Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stromrichter für ein Bordnetz eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, aufweisend eine erste Leitung für ein erstes Potential, eine zweite Leitung für ein zweites Potential, eine dritte Leitung für ein Bezugspotential und eine F iltereinrichtung, die einen ersten Anschluss, der an die erste Leitung angeschlossen ist, einen zweiten Anschluss, der an die zweite Leitung angeschlossen ist, einen dritten Anschluss, der an die dritte Leitung angeschlossen ist, einen ersten Kondensator und einen zweiten Kondensator, zwischen denen ein Mittelknoten mit einer elektrisch leitfähigen Verbindung zum dritten Anschluss ausgebildet ist, und eine Schalteinrichtung, die dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit einer Steuerinformation zwischen einem ersten Filtermodus und einem zweiten Filtermodus der Filtereinrichtung zu schalten, aufweist.

Daneben betrifft die Erfindung ein Bordnetz für ein elektrisches antreibbares Fahrzeug.

Die DE 10 2017 220 982 A1 offenbart ein Traktionsnetz in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug. Das Traktionsnetz umfasst eine Hochvoltbatterie, die über eine positive Hochvoltleitung und eine negative Hochvoltleitung mit einem Pulswechselrichter verbunden ist. An die positive und die negative Hochvoltleitung ist jeweils ein Y-Kondensator angeschlossen. Den Y-Kondensatoren ist ein Schaltelement zugeordnet, dass durch eine Steuereinheit in Abhängigkeit mindestens eines Betriebszustands ansteuerbar ist.

Die DE 10 2021 003 180 A1 offenbart ein elektrisches Bordnetz für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug mit einer ersten elektrischen Potentialleitung und einer zweiten elektrischen Potentialleitung, zwischen denen das Bordnetz mit einer elektrischen Gleichspannung beaufschlagt ist. Das Bordnetz weist zwei erste Entstörkondensatoren auf, die elektrisch in Reihe geschaltet sind und jeweils mit einem Anschluss mit den Potentialleitungen elektrisch gekoppelt sind. Das Bordnetz weist ferner zwei weitere Entstörkondensatoren und einen Schalter auf.

In elektrisch antreibbaren Fahrzeugen sind Bordnetze, insbesondere Hochvoltbordnetze, typischerweise als IT-System ausgebildet, bei denen ein erstes und zweites Potential einer Traktionsbatterie von einem Bezugspotential, insbesondere einem Fahrzeuggehäusepotential, isoliert sind. Stromrichter, die in solchen Bordnetzen eingesetzt werden und deren erste und zweite Leitung mit dem ersten und zweiten Potential der Traktionsbatterie verbindbar sind, können während ihres Betriebs hochfrequente Störsignale erzeugen, die aus Gründen der elektromagnetischen Verträglichkeit mittels einer Filtereinrichtung zu filtern sind. Typischerweise weist eine solche Filtereinrichtung zwei Kondensatoren auf, die insbesondere der Ableitung eines Gleichtaktstroms auf der ersten und der zweiten Leitung zu einer auf dem Bezugspotential liegenden dritten Leitung, dienen.

Mit steigender Bordnetzspannung, die der Differenz zwischen dem ersten Potential und dem zweiten Potential entspricht, steigt auch die Energiemenge, die im ersten und zweiten Kondensator der Filtereinrichtung gespeichert wird, mit dem Quadrat der Bordnetzspannung. Einschlägige Normen, wie beispielsweise die ISO 6469-3, begrenzen diese Energiemenge auf einen vorgegebenen Wert. Dadurch können im Falle eines Isolationsfehlers, insbesondere während eines Ladevorgangs der Traktionsbatterie, in den Kondensatoren gespeicherte und über die dritte Leitung abfließende elektrische Ladungen unterhalb einer für den menschlichen Körper gefährlichen Grenze gehalten werden. Beim Entwurf von Stromrichtern ist daher ein durch die Auslegung des Bordnetzes vorgegebenes Energiebudget einzuhalten.

Es wurde zwar bereits vorgeschlagen, einen Schalter in einen Strompfad zwischen den Kondensatoren und dem dritten Anschluss vorzusehen, um die Kondensatoren in einem ersten Filtermodus mit dem dritten Anschluss der Filtereinrichtung bzw. dem Bezugspotential zu verbinden und in einem zweiten Filtermodus davon zu trennen. Allerdings weisen derartige Schalter parasitäre Kapazitäten auf, deren Größe fertigungsbedingt nur ungenau kontrollierbar ist. Dies führt im zweiten Filtermodus zu einer nur schwer vorhersagbaren Spannungsaufteilung über den Kondensatoren und dem Schalter, was die präzise Ermittlung des Energiebudgets zur Sicherstellung der elektrischen Sicherheit erheblich erschwert und ggf. in Verbindung mit zusätzlichen Filterinduktivitäten zu einer sehr ungenau vorhersagbaren Lage der Filterfrequenzen führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Möglichkeit zum Betreiben eines Stromrichters in einem Bordnetz eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Stromrichter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Filtereinrichtung ferner einen dritten Kondensator, der zwischen einem dem Mittelknoten abgewandten Anschluss des ersten Kondensators und dem ersten Anschluss der Filtereinrichtung geschaltet ist, und einen vierten Kondensator, der zwischen einem dem Mittelknoten abgewandten Anschluss des zweiten Kondensators und dem zweiten Anschluss der Filtereinrichtung geschaltet ist, aufweist, wobei im ersten Filtermodus ein erster Strompfad für einen Störstrom auf der ersten Leitung vom ersten Anschluss der Filtereinrichtung über den dritten Kondensator, eine Parallelschaltung des ersten Kondensators und des zweiten Kondensators und den Mittelknoten zum dritten Anschluss der Filtereinrichtung und ein zweiter Strompfad für einen Störstrom auf der zweiten Leitung vom zweiten Anschluss der Filtereinrichtung über den vierten Kondensator, eine Parallelschaltung des ersten Kondensators und des zweiten Kondensators und den Mittelknoten zum dritten Anschluss der Filtereinrichtung ausgebildet sind, wobei im zweiten Filtermodus eine Admittanz für die Störströme entlang des ersten Strompfads und des zweiten Strompfads gegenüber dem ersten Filtermodus zumindest reduziert ist.

