DE102021003831A1 - Elektrisches Bordnetz für ein Fahrzeug, Fahrzeug mit einem elektrischen Bordnetz und Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Bordnetzes für ein Fahrzeug - Google Patents

Elektrisches Bordnetz für ein Fahrzeug, Fahrzeug mit einem elektrischen Bordnetz und Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Bordnetzes für ein Fahrzeug Download PDF

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Nathan Tröster
Norbert Chlouba
Hakan Simsek
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Tobias Raithel
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bordnetz (1) für ein Fahrzeug (2), umfassend eine Batterie (3) mit zwei elektrischen Batteriepotentialkontakten und einen fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss (4) mit zwei elektrischen Ladepotentialkontakten.Erfindungsgemäß ist ein Gleichspannungswandler (5) vorgesehen, wobei der erste elektrische Batteriepotentialkontakt mit einem ersten elektrischen Potentialkontakt einer Ausgangsseite des Gleichspannungswandlers (5) elektrisch koppelbar oder gekoppelt ist, wobei der zweite elektrische Batteriepotentialkontakt mit dem zweiten elektrischen Ladepotentialkontakt elektrisch koppelbar oder gekoppelt ist, wobei der jeweilige elektrische Ladepotentialkontakt mit einem jeweiligen elektrischen Potentialkontakt einer Eingangsseite des Gleichspannungswandlers (5) elektrisch koppelbar oder gekoppelt ist, wobei ein zweiter elektrischer Potentialkontakt der Ausgangsseite des Gleichspannungswandlers (5) mit dem ersten elektrischen Potentialkontakt der Eingangsseite des Gleichspannungswandlers (5) elektrisch koppelbar oder gekoppelt ist, wobei die elektrischen Potentialkontakte der Eingangsseite des Gleichspannungswandlers (5) mit jeweils einem elektrischen Anschlusskontakt eines ersten Kondensators (C1) elektrisch gekoppelt sind, und die elektrischen Potentialkontakte der Ausgangsseite des Gleichspannungswandlers (5) mit jeweils einem elektrischen Anschlusskontakt eines zweiten Kondensators (C2) elektrisch koppelbar oder gekoppelt sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bordnetz für ein Fahrzeug nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, ein Fahrzeug mit einem elektrischen Bordnetz und ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Bordnetzes für ein Fahrzeug.
  • Aus dem Stand der Technik sind, wie in der DE 10 2017 213 682 A1 beschrieben, eine Akkuladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, ein Verfahren zum Betreiben einer kraftfahrzeugseitigen Akkuladevorrichtung, ein Hochvoltbordnetz und eine Verwendung einer Akkuladevorrichtung bekannt. Die Akkuladevorrichtung ist zur Anordnung im Kraftfahrzeug ausgebildet. Sie umfasst eine erste Stufe, welche ein Leistungskorrekturfilter aufweist, und eine zweite Stufe, welche einen Wechselrichter aufweist. Die erste Stufe ist mit der zweiten Stufe über einen Zwischenpunkt elektrisch verbunden. Der Zwischenpunkt ist direkt mit einem Einspeisungsanschluss für Gleichspannung elektrisch verbunden, welcher zur direkten elektrischen Kopplung mit einem Hochvoltbordnetz des Kraftfahrzeugs eingerichtet ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes elektrisches Bordnetz für ein Fahrzeug, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Fahrzeug mit einem elektrischen Bordnetz und ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Bordnetzes für ein Fahrzeug anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch elektrisches Bordnetz für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Fahrzeug mit einem elektrischen Bordnetz mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Bordnetzes für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Ein elektrisches Bordnetz, insbesondere Hochvoltbordnetz, für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug, umfasst eine Batterie, insbesondere eine Hochvoltbatterie, mit zwei elektrischen Batteriepotentialkontakten und einen fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss mit zwei elektrischen Ladepotentialkontakten.
  • Unter dem Begriff „Hochvolt“ ist insbesondere eine elektrische Gleichspannung zu verstehen, die insbesondere größer als etwa 60 Volt ist. Insbesondere ist der Begriff „Hochvolt“ konform zur Norm ECE R 100 auszulegen.
  • Erfindungsgemäß ist ein Gleichspannungswandler, auch als DC-DC-Wandler bezeichnet, vorgesehen, wobei der erste elektrische Batteriepotentialkontakt mit einem ersten elektrischen Potentialkontakt einer Ausgangsseite des Gleichspannungswandlers elektrisch koppelbar oder gekoppelt ist, wobei der zweite elektrische Batteriepotentialkontakt mit dem zweiten elektrischen Ladepotentialkontakt elektrisch koppelbar oder gekoppelt ist, wobei der jeweilige elektrische Ladepotentialkontakt mit einem jeweiligen elektrischen Potentialkontakt einer Eingangsseite des Gleichspannungswandlers elektrisch koppelbar oder gekoppelt ist, wobei ein zweiter elektrischer Potentialkontakt der Ausgangsseite des Gleichspannungswandlers mit dem ersten elektrischen Potentialkontakt der Eingangsseite des Gleichspannungswandlers elektrisch koppelbar oder gekoppelt ist, wobei die elektrischen Potentialkontakte der Eingangsseite des Gleichspannungswandlers mit jeweils einem elektrischen Anschlusskontakt eines ersten Kondensators elektrisch gekoppelt sind, und die elektrischen Potentialkontakte der Ausgangsseite des Gleichspannungswandlers mit jeweils einem elektrischen Anschlusskontakt eines zweiten Kondensators elektrisch koppelbar oder gekoppelt sind.
  • Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst ein solches elektrisches Bordnetz.
  • Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht ein elektrisches Laden der Batterie mittels einer am fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss angeschlossenen fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle, insbesondere Gleichstromladestation, deren Ladespannung kleiner ist als eine Batterienennspannung der Batterie. Beispielsweise weist die Batterie eine Batterienennspannung von 800 V auf. Bisher ist es nicht oder nur mit aufwändigen zusätzlichen Maßnahmen möglich, eine solche Batterie mit einer hohen Batterienennspannung von beispielsweise 800 V an einer fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle mit einer niedrigeren Ladespannung von beispielsweise 400 V oder 500 V zu laden. Die bisher bekannten zusätzlichen Maßnahmen erfordern eine Vielzahl zusätzlicher Bauteile und sind daher kostenintensiv, erfordern einen größeren Bauraum und sind mit einem höheren Gewicht verbunden. Dieses Problem wird durch die erfindungsgemäße Lösung behoben, wobei vorteilhafterweise der Gleichspannungswandler und vorteilhafterweise auch mindestens einer der Kondensatoren bereits bei herkömmlichen elektrischen Bordnetzen vorgesehen sind, beispielsweise zum Wechselstromladen der Batterie an einer Wechselstromenergiequelle, und durch die beschriebene Verschaltung und, wenn erforderlich, eine andere Auslegung der Kapazität eines der Kondensatoren oder beider Kondensatoren nun zusätzlich auch für solche elektrischen Gleichstromladevorgänge, bei denen die Ladespannung niedriger ist als die Batterienennspannung, verwendbar sind.
  • Das elektrische Bordnetz, insbesondere Hochvoltbordnetz, weist somit vorteilhafterweise eine integrierte Ladeabwärtskompatibilität auf. Beim elektrischen Laden der Batterie mit einer hohen Batterienennspannung von beispielsweise 800 V an einer fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle, insbesondere Gleichstromladestation, mit einer niedrigeren Ladespannung von beispielsweise 400 V fließt somit die Hälfte der Ladeleistung direkt von der Gleichstromladestation in die Batterie. Die Gleichstromladestation stellt dabei genau die Hälfte der benötigten Ladespannung der Batterie bereit. Der restliche Teil der Ladeleistung wird über den Gleichspannungswandler der Batterie zugeführt. Die maximale Ladeleistung ist somit doppelt so hoch wie die Leistung des Gleichspannungswandlers. Der Gleichspannungswandler wandelt die Spannung mit dem Faktor 1, d. h. eine Eingangsspannung entspricht einer Ausgangsspannung, durch eine galvanische Trennung auf ein höheres Potentialniveau, so dass sich in Summe die Batterienennspannung ergibt.
  • Der Spannungsteiler wird vorteilhafterweise mit Kapazitäten, d. h. mit Kondensatoren realisiert, die als Teil einer fahrzeugseitigen Ladevorrichtung zum elektrischen Laden der Batterie an einer Wechselstromenergiequelle, insbesondere Wechselstromladestation, bereits vorhanden sind und nur neu ausgelegt werden. Der zweite Kondensator ist beispielsweise ein Bestandteil eines EMV-Filters und speichert die Energie der „oberen Spannungshälfte“. Der erste Kondensator ist beispielweise ein Bestandteil eines Eingangszwischenkreises des ersten Gleichspannungswandlers und speichert die „untere Hälfte“ des Spannungsniveaus der Batterienennspannung von beispielsweise 800 V. Die beschriebene Lösung verwendet somit vorteilhafterweise schon vorhandene Cx-Kapazitäten der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung, insbesondere für den ersten Kondensator und/oder für den zweiten Kondensator, die beispielsweise lediglich neu ausgelegt werden.
  • In einer möglichen Ausführungsform ist der Gleichspannungswandler ein Bestandteil der bereits erwähnten fahrzeugseitigen Ladevorrichtung zum elektrischen Laden der Batterie mittels einer fahrzeugexternen Wechselstromenergiequelle. Diese fahrzeugseitige Ladevorrichtung, auch als Bordlader oder Onbordlader bezeichnet, ist somit insbesondere zum Wandeln eines Wechselstroms und/oder einer Wechselspannung einer solchen fahrzeugexternen Wechselstromenergiequelle in einen Gleichstrom bzw. in eine Gleichspannung vorgesehen. Wie bereits erwähnt, ist daher der Gleichspannungswandler vorteilhafterweise ohnehin ein Bestandteil des elektrischen Bordnetzes des Fahrzeugs, so dass diesbezüglich keine zusätzlichen Bauteile erforderlich sind. Um diesen Gleichspannungswandler auch zum elektrischen Laden der Batterie mittels einer Gleichstromenergiequelle zu verwenden, deren Ladespannung niedriger ist als die Batterienennspannung, wird die oben beschriebene Verschaltung verwendet.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform sind/ist der erste Kondensator und/oder der zweite Kondensator ein Bestandteil der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung zum elektrischen Laden der Batterie mittels einer fahrzeugexternen Wechselstromenergiequelle. Der zweite Kondensator ist beispielsweise ein Bestandteil eines EMV-Filters (EMV=Elektromagnetische Verträglichkeit). Dadurch sind auch diesbezüglich keine zusätzlichen Bauteile erforderlich. Gegebenenfalls ist lediglich eine andere Auslegung des ersten und/oder zweiten Kondensators bezüglich deren/dessen Kapazität erforderlich.
  • In einer möglichen Ausführungsform weisen der erste Kondensator und der zweite Kondensator die gleiche Kapazität auf. Dann liegt die Spannung der fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle, insbesondere Gleichstromladestation, beim Ladevorgang genau bei halber Batterienennspannung. Außerdem fließt die Hälfte der Ladeleistung über den Gleichspannungswandler. Somit kann die Ladeleistung doppelt so groß sein wie eine Komponentenleistung des Gleichspannungswandlers. Diese Variante eignet sich somit insbesondere zum Laden an einer fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle, deren Ladespannung halb so groß ist wie die Batterienennspannung, bei einer Batterienennspannung von beispielsweise 800 V also 400 V oder mindestens 400 V beträgt.
  • In einer möglichen Ausführungsform weist der erste Kondensator eine größere Kapazität auf als der zweite Kondensator. Dadurch kann, je nach Spannungslage der Batterie und der fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle, die Ladeleistung bei unverändertem ersten Gleichspannungswandler weiter erhöht werden. Diese Ausführungsform eignet sich somit insbesondere zum Laden an einer fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle, deren Ladespannung größer ist als die Hälfte der Batterienennspannung und kleiner ist als die Batterienennspannung von beispielsweise 800 V.
  • In einer möglichen Ausführungsform ist der Gleichspannungswandler als ein bidirektionaler Gleichspannungswandler ausgebildet. Er weist auf seiner Sekundärseite vorteilhafterweise keine Dioden auf, sondern vorteilhafterweise Halbleiterschalter. Er ermöglicht daher ein einfacheres Vorladen beispielsweise mindestens eines Hochvoltzwischenkreises. Des Weiteren können dadurch ein bidirektionales Wechselstromladen mit einer Wechselspannung an einer Wechselstromenergiequelle, insbesondere Wechselstromladestation, und ein bidirektionales Gleichstromladen an einer Gleichstromenergiequelle, insbesondere Gleichstromladestation, mit einer niedrigen Ladespannung, insbesondere mit der Hälfte der Batterienennspannung, wobei beispielsweise die Batterienennspannung 800 V und die Ladespannung 400 V beträgt, realisiert werden.
  • In einer möglichen Ausführungsform ist der Gleichspannungswandler als ein Gleichspannungswandler mit Kurzschlussfunktion ausgebildet. Diese Variante des Gleichspannungswandlers ist kostengünstiger als der bidirektionale Gleichspannungswandler. Er umfasst Dioden auf seiner Sekundärseite.
