DE102013011104A1 - Electrical power distribution device for an electrically driven vehicle and method for operating the power distribution device - Google Patents

Electrical power distribution device for an electrically driven vehicle and method for operating the power distribution device Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektrische Energieverteilungseinrichtung (14, 36, 40) für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, mit einem Wechselrichter (16), der gleichspannungsseitig an einem Zwischenkreis (18) angeschlossen und wechselspannungsseitig zum Verbinden mit einer rotierenden elektrischen Maschine (12) des Fahrzeugs eingerichtet ist, mit einer ersten Schalteinheit (20, 28) in der wechselspannungsseitigen Verbindung des Wechselrichters (16) mit der rotierenden elektrischen Maschine (12), welche Schalteinheit (20, 28) mit der rotierenden elektrischen Maschine (12) verbindbar ist und an die eine Anschlusseinheit (22, 38) zum elektrischen lösbaren Verbinden mit einer zu einer Gleichspannungsquelle (24) des Fahrzeugs unterschiedlichen Energiequelle angeschlossen ist, wobei am Zwischenkreis (18) ein Isolationsgleichspannungswandler (26) zum Anschließen an die Gleichspannungsquelle (24) des Fahrzeugs angeschlossen sowie eine zweite Schalteinheit (20, 28) zum direkten Anschließen des Zwischenkreises (18) an die Gleichspannungsquelle (24) des Fahrzeugs unter Umgehung des Isolationsgleichspannungswandlers (26) vorgesehen sind.The invention relates to an electrical power distribution device (14, 36, 40) for an electrically driven vehicle, having an inverter (16) connected on the DC side to an intermediate circuit (18) and arranged on the AC side for connection to a rotating electrical machine (12) of the vehicle is, with a first switching unit (20, 28) in the AC-side connection of the inverter (16) with the rotary electric machine (12), which switching unit (20, 28) with the rotary electric machine (12) is connectable and to the one Connection unit (22, 38) is connected for electrically releasable connection to a different power source to a DC voltage source (24) of the vehicle, wherein the DC link (18) a DC isolation converter (26) for connection to the DC voltage source (24) of the vehicle connected and a second Switching unit (20, 28) for direct connection n of the intermediate circuit (18) to the DC voltage source (24) of the vehicle, bypassing the insulation DC voltage converter (26) are provided.

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Figure DE102013011104A1_0001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Energieverteilungseinrichtung für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, mit einem Wechselrichter, der gleichspannungsseitig an einem Zwischenkreis angeschlossen und wechselspannungsseitig zum Verbinden mit einer rotierenden elektrischen Maschine des Fahrzeugs eingerichtet ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer rotierenden elektrischen Maschine sowie ein Verfahren zum Betreiben der elektrischen Energieverteilungseinrichtung.The present invention relates to an electrical power distribution device for an electrically driven vehicle, with an inverter which is connected on the DC voltage side to a DC link and is arranged on the AC voltage side for connection to a rotating electrical machine of the vehicle. In addition, the invention relates to a vehicle with a rotating electrical machine and a method for operating the electrical power distribution device.

Fahrzeuge der gattungsgemäßen Art sind dem Grunde nach bekannt, so dass es eines gesonderten druckschriftlichen Nachweises hierfür nicht bedarf. Fahrzeuge können dem Grunde nach Luft-, Wasser- und/oder Landfahrzeuge sein. Die in Rede stehenden Fahrzeuge weisen einen elektrischen Antrieb auf, der regelmäßig durch eine rotierende elektrische Maschine gebildet ist. Die rotierende elektrische Maschine stellt eine Antriebsleistung für das Fahrzeug bereit, mittels der das Fahrzeug in einem Fahrbetrieb angetrieben wird. Natürlich können auch mehrere rotierende elektrische Maschinen zum Zwecke des Antriebs vorgesehen sein, die beispielsweise einzeln oder gemeinsam mittels einer Steuerung gesteuert sein können. Neben der rotierenden elektrischen Maschine als Antrieb kann das Fahrzeug darüber hinaus auch weitere Antriebsmaschinen aufweisen, beispielsweise Verbrennungskraftmaschinen, pneumatische oder hydraulische Antriebsmaschinen, Kombinationen hiervon und/oder dergleichen. Solche Fahrzeuge werden häufig auch Hybrid-Fahrzeuge genannt.Vehicles of the generic type are basically known, so that it does not require a separate printed evidence for this. Vehicles may basically be air, water and / or land vehicles. The vehicles in question have an electric drive, which is regularly formed by a rotating electric machine. The rotary electric machine provides drive power to the vehicle by means of which the vehicle is driven in a driving operation. Of course, several rotating electrical machines may be provided for the purpose of the drive, which may be controlled individually or jointly by means of a control, for example. In addition to the rotating electric machine as a drive, the vehicle can also have other drive machines, such as internal combustion engines, pneumatic or hydraulic drive machines, combinations thereof and / or the like. Such vehicles are often called hybrid vehicles.

Fahrzeuge der gattungsgemäßen Art benötigen in der Regel eine elektrische Energieverteilungseinrichtung, die die dem Antrieb dienende rotierende elektrische Maschine mit elektrischer Energie versorgt. Während der Fahrt wird die elektrische Energie üblicherweise aus einer fahrzeugeigenen Batterie bereitgestellt. Die Batterie ist in der Regel als Akkumulator ausgebildet. In regelmäßigen Abständen muss der Akkumulator wieder aufgeladen werden, damit er Energie für den Fahrbetrieb bereitstellen kann.Vehicles of the generic type generally require an electrical power distribution device that supplies the rotating electrical machine serving the drive with electrical energy. While driving, the electrical energy is usually provided from an in-vehicle battery. The battery is usually designed as an accumulator. At regular intervals, the accumulator must be recharged so that it can provide energy for driving.

Zu diesem Zweck sind Ladegeräte vorgesehen, die beispielsweise am Fahrzeug mitgeführt sind und einen Energiebezug durch Anschluss an ein öffentliches Energieversorgungsnetz außerhalb des Fahrbetriebs erlauben.For this purpose, chargers are provided, which are carried for example on the vehicle and allow energy by connecting to a public power grid outside the vehicle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufwand für die elektrische Energieverteilungseinrichtung zu reduzieren.The invention has for its object to reduce the cost of the electrical power distribution device.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine elektrische Verteilungseinrichtung gemäß Anspruch 1 sowie ein Fahrzeug gemäß Anspruch 6 als auch durch ein Verfahren gemäß Anspruch 7.This object is achieved by an electrical distribution device according to claim 1 and a vehicle according to claim 6 as well as by a method according to claim 7.

Einrichtungsseitig zeichnet sich die erfindungsgemäße elektrische Energieverteilungseinrichtung dadurch aus, dass in der wechselspannungsseitigen Verbindung des Wechselrichters mit der rotierenden elektrischen Maschine eine erste Schalteinheit vorgesehen ist, welche Schalteinheit mit der rotierenden elektrischen Maschine verbindbar ist und an die eine Anschlusseinheit zum elektrischen lösbaren Verbinden mit einer zu einer Gleichspannungsquelle des Fahrzeugs unterschiedlichen Energiequelle angeschlossen ist, wobei am Zwischenkreis ein Isolationsgleichspannungswandler zum Anschließen an die Gleichspannungsquelle des Fahrzeugs angeschlossen sowie eine zweite Schalteinheit zum direkten Anschließen des Zwischenkreises an die Gleichspannungsquelle des Fahrzeugs unter Umgehung des Isolationsgleichspannungswandlers vorgesehen sind.On the device side, the electrical power distribution device according to the invention is characterized in that in the AC-side connection of the inverter with the rotating electrical machine, a first switching unit is provided, which switching unit with the rotating electric machine is connectable and to a terminal unit for electrically releasable connection with a to a DC voltage source of the vehicle is connected to different energy source, wherein the DC link an isolation DC converter for connecting to the DC voltage source of the vehicle connected and a second switching unit for directly connecting the DC link to the DC voltage source of the vehicle, bypassing the DC isolation converter are provided.

Die rotierende elektrische Maschine ist in der Regel durch eine Wechselspannungsmaschine, insbesondere eine Dreiphasen-Wechselspannungsmaschine, gebildet. Ausführungsformen für eine Dreiphasen-Wechselspannungsmaschine sind beispielsweise Synchronmaschinen, Asynchronmaschinen oder dergleichen. Besonders bevorzugt ist eine Asynchronmaschine, die aufgrund ihres Konstruktions- und Wirkungsprinzips besonders einfach und robust ist. Dies ist ein Vorteil für den Betrieb der rotierenden elektrischen Maschine im Fahrzeug. Zum Betrieb der rotierenden elektrischen Maschine ist ein Wechselrichter erforderlich, der durch eine fahrzeugeigene Gleichspannungsquelle bereitgestellte elektrische Energie in eine für die rotierende elektrische Maschine geeignete Wechselspannung umwandelt. Die rotierende elektrische Maschine sowie die elektrische Energieverteilungseinrichtung sind vorzugsweise Bestandteil der elektrischen Anlage des Fahrzeugs. Die rotierende elektrische Maschine ist beispielsweise nicht Bestandteil der elektrischen Energieverteilungseinrichtung.The rotating electrical machine is usually formed by an AC machine, in particular a three-phase AC machine. Embodiments for a three-phase AC machine are, for example, synchronous machines, asynchronous machines or the like. Particularly preferred is an asynchronous machine, which is particularly simple and robust due to its design and effect principle. This is an advantage for the operation of the rotating electrical machine in the vehicle. To operate the rotating electrical machine, an inverter is required, which converts electrical energy supplied by an on-board DC voltage source into an AC voltage suitable for the rotating electrical machine. The rotating electrical machine and the electrical power distribution device are preferably part of the electrical system of the vehicle. The rotating electrical machine is not part of the electrical power distribution device, for example.

Die Gleichspannungsquelle des Fahrzeugs ist beispielsweise durch einen elektrischen Energiespeicher wie einem Akkumulator, einem Kondensator, Kombinationen hiervon oder dergleichen oder auch durch eine Brennstoffzelle oder Kombination mit elektrischen Energiespeichern gebildet. Sie ist vorzugsweise mit dem Fahrzeug mechanisch verbunden und stellt die elektrische Energie während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs mittels der rotierenden elektrischen Maschine bereit.The DC voltage source of the vehicle is formed for example by an electrical energy storage such as an accumulator, a capacitor, combinations thereof or the like, or by a fuel cell or combination with electrical energy storage. It is preferably mechanically connected to the vehicle and provides the electrical energy during the driving operation of the vehicle by means of the rotating electrical machine.

Insbesondere aber nicht nur bei Landfahrzeugen kann der Fall auftreten, dass die rotierende elektrische Maschine vom motorischen Bereich in einen generatorischen Bereich wechselt, beispielsweise beim Bremsen, beim Bergabfahren oder dergleichen. Aus diesem Grund ist der Wechselrichter in der Regel als Bidirektionaler Wechselrichter ausgebildet, das heißt, der Wechselrichter erlaubt eine Energiekopplung sowohl von seiner Gleichspannungsseite zu seiner Wechselspannungsseite als auch in umgekehrter Richtung. Natürlich kann alternativ auch vorgesehen sein, dass der Wechselrichter lediglich als reiner unidirektionaler Wechselrichter ausgebildet ist, der Energie lediglich von der Gleichspannungsseite zur Wechselspannungsseite koppelt. Parallel dazu kann dann ein Gleichrichter vorgesehen sein, der es erlaubt, eine Energiekopplung von der Wechselspannungsseite zur Gleichspannungsseite vorzunehmen, um auf diese Weise die bidirektionale Energiekopplung zu ermöglichen.In particular, however, not only in the case of land vehicles, it may happen that the rotating electrical machine changes from the motor area into a generator area, for example, when braking, when driving downhill or the like. For this reason, the inverter is usually designed as a bidirectional inverter, that is, the inverter allows energy coupling both from its DC side to its AC side and in the reverse direction. Of course, alternatively, it may also be provided that the inverter is merely designed as a pure unidirectional inverter, which couples energy only from the DC voltage side to the AC voltage side. In parallel, a rectifier can then be provided, which makes it possible to carry out an energy coupling from the AC voltage side to the DC voltage side, in order to thus enable bidirectional energy coupling.

Der Wechselrichter, aber auch ein gegebenenfalls vorgesehener separater Gleichrichter, ist für einen Betrieb an einem, vorzugsweise mehrphasigen, besonders bevorzugt dreiphasigen Wechselspannungsnetz ausgebildet. Der Zwischenkreis ist vorzugsweise ein Gleichspannungszwischenkreis und umfasst insbesondere einen Energiespeicher, beispielsweise in Form eines Kondensators.The inverter, but also an optionally provided separate rectifier, is designed for operation on a, preferably multi-phase, particularly preferably three-phase alternating voltage network. The intermediate circuit is preferably a DC voltage intermediate circuit and in particular comprises an energy store, for example in the form of a capacitor.

Erfindungsgemäß ist in der wechselspannungsseitigen Verbindung des Wechselrichters mit der rotierenden elektrischen Maschine eine erste Schalteinheit vorgesehen, an welche sowohl die rotierende elektrische Maschine als auch die elektrisch zu der Gleichspannungsquelle des Fahrzeugs unterschiedlichen, insbesondere fahrzeugfremden, Energiequelle lösbar verbindbare Anschlusseinheit, vorzugsweise schaltbar, angeschlossen sind. Die Anschlusseinheit kann beispielsweise durch eine Steckverbindung, eine Steckdose oder dergleichen gebildet sein, die über eine erforderliche Anzahl von Anschlüssen verfügt, um einen Anschluss an die fahrzeugfremde Energiequelle wie beispielsweise einem öffentlichen Energieversorgungsnetz oder dergleichen herzustellen. Die elektrisch zu der Gleichspannungsquelle des Fahrzeugs unterschiedliche, insbesondere fahrzeugfremde, Energiequelle kann beispielsweise durch eine stationäre Energiequelle, insbesondere eine ortsfeste Energiequelle sein, beispielsweise ein öffentliches Energieversorgungsnetz aber auch ein stationärer Generator, Kombinationen hiervon oder dergleichen. Darüber hinaus kann diese Energiequelle auch die eines anderen Fahrzeugs sein, beispielsweise bei einem Schleppverband oder dergleichen.According to the invention, a first switching unit is provided in the AC-side connection of the inverter to the rotating electrical machine, to which both the rotating electrical machine and the power source, which is electrically different from the DC voltage source of the vehicle, are detachably connectable, preferably switchably connected. The terminal unit may be formed by, for example, a connector, a socket, or the like having a required number of terminals for connection to the off-vehicle power source such as a public power grid or the like. The power source that is electrically different from the DC voltage source of the vehicle, in particular from a vehicle, can be, for example, a stationary energy source, in particular a stationary power source, for example a public power supply network, but also a stationary generator, combinations thereof or the like. In addition, this energy source can also be that of another vehicle, for example in a towed vehicle or the like.

Mit der Erfindung kann folglich ein separates Ladegerät eingespart werden, weil der Wechselrichter auch zum Zwecke des Ladens genutzt werden kann. Der Aufwand für die elektrische Energieverteilungseinrichtung kann somit reduziert werden.Consequently, with the invention, a separate charger can be saved because the inverter can also be used for the purpose of loading. The effort for the electrical power distribution device can thus be reduced.

Die Schalteinheit weist Schaltelemente auf, vorzugsweise mindestens so viele Schaltelemente, wie der Wechselrichter wechselspannungsseitig Phasen bereitstellt. Die Schaltelemente der Schalteinheit sind dabei vorzugsweise als Umschalter ausgebildet, die so verschaltet sind, dass sie die jeweilige Phase des Wechselrichters entweder mit der rotierenden elektrischen Maschine oder mit der Anschlusseinheit elektrisch koppeln. Eine elektrische Verbindung zwischen der Anschlusseinheit und der rotierenden elektrischen Maschine ist dadurch verhindert. Bevorzugt sind die Schaltelemente gemeinsam gesteuert. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Schaltelemente einzeln gesteuert werden. Die Schaltelemente können durch elektromechanische Schaltkontakte wie Relais, Schütze oder dergleichen, elektronische Schalter wie Transistoren, Thyristoren, oder auch Kombinationen hiervon gebildet sein.The switching unit has switching elements, preferably at least as many switching elements as the inverter provides phases on the alternating voltage side. The switching elements of the switching unit are preferably designed as a switch, which are connected so that they electrically couple the respective phase of the inverter with either the rotating electrical machine or with the connection unit. An electrical connection between the connection unit and the rotating electrical machine is thereby prevented. Preferably, the switching elements are controlled together. However, it can also be provided that the switching elements are controlled individually. The switching elements may be formed by electromechanical switching contacts such as relays, contactors or the like, electronic switches such as transistors, thyristors, or combinations thereof.

Diese Anordnung erlaubt es, den für den bestimmungsgemäßen Fahrbetrieb des Fahrzeugs ohnehin erforderlichen Wechselrichter zur Energieversorgung der rotierenden elektrischen Maschine zugleich auch für Ladungszwecke zu nutzen. Ein separates Ladegerät kann somit vollständig eingespart werden. Da üblicherweise die Leistung der rotierenden elektrischen Maschine deutlich größer ist als die Ladeleistung bei Bezug von elektrischer Energie über die Anschlusseinheit, ist der Gleichrichteranteil des Wechselrichters regelmäßig für einen Betrieb während des Ladungsvorgangs geeignet.This arrangement makes it possible to use the inverter, which is required anyway for the intended driving operation of the vehicle, for the power supply of the rotating electrical machine at the same time also for charging purposes. A separate charger can thus be completely saved. Since usually the power of the rotating electrical machine is significantly greater than the charging power when electrical energy is drawn via the connection unit, the rectifier portion of the inverter is regularly suitable for operation during the charging process.

Die aus ladungstechnischer Sicht großzügige Auslegung des Wechselrichters erlaubt es, bereits hierdurch Verluste zu reduzieren. Damit kann der Wirkungsgrad während des Ladungsvorgangs verbessert werden.The generously dimensioned design of the inverter from a charging point of view makes it possible to reduce losses already hereby. Thus, the efficiency during the charging process can be improved.

Um die elektrische Sicherheit zu verbessern, ist der Isolationsgleichspannungswandler vorgesehen, der den Zwischenkreis mit der Gleichspannungsquelle des Fahrzeugs verbindet. Der Isolationsgleichspannungswandler erlaubt es, eine Potentialtrennung zwischen der Gleichspannungsquelle und dem Zwischenkreis bereitzustellen. Zwar reduziert der Isolationsgleichspannungswandler den Wirkungsgrad geringfügig, es bleibt jedoch ein hinreichender Vorteil durch Vermeidung des Ladegeräts insgesamt.In order to improve the electrical safety, the insulation DC converter is provided, which connects the DC link to the DC voltage source of the vehicle. The insulation DC converter allows to provide a potential separation between the DC voltage source and the DC link. Although the insulation DC converter reduces the efficiency slightly, it remains a sufficient advantage by avoiding the charger as a whole.

Um den Wirkungsgrad weiter zu verbessern, sieht die Erfindung vor, dass der Isolationsgleichspannungswandler mittels der zweiten Schalteinheit umgangen werden kann, so dass der Zwischenkreis unter Umgehung des Isolationsgleichspannungswandlers direkt an die Gleichspannungsquelle anschließbar ist. Zu diesem Zweck weist die zweite Schalteinheit wenigstens zwei Schaltelemente auf, die in einem eingeschalteten Zustand die entsprechenden primär- und sekundärseitigen Potentiale miteinander elektrisch koppeln. Dadurch ist der Isolationsgleichspannungswandler deaktiviert. Dieser Betriebszustand ist vorzugsweise dann vorgesehen, wenn die rotierende elektrische Maschine von der Gleichspannungsquelle mit elektrischer Energie versorgt wird. Der Wirkungsgrad im Fahrbetrieb kann hierdurch deutlich verbessert werden. Da im Fahrbetrieb dann kein Anschluss an der Anschlusseinheit vorhanden ist, kann in diesem Betriebszustand die galvanische Trennung des Isolationsgleichspannungswandlers eingespart werden.In order to further improve the efficiency, the invention provides that the insulation DC voltage converter can be bypassed by means of the second switching unit, so that the intermediate circuit can be connected directly to the DC voltage source, bypassing the insulation DC voltage converter. For this purpose, the second switching unit has at least two switching elements, which in an on state the corresponding primary and secondary potentials electrically couple with each other. As a result, the insulation DC converter is disabled. This operating state is preferably provided when the rotating electrical machine is supplied with electrical power by the DC voltage source. The efficiency in driving can be significantly improved thereby. Since then no connection to the connection unit is present during driving, the galvanic isolation of the insulation DC voltage converter can be saved in this operating state.

Die Schaltelemente der beiden Schalteinheiten können durch elektromechanische Kontakte oder aber auch durch elektronische Schalter, wie oben angeführt, gebildet sein.The switching elements of the two switching units can be formed by electromechanical contacts or else by electronic switches, as stated above.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass zwischen dem Wechselrichter und der ersten Schalteinheit eine elektrische Filtereinheit vorgesehen ist. Die elektrische Filtereinheit erlaubt es, einerseits den Betrieb des Wechselrichters sicherer zu gestalten und andrerseits über die Anschlusseinheit vom Wechselrichter ausgesandte Netzrückwirkungen zu reduzieren. Die Filtereinheit kann zu diesem Zweck insbesondere passive elektronische Bauteile aufweisen, wie beispielsweise Induktivitäten, Kondensatoren, Netzwerke hiervon oder dergleichen.A further development provides that an electrical filter unit is provided between the inverter and the first switching unit. On the one hand, the electric filter unit makes it possible to make the operation of the inverter safer and, on the other hand, to reduce network perturbations emitted by the inverter via the connection unit. For this purpose, the filter unit may in particular comprise passive electronic components, such as inductors, capacitors, networks thereof or the like.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass zwischen der zweiten Schalteinheit beziehungsweise dem Isolationsgleichspannungswandler auf der einen Seite und der Gleichspannungsquelle auf der anderen Seite eine Filterbaugruppe vorhanden ist. Mittels der Filterbaugruppe kann eine Störunterdrückung verursacht durch den Wechselrichterbetrieb und/oder den Betrieb des Isolationsgleichspannungswandlers erreicht werden. Die Filterbaugruppe kann hierzu passive elektronische Bauteile aufweisen, beispielsweise ein Netzwerk aus geeigneten Induktivitäten und Kondensatoren oder dergleichen.A further embodiment provides that a filter assembly is present between the second switching unit or the DC isolation voltage converter on the one side and the DC voltage source on the other side. By means of the filter assembly, a noise suppression caused by the inverter operation and / or the operation of the insulation DC voltage converter can be achieved. For this purpose, the filter module can have passive electronic components, for example a network of suitable inductors and capacitors or the like.

Die Filtereinheit kann beispielsweise elektrische Bauteile in Form von Induktivitäten, Kondensatoren, Kombinationen hiervon und/oder dergleichen aufweisen.The filter unit may, for example, electrical components in the form of inductors, capacitors, combinations thereof and / or the like.

Ferner kann die Energieverteilungseinrichtung eine am Zwischenkreis angeschlossene Anschlusseinrichtung zum Anschließen einer zu der Gleichspannungsquelle des Fahrzeugs unterschiedlichen Gleichspannungsquelle als Energiequelle aufweisen. Im Unterschied zur Anschlusseinheit, die für den Anschluss an die fahrzeugfremde Energiequelle in Form einer Wechselspannungsquelle vorgesehen ist, ist die Anschlusseinrichtung für den Anschluss an eine fahrzeugfremde Gleichspannungsquelle als Energiequelle ausgebildet. Die Gleichspannungsquelle kann beispielsweise durch eine Batterie, einen Akkumulator, Brennstoffzellen, elektrische Gleichstrommaschinen, insbesondere elektrische Generatoren, und/oder dergleichen gebildet sein. Vorzugsweise weist die Gleichspannungsquelle eine Gleichspannung auf, die der des Zwischenkreises im Wesentlichen entspricht. Gegebenenfalls wäre ein entsprechender DC/DC-Wandler zur Spannungsanpassung vorzusehen. Die Anschlusseinrichtung ist vorzugsweise zweipolig ausgebildet und weist besonders bevorzugt eine Codierung auf, so dass eine Steckverbindung nur in einer gewünschten Position möglich ist.Furthermore, the power distribution device can have a connection device connected to the intermediate circuit for connecting a DC voltage source different from the DC voltage source of the vehicle as an energy source. In contrast to the connection unit, which is provided for connection to the vehicle-external energy source in the form of an AC voltage source, the connection device is designed for connection to a vehicle-external DC voltage source as an energy source. The DC voltage source can be formed for example by a battery, an accumulator, fuel cells, DC electric machines, in particular electric generators, and / or the like. Preferably, the DC voltage source has a DC voltage which substantially corresponds to that of the DC link. If necessary, a corresponding DC / DC converter for voltage adjustment should be provided. The connection device is preferably designed in the form of two poles and particularly preferably has an encoding, so that a plug connection is only possible in a desired position.

Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn der Isolationsgleichspannungswandler für eine maximale Ladungsleistung konstruiert ist. In der Regel ist nämlich die Ladungsleistung deutlich geringer als die Leistung der rotierenden elektrischen Maschine und die entsprechende Auslegung des Wechselrichters. Wenn der Isolationsgleichspannungswandler ausschließlich im Ladungsbetrieb in Betrieb ist, ist es ausreichend, ihn auch nur für diese kleinere Leistung auszulegen. Hierdurch können Bauvolumen, Gewicht und Kosten eingespart werden.It proves particularly advantageous if the insulation DC voltage converter is designed for maximum charge power. In general, the charge power is significantly lower than the power of the rotating electrical machine and the corresponding design of the inverter. If the DC-DC converter is only in charge mode, it is sufficient to design it only for this smaller power. As a result, construction volume, weight and cost can be saved.

Mit der Erfindung wird ferner ein Fahrzeug mit einer rotierenden elektrischen Maschine sowie einer elektrischen Energieverteilungseinrichtung der Erfindung vorgeschlagen, wobei die rotierende elektrische Maschine an die Energieverteilungseinrichtung angeschlossen ist. Hierdurch kann die Erfindung bei einem beliebigen Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb vorgesehen sein, beispielsweise einem Landfahrzeug, einem Wasserfahrzeug, einem Luftfahrzeug und/oder dergleichen.The invention further proposes a vehicle having a rotating electrical machine and an electrical power distribution device of the invention, wherein the rotating electrical machine is connected to the energy distribution device. As a result, the invention can be provided in any vehicle with an electric drive, for example a land vehicle, a watercraft, an aircraft and / or the like.

Des Weiteren wird mit der Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Energieverteilungseinrichtung für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug gemäß der Erfindung vorgeschlagen, wobei der Zwischenkreis für einen Fahrbetrieb des Fahrzeugs mittels der zweiten Schalteinheit unter Umgehung des Isolationsgleichspannungswandlers direkt an die Gleichspannungsquelle angeschlossen wird. Dies erlaubt es, den Isolationsgleichspannungswandler während des Fahrbetriebs zu deaktivieren und so den Wirkungsgrad insgesamt zu erhöhen. Dadurch lässt sich eine längere Laufzeit des Fahrzeugs bei einer vorgegebenen verfügbaren Energiemenge erreichen.Furthermore, the invention proposes a method for operating an electric power distribution device for an electrically driven vehicle according to the invention, wherein the DC link for driving the vehicle by means of the second switching unit, bypassing the insulation DC voltage converter is connected directly to the DC voltage source. This makes it possible to deactivate the insulation DC voltage converter during driving and thus to increase the overall efficiency. As a result, a longer running time of the vehicle can be achieved for a given amount of available energy.

Um die elektrische Sicherheit zu verbessern, wird ferner vorgeschlagen, dass die Anschlusseinheit im Fahrbetrieb mittels der ersten Schalteinheit abgeschaltet wird. Dadurch sind Anschlusskontakte der Anschlusseinheit potentialfrei geschaltet, so dass gefährliche Zustände im Bereich der Anschlusseinheit weitgehend vermieden werden können.In order to improve the electrical safety, it is further proposed that the connection unit is switched off while driving by means of the first switching unit. As a result, connection contacts of the connection unit are switched floating, so that dangerous conditions in the region of the connection unit can be largely avoided.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass der Zwischenkreis für einen Ladungsbetrieb des Fahrzeugs mittels der zweiten Schalteinheit über den Isolationsgleichspannungswandler an die Gleichspannungsquelle angeschlossen wird. In diesem Betriebszustand sind die Schaltelemente der zweiten Schalteinheit geöffnet und der Isolationsgleichspannungswandler ist mittels einer Steuerung aktiviert. Die Schaltelemente können vorzugsweise gemeinsam betätigt werden. Das Laden während eines Ruhebetriebs des Fahrzeugs erfolgt somit unter galvanischer Trennung. Vorzugsweise ist in diesem Betriebszustand des Fahrzeugs die rotierende elektrische Maschine vom Wechselrichter und der Anschlusseinheit elektrisch getrennt. A development provides that the intermediate circuit for a charging operation of the vehicle by means of the second switching unit is connected via the insulation DC voltage converter to the DC voltage source. In this operating state, the switching elements of the second switching unit are opened and the insulation DC voltage converter is activated by means of a controller. The switching elements can preferably be operated together. The charging during a rest mode of the vehicle is thus carried out under galvanic isolation. Preferably, in this operating state of the vehicle, the rotating electrical machine is electrically isolated from the inverter and the connection unit.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass im Ladungsbetrieb eine Statorwicklung der rotierenden elektrischen Maschine als Netzfilter verwendet wird. Dies erlaubt es, den Aufwand für die Filtereinheit zu reduzieren oder sogar eine Filtereinheit komplett einzusparen. Dies wird erreicht, indem eine Filterwirkung aufgrund der Eigenschaften der rotierenden elektrischen Maschine, insbesondere ihrer Ständerwicklung, genutzt werden. Kosten und Bauteile können eingespart werden und natürlich kann der Wirkungsgrad durch nicht erforderliche Bauteile weiter verbessert werden. Die erste Schalteinheit ist vorzugsweise schaltungstechnisch zur entsprechenden Verschaltung ausgebildet.A further development provides that in charge operation, a stator winding of the rotating electrical machine is used as a line filter. This makes it possible to reduce the expense for the filter unit or even completely save a filter unit. This is achieved by using a filtering effect due to the properties of the rotating electrical machine, in particular its stator winding. Costs and components can be saved and of course the efficiency can be further improved by unnecessary components. The first switching unit is preferably formed by circuitry for the corresponding interconnection.

Weitere Vorteile und Merkmale sind der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen zu entnehmen. In den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.Further advantages and features can be found in the following description of exemplary embodiments. In the different embodiments, the same components are provided with the same reference numerals.

Es zeigen:Show it:

1 schematisch ein Schaltbild eines Ausschnitts einer elektrischen Anlage eines Fahrzeugs mit einer elektrischen Energieverteilungseinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 1 1 schematically a circuit diagram of a detail of an electrical system of a vehicle with an electrical power distribution device according to a first exemplary embodiment of the invention,

2 schematisch ein Schaltbild eines Ausschnitts einer elektrischen Energieverteilungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 2 1 schematically a circuit diagram of a section of an electrical energy distribution device according to a second exemplary embodiment of the invention,

3 in schematischer Darstellung einen Ausschnitt aus einer elektrischen Anlage eines Fahrzeugs mit der elektrischen Energieverteilungseinrichtung gemäß 2 in einem Ladungsbetrieb über einen dreiphasigen Anschluss an ein öffentliches Energieversorgungsnetz, 3 a schematic representation of a section of an electrical system of a vehicle with the electrical power distribution device according to 2 in a charging mode via a three-phase connection to a public power grid,

4 die elektrische Anlage des Fahrzeugs gemäß 3 bei Anschluss an ein einphasiges öffentliches Netz, 4 the electrical system of the vehicle according to 3 when connected to a single-phase public network,

5 eine schematische Darstellung der elektrischen Anlage gemäß 3 in einem Fahrbetrieb, und 5 a schematic representation of the electrical system according to 3 in a driving operation, and

6 in schematischer Darstellung eine elektrische Anlage mit einer elektrischen Energieverteilungseinrichtung gemäß 2 in einem Ladebetrieb bei einer externen Gleichspannungsversorgung. 6 a schematic representation of an electrical system with an electrical power distribution device according to 2 in a charging operation with an external DC power supply.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Ausschnitt einer elektrischen Anlage 10 eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, welches selbst nicht weiter in den Figuren dargestellt ist. Die elektrische Anlage 10 umfasst eine rotierende elektrische Maschine 12 des Fahrzeugs und eine elektrische Energieverteilungseinrichtung 14, die einen Wechselrichter 16, der gleichspannungsseitig an einen Zwischenkreis 18 angeschlossen ist und wechselspannungsseitig mit der rotierenden elektrischen Maschine 12 des Fahrzeugs verbunden ist. Die rotierende elektrische Maschine 12 ist vorliegend als Asynchronmaschine 12 ausgebildet und ist Teil der elektrischen Anlage 10. 1 shows a schematic representation of a section of an electrical system 10 an electrically driven vehicle, which itself is not further illustrated in the figures. The electrical system 10 includes a rotating electrical machine 12 of the vehicle and an electric power distribution device 14 that have an inverter 16 , the DC voltage side to a DC link 18 is connected and the AC side with the rotating electrical machine 12 of the vehicle is connected. The rotating electric machine 12 is present as an asynchronous machine 12 trained and is part of the electrical system 10 ,

In der wechselspannungsseitigen Verbindung des Wechselrichters 16 mit der Asynchronmaschine 12 ist eine erste Schalteinheit 20 vorgesehen, an welche Schalteinheit 20 die Asynchronmaschine 12 und eine elektrisch mit einer fahrzeugfremden Energiequelle lösbar verbindbare Anschlussdose 22 angeschlossen sind. Wechselspannungsseitig ist ein dreiphasiges Wechselspannungsnetz vorgesehen, so dass die Asynchronmaschine 12 bestimmungsgemäß betrieben werden kann. Am Zwischenkreis 18 ist ferner ein an eine Gleichspannungsquelle 24 des Fahrzeugs angeschlossener Isolationsgleichspannungswandler 26 angeschlossen.In the AC-side connection of the inverter 16 with the asynchronous machine 12 is a first switching unit 20 provided to which switching unit 20 the asynchronous machine 12 and a connection box detachably connectable to a non-vehicle power source 22 are connected. On the AC side, a three-phase alternating voltage network is provided, so that the asynchronous machine 12 can be operated as intended. At the DC link 18 is also a to a DC voltage source 24 of the vehicle connected insulation DC converter 26 connected.

Aus 1 ist ferner ersichtlich, dass zwischen der ersten Schalteinheit 20 und dem Wechselrichter 16 eine Filtereinheit 30 vorgesehen ist, die neben Induktivitäten Kondensatoren umfasst, um einerseits einen günstigeren Betrieb der Asynchronmaschine 12 am Wechselrichter 16 während eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs zu ermöglichen und andererseits während eines Ladungsbetriebs eine Entkopplung der elektrischen Energieverteilungseinrichtung 14 von einem an der Anschlussdose 22 angeschlossenen öffentlichen Dreiphasennetz zu gewährleisten.Out 1 It can also be seen that between the first switching unit 20 and the inverter 16 a filter unit 30 is provided, which comprises in addition to inductors capacitors, on the one hand a cheaper operation of the asynchronous machine 12 at the inverter 16 during a driving operation of the vehicle and on the other hand during a charging operation, a decoupling of the electric power distribution device 14 from one to the junction box 22 connected public three-phase network.

Darüber hinaus ist zwischen dem Isolationsgleichspannungswandler 26 und dem Akkumulator 24, der die fahrzeugeigene Gleichspannungsquelle bildet, eine Filterbaugruppe 32 angeordnet, die eine Störungsentkopplung vorsieht. Auf diese Weise kann der Akkumulator 24 auch für die Speisung anderer, störempfindlicher, nicht dargestellter Komponenten dienen.In addition, between the insulation DC converter 26 and the accumulator 24 , which forms the vehicle's DC source, a filter assembly 32 arranged, which provides a noise decoupling. In this way, the accumulator 24 also for the supply of other, susceptible, not shown components serve.

In der Darstellung gemäß 1 ist der Schaltzustand der Schalteinheit 20 für einen Fahrbetrieb gewählt. Die Asynchronmaschine 12 ist mit ihren Anschlüssen somit über die Filtereinheit 30 an dem Wechselrichter 16 angeschlossen. Der Wechselrichter 16 dient in dieser Ausgestaltung nicht nur zur Bereitstellung einer dreiphasigen Wechselspannung für die Asynchronmaschine 12, um diese mit Energie zu versorgen, sondern er übernimmt zugleich auch eine Gleichrichterfunktion, indem er durch die Asynchronmaschine 12 bereitgestellte Energie gleichrichtet und in den Zwischenkreis 18 überführt. Der Zwischenkreis 18 ist über den Isolationsgleichspannungswandler 26 und die Filterbaugruppe 32 an den Akkumulator 24 angeschlossen. Auf diese Weise kann im Fahrbetrieb vom Akkumulator 24 Energie entnommen und der Asynchronmaschine 12 in bestimmungsgemäßer Weise im Motorbetrieb zugeführt werden. In the illustration according to 1 is the switching state of the switching unit 20 selected for a driving operation. The asynchronous machine 12 is with their connections thus on the filter unit 30 at the inverter 16 connected. The inverter 16 serves in this embodiment not only to provide a three-phase AC voltage for the asynchronous machine 12 in order to supply it with energy, but at the same time it also assumes a rectifying function by passing through the asynchronous machine 12 equips supplied energy and into the DC link 18 transferred. The DC link 18 is via the insulation DC converter 26 and the filter assembly 32 to the accumulator 24 connected. In this way, when driving from the accumulator 24 Taken from energy and the asynchronous machine 12 be supplied in the intended manner in engine operation.

Wechselt die Asynchronmaschine 12 in den Generatorbetrieb, beispielsweise beim Bremsen oder auch beim Bergabfahren oder dergleichen, wird die von der Asynchronmaschine 12 bereitgestellte Energie über den Wechselrichter 16 gleichgerichtet und über den Isolationsgleichspannungswandler 26 sowie die Filterbaugruppe 32 dem Akkumulator 24 zugeführt. Dort wird die Energie entsprechend gespeichert.Changes the asynchronous machine 12 in the generator mode, for example when braking or when driving downhill or the like, that of the asynchronous machine 12 Provided energy through the inverter 16 rectified and via the insulation DC voltage converter 26 as well as the filter assembly 32 the accumulator 24 fed. There the energy is stored accordingly.

2 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer elektrischen Energieverteilungseinrichtung 36, die im Wesentlichen der elektrischen Energieverteilungseinrichtung 14 des vorhergehenden Ausführungsbeispiels gemäß 1 entspricht. Bezüglich gleicher Bauteile und Funktionen wird deshalb auf dieses Ausführungsbeispiel verwiesen. 2 shows a further embodiment of an electrical power distribution device 36 , which is essentially the electrical power distribution device 14 of the previous embodiment according to 1 equivalent. With regard to the same components and functions, reference is therefore made to this embodiment.

Die elektrische Energieverteilungseinrichtung 36 unterscheidet sich von der elektrischen Energieverteilungseinrichtung 14 dadurch, dass eine zweite Schalteinheit 28 vorgesehen ist, die am Zwischenkreis 18 angeschlossen ist. Die zweite Schalteinheit 28 weist zwei Schaltelemente auf, die vorliegend als elektromechanische Umschalter ausgebildet sind, die gemeinsam mittels eines nicht näher dargestellten elektrischen Hubantriebs betätigt werden können. Die Betätigung erfolgt über eine ebenfalls nicht dargestellte Steuerung. Mit den Schaltelementen kann der Akkumulator 24 wahlweise direkt an den Zwischenkreis 18 oder indirekt über den Isolationsgleichspannungswandler 26 angeschlossen werden.The electric power distribution device 36 differs from the electric power distribution device 14 in that a second switching unit 28 is provided on the DC link 18 connected. The second switching unit 28 has two switching elements, which in the present case are designed as electromechanical switch, which can be actuated together by means of an electric lifting drive, not shown. The actuation takes place via a control, also not shown. With the switching elements of the accumulator 24 optionally directly to the DC link 18 or indirectly via the insulation DC voltage converter 26 be connected.

3 zeigt die elektrische Energieverteilungseinrichtung 36 in Verbindung mit der Schalteinheit 20 und der Asynchronmaschine 12. 3 zeigt die elektrische Energieverteilungseinrichtung 36 in einem Ladungszustand, bei dem die Anschlussdose 22 an ein dreiphasiges öffentliches Energieversorgungsnetz angeschlossen ist, also das Fahrzeug in einem Ruhebetrieb, das heißt, nicht im Fahrbetrieb ist. In diesem Betriebszustand ist der Akkumulator 24 über den Isolationsgleichspannungswandler 26 an den Zwischenkreis 18 angeschlossen. Die zweite Schalteinheit 28 hat einen entsprechenden Schaltzustand eingenommen. In diesem Betriebszustand wird der Akkumulator 24 aus dem öffentlichen Energieversorgungsnetz geladen. Der Wechselrichter 16 wirkt als Gleichrichter in diesem Betriebszustand. 3 shows the electric power distribution device 36 in conjunction with the switching unit 20 and the asynchronous machine 12 , 3 shows the electric power distribution device 36 in a state of charge where the junction box 22 is connected to a three-phase public power grid, so the vehicle in a rest mode, that is, is not in driving mode. In this operating state is the accumulator 24 via the insulation DC voltage converter 26 to the DC link 18 connected. The second switching unit 28 has taken a corresponding switching state. In this operating state, the accumulator 24 downloaded from the public power grid. The inverter 16 acts as a rectifier in this operating state.

4 zeigt eine Abwandlung gemäß 3, und zwar dahingehend, dass anstelle der Anschlussdose 22 ein Steckverbinder 38 vorgesehen ist, der für einen einphasigen Anschluss an ein öffentliches Wechselspannungsenergieversorgungsnetz ausgebildet ist. 4 shows a modification according to 3 , in that in place of the junction box 22 a connector 38 is provided, which is designed for a single-phase connection to a public AC power grid.

Die weiteren Funktionen entsprechen dem Ausführungsbeispiel gemäß 3, weshalb diesbezüglich hierauf verwiesen wird.The other functions correspond to the embodiment according to 3 , which is why reference is made in this regard.

5 zeigt die elektrische Energieverteilungseinrichtung 36 gemäß 3 in einem Fahrbetrieb. Zu erkennen ist, dass mittels der ersten Schalteinheit 20 die Anschlussdose 22 freigeschaltet beziehungsweise potentialfrei geschaltet ist. Stattdessen ist die Asynchronmaschine 12 mit ihren Dreiphasenanschlüssen über die erste Schalteinheit 20 und die Filtereinheit 30 an den Wechselrichter 16 angeschlossen. In diesem Betriebszustand ist ferner die zweite Schalteinheit 28 umgeschaltet, so dass der Zwischenkreis 18 direkt an den Akkumulator 24 angeschlossen ist. Die elektrische Maschine 12 kann in diesem Betriebszustand Energie mit dem Akkumulator 24 austauschen, ohne dass der Isolationsgleichspannungswandler 26 zwischengeschaltet ist. Dadurch können diese Verluste vermieden werden. Weiterhin kann dadurch erreicht werden, dass der Isolationsgleichspannungswandler 26 nur für die deutlich kleinere Ladeleistung konzipiert werden muss, das heißt, dass er kleiner und kostengünstiger gestaltet sein kann, weil er nicht die hohe Leistung der Asynchronmaschine 12 übertragen können muss. 5 shows the electric power distribution device 36 according to 3 in a driving operation. It can be seen that by means of the first switching unit 20 the junction box 22 is enabled or switched floating. Instead, the asynchronous machine 12 with its three-phase connections via the first switching unit 20 and the filter unit 30 to the inverter 16 connected. In this operating state is also the second switching unit 28 switched so that the DC link 18 directly to the accumulator 24 connected. The electric machine 12 can in this operating state energy with the accumulator 24 replace without the insulation DC converter 26 is interposed. As a result, these losses can be avoided. Furthermore, it can be achieved that the insulation DC voltage converter 26 only for the significantly smaller charging power, that is, that it can be made smaller and cheaper, because he does not have the high performance of the asynchronous machine 12 must be able to transfer.

Eine Weiterbildung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel zeigt 6. Die dort schematisch dargestellte elektrische Energieverteilungseinrichtung 40 basiert auf der elektrischen Energieverteilungseinrichtung 36 gemäß der 3 und 5. Im Unterschied hierzu weist die elektrische Energieverteilungseinrichtung 40 ergänzend einen Anschlussverbinder 34 auf, der direkt am Zwischenkreis 18 angeschlossen ist. Der Anschlussverbinder 34 ist zweipolig ausgestaltet und dient dazu, eine fahrzeugfremde Gleichspannungsquelle anzuschließen. In diesem Betriebszustand sind sowohl die Asynchronmaschine 12 als auch die Anschlussdose 22 mittels der ersten Schalteinheit 20 von der Filtereinheit 30 und damit auch vom Wechselrichter 16 elektrisch getrennt.A development according to another embodiment shows 6 , The electrical power distribution device shown there schematically 40 based on the electric power distribution device 36 according to the 3 and 5 , In contrast to this, the electrical energy distribution device 40 in addition a connection connector 34 on, the directly on the DC link 18 connected. The connection connector 34 is designed bipolar and serves to connect a vehicle-external DC voltage source. In this operating state are both the asynchronous machine 12 as well as the junction box 22 by means of first switching unit 20 from the filter unit 30 and thus also from the inverter 16 electrically isolated.

Sollten Spannungsabweichungen bei den vorgenannten Ausführungsbeispielen in Bezug auf fahrzeugfremde Energiequellen eine Anpassung erfordern, so kann wechselspannungsseitig eine Transformation und gleichspannungsseitig eine DC/DC-Wandlung ergänzend vorgesehen sein.If voltage deviations in the abovementioned exemplary embodiments in relation to vehicle-external energy sources require adaptation, a transformation and DC-side DC / DC conversion can be additionally provided on the AC voltage side.

Mit der zweiten Schalteinheit 28 kann also in Bezug auf den Isolationsgleichspannungswandler 26 ein Bypass während des Fahrbetriebs erreicht werden, der die galvanische Trennung überbrückt. Dadurch können Verluste aufgrund der galvanischen Trennung entfallen. Die Gesamtverluste können reduziert werden.With the second switching unit 28 can therefore with respect to the insulation DC converter 26 a bypass can be achieved while driving, bridging the galvanic isolation. This eliminates losses due to galvanic isolation. The total losses can be reduced.

Insbesondere müssen beim zweiten Ausführungsbeispiel der Wechselrichter 16 und der Isolationsgleichspannungswandler 26 nicht mehr beide auf die hohe Leistung der Asynchronmaschine 12 ausgelegt werden. Lediglich der Wechselrichter 16 ist auf die wesentlich höhere Leistung der Asynchronmaschine 12 auszulegen, wohingegen der Isolationsgleichspannungswandler 26 lediglich auf die kleinere Ladungsleistung auszulegen ist.In particular, in the second embodiment, the inverter must 16 and the insulation DC converter 26 no longer both on the high performance of the asynchronous machine 12 be interpreted. Only the inverter 16 is due to the much higher performance of the asynchronous machine 12 interpreted, whereas the insulation DC voltage converter 26 is to be interpreted only on the smaller charge power.

Darüber hinaus kann die Bidirektionalität der galvanischen Trennung mittels des Isolationsgleichspannungswandlers 26 entfallen, wenn es für die Ladungsfunktion nicht erforderlich ist.In addition, the bidirectionality of the galvanic isolation by means of the insulation DC voltage converter 26 omitted if it is not required for the charge function.

Weiterhin kann die galvanische Trennung sowohl für das Laden mit Wechselspannung als auch für das Laden mit Gleichspannung verwendet werden.Furthermore, the galvanic isolation can be used both for charging with AC voltage and for charging with DC voltage.

Insgesamt kann mit der Erfindung der Wirkungsgrad eines elektrischen Fahrzeugs verbessert werden, insbesondere der Maschinensteuerung. Die fahrzeugeigene Ladungsfunktion kann gegebenenfalls im Bereich der galvanischen Trennung auf die Bidirektionalität verzichten und dadurch Kosten einsparen, sofern es für die Ladungsfunktion nicht erforderlich ist. Beim Gleichspannungsladungsbetrieb kann darüber hinaus eine Spannungsanpassung der Ladungsspannung an die Gleichspannung der fahrzeugeigenen Gleichspannungsquelle unter Einbeziehung des Isolationsgleichspannungswandlers 26 erfolgen. Die galvanische Trennung kann somit im Fahrzeug selbst erfolgen.Overall, with the invention, the efficiency of an electric vehicle can be improved, in particular the machine control. Optionally, the on-board charge function may dispense with bidirectionality in the field of galvanic isolation, thus saving costs unless it is necessary for the charge function. When DC charging operation, moreover, a voltage adjustment of the charge voltage to the DC voltage of the vehicle's DC power source, including the insulation DC voltage converter 26 respectively. The galvanic separation can thus take place in the vehicle itself.

Durch die Filtereinheiten beziehungsweise Filterbaugruppen kann der Wirkungsgrad der rotierenden elektrischen Maschine verbessert werden. Zugleich kann das EMV-Verhalten im Fahrzeug verbessert werden. Durch die Mehrfachnutzung des fahrzeugeigenen Ladungsgeräts kann ein Umrichter für die rotierende elektrische Maschine entfallen. Unter Nutzung des Isolationsgleichspannungswandlers 26 kann neben einer Potentialtrennung zugleich auch eine Anpassung der Ladungsspannung erfolgen. Eine separate Steuerung der externen Gleichspannungsquelle kann somit entfallen.By the filter units or filter assemblies, the efficiency of the rotating electrical machine can be improved. At the same time, the EMC behavior in the vehicle can be improved. Due to the multiple use of the vehicle's own charging device, a converter for the rotating electrical machine can be omitted. Using the insulation DC voltage converter 26 In addition to potential separation, it is also possible for the charge voltage to be adapted at the same time. A separate control of the external DC voltage source can thus be omitted.

Durch den Isolationsgleichspannungswandler 26 kann zudem die Zwischenkreisspannung des Zwischenkreises 18 auf eine Akkumulatorspannung des Akkumulators 24 angepasst werden. Dadurch ist eine insbesondere nachträgliche Variation des Akkumulators möglich. Ein separater Hochspannungs-DC/DC-Wandler kann vermieden werden.Through the insulation DC voltage converter 26 In addition, the intermediate circuit voltage of the DC link can be used 18 to an accumulator voltage of the accumulator 24 be adjusted. As a result, a particular subsequent variation of the accumulator is possible. A separate high voltage DC / DC converter can be avoided.

Durch die galvanische Trennung bietet die Mehrfachnutzung gemäß der Erfindung weiterhin eine Hochspannungssicherheit eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs.Due to the galvanic isolation, the multiple use according to the invention further provides a high voltage safety of an electrically driven vehicle.

Mit der Erfindung kann die Leistung des Wechselrichters von der Leistung des Isolationsgleichspannungswandlers entkoppelt werden. Die schwächste Komponente, hier der Isolationsgleichspannungswandler 26, bestimmt die maximale Ladungsleistung bei Wechselstromversorgung. Bei Gleichstromversorgung bestimmt der Isolationsgleichspannungswandler 26 die maximale Ladungsleistung. Dagegen bestimmt der Wechselrichter 16 die Leistung, die der rotierenden elektrischen Maschine bereitgestellt wird.With the invention, the power of the inverter can be decoupled from the performance of the DC isolation converter. The weakest component, here the isolation DC-DC converter 26 , determines the maximum charging power for AC power. For DC supply, the insulation DC converter determines 26 the maximum charge power. In contrast, the inverter determines 16 the power provided to the rotating electrical machine.

Die Beschreibung dient lediglich der Erläuterung der Erfindung und ist für diese nicht beschränkend. Insbesondere können natürlich die Merkmale der abhängigen Ansprüche in beliebiger Weise mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche kombiniert werden. Gleiches gilt auch für Merkmale aus der Beschreibung.The description is merely illustrative of the invention and is not limitative of it. In particular, of course, the features of the dependent claims may be combined in any way with the features of the independent claims. The same applies to features from the description.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Elektrische AnlageElectrical system
1212
Elektrische MaschineElectric machine
1414
EnergieverteilungseinrichtungEnergy distribution device
1616
Wechselrichterinverter
1818
ZwischenkreisDC
2020
Schalteinheitswitching unit
2222
Anschlussdosejunction box
2424
Akkumulatoraccumulator
2626
IsolationsgleichspannungswandlerIsolation DC converter
2828
Schalteinheitswitching unit
3030
Filtereinheitfilter unit
3232
Filterbaugruppefilter assembly
3434
Anschlussverbinderterminal connector
3636
EnergieverteilungseinrichtungEnergy distribution device
3838
SteckverbinderConnectors
4040
EnergieverteilungseinrichtungEnergy distribution device

Claims (10)

Elektrische Energieverteilungseinrichtung (14, 36, 40) für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, mit einem Wechselrichter (16), der gleichspannungsseitig an einem Zwischenkreis (18) angeschlossen und wechselspannungsseitig zum Verbinden mit einer rotierenden elektrischen Maschine (12) des Fahrzeugs eingerichtet ist, gekennzeichnet durch eine erste Schalteinheit (20, 28) in der wechselspannungsseitigen Verbindung des Wechselrichters (16) mit der rotierenden elektrischen Maschine (12), welche Schalteinheit (20, 28) mit der rotierenden elektrischen Maschine (12) verbindbar ist und an die eine Anschlusseinheit (22, 38) zum elektrischen lösbaren Verbinden mit einer zu einer Gleichspannungsquelle (24) des Fahrzeugs unterschiedlichen Energiequelle angeschlossen ist, wobei am Zwischenkreis (18) ein Isolationsgleichspannungswandler (26) zum Anschließen an die Gleichspannungsquelle (24) des Fahrzeugs angeschlossen sowie eine zweite Schalteinheit (20, 28) zum direkten Anschließen des Zwischenkreises (18) an die Gleichspannungsquelle (24) des Fahrzeugs unter Umgehung des Isolationsgleichspannungswandlers (26) vorgesehen sind.Electrical power distribution device ( 14 . 36 . 40 ) for an electrically driven vehicle, with an inverter ( 16 ), the DC side of a DC link ( 18 ) and on the alternating voltage side for connection to a rotating electrical machine ( 12 ) of the vehicle, characterized by a first switching unit ( 20 . 28 ) in the AC-side connection of the inverter ( 16 ) with the rotating electrical machine ( 12 ), which switching unit ( 20 . 28 ) with the rotating electrical machine ( 12 ) and to which a connection unit ( 22 . 38 ) for releasable electrical connection to a DC source ( 24 ) of the vehicle is connected to a different energy source, wherein the intermediate circuit ( 18 ) an insulation DC voltage converter ( 26 ) for connection to the DC voltage source ( 24 ) of the vehicle and a second switching unit ( 20 . 28 ) for direct connection of the DC link ( 18 ) to the DC voltage source ( 24 ) of the vehicle, bypassing the insulation DC converter ( 26 ) are provided. Energieverteilungseinrichtung (14, 36, 40) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wechselrichter (16) und der ersten Schalteinheit (20, 28) eine elektrische Filtereinheit (30) vorgesehen ist.Energy distribution device ( 14 . 36 . 40 ) according to claim 1, characterized in that between the inverter ( 16 ) and the first switching unit ( 20 . 28 ) an electric filter unit ( 30 ) is provided. Energieverteilungseinrichtung (14, 36, 40) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der zweiten Schalteinheit (20, 28) beziehungsweise dem Isolationsgleichspannungswandler (26) und der Gleichspannungsquelle eine Filterbaugruppe (32) vorgesehen ist.Energy distribution device ( 14 . 36 . 40 ) according to claim 1 or 2, characterized in that between the second switching unit ( 20 . 28 ) or the insulation DC voltage converter ( 26 ) and the DC voltage source a filter assembly ( 32 ) is provided. Energieverteilungseinrichtung (14, 36, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine am Zwischenkreis (18) angeschlossene Anschlusseinrichtung (34) zum Anschließen einer zu der Gleichspannungsquelle (24) des Fahrzeugs unterschiedlichen Gleichspannungsquelle als Energiequelle.Energy distribution device ( 14 . 36 . 40 ) according to one of claims 1 to 3, characterized by a at the intermediate circuit ( 18 ) connected connection device ( 34 ) for connecting one to the DC voltage source ( 24 ) of the vehicle different DC voltage source as an energy source. Energieverteilungseinrichtung (14, 36, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationsgleichspannungswandler (26) für eine maximale Ladungsleistung konstruiert ist.Energy distribution device ( 14 . 36 . 40 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the insulation DC voltage converter ( 26 ) is designed for maximum charge performance. Fahrzeug mit einer rotierenden elektrischen Maschine (12) sowie einer elektrischen Energieverteilungseinrichtung (14, 36, 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, an die die rotierende elektrische Maschine (12) angeschlossen ist.Vehicle with a rotating electrical machine ( 12 ) and an electrical power distribution device ( 14 . 36 . 40 ) according to any one of the preceding claims, to which the rotary electric machine ( 12 ) connected. Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Energieverteilungseinrichtung (14, 36, 40) für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkreis (18) für einen Fahrbetrieb des Fahrzeugs mittels der zweiten Schalteinheit (20, 28) unter Umgehung des Isolationsgleichspannungswandlers (26) direkt an die Gleichspannungsquelle (24) angeschlossen wird.Method for operating an electrical power distribution device ( 14 . 36 . 40 ) for an electrically driven vehicle according to one of claims 1 to 5, characterized in that the intermediate circuit ( 18 ) for a driving operation of the vehicle by means of the second switching unit ( 20 . 28 ) bypassing the insulation DC converter ( 26 ) directly to the DC voltage source ( 24 ) is connected. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlußeinheit im Fahrbetrieb mittels der ersten Schalteinheit (20, 28) abgeschaltet wird.A method according to claim 7, characterized in that the connection unit during driving by means of the first switching unit ( 20 . 28 ) is switched off. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkreis (18) für einen Ladungsbetrieb des Fahrzeugs mittels der zweiten Schalteinheit (20, 28) über den Isolationsgleichspannungswandler (26) an die Gleichspannungsquelle (24) angeschlossen wird.Method according to Claim 7 or 8, characterized in that the intermediate circuit ( 18 ) for a charging operation of the vehicle by means of the second switching unit ( 20 . 28 ) via the insulation DC voltage converter ( 26 ) to the DC voltage source ( 24 ) is connected. Verfahren nach eine der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Ladungsbetrieb eine Statorwicklung der rotierenden elektrischen Maschine (12) als Netzfilter verwendet wird.Method according to one of claims 7 to 9, characterized in that in charge operation, a stator winding of the rotating electrical machine ( 12 ) is used as a line filter.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015101094A1 (en) * 2015-01-27 2016-07-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Charging control for a battery in a vehicle
DE102015101187A1 (en) * 2015-01-28 2016-07-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft High-voltage charging booster and method for charging a DC traction battery on a DC charging station and corresponding electric vehicle
DE102016206078A1 (en) * 2016-04-12 2017-10-12 Continental Automotive Gmbh Vehicle electrical system for an externally chargeable vehicle, wired connection station and method for transmitting electrical power
EP3521098A1 (en) * 2018-02-06 2019-08-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Motor-driven vehicle and control method for motor-driven vehicle
DE102020007867A1 (en) 2020-12-21 2022-06-23 Mercedes-Benz Group AG Method and charging system for charging an electrical energy store of an electrically powered vehicle

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015101094A1 (en) * 2015-01-27 2016-07-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Charging control for a battery in a vehicle
US10604018B2 (en) 2015-01-27 2020-03-31 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Charge controller for a battery in a vehicle
DE102015101187A1 (en) * 2015-01-28 2016-07-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft High-voltage charging booster and method for charging a DC traction battery on a DC charging station and corresponding electric vehicle
KR20160092933A (en) * 2015-01-28 2016-08-05 독터. 인제니어. 하.체. 에프. 포르쉐 악티엔게젤샤프트 High-voltage charge booster and method for charging a direct current traction battery at a direct current charging pillar and corresponding electric vehicle
KR20180130476A (en) * 2015-01-28 2018-12-07 독터. 인제니어. 하.체. 에프. 포르쉐 악티엔게젤샤프트 High-voltage charge booster and method for charging a direct current traction battery at a direct current charging pillar and corresponding electric vehicle
KR101947865B1 (en) 2015-01-28 2019-03-04 독터. 인제니어. 하.체. 에프. 포르쉐 악티엔게젤샤프트 High-voltage charge booster and method for charging a direct current traction battery at a direct current charging pillar and corresponding electric vehicle
KR102307723B1 (en) 2015-01-28 2021-10-01 독터. 인제니어. 하.체. 에프. 포르쉐 악티엔게젤샤프트 High-voltage charge booster and method for charging a direct current traction battery at a direct current charging pillar and corresponding electric vehicle
DE102016206078A1 (en) * 2016-04-12 2017-10-12 Continental Automotive Gmbh Vehicle electrical system for an externally chargeable vehicle, wired connection station and method for transmitting electrical power
EP3521098A1 (en) * 2018-02-06 2019-08-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Motor-driven vehicle and control method for motor-driven vehicle
US11230199B2 (en) 2018-02-06 2022-01-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Motor-driven vehicle and control method for motor-driven vehicle
DE102020007867A1 (en) 2020-12-21 2022-06-23 Mercedes-Benz Group AG Method and charging system for charging an electrical energy store of an electrically powered vehicle

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