Der erfindungsgemäße Stromrichter weist eine erste Leitung für ein erstes Potential, eine zweite Leitung für ein zweiten Potential und eine dritte Leitung für ein Bezugspotential auf. Der Stromrichter weist ferner eine Filtereinrichtung auf. Die Filtereinrichtung weist einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss und einen dritten Anschluss auf. Der erste Anschluss ist an die erste Leitung angeschlossen. Der zweite Anschluss ist die zweite Leitung angeschlossen. Der dritte Anschluss ist an die dritte Leitung angeschlossen. Die Filtereinrichtung weist ferner einen ersten Kondensator, einen zweiten Kondensator, einen dritten Kondensator und einen vierten Kondensator auf. Zwischen dem ersten Kondensator und dem zweiten Kondensator ist ein Mittelknoten mit einer elektrisch leitfähigen Verbindung zum dritten Anschluss ausgebildet. Der dritte Kondensator ist zwischen einem dem Mittelknoten abgewandten Anschluss des ersten Kondensators und dem ersten Anschluss der Filtereinrichtung geschaltet. Der vierte Kondensator ist zwischen einem dem Mittelknoten abgewandten Anschluss des zweiten Kondensators und dem zweiten Anschluss der Filtereinrichtung geschaltet. Die Filtereinrichtung weist ferner eine Schalteinrichtung auf. Die Schalteinrichtung ist dazu eingerichtet, in Abhängigkeit einer Steuerinformation zwischen einem ersten Filtermodus und einem zweiten Filtermodus der Filtereinrichtung zu schalten. Im ersten Filtermodus ist ein erster Strompfad für einen Störstrom auf der ersten Leitung vom ersten Anschluss der Filtereinrichtung über den dritten Kondensator, eine Parallelschaltung des ersten Kondensators und des zweiten Kondensators und den Mittelknoten zum dritten Anschluss der Filtereinrichtung ausgebildet. Im ersten Filtermodus ist ferner ein zweiter Strom pfad für einen Störstrom auf der zweiten Leitung vom zweiten Anschluss der Filtereinrichtung über den vierten Kondensator, eine Parallelschaltung des ersten Kondensators und des zweiten Kondensators und den Mittelknoten zum dritten Anschluss der Filtereinrichtung ausgebildet. Im zweiten Filtermodus ist eine Admittanz für die Störströme entlang des ersten Strompfads und des zweiten Strompfads gegenüber dem ersten Filtermodus zumindest reduziert.

Bei dem erfindungsgemäßen Stromrichter ist vorgesehen, den ersten und zweiten Strompfad im ersten Filtermodus über eine Parallelschaltung aus dem ersten Kondensator und den zweiten Kondensator zu führen. Diese Parallelschaltung bildet vorteilhafterweise eine wohldefinierte Kapazität zwischen dem dritten Kondensator und dem vierten Kondensator einerseits und dem dritten Anschluss andererseits aus, was eine präzise Bestimmung eines Energiebudgets bei der Auslegung des Stromrichters erlaubt. Mit zusätzlichem Vorteil bildet das Kondensatornetzwerk im ersten Filtermodus eine X-Kapazität aus, die eine stärkere Unterdrückung von Gegentaktstörungen ermöglicht. Im zweiten Filtermodus werden die effektiv wirksamen Y-Kapazitäten durch die Reduktion der Admittanz im Wesentlichen durch eine Reihenschaltung des ersten Kondensators und des dritten Kondensators bzw. durch eine Reihenschaltung der Kapazitäten des zweiten Kondensators und des vierten Kondensators dominiert. Dies ermöglicht eine signifikante Reduktion der Y-Kapazitäten im zweiten Filtermodus, was das Energiebudget geringer belastet und gegenüber herkömmlichen Filtereinrichtungen eine präzisere Bestimmung deines Energiebudgets bei der Auslegung des Stromrichters erlaubt.

Der erfindungsgemäße Stromrichter kann als Wechselrichter, als Gleichspannungswandler oder als aktiver Gleichrichter ausgebildet sein. Der erfindungsgemäße Stromrichter kann ferner ein Gehäuse aufweisen, in welchem zumindest die erste Leitung, die zweite Leitung, die dritte Leitung und die Filtereinrichtung aufgenommen sind. Die dritte Leitung kann elektrisch leitfähig mit dem Gehäuse verbunden sein. Das Bezugspotential kann insoweit auch als Gehäusepotential aufgefasst werden.

Typischerweise unterscheidet sich das erste Potential vom zweiten Potential. Bevorzugt ist das erste Potential größer als das zweite Potential. Das Bezugspotential liegt vorzugsweise zwischen dem ersten Potential und dem zweiten Potential. Das Bezugspotential kann auch als Massepotential aufgefasst werden. In bevorzugter Ausgestaltung sind die erste Leitung und die zweite Leitung jeweils vollständig oder zumindest abschnittsweise als massive Stromschienen ausgebildet. Die erste und die zweite Leitung können an einen Gleichspannungsanschluss des Stromrichters angeschlossen sein, an welchem insbesondere eine Anschlussvorrichtung zum elektrischen Kontaktieren des Stromrichters mit einer Gleichspannungsquelle ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Filtereinrichtung gleichspannungsanschlussseitig angeordnet. Die Störströme sind oder enthalten insbesondere Gleichtaktströme. Die dritte Leitung ist nicht notwendigerweise als Stromschiene ausgebildet. Die dritte Leitung kann durch ein Kabel, eine Massefläche oder durch ein Befestigungsmittel, durch welches die Filtereinrichtung im Stromrichter, insbesondere am Gehäuse, befestigt ist, ausgebildet sein.

Der erste Kondensator, der zweite Kondensator, der dritte Kondensator und der vierte Kondensator können jeweils einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss, zwischen denen die Kapazität des Kondensators bereitgestellt ist, aufweisen. Der erste Anschluss des dritten Kondensators kann an den ersten Anschluss der Filtereinrichtung angeschlossen sein. Der zweite Anschluss des vierten Kondensators an den zweiten Anschluss der Filtereinrichtung angeschlossen sein.

Der erste Kondensator, der zweite Kondensator, der dritte Kondensator und der vierte Kondensator können jeweils durch ein Kondensatorbauelement oder mehrere miteinander verschaltete Kondensatorbauelemente ausgebildet sein. Die Schalteinrichtung ist vorzugsweise eine Halbleiter-Schalteinrichtung, die insbesondere eine oder mehrere Transistorstrukturen aufweist. Es ist alternativ auch möglich, dass die Schalteinrichtung eine elektromechanische Schalteinrichtung ist, die beispielsweise ein oder mehrere Relais aufweist.

Bevorzugt ist die Filtereinrichtung des erfindungsgemäßen Stromrichters dazu eingerichtet, im zweiten Filtermodus zwischen dem ersten Anschluss und dem dritten Anschluss sowie zwischen dem zweiten Anschluss und dem dritten Anschluss jeweils eine höhere Polfrequenz und/oder eine niedrigere wirksame Gesamtkapazität für die Filterung der Störströme als im ersten Filtermodus einzustellen. Im Falle eines ersten Isolationsfehlers kann dadurch die Entladezeitkonstante sich aus der effektiv wirksamen Y-Kapazität und einem Körperwiderstand ergebende Entladezeitkonstante vorteilhaft modifiziert werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Stromrichter kann im zweiten Filtermodus die Admit- tanz entlang des ersten Strom pfads zwischen dem dritten Kondensator und dem zweiten Kondensator gegenüber dem ersten Filtermodus zumindest reduziert sein und die Admittanz entlang des zweiten Strompfads zwischen dem vierten Kondensator und dem ersten Kondensator gegenüber dem ersten Filtermodus zumindest reduziert sein.

Es wird aber besonders bevorzugt, wenn im zweiten Filtermodus der erste Strompfad in einem Schaltungszweig zwischen dem dritten Kondensator und dem zweiten Kondensator und der zweite Strompfad in einem Schaltungszweig zwischen dem vierten Kondensator und dem ersten Kondensator unterbrochen sind.

Dadurch können im zweiten Filtermodus die Y-Kapazitäten besonders stark reduziert werden, da sie als Reihenschaltung des ersten Kondensators und des dritten Kondensators einerseits und als Reihenschaltung des zweiten Kondensators und des vierten Kondensators kleiner sind als die jeweils geringste Kapazität der Reihenschaltung.

Insbesondere kann im zweiten Filtermodus eine Kapazität eines den ersten Anschluss und den Mittelknoten verbindenden Schaltungszweigs dem Kehrwert der Summe der Kehrwerte der Kapazitäten des ersten Kondensators und des dritten Kondensators entsprechen und eine Kapazität eines den zweiten Anschluss und den Mittelknoten verbindenden Schaltungszweigs dem Kehrwert der Summe der Kehrwerte der Kapazitäten des zweiten Kondensators und des vierten Kondensators entsprechen.

Außerdem kann im ersten Filtermodus eine Kapazität eines den dritten Kondensator und den vierten Kondensator einerseits und den dritten Anschluss andererseits verbindenden Schaltungszweigs der Summe der Kapazitäten des ersten Kondensators und des zweiten Kondensators entsprechen.

In bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stromrichters ist vorgesehen, dass der Mittelknoten ein gemeinsamer Knoten des dritten Anschlusses der Filtereinrichtung, eines dem dritten Kondensator abgewandten und/oder dem zweiten Kondensator zugewandten Anschlusses des ersten Kondensators und eines dem vierten Kondensator abgewandten und/oder dem ersten Kondensator zugewandten Anschlusses des zweiten Kondensators ist. Der dem dritten Kondensator abgewandte und/oder dem zweiten Kondensator zugewandte Anschluss des ersten Kondensators kann dem zweiten Anschluss des ersten Kondensators entsprechen. Der dem vierten Kondensator abgewandte und/oder dem ersten Kondensator zugewandte Anschluss des zweiten Kondensators kann dem ersten Anschluss des zweiten Kondensators entsprechen.

Der erste Anschluss des ersten Kondensators kann an den zweiten Anschluss des dritten Kondensators angeschlossen sein. Der zweite Anschluss des zweiten Kondensators kann an den ersten Anschluss des vierten Kondensators angeschlossen sein.

Der Mittelknoten ist vorzugsweise an den dritten Anschluss der Filtereinrichtung angeschlossen.

Es wird bei dem erfindungsgemäßen Stromrichter außerdem bevorzugt, wenn die Schalteinrichtung einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss und eine in Abhängigkeit der Steuerinformation ansteuerbare Schaltstrecke aufweist.

Dabei kann der erste Anschluss der Schalteinrichtung einen gemeinsamen Knoten mit dem ersten Kondensator und dem dritten Kondensator aufweisen. Der zweite Anschluss des dritten Kondensators kann an den ersten Anschluss der Schalteinrichtung angeschlossen sein. Der erste Anschluss des ersten Kondensators kann an den ersten Anschluss der Schalteinrichtung angeschlossen sein.

Alternativ oder zusätzlich weist der zweite Anschluss der Schalteinrichtung einen gemeinsamen Knoten mit dem zweiten Kondensator und dem vierten Kondensator auf. Der zweite Anschluss des zweiten Kondensators kann an den zweiten Anschluss der Schalteinrichtung angeschlossen sein. Der erste Anschluss des vierten Kondensators kann an den zweiten Anschluss der Schalteinrichtung angeschlossen sein. In bevorzugter Ausgestaltung ist die Schalteinrichtung dazu eingerichtet, die Schaltstrecke zum Einnehmen des ersten Filtermodus leitend zu schalten und/oder zum Einnehmen des zweiten Filtermodus sperrend zu schalten.

Hinsichtlich der Dimensionierung der Kapazitäten des erfindungsgemäßen Stromrichters wird es bevorzugt, wenn die Kapazitäten des ersten Kondensators und des vierten Kondensators, insbesondere mindestens um den Faktor zwei, insbesondere mindestens um den Faktor fünf, kleiner sind als die Kapazitäten des zweiten Kondensators und des dritten Kondensators. Alternativ können die Kapazitäten des ersten Kondensators und des vierten Kondensators, insbesondere mindestens um den Faktor zwei, insbesondere mindestens um den Faktor fünf, größer sein als die Kapazitäten des zweiten Kondensators und des dritten Kondensators.

Außerdem können die Kapazitäten des ersten Kondensators und des vierten Kondensators gleich sein. Ferner können die Kapazitäten des zweiten Kondensators und des dritten Kondensators gleich sein.

Um auch im zweiten Filtermodus eine effiziente Unterdrückung von Gegentaktstörungen zu ermöglichen und Asymmetrien bei unterschiedlichen Kapazitätswerten auszugleichen, kann die Filtereinrichtung ferner einen fünften Kondensator aufweisen, der parallel zu den ersten bis vierten Kondensatoren an den ersten Anschluss und an den zweiten Anschluss der Filtereinrichtung angeschlossen ist. Mit anderen Worten kann der fünfte Kondensator eine feste X-Kapazität bereitstellen. Der fünfte Kondensator weist insbesondere eine mindestens um den Faktor fünf, bevorzugt den Faktor zehn, größere Kapazität als die größte Kapazität des ersten bis vierten Kondensators auf.