  • In einer möglichen Ausführungsform ist der erste elektrische Batteriepotentialkontakt mit dem ersten elektrischen Ladepotentialkontakt elektrisch koppelbar oder gekoppelt. Dadurch wird zusätzlich auch ein elektrisches Laden der Batterie mittels einer am fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss angeschlossenen fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle, insbesondere Gleichstromladestation, ermöglicht, deren Ladespannung gleich groß oder größer ist als die Batterienennspannung der Batterie, beispielsweise an einer fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle mit einer Ladespannung von 800 V, wobei die Batterie, wie oben erwähnt, beispielsweise eine Batterienennspannung von 800 V aufweist.
  • In einer möglichen Ausführungsform ist der zweite elektrische Potentialkontakt der Ausgangsseite des Gleichspannungswandlers mit dem zweiten elektrischen Batteriepotentialkontakt elektrisch koppelbar oder gekoppelt. Dadurch wird zusätzlich auch ein elektrisches Laden der Batterie mittels einer fahrzeugexternen Wechselstromenergiequelle, insbesondere Wechselstromladestation, ermöglicht.
  • In einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines solchen elektrischen Bordnetzes wird zum elektrischen Laden der Batterie mittels einer am fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss angeschlossenen fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle, deren Ladespannung kleiner ist als eine Batterienennspannung der Batterie, der erste elektrische Batteriepotentialkontakt mit dem ersten elektrischen Potentialkontakt der Ausgangsseite des Gleichspannungswandlers elektrisch gekoppelt, der zweite elektrische Batteriepotentialkontakt mit dem zweiten elektrischen Ladepotentialkontakt elektrisch gekoppelt, der jeweilige elektrische Ladepotentialkontakt mit dem jeweiligen elektrischen Potentialkontakt der Eingangsseite des Gleichspannungswandlers elektrisch gekoppelt und der zweite elektrische Potentialkontakt der Ausgangsseite des Gleichspannungswandlers mit dem ersten elektrischen Potentialkontakt der Eingangsseite des Gleichspannungswandlers elektrisch gekoppelt. Des Weiteren wird vorteilhafterweise der jeweilige elektrische Potentialkontakt der Ausgangsseite des Gleichspannungswandlers mit dem jeweiligen elektrischen Anschlusskontakt des zweiten Kondensators elektrisch gekoppelt, wenn diese jeweilige Kopplung nicht ohnehin fest verbunden ist, d. h. wenn diese jeweilige Kopplung schaltbar ist.
  • Alternativ oder zusätzlich wird zum elektrischen Laden der Batterie mittels einer am fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss angeschlossenen fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle, deren Ladespannung gleich groß oder größer ist als die Batterienennspannung der Batterie, der erste elektrische Batteriepotentialkontakt mit dem ersten elektrischen Ladepotentialkontakt elektrisch gekoppelt und der zweite elektrische Batteriepotentialkontakt mit dem zweiten elektrischen Ladepotentialkontakt elektrisch gekoppelt. Dabei kann vorgesehen sein, dass der jeweilige elektrische Potentialkontakt der Ausgangsseite des Gleichspannungswandlers mit dem jeweiligen elektrischen Anschlusskontakt des zweiten Kondensators elektrisch gekoppelt wird, wenn diese jeweilige Kopplung nicht ohnehin fest verbunden ist, d. h. wenn diese jeweilige Kopplung schaltbar ist, oder es kann vorgesehen sein, dass dies nicht erfolgt.
  • Alternativ oder zusätzlich wird zum elektrischen Laden der Batterie mittels einer fahrzeugexternen Wechselstromenergiequelle der erste elektrische Batteriepotentialkontakt mit dem ersten elektrischen Potentialkontakt der Ausgangsseite des Gleichspannungswandlers elektrisch gekoppelt und der zweite elektrische Potentialkontakt der Ausgangsseite des Gleichspannungswandlers mit dem zweiten elektrischen Batteriepotentialkontakt elektrisch gekoppelt. Dabei kann vorgesehen sein, dass der jeweilige elektrische Potentialkontakt der Ausgangsseite des Gleichspannungswandlers mit dem jeweiligen elektrischen Anschlusskontakt des zweiten Kondensators elektrisch gekoppelt wird, wenn diese jeweilige Kopplung nicht ohnehin fest verbunden ist, d. h. wenn diese jeweilige Kopplung schaltbar ist, oder es kann vorgesehen sein, dass dies nicht erfolgt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit in Kombination mit dem oben beschriebenen elektrischen Bordnetz, zu dessen Betrieb es vorgesehen ist, vorteilhafterweise das elektrische Laden der Batterie an einer Gleichstromenergiequelle, insbesondere Gleichstromladestation, deren Ladespannung niedriger ist als die Batterienennspannung, das elektrische Laden der Batterie an einer Gleichstromenergiequelle, insbesondere Gleichstromladestation, deren Ladespannung der Batterienennspannung entspricht, und das elektrische Laden der Batterie an einer Wechselstromenergiequelle, insbesondere Wechselstromladestation. Dadurch wird eine sehr hohe Flexibilität bezüglich Lademöglichkeiten zum elektrischen Laden der Batterie erreicht.
  • Das elektrische Bordnetz umfasst zusätzlich beispielsweise mindestens eine elektrische Antriebseinheit oder mehrere solche elektrische Antriebseinheiten zum Antrieb des Fahrzeugs, beispielsweise mindestens eine vordere elektrische Antriebseinheit, insbesondere an oder im Bereich einer Vorderachse des Fahrzeugs, und/oder mindestens eine hintere elektrische Antriebseinheit, insbesondere an oder im Bereich einer Hinterachse des Fahrzeugs. Während eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs wird die jeweilige elektrische Antriebseinheit von der Batterie mit elektrischer Energie versorgt.
  • Durch die beschriebene Ausgestaltung des elektrischen Bordnetzes wird es vorteilhafterweise ermöglicht, die elektrischen Antriebseinheiten während elektrischer Ladevorgänge, insbesondere während des elektrischen Ladens der Batterie an einer elektrischen Gleichstromenergiequelle mit einer hohen Ladespannung, welche insbesondere der Batterienennspannung von beispielsweise 800 V entspricht, von der elektrischen Energieversorgung, insbesondere von der Batterie und vorteilhafterweise auch von der jeweiligen zum Laden verwendeten Energiequelle, insbesondere Gleichstromenergiequelle, zu trennen, insbesondere galvanisch zu trennen. Dadurch bleiben auch als Cy-Kapazitäten oder Y-Kapazitäten bezeichnete Y-Kondensatoren der elektrischen Antriebseinheiten entladen. Diese Y-Kondensatoren tragen somit nicht mehr zur Gesamtkapazität des elektrischen Bordnetzes bei. Folglich können daher Y-Kondensatoren mit großen Kapazitäten verbaut werden, ohne den zulässigen Grenzwert zu überschreiten. Dadurch können Sicherheitsgrenzwerte der Y-Kondensatoren beziehungsweise Y-Kapazitäten des Fahrzeugs bezüglich deren Energieinhalten eingehalten werden und es können insbesondere EMV-Anforderungen (EMV = elektromagnetische Verträglichkeit) des Fahrzeugs und insbesondere des elektrischen Bordnetzes eingehalten werden. Die Wirkung von Y-Kondensatoren im Bereich der elektromagnetischen Verträglichkeit, insbesondere der Funkentstörung, ist dem Fachmann bekannt, sodass es diesbezüglich keiner gesonderten weiteren Erläuterungen bedarf. Im Übrigen wird auf die diesbezügliche Normung verwiesen, so zum Beispiel die Richtlinie 2013/30/EU, über die elektromagnetische Verträglichkeit, EM 61000 und weitere.
  • Aus Gründen der elektrischen Sicherheit soll eine in sämtlichen Y-Kondensatoren gespeicherte elektrische Energie einen vorgebbaren maximalen Wert nicht überschreiten. Ein solcher Wert beträgt zum Beispiel 0,2 J. Dies führt regelmäßig zu einer konstruktiven Auslegung derart, dass Kapazitätswerte der Y-Kondensatoren fahrzeugseitig in der Regel kleiner gewählt werden, als sie für eine ordnungsgemäße Herstellung der elektromagnetischen Verträglichkeit, insbesondere in Bezug auf die elektrischen Komponenten, die an das elektrische Bordnetz angeschlossen sind, notwendig wären. Als problematisch hat sich unter anderem herausgestellt, wenn das Fahrzeug mittels einer Gleichspannung von einer Gleichstromladestation geladen werden soll, d. h. mittels einer Gleichstromenergiequelle. In einem solchen Fall
    erweist sich die fahrzeugseitig vorgesehene Gesamtkapazität an Y-Kondensatoren als hinderlich, weil diese Y-Kondensatoren auch einen Ableitstrom verursachen können, der ladestationsseitig zu einer Störungsauslösung führen kann und/oder insgesamt einen zulässigen Wert der Ableitströme bei elektrischen Anlagen überschreiten kann, wie dies beispielsweise in der Norm auch angegeben ist, so zum Beispiel in der Norm DIN EN 61800 oder dergleichen. Dieser Problematik kann dem Grunde nach nur durch Reduktion der Kapazitätswerte der im Fahrzeug vorgesehenen Y-Kondensatoren gelöst werden, wobei jedoch zu beachten ist, dass dadurch der Aufwand der Filtereinheiten erheblich vergrößert sein kann.
  • Darüber hinaus ist es insbesondere beim Aufladen mittels einer Gleichspannung, d. h. mittels einer Gleichstromenergiequelle, erforderlich, dass ein Energieinhalt von sämtlichen wirksamen Y-Kondensatoren einen vorgegebenen Gesamtenergieinhalt nicht überschreitet. Aktuell ist hierfür ein maximaler Wert von 0,2 J vorgesehen, der nicht überschritten werden soll. Durch die Vielzahl der elektrischen Komponenten des Fahrzeugs und die steigende Leistung, beispielsweise bei Hochvolt-Komponenten, wird die Gesamtkapazität der vorhandenen Y-Kondensatoren immer größer, wodurch auch der dort gespeicherte Energieinhalt entsprechend der zunehmenden Gesamtkapazität zunimmt. Darüber hinaus ist zu beachten, dass insbesondere im Bereich Hochvolt der Energieinhalt der Y-Kondensatoren besonders kritisch ist, zumal zu beachten ist, dass die in den Y-Kondensatoren gespeicherte elektrische Energie quadratisch von der elektrischen Spannung der Y-Kondensatoren abhängig ist. Dadurch wird gerade im Bereich Hochvolt das Einhalten der Anforderungen hinsichtlich des maximalen Energieinhalts in Bezug auf jeweiliges Hochvoltpotential besonders schwierig. Gerade bei Fahrzeugen erweist es sich als problematisch, sowohl Anforderungen hinsichtlich der elektromagnetischen Verträglichkeit als auch Anforderungen hinsichtlich der elektrischen Sicherheit in Bezug auf die Energie der Y-Kondensatoren zugleich zu erfüllen.
  • Diese Probleme werden durch das hier beschriebene elektrische Bordnetz behoben, denn durch dieses elektrische Bordnetz lassen sich vorteilhafterweise verschiedene Betriebsmodi des Fahrzeugs auf relevante Anforderung hin optimieren. Dies ermöglicht eine Auslegung der Y-Kondensatoren der einzelnen Funktionen unter Berücksichtigung jeweils einzunehmender Fahrzeugzustände.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
    • 1 schematisch ein Fahrzeug mit einer ersten Ausführungsform eines elektrischen Bordnetzes,
    • 2 schematisch einen Gleichspannungswandler mit Kurzschlussfunktion,
    • 3 schematisch einen bidirektionaler Gleichspannungswandler,
    • 4 schematisch die erste Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes während eines Betriebszustands Fahren,
    • 5 schematisch die erste Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes während eines Betriebszustands Laden an einer Gleichstromenergiequelle mit einer hohen Ladespannung,
    • 6 schematisch die erste Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes während eines Betriebszustands Laden an einer Gleichstromenergiequelle mit einer niedrigen Ladespannung,
    • 7 schematisch die erste Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes während eines Betriebszustands Laden an einer Wechselstromenergiequelle,
    • 8 schematisch die erste Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes während eines Vorladens für den Betriebszustand Fahren,
    • 9 schematisch die erste Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes während eines Vorladens für den Betriebszustand Laden an einer Gleichstromenergiequelle mit einer hohen Ladespannung,
    • 10 schematisch die erste Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes während eines Vorladens für den Betriebszustand Laden an einer Gleichstromenergiequelle mit einer niedrigen Ladespannung bei Verwendung des Gleichspannungswandlers mit Kurzschlussfunktion,
    • 11 schematisch die erste Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes während eines Vorladens für den Betriebszustand Laden an einer Gleichstromenergiequelle mit einer niedrigen Ladespannung bei Verwendung des bidirektionalen Gleichspannungswandlers, und
    • 12 schematisch ein Fahrzeug mit einer zweiten Ausführungsform eines elektrischen Bordnetzes.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Im Folgenden werden anhand der 1 bis 12 ein insbesondere als ein Hochvoltbordnetz ausgebildetes elektrisches Bordnetz 1 für ein insbesondere als ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug ausgebildetes Fahrzeug 2 sowie ein Fahrzeug 2 mit einem solchen elektrischen Bordnetz 1 und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen elektrischen Bordnetzes 1 beschrieben.
  • Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist vom Fahrzeug 2 lediglich das insbesondere als Hochvoltbordnetz ausgebildete elektrische Bordnetz 1 mit seinen Komponenten dargestellt.
  • Um eine Batterie 3 des Fahrzeugs 2 mit einer hohen Batterienennspannung von beispielsweise 800 V mit Gleichstrom zu laden, ist es bisher notwendig, sie mit einer Gleichstromladestation zu verbinden, die für die Spannungslage der Batterie 3 ausgelegt ist. Dies ist nicht flächendeckend gegeben. Folglich ist es bei solchen Fahrzeugen 2 vorteilhaft, eine Gleichstromladefähigkeit an Gleichstromladestationen mit einer geringeren Ladespannung, beispielsweise bis maximal 500 V, zu ermöglichen, die in größerer Anzahl verfügbar sind. Insbesondere wenn eine Abwärtskompatibilität mit mittlerer Ladeleistung ausreichend ist oder die Funktionalität nicht flächendeckend benötigt wird, wird bisher beispielsweise eine zusätzliche Komponente in Form eines so genannten Boost-Wandlers verwendet. Dies ist jedoch teuer und schwer.
  • Die im Folgenden beschriebene Lösung löst dieses Problem, indem vorteilhafterweise eine fahrzeugseitige Ladevorrichtung 6 mit Boostfunktionalität durch eine geringe Anzahl zusätzlicher Bauteile und mit höherer Ladeleistung die Funktionalität des Boost-Wandlers übernimmt, wobei gleichzeitig andere Vorteile, insbesondere eine Reduktion von Cy-Kapazitäten, im Gleichstromladefall bestehen bleiben. Des Weiteren werden im Folgenden Vorlademethoden für verschiedene Betriebszustände dargestellt und beschrieben.
  • Das elektrische Bordnetz 1 ist ein Gleichstromnetz. Es weist daher ein elektrisches Pluspotential und ein elektrisches Minuspotential auf, im Folgenden als erstes elektrisches Potential P1 und zweites elektrisches Potential P2 bezeichnet. In den hier dargestellten Ausführungsformen ist beispielsweise das erste elektrische Potential P1 das elektrische Pluspotential und das zweite elektrische Potential P2 das elektrische Minuspotential. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das erste elektrische Potential P1 das elektrische Minuspotential und das zweite elektrische Potential P2 das elektrische Pluspotential ist.
  • Das elektrische Bordnetz 1 umfasst die Batterie 3, insbesondere eine Hochvoltbatterie, mit zwei elektrischen Batteriepotentialkontakten, d. h. mit einem ersten elektrischen Batteriepotentialkontakt für das erste elektrische Potential P1, beispielsweise das elektrische Pluspotential, und einem zweiten elektrischen Batteriepotentialkontakt für das zweite elektrische Potential P2, beispielsweise das elektrische Minuspotential. Die Batterie 3 weist beispielsweise eine Batterienennspannung von 800 V auf.
  • Des Weiteren umfasst das elektrische Bordnetz 1 einen fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss 4. An diesem fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss 4 ist zum elektrischen Laden der Batterie 3 eine fahrzeugexterne Gleichstromenergiequelle, insbesondere eine fahrzeugexterne Gleichstromladestation, anschließbar. Der fahrzeugexterne Gleichstromladeanschluss 4 umfasst zwei elektrische Ladepotentialkontakte, d. h. einen ersten elektrischen Ladepotentialkontakt für das erste elektrische Potential P1, beispielsweise das elektrische Pluspotential, und einen zweiten elektrischen Ladepotentialkontakt für das zweite elektrische Potential P2, beispielsweise das elektrische Minuspotential.
  • Um ein elektrisches Laden der Batterie 3 mittels einer am fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss 4 angeschlossenen fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle, insbesondere Gleichstromladestation, deren Ladespannung kleiner ist als eine Batterienennspannung der Batterie 3, zu ermöglichen, beispielsweise an einer fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle mit einer Ladespannung von 400 V oder 500 V, wobei die Batterie 3, wie oben erwähnt, beispielsweise eine Batterienennspannung von 800 V aufweist, ist vorgesehen, dass das elektrische Bordnetz 1 einen Gleichspannungswandler 5 aufweist, im Folgenden auch als erster Gleichspannungswandler 5 bezeichnet.
  • Dieser erste Gleichspannungswandler 5 umfasst eine Eingangsseite mit zwei elektrischen Potentialkontakten, d. h. mit einem ersten elektrischen Potentialkontakt für das erste elektrische Potential P1, beispielsweise das elektrische Pluspotential, und einem zweiten elektrischen Potentialkontakt für das zweite elektrische Potential P2, beispielsweise das elektrische Minuspotential, und eine Ausgangsseite mit zwei elektrischen Potentialkontakten, d. h. mit einem ersten elektrischen Potentialkontakt für das erste elektrische Potential P1, beispielsweise das elektrische Pluspotential, und einem zweiten elektrischen Potentialkontakt für das zweite elektrische Potential P2, beispielsweise das elektrische Minuspotential.
  • Der erste elektrische Batteriepotentialkontakt ist mit dem ersten elektrischen Potentialkontakt der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 elektrisch koppelbar oder gekoppelt, der zweite elektrische Batteriepotentialkontakt ist mit dem zweiten elektrischen Ladepotentialkontakt elektrisch koppelbar oder gekoppelt, der jeweilige elektrische Ladepotentialkontakt ist mit dem jeweiligen elektrischen Potentialkontakt der Eingangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 elektrisch koppelbar oder gekoppelt, der zweite elektrische Potentialkontakt der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 ist mit dem ersten elektrischen Potentialkontakt der Eingangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 elektrisch koppelbar oder gekoppelt, die elektrischen Potentialkontakte der Eingangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 sind mit jeweils einem elektrischen Anschlusskontakt eines ersten Kondensators C1 elektrisch gekoppelt und die elektrischen Potentialkontakte der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 sind mit jeweils einem elektrischen Anschlusskontakt eines zweiten Kondensators C2 elektrisch koppelbar oder gekoppelt. In der ersten Ausführungsform gemäß den 1 und 3 bis 11 sind beide elektrische Potentialkontakte der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 fest mit jeweils einem elektrischen Anschlusskontakt des zweiten Kondensators C2 elektrisch gekoppelt. In der zweiten Ausführungsform gemäß 12 ist einer der elektrischen Potentialkontakte der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 mit einem der elektrischen Anschlusskontakte des zweiten Kondensators C2 fest elektrisch gekoppelt und der andere elektrische Potentialkontakt der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 ist mit dem anderen elektrischen Anschlusskontakt des zweiten Kondensators C2 koppelbar, d. h. schaltbar entweder zu koppeln oder zu entkoppeln.
  • Dadurch wird es im Verfahren zum Betreiben des elektrischen Bordnetzes 1 ermöglicht, die Batterie 3 mittels einer am fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss 4 angeschlossenen fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle, deren Ladespannung kleiner ist als die Batterienennspannung der Batterie 3, elektrisch zu laden, indem, wie in 6 gezeigt, der erste elektrische Batteriepotentialkontakt mit dem ersten elektrischen Potentialkontakt der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 elektrisch gekoppelt wird, der zweite elektrische Batteriepotentialkontakt mit dem zweiten elektrischen Ladepotentialkontakt elektrisch gekoppelt wird, der jeweilige elektrische Ladepotentialkontakt mit dem jeweiligen elektrischen Potentialkontakt der Eingangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 elektrisch gekoppelt wird und der zweite elektrische Potentialkontakt der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 mit dem ersten elektrischen Potentialkontakt der Eingangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 elektrisch gekoppelt wird. Des Weiteren wird vorteilhafterweise auch der jeweilige elektrische Potentialkontakt der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 mit dem jeweiligen elektrischen Anschlusskontakt des zweiten Kondensators C2 elektrisch gekoppelt, wenn diese jeweilige Kopplung nicht, wie bei der ersten Ausführungsform gemäß den 1 und 3 bis 11, ohnehin fest verbunden ist, sondern, wie in der zweiten Ausführungsform gemäß 12 für einen der beiden elektrischen Potentialkontakte der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 und den entsprechenden elektrischen Anschlusskontakt des zweiten Kondensators C2 vorgesehen, schaltbar ist. D. h. bei dieser zweiten Ausführungsform gemäß 12 wird vorteilhafterweise auch dieser elektrische Potentialkontakt der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 mit dem entsprechenden elektrischen Anschlusskontakt des zweiten Kondensators C2 durch entsprechendes Schalten gekoppelt. Der andere elektrische Potentialkontakt der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 ist hier bereits mit dem entsprechenden elektrischen Anschlusskontakt des zweiten Kondensators C2 fest verbunden.
  • Der erste Kondensator C1 und der zweite Kondensator C2 weisen beispielsweise die gleiche Kapazität auf. Dann liegt die Spannung der fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle beim Ladevorgang genau bei halber Batterienennspannung. Außerdem fließt die Hälfte der Ladeleistung über den ersten Gleichspannungswandler 5. Somit kann die Ladeleistung doppelt so groß sein wie eine Komponentenleistung des ersten Gleichspannungswandlers 5. Diese Ausführungsform eignet sich somit insbesondere zum Laden an einer fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle, deren Ladespannung halb so groß ist wie die Batterienennspannung, bei einer Batterienennspannung von beispielsweise 800 V also 400 V oder mindestens 400 V beträgt.
  • Alternativ kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der erste Kondensator C1 eine größere Kapazität aufweist als der zweite Kondensator C2. Dadurch kann, je nach Spannungslage der Batterie 3 und der fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle, die Ladeleistung bei unverändertem ersten Gleichspannungswandler 5 weiter erhöht werden. Diese Variante eignet sich somit insbesondere zum Laden an einer fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle, deren Ladespannung größer ist als die Hälfte der Batterienennspannung und kleiner ist als die Batterienennspannung von beispielsweise 800 V.
  • Um zusätzlich auch ein elektrisches Laden der Batterie 3 mittels einer am fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss 4 angeschlossenen fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle, insbesondere Gleichstromladestation, deren Ladespannung gleich groß oder größer ist als die Batterienennspannung der Batterie 3, zu ermöglichen, beispielsweise an einer fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle mit einer Ladespannung von 800 V, wobei die Batterie 3, wie oben erwähnt, beispielsweise eine Batterienennspannung von 800 V aufweist, ist zusätzlich vorgesehen, dass der erste elektrische Batteriepotentialkontakt mit dem ersten elektrischen Ladepotentialkontakt elektrisch koppelbar oder gekoppelt ist.
  • Dadurch wird es im Verfahren zum Betreiben des elektrischen Bordnetzes 1 ermöglicht, die Batterie 3 mittels einer am fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss 4 angeschlossenen fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle, deren Ladespannung gleich groß oder größer ist als die Batterienennspannung der Batterie 3, elektrisch zu laden, indem, wie in 5 gezeigt, der erste elektrische Batteriepotentialkontakt mit dem ersten elektrischen Ladepotentialkontakt elektrisch gekoppelt wird und der zweite elektrische Batteriepotentialkontakt mit dem zweiten elektrischen Ladepotentialkontakt elektrisch gekoppelt wird. Des Weiteren kann auch hier vorgesehen sein, dass auch der jeweilige elektrische Potentialkontakt der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 mit dem jeweiligen elektrischen Anschlusskontakt des zweiten Kondensators C2 elektrisch gekoppelt wird, wenn diese jeweilige Kopplung nicht ohnehin fest verbunden ist, sondern, zumindest für einen der beiden elektrischen Potentialkontakte der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 und den entsprechenden elektrischen Anschlusskontakt des zweiten Kondensators C2, schaltbar ist, oder es kann vorgesehen sein, dass dies nicht erfolgt.
  • Um zusätzlich auch ein elektrisches Laden der Batterie 3 mittels einer fahrzeugexternen Wechselstromenergiequelle, insbesondere Wechselstromladestation, zu ermöglichen, umfasst das Fahrzeug 2, insbesondere dessen elektrisches Bordnetz 1, eine fahrzeugseitige Ladevorrichtung 6 zum elektrischen Laden der Batterie 3 mittels einer solchen fahrzeugexternen Wechselstromenergiequelle. Dabei ist der erste Gleichspannungswandler 5 in den dargestellten Ausführungsformen ein Bestandteil dieser fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6. Der erste Kondensator C1 und/oder der zweite Kondensator C2 können/kann ebenfalls ein Bestandteil dieser fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6 sein. Der zweite Kondensator C2 ist beispielsweise ein Bestandteil eines ersten EMV-Filters 7, welches insbesondere ein Bestandteil dieser fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6 ist, wie am Beispiel der ersten Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes 1 gemäß den 1 und 3 bis 11 gezeigt. Bei der zweiten Ausführungsform gemäß 12 ist dieses erste EMV-Filter 7 kein Bestandteil der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6. Der zweite Kondensator C2 ist hier zusätzlich vorgesehen, d. h. er ist hier kein Bestandteil des ersten EMV-Filters 7, jedoch ebenfalls ein Bestandteil der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6.
  • Um dieses elektrische Laden der Batterie 3 mittels einer fahrzeugexternen Wechselstromenergiequelle zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass der zweite elektrische Potentialkontakt der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 mit dem zweiten elektrischen Batteriepotentialkontakt elektrisch koppelbar oder gekoppelt ist. Des Weiteren kann auch hier vorgesehen sein, dass auch der jeweilige elektrische Potentialkontakt der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 mit dem jeweiligen elektrischen Anschlusskontakt des zweiten Kondensators C2 elektrisch gekoppelt wird, wenn diese jeweilige Kopplung nicht ohnehin fest verbunden ist, sondern, zumindest für einen der beiden elektrischen Potentialkontakte der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 und den entsprechenden elektrischen Anschlusskontakt des zweiten Kondensators C2 schaltbar ist, oder es kann vorgesehen sein, dass dies nicht erfolgt.
  • Dadurch wird es im Verfahren zum Betreiben des elektrischen Bordnetzes 1 ermöglicht, die Batterie 3 mittels einer fahrzeugexternen Wechselstromenergiequelle elektrisch zu laden, indem, wie in 7 gezeigt, der erste elektrische Batteriepotentialkontakt mit dem ersten elektrischen Potentialkontakt der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 elektrisch gekoppelt wird und der zweite elektrische Potentialkontakt der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 mit dem zweiten elektrischen Batteriepotentialkontakt elektrisch gekoppelt wird.
  • Zum Laden der Batterie 3 umfasst die fahrzeugseitige Ladevorrichtung 6 des Weiteren ein Leistungsfaktorkorrekturfilter 9 und in der ersten Ausführungsform gemäß den 1 und 3 bis 11 zudem ein Wechselstrom-EMV-Filter 10. Dabei ist das Leistungsfaktorkorrekturfilter 9 zwischen der Eingangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 und einem fahrzeugseitigen Wechselstromladeanschluss 11 zum Anschluss der fahrzeugexternen Wechselstromenergiequelle angeordnet und das Wechselstrom-EMV-Filter 10, wenn es vorhanden ist, ist zwischen dem Leistungsfaktorkorrekturfilter 9 und dem fahrzeugseitigen Wechselstromladeanschluss 11 angeordnet.
  • Wie bereits erwähnt, umfasst die fahrzeugseitige Ladevorrichtung 6 in der ersten Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes 1 gemäß den 1 und 3 bis 11 das erste EMV-Filter 7, welcher an der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 angeordnet ist. Auch in der zweiten Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes 1 gemäß 12 ist das erste EMV-Filter 7 vorgesehen, hier außerhalb der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6, jedoch auch an einer Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5. Somit ist der jeweilige elektrische Batteriepotentialkontakt nicht direkt, sondern über das erste EMV-Filter 7 mit dem jeweiligen elektrischen Potentialkontakt der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 elektrisch koppelbar oder gekoppelt.
  • Zusätzlich ist in den dargestellten Ausführungsformen jeweils ein zweites EMV-Filter 8 vorgesehen, welches vor der Eingangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 und insbesondere außerhalb der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6 angeordnet ist, insbesondere zwischen dem fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss 4 und der Eingangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5. Der jeweilige elektrische Ladepotentialkontakt ist oder wird somit über dieses zweite EMV-Filter 8 mit dem jeweiligen elektrischen Potentialkontakt der Eingangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 elektrisch gekoppelt.
  • Der erste Gleichspannungswandler 5 ist beispielsweise als Gleichspannungswandler mit Kurzschlussfunktion ausgebildet, wie in 2 gezeigt, oder als ein bidirektionaler Gleichspannungswandler ausgebildet, wie in 3 gezeigt. Der als Gleichspannungswandler mit Kurzschlussfunktion ausgebildete erste Gleichspannungswandler 5 ist kostengünstiger. Er umfasst Dioden D auf seiner Sekundärseite. Der als bidirektionaler Gleichspannungswandler ausgebildete erste Gleichspannungswandler 5 weist auf seiner Sekundärseite keine Dioden D auf. Die Dioden D des Gleichspannungswandlers mit Kurzschlussfunktion sind hier durch Halbleiterschalter HL ersetzt. Er ermöglicht daher ein einfacheres Vorladen, beispielsweise mindestens eines Hochvoltzwischenkreises.
  • Das elektrische Bordnetz 1 weist zudem beispielsweise mindestens eine elektrische Antriebseinheit 12, 13 zum Antrieb des Fahrzeugs 2 auf, in den hier dargestellten Ausführungsformen zwei solche elektrische Antriebseinheiten 12, 13, beispielsweise eine vordere elektrische Antriebseinheit 12 und eine hintere elektrische Antriebseinheit 13. Die elektrischen Antriebseinheiten 12, 13 sind mit der Batterie 3 koppelbar oder gekoppelt.
  • Des Weiteren weist das elektrische Bordnetz 1 beispielsweise mindestens einen elektrischen Nebenverbraucher 14, 15 auf, im hier dargestellten Beispiel zwei elektrische Nebenverbraucher 14, 15, beispielsweise einen elektrischen Kältemittelverdichter und eine elektrische Heizeinheit. Der jeweilige elektrische Nebenverbraucher 14, 15 ist mit der Batterie 3 koppelbar oder gekoppelt, im hier dargestellten Beispiel über eine Verteileinheit 16, auch als Y-Splice bezeichnet. Die elektrischen Nebenverbraucher 14, 15 werden auch als elektrische Nebenaggregate bezeichnet.
  • Zudem umfasst das insbesondere als Hochvoltbordnetz ausgebildete elektrische Bordnetz 1 einen zweiten Gleichspannungswandler 17 und einen Bordnetzanschluss 18 zur Verbindung mit einem hier nicht dargestellten weiteren elektrischen Bordnetz des Fahrzeugs 2, insbesondere einem Niedervoltbordnetz, beispielsweise einem 12V-Bordnetz. Der zweite Gleichspannungswandler 17 und über diesen der Bordnetzanschluss 18 ist mit den elektrischen Batteriepotentialkontakten der Batterie 3 koppelbar oder gekoppelt, d. h. eine Eingangsseite des zweiten Gleichspannungswandlers 17 ist mit den elektrischen Batteriepotentialkontakten der Batterie 3 koppelbar oder gekoppelt, und eine Ausgangsseite des zweiten Gleichspannungswandlers 17 ist mit dem Bordnetzanschluss 18 gekoppelt. Die Kopplung der Eingangsseite des zweiten Gleichspannungswandlers 17 mit den elektrischen Batteriepotentialkontakten der Batterie 3 kann dabei direkt erfolgen, wie in der ersten Ausführungsform gemäß den 1 und 3 bis 11, oder über das erste EMV-Filter 7, wie in der zweiten Ausführungsform gemäß 12.
  • Das elektrische Bordnetz 1 umfasst zudem zehn Schalteinheiten S1 bis S10, um insbesondere die oben beschriebenen Ladevarianten zum Laden der Batterie 3 und zudem einen Fahrbetrieb des Fahrzeugs 2 zu ermöglichen, für welchen die jeweilige elektrische Antriebseinheit 12, 13 durch die Batterie 3 mit elektrischer Energie versorgt wird, und beispielsweise auch ein im Folgenden näher beschriebenes Vorladen, insbesondere mindestens eines Hochvoltzwischenkreises, zu ermöglichen. Die im Folgenden näher beschriebenen Betriebszustände, insbesondere die verschiedenen Betriebszustände zum Laden, der Betriebszustand Fahren und die verschiedenen Varianten des Vorladens, gehören vorteilhafterweise zum Verfahren zum Betrieb des elektrischen Bordnetzes 1, d. h. sie werden mittels dieses Verfahrens durchgeführt.
  • Im Folgenden werden zunächst die Anordnung der zehn Schalteinheiten S1 bis S10 in der ersten Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes 1 gemäß den 1 und 3 bis 11 und die entsprechende Funktionsweise beschrieben. Anschließend werden die Anordnung dieser zehn Schalteinheiten S1 bis S10 in der zweiten Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes 1 gemäß 12 und die entsprechende Funktionsweise beschrieben.
  • Zunächst folgt die Anordnung der zehn Schalteinheiten S1 bis S10 in der ersten Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes 1 gemäß den 1 und 3 bis 11 und die entsprechende Funktionsweise:
    • Die Batterie 3 ist über ein erstes Potentialleitungspaar L1 mit den elektrischen Nebenverbrauchern 14, 15 verbunden, insbesondere über die Verteileinheit 16. Von diesem ersten Potentialleitungspaar L1 zweigt ein zweites Potentialleitungspaar L2 zum fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss 4 ab, ein drittes Potentialleitungspaar L3 zur Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5, insbesondere zur Ausgangsseite der diesen ersten Gleichspannungswandler 5 umfassenden fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6, ab, und ein drittes Potentialleitungspaar L3 zum zweiten Gleichspannungswandler 17 und somit zum Bordnetzanschluss 18 für das insbesondere als Niedervoltbordnetz ausgebildete weitere elektrische Bordnetz ab.
  • Vom zweiten Potentialleitungspaar L2 zweigt ein fünftes Potentialleitungspaar L5 zur Eingangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 und somit zur diesen umfassenden fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6 ab.
  • Die Batterie 3 ist über ein sechstes Potentialleitungspaar L6 mit den elektrischen Antriebseinheiten 12, 13 verbunden
  • Die erste und zweite Schalteinheit S1, S2 sind in jeweils einer Potentialleitung zwischen dem jeweiligen elektrischen Batteriepotentialkontakt der Batterie 3 und dem jeweiligen elektrischen Ladepotentialkontakt des fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschlusses 4 angeordnet, im dargestellten Beispiel im zweiten Potentialleitungspaar L2 vom fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss 4 aus gesehen vor dem Abzweig des fünften Potentialleitungspaars L5. Dabei sind die erste und zweite Schalteinheit S1, S2 beispielsweise gemeinsam als eine zweipolige kombinierte Schalt- und Sicherungsvorrichtung ausgebildet.
  • Die dritte und vierte Schalteinheit S3, S4 sind in jeweils einer Potentialleitung zwischen dem jeweiligen elektrischen Batteriepotentialkontakt und den elektrischen Antriebseinheiten 12, 13 angeordnet. Hierfür sind bei der dargestellten ersten Ausführungsform gemäß den 1 und 3 bis 11 separate Anschlüsse an der Batterie 3 vorgesehen, welche jedoch ebenfalls jeweils einen der elektrischen Batteriepotentialkontakte der Batterie 3 bilden. Von diesen separaten Anschlüssen führt das separate sechste Potentialleitungspaar L6 zu den elektrischen Antriebseinheiten 12, 13. Auch die dritte und vierte Schalteinheit S3, S4 sind beispielsweise gemeinsam als eine zweipolige kombinierte Schalt- und Sicherungsvorrichtung ausgebildet.
  • Die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 sind jeweils als Wechselschalter ausgebildet. Sie sind in jeweils einer zum jeweiligen elektrischen Potentialkontakt der Eingangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 führenden Potentialleitung angeordnet, insbesondere noch vor dem ersten Kondensator C1, d. h. der erste Kondensator C1 ist zwischen der fünften bzw. sechsten Schalteinheit S5, S6 und dem jeweiligen elektrischen Potentialkontakt der Eingangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 zwischen diesen beiden Potentialleitungen angeordnet. Über die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 ist, je nach Schaltstellung dieser als Wechselschalter ausgebildeten Schalteinheiten S5, S6, entweder der fahrzeugseitige Gleichstromladeanschluss 4 oder der fahrzeugseitige Wechselstromladeanschluss 11 mit der Eingangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 elektrisch koppelbar. Die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 weisen hierfür jeweils einen mit einer zum fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss 4 führenden Potentialleitung elektrisch gekoppelte Schaltkontakt und einen mit einer zum fahrzeugseitigen Wechselstromladeanschluss 11 führenden Potentialleitung elektrisch gekoppelte Schaltkontakt auf, zwischen denen mittels der jeweiligen als Wechselschalter ausgebildeten fünften und sechsten Schalteinheit S5, S6 umgeschaltet werden kann. Die mit der zum fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss 4 führenden Potentialleitung elektrisch gekoppelten Schaltkontakte sind im dargestellten Beispiel mit den Potentialleitungen des fünften Potentialleitungspaars L5 gekoppelt, d. h. sie bilden deren Ende in Richtung der Eingangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5.
  • Die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 sind insbesondere in der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6 angeordnet. Beispielsweise bilden das Leistungsfaktorkorrekturfilter 9 und, wenn vorhanden, das Wechselstrom-EMV-Filter 10 eine erste Stufe und der erste Gleichspannungswandler 5 und, wenn vorhanden, das erste EMV-Filter 7 eine zweite Stufe der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6. Die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 sind dann zwischen der ersten und zweiten Stufe der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6 angeordnet. Mittels der als Wechselschalter ausgebildeten fünften und sechsten Schalteinheit S5, S6 ist dann, je nach Schaltstellung, entweder die erste Stufe der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6, insbesondere deren Leistungsfaktorkorrekturfilter 9, mit der zweiten Stufe der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6 elektrisch koppelbar, wenn die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 in Richtung des Leistungsfaktorkorrekturfilters 9 geschaltet sind, oder der fahrzeugseitige Gleichstromladeanschluss 4 ist mit der zweiten Stufe der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6 elektrisch koppelbar, wenn die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 in Richtung des fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschlusses 4 geschaltet sind.
  • Die siebte und achte Schalteinheit S7, S8 sind in jeweils einer Potentialleitung angeordnet, welche vom jeweiligen elektrischen Batteriepotentialkontakt der Batterie 3 zu den elektrischen Nebenverbrauchern 14, 15, zur Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5, somit insbesondere zum Ausgang der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6 und deren der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 nachgelagerten erstem EMV-Filter 7, sowie zum zweiten Gleichspannungswandler 17 und über diesen zum Bordnetzanschluss 18 für das weitere elektrische Bordnetz, insbesondere das Niedervoltbordnetz, führt. Sie sind somit im dargestellten Beispiel im ersten Potentialleitungspaar L1 angeordnet, insbesondere zwischen dem Abzweig des zweiten Potentialleitungspaars L2 und dem Abzweig des dritten Potentialleitungspaars L3. Dabei ist mindestens eine dieser beiden Schalteinheiten S7, S8, im dargestellten Beispiel die achte Schalteinheit S8 in der das zweite elektrische Potential P2 führenden Potentialleitung, beispielsweise, wie dargestellt, als eine bidirektionale Halbleitersicherung ausgebildet, insbesondere mit einer Freilaufdiode, oder beispielsweise als ein Schütz oder als ein Schütz mit einer Sicherung ausgebildet.
  • Die neunte Schalteinheit S9 ist als ein Wechselschalter ausgebildet. Sie ist in der das zweite elektrische Potential P2 führenden Potentialleitung ausgangsseitig des ersten Gleichspannungswandlers 5 nach dem zweiten Kondensator C2, im dargestellten Beispiel somit auch nach dem diesen zweiten Kondensator C2 umfassenden ersten EMV-Filter 7, und vor dem zur Batterie 3 führenden Potentialleitungsabzeig angeordnet. Sie ist somit in der das zweite elektrische Potential P2 führenden Potentialleitung des dritten Potentialleitungspaars L3 zwischen der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 nach dem zweiten Kondensator C2 und vor dem Abzweig zum ersten Potentialleitungspaar L1 angeordnet.
  • Über diese als Wechselschalter ausgebildete neunte Schalteinheit S9 ist diese das zweite elektrische Potential P2 führende Potentialleitung an der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 nach dem zweiten Kondensator C2, im dargestellten Beispiel somit auch nach dem diesen zweiten Kondensator C2 umfassenden ersten EMV-Filter 7, je nach Schaltstellung der neunten Schalteinheit S9 entweder mit der das zweite elektrische Potential P2 führenden Potentialleitung zur Batterie 3 elektrisch koppelbar, im dargestellten Beispiel über den Abzweig zum ersten Potentialleitungspaar L1 und die das zweite elektrische Potential P2 führende Potentialleitung des ersten Potentialleitungspaars L1 zur Batterie 3, oder mit einer Bypassleitung BL elektrisch koppelbar, welche, bei entsprechender Schaltstellung der fünften Schalteinheit S5, zum elektrischen Potentialkontakt des ersten elektrischen Potentials P1 der Eingangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 führt.
  • Im dargestellten Beispiel ist diese Bypassleitung BL hierfür mit der das erste elektrische Potential P1 führenden Potentialleitung des zweiten Potentialleitungspaars L2 elektrisch gekoppelt, im dargestellten Beispiel zwischen dem Abzweig zum ersten Potentialleitungspaar L1 und dem Abzweig des fünften Potentialleitungspaars L5. Dadurch ist bei entsprechender Schaltstellung der neunten Schalteinheit S9 und der fünften Schalteinheit S5 über die Bypassleitung BL, die das erste elektrische Potential P1 führende Potentialleitung des zweiten Potentialleitungspaars L2 und die das erste elektrische Potential P1 führende Potentialleitung des fünften Potentialleitungspaars L5 der elektrische Kontakt zwischen der das zweite elektrische Potential P2 führenden Potentialleitung an der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 und der das erste elektrische Potential P1 führenden Potentialleitung an der Eingangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 herstellbar.
  • Die zehnte Schalteinheit S10 ist in der vom fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss 4 zur Batterie 3 führenden das erste elektrische Potential P1 führenden Potentialleitung angeordnet, hier somit in der entsprechenden Potentialleitung des zweiten Potentialleitungspaars L2, vom fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss 4 aus gesehen nach dem Abzweig der Bypassleitung BL und vor dem Abzweig des ersten Potentialleitungspaars L1.
  • Das elektrische Bordnetz 1 weist in der dargestellten Ausführungsform gemäß den 1 und 3 bis 11 zudem drei Sicherungen Si1 bis Si3 auf. Die erste Sicherung Si1 ist in einer der Potentialleitungen, hier in der das erste Potential P1 führenden Potentialleitung, des ersten Potentialleitungspaars L1, im dargestellten Beispiel zwischen dem Abzweig des zweiten Potentialleitungspaars L2 und der siebten Schalteinheit S7, angeordnet. Die zweite Sicherung Si2 ist in der Bypassleitung BL angeordnet, d. h. zwischen der neunten Schalteinheit S9 und der das erste elektrische Potential P1 führenden Potentialleitung des zweiten Potentialleitungspaars L2. Die dritte Sicherung Si3 ist in einer der Potentialleitungen, hier in der das zweite elektrische Potential P2 führenden Potentialleitung, des fünften Potentialleitungspaars L5 angeordnet, im dargestellten Beispiel zwischen dem Abzweig zum zweiten Potentialleitungspaar L2 und dem zweiten EMV-Filter 8.
  • 4 zeigt die erste Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes 1 während eines Betriebszustands Fahren, d. h. während eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs 2. Hierfür sind die erste und zweite Schalteinheit S1, S2 geöffnet, die dritte und vierte Schalteinheit S3, S4 geschlossen, die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 in Richtung des Leistungsfaktorkorrekturfilters 9 geschaltet, die siebte und achte Schalteinheit S7, S8 geschlossen, die neunte Schalteinheit S9 in Richtung der Bypassleitung BL geschaltet und die zehnte Schalteinheit S10 geöffnet.
  • 5 zeigt die erste Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes 1 während eines Betriebszustands Laden an einer Gleichstromenergiequelle mit einer hohen Ladespannung, insbesondere mit einer der Nennspannung der Batterie 3 entsprechenden Ladespannung von beispielsweise 800 V. Hierfür sind die erste und zweite Schalteinheit S1, S2 geschlossen, die dritte und vierte Schalteinheit S3, S4 geöffnet, die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 in Richtung des Leistungsfaktorkorrekturfilters 9 geschaltet, die siebte und achte Schalteinheit S7, S8 geschlossen, die neunte Schalteinheit S9 in Richtung der das zweite elektrische Potential P2 führenden Potentialleitung des ersten Potentialleitungspaars L1 geschaltet und die zehnte Schalteinheit S10 geschlossen.
  • Da die dritte und vierte Schalteinheit S3, S4 geöffnet sind, bleiben auch als Cy-Kapazitäten oder Y-Kapazitäten bezeichnete Y-Kondensatoren der elektrischen Antriebseinheiten 12, 13 entladen. Diese Y-Kondensatoren tragen somit nicht mehr zur Gesamtkapazität des elektrischen Bordnetzes 1 bei. Folglich können daher Y-Kondensatoren mit großen Kapazitäten verbaut werden, ohne den zulässigen Grenzwert zu überschreiten. Dadurch können Sicherheitsgrenzwerte der Y-Kondensatoren beziehungsweise Y-Kapazitäten des Fahrzeugs 2 bezüglich deren Energieinhalten eingehalten werden und es können insbesondere EMV-Anforderungen (EMV = elektromagnetische Verträglichkeit) des Fahrzeugs 2 und insbesondere des elektrischen Bordnetzes 1 eingehalten werden. Die Wirkung von Y-Kondensatoren im Bereich der elektromagnetischen Verträglichkeit, insbesondere der Funkentstörung, ist dem Fachmann bekannt, sodass es diesbezüglich keiner gesonderten weiteren Erläuterungen bedarf. Im Übrigen wird auf die diesbezügliche Normung verwiesen, so zum Beispiel die Richtlinie 2013/30/EU, über die elektromagnetische Verträglichkeit, EM 61000 und weitere.
  • Aus Gründen der elektrischen Sicherheit soll eine in sämtlichen Y-Kondensatoren gespeicherte elektrische Energie einen vorgebbaren maximalen Wert nicht überschreiten. Ein solcher Wert beträgt zum Beispiel 0,2 J. Dies führt regelmäßig zu einer konstruktiven Auslegung derart, dass Kapazitätswerte der Y-Kondensatoren fahrzeugseitig in der Regel kleiner gewählt werden, als sie für eine ordnungsgemäße Herstellung der elektromagnetischen Verträglichkeit, insbesondere in Bezug auf die elektrischen Komponenten, die an das elektrische Bordnetz 1 angeschlossen sind, notwendig wären. Als problematisch hat sich unter anderem herausgestellt, wenn das Fahrzeug 2 mittels einer Wechselspannung von einer Wechselstromladestation geladen werden soll, d. h. mittels einer Wechselstromenergiequelle. In einem solchen Fall
    erweist sich die fahrzeugseitig vorgesehene Gesamtkapazität an Y-Kondensatoren als hinderlich, weil diese Y-Kondensatoren auch einen Ableitstrom verursachen können, der ladestationsseitig zu einer Störungsauslösung führen kann und/oder insgesamt einen zulässigen Wert der Ableitströme bei elektrischen Anlagen überschreiten kann, wie dies beispielsweise in der Norm auch angegeben ist, so zum Beispiel in der Norm DIN EN 61800 oder dergleichen. Dieser Problematik kann dem Grunde nach nur durch Reduktion der Kapazitätswerte der im Fahrzeug 2 vorgesehenen Y-Kondensatoren gelöst werden, wobei jedoch zu beachten ist, dass dadurch der Aufwand der Filtereinheiten erheblich vergrößert sein kann.
  • Darüber hinaus ist es insbesondere beim Aufladen mittels einer Gleichspannung, d. h. mittels einer Gleichstromenergiequelle, erforderlich, dass ein Energieinhalt von sämtlichen wirksamen Y-Kondensatoren einen vorgegebenen Gesamtenergieinhalt nicht überschreitet. Aktuell ist hierfür ein maximaler Wert von 0,2 J vorgesehen, der nicht überschritten werden soll. Durch die Vielzahl der elektrischen Komponenten des Fahrzeugs 2, sowie einer elektrisch kontaktierten Ladestation beim Laden, und die steigende Leistung, beispielsweise bei
    Hochvolt-Komponenten, wird die Gesamtkapazität der vorhandenen Y-Kondensatoren immer größer, wodurch auch der dort gespeicherte Energieinhalt entsprechend der zunehmenden Gesamtkapazität zunimmt. Darüber hinaus ist zu beachten, dass insbesondere im Bereich Hochvolt der Energieinhalt der Y-Kondensatoren besonders kritisch ist, zumal zu beachten ist, dass die in den Y-Kondensatoren gespeicherte elektrische Energie quadratisch von der elektrischen Spannung der Y-Kondensatoren abhängig ist. Dadurch wird gerade im Bereich Hochvolt das Einhalten der Anforderungen hinsichtlich des maximalen Energieinhalts in Bezug auf jeweiliges Hochvoltpotential besonders schwierig. Gerade bei Fahrzeugen 2 erweist es sich als problematisch, sowohl Anforderungen hinsichtlich der elektromagnetischen Verträglichkeit als auch Anforderungen hinsichtlich der elektrischen Sicherheit in Bezug auf die Energie der Y-Kondensatoren zugleich zu erfüllen.
  • Diese Probleme wird durch das hier beschriebene elektrische Bordnetz 1 behoben, denn durch dieses elektrische Bordnetz 1, insbesondere durch die verschiedenen Schaltungsmöglichkeiten, lassen sich verschiedene Betriebsmodi des Fahrzeugs 2 auf relevante Anforderung hin optimieren. Dies ermöglicht eine Auslegung der Y-Kondensatoren der einzelnen Funktionen unter Berücksichtigung jeweils einzunehmender Fahrzeugzustände.
  • 6 zeigt die erste Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes 1 während eines Betriebszustands Laden an einer Gleichstromenergiequelle, insbesondere Gleichstromladestation, mit einer niedrigen Ladespannung, insbesondere mit der Hälfte der Batterienennspannung. Beispielsweise beträgt die Batterienennspannung 800 V und die Ladespannung 400 V. Hierfür sind die erste und zweite Schalteinheit S1, S2 geschlossen, die dritte und vierte Schalteinheit S3, S4 geöffnet, die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 in Richtung des fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschlusses 4 geschaltet, die siebte und achte Schalteinheit S7, S8 geschlossen, die neunte Schalteinheit S9 in Richtung der Bypassleitung BL geschaltet und die zehnte Schalteinheit S10 geöffnet. Dadurch liegt zwischen den Potentialleitungen des zweiten Potentialleitungspaars L2 und somit auch zwischen den Potentialleitungen des fünften Potentialleitungspaars L5 die Ladespannung von beispielsweise 400 V und somit die halbe Batterienennspannung von beispielsweise 800 V vor, am Ausgang der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6 liegt die halbe Batterienennspannung, also beispielsweise 400 V, vor zwischen dem das erste elektrische Potential P1 führenden Ausgang der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6 und der das zweite elektrische Potential P2 führenden Potentialleitung des zweiten Potentialleitungspaars L2 liegt die Batterienennspannung von beispielsweise 800 V vor und zwischen den Potentialleitungen des ersten Potentialleitungspaars L1 liegt an den elektrischen Batteriepotentialkontakten die Batterienennspannung von beispielsweise 800 V vor.
  • 7 zeigt die erste Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes 1 während eines Betriebszustands Laden an einer Wechselstromenergiequelle. Hierfür sind die erste und zweite Schalteinheit S1, S2 geöffnet, die dritte und vierte Schalteinheit S3, S4 geöffnet, die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 in Richtung des Leistungsfaktorkorrekturfilters 9 geschaltet, die siebte und achte Schalteinheit S7, S8 geschlossen, die neunte Schalteinheit S9 in Richtung der das zweite elektrische Potential P2 führenden Potentialleitung des ersten Potentialleitungspaars L1 geschaltet und die zehnte Schalteinheit S10 geöffnet.
  • Die dritte und vierte Schalteinheit S3, S4 können somit bei allen Ladevorgängen geöffnet bleiben. Dadurch wird ein reduzierter Energieverbrauch im insbesondere als Niedervoltbordnetz ausgebildeten weiteren elektrischen Bordnetz ermöglicht, da Controller, d. h. insbesondere Steuereinheiten der elektrischen Antriebseinheiten 12, 13 nicht betrieben werden müssen. Dies ist besonders bei langen Ladevorgängen, wie beispielsweise beim Laden an einer Wechselstromenergiequelle, besonders vorteilhaft.
  • Im Folgenden werden anhand der 8 bis 11 Vorladevorgänge für verschiedene Betriebszustände der ersten Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes 1 und hierfür jeweils vorliegende Schaltstellungen der Schalteinheiten S1 bis S10 beschrieben. Der jeweilige Vorladevorgang wird insbesondere unmittelbar, also direkt zeitlich vor, dem Beginn des jeweiligen Betriebszustands durchgeführt. Er dient insbesondere einem Vorladen des insbesondere als Hochvoltbordnetz ausgebildeten elektrischen Bordnetzes 1 oder zumindest von Komponenten davon und/oder einem Vorladen mindestens eines Hochvoltzwischenkreises des elektrischen Bordnetzes 1 und/oder der jeweiligen Ladestation.
  • 8 zeigt die erste Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes 1 während eines Vorladens für den Betriebszustand Fahren. Mittels Vollstrichpfeilen VP ist ein dabei vorliegender Stromfluss dargestellt. Bei diesem Vorladevorgang für den Betriebszustand Fahren sind die erste und zweite Schalteinheit S1, S2 geöffnet, die dritte und vierte Schalteinheit S3, S4 geöffnet, die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 in Richtung des Leistungsfaktorkorrekturfilters 9 geschaltet, die siebte und achte Schalteinheit S7, S8 geöffnet, die neunte Schalteinheit S9 in Richtung der das zweite elektrische Potential P2 führenden Potentialleitung des ersten Potentialleitungspaars L1 oder, wie hier dargestellt, in Richtung der Bypassleitung BL geschaltet, und die zehnte Schalteinheit S10 ist geöffnet. Die Vorladung erfolgt hierbei über den zweiten Gleichspannungswandler 17, der als ein Niederspannungs-DC-DC-Wandler ausgeführt sein kann, so dass bei Erreichen der Batteriespannung die Schalteinheiten S7 und S8 geschalten werden können. Im Bereich der dritten und vierten Schalteinheit S3, S4 ist eine Vorladeschaltung 19 vorgesehen, um den Stromfluss zum Vorladen der elektrischen Antriebseinheiten 12, 13 an der dritten und vierten Schalteinheit S3, S4 vorbei zu ermöglichen. Das Vorladen der elektrischen Antriebseinheiten 12, 13 erfolgt hier somit mittels der insbesondere als Hochvoltbatterie ausgebildeten Batterie 3 und das Vorladen der elektrischen Nebenverbraucher 14, 15 und der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6 oder zumindest von einer oder mehreren ihrer Komponenten erfolgt mittels elektrischer Energie aus dem insbesondere als Niedervoltbordnetz ausgebildeten weiteren elektrischen Bordnetz des Fahrzeugs 2, insbesondere mittels des zweiten Gleichspannungswandlers 17.
  • 9 zeigt die erste Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes 1 während eines Vorladens für den Betriebszustand Laden an einer Gleichstromenergiequelle, insbesondere einer Gleichstromladestation, mit einer hohen Ladespannung, insbesondere mit einer der Nennspannung der Batterie 3 entsprechenden Ladespannung von beispielsweise 800 V. Mittels Vollstrichpfeilen VP ist der dabei vorliegende Stromfluss dargestellt. Bei diesem Vorladevorgang sind die erste und zweite Schalteinheit S1, S2 geöffnet, die dritte und vierte Schalteinheit S3, S4 geöffnet, die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 in Richtung des Leistungsfaktorkorrekturfilters 9 geschaltet, die siebte und achte Schalteinheit S7, S8 geöffnet, die neunte Schalteinheit S9 in Richtung der Bypassleitung BL geschaltet und die zehnte Schalteinheit S10 geöffnet. Das Vorladen der elektrischen Nebenverbraucher 14, 15 und der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6 oder zumindest von einer oder mehreren ihrer Komponenten erfolgt hier mittels elektrischer Energie aus dem insbesondere als Niedervoltbordnetz ausgebildeten weiteren elektrischen Bordnetz des Fahrzeugs 2, insbesondere mittels des zweiten Gleichspannungswandlers 17. Erreicht das Nebenaggregatebordnetz das Batteriespannungsniveau, werden die Schütze S7 und S8 geschlossen.
    Hierbei lädt die Ladesäule den Leitungssatz von der Ladesäule bis zur ersten und zweiten Schalteinheit S1, S2 auf. Ist das Batteriespannungsniveau erreicht, werden die Schalteinheiten S1, S2 und S10 geschlossen.
  • 10 zeigt die erste Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes 1 bei Verwendung des in 2 dargestellten als Gleichspannungswandler mit Kurzschlussfunktion ausgebildeten ersten Gleichspannungswandlers 5 während eines Vorladens für den Betriebszustand Laden an einer Gleichstromenergiequelle, insbesondere Gleichstromladestation, mit einer niedrigen Ladespannung, insbesondere mit der Hälfte der Batterienennspannung. Beispielsweise beträgt die Batterienennspannung 800 V und die Ladespannung 400 V. Mittels Vollstrichpfeilen VP und gestrichelten Pfeilen GP ist der dabei vorliegende Stromfluss dargestellt.
  • Das Vorladen erfolgt hier mittels Kurzschließen der Sekundärseite des isolierten ersten Gleichspannungswandlers 5. Im Folgenden wird ein Ablauf beschrieben, um am Mittelabgriff des On-Board-Loaders eine Bulk-Kapazität 20 auf einen vorgegebenen Wert von beispielsweise 400 V vorzuladen. Der vorgegebene Wert entspricht dabei insbesondere der Ladespannung der Gleichstromladestation.
  • Die erste und zweite Schalteinheit S1, S2 sind zunächst geöffnet.
    Die dritte und vierte Schalteinheit S3, S4 sind geöffnet und bleiben geöffnet.
    Die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 sind in Richtung des fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschlusses 4 geschaltet und bleiben so geschaltet.
    Die siebte und achte Schalteinheit S7, S8 sind zunächst geöffnet.
    Die zehnte Schalteinheit S10 ist geöffnet und bleibt geöffnet.
    Die neunte Schalteinheit S9 am Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers 5 wird in Richtung der Bypassleitung BL geschaltet.
    Die fahrzeugseitige Ladevorrichtung 6 schaltet die Sekundärseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 zum Kurzschluss.
    Insbesondere mittels elektrischer Energie aus dem insbesondere als Niedervoltbordnetz ausgebildeten weiteren elektrischen Bordnetz boostet der zweite Gleichspannungswandler 17 die Bulk-Kapazität 20 auf den vorgegebenen Wert von beispielsweise 400 V, d. h. lädt die Bulk-Kapazität 20 auf den vorgegebenen Wert von beispielsweise 400 V vor. Über die Freilaufdiode der achten Schalteinheit S8 wird, wie dargestellt, der erste Kondensator C1 an der Primärseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 geladen.
    Der Kurzschluss in der Sekundärseite der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6, insbesondere des ersten Gleichspannungswandlers 5, wird wieder geöffnet. Insbesondere mittels elektrischer Energie aus dem insbesondere als Niedervoltbordnetz ausgebildeten weiteren elektrischen Bordnetz lädt der zweite Gleichspannungswandler 17 die elektrischen Nebenverbraucher 14, 15 auf die Batterienennspannung von beispielsweise 800 V vor.
    Die siebte und achte Schalteinheit S7, S8 werden geschlossen.
    Die erste und zweite Schalteinheit S1, S2 werden geschlossen und der Ladevorgang kann gestartet werden.
  • 11 zeigt die Alternative zu 10, d. h. die erste Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes 1 bei Verwendung des in 3 dargestellten als bidirektionaler Gleichspannungswandler ausgebildeten ersten Gleichspannungswandlers 5 während des Vorladens für den Betriebszustand Laden an einer Gleichstromenergiequelle, insbesondere Gleichstromladestation, mit einer niedrigen Ladespannung, insbesondere mit der Hälfte der Batterienennspannung. Beispielsweise beträgt die Batterienennspannung 800 V und die Ladespannung 400 V. Mittels Vollstrichpfeilen VP und gestrichelten Pfeilen GP ist der dabei vorliegende Stromfluss dargestellt.
  • Das Vorladen erfolgt hier mittels des als bidirektionaler isolierter Gleichspannungswandler ausgebildeten ersten Gleichspannungswandlers 5. Im Folgenden wird ein Ablauf beschrieben, um an der Gleichstromladestation die Bulk-Kapazität 20 auf einen vorgegebenen Wert von beispielsweise 400 V vorzuladen. Der vorgegebene Wert entspricht dabei insbesondere der Ladespannung der Gleichstromladestation.
  • Die erste und zweite Schalteinheit S1, S2 sind zunächst geöffnet.
    Die dritte und vierte Schalteinheit S3, S4 sind geöffnet und bleiben geöffnet.
    Die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 sind in Richtung des fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschlusses 4 geschaltet und bleiben so geschaltet.
    Die siebte und achte Schalteinheit S7, S8 sind zunächst geöffnet.
    Die zehnte Schalteinheit S10 ist geöffnet und bleibt geöffnet.
    Die neunte Schalteinheit S9 am Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers 5 wird in Richtung der das zweite elektrische Potential P2 führenden Potentialleitung des ersten Potentialleitungspaars L1 geschaltet.
    Insbesondere mittels elektrischer Energie aus dem insbesondere als Niedervoltbordnetz ausgebildeten weiteren elektrischen Bordnetz boostet der zweite Gleichspannungswandler 17 die Bulk-Kapazität 20 auf den vorgegebenen Wert von beispielsweise 400 V, d. h. lädt die Bulk-Kapazität 20 auf den vorgegebenen Wert von beispielsweise 400 V vor.
    Der als bidirektionaler Gleichspannungswandler ausgebildeten erste Gleichspannungswandler 5 der fahrzeugseitigen Ladeeinheit 6 lädt die Primärseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 und die EMV-Filter 7, 8 vor.
    Die neunte Schalteinheit S9 am Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers 5 wird in Richtung der Bypassleitung BL geschaltet. Dadurch werden die oben bereits erwähnten Cy-Kapazitäten umgeladen.
    Insbesondere mittels elektrischer Energie aus dem insbesondere als Niedervoltbordnetz ausgebildeten weiteren elektrischen Bordnetz lädt der zweite Gleichspannungswandler 17 die elektrischen Nebenverbraucher 14, 15 auf die Batterienennspannung von beispielsweise 800 V vor.
    Die siebte und achte Schalteinheit S7, S8 werden geschlossen.
  • Die erste und zweite Schalteinheit S1, S2 werden geschlossen und der Ladevorgang kann gestartet werden.
  • Das elektrische Bordnetz 1, insbesondere Hochvoltbordnetz, der beschriebenen Lösung weist somit vorteilhafterweise eine integrierte Ladeabwärtskompatibilität auf, wobei der erste Gleichspannungswandler 5 vorteilhafterweise bidirektional ausgeführt ist. Die beschriebene Lösung ermöglicht somit das Laden eines Fahrzeugs 2, insbesondere der Batterie 3 des Fahrzeugs 2, welche eine hohe Batterienennspannung von beispielsweise 800 V aufweist, an einer Gleichstromenergiequelle, insbesondere Gleichstromladestation, mit einer niedrigen Ladespannung, insbesondere mit der Hälfte der Batterienennspannung, beispielsweise 400 V. Dies erfolgt vorteilhafterweise mittels der ohnehin vorhandenen fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6, welche bisher nur für das Wechselstromladen vorgesehen war und nun vorteilhafterweise um eine Ladepumpenfunktion erweitert ist. Dabei fließt die Hälfte der Ladeleistung direkt von der Gleichstromladestation in die Batterie 3. Die Gleichstromladestation stellt dabei genau die Hälfte der benötigten Ladespannung der Batterie 3 bereit.
  • Der restliche Teil der Ladeleistung wird über den ersten Gleichspannungswandler 5 der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6 der Batterie 3 zugeführt. Die maximale Ladeleistung ist somit doppelt so hoch wie die Leistung des ersten Gleichspannungswandlers 5 in der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6.
  • Der erste Gleichspannungswandler 5 in der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6 wandelt die Spannung mit dem Faktor 1, d. h. eine Eingangsspannung entspricht einer Ausgangsspannung, durch eine galvanische Trennung auf ein höheres Potentialniveau, so dass sich in Summe die Batterienennspannung ergibt.
  • Der Spannungsteiler wird vorteilhafterweise mit Kapazitäten, d. h. mit Kondensatoren C1, C2, realisiert, die als Teil der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6 bereits vorhanden sind und nur neu ausgelegt werden. Der zweite Kondensator C2 ist beispielsweise ein Bestandteil des ersten EMV-Filters 7 und speichert die Energie der „oberen Spannungshälfte“. Der erste Kondensator C1 ist beispielweise ein Bestandteil eines Eingangszwischenkreises des ersten Gleichspannungswandlers 5 und speichert die „untere Hälfte“ des Spannungsniveaus der Batterienennspannung von beispielsweise 800 V.
  • Sind die Kapazitäten der beiden Kondensatoren C1, C2 gleich groß ausgelegt, liegt die Spannung der Gleichstromladestation bei diesem Gleichstromladevorgang genau bei halber Batterienennspannung. Außerdem fließt die Hälfte der Ladeleistung über den ersten Gleichspannungswandler 5. Somit kann die Ladeleistung doppelt so groß sein wie die Komponentenleistung des ersten Gleichspannungswandlers 5.
  • Je nach Spannungslage der Batterie 3 und der Ladestation kann die Ladeleistung bei gleichem ersten Gleichspannungswandler 5 weiter erhöht werden, indem die Kapazität des ersten Kondensators C1 größer ausgelegt wird als die Kapazität des zweiten Kondensators C2.
  • Im Vergleich zu anderen Lösungen kann eine Anzahl zusätzlich benötigter Bauteile reduziert werden. Dies gelingt durch eine optimierte Integration in das elektrische Bordnetz 1.
  • Durch die beschriebene Lösung kann das Laden des Fahrzeugs 2, insbesondere der Batterie 3 des Fahrzeugs 2, an einer Gleichstromenergiequelle, insbesondere Gleichstromladestation, mit einer niedrigen Ladespannung, insbesondere mit der Hälfte der Batterienennspannung, wobei beispielsweise die Batterienennspannung 800 V und die Ladespannung 400 V beträgt, mit sehr geringem zusätzlichen Bauraumbedarf realisiert werden.
  • Die beschriebene Lösung verwendet vorteilhafterweise schon vorhandene Cx-Kapazitäten der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6, insbesondere für den ersten Kondensator C1 und/oder für den zweiten Kondensator C2, die beispielsweise lediglich neu ausgelegt werden.
  • Die beschriebene Lösung ermöglicht insbesondere eine Reduktion der Cy-Kapazitäten während des Gleichstromladens des Fahrzeugs 2, insbesondere der Batterie 3 des Fahrzeugs 2, mit einer hohen Ladespannung von beispielsweise 800 V, die insbesondere der Batterienennspannung entspricht, da vorteilhafterweise insbesondere die elektrischen Antriebseinheiten 12, 13 und somit deren Cy-Kapazitäten während dieses Gleichstromladens abgeschaltet sind.
  • Durch die vorteilhafte bidirektionale Ausführung des ersten Gleichspannungswandlers 5 gemäß 3 können eine einfache Vorladung, ein bidirektionales Wechselstromladen mit einer Wechselspannung an einer Wechselstromenergiequelle, insbesondere Wechselstromladestation, und ein bidirektionales Gleichstromladen an einer Gleichstromenergiequelle, insbesondere Gleichstromladestation, mit einer niedrigen Ladespannung, insbesondere mit der Hälfte der Batterienennspannung, wobei beispielsweise die Batterienennspannung 800 V und die Ladespannung 400 V beträgt, realisiert werden.
  • Im Folgenden wird die Anordnung der zehn Schalteinheiten S1 bis S10 in der zweiten Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes 1 gemäß 12 beschrieben.
  • In dieser zweiten Ausführungsform des elektrischen Bordnetzes 1 gemäß 12 ist ein erstes Potentialleitungspaar L1 als Verbindung der verschiedenen Komponenten des elektrischen Bordnetzes 1 vorgesehen. Es erstreckt sich von den elektrischen Nebenverbrauchern 14, 15, insbesondere von deren Verteileinheit 16, bis zur fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6, genauer gesagt bis zwischen deren erste und zweite Stufe, wobei die erste Stufe hier das Leistungsfaktorkorrekturfilter 9 und die zweite Stufe den ersten Gleichspannungswandler 5 umfasst.
  • Von diesem ersten Potentialleitungspaar L1 zweigt ein zweites Potentialleitungspaar L2 zur Batterie 3 ab. Ein drittes Potentialleitungspaar L3 zweigt vom ersten Potentialleitungspaar L1 zum fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss 4 ab. Ein viertes Potentialleitungspaar L4 zweigt vom ersten Potentialleitungspaar L1 zur Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5, insbesondere zur Ausgangsseite der diesen ersten Gleichspannungswandler 5 umfassenden fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6, ab, wobei hier nach diesem Abzweig in Richtung der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6 und noch vor der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6, d. h. außerhalb der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6, das erste EMV-Filter 7 angeordnet ist. Ein fünftes Potentialleitungspaar L5 zweigt vom ersten Potentialleitungspaar L1 zu den elektrischen Antriebseinheiten 12, 13 ab.
  • Vom vierten Potentialleitungspaar L4 zweigt, im dargestellten Beispiel nach dem ersten EMV-Filter 7, d. h. zwischen diesem und der Ausgangsseite der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6, ein sechstes Potentialleitungspaar L6 zum zweiten Gleichspannungswandler 17 und somit zum Bordnetzanschluss 18 für das insbesondere als Niedervoltbordnetz ausgebildete weitere elektrische Bordnetz ab.
  • Die erste und zweite Schalteinheit S1, S2 sind im ersten Potentialleitungspaar L1 zwischen dem Abzweig des zweiten Potentialleitungspaars L2 zur Batterie 3 und dem Abzweig des dritten Potentialleitungspaars L3 zum fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss 4 angeordnet. Dabei sind die erste und zweite Schalteinheit S1, S2 beispielsweise gemeinsam als eine zweipolige kombinierte Schalt- und Sicherungsvorrichtung ausgebildet.
  • Die dritte und vierte Schalteinheit S3, S4 sind im ersten Potentialleitungspaar L1 zwischen dem Abzweig des zweiten Potentialleitungspaars L2 zur Batterie 3 und dem Abzweig des fünften Potentialleitungspaars L5 zu den elektrischen Antriebseinheiten 12, 13 angeordnet. Auch die dritte und vierte Schalteinheit S3, S4 sind beispielsweise gemeinsam als eine zweipolige kombinierte Schalt- und Sicherungsvorrichtung ausgebildet.
  • Die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 sind jeweils als Wechselschalter ausgebildet. Sie sind in jeweils einer zum jeweiligen elektrischen Potentialkontakt der Eingangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 führenden Potentialleitung angeordnet, insbesondere noch vor dem ersten Kondensator C1, d. h. der erste Kondensator C1 ist zwischen der fünften bzw. sechsten Schalteinheit S5, S6 und dem jeweiligen elektrischen Potentialkontakt der Eingangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 zwischen diesen beiden Potentialleitungen angeordnet. Über die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 ist, je nach Schaltstellung dieser als Wechselschalter ausgebildeten Schalteinheiten S5, S6, der fahrzeugseitige Gleichstromladeanschluss 4 oder der fahrzeugseitige Wechselstromladeanschluss 11 mit der Eingangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5 elektrisch koppelbar. Die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 weisen hierfür jeweils einen mit einer zum fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss 4 führenden Potentialleitung elektrisch gekoppelte Schaltkontakt und einen mit einer zum fahrzeugseitigen Wechselstromladeanschluss 11 führenden Potentialleitung elektrisch gekoppelte Schaltkontakt auf, zwischen denen mittels der jeweiligen als Wechselschalter ausgebildeten fünften und sechsten Schalteinheit S5, S6 umgeschaltet werden kann. Die mit der zum fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss 4 führenden Potentialleitung elektrisch gekoppelten Schaltkontakte sind im dargestellten Beispiel mit den Potentialleitungen des ersten Potentialleitungspaars L1 gekoppelt, d. h. sie bilden deren Ende in Richtung der Eingangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5.
  • Die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 sind insbesondere in der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6 angeordnet. Wie bereits erwähnt, bildet im dargestellten Beispiel gemäß 12 das Leistungsfaktorkorrekturfilter 9 die erste Stufe und der erste Gleichspannungswandler 5 die zweite Stufe der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6. Die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 sind dann zwischen der ersten und zweiten Stufe der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6 angeordnet. Mittels der als Wechselschalter ausgebildeten fünften und sechsten Schalteinheit S5, S6 ist dann, je nach Schaltstellung, entweder die erste Stufe der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6, insbesondere deren Leistungsfaktorkorrekturfilter 9, mit der zweiten Stufe der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6 elektrisch koppelbar, wenn die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 in Richtung des Leistungsfaktorkorrekturfilters 9 geschaltet sind, oder der fahrzeugseitige Gleichstromladeanschluss 4 ist mit der zweiten Stufe der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6 elektrisch koppelbar, wenn die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 in Richtung des fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschlusses 4 geschaltet sind.
  • Die siebte und achte Schalteinheit S7, S8 sind im ersten Potentialleitungspaar L1 zwischen dem Abzweig des dritten Potentialleitungspaars L3 zum fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss 4 und der fünften und sechsten Schalteinheit S5, S6 angeordnet. Sie benötigen nur eine geringe Stromtragfähigkeit.
  • Die neunte Schalteinheit S9 ist als ein Wechselschalter ausgebildet. Sie ist am das zweite elektrische Potential P2 führenden Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers 5, in der Ausführungsform gemäß 12 noch vor dem zweiten Kondensator C2, angeordnet. Je nach Schaltstellung wird diese neunte Schalteinheit S9 entweder auf einen Anschluss des zweiten Kondensators C2 geschaltet, welcher mit seinem anderen Anschluss mit dem das erste elektrische Potential P1 führenden anderen Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers 5 verbunden ist, oder mit der das zweite elektrische Potential P2 führenden Potentialleitung des vierten Potentialleitungspaars L4 verbunden.
  • Diese das zweite elektrische Potential P2 führende Potentialleitung des vierten Potentialleitungspaars L4 ist zudem mit der das zweite elektrische Potential P2 führenden Potentialleitung des ersten Potentialleitungspaars L1 verbunden.
  • Wenn die neunte Schalteinheit S9 auf den Anschluss des zweiten Kondensators C2 geschaltet ist, ist zudem dieser zweite Kondensator C2 über diese neunte Schalteinheit S9 und die fünfte Schalteinheit S5, bei entsprechender Schaltstellung dieser fünften Schalteinheit S5, mit dem das erste Potential P1 führenden Eingang des ersten Gleichspannungswandlers 5 verbunden.
  • Die zehnte Schalteinheit S10 ist in einer der Potentialleitungen, im dargestellten Beispiel in der das erste Potential führenden Potentialleitung, des ersten Potentialleitungspaars L1 angeordnet, im dargestellten Beispiel zwischen dem Abzweig des vierten Potentialleitungspaars L4 und den elektrischen Nebenverbrauchern 14, 15, insbesondere deren Verteileinheit 16. Diese zehnte Schalteinheit S10 ist beispielsweise als eine bidirektionale Halbleitersicherung ausgebildet, insbesondere mit einer Freilaufdiode, oder beispielsweise als ein Schütz oder als ein Schütz mit einer Sicherung ausgebildet.
  • Das elektrische Bordnetz 1 weist in der dargestellten zweiten Ausführungsform gemäß 12 zudem eine Sicherung Si1 auf. Diese Sicherung Si1 ist in einer der Potentialleitungen, hier in der das erste Potential P1 führenden Potentialleitung, des ersten Potentialleitungspaars L1, im dargestellten Beispiel zwischen der siebten und achten Schalteinheit S7, S8 und dem zweiten EMV-Filter 8 angeordnet.
  • Diese zweite Ausführungsform vereinfacht die Batterieabsicherung, da keine zusätzliche Absicherung für den Betrieb der elektrischen Nebenverbraucher 14, 15 benötigt wird.
  • Des Weiteren kann bei dieser zweiten Ausführungsform die zehnte Schalteinheit S10 der ersten Ausführungsform, welche dort zusätzlich in einer der Potentialleitungen zwischen dem fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss 4 und der Batterie 3 vorgesehen ist, entfallen.
  • Bei dieser zweiten Ausführungsform wird des Weiteren nicht ein Kondensator des ersten EMV-Filters 7 als zweiter Kondensator C2 verwendet, sondern es ist ein zusätzlicher Kondensator als zweiter Kondensator C2 an der Ausgangsseite der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6, insbesondere an der Ausgangsseite des ersten Gleichspannungswandlers 5, vorgesehen, um den Spannungsteiler zwischen dem ersten Kondensator C1, der insbesondere eine Zwischenkreiskapazität ist, und dem zweiten Kondensator C2 herzustellen.
  • Bei dieser zweiten Ausführungsform können durch den ersten Gleichspannungswandler 5 der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6 die elektrischen Nebenverbraucher 14, 15 während des Ladevorgangs an einer Gleichstromenergiequelle, insbesondere Gleichstromladestation, mit einer hohen Ladespannung, insbesondere mit einer der Nennspannung der Batterie 3 entsprechenden Ladespannung von beispielsweise 800 V, galvanisch getrennt von der Gleichstromladestation betrieben werden. Dadurch sind Cy-Kapazitäten der elektrischen Antriebseinheiten 12, 13 und der elektrischen Nebenverbraucher 14, 15 für den Ladepfad nicht zu berücksichtigen.
  • Da die elektrischen Nebenverbraucher 14, 15 bei dieser zweiten Ausführungsform über die dritte und vierte Schalteinheit S3, S4 betrieben werden, kann eine Schütz-/Sicherungskombination, die den Batteriestrom trennen muss, eingespart werden.
  • Während des Betriebszustands Fahren, d. h. während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs 2, sind bei dieser zweiten Ausführungsform die erste und zweite Schalteinheit S1, S2 geöffnet und die dritte, vierte und zehnte Schalteinheit S3, S4, S10 geschlossen. Die siebte und achte Schalteinheit S7, S8 sind beispielsweise geöffnet. Die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 sind beispielsweise in Richtung des fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschlusses 4 geschaltet. Die neunte Schalteinheit S9 ist beispielsweise auf den zweiten Kondensator C2, d. h. auf dessen Anschluss, geschaltet.
  • Während des Betriebszustands Laden an einer Gleichstromenergiequelle, insbesondere Gleichstromladestation, mit einer hohen Ladespannung, insbesondere mit einer der Nennspannung der Batterie 3 entsprechenden Ladespannung von beispielsweise 800 V, sind die erste und zweite Schalteinheit S1, S2 geschlossen. Die dritte und vierte Schalteinheit S3, S4 sind vorteilhafterweise geöffnet. Beispielsweise sind die siebte und achte Schalteinheit S7, S8 geschlossen, die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 in Richtung des fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschlusses 4 geschaltet, die neunte Schalteinheit S9 auf die das zweite elektrische Potential P2 führende Potentialleitung des vierten Potentialleitungspaars L4 geschaltet und die zehnte Schalteinheit S10 geschlossen. Dadurch können, wie oben bereits erwähnt, mittels des ersten Gleichspannungswandlers 5 der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung 6 die elektrischen Nebenverbraucher 14, 15 während dieses Ladevorgangs galvanisch getrennt von der Gleichstromladestation betrieben werden. Dadurch sind Cy-Kapazitäten der elektrischen Antriebseinheiten 12, 13 und der elektrischen Nebenverbraucher 14, 15 für den Ladepfad nicht zu berücksichtigen.
  • Während des Betriebszustands Laden an einer Gleichstromenergiequelle, insbesondere Gleichstromladestation, mit einer niedrigen Ladespannung, insbesondere mit der Hälfte der Batterienennspannung, wobei beispielsweise die Batterienennspannung 800 V und die Ladespannung 400 V beträgt, sind die erste und zweite Schalteinheit S1, S2 geöffnet, die dritte und vierte Schalteinheit S3, S4 geschlossen, die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 in Richtung des fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschlusses 4 geschaltet, die siebte und achte Schalteinheit S7, S8 geschlossen, die neunte Schalteinheit S9 auf den zweiten Kondensator C2, d. h. auf dessen Anschluss, geschaltet und die zehnte Schalteinheit S10 vorteilhafterweise geschlossen, um dadurch auch die elektrischen Nebenverbraucher 14, 15 zu versorgen.
  • Während des Betriebszustands Laden an einer Wechselstromenergiequelle, insbesondere Wechselstromladestation, sind die erste und zweite Schalteinheit S1, S2 geöffnet, die dritte und vierte Schalteinheit S3, S4 geschlossen, die fünfte und sechste Schalteinheit S5, S6 in Richtung des Leistungsfaktorkorrekturfilters 9 und somit in Richtung des fahrzeugseitigen Wechselstromladeanschlusses 11 geschaltet, die siebte und achte Schalteinheit S7, S8 beispielsweise geöffnet, die neunte Schalteinheit S9 auf die das zweite elektrische Potential P2 führende Potentialleitung des vierten Potentialleitungspaars L4 geschaltet und die zehnte Schalteinheit S10 vorteilhafterweise geschlossen, um dadurch auch die elektrischen Nebenverbraucher 14, 15 zu versorgen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Bordnetz
    2
    Fahrzeug
    3
    Batterie
    4
    Gleichstromladeanschluss
    5
    erster Gleichspannungswandler
    6
    Ladevorrichtung
    7
    erstes EMV-Filter
    8
    zweites EMV-Filter
    9
    Leistungsfaktorkorrekturfilter
    10
    Wechselstrom-EMV-Filter
    11
    Wechselstromladeanschluss
    12, 13
    Antriebseinheit
    14, 15
    Nebenverbraucher
    16
    Verteileinheit
    17
    zweiter Gleichspannungswandler
    18
    Bordnetzanschluss
    19
    Vorladeschaltung
    20
    Bulk-Kapazität
    BL
    Bypassleitung
    C1
    erster Kondensator
    C2
    zweiter Kondensator
    D
    Diode
    GP
    gestrichelter Pfeil
    HL
    Halbleiterschalter
    L1 bis L6
    Potentialleitungspaar
    S1 bis S10
    Schalteinheit
    Si1 bis Si3
    Sicherung
    VP
    Vollstrichpfeil
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102017213682 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Elektrisches Bordnetz (1) für ein Fahrzeug (2), umfassend eine Batterie (3) mit zwei elektrischen Batteriepotentialkontakten und einen fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss (4) mit zwei elektrischen Ladepotentialkontakten, dadurch gekennzeichnet, dass - ein Gleichspannungswandler (5) vorgesehen ist, - der erste elektrische Batteriepotentialkontakt mit einem ersten elektrischen Potentialkontakt einer Ausgangsseite des Gleichspannungswandlers (5) elektrisch koppelbar oder gekoppelt ist, - der zweite elektrische Batteriepotentialkontakt mit dem zweiten elektrischen Ladepotentialkontakt elektrisch koppelbar oder gekoppelt ist, - der jeweilige elektrische Ladepotentialkontakt mit einem jeweiligen elektrischen Potentialkontakt einer Eingangsseite des Gleichspannungswandlers (5) elektrisch koppelbar oder gekoppelt ist, - ein zweiter elektrischer Potentialkontakt der Ausgangsseite des Gleichspannungswandlers (5) mit dem ersten elektrischen Potentialkontakt der Eingangsseite des Gleichspannungswandlers (5) elektrisch koppelbar oder gekoppelt ist, - die elektrischen Potentialkontakte der Eingangsseite des Gleichspannungswandlers (5) mit jeweils einem elektrischen Anschlusskontakt eines ersten Kondensators (C1) elektrisch gekoppelt sind, und - die elektrischen Potentialkontakte der Ausgangsseite des Gleichspannungswandlers (5) mit jeweils einem elektrischen Anschlusskontakt eines zweiten Kondensators (C2) elektrisch koppelbar oder gekoppelt sind.
  2. Elektrisches Bordnetz (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungswandler (5) ein Bestandteil einer fahrzeugseitigen Ladevorrichtung (6) zum elektrischen Laden der Batterie (3) mittels einer fahrzeugexternen Wechselstromenergiequelle ist.
  3. Elektrisches Bordnetz (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kondensator (C1) und/oder der zweite Kondensator (C2) ein Bestandteil der fahrzeugseitigen Ladevorrichtung (6) zum elektrischen Laden der Batterie (3) mittels einer fahrzeugexternen Wechselstromenergiequelle sind/ist.
  4. Elektrisches Bordnetz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kondensator (C2) ein Bestandteil eines EMV-Filters (7) ist.
  5. Elektrisches Bordnetz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kondensator (C1) und der zweite Kondensator (C2) die gleiche Kapazität aufweisen oder der erste Kondensator (C1) eine größere Kapazität aufweist als der zweite Kondensator (C2).
  6. Elektrisches Bordnetz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungswandler (5) als ein bidirektionaler Gleichspannungswandler oder als ein Gleichspannungswandler mit Kurzschlussfunktion ausgebildet ist.
  7. Elektrisches Bordnetz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste elektrische Batteriepotentialkontakt mit dem ersten elektrischen Ladepotentialkontakt elektrisch koppelbar oder gekoppelt ist.
  8. Elektrisches Bordnetz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite elektrische Potentialkontakt der Ausgangsseite des Gleichspannungswandlers (5) mit dem zweiten elektrischen Batteriepotentialkontakt elektrisch koppelbar oder gekoppelt ist.
  9. Fahrzeug (2), umfassend ein elektrisches Bordnetz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  10. Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Bordnetzes (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass - zum elektrischen Laden der Batterie (3) mittels einer am fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss (4) angeschlossenen fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle, deren Ladespannung kleiner ist als eine Batterienennspannung der Batterie (3), der erste elektrische Batteriepotentialkontakt mit dem ersten elektrischen Potentialkontakt der Ausgangsseite des Gleichspannungswandlers (5) elektrisch gekoppelt wird, der zweite elektrische Batteriepotentialkontakt mit dem zweiten elektrischen Ladepotentialkontakt elektrisch gekoppelt wird, der jeweilige elektrische Ladepotentialkontakt mit dem jeweiligen elektrischen Potentialkontakt der Eingangsseite des Gleichspannungswandlers (5) elektrisch gekoppelt wird, und der zweite elektrische Potentialkontakt der Ausgangsseite des Gleichspannungswandlers (5) mit dem ersten elektrischen Potentialkontakt der Eingangsseite des Gleichspannungswandlers (5) elektrisch gekoppelt wird, und/oder - zum elektrischen Laden der Batterie (3) mittels einer am fahrzeugseitigen Gleichstromladeanschluss (4) angeschlossenen fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle, deren Ladespannung gleich groß oder größer ist als die Batterienennspannung der Batterie (3), der erste elektrische Batteriepotentialkontakt mit dem ersten elektrischen Ladepotentialkontakt elektrisch gekoppelt wird und der zweite elektrische Batteriepotentialkontakt mit dem zweiten elektrischen Ladepotentialkontakt elektrisch gekoppelt wird, und/oder - zum elektrischen Laden der Batterie (3) mittels einer fahrzeugexternen Wechselstromenergiequelle der erste elektrische Batteriepotentialkontakt mit dem ersten elektrischen Potentialkontakt der Ausgangsseite des Gleichspannungswandlers (5) elektrisch gekoppelt wird und der zweite elektrische Potentialkontakt der Ausgangsseite des Gleichspannungswandlers (5) mit dem zweiten elektrischen Batteriepotentialkontakt elektrisch gekoppelt wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022210646A1 (de) 2022-10-10 2024-04-11 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Lade-Schnittstelle für ein elektrisches Fahrzeug

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112016003577T5 (de) 2015-08-06 2018-05-03 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Ladegerät mit integriertem DC/DC-Wandler
DE102017208954A1 (de) 2016-11-09 2018-05-09 Hyundai Motor Company In einem Fahrzeug angebrachte Ladevorrichtung
DE102017213682A1 (de) 2017-08-07 2019-02-07 Continental Automotive Gmbh Akkuladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, Verfahren zum Betreiben einer kraftfahrzeugseitigen Akkuladevorrichtung, Hochvoltbordnetz und Verwendung einer Akkuladevorrichtung
DE102019108194A1 (de) 2018-12-07 2020-06-10 Hyundai Motor Company Fahrzeugeigene Ladevorrichtung, Fahrzeug mit derselben und Verfahren zum Betreiben der Fahrzeugeigenen Ladevorrichtung
DE102019112959A1 (de) 2018-12-07 2020-06-10 Hyundai Motor Company Verbund-Wandler-Vorrichtung und Betriebsverfahren davon
DE102019215855A1 (de) 2019-10-15 2021-04-15 Vitesco Technologies GmbH Fahrzeugbordnetz

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112016003577T5 (de) 2015-08-06 2018-05-03 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Ladegerät mit integriertem DC/DC-Wandler
DE102017208954A1 (de) 2016-11-09 2018-05-09 Hyundai Motor Company In einem Fahrzeug angebrachte Ladevorrichtung
DE102017213682A1 (de) 2017-08-07 2019-02-07 Continental Automotive Gmbh Akkuladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, Verfahren zum Betreiben einer kraftfahrzeugseitigen Akkuladevorrichtung, Hochvoltbordnetz und Verwendung einer Akkuladevorrichtung
DE102019108194A1 (de) 2018-12-07 2020-06-10 Hyundai Motor Company Fahrzeugeigene Ladevorrichtung, Fahrzeug mit derselben und Verfahren zum Betreiben der Fahrzeugeigenen Ladevorrichtung
DE102019112959A1 (de) 2018-12-07 2020-06-10 Hyundai Motor Company Verbund-Wandler-Vorrichtung und Betriebsverfahren davon
DE102019215855A1 (de) 2019-10-15 2021-04-15 Vitesco Technologies GmbH Fahrzeugbordnetz

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022210646A1 (de) 2022-10-10 2024-04-11 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Lade-Schnittstelle für ein elektrisches Fahrzeug

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