1 EP 2023078034 W EP2023078034 W EP 2023078034W WO 2024079112 A1 WO2024079112 A1 WO 2024079112A1
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discharge
circuit
connection
converter
intermediate circuit
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PCT/EP2023/078034
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Waldemar Heimann
Michael Kausche
Juan Alberto ROMERO BAENA
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Vitesco Technologies GmbH
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    • H02M3/01—Resonant DC/DC converters

Definitions

  • Vehicles with electric drive have a traction battery that is operated at high voltages, for example with voltages of more than 200, 400 or 600 volts.
  • intermediate circuit capacitors i.e. backup capacitors, which are located in particular on the input side of voltage converters or power converters.
  • Such intermediate circuit capacitors are provided in particular in charging network branches, for example on a DC voltage side of a rectifier, into which alternating current can be fed for charging, or in DC voltage converters within a charging path.
  • the task is therefore to show a way to discharge intermediate circuit capacitors, especially in a vehicle charging circuit, safely and in a cost-effective manner.
  • a discharge circuit (which also serves for pre-charging), in which a first switch is used to choose between a direct connection of the intermediate circuit capacitor to a first DC voltage connection and the connection of further pre-charging/discharging components, which are used in particular to discharge the intermediate circuit capacitor.
  • These components comprise a second switch, which is used to select between pre-charging and discharging, i.e. with which it is possible to select whether the intermediate circuit capacitor is to be pre-charged or discharged with a current limitation (by means of at least one resistor).
  • Another means of discharging is a DC-DC converter which is also connected to the intermediate circuit capacitor. The DC-DC converter is operated for discharging in such a way that it only generates a power loss in the form of heat, but no (significant) power transfer.
  • the DC-DC converter for discharging, as this (due to its additional function as a DC-DC converter in a charging path) has components that are designed for high currents.
  • the described (passive) discharge circuit is used, which can be used to discharge more precisely and quickly even when the residual voltage of the intermediate circuit capacitor is low.
  • the high current carrying capacity according to which the DC-DC converter is designed can be used for discharging, in particular to enable high discharge currents and also to be able to process (still) high operating voltages of the intermediate circuit capacitor.
  • the second phase which is carried out using the discharge circuit and a resistor, allows further discharge to be carried out in a simple and targeted manner, whereby the discharge circuit and in particular the resistor do not have to be designed for particularly high power (or particularly high operating voltages), in particular not for discharge power such as can occur in the first phase when the capacitor is at a high charge level.
  • the discharge circuit In the first discharge phase, the discharge circuit is set up to provide the discharge current entirely by means of the DC-DC converter, with no discharge current (i.e. no discharge current essential for heating the discharge resistor) flowing through the discharge resistor.
  • the discharge circuit is set up to separate the discharge resistor(s) from the intermediate circuit capacitor in the first discharge phase, preferably by means of the switching position of at least one changeover switch. The total amount of heat to be absorbed is therefore lower for the discharge resistor than for circuits that only provide a resistor for discharging. This is particularly relevant for discharge circuits in which one and the same resistor is used for pre-charging and for discharging because the resistor may already be heated from pre-charging and a discharge would increase the temperature further.
  • the vehicle charging circuit has a first DC voltage connection and a second DC voltage connection.
  • the first DC voltage connection is not necessarily the charging connection, but a rectifier can be connected upstream of the first DC voltage connection, so that the vehicle charging circuit can be a charging circuit for alternating current.
  • the charging circuit has a DC voltage converter, which is connected upstream of an intermediate circuit capacitor.
  • the charging circuit also has a pre-discharge circuit. This is connected to the intermediate circuit capacitor.
  • the first DC voltage connection is connected to the intermediate circuit capacitor via the pre-discharge circuit.
  • the pre-discharge circuit is in particular set up to controllably separate this connection or to provide it with an intermediate (pre-charging) resistor.
  • the second DC voltage connection is connected to the intermediate circuit capacitor via the DC voltage converter.
  • the charging circuit has two ends provided by the first and the second DC-DC converter, whereby the two DC terminals are connected to each other. If the vehicle charging circuit includes a rectifier connected upstream of the first DC terminal, then the AC side of the rectifier forms a first end and the second DC terminal forms a second, opposite end of the charging circuit.
  • the first DC voltage connection, the pre-/discharge circuit, the intermediate circuit capacitor and the DC voltage converter, followed by the second DC voltage connection are provided one after the other in this order.
  • the pre-discharge/discharge circuit has at least a first changeover switch.
  • the changeover switch is set up to connect the first pole of the intermediate circuit capacitor either to a first potential of the first DC voltage connection (in order to establish a direct connection) or to connect it to the second pole of the intermediate circuit capacitor via a discharge resistor and a second changeover switch.
  • the first option corresponds to the first position and the second option corresponds to the second position.
  • the possible connection of the first pole of the intermediate circuit capacitor to a second pole via a discharge resistor and a second changeover switch can first lead via the discharge resistor and then via the second changeover switch, or first via the second changeover switch and then via the discharge resistor before the second pole of the intermediate circuit capacitor is reached.
  • the first changeover switch serves to either enable a power flow from the first DC voltage connection to the intermediate circuit capacitor or to the DC voltage converter through the direct connection or, in the other switching position, to implement a pre-discharge or discharge function (via the second changeover switch).
  • the second switch connects the discharge resistor either to the first potential of the first DC voltage connection or to the second pole of the intermediate circuit capacitor. These two connection options can be selected individually, but not simultaneously.
  • the state in which the second changeover switch connects the discharge resistor to the first potential of the first DC voltage connection corresponds to a first switch position (which can also be referred to as the pre-charge position). In this switch position, pre-charging takes place via the discharge resistor, so that the term pre-charge resistor would be just as appropriate for this function.
  • the designation as a discharge resistor does not restrict its function to pure discharge, but simply means that the resistor can be used for discharge. As mentioned, this resistor can also be used for pre-charging, although the term discharge resistor does not exclude this.
  • a discharge resistor it can also be referred to as a current-limiting resistor.
  • the second switch position of the second changeover switch connects the discharge resistor to the second pole of the intermediate circuit capacitor.
  • the second switch position can be referred to as the discharge position.
  • the second pole of the intermediate circuit capacitor has a potential that corresponds to the second potential of the DC voltage connection.
  • the first changeover switch only connects in a first busbar, which connects the first potential of the first DC voltage connection to the first pole of the intermediate circuit capacitor in a switchable manner.
  • a second busbar of opposite polarity connects the second potential of the first DC voltage connection to the second pole of the intermediate circuit capacitor, but without the interposition of the first and/or second changeover switch.
  • the discharge resistor is connected downstream of the first switch, with the second switch in turn being connected downstream of the discharge resistor.
  • This enables the use of one and the same resistor for discharging and precharging, i.e. generally for voltage limitation (which is why the resistor in question can also be referred to as a current limiting resistor).
  • the second changeover switch is connected directly downstream of the first changeover switch, with the discharge resistor being connected downstream of the second changeover switch. It can therefore be provided that the second changeover switch optionally connects the first changeover switch to the first potential of the first DC voltage connection via a pre-charging resistor in a first switch position and connects it to the discharge resistor in a second switch position.
  • the second changeover switch optionally connects the first changeover switch to the first potential of the first DC voltage connection via a pre-charging resistor in a first switch position and connects it to the discharge resistor in a second switch position.
  • there are two different resistors namely a pre-charging resistor and a discharge resistor, which are connected to the first changeover switch by the second changeover switch depending on the switch position of the second changeover switch.
  • the use of two different resistance elements for the two functions of discharging and pre-charging enables a suitable design in particular and also has advantages in terms of thermal management, since a pre-charging process does not heat up
  • the vehicle charging circuit also has a control (e.g. a control circuit) which is designed to control the DC-DC converter in a first discharge phase and to (partially) convert the voltage or charge of the intermediate circuit capacitor into heat.
  • the first discharge phase does not end with the complete discharge of the intermediate circuit capacitor, but ends with the start of a second charging phase.
  • the control controls the first and second changeover switches to each assume the second position.
  • the control controls the first changeover switch to connect the first pole of the intermediate circuit capacitor to the second changeover switch or to the discharge resistor, and controls the second changeover switch to establish a connection from the second pole of the intermediate circuit capacitor via the discharge resistor to the first changeover switch.
  • the second changeover switch connects the first changeover switch to the discharge resistor, which in turn is connected to the second pole of the intermediate circuit capacitor, or it can be provided that the discharge resistor is connected to the second pole of the intermediate circuit capacitor via the second changeover switch.
  • the term “second pole of the intermediate circuit capacitor” can also be used, since these are directly connected to each other and have the same potential.
  • the first changeover switch, the second changeover switch or both changeover switches are preferably designed to assume the second position in a control-free state. If the control signal for the first changeover switch is missing, it is designed to separate the first pole of the intermediate circuit capacitor from the first potential of the DC voltage connection (and to connect this instead to the second changeover switch or the discharge resistor). In the control-free state, the second changeover switch provides that the first changeover switch is connected (directly or via the discharge resistor) to the second pole of the intermediate circuit, and in particular is separated from the first potential of the DC voltage connection.
  • the vehicle charging circuit can be designed as a direct current charging circuit.
  • the first direct current connection is connected to a charging socket (such as a plug-in charging socket) without a rectifier, or forms such a charging socket itself.
  • the Vehicle charging circuit is an alternating current charging circuit, such as a single-phase or three-phase charging circuit.
  • the vehicle charging circuit has a controlled rectifier or a power factor correction filter (PFC).
  • PFC power factor correction filter
  • the vehicle charging circuit has a controlled rectifier.
  • the rectifier or the power factor correction filter has a direct current side, which is connected (preferably converter-free) to the first direct current connection.
  • the rectifier or the power factor correction filter has an alternating current side. This is connected to a single-phase or three-phase alternating current connection.
  • the rectifier can be designed in one piece or in two parts.
  • the rectifier can have two (or more) rectifier circuits connected in series on the direct current side.
  • the rectifier circuits are preferably constructed identically.
  • Each rectifier circuit has a positive and a negative connection on the direct current side.
  • the positive connection of a first rectifier circuit is connected to the negative connection of the second rectifier circuit, resulting in a series connection.
  • the two outer connections, i.e. the positive connection of the second circuit and the negative connection of the first rectifier circuit are connected to the first direct current connection or to their potentials.
  • the rectifier circuits are connected in series on their direct current side, with the resulting series connection being connected to the first direct current connection.
  • the intermediate circuit capacitor is also preferably designed in two parts and thus comprises two capacitor elements connected in series, with the resulting series connection being connected to two different potentials of the intermediate circuit.
  • the intermediate circuit capacitor which has two serial capacitor elements, is connected to the second DC voltage connection via the DC voltage converter. connected.
  • the pre-discharge or discharge circuits described here are provided for each of the capacitor elements of the intermediate circuit capacitor (two or more).
  • Each pre-discharge or discharge circuit comprises the first and second changeover switch, a discharge resistor and, if necessary, also a pre-charge resistor.
  • the two pre-discharge/discharge circuits are constructed as mirror images of the connection point of the series circuits.
  • the series circuits relate to the series circuits of the rectifier circuits or the capacitor elements of the multi-part intermediate circuit capacitor.
  • a capacitor element can be provided for each rectifier circuit. This then only needs to be designed for a fraction of the total voltage of the entire intermediate circuit capacitor. The fraction is the reciprocal of the number of rectifier circuits that are connected in series.
  • the DC-DC converter can be a resonant DC-DC converter.
  • the DC-DC converter is a DC-DC converter that does not provide galvanic isolation.
  • the DC-DC converter has a resonant circuit and switches connected to it.
  • the switches are connected to one another, for example, in the form of two half-bridges, with the half-bridges each having two transistors.
  • Each half-bridge is connected to the poles of the intermediate circuit capacitor at its outer ends.
  • Each half-bridge has a connection point, with the connection points of two half-bridges being connected via a resonant circuit.
  • the resonant circuit has, for example, a capacitor and an inductance. This results in a series resonant circuit.
  • the control is set up to operate the DC-DC converter outside the resonant frequency of the resonant circuit in the first discharge phase. In particular, this operating frequency is above the resonant frequency in the first discharge phase. The resonant frequency results from the inductances of the resonant circuit.
  • the control is also set up to second discharge phase, the DC-DC converter is in an inactive state, i.e. in a state in which the switches are open.
  • the switches of the DC-DC converter described here can also be referred to as working switches.
  • the control can also be set up to open and close the switches in a converter operating state using a clocked signal, the frequency of this signal essentially corresponding to the resonance frequency of the resonance circuit. This results in a voltage conversion, with the resonance circuit being excited at the resonance frequency.
  • the vehicle charging circuit can have a converter connection that is connected to the connection points of the half bridges or to the ends of the resonance circuit. There, the converter generates a voltage in the converter state that is fed by the voltage via the intermediate circuit capacitor.
  • the switches or operating switches of the DC-DC converter form two half-bridges, each with a connection point.
  • the half-bridges are connected (in parallel) to the intermediate circuit capacitor.
  • the connection points that form two poles of the second DC voltage connection are connected to one another via the resonant circuit.
  • the connection points are alternating voltage potentials within the converter and are preferably connected to the second DC voltage connection via a converter-rectifier circuit (controlled or uncontrolled).
  • the second DC voltage connection is connected to the intermediate circuit capacitor via the DC-DC converter. This is in turn connected to the rectifier or to the first DC voltage connection via the at least one pre-discharge/discharge circuit.
  • the DC-DC converter has a converter-rectifier circuit whose DC side is connected to the second DC voltage connection and whose AC side is connected to the resonant circuit or the connection points of the DC-DC converter.
  • the control is preferably set up to control a separating device and/or a controllable rectifier circuit connected upstream of the first DC voltage connection in an open switching position before the first discharge phase.
  • the first and second discharge phases are preferably carried out while the control controls this open switching position.
  • the open switching position the first DC voltage connection is separated from a power source, such as a charging current source from which the first DC voltage connection is fed during charging.
  • the separating device is closed and the rectifier circuit is controlled in a clocked manner.
  • the control controls the rectifier circuit with a continuous open switching position, while clocked operation is provided in a converter phase or charging phase.
  • the control is set up to switch from the first discharge phase to the second discharge phase when the voltage across the intermediate circuit capacitor falls below a predefined limit value.
  • the control is set up to switch from the first discharge phase to the second discharge phase when the intermediate circuit capacitor only has a predefined fraction of the maximum possible, nominal or originally existing charge in the intermediate circuit capacitor.
  • the control can be set up to carry out the first discharge phase for a predefined period of time (and then switch to the second discharge phase). This period of time, taking into account the capacitance of the intermediate circuit capacitor and, if applicable, the operating voltage (i.e. the original operating voltage) of the intermediate circuit capacitor, results in a reduced voltage across the intermediate circuit capacitor after the predefined discharge period in the first discharge phase.
  • the control can have a measuring device or be connected to such a measuring device which detects the voltage across the intermediate circuit capacitor and which determines when a predetermined limit value is undershot.
  • the control can have the function of comparing the measured voltage on the intermediate circuit capacitor with the specified limit value. In both cases, the control changes from the first to the second charging phase when the limit value is undershot.
  • the limit value can, for example, correspond to 50 percent, 15 percent or five percent of a nominal voltage on the intermediate circuit capacitor, for example a nominal voltage of 800, 400 or 600 volts.
  • the limit value can, for example, be greater than 60 volts, in particular greater than 100 or 200 volts, and/or preferably less than 200 volts, 100 volts, 80 volts or 60 volts.
  • control is set up to control the first changeover switch in the second position in a first discharge phase and to control the second changeover switch in the first position.
  • the control is set up to control the first changeover switch in the first discharge phase, to connect the first pole of the intermediate circuit capacitor (via a resistor or the discharge resistor between the changeover switches or directly) to the second changeover switch.
  • the control is set up to control the second changeover switch in the first discharge phase, to connect the first changeover switch (via the resistor mentioned or via a direct connection between the changeover switches) to the first potential of the first DC voltage connection.
  • a diode or a disconnector can be connected upstream of the first DC voltage connection, the control preferably being set up to provide the disconnector in the open state in the first (and preferably also in the second) discharge phase.
  • a first diode can be connected upstream of the first potential of the first DC voltage connection and a second diode can be connected upstream of the second potential of the first DC voltage connection. Their forward direction is provided in such a way that a current flow from the first DC voltage connection to the second DC voltage connection is possible and the current flow is blocked in the opposite direction.
  • An all-pole isolating switch can also be connected upstream of the first DC voltage connection, which is preferably opened on all poles by the control system in the discharge phases.
  • a DC voltage supply connection can be provided, which is connected via the at least a diode or via the (single-pole or all-pole) isolating switch to the first DC voltage connection.
  • the at least one diode or the at least one isolating switch serve to suppress a current flow from an external voltage source (charging current source) into the discharge circuit during the discharge phases or serve to suppress a current flow from the intermediate circuit capacitor or a current flow via the discharge circuit to an external charging connection in order to suppress dangerous touch voltages there. If a rectifier is connected upstream of the first DC voltage connection, the at least one diode or the at least one isolating switch can be obsolete because the rectifier can isolate the discharge circuit or the intermediate circuit capacitor from an external connection.
  • FIGS 1 to 3 show embodiments of the vehicle charging circuits described here and serve to explain various embodiments or functions of the circuit.
  • Figure 1 shows a vehicle charging circuit with a rectifier GR, the alternating current side of which is connected to the alternating current connections L and N.
  • N can be the neutral conductor connection and L the phase connection.
  • the rectifier is in particular a controlled rectifier. All circuits that are able to rectify an alternating voltage are referred to as rectifiers here.
  • the rectifier is preferably a power factor correction filter (i.e. a circuit with a rectifying and DC voltage converting function).
  • the DC voltage side of the rectifier forms the first DC voltage connection +, -.
  • An intermediate capacitor C (component C1 in Figure 2) is connected to the first DC voltage connection via a first switch S1.
  • the first rectifier connects the positive pole U+ of the intermediate circuit capacitor C, C1 to the positive potential + of the first DC voltage connection.
  • the negative potential of the first DC voltage connection - is directly, i.e. without a changeover switch, connected to the negative pole U- of the intermediate circuit capacitor C, C1.
  • the intermediate circuit capacitor is followed by a DC-DC converter W which has four transistors T1 to T4. These are interconnected in two half-bridges, so that the transistors T1, T2 form a first half-bridge and the capacitors T3 and T4 form a second half-bridge of the DC-DC converter W.
  • a resonant circuit with the inductance L and the capacitor C form a series resonant circuit. It is symbolically shown that a second DC voltage connection V1, V2 is connected to the resonant circuit.
  • the resonant circuit CR, L is connected to the second DC voltage connection V1, V2 via a converter-rectifier circuit (this is only symbolically shown).
  • the converter-rectifier circuit can be a controlled or uncontrolled rectifier circuit, preferably a full-wave rectifier circuit.
  • a control ST is provided which controls both the switches of the pre-discharge/discharge circuit E1, E2 and directly or indirectly the transistors T1 to T4 of the DC-DC converter W.
  • the above mentioned for Figure 1 also applies to Figure 2.
  • the different versions of the pre-discharge/discharge circuit E1, E2 of Figures 1 and 2 are shown below.
  • a second changeover switch S2 is provided, which is connected downstream of the changeover switch S1.
  • the changeover switch S1 connects either the positive pole U+ of the intermediate circuit capacitor C, with the positive pole of the first DC voltage connection +, see switch position NO, or directly with the second changeover switch S2, see switch position NC.
  • the changeover switch S1 in Figure 2 does not connect the positive pole U+ of the intermediate circuit capacitor C1 directly with a changeover switch, but with a discharge resistor PTC (generally: current limiting resistor PTC), which leads to the second changeover switch S2 in Figure 2.
  • the second changeover switch S2 then connects the resistor PTC either with the positive potential + of the first DC voltage connection, see switch position NO, or with the negative pole U- of the intermediate circuit capacitor C1, see switch position NC. In the latter switch position, the second changeover switch S2 connects the resistor PTC with the negative potential - of the first DC voltage connection.
  • the changeover switch S2 is connected directly downstream of the changeover switch S1. If the changeover switch S1 is in the NC position and the changeover switch S2 is in the NO position, a pre-charging circuit results via the resistor PTC1 according to the current path g in Figure 1. If the changeover switch S1 is in the NC position, but the changeover switch S2 is also in the NC position, then a discharging function results via the resistor PTC2 according to the current path r in Figure 1.
  • the resistor PTC1 is therefore a pre-charging resistor and in particular only performs this function, while the resistor PTC2 is a discharging resistor and in particular can only perform this function.
  • the resistor PTC has both functions and can therefore be referred to as a discharging and pre-charging resistor (alternatively: current limiting resistor).
  • the NO position can be referred to as the first switch position.
  • the NC position can be referred to as the second switch position. If the first changeover switch is in the first switch position NO, then the respective pre-/discharge circuit E1, E2 connects the first DC voltage connection (i.e. its positive potential) directly to the positive potential U+ of the intermediate circuit capacitor C, C1. This applies to Figures 1 and 2. If the first changeover switch S1 is in the second switch position NC, the second changeover switch S1 can be used to select whether a discharge function or a pre-charge function is to be carried out.
  • a connection is created via the resistor PTC2 and S1 or the resistor PTC and S2 ( Figure 2), which connects the first changeover switch to the potential - of the first DC voltage connection or to the negative pole U- of the intermediate circuit capacitor C.
  • the order of the discharge resistor and the second changeover switch is different in Figure 1 and Figure 2. If the second changeover switch S2 is in the switch position NO, a connection is created via the second changeover switch and the discharge resistor PTC1 or the resistor PTC, which connects the first changeover switch S1 to the positive potential + of the first DC voltage connection.
  • Figure 3 shows a rectifier GR which is designed in two parts, whereby the DC voltage side has a positive potential, a negative potential and an intermediate potential 0.
  • the intermediate potential 0 results from the serial connection of the rectifier circuits of the rectifier GR.
  • a pre-discharge/discharge circuit E is provided in the positive voltage rail, in which the first changeover switch switchably connects the positive potential + of the first DC voltage connection to the positive pole U+ of the intermediate circuit capacitor C2.
  • the discharge circuit E' provides that the first changeover switch present there switchably connects the negative potential - of the first DC voltage connection to the negative pole U- of the intermediate circuit capacitor.
  • the second changeover switches are connected to the first changeover switches, either directly (see Figure 1 ) or via a resistor (see Figure 2).
  • the intermediate potential 0 of the multi-part rectifier GR forms the potential for the construction of the circuits E, E', which is represented in Figures 1 and 2 by the potential -.
  • the discharge circuit E' is vertically mirrored, ie is mirrored to potential 0 and is provided opposite the circuit E.
  • two capacitor elements C2 are connected in series, which together form the intermediate circuit capacitor. The connection point between the capacitor elements C2 is connected to the intermediate potential 0.
  • connection point between the capacitor elements C2 in Figure 3 is connected in particular to a discharge resistor that leads to the second changeover switch, or is connected to the second changeover switch that leads to the first changeover switch via the discharge or pre-charge resistor, corresponding to Figures 1 and 2 in a mirrored manner.
  • a converter W is also provided, which is constructed like the converters W in Figures 1 and 2.
  • the controller ST controls both the two changeover switches S1, S2 and also the converter W, so as to ensure that in a first discharge phase, which takes place before the second discharge phase, the converter W is controlled in a clocked manner at a frequency that is above the resonant frequency of the resonant circuit CR, L, in particular at a frequency that is more than twice the resonant frequency.
  • the controller ST controls the first changeover switch S1 according to the switch position NO or according to the switch position NC. Any isolating switches that may be provided, which can be connected upstream or downstream of the rectifier, are open in this case.
  • the controller switches to the second discharge phase, in which the switch S1 has the switch position NC, and this also applies to the changeover switch S2.
  • the converter is preferably controlled with open switches (continuously open switches) T1 to T4.
  • the first changeover switch S1 is preferably in the NC position.
  • the second changeover switch S2 is preferably in the NO position in the first discharge phase.
  • the discharge resistor is not in the circuit in which the discharge current flows.
  • the first switch S1 is preferably in the NC position.
  • the second switch S2 is in the second discharge phase preferably in the NC position. This creates an electrical circuit in which the discharge current flows through the discharge resistor.
  • a diode (or a diode for each potential) can be connected upstream of the potentials +, -, which is designed to prevent a current flow into the discharge circuit E, E', E1, E2 during discharging.
  • the diode can be connected upstream of the first potential + with a flow direction pointing towards the intermediate circuit capacitor/discharge circuit, and/or can be connected upstream of the second potential - with a flow direction pointing away from the intermediate circuit capacitor/discharge circuit.
  • the discharge circuit is separated from an external charging voltage source or a connection therefor, this separation being realized by a rectifier GR (and possibly an associated controller) and/or by at least one diode or at least one isolating switch which is connected upstream of the first DC voltage connection.
  • a rectifier GR and possibly an associated controller
  • the first changeover switch is preferably in the NO position. This allows current to flow from the first to the second DC voltage connection without being passed through one of the resistors PTC1, PTC2 or PCT.

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Abstract

Es wird vorgeschlagen, einen Entladeprozess eines Zwischenkreiskondensators (C) zweistufig durchzuführen, das heißt mittels zweier verschiedener Schaltungen (E, W). Zum einen wird eine Entladeschaltung (E) verwendet (die auch zum Vorladen dient), bei der ein erster Umschalter (S1) dazu dient, zu wählen zwischen einer direkten Anbindung des Zwischenkreiskondensators (C) an einen ersten Gleichspannungsanschluss (+, -) und der Anbindung von weiteren Vorlade-/Entladekomponenten (PTC, S2), die insbesondere zum Entladen des Zwischenkreiskondensators dienen. Diese Komponenten umfassen einen zweiten Umschalter (S2), der dazu dient, zwischen Vor- und Entladen auszuwählen, das heißt mit dem ausgewählt werden kann, den Zwischenkreiskondensator (C) strombegrenzt vorzuladen oder zu entladen. Ein weiteres Mittel zur Entladung ist ein ebenso an den Zwischenkreiskondensator (C) angeschlossener Gleichspannungswandler (W). Der Gleichspannungswandler wird in einer ersten Entladephase zum Entladen derart betrieben, dass dieser nur eine Verlustleistung in Form von Wärme, jedoch keinen (wesentlichen) Leistungsübertrag erzeugt. Die darauf folgende zweite Entladephase sieht eine Entladung mittels der Entladeschaltung (E) vor.

Description

Beschreibung
Fahrzeugladeschaltung mit zweistufiger Entladung über Gleichspannungswandler und passive Entladungsschaltung
Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb weisen einen Traktionsakkumulator auf, der mit hohen Spannungen betrieben wird, beispielsweise mit Spannungen von mehr als 200, 400 oder 600 Volt. Neben diesem Energiespeicher bestehen Zwischenkreiskondensatoren, das heißt Stützkondensatoren, die sich insbesondere eingangsseitig an Spannungswandlern oder Stromrichtern befinden. Insbesondere in Ladebordnetzzweigen sind derartige Zwischenkreiskondensatoren vorgesehen, etwa an einer Gleichspannungsseite eines Gleichrichters, in den Wechselstrom zum Laden eingespeist werden kann, oder auch in Gleichspannungswandlern innerhalb eines Ladepfads.
Um Gefährdungen, insbesondere beim Laden, zu vermeiden, ist also nicht nur der Traktionsakkumulator abzutrennen und mit Sicherheitsmaßnahmen wie Isolierung vorzusehen, sondern es sind auch Sicherheitsmaßnahmen erforderlich, um zu verhindern, dass eine Entladung ausgehend von einem Zwischenkreiskondensator zu einem gefährlich hohen Berührstrom beim Nutzer führt.
Es besteht daher die Aufgabe, eine Möglichkeit aufzuzeigen, mit der sich Zwischenkreiskondensatoren, insbesondere in einer Ladeschaltung eines Fahrzeugs, sicher und auf kostengünstige Weise entladen lassen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Fahrzeugladeschaltung nach Anspruch 1 . Weitere Eigenschaften, Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile ergeben sich mit den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
Es wird vorgeschlagen, den Entladeprozess zweistufig durchzuführen, das heißt mittels zweier verschiedener Schaltungen. Zum einen wird eine Entladeschaltung verwendet (die auch zum Vorladen dient), bei der ein erster Umschalter dazu dient, zu wählen zwischen einer direkten Anbindung des Zwischenkreiskondensators an einen ersten Gleichspannungsanschluss und der Anbindung von weiteren Vorlade-ZEntladekomponenten, die insbesondere zum Entladen des Zwischenkreiskondensators dienen. Diese Komponenten umfassen einen zweiten Umschalter, der dazu dient, zwischen Vor- und Entladen auszuwählen, das heißt mit dem ausgewählt werden kann, den Zwischenkreiskondensator strombegrenzt (mittels mindestens eines Widerstands) vorzuladen oder zu entladen. Ein weiteres Mittel zur Entladung ist ein ebenso an den Zwischenkreiskondensator angeschlossener Gleichspannungswandler. Der Gleichspannungswandler wird zum Entladen derart betrieben, dass dieser nur eine Verlustleistung in Form von Wärme, jedoch keinen (wesentlichen) Leistungsübertrag erzeugt.
Es wird vorgeschlagen, zunächst zum Entladen den Gleichspannungswandler zu verwenden, da dieser (aufgrund seiner weiteren Funktion als Gleichspannungswandler in einem Ladepfad) Bauelemente aufweist, die für hohe Ströme ausgelegt sind. In einer zweiten Phase des Entladens wird die beschriebene (passive) Entladeschaltung verwendet, mit der präziser und auch bei geringer Restspannung des Zwischenkreiskondensators zügig entladen werden kann. Dadurch kann in einer ersten Entladephase, in der das Entladen über den Gleichspannungswandler durchgeführt wird, die hohe Stromtragfähigkeit, gemäß der der Gleichspannungswandler ausgelegt ist, zur Entladung genutzt werden, insbesondere um hohe Entladeströme zu ermöglichen und auch um (noch) hohe Betriebsspannungen des Zwischenkreiskondensators verarbeiten zu können.
Mit der zweiten Phase, die mittels der Entladeschaltung und eines Widerstands durchgeführt wird, lässt sich auf einfache Weise und gezielt die weitere Entladung durchführen, wobei die Entladeschaltung und insbesondere der Widerstand nicht für besonders hohe Leistungen (beziehungsweise nicht besonders hohe Betriebsspannungen) ausgelegt sein muss, insbesondere nicht für Entladeleistungen, wie sie in der ersten Phase bei hohem Ladezustand des Kondensators auftreten können. Es ergeben sich Kostenersparnisse, da Widerstände und Schalter, die gemäß geringeren Leistungen ausgelegt sind, kostengünstiger sind als im Vergleich hierzu Bauteile, die für höhere Leistung ausgelegt sind. Insbesondere kann dadurch gegebenenfalls auf eine aufwändige Kühlung des Entladewiderstands verzichtet werden, da nur in der zweiten Entladephase der Widerstand erwärmt wird, nicht jedoch in der ersten. In der ersten Entladephase ist die Entladeschaltung eingerichtet, den Entladestrom vollständig mittels des Gleichspannungswandlers vorzusehen, wobei kein Entladestrom (d.h. kein für die Entladewiderstandserwärmung wesentlicher Entladestrom) durch den Entladewiderstand fließt. Die Entladeschaltung ist eingerichtet, den (oder die) Entladewiderstand in der ersten Entladephase von dem Zwischenkreiskondensator abzutrennen, vorzugsweise mittels der Schaltstellung mindestens eines Umschalters. Die insgesamt aufzunehmende Wärmemenge ist somit für den Entladewiderstand geringer als bei Schaltungen, die ausschließlich einen Widerstand zur Entladung vorsehen. Dies ist insbesondere relevant bei Entladeschaltungen, bei denen ein- und derselbe Widerstand zum Vorladen und zum Entladen verwendet wird, da der Widerstand bereits vom Vorladen erwärmt sein kann, und eine Entladung die Temperatur weiter erhöhen würde.
Eine Fahrzeugladeschaltung setzt wie folgt diese Vorgehensweise um. Die Fahrzeugladeschaltung hat einen ersten Gleichspannungsanschluss und einen zweiten Gleichspannungsanschluss. Der erste Gleichspannungsanschluss ist nicht notwendigerweise der Ladeanschluss, sondern es kann ein Gleichrichter dem ersten Gleichspannungsanschluss vorgeschaltet sein, sodass die Fahrzeugladeschaltung eine Ladeschaltung für Wechselstrom sein kann. Die Ladeschaltung weist einen Gleichspannungswandler auf, dem ein Zwischenkreiskondensator vorgeschaltet ist. Die Ladeschaltung weist ferner eine Vor-ZEntladeschaltung auf. Diese ist an den Zwischenkreiskondensator angeschlossen. Insbesondere ist über die Vor-ZEntladeschaltung der erste Gleichspannungsanschluss mit dem Zwischenkreiskondensator verbunden. Die Vor-ZEntladeschaltung ist insbesondere eingerichtet, diese Verbindung steuerbar zu trennen oder mit einem zwischengeschalteten (Vorlade-)Widerstand vorzusehen. Der zweite Gleichspannungsanschluss ist über den Gleichspannungswandler mit dem Zwischenkreiskondensator verbunden. Mit anderen Worten hat die Ladeschaltung zwei Enden, die durch den ersten und den zweiten Gleichspannungswandler vorgesehen sind, wobei über die Vor-ZEntladeschaltung und den Gleichspannungswandler die beiden Gleichspannungsanschlüsse miteinander verbunden sind. Umfasst die Fahrzeugladeschaltung einen Gleichrichter, der dem ersten Gleichspannungsanschluss vorgeschaltet ist, dann bildet die Wechselstromseite des Gleichrichters ein erstes Ende und der zweite Gleichspannungsanschluss bildet ein zweites, entgegengesetztes Ende der Ladeschaltung.
Insbesondere sind der erste Gleichspannungsanschluss, die Vor-/Entladeschaltung, der Zwischenkreiskondensator und der Gleichspannungswandler, gefolgt von dem zweiten Gleichspannungsanschluss in dieser Reihenfolge hintereinander vorgesehen.
Die Vor-/Entladeschaltung hat mindestens einen ersten Umschalter. Der Umschalter ist eingerichtet, den ersten Pol des Zwischenkreiskondensators entweder mit einem ersten Potential des ersten Gleichspannungsanschlusses zu verbinden (um eine direkte Verbindung herzustellen) oder über einen Entladewiderstand und einen zweiten Umschalter mit dem zweiten Pol des Zwischenkreiskondensators zu verbinden. Die erste Möglichkeit entspricht der ersten Stellung und die zweite Möglichkeit entspricht der zweiten Stellung. Die mögliche Verbindung des ersten Pols des Zwischenkreiskondensators über einen Entladewiderstand und einen zweiten Umschalter mit einem zweiten Pol kann zunächst über den Entladewiderstand und dann über den zweiten Umschalter führen, oder zunächst über den zweiten Umschalter und dann über den Entladewiderstand, bevor der zweite Pol des Zwischenkreiskondensators erreicht wird. Der erste Umschalter dient dazu, entweder durch die direkte Verbindung einen Leistungsfluss vom ersten Gleichspannungsanschluss zum Zwischenkreiskondensator beziehungsweise zum Gleichspannungswandler zu ermöglichen oder, in der anderen Schaltstellung, eine Vor- oder Entladefunktion zu realisieren (über den zweiten Umschalter).
Der zweite Umschalter verbindet den Entladewiderstand wahlweise mit dem ersten Potential des ersten Gleichspannungsanschlusses oder mit dem zweiten Pol des Zwischenkreiskondensators. Diese beiden Verbindungsmöglichkeiten können jeweils einzeln gewählt werden, jedoch nicht gleichzeitig. Der Zustand, in dem der zweite Umschalter den Entladewiderstand mit dem ersten Potential des ersten Gleichspannungsanschlusses verbindet, entspricht einer ersten Schalterstellung (die auch als Vorladestellung bezeichnet werden kann). In dieser Schalterstellung wird über den Entladewiderstand vorgeladen, sodass die Bezeichnung Vorladewiderstand für diese Funktion ebenso zutreffend wäre. Die Bezeichnung als Entladewiderstand schränkt dessen Funktion nicht auf die reine Entladung ein, sondern bedeutet lediglich, dass der Widerstand zur Entladung verwendet werden kann. Wie erwähnt kann dieser Widerstand auch zum Vorladen verwendet werden, wobei die Bezeichnung Entladewiderstand dies nicht ausschließen soll. Anstatt „Entladewiderstand“ kann dieser auch als Strombegrenzungswiderstand bezeichnet werden. In der zweiten Schalterstellung des zweiten Umschalters verbindet dieser den Entladewiderstand mit dem zweiten Pol des Zwischenkreiskondensators. Die zweite Schalterstellung kann als Entladestellung bezeichnet werden. Der zweite Pol des Zwischenkreiskondensators weist ein Potential auf, das dem zweiten Potential des Gleichspannungsanschlusses entspricht. Insbesondere verbindet der erste Umschalter nur in einer ersten Stromschiene, die das erste Potential des ersten Gleichspannungsanschlusses mit dem ersten Pol des Zwischenkreiskondensators auf schaltbare Weise. Eine zweite Stromschiene der entgegengesetzten Polarität verbindet das zweite Potential des ersten Gleichspannungsanschlusses mit dem zweiten Pol des Zwischenkreiskondensators, jedoch ohne Zwischenschaltung des ersten und/oder des zweiten Umschalters.
In der vorgenannten Verschaltung des zweiten Umschalters ist der Entladewiderstand dem ersten Umschalter nachgeschaltet, wobei der zweite Umschalter wiederum dem Entladewiderstand nachgeschaltet ist. Dies ermöglicht insbesondere die Verwendung ein- und desselben Widerstands zum Entladen und zum Vorladen, das heißt allgemein zur Spannungsbegrenzung (weshalb der betreffende Widerstand auch als Strom begrenzungswiderstand bezeichnet werden kann).
Eine weitere Möglichkeit sieht eine umgekehrte Reihenfolge des zweiten
Umschalters und des Entladewiderstands bezogen auf den ersten Umschalter vor. In dieser Variante ist dem ersten Umschalter direkt der zweite Umschalter nachgeschaltet, wobei der Entladewiderstand dem zweiten Umschalter nachgeschaltet ist. Es kann daher vorgesehen sein, dass der zweite Umschalter den ersten Umschalter wahlweise in einer ersten Schalterstellung über einen Vorladewiderstand mit dem ersten Potential des ersten Gleichspannungsanschlusses verbindet und in einer zweiten Schalterstellung mit dem Entladewiderstand verbindet. In diesem Fall bestehen zwei verschiedene Widerstände, nämlich ein Vorladewiderstand und ein Entladewiderstand, die je nach Schalterstellung des zweiten Umschalters von dem zweiten Umschalter mit dem ersten Umschalter verbunden werden. Die Verwendung von zwei verschiedenen Widerstandselementen für die beiden Funktionen Entladen und Vorladen ermöglicht insbesondere eine passende Auslegung und hat auch Vorteile bei dem Thermomanagement, da ein Vorladeprozess den Entladewiderstand nicht erwärmt und umgekehrt.
Die Fahrzeugladeschaltung verfügt ferner über eine Ansteuerung (etwa eine Ansteuerschaltung), die eingerechnet ist, in einer ersten Entladephase den Gleichspannungswandler anzusteuern, die Spannung beziehungsweise Ladung des Zwischenkreiskondensators (teilweise) in Wärme umzuwandeln. Die erste Entladephase endet nicht mit der vollständigen Entladung des Zwischenkreiskondensators, sondern endet mit dem Beginn einer zweiten Ladephase. In dieser zweiten Ladephase steuert die Ansteuerung den ersten und den zweiten Umschalter um, jeweils die zweite Stellung einzunehmen. Mit anderen Worten steuert die Ansteuerung in der zweiten Entladephase den ersten Umschalter an, den ersten Pol des Zwischenkreiskondensators mit dem zweiten Umschalter oder mit dem Entladewiderstand zu verbinden, und steuert den zweiten Umschalter an, eine Verbindung vom zweiten Pol des Zwischenkreiskondensators über den Entladewiderstand zum ersten Umschalter herzustellen. Hierbei kann vorgesehen sein, dass in der zweiten Entladephase der zweite Umschalter dem ersten Umschalter mit dem Entladewiderstand verbindet, der wiederum mit dem zweiten Pol des Zwischenkreiskondensators verbunden ist, oder es kann vorgesehen sein, dass der Entladewiderstand über den zweiten Umschalter mit dem zweiten Pol des Zwischenkreiskondensators verbunden wird. Anstatt des Begriffs „zweiter Pol des Zwischenkreiskondensators“ kann auch der Begriff „zweites Potential des ersten Gleichspannungsanschlusses“ verwendet werden, da diese miteinander direkt verbunden sind und das gleiche Potential aufweisen.
Durch die Aufteilung in eine erste Entladephase, in der der Gleichrichter den Zwischenkreiskondensator entlädt und eine zweite Entladephase, in der die hier vorgestellte Entladeschaltung den Zwischenkreiskondensator passiv entlädt, sind auch bei hohen Energieinhalten des Zwischenkreiskondensators keine besonders hohen Leistungswerte für den Entladewiderstand erforderlich, da ein Teil der Energie des Zwischenkreiskondensators, vorzugsweise ein Großteil, von dem Gleichspannungswandler in Wärme umgewandelt wird. Wird beispielsweise die Steuerung des Gleichspannungswandlers von dessen Eingangsspannung gespeist, so kann ferner eine gesteuerte aktive Entladung mittels des Gleichspannungswandlers durchgeführt werden, ohne dass dieser in einen unsicheren Betrieb gerät, da ab einer gewissen Ladespannung des Zwischenkreiskondensators beim Entladen die passive Entladeschaltung übernimmt.
Der erste Umschalter, der zweite Umschalter oder beide Umschalter sind vorzugsweise eingerichtet, in einem ansteuerfreien Zustand die zweite Stellung einzunehmen. Fehlt somit das Ansteuersignal für den ersten Umschalter, so ist dieser eingerichtet, den ersten Pol des Zwischenkreiskondensators von dem ersten Potential des Gleichspannungsanschlusses zu trennen (und dieses stattdessen mit dem zweiten Umschalter oder dem Entladewiderstand zu verbinden). Im ansteuerfreien Zustand sieht der zweite Umschalter vor, dass der erste Umschalter (direkt oder über den Entladewiderstand) mit dem zweiten Pol des Zwischenkreises verbunden ist, und insbesondere von dem ersten Potential des Gleichspannungsanschlusses getrennt ist.
Die Fahrzeugladeschaltung kann als Gleichstrom ladeschaltung ausgebildet sein. In diesem Fall ist der erste Gleichspannungsanschluss gleichrichterfrei mit einer Ladesteckbuchse verbunden (etwa einer Plug-In-Ladedose), oder bildet selbst eine derartige Ladedose. Weitere Ausführungsformen sehen vor, dass die Fahrzeugladeschaltung eine Wechselstrom-Ladeschaltung ist, etwa eine einphasige oder dreiphasige Ladeschaltung. In diesem Fall weist die Fahrzeugladeschaltung einen gesteuerten Gleichrichter oder einen Leistungsfaktorkorrekturfilter (PFC, Power Factor Correction) auf. Insbesondere weist die Fahrzeugladeschaltung einen gesteuerten Gleichrichter auf. Der Gleichrichter beziehungsweise der Leistungsfaktorkorrekturfilter weist eine Gleichstromseite auf, die (vorzugsweise wandlerfrei) mit dem ersten Gleichspannungsanschluss verbunden ist. Der Gleichrichter beziehungsweise der Leistungsfaktorkorrekturfilter weist eine Wechselstromseite auf. Diese ist mit einem einphasigen oder dreiphasigen Wechselstromanschluss verbunden.
Der Gleichrichter kann einteilig ausgebildet sein oder auch zweiteilig ausgebildet sein. Der Gleichrichter kann zwei (oder mehr) gleichstromseitig seriell verbundene Gleichrichterschaltungen aufweisen. Die Gleichrichterschaltungen sind vorzugsweise identisch aufgebaut. Jede Gleichrichterschaltung hat gleichstromseitig einen positiven und einen negativen Anschluss. Der positive Anschluss einer ersten Gleichrichterschaltung ist mit dem negativen Anschluss der zweiten Gleichrichterschaltung verbunden, wodurch sich eine Reihenschaltung ergibt. Die beiden äußeren Anschlüsse, das heißt der positive Anschluss der zweiten Schaltung und der negative Anschluss der ersten Gleichrichterschaltung sind mit dem ersten Gleichspannungsanschluss verbunden beziehungsweise mit deren Potentiale. Mit anderen Worten sind die Gleichrichterschaltungen auf deren Gleichstromseite in Reihe verbunden, wobei die sich ergebende Reihenschaltung an den ersten Gleichspannungsanschluss angeschlossen ist.
Auch der Zwischenkreiskondensator ist vorzugsweise zweiteilig ausgebildet, und umfasst somit zwei seriell miteinander verbundene Kondensatorelemente, wobei die sich ergebende Reihenschaltung an zwei verschiedene Potentiale des Zwischenkreises angeschlossen sind. Dies entspricht einem zweiteiligen Aufbau des Zwischenkreiskondensators, dessen erster und zweiter Pol gebildet wird von den äußeren Anschlüssen der beiden seriell verbundenen Kondensatorelementen. Der Zwischenkreiskondensator, der zwei serielle Kondensatorelemente aufweist, ist über den Gleichspannungswandler mit dem zweiten Gleichspannungsanschluss verbunden. Insbesondere sind für jeden der Kondensatorelemente des Zwischenkreiskondensators (zwei oder mehr) die hier beschriebenen Vorbeziehungsweise Entladeschaltungen vorgesehen. Jede Vor- beziehungsweise Entladeschaltung umfasst hierbei den ersten und den zweiten Umschalter, einen Entladewiderstand und gegebenenfalls auch einen Vorladewiderstand. Hierbei sind die beiden Vor-/Entladeschaltungen spiegelbildlich bezogen auf den Verbindungspunkt der Reihenschaltungen aufgebaut. Die Reihenschaltungen betreffen hierbei die Reihenschaltungen der Gleichrichterschaltungen beziehungsweise der Kondensatorelemente des mehrteiligen Zwischenkreiskondensators. Bei Verwendung von mehreren verbundenen Gleichrichterschaltungen als Gleichrichter, das heißt bei mehrteiligen Gleichrichtern, kann für jede Gleichrichterschaltung ein Kondensatorelement vorgesehen werden. Dieses muss dann nur auf einen Bruchteil der Gesamtspannung des gesamten Zwischenkreiskondensators ausgelegt sein. Der Bruchteil ergibt sich durch den Kehrwert der Anzahl der Gleichrichterschaltungen, die seriell verbunden sind.
Der Gleichspannungswandler kann ein Resonanz-Gleichspannungswandler sein. Insbesondere ist der Gleichspannungswandler ein galvanisch nicht trennender Gleichspannungswandler. Ausführungsformen sehen vor, dass der Gleichspannungswandler einen Resonanzkreis und damit verbunden Schalter aufweist. Die Schalter sind beispielsweise in Form von zwei Halbbrücken miteinander verbunden, wobei die Halbbrücken jeweils zwei Transistoren aufweisen. Jede Halbbrücke ist mit den äußeren Enden mit den Polen des Zwischenkreiskondensators verbunden. Jede Halbbrücke hat einen Verbindungspunkt, wobei die Verbindungspunkte von zwei Halbbrücken verbunden sind über einen Resonanzkreis. Resonanzkreis weist beispielsweise einen Kondensator und eine Induktivität auf. Es ergibt sich ein Seriell-Resonanzkreis. Die Ansteuerung ist eingerichtet, in der ersten Entladephase den Gleichspannungswandler außerhalb der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises zu betreiben. Insbesondere liegt diese Betriebsfrequenz in der ersten Entladephase oberhalb der Resonanzfrequenz. Die Resonanzfrequenz ergibt sich aus den Induktivitäten des Resonanzkreises. Die Ansteuerung ist ferner eingerichtet, in der zweiten Entladephase den Gleichspannungswandler in einem inaktiven Zustand vorzusehen, das heißt in einem Zustand, in dem die Schalter offen sind. Die hier beschriebenen Schalter des Gleichspannungswandlers können auch als Arbeitsschalter bezeichnet werden.
Die Ansteuerung kann zudem eingerichtet sein, in einem Wandlerbetriebszustand die Schalter mit einem getakteten Signal getaktet zu öffnen und zu schließen, wobei die Frequenz dieses Signals im Wesentlichen der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises entspricht. Es ergibt sich eine Spannungswandlung, wobei der Resonanzkreis mit der Resonanzfrequenz angeregt wird. Die Fahrzeugladeschaltung kann einen Wandleranschluss aufweisen, der mit den Verbindungspunkten der Halbbrücken verbunden ist beziehungsweise mit den Enden des Resonanzkreises. Dort erzeugt der Wandler eine Spannung in Wandlerzustand, die gespeist wird von der Spannung über den Zwischenkreiskondensator.
Die Schalter beziehungsweise Arbeitsschalter des Gleichspannungswandlers bilden zwei Halbbrücken mit jeweils einem Verbindungspunkt. Die Halbbrücken sind (parallel) an den Zwischenkreiskondensator angeschlossen. Die Verbindungspunkte, die zwei Pole des zweiten Gleichspannungsanschlusses bilden, sind über den Resonanzkreis miteinander verbunden. Die Verbindungspunkte sind Wechselspannungspotentiale innerhalb des Wandlers und sind vorzugsweise über eine Wandler-Gleichrichterschaltung (gesteuert oder ungesteuert) mit dem zweiten Gleichspannungsanschluss verbunden. Der zweite Gleichspannungsanschluss ist über den Gleichspannungswandler mit dem Zwischenkreiskondensator verbunden. Dieser ist wiederum über die mindestens eine Vor-/Entladeschaltung mit dem Gleichrichter beziehungsweise mit dem ersten Gleichspannungsanschluss verbunden.
Der Gleichspannungswandler verfügt über eine Wandler-Gleichrichterschaltung, deren Gleichstromseite mit dem zweiten Gleichspannungsanschluss verbunden ist, und dessen Wechselstromseite mit dem Resonanzkreis beziehungsweise den Verbindungspunkten des Gleichspannungswandlers verbunden ist. Die Ansteuerung ist vorzugsweise eingerichtet, vor der ersten Entladephase eine Trenneinrichtung und/oder eine dem ersten Gleichspannungsanschluss vorgeschaltete steuerbare Gleichrichterschaltung in offener Schaltstellung anzusteuern. Die erste wie die zweite Entladephase werden vorzugsweise ausgeführt, während die Ansteuerung diese offene Schaltstellung ansteuert. Bei offener Schaltstellung ist der erste Gleichspannungsanschluss von einer Stromquelle getrennt, etwa eine Ladestromquelle, von der der erste Gleichspannungsanschluss beim Laden gespeist wird. In einem aktiven Wandlerzustand ist die die Trenneinrichtung geschlossen und die Gleichrichterschaltung wird getaktet angesteuert. In der ersten und in der zweiten Ladephase steuert die Ansteuerung die Gleichrichterschaltung mit einer durchgehenden offenen Schaltstellung an, während ein getakteter Betrieb in einer Wandlerphase beziehungsweise Ladephase vorgesehen ist.
Die Ansteuerung ist eingerichtet, von der ersten Entladephase in die zweite Entladephase zu wechseln, wenn die am Zwischenkreiskondensator anliegende Spannung einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet. Alternativ oder in Kombination hiermit ist die Ansteuerung eingerichtet, von der ersten Entladephase in die zweite Entladephase zu wechseln, wenn der Zwischenkreiskondensator nur noch einen vorgegebenen Bruchteil der maximal möglichen, nominellen oder ursprünglich bestehenden Ladung in den Zwischenkreiskondensator vorgesehen ist. Die Ansteuerung kann eingerichtet sein, die erste Entladephase für eine vorgegebene Zeitdauer auszuführen (und dann in die zweite Entladephase zu wechseln). Durch diese Zeitdauer unter Berücksichtigung der Kapazität des Zwischenkreiskondensators und gegebenenfalls der Betriebsspannung (d.h. der ursprünglichen Betriebsspannung) des Zwischenkreiskondensators ergibt sich nach der vordefinierten Entladedauer in der ersten Entladephase eine verringerte Spannung am Zwischenkreiskondensator.
Die Ansteuerung kann eine Messeinrichtung aufweisen oder mit einer derartigen Messeinrichtung verbunden sein, die die Spannung über den Zwischenkreiskondensator erfasst, und die ermittelt, wenn ein vorgegebener Grenzwert unterschritten wird. Alternativ kann die Ansteuerung die Funktion aufweisen, die gemessene Spannung am Zwischenkreiskondensator mit dem vorgegebenen Grenzwert zu vergleichen. In beiden Fällen wechselt die Ansteuerung von der ersten in die zweite Ladephase, wenn der Grenzwert unterschritten wird. Der Grenzwert kann beispielsweise 50 Prozent, 15 Prozent oder fünf Prozent einer Nominalspannung am Zwischenkreiskondensator entsprechen, beispielsweise einer Nominalspannung von 800, 400 oder 600 Volt. Der Grenzwert kann beispielsweise größer als 60 Volt sein, insbesondere größer als 100 oder 200 Volt, und/oder vorzugsweise kleiner als 200 Volt, 100 Volt, 80 Volt oder 60 Volt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ansteuerung eingerichtet, in einer ersten Entladephase den ersten Umschalter in der zweiten Stellung anzusteuern, und den zweiten Umschalter in der ersten Stellung anzusteuern. Die Ansteuerung ist eingerichtet, in der ersten Entladephase den ersten Umschalter anzusteuern, den ersten Pol des Zwischenkreiskondensators (über einen Widerstand bzw. den Entladewiderstand zwischen den Umschaltern oder direkt) mit dem zweiten Umschalter zu verbinden. Die Ansteuerung ist eingerichtet, in der ersten Entladephase den zweiten Umschalter anzusteuern, den ersten Umschalter (über den genannten Widerstand oder über eine Direktverbindung zwischen den Umschaltern) mit dem ersten Potential des ersten Gleichspannungsanschlusses zu verbinden. Dem ersten Gleichspannungsanschluss kann eine Diode vorgeschaltet sein oder ein Trennschalter, wobei die Steuerung vorzugsweise eingerichtet ist, den Trennschalter in der ersten (und vorzugsweise auch im zweiten) Entladephase in offenem Zustand vorzusehen. Dem ersten Potential des ersten Gleichspannungsanschlusses kann eine erste Diode vorgeschaltet sein und dem zweiten Potential des ersten Gleichspannungsanschlusses kann eine zweite Diode vorgeschaltet sein. Deren Durchlassrichtung ist derart vorgesehen, dass ein Stromfluss vom ersten Gleichspannungsanschluss zum zweiten Gleichspannungsanschluss ermöglicht wird und in umgekehrter Richtung der Stromfluss gesperrt ist. Dem ersten Gleichspannungsanschlusses kann auch ein allpoliger Trennschalter vorgeschaltet sein, der von der Steuerung in den Entladephasen vorzugsweise allpolig geöffnet ist. Es kann ein Gleichspannungs-Zuführungsanschluss vorgesehen sein, der über die mindestens eine Diode oder über den (ein- oder allpoligen) Trennschalter mit dem ersten Gleichspannungsanschluss verbunden ist. Die mindestens eine Diode bzw. der mindestens eine Trennschalter dienen während der Entladephasen der Unterdrückung eines Stromflusses von einer externen Spannungsquelle (Ladestromquelle) in die Entladeschaltung hinein bzw. dienen zur Unterdrückung eines Stromflusses von dem Zwischenkreiskondensator bzw. eines Stromflusses über die Entladeschaltung an einen externen Ladeanschluss, um so dort gefährliche Berührspannungen zu unterdrücken. Ist dem ersten Gleichspannungsanschluss ein Gleichrichter vorgeschaltet, können die mindestens eine Diode bzw. der mindestens eine Trennschalter obsolet sein, da der Gleichrichter die Abtrennung der Entladeschaltung bzw. des Zwischenkreiskondensators gegenüber einem externen Anschluss realisieren kann.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen Ausführungsformen der hier beschriebenen Fahrzeugladeschaltungen und dienen zur Erläuterung von verschiedenen Ausführungsformen beziehungsweise Funktionen der Schaltung.
Die Figur 1 zeigt eine Fahrzeugladeschaltung mit einem Gleichrichter GR, dessen Wechselstromseite mit den Wechselstromanschlüssen L und N verbunden ist. N kann der Neutralleiteranschluss sein und L der Phasenanschluss. Der Gleichrichter ist insbesondere ein gesteuerter Gleichrichter. Als Gleichrichter werden hierin alle Schaltungen bezeichnet, die in der Lage sind, eine Wechselspannung gleichzurichten. Der Gleichrichter ist vorzugsweise ein Leistungsfaktorkorrekturfilter (das heißt eine Schaltung mit gleichrichtender und gleichspannungswandelnder Funktion). Die Gleichspannungsseite des Gleichrichters bildet den ersten Gleichspannungsanschluss +, -. Ein Zwischenkondensator C (in Figur 2 Komponente C1 ) ist über einen ersten Umschalter S1 mit dem ersten Gleichspannungsanschluss verbunden. Insbesondere verbindet der erste Gleichrichter den positiven Pol U+ des Zwischenkreiskondensators C, C1 mit dem positiven Potential + des ersten Gleichspannungsanschlusses. Das negative Potential des ersten Gleichspannungsanschlusses - ist direkt, das heißt ohne über einen Umschalter, mit dem negativen Pol U- des Zwischenkreiskondensator C, C1 verbunden.
Es schließt sich an den Zwischenkreiskondensator ein Gleichspannungswandler W an, der vier Transistoren T1 bis T4 aufweist. Diese sind in zwei Halbbrücken miteinander verschaltet, sodass die Transistoren T1 , T2 eine erste Halbbrücke bilden und die Kondensatoren T3 und T4 eine zweite Halbbrücke des Gleichspannungswandlers W. Ein Resonanzkreis mit der Induktivität L und dem Kondensator C bilden einen seriellen Resonanzkreis. Es ist symbolisch dargestellt, dass ein zweiter Gleichspannungsanschluss V1 , V2 mit dem Resonanzkreis verbunden ist. Hierbei ist der Resonanzkreis CR, L über eine Wandler-Gleichrichterschaltung mit dem zweiten Gleichspannungsanschluss V1 , V2 verbunden (dies ist nur symbolhaft dargestellt). Die Wandler-Gleichrichterschaltung kann eine gesteuerte oder ungesteuerte Gleichrichterschaltung sein, vorzugsweise eine Vollwellen-Gleichrichterschaltung.
Schließlich ist eine Ansteuerung ST vorgesehen, die sowohl die Umschalter der Vor-/Entladeschaltung E1 , E2 und direkt oder indirekt die Transistoren T1 bis T4 des Gleichspannungswandlers W ansteuert. Das vorangehend zu Figur 1 Genannte gilt auch für die Figur 2. Im Folgenden sind die unterschiedlichen Ausprägungen der Vor-/Entladeschaltung E1 , E2 der Figuren 1 und 2 dargestellt.
In der Figur 2 ist ein zweiter Umschalter S2 vorgesehen, der dem Umschalter S1 nachgeschaltet ist. Der Umschalter S1 verbindet wahlweise entweder den positiven Pol U+ des Zwischenkreiskondensators C, mit dem positiven Pol des ersten Gleichspannungsanschlusses +, siehe Schalterstellung NO oder direkt mit dem zweiten Umschalter S2, siehe Schalterstellung NC. Im Gegensatz hierzu verbindet der Umschalter S1 der Figur 2 den positiven Pol U+ des Zwischenkreiskondensators C1 nicht direkt mit einem Umschalter, sondern mit einem Entladewiderstand PTC (allgemein: Strombegrenzungswiderstand PTC), der zu dem zweiten Umschalter S2 der Figur 2 führt. In der Figur 2 verbindet dann der zweite Umschalter S2 den Widerstand PTC entweder mit dem positiven Potential + des ersten Gleichspannungsanschlusses, siehe Schalterstellung NO, oder mit dem negativen Pol U- des Zwischenkreiskondensators C1 , siehe Schalterstellung NC. In der letztgenannten Schalterstellung verbindet der zweite Umschalter S2 den Widerstand PTC mit dem negativen Potential - des ersten Gleichspannungsanschlusses.
In der Figur 2 kann so in der Schalterstellung NO des Umschalters S2 eine Vorladung vorgesehen werden über den Widerstand PTC, entsprechend dem Stromfluss g, der über den ersten Umschalter S1 führt, der in der Schaltung NC ist. Befindet sich der Umschalter S1 in der Schalterstellung NC und der Umschalter S2 in der Schalterstellung NC, dann ergibt sich eine Parallelschaltung des Widerstands PTC zum Zwischenkreiskondensator C1 , um so eine Entladung gemäß dem Strompfad r auszuführen.
In der Figur 1 ist der Umschalter S2 direkt dem Umschalter S1 nachgeschaltet. Ist der Umschalter S1 in der Schalterstellung NC und der Umschalter S2 in der Schalterstellung NO ergibt sich eine Vorladeschaltung über den Widerstand PTC1 gemäß dem Strompfad g der Figur 1 . Befindet sich der Umschalter S1 in der Schalterstellung NC, jedoch der Umschalter S2 ebenso in der Schalterstellung NC, dann ergibt sich eine Entladefunktion über den Widerstand PTC2 gemäß dem Strompfad r der Figur 1 . Damit ist der Widerstand PTC1 ein Vorladewiderstand und führt insbesondere nur diese Funktion aus, während der Widerstand PTC2 ein Entladewiderstand ist, und insbesondere nur diese Funktion ausführen kann. In der Figur 2 hat jedoch der Widerstand PTC beide Funktionen und kann somit als Entlade- und Vorladewiderstand (alternativ: Strombegrenzungswiderstand) bezeichnet werden. Die Schalterstellung NO kann als erste Schalterstellung bezeichnet werden. Die Schalterstellung NC kann als zweite Schalterstellung bezeichnet werden. Ist der erste Umschalter in der ersten Schalterstellung NO, dann verbindet die jeweilige Vor-/Entladeschaltung E1 , E2 den ersten Gleichspannungsanschluss (das heißt dessen positives Potential) direkt mit dem positiven Potential U+ des Zwischenkreiskondensators C, C1 . Dies gilt für die Figuren 1 und 2. Befindet sich der erste Umschalter S1 in der zweiten Schalterstellung NC, dann kann durch den zweiten Umschalter S1 gewählt werden, ob eine Entladefunktion oder eine Vorladefunktion ausgeführt werden soll. Insbesondere in der Schalterstellung NC ergibt sich eine Verbindung über den Widerstand PTC2 und S1 beziehungsweise den Widerstand PTC und S2 (Figur 2), die den ersten Umschalter mit dem Potential - des ersten Gleichspannungsanschlusses verbindet beziehungsweise mit dem negativen Pol U- des Zwischenkreiskondensators C. Die Reihenfolge des Entladewiderstands und des zweiten Umschalters sind in Figur 1 und Figur 2 unterschiedlich. Befindet sich der zweite Umschalter S2 in der Schalterstellung NO, dann ergibt sich eine Verbindung über den zweiten Umschalter und den Entladewiderstand PTC1 beziehungsweise den Widerstand PTC, die den ersten Umschalter S1 mit dem positiven Potential + des ersten Gleichspannungsanschlusses verbindet.
Die Figur 3 zeigt einen Gleichrichter GR, der zweiteilig ausgeführt ist, wobei dadurch die Gleichspannungsseite ein positives Potential, ein negatives Potential und ein Zwischenpotential 0 aufweist. Das Zwischenpotential 0 ergibt sich durch die serielle Verbindung der Gleichrichterschaltungen des Gleichrichters GR. Es ist zu erkennen, dass in der positiven Spannungsschiene ein Vor-/Entladeschaltkreis E vorgesehen ist, bei dem der erste Umschalter das positive Potential + des ersten Gleichspannungsanschlusses mit dem positiven Pol U+ des Zwischenkreiskondensators C2 schaltbar verbindet. Gespiegelt hierzu sieht die Entladeschaltung E‘ vor, dass der dort vorhandene erste Umschalter das negative Potential - des ersten Gleichspannungsanschlusses mit dem negativen Pol U- des Zwischenkreiskondensators schaltbar verbindet. Es schließen sich in den Schaltungen E und E‘ jeweils an die ersten Umschalter die zweiten Umschalter an, entweder direkt (siehe Figur 1 ), oder über einen Widerstand (siehe Figur 2). Das Zwischenpotential 0 des mehrteiligen Gleichrichters GR bildet für den Aufbau der Schaltungen E, E‘ das Potential, das in der Figur 1 und 2 durch das Potential - dargestellt wird. Somit ist die Entladeschaltung E‘ vertikal gespiegelt, d.h. ist zu Potential 0 gespiegelt und gegenüber der Schaltung E vorgesehen. In der Figur 3 schließen sich zwei Kondensatorelemente C2 an, die in Reihe geschaltet sind, die zusammen den Zwischenkreiskondensator bilden. Der Verbindungspunkt zwischen den Kondensatorelementen C2 ist mit dem Zwischenpotential 0 verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen den Kondensatorelementen C2 der Figur 3 ist insbesondere mit einem Entladewiderstand verbunden, der zum zweiten Umschalter führt, oder ist mit dem zweiten Umschalter verbunden, der über den Entlade- beziehungsweise Vorladewiderstand zu dem ersten Umschalter führt, entsprechend der Figuren 1 und 2 in gespiegelter Weise. In die Figur 3 ist ferner ein Wandler W vorgesehen, der wie die Wandler W der Figuren 1 und 2 aufgebaut ist.
Für alle dargestellten Ausführungsformen gilt, dass die Steuerung ST sowohl die beiden Umschalter S1 , S2 als auch den Wandler W ansteuert, um so vorzusehen, dass in einer ersten Entladephase, die vor der zweiten Entladephase stattfindet, der Wandler W getaktet mit einer Frequenz angesteuert wird, die über der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises CR, L liegt, insbesondere mit einer Frequenz, die mehr als das Doppelte der Resonanzfrequenz beträgt. In der ersten Entladephase steuert die Ansteuerung ST den ersten Umschalter S1 gemäß der Schalterstellung NO oder gemäß der Schalterstellung NC an. Eventuell vorgesehen Trennschalter, die dem Gleichrichter vor- oder nachgeschaltet sein können, sind hierbei offen. Die Steuerung schaltet in die zweite Entladephase um, in der der Schalter S1 die Schalterstellung NC hat, wobei dies auch für den Umschalter S2 gilt. In der zweiten Entladephase wird der Wandler vorzugsweise mit offenen Schaltern (durchgehend offenen Schaltern) T1 bis T4 angesteuert.
In der ersten Entladephase ist der erste Umschalter S1 vorzugsweise in der Stellung NC. Der zweite Umschalter S2 ist in der ersten Entladephase vorzugsweise in der Stellung NO. Dadurch ist der Entladewiderstand nicht in dem Stromkreis, in dem der Entladestrom fließt.
In der zweiten Entladephase ist der erste Umschalter S1 vorzugsweise in der Stellung NC. Der zweite Umschalter S2 ist in der zweiten Entladephase vorzugsweise in der Stellung NC. Dadurch ergibt sich ein Stromkreis, in dem der Entladestrom durch den Entladewiderstand fließt.
Den Potentialen +, - kann eine Diode (oder für jedes Potential eine Diode) vorgeschaltet sein, die eingerichtet ist, während des Entladens einen Stromfluss in die Entladeschaltung E, E‘, E1 , E2 zu unterbinden. Die Diode kann dem ersten Potential + vorgeschaltet sein mit einer Durchflussrichtung, die zum Zwischenkreiskondensator / zur Entladeschaltung zeigt, und/oder kann dem zweiten Potential - vorgeschaltet sein mit einer Durchflussrichtung, vom Zwischenkreiskondensator / zur Entladeschaltung weg zeigt.
In den Entladephasen ist die Entladeschaltung getrennt von einer externen Ladespannungsquelle bzw. einem Anschluss hierfür, wobei diese Trennung realisiert ist durch einen Gleichrichter GR (und ggf. einer zugehörigen Steuerung) und/oder durch mindestens eine Diode oder mindestens einen Trennschalter, die bzw. der dem ersten Gleichspannungsanschluss vorgeschaltet ist.
In einer Rückspeise- oder Batterieaufladephase ist der ersten Umschalter vorzugsweise in der Stellung NO. Dadurch kann Strom vom ersten zum zweiten Gleichspannungsanschluss fließen, ohne dass dieser durch einen der Widerstände PTC1 , PTC2 oder PCT geführt wird.

Claims

Patentansprüche
1 . Fahrzeugladeschaltung mit einem ersten Gleichspannungsanschluss (+, -), einem zweiten Gleichspannungsanschluss (V1 , V2), einem Gleichspannungswandler (W) mit vorgeschaltetem Zwischenkreiskondensator (C; C1 , 02) und mindestens einer Vor-/Entladeschaltung (E, E1 , E2), über die der erste Gleichspannungsanschluss (+, -) mit dem Zwischenkreiskondensator (C; 01 , 02) verbunden ist, wobei der zweite Gleichspannungsanschluss (V1 , V2) über den Gleichspannungswandler (W) mit dem Zwischenkreiskondensator (C; 01 , 02) verbunden ist, wobei die Vor-/Entladeschaltung mindestens einen ersten Umschalter (S1 ) aufweist, der in einer ersten Stellung (NO) eine direkte Verbindung zwischen einem ersten Pol (U+) des Zwischenkreiskondensators (C; 01 , 02) einem ersten Potential (+) des ersten Gleichspannungsanschlusses (+, -) herstellt, und der in einer zweiten Stellung (NC) den ersten Pol (U+) des Zwischenkreiskondensators (C; 01 , 02) über einen Entladewiderstand (PTC, PTC2) und über einen zweiten Umschalter (S2) mit dem zweiten Pol (U-) des Zwischenkreiskondensators (C; 01 , 02) verbindet, wobei a) der zweite Umschalter (S2) den Entladewiderstand (PTC) wahlweise: - in einer ersten Schalterstellung (NO) mit dem ersten Potential (+) des ersten Gleichspannungsanschlusses (+, -) verbindet, oder
- in einer zweiten Schalterstellung (NC) mit dem zweiten Pol (U-) des Zwischenkreiskondensators (C; 01 , 02) verbindet oder b) der zweite Umschalter (S2) den ersten Umschalter (S1 ) wahlweise - in einer ersten Schalterstellung (NO) über einen Vorladewiderstand (PTC1 ) mit dem ersten Potential (+) des ersten Gleichspannungsanschlusses (+, -) verbindet oder - in einer zweiten Schalterstellung (NC) mit dem Entladewiderstand (PTC2) verbindet und wobei die Fahrzeugladeschaltung eine Ansteuerung (ST) aufweist, die eingerichtet ist, in einer ersten Entladephase den Gleichspannungswandler (W) anzusteuern, die Spannung des Zwischenkreiskondensators mittels des Gleichspannungswandler (W) und nicht mittels des Entladewiderstands (PTC, PTC 2) in Wärme umzuwandeln, und in einer zweiten Entladephase den ersten und zweiten Umschalter (S1 ) ansteuert, jeweils die zweite Stellung (NC) einzunehmen. Fahrzeugladeschaltung nach Anspruch 1 , wobei der erste Umschalter (S1 ) und/oder der zweite Umschalter (S2) eingerichtet ist, in einem ansteuerfreien Zustand die zweite Stellung (NC) einzunehmen. Fahrzeugladeschaltung nach Anspruch 1 oder 2, die ferner einen gesteuerten Gleichrichter (GR) oder Leistungsfaktorkorrekturfilter aufweist, der eine Gleichstromseite hat, die mit dem ersten Gleichspannungsanschluss (+, -) verbunden ist, und der eine Wechselstromseite hat, die mit einem einphasigen oder dreiphasigen Wechselstromanschluss (L, N) verbunden ist. Fahrzeugladeschaltung nach Anspruch 3, wobei der Gleichrichter (GR) zwei gleichstromseitig seriell verbundene Gleichrichterschaltungen hat, wobei jeder Gleichrichterschaltung eine der Vor-/Entladeschaltungen (E, E1 , E2) nachgeschaltet ist, wobei der Zwischenkreiskondensator zwei serielle Kondensatorelemente (C2) aufweist, die über den Gleichspannungswandler (W) mit dem zweiten Gleichspannungsanschluss (V1 , V2) verbunden sind. Fahrzeugladeschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Gleichspannungswandler (W) einen Resonanzkreis (CR, L) und damit verbundene Schalter (T1 - T4) aufweist, wobei die Ansteuerung (ST) eingerichtet ist, in der ersten Entladephase den Gleichspannungswandler (W) außerhalb der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises (CR, L) und insbesondere oberhalb dieser Resonanzfrequenz anzusteuern.
6. Fahrzeugladeschaltung nach Anspruch 5, wobei die Schalter (T1 - T4) zwei Halbbrücken mit jeweils einem Verbindungspunkt (1 , 2) bilden, wobei die Halbbrücken an den Zwischenkreiskondensator (C, C1 ) angeschlossen sind und die Verbindungspunkte (1 , 2), die zwei Pole des zweiten Gleichspannungsanschlusses (V1 , V2) bilden, über den Resonanzkreis (CR, L) miteinander verbunden sind.
7. Fahrzeugladeschaltung nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Resonanzkreis eine Seriellschaltung aus einer Arbeitskapazität (CR) und einer Arbeitsinduktivität (L) ist.
8. Fahrzeugladeschaltung nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Gleichspannungswandler (W) eine dem Resonanzkreis nachgeschaltete Wandler-Gleichrichterschaltung aufweist, deren Gleichstromseite mit dem zweiten Gleichspannungsanschluss (V1 , V2) verbunden ist.
9. Fahrzeugladeschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Ansteuerung (ST) eingerichtet ist, vor der ersten Entladephase eine Trenneinrichtung und/oder eine dem ersten Gleichspannungsanschluss (+, -) vorgeschaltete steuerbare Gleichrichterschaltung (GR) mit offener Schaltstellung anzusteuern und die ersten sowie die zweite Entladephase durchzuführen, während die Ansteuerung (ST) die offene Schaltstellung ansteuert.
10. Fahrzeugladeschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Ansteuerung (ST) eingerichtet ist, vom der ersten Entladephase in die zweite Entladephase zu wechseln, wenn die am Zwischenkreiskondensator (C; C1 , C2) anliegende Spannung einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet.
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