Bei dem erfindungsgemäße Stromrichter kann ferner vorgesehen sein, dass ein vierter Anschluss der Filtereinrichtung der erste Anschluss der Filtereinrichtung ist oder an die erste Leitung angeschlossen ist, ein fünfter Anschluss der Filtereinrichtung der zweite Anschluss der Filtereinrichtung ist oder an die zweite Leitung angeschlossen ist und ein sechster Anschluss der Filtereinrichtung der dritte Anschluss der Filtereinrichtung ist oder an die dritte Leitung angeschlossen ist. In bevorzugter Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Filtereinrichtung ferner einen sechsten Kondensator und einen siebten Kondensator, zwischen denen ein zweiter Mittelknoten mit einer elektrisch leitfähigen Verbindung zum sechsten Anschluss ausgebildet ist, einen achten Kondensator, der zwischen einem dem zweiten Mittelknoten abgewandten Anschluss des sechsten Kondensators und dem vierten Anschluss der Filtereinrichtung geschaltet ist, einen neunten Kondensator, der zwischen einem dem zweiten Mittelknoten abgewandten Anschluss des siebten Kondensators und dem fünften Anschluss der Filtereinrichtung geschaltet ist, und eine zweite Schalteinrichtung, die dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit der Steuerinformation zwischen dem ersten Filtermodus und dem zweiten Filtermodus der Filtereinrichtung zu schalten, aufweisen. Ferner kann vorgesehen sein, dass ein dritter Strompfad für den Störstrom auf der ersten Leitung vom vierten Anschluss der Filtereinrichtung über den achten Kondensator, eine Parallelschaltung des sechsten Kondensators und des siebten Kondensators und den zweiten Mittelknoten zum sechsten Anschluss der Filtereinrichtung und ein vierter Strom pfad für den Störstrom auf der zweiten Leitung vom fünften Anschluss der Filtereinrichtung über den neunten Kondensator, eine Parallelschaltung des sechsten Kondensators und des siebten Kondensators und den zweiten Mittelknoten zum sechsten Anschluss der Filtereinrichtung ausgebildet sind. Im zweiten Filtermodus kann eine Admittanz für die Störströme entlang des dritten Strompfads und des vierten Strompfads gegenüber dem ersten Filtermodus zumindest reduziert sein. Durch das Vorsehen der sechsten bis neunten Kondensatoren, also einer zweiten Gruppe von vier Kondensatoren, die parallel zu den ersten bis vierten Kondensatoren geschaltet sind, kann eine weitere Symmetrierung der Stromverteilung innerhalb der Filtereinrichtung erzielt werden.

In bevorzugter Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Kapazitäten des sechstens Kondensators und des neunten Kondensators, insbesondere mindestens um den Faktor zwei, insbesondere mindestens um den Faktor fünf, größer sind als die Kapazitäten des siebten Kondensators und des achten Kondensators, wenn die Kapazitäten des ersten Kondensators und des vierten Kondensators kleiner als die Kapazitäten des zweiten Kondensators und des dritten Kondensators sind. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Kapazitäten des sechstens Kondensators und des neunten Kondensators, insbesondere mindestens um den Faktor zwei, insbesondere mindestens um den Faktor fünf, kleiner sind als die Kapazitäten des siebten Kondensators und des achten Kondensators, wenn die Kapazitäten des ersten Kondensators und des vierten Kondensators größer als die Kapazitäten des zweiten Kondensators und des dritten Kondensators sind. Die Kapazitätsverhältnisse in der zweiten Gruppe können bezogen auf die die ersten bis vierten Kondensatoren umfassende erste Gruppe also umgekehrt sein. Insbesondere können die Kapazitäten der ersten, vierten, siebten und achten Kondensatoren identisch sein und/oder die Kapazitäten der zweiten, dritten, sechsten und neunten Kondensatoren identisch sein.

Im Übrigen lassen sich alle Ausführungen zu den ersten bis vierten Kondensatoren auf die sechsten bis neunten Kondensatoren und alle Ausführungen zur ersten Schalteinrichtung auf die zweite Schalteinrichtung übertragen. Es kann also insbesondere folgendes gelten:

Der sechste Kondensator, der siebte Kondensator, der achte Kondensator und der neunte Kondensator können jeweils einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss, zwischen denen die Kapazität des Kondensators bereitgestellt ist, aufweisen. Der erste Anschluss des achten Kondensators kann an den vierten Anschluss der Filtereinrichtung angeschlossen sein. Der zweite Anschluss des neunten Kondensators kann an den fünften Anschluss der Filtereinrichtung angeschlossen sein.

Der sechste Kondensator, der siebte Kondensator, der achte Kondensator und der neunte Kondensator können jeweils durch ein Kondensatorbauelement oder mehrere miteinander verschaltete Kondensatorbauelemente ausgebildet sein. Die zweite Schalteinrichtung ist vorzugsweise eine Halbleiter-Schalteinrichtung, die insbesondere eine oder mehrere Transistorstrukturen aufweist. Es ist alternativ auch möglich, dass die zweite Schalteinrichtung eine elektromechanische Schalteinrichtung ist, die beispielsweise ein oder mehrere Relais aufweist.

Bevorzugt ist die Filtereinrichtung dazu eingerichtet, im zweiten Filtermodus zwischen dem vierten Anschluss und dem sechsten Anschluss sowie zwischen dem fünften Anschluss und dem sechsten Anschluss jeweils eine höhere Polfrequenz und/oder eine niedrigere wirksame Gesamtkapazität für die Filterung der Störströme als im ersten Filtermodus einzustellen.

Es kann im zweiten Filtermodus die Admittanz entlang des dritten Strompfads zwischen dem achten Kondensator und dem siebten Kondensator gegenüber dem ersten Filtermodus zumindest reduziert sein und die Admittanz entlang des vierten Strom pfads zwischen dem neunten Kondensator und dem sechsten Kondensator gegenüber dem ersten Filtermodus zumindest reduziert sein.

Es wird aber besonders bevorzugt, wenn im zweiten Filtermodus der dritte Strompfad in einem Schaltungszweig zwischen dem achten Kondensator und dem siebten Kondensator und der vierte Strompfad in einem Schaltungszweig zwischen dem neunten Kondensator und dem sechsten Kondensator unterbrochen sind.

Insbesondere kann im zweiten Filtermodus eine Kapazität eines den vierten Anschluss und den zweiten Mittelknoten verbindenden Schaltungszweigs dem Kehrwert der Summe der Kehrwerte der Kapazitäten des sechsten Kondensators und des achten Kondensators entsprechen und eine Kapazität eines den fünften Anschluss und den zweiten Mittelknoten verbindenden Schaltungszweigs dem Kehrwert der Summe der Kehrwerte der Kapazitäten des siebten Kondensators und des neunten Kondensators entsprechen.

Außerdem kann im ersten Filtermodus eine Kapazität eines den achten Kondensator und den neunten Kondensator einerseits und den sechsten Anschluss andererseits verbindenden Schaltungszweigs der Summe der Kapazitäten des sechsten Kondensators und des siebten Kondensators entsprechen.

In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der zweite Mittelknoten ein gemeinsamer Knoten des sechsten Anschlusses der Filtereinrichtung, eines dem achten Kondensator abgewandten und/oder dem siebten Kondensator zugewandten Anschlusses des sechsten Kondensators und eines dem neunten Kondensator abgewandten und/oder dem sechsten Kondensator zugewandten Anschlusses des siebten Kondensators ist. Der dem achten Kondensator abgewandte und/oder dem siebten Kondensator zugewandte Anschluss des sechsten Kondensators kann dem zweiten Anschluss des sechsten Kondensators entsprechen. Der dem neunten Kondensator abgewandte und/oder dem sechsten Kondensator zugewandte Anschluss des siebten Kondensators kann dem ersten Anschluss des siebten Kondensators entsprechen.

Der erste Anschluss des sechsten Kondensators kann an den zweiten Anschluss des achten Kondensators angeschlossen sein. Der zweite Anschluss des siebten Kondensators kann an den ersten Anschluss des neunten Kondensators angeschlossen sein.

Der zweite Mittelknoten ist vorzugsweise an den sechsten Anschluss der Fi Iterein- richtung angeschlossen.

Die zweite Schalteinrichtung kann einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss und eine in Abhängigkeit der Steuerinformation ansteuerbare Schaltstrecke aufweisen.

Dabei kann der erste Anschluss der zweiten Schalteinrichtung einen gemeinsamen Knoten mit dem sechsten Kondensator und dem achten Kondensator aufweisen. Der zweite Anschluss des achten Kondensators kann an den ersten Anschluss der zweiten Schalteinrichtung angeschlossen sein. Der erste Anschluss des sechsten Kondensators kann an den ersten Anschluss der zweiten Schalteinrichtung angeschlossen sein.

Alternativ oder zusätzlich weist der zweite Anschluss der zweiten Schalteinrichtung einen gemeinsamen Knoten mit dem siebten Kondensator und dem neunten Kondensator auf. Der zweite Anschluss des siebten Kondensators kann an den zweiten Anschluss der zweiten Schalteinrichtung angeschlossen sein. Der erste Anschluss des neunten Kondensators kann an den zweiten Anschluss der zweiten Schalteinrichtung angeschlossen sein.

In bevorzugter Ausgestaltung ist die zweite Schalteinrichtung dazu eingerichtet, die Schaltstrecke zum Einnehmen des ersten Filtermodus leitend zu schalten und/oder zum Einnehmen des zweiten Filtermodus sperrend zu schalten.

In bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stromrichters weist die Filtereinrichtung eine Leiterplatte auf. Auf der Leiterplatte können die ersten bis vierten Kondensatoren angeordnet sein. Auf der Leiterplatte kann auch der fünfte Kondensator angeordnet sein. Auf der Leiterplatte können auch die sechsten bis neunten Kondensatoren angeordnet sein. Auf der Leiterplatte können die ersten bis dritten Anschlüsse der Filtereinrichtung angeordnet sein. Auf der Leiterplatte kann die erste Schalteinrichtung angeordnet sein. Auf der Leiterplatte kann auch die zweite Schalteinrichtung angeordnet sein.

Der erfindungsgemäße Stromrichter kann ferner einen Zwischenkreiskondensator aufweisen, der zwischen die erste Leitung und die zweite Leitung geschaltet ist. Der Zwischenkreiskondensator kann eine wenigstens um den Faktor hundert, bevorzugt den Faktor fünfhundert, größere Kapazität als die größte Kapazität des ersten bis vierten Kondensators aufweisen. Die Kapazität des Zwischenkreiskondensators ist typischerweise, insbesondere um wenigstens um den Faktor zehn, bevorzugt wenigstens um den Faktor fünfzig, größer als die Kapazität des fünften Kondensators. Der erfindungsgemäße Stromrichter kann ferner eine Wandlerschaltung aufweisen, die zwischen die erste Leitung und die zweite Leitung geschaltet ist. Die Wandlerschaltung kann Leistungshalbleiterschalter, die insbesondere als Schaltzelle, Leistungsbrücke oder als B6-Brückenschaltung verschaltet sind, aufweisen, um die zwischen der ersten Leitung und der zweiten Leitung anliegende Spannung in einem Schaltbetrieb zu wandeln. Vorzugsweise ist die Filtereinrichtung auf der der Wandlerschaltung abgewandten Seite des Zwischenkreiskondensators angeordnet.

Der erfindungsgemäße Stromrichter kann ferner induktive Filterelemente aufweisen, die als Längsinduktivitäten in der ersten Leitung und der zweiten Leitung wirken und zwischenkreiskondensatorseitig und/oder gleichspannungseingangsseitig, insbesondere räumlich nah, an der Filtereinrichtung angeordnet sind. Die Filterelemente können durch Ferritkerne, beispielsweise nanokristalline Kerne, Eisenpulverkerne oder andere Kerne aus magnetischem Material, um die Leitungen ausgebildet sein.

Bevorzugt sind parasitäre Induktivitäten entlang der ersten Leitung und der zweiten Leitungen zwischen dem Gleichspannungsanschluss einerseits und dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss der Filtereinrichtung oder den gleichspannungsanschlussseitigen Filterelementen andererseits geringer als parasitäre Induktivitäten zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss der Filtereinrichtung oder den zwischenkreiskondensatorseitigen Filterelementen einerseits und dem Zwischenkreiskondensator andererseits.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Bordnetz für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, aufweisend wenigstens einen zuvor beschriebenen Stromrichter, eine Traktionsbatterie, eine Ladeeinrichtung, die zum Aufladen oder Entladen der Traktionsbatterie an ein fahrzeugexternes elektrisches Netz anschließbar ist, und eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Steuerinformation zum Einnehmen des zweiten Filtermodus bereitzustellen, wenn und/oder solange die Ladeeinrichtung an das fahrzeugexterne elektrische Netz angeschlossen ist.

Somit können vorteilhafterweise in einem Fährbetrieb des Fahrzeugs bzw. des Bordnetzes der Filtermodus vorgegeben und in einem Ladebetrieb der zweite Filtermodus vorgegeben werden.

Die Traktionsbatterie weist bevorzugt eine Nennspannung von wenigstens 400 Volt, bevorzugt wenigstens 600 Volt, besonders bevorzugt wenigstens 800 Volt auf.

Ein Stromrichter des Bordnetzes kann als Wechselrichter ausgebildet sein, der dazu eingerichtet ist, eine elektrische Maschine, insbesondere eine permanent oder elektrisch erregte, Synchronmaschine, ein Axialflussmotor oder eine Asynchronmaschine, zum Antreiben des Fahrzeugs elektrisch mit einer mehrphasigen Wechselspannung zu versorgen.

Ein Stromrichter des Bordnetzes kann einen Teil der Ladeeinrichtung ausbilden und dazu eingerichtet sein, eine vom fahrzeugexternen elektrischen Netz bereitgestellt Gleich- oder Wechselspannung in eine Gleichspannung zum Laden der Traktionsbatterie zu wandeln.

Ein Stromrichter des Bordnetzes kann als Gleichspannungswandler ausgebildet sein, der zum Koppeln des Bordnetzes mit einem weiteren Bordnetz, insbesondere einem Niedervoltbordnetz, des Fahrzeugs eingerichtet ist. Ein Potential des Niedervoltbordnetzes kann dem Bezugspotential entsprechen.

Das Bordnetz kann ferner eine elektrische Leitung, beispielsweise eine elektrisch leitfähige Befestigung oder ein Masseband, aufweisen, mittels welcher die dritte Leitung des wenigstens einen Stromrichters mit einer Karossiere des Fahrzeugs elektrisch leitfähig verbunden ist. Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Diese sind schematische Darstellungen und zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Stromrichters;

Fig. 2 ein Ersatzschaltbild der Filtereinrichtung im ersten Filtermodus gemäß dem Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 ein Ersatzschaltbild der Filtereinrichtung im zweiten Filtermodus gemäß dem Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 eine Prinzipskizze des Stromrichters gemäß dem Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 ein Schaltbild der Filtereinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stromrichters;

Fig. 6 ein Schaltbild der Filtereinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stromrichter; und

Fig. 7 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bordnetzes in einem Fahrzeug.

Fig. 1 ist ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Stromrichters 1 .

Der Stromrichter 1 weist eine erste Leitung 2 für ein erstes Potential 3, eine zweite Leitung 4 für ein zweites Potential 5 und eine dritte Leitung 6 für ein Bezugspotential 7, das auch als Massepotential erachtet werden kann, auf. Exemplarisch ist das erste Potential 3 höher als das zweite Potential 5 und der Stromrichter 1 dazu eingerichtet, mit einer Potentialdifferenz zwischen dem ersten Potential 3 und dem zweiten Potential 5 von 800 Volt betrieben zu werden. Das Bezugspotential 7 liegt exemplarisch zwischen dem ersten Potential 3 und dem zweiten Potential 5.

Der Stromrichter 1 weist ferner eine Filtereinrichtung 8 auf. Konkret dient die Filtereinrichtung 8 als Entstörfilter, also zur Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit des Stromrichters 1 , und ist vorzugsweise nah an einem Gleichspannungsanschluss 9 angeordnet.

Die Filtereinrichtung 8 weist einen ersten Anschluss 10, der an die erste Leitung 2 angeschlossen ist, einen zweiten Anschluss 11 , der an die zweite Leitung 4 angeschlossen ist und einen dritten Anschluss 12, der an die dritte Leitung 6 angeschlossen ist, auf. Außerdem weist die Filtereinrichtung einen ersten Kondensator 13 und einen zweiten Kondensator 14 auf, zwischen denen ein Mittelknoten 15 mit einer elektrisch leitfähigen Verbindung zum dritten Anschluss 12 ausgebildet ist. Die Filtereinrichtung 8 weist ferner einen dritten Kondensator 16 und einen vierten Kondensator 17 auf. Dabei sind erste Anschlüsse der Kondensatoren 13, 14, 16, 17 mit den Bezugszeichen 13a, 14a, 16a, 17a und zweite Anschlüsse der Kondensatoren 13, 14, 16, 17 mit den Bezugszeichen 13b, 14b, 16b, 17b versehen.

Der dritte Kondensator 16 ist zwischen dem ersten Anschluss 13a, der dem Mittelknoten 15 abgewandt ist, des ersten Kondensators 13 und dem ersten Anschluss 10 der Filtereinrichtung 8 geschaltet. Der vierte Kondensator 17 ist zwischen dem zweiten Anschluss 14b, der dem Mittelknoten 15 abgewandt ist, des zweiten Kondensators 14 und dem zweiten Anschluss 11 der Filtereinrichtung 8 geschaltet.

Darüber hinaus weist die Filtereinrichtung 8 eine Schalteinrichtung 19 auf. Die Schalteinrichtung 19 ist dazu eingerichtet, in Abhängigkeit einer Steuerinformation 20 zwischen einem ersten Filtermodus und einem zweiten Filtermodus zu schalten. Im ersten Filtermodus ist ein erster Strompfad 21 für einen Störstrom auf der ersten Leitung 2 vom ersten Anschluss 10, den dritten Kondensator 16, eine Parallelschaltung des ersten Kondensators 13 und des zweiten Kondensators 14 sowie den Mittelknoten 15 zum dritten Anschluss 12 ausgebildet. Im ersten Filtermodus ist ferner ein zweiter Strompfad 22 für einen Störstrom auf der zweiten Leitung 4 vom zweiten Anschluss 11 über den vierten Kondensator 17, die Parallelschaltung des ersten Kondensators 13 und des zweiten Kondensators 14 und den Mittelknoten 15 zum dritten Anschluss 12 ausgebildet. Im zweiten Filtermodus ist eine Admittanz für die Störströme entlang des ersten Strompfads 21 und des zweiten Strompfads 22 gegenüber dem ersten Filtermodus reduziert. Die Strompfade 21 , 22 sind in Fig. 1 rein schematisch durch unterschiedlich strichlierte Linien illustriert.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Strompfade 21 , 22 im zweiten Filtermodus jeweils partiell unterbrochen. Die Unterbrechung des ersten Strompfads 21 ist in einem Schaltungszweig zwischen dem dritten Kondensator

16 und dem zweiten Kondensator 14 vorgesehen. Die Unterbrechung des zweiten Strompfads 22 ist in einem Schaltungszweig zwischen dem vierten Kondensator

17 und dem ersten Kondensator 13 vorgesehen.

Fig. 2 und Fig. 3 sind jeweils ein Ersatzsatzschaltbild der Filtereinrichtung 8, wobei Fig. 2 den ersten Filtermodus zeigt und Fig. 3 den zweiten Filtermodus.

Im ersten Filtermodus sind der erste Kondensator 13 und der zweite Kondensator 14 parallelgeschaltet, sodass sich die Kapazität Ci des ersten Kondensators 13 und die Kapazität C2 des zweiten Kondensators 14 zu einer Gesamtkapazität zwischen einem Schaltungsknoten 23, der im Ersatzschaltbild zwischen dem dritten Kondensator 16 und dem vierten Kondensator 17 liegt, und dem Mittelknoten 15 addieren. In einem Schaltungszweig 24 zwischen dem Schaltungsknoten 23 und dem ersten Anschluss 10 der Filtereinrichtung 8 wirkt die Kapazität C3 des dritten Kondensators 16. In einem Schaltungszweig 25 zwischen dem Schaltungsknoten 23 und dem zweiten Anschluss 11 der Filtereinrichtung 8 wirkt die Kapazität C4 des vierten Kondensator 17. Das so im ersten Filtermodus ausgebildete Konden- satornetzwerk stellt sowohl eine Y-Kapazität zur Filterung von Gleichtaktstörungen als auch eine X-Kapazität zur Filterung von Gegentaktstörungen bereit. Im zweiten Filtermodus sind der erste Kondensator 13 und der dritte Kondensator

16 in einem Schaltungszweig 26 zwischen dem ersten Anschluss 10 der Filtereinrichtung 8 und dem Mittelknoten 15 in Reihe geschaltet. Entsprechend sind im zweiten Filtermodus auch der zweite Kondensator 14 und der vierte Kondensator

17 in einem Schaltungszweig 27 zwischen dem zweiten Anschluss 11 der Filtereinrichtung 8 und dem Mittelknoten 15 in Reihe geschaltet. Im zweiten Filtermodus wirken so Y-Kapazitäten in den Schaltungszweigen 26, 27, wobei die Y-Kapazität im Schaltungszweig 26 den Kehrwehrt der Summe der Kehrwerte von Ci und Cs beträgt und im Schaltungszweig 27 den Kehrwehrt der Summe der Kehrwerte von C2 und C4 beträgt. Damit ist die Y-Kapazität in jedem der Schaltungszweige 26, 27 geringer als die geringste Kapazität im entsprechenden Schaltungszweig 26, 27.

Wieder mit Bezug zu Fig. 1 ist die Filtereinrichtung 8 schaltungstechnisch im vorliegenden Ausführungsbeispiel insbesondere dadurch realisiert, dass der Mittelknoten 15 ein gemeinsamer Knoten des dritten Anschlusses 12 der Filtereinrichtung 8, des dem dritten Kondensator 16 abgewandten und dem zweiten Kondensator 14 zugewandten zweiten Anschlusses 13b des ersten Kondensators 13 und des dem vierten Kondensator 17 abgewandten und dem ersten Kondensator 13 zugewandten ersten Anschlusses 14a des zweiten Kondensators 14 ist. Der Mittelknoten 15 ist an den dritten Anschluss 12 der Filtereinrichtung 8 angeschlossen.

Die Schalteinrichtung 19 weist einen ersten Anschluss 19a, einen zweiten Anschluss 19b und eine zwischen den Anschlüssen 19a, 19b ausgebildete und in Abhängigkeit der Steuerinformation 20 ansteuerbare Schaltstrecke auf. Der erste Anschluss 19a der Schalteinrichtung 19 weist einen gemeinsamen Knoten mit dem ersten Kondensator 13 und dem dritten Kondensator 16 auf. Der erste Anschluss 19a der Schalteinrichtung 19 ist an den ersten Anschluss 13a des ersten Kondensators 13 und an den zweiten Anschluss 16b des dritten Kondensators 16 angeschlossen. Der zweite Anschluss 19b der Schalteinrichtung 19 weist einen gemeinsamen Knoten mit dem zweiten Kondensator 14 und dem vierten Kondensator 17 auf. Der zweite Anschluss 19b der Schalteinrichtung 19 ist an den zweiten Anschluss 14b des zweiten Kondensators 14 und an den ersten Anschluss 17a des vierten Kondensators 17 angeschlossen. Die Schalteinrichtung 19 ist dazu eingerichtet ist, die Schaltstrecke zum Einnehmen des ersten Filtermodus leitend zu schalten und zum Einnehmen des zweiten Filtermodus sperrend zu schalten.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ferner der erste Anschluss 16a des dritten Kondensators 16 an den ersten Anschluss 10 der Filtereinrichtung 8 angeschlossen. Der zweite Anschluss 16b des dritten Kondensators 16 ist an den ersten Anschluss 13a des ersten Kondensators 13 angeschlossen. Der zweite Anschluss 13b des ersten Kondensators 13 ist an den ersten Anschluss 14a des zweiten Kondensators und an den dritten Anschluss 12 der Filtereinrichtung 8 angeschlossen. Der erste Anschluss 14a des zweiten Kondensators 14 ist an den zweiten Anschluss 13b des ersten Kondensators 13 und an den dritten Anschluss 12 der Filtereinrichtung 8 angeschlossen. Der zweite Anschluss 14b des zweiten Kondensators 14 ist an den ersten Anschluss 17a des vierten Kondensators 17 angeschlossen. Der zweite Anschluss 17b des vierten Kondensators 17 ist an den zweiten Anschluss 11 der Filtereinrichtung 8 angeschlossen.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ferner ein fünfter Kondensator 28 mit einem ersten Anschluss 28a und einem zweiten Anschluss 28b vorgesehen. Der fünfte Kondensator 28 ist parallel zu den ersten bis vierten Kondensatoren 13, 14, 16, 17 an den ersten Anschluss 10 der Filtereinrichtung 8 und an den zweiten Anschluss 11 der Filtereinrichtung 8 angeschlossen. Der erste Anschluss 10 der Filtereinrichtung 8, der erste Anschluss 16a des dritten Kondensators 16 und der erste Anschluss 28a des fünften Kondensators 28 bilden dabei einen gemeinsamen Schaltungsknoten aus. Ferner bilden der zweite Anschluss 11 der Filtereinrichtung 8, der zweite Anschluss 17b des vierten Kondensators 17 und der zweite Anschluss 28b des fünften Kondensators 28 einen gemeinsamen Schaltungsknoten aus. Der fünfte Kondensator 28 stellt eine feste X-Kapazität bereit.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Kapazitäten Ci und C4 identisch und kleiner als die Kapazitäten C2 und C3, die ihrerseits identisch sind. Die Kapazität Cs des fünften Kondensators 28 ist wiederum größer als die Kapazitäten C2 und C3. Beispielhafte Werte der Kapazitäten sind Ci = C4 = 20 nF, C2 = C3 = 100 nF, C5 = 1 pF. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel sind die die Kapazitäten Ci und C4 identisch und größer als die Kapazitäten C2 und C3, die ihrerseits identisch sind. Beispielhaft gilt dann Ci = C4 = 100 nF, C2 = C3 = 20 nF, C5 = 1 pF.

Fig. 1 zeigt ferner einen Zwischenkreiskondensator 40, der zwischen die erste Leitung 2 und die zweite Leitung 4 geschaltet ist und dessen Kapazität mindestens 50 pF beträgt, und eine Wandlerschaltung 41 , die zwischen die erste Leitung 2 und die zweite Leitung 4 geschaltet ist. Ersichtlich ist die Filtereinrichtung 8 auf der der Wandlerschaltung 41 abgewandten Seite des Zwischenkreiskondensators 40 angeordnet.

Der Stromrichter 1 weist ferner vier induktive Filterelemente 42, 43, 44, 45 auf, die als Längsinduktivitäten in den Leitungen 2, 4 wirken und beispielsweise durch Ferritkerne, wie nanokristalline Kerne, Eisenpulverkerne oder andere Kerne aus magnetischem Material, um die Leitungen 2, 4 ausgebildet sind. Die Filterelemente 42 bis 45 sind nah an der Filtereinrichtung 8 angeordnet. Die Filterelemente 42, 44 sind bezüglich der Filtereinrichtung 8 gleichspannungseingangsseitig angeordnet. Die Filterelemente 43, 45 sind bezüglich der Filtereinrichtung 8 zwischenkreiskondensatorseitig angeordnet.

Außerdem sind in Fig. 1 schematisch parasitäre Induktivitäten Li _P , Lin entlang der ersten Leitung 2 bzw. der zweiten Leitung 4 zwischen dem Gleichspanungsanschluss 9 und der Filtereinrichtung 8 bzw. den Filterelementen 42, 44 sowie parasitäre Induktivitäten L2 _P , L2n entlang der ersten Leitung 2 bzw. der zweiten Leitung 4 zwischen der Filtereinrichtung 8 bzw. den Filterelementen 43, 45 und dem Zwischenkreiskondensator 40 dargestellt. Die Anordnung der Filtereinrichtung 8 ist dabei vorzugsweise so gewählt, dass Li _P und Lin geringer als L2 _P und L2n sind, um eine möglichst effiziente Filterung zu ermöglichen.

Fig. 4 ist eine Prinzipskizze des Stromrichters 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel. Die Filtereinrichtung 8 weist eine Leiterplatte 50 auf, auf welcher die Anschlüsse 10, 11 , 12, die Kondensatoren 13, 14, 16, 17, 28 und die Schalteinrichtung 19 angeordnet sind. Die erste Leitung 2 und die zweite Leitung 4 sind jeweils durch massive Stromschienen 51 , 52 ausgebildet, die mit den Anschlüssen 10, 11 auf der Leiterplatte 50 kontaktiert sind. An einem ersten Ende der Stromschienen 51 , 52 ist der als Anschlussvorrichtung 53 ausgebildete Gleichspannungsanschluss 9 angeschlossen. An einem zweiten Ende der Stromschienen 51 , 52 ist die Wandlerschaltung 41 angeschlossen. Der Zwischenkreiskondensator 40 ist ebenfalls mit den Stromschienen 51 , 52 kontaktiert und befindet sich, bezogen auf die Länge der Stromschienen 51 , näher an der Wandlerschaltung 41 als an der Fi Itereinrich- tung 8.

Der dritte Anschluss 12 der Filtereinrichtung 8 ist nicht mit den Stromschienen 51 , 52 kontaktiert, sondern mittels eins Befestigungsmittels 54, welches die dritte Leitung 6 ausbildet, an einem Gehäuse 55 des Stromrichters 1 angeschlossen. Das Bezugspotential 7 kann daher auch als Gehäusepotential aufgefasst werden. In dem Gehäuse 55 sind die Leitungen 2, 4 bzw. die Stromschienen 51 , 52, die Filtereinrichtung 8, der Zwischenkreiskondensator 40 und die Wandlerschaltung 41 eingehaust.

Der Stromrichter 1 kann als Wechselrichter, Gleichspannungswandler oder als aktiver Gleichrichter ausgebildet sein. Die Wandlerschaltung 41 weist dazu geeignete Halbleiterschaltelemente auf.

Fig. 5 ist ein Schaltbild der Filtereinrichtung 8 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel des Stromrichters 1. Auf das zweite Ausführungsbeispiel lassen sich alle Angaben zum ersten Ausführungsbeispiel analog übertragen, soweit im Folgenden nichts Abweichendes beschrieben wird. Gleiche oder gleichwirkende Komponenten sind mit identischen Bezugszeichen versehen. Die Filtereinrichtung 8 weist gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zusätzlich einen sechsten Kondensator 63 und einen siebten Kondensator 64 auf, zwischen denen ein zweiter Mittelknoten 65 mit einer elektrisch leitfähigen Verbindung zum dritten Anschluss 12 ausgebildet ist. Die Filtereinrichtung 8 weist ferner einen achten Kondensator 66 und einen neunten Kondensator 67 auf. Dabei sind erste Anschlüsse der Kondensatoren 63, 64, 66, 67 mit den Bezugszeichen 63a, 64a, 66a, 67a und zweite Anschlüsse der Kondensatoren 63, 64, 66, 67 mit den Bezugszeichen 63b, 64b, 66b, 67b versehen.

Der achte Kondensator 66 ist zwischen dem ersten Anschluss 63a, der dem zweiten Mittelknoten 65 abgewandt ist, des sechsten Kondensators 63 und dem ersten Anschluss 10 der Filtereinrichtung 8 geschaltet. Der neunte Kondensator 67 ist zwischen dem zweiten Anschluss 64b, der dem zweiten Mittelknoten 65 abgewandt ist, des siebten Kondensators 64 und dem zweiten Anschluss 11 der Filtereinrichtung 8 geschaltet.

Darüber hinaus weist die Filtereinrichtung 8 eine zweite Schalteinrichtung 69 auf. Die zweite Schalteinrichtung 69 ist dazu eingerichtet, in Abhängigkeit der Steuerinformation 20 zwischen dