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Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs. Die Ladevorrichtung weist einen eingangsseitigen Wechselspannungsanschluss zum Bereitstellen einer Wechselspannung auf. Des Weiteren weist die Ladevorrichtung eine erste Schaltanordnung zum Umwandeln der Wechselspannung, während einer positiven Spannungshalbwelle des Wechselspannungsverlaufs der Wechselspannung, in eine erste Gleichspannung, auf. Über einen ausgangsseitigen Wechselspannungsanschluss ist der elektrische Energiespeicher mit der ersten Gleichspannung versorgbar. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs.
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Heutige Wechselspannungsbordlader sind entweder galvanisch isolierend oder galvanisch gekoppelt aufgebaut. Bei isolierenden Bordladern sind in der Leistungsumwandlung viele Bauteile im Eingriff, wie zum Beispiel ein Transformator. Dadurch sind deren Leistungsdichte, Gewicht und Preis hoch. Vorteilhaft ist die Möglichkeit, durch den Transformator Ableitströme über die Y-Kapazitäten des HV-Bordnetzes zu unterbinden. Galvanisch gekoppelte Bordlader treten bisher nur in wenigen Fahrzeugen auf, da bei ihnen Ableitströme über die Y-Kapazitäten entstehen, die den FI-Schalter in der Haustechnik zum Auslösen bringen oder es sind aufwendige Gegenmaßnahmen wie eine Ableitstromüberwachung und Ableitstromkompensation notwendig, um an einer Wechselspannungsladesäule laden zu können.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2018 000 578 A1 offenbart eine Energiekoppeleinrichtung zum elektrischen Koppeln eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs mit einer kraftfahrzeugexternen, eine elektrische Wechselspannung bereitstellenden Ladestation.
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Die Energiekoppeleinrichtung weist einen Gleichspannungsanschluss auf, wobei dieser mit einem mit der Ladestation elektrisch koppelbaren und die Wechselspannung gleichrichtenden Brückengleichrichter gekoppelt ist. Der Gleichspannungsanschluss ist mit einem Gleichspannungszwischenkreis des Bordnetzes elektrisch gekoppelt. Ein Gleichspannungswandler, der mit einem ersten Anschluss mit dem Gleichspannungsanschluss und mit einem zweiten Anschluss mit dem Gleichspannungszwischenkreis des Bordnetzes elektrisch gekoppelt ist wird ebenfalls offenbart. Der Gleichspannungswandler ist ausgebildet, elektrische Potentiale einer am zweiten Anschluss für den Gleichspannungszwischenkreis bereits gestörten Zwischenkreisgleichspannung in Bezug auf ein vorgebbares elektrisches Bezugspotential auf vorgebbare, im Wesentlichen konstante Werte einzustellen.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2017 009 355 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines mit einer ersten elektrischen Gleichspannung beaufschlagten ersten Bordnetzes und eines mit einer zweiten elektrischen Gleichspannung beaufschlagten zweiten Bordnetzes. Das erste und das zweite Bordnetz werden mittels eines einen ersten getakteten Energiewandler aufweisenden Energiekopplers elektrisch gekoppelt, wobei die erste und die zweite elektrische Gleichspannung mittels einer elektrischen Isolationseinrichtung gegenüber einem elektrischen Bezugspotential elektrisch isolierend sind. Das erste und das zweite Bordnetz werden mittels des Energiekopplers galvanisch gekoppelt. Bei einer Störung der Isolationseinrichtung in einem Bereich eines der beiden Bordnetze steuert der Energiekoppler die elektrischen Potentiale des jeweiligen anderen der beiden Bordnetze derart, dass jeweilige Potentialdifferenzen von diesen elektrischen Potentialen zum Bezugspotential kleiner als ein vorgegebener Vergleichswert sind.
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Konventionell isolierende Bordlader haben meist den Nachteil, dass diese groß, schwer und teuer sind. Bei herkömmlichen galvanisch gekoppelten Bordladern ist der Wirkungsgrad beim Laden mit kleiner Leistung gering und diese Bordlader sind meist inkompatibel mit manchen Ladesäulen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ladevorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit welchen ein Bordlader mit zeitlich stabilen Hochspannungspotentialen gegenüber PE bereitgestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Ladevorrichtung und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Sinnvolle Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs. Die Ladevorrichtung weist einen eingangsseitigen Wechselspannungsanschluss zum Bereitstellen einer Wechselspannung auf. Mit einer ersten Schaltanordnung kann eine Wechselspannung umgewandelt werden, insbesondere während einer positiven Spannungswelle des Wechselspannungsverlaufs der Wechselspannung und dabei wird die Wechselspannung in eine erste Gleichspannung umgewandelt. Über einen ausgangsseitigen Gleichspannungsanschluss der Ladevorrichtung ist der elektrische Energiespeicher mit der ersten Gleichspannung versorgbar. Die Ladevorrichtung weist eine zweite Schaltanordnung zum Umwandeln der Wechselspannung, während einer negativen Spannungshalbwelle des Wechselspannungsverlaufs der Wechselspannung, in eine zweite Gleichspannung, auf. Der elektrische Energiespeicher des Fahrzeugs ist über einen ausgangsseitigen Wechselspannungsanschluss mit der ersten Gleichspannung oder mit der zweiten Gleichspannung versorgbar.
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Durch die vorgeschlagene Ladevorrichtung kann ein Bordlader zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs aus sehr viel weniger einzelnen Bauteilen konzipiert werden. Damit ist der Bordlader kleiner, leichter und kostengünstiger im Vergleich zu den Bordladern im Stand der Technik. Insbesondere ist die Anzahl der stromdurchflossenen Bauteile um ein Vielfaches geringerer, wodurch sich insbesondere ein höherer Wirkungsgrad einstellen lässt. Es können Ableitströme über die Y-Kapazitäten eines Hochspannungssystems vermieden werden, indem die Hochspannungspotentiale bezogen auf das Potential des Nullleiters auf einen zeitlich konstanten Wert stabilisiert werden. Dadurch kann insbesondere auf Maßnahmen zur Ableitstromüberwachung und Ableitstromkompensation verzichtet werden. Durch die vorgeschlagene Ladevorrichtung kann eine Übertragung einer negativen Sinusschwingung auf das Hochspannungssystem verhindert werden. Insbesondere kann mit der Ladevorrichtung eine einfache Erkennung eines Isolationsfehlers vom Hochspannungspluspotential zum Nullleiter durchgeführt werden. Dies geschieht insbesondere durch eine Messung des Differenzstroms vom Leiter L zum Nullleiter N oder durch Messung des Stroms auf PE.
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Insbesondere kann die Ladevorrichtung als mehrphasiger Wandler beziehungsweise Bordlader mit einem gemeinsamen Zwischenkreiskondensator aufgebaut beziehungsweise angewendet werden. Der Zwischenkreiskondensator kann dadurch um zumindest ein Drittel im Vergleich zu einem herkömmlichen Bordlader reduziert werden.
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Bei einem mehrphasigen Wandler kann insbesondere mit der vorgeschlagenen Erfindung ein Abgriff der Sternspannung erreicht beziehungsweise durchgeführt werden. Beim mehrphasigen Laden kann zur EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit)-Optimierung am Wechselspannungsanschluss und Gleichspannungsanschluss ein Interleaving-Betrieb umgesetzt werden.
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Bei der Ladevorrichtung ist das Hochspannungsminuspotential direkt mit dem Nullleiter (beziehungsweise PE) verbunden und somit zeitlich stabil. Das Hochspannungspluspotential wird auf einen konstanten Wert geregelt und ist dadurch ebenfalls zeitlich stabil. Somit wird ein Ableitstrom über die Y-Kapazitäten des Hochspannungssystems verhindert beziehungsweise reduziert.
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Bei der Ladevorrichtung handelt es sich beispielsweise um einen Bordlader, ein Bordladegerät oder um eine Ladeeinheit. Die Ladevorrichtung dient insbesondere dazu, den elektrischen Energiespeicher des Fahrzeugs mit der ersten Gleichspannung oder mit der zweiten Gleichspannung zu laden. Bei dem elektrischen Energiespeicher handelt es sich insbesondere um eine Fahrzeugbatterie oder um eine Traktionsbatterie. Insbesondere findet die vorgeschlagene Ladevorrichtung bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen oder bei Hybridfahrzeugen Anwendung. Bei dem eingangsseitigen Wechselspannungsanschluss der Ladevorrichtung kann es sich beispielsweise um eine Wechselspannungsquelle, eine Wechselspannungsladesäule oder um einen Wechselspannungshausanschluss handeln. Der eingangsseitige Wechselspannungsanschluss versorgt die Ladevorrichtung mit der Wechselspannung.
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Diese Wechselspannung kann entweder mit der ersten Schaltanordnung oder mit der zweiten Schaltanordnung in die erste oder in die zweite Gleichspannung umgewandelt werden. Die erste Gleichspannung wird bei der positiven Spannungshalbwelle des Wechselspannungsverlaufs der Wechselspannung umgewandelt und die zweite Gleichspannung wird bei einer negativen Spannungshalbwelle des Wechselspannungsverlaufs der Wechselspannung umgewandelt. Insbesondere werden die zwei Schaltanordnungen wechselseitig betrieben. Bei dem ausgangsseitigen Gleichspannungsanschluss der Ladevorrichtung kann es sich insbesondere um eine Last, einen Verbraucher oder um einen Gleichspannungszwischenkreis handeln.
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Insbesondere besitzen die erste und zweite Gleichspannung das gleiche Spannungslevel.
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Insbesondere handelt es sich bei der Ladevorrichtung um einen galvanisch gekoppelten Bordlader zur Potentialstabilisierung der Hochspannung.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs, wobei eine Wechselspannung bereitgestellt wird und wobei die Wechselspannung, während einer positiven Spannungshalbwelle der Wechselspannungsverlauf der Wechselspannung in eine erste Gleichspannung umgewandelt wird. Der elektrische Energiespeicher wird mit der ersten Gleichspannung geladen und die Wechselspannung wird, während eine negativen Spannungshalbwelle des Wechselspannungsverlaufs der Wechselspannung in eine zweite Gleichspannung umgewandelt. Der elektrische Energiespeicher des Fahrzeugs wird mit der ersten Gleichspannung oder mit der zweiten Gleichspannung geladen. Dadurch kann ein Bordlader mit zeitlich stabilen Hochspannungspotentialen gegenüber einem Nullleiter realisiert werden. Insbesondere können dadurch Ableitströme über mögliche Y-Kapazitäten eines Hochspannungssystems vermieden werden. Das vorgeschlagene Verfahren wird insbesondere mit einer Ladevorrichtung nach dem vorher geschilderten Aspekt durchgeführt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigen die nachfolgenden Figuren in:
- 1 eine schematische Anordnung einer Ladevorrichtung;
- 2 eine weitere schematische Anordnung einer Ladevorrichtung; und
- 3 eine schematische Darstellung einer mehrphasigen Ladevorrichtung.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Die 1 zeigt eine Ladevorrichtung 1 zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs. Die Ladevorrichtung 1 weist einen eingangsseitigen Wechselspannungsanschluss 2 auf. Mit dem eingangsseitigen Wechselspannungsanschluss 2 kann insbesondere eine Wechselspannung UAC bereitgestellt werden. Bei dem eingangsseitigen Wechselspannungsanschluss 2 kann es sich beispielsweise um eine Wechselspannungsquelle oder um eine Wechselspannungsladesäule oder um einen Wechselspannungshausanschluss handeln. Die Ladevorrichtung 1 kann insbesondere als Bordlader ausgebildet sein. Mit der Ladevorrichtung 1 kann insbesondere eine Fahrzeugbatterie oder eine Traktionsbatterie als elektrischer Energiespeicher eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs geladen werden.
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Mit einer ersten Schaltanordnung 3 kann die Wechselspannung UAC, während einer positiven Spannungshalbwelle des Wechselspannungsverlaufs der Wechselspannung UAC, in eine erste Gleichspannung U1 umgewandelt werden. Über einen ausgangsseitigen Gleichspannungsanschluss 4 der Ladevorrichtung 1 kann der elektrische Energiespeicher des Fahrzeugs mit der ersten Gleichspannung U1 versorgt beziehungsweise geladen werden. Bei dem ausgangsseitigen Gleichspannungsanschluss4 kann es sich beispielsweise um eine Last, einen Verbraucher, eine Batterie oder um einen Zwischenkreiskondensator handeln. Der ausgangsseitigen Gleichspannungsanschluss 4 besitzt einen Innenwiderstand R.
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Die erste Schaltanordnung 3 kann insbesondere als Aufwärtswandler beziehungsweise Hochsetzsteller fungieren. Insbesondere handelt es sich bei der ersten Schaltanordnung 3 um einen Spannungswandler. Die erste Schaltanordnung 3 wird insbesondere durch einen ersten Halbleiterschalter S1, einer ersten Diode D1 und einer Induktivität L gebildet. Bei der Induktivität L kann es sich beispielsweise um eine Drossel handeln. Die erste Diode D1 ist beispielsweise als Freilaufdiode ausgebildet. Bei dem Halbleiterschalter S1 kann es sich beispielsweise um einen Transistor, einen Thyristor, einen FeldeffektTransistor, einen Metall-Oxid-Feldeffekttransistor oder um einen Bipolar-Transistor handeln. Insbesondere wird mit dem Halbleiterschalter S1 bei einer positiven Spannungshalbwelle der Halbleiterschalter S1 als taktender Halbleiterschalter zur Darstellung des nicht-spannungsinvertierenden Boost-Wandlers beziehungsweise Aufwärtswandlers verwendet.
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Mit einer zweiten Schaltanordnung 5 der Ladevorrichtung 1 kann die Wechselspannung UAC während einer negativen Spannungshalbwelle des Wechselspannungsverlaufs der Wechselspannung UAC in eine zweite Gleichspannung U2 umgewandelt werden. Der elektrische Energiespeicher des Fahrzeugs kann über den ausgangsseitigen Gleichspannungsanschluss 4 entweder mit der ersten Gleichspannung U1 oder mit der zweiten Gleichspannung U2 versorgt beziehungsweise geladen werden. Bei der zweiten Schaltanordnung 5 handelt es sich insbesondere um einen invertierenden Aufwärtswandler. Die zweite Schaltanordnung 5 weist einen zweiten Halbleiterschalter S2, eine zweite Diode D2 und die Induktivität L auf. Insbesondere wird die Induktivität L sowohl für die erste Schaltanordnung 3 als auch für die zweite Schaltanordnung 5 verwendet. Bei der zweiten Diode D2 handelt es sich ebenso wie bei der ersten Diode D1 um eine Freilaufdiode für den Freilaufpfad des Drosselstroms in der Induktivität L. Bei dem zweiten Halbleiterschalter S2 handelt es sich um denselben Typ wie bei dem ersten Halbleiterschalter S1. Der zweite Halbleiterschalter S2 wird bei einer negativen Spannungshalbwelle des Wechselspannungsverlaufs der Wechselspannung UAC als taktender Halbleiterschalter zur Darstellung des spannungsinvertierenden Aufwärtswandlers beziehungsweise Boost-Wandlers verwendet. Bei einer positiven Spannungshalbwelle des Spannungsverlaufs der Wechselspannung UAC wird eine Bodydiode des zweiten Halbleiterschalters S2 für den Freilaufpfad des Drosselstroms verwendet.
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In der 1 ist beispielhaft die Funktionsweise der Ladevorrichtung 1 während der positiven Spannungshalbwelle des Spannungsverlaufs der Wechselspannung UAC dargestellt. Dabei ist in der 1 der Stromfluss während des Drosselstromaufbaus mit dem Stromflusspfad AD dargestellt. Der Stromfluss des Drosselstroms während der Freilaufphase des Drosselstroms ist in der 1 mit dem Stromflusspfad FD dargestellt.
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In der positiven Spannungshalbwelle des Wechselspannungsverlaufs der Wechselspannung UAC arbeitet die erste Schaltanordnung 3 als galvanisch gekoppelter Boost-Wandler. Dabei ist die Spannung zwischen der Phase L und dem Nullleiter N größer als Null. In einer ersten Phase, zum Beispiel wenn der Phasenstrom unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes liegt, wird der Halbleiterschalter S1 geschlossen. Der eingangsseitige Wechselspannungsanschluss 2 ist über der Bodydiode des zweiten Halbleiterschalters S2 und dem ersten Halbleiterschalter S1 direkt mit der Induktivität L verbunden. Dadurch steigt der Strom in der Induktivität L an. Um mögliche Verluste zu reduzieren, kann der zweite Halbleiterschalter S2 ebenfalls geschlossen werden. In einer zweiten Phase, zum Beispiel wenn der Phasenstrom oberhalb eines vorgegebenen Schwellwerts liegt, kann der erste Halbleiterschalter S1 geöffnet werden. Der in der Induktivität L eingeprägte Strom fließt nun über die erste Diode D1, den ausgangsseitigen Gleichspannungsanschluss 4, den eingangsseitigen Wechselspannungsanschluss 2 und die Bodydiode des zweiten Halbleiterschalters S2. Dabei reduziert sich der in der Induktivität L eingeprägte Strom. Dabei wird die in der Induktivität L gespeicherte Energie und die eingangsseitige Wechselspannung UAC in den elektrischen Energiespeicher des Fahrzeugs übertragen. Insbesondere wird der elektrische Energiespeicher mit der ersten Gleichspannung U1 geladen. Um ebenfalls hier mögliche Verluste reduzieren zu können, kann der zweite Halbleiterschalter S2 ebenfalls geschlossen werden. Insbesondere arbeitet die Ladevorrichtung 1 während der positiven Spannungshalbwelle als galvanisch gekoppelter Aufwärtswandler. Dieser kann insbesondere durch das Überschreiten und/oder Unterschreiten eines vorgegebenen Stromschwellwertes des Drosselstroms geregelt werden.
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In der Phase beim geöffneten ersten Halbleiterschalter S1 fließt der Drosselstrom über den eingangsseitigen Wechselspannungsanschluss 2, weshalb der Drosselstrom in einem Toleranzbereich definiert sein muss. Die Wechselspannung UAC bei der positiven Spannungshalbwelle und bei der negativen Spannungshalbwelle verhalten sich gleichmäßig zum Nullleiter N. Insbesondere sind beide Potentiale identisch zu den Spannungen der Y-Kapazitäten. Dadurch kann beispielsweise eine PFC (Leistungsfaktorkorrekturfilter) -Funktion dargestellt werden, indem der Strom mit der Spannung in Phase ist. Ebenso kann ein vorgegebener Ladestrom des elektrischen Energiespeichers dargestellt werden und es entstehen keine Ableitströme über die Y-Kapazitäten.
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In der 2 ist die Funktionsweise der Ladevorrichtung 1 während der negativen Spannungshalbwelle des Wechselspannungsverlaufs der Wechselspannung UAC dargestellt.
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In der negativen Spannungshalbwelle arbeitet die zweite Schaltanordnung 5 als invertierender galvanisch gekoppelter Boost-Wandler. Insbesondere ist hierbei die Spannung zwischen der Phase L und dem Nullleiter N kleiner Null. In einer ersten Phase, wenn zum Beispiel der Betrag des negativen Phasenstroms unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes liegt, wird der zweite Halbleiterschalter S2 geschlossen. Dadurch ist insbesondere der eingangsseitige Wechselspannungsanschluss 2 über die Bodydiode des ersten Halbleiterschalters S2 und des zweiten Halbleiterschalters S2 direkt mit der Induktivität L verbunden. Dadurch steigt der Strom in der Induktivität L an.
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Um mögliche Verluste reduzieren zu können, kann der erste Halbleiterschalter S1 ebenfalls geschlossen werden. In der 2 ist diese erste Phase, in welcher der Drosselstrom in der Induktivität L aufgebaut wird, mit dem Stromflusspfad AD dargestellt.
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In einer zweiten nachfolgenden Phase, wenn zum Beispiel der Betrag des negativen Phasenstroms oberhalb eines vorgegebenen Schwellwerts liegt, wird der zweite Halbleiterschalter S2 geöffnet. Der in der Induktivität L eingeprägte Strom fließt nun über die zweite Diode D2 des ausgangsseitigen Gleichspannungsanschlusses 4 und der Bodydiode des ersten Halbleiterschalters S1. Dadurch wird insbesondere ein Betrag des Stroms reduziert. Insbesondere wird die eingeprägte beziehungsweise gespeicherte Energie in der Induktivität L über den ausgangsseitigen Gleichspannungsanschluss 4 an den elektrischen Energiespeicher des Fahrzeugs übertragen, wodurch der fahrzeugseitige elektrische Energiespeicher geladen werden kann. Um mögliche Verluste hierbei zu reduzieren, kann ebenfalls der erste Halbleiterschalter S1 geschlossen werden. Die Phase während des Freilaufens des Drosselstroms ist in der 2 mit dem Stromflusspfad FD dargestellt.
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Insbesondere arbeitet die Ladevorrichtung 1 während der negativen Spannungshalbwelle des Spannungsverlaufs der Wechselspannung UAC als spannungsinvertierender Boost-Wandler. Beim Unterschreiten eines Stromschwellwertes schaltet der zweite Halbleiterschalter S2 ein und der eingangsseitige Wechselspannungsanschluss ist mit der Induktivität L verbunden. Dadurch wird der Drosselstrom aufgebaut. Beim Überschreiten eines Stromschwellwertes öffnet der zweite Halbleiterschalter S2 und dadurch fließt der Strom der Induktivität L nicht mehr über den eingangsseitigen Wechselspannungsanschluss 2. Dadurch ist insbesondere der Strom des eingangsseitigen Wechselspannungsanschlusses 2 im Wesentlichen Null.
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Beispielsweise kann mit einer Messeinheit 6 eine Spannungsmessung an der Eingangsseite der Ladevorrichtung 1 durchgeführt werden.
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Insbesondere kann mit der Ladevorrichtung 1 ein Isolationsfehler in der Isolation festgestellt beziehungsweise erkannt werden. Bei einem Isolationsfehler zwischen einem positiven Hochspannungspotential und dem Nullleiter N tritt eine Stromdifferenz auf, welche gemessen werden kann. Dieser Differenzstrom ist insbesondere ein Gleichstrom und kann mittels eines RCM (Residual Current Monitor) -Geräts gemessen werden. Alternativ kann auch der Strom am Nullleiter N gemessen werden. Ein Isolationsfehler vom positiven Hochspannungspotential zum Nullleiter N kann über eine Messung des PE-Stroms oder über eine Differenzstrommessung zwischen L und N erkannt werden.
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Ein Isolationsfehler vom negativen Hochspannungspotential zum Nullleiter N kann nur sehr schwer erkannt werden. Aber diese Form des Isolationsfehlers stellt keine Gefahr für Komponenten dar. Dies ist insbesondere dadurch gegeben, da das negative Hochspannungspotential direkt mit dem Nullleiter N verbunden ist und ein Gehäuse der Ladevorrichtung 1 ebenfalls über den Nullleiter N auf dem gleichen Potential liegt.
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Die 3 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel, in dem die Ladevorrichtung 1 als mehrphasiger beziehungsweise dreiphasiger Lader beziehungsweise Bordlader verwendet werden kann. Dabei werden nun die Schaltungsanordnungen wie in 1 und 2 gezeigt in dreifacher Ausführung parallel gekoppelt. Dabei werden drei Schaltungsanordnungen SL1, SL2 und SL3 parallel zueinander gekoppelt. Jede dieser drei Schaltungsanordnungen SL1, SL2 und SL3 besitzt denselben Schaltungsaufbau wie in den 1 und 2. Jede dieser drei Schaltungsanordnungen SL1, SL2, SL3 ist an jeweils einer eigenen Phase L1, L2, L3 des eingangsseitigen Wechselspannungsanschlusses 2 angeschlossen. Jede der Schaltungsanordnungen SL1, SL2, SL3 besitzt eine jeweilige erste Schaltanordnung 3 und eine zweite Schaltanordnung 5, wie sie in den 1 und 2 bereits erläutert wurden.
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Insbesondere können die Hochspannungspotentiale auf ein identisches Niveau geregelt werden, wobei direkt nach jeder Boost-Stufe alle drei Phasen L1, L2, L3 miteinander parallel gekoppelt werden. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass ein gemeinsamer Pufferkondensator C für alle drei Schaltungsanordnungen SL1, SL2, SL3 genutzt werden kann und nicht in jeder Phase diese Kapazität für die Anforderung des einphasigen Ladens installiert werden muss. Dadurch kann insbesondere die Kapazität des Pufferkondensators C auf ein Drittel des Summenwertes im Vergleich zu einem dreiphasig galvanisch isolierenden Wandler im Stand der Technik verringert werden. Insbesondere kann beim dreiphasigen Laden mithilfe der Ladevorrichtung 1 erreicht werden, dass jede einzelne Phase L1, L2, L3 mit der Spannung in Phase ist. Insbesondere können auch die Leistungen aller drei Phasen L1, L2, L3 identisch bereitgestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ladevorrichtung
- 2
- eingangsseitiger Wechselspannungsanschluss
- 3
- Erste Schaltanordnung
- 4
- ausgangsseitiger Gleichspannungsanschluss
- 5
- Zweite Schaltanordnung
- 6
- Messeinheit
- C
- Kondensator
- D1, D2
- erste und zweite Diode
- D3 bis D6
- Dioden
- AF, FD
- Stromflusspfade
- L, L1, L2
- Induktivität
- L1, L2, L3
- Phasen
- N
- Nullleiter
- R
- Innenwiderstand
- SL1, SL2, SL3
- Schaltungsanordnungen
- S1, S2
- erster und zweiter Halbleiterschalter
- S3 bis S6
- Halbleiterschalter
- UAC
- Wechselspannung
- U1, U2
- erste und zweite Gleichspannung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018000578 A1 [0003]
- DE 102017009355 A1 [0005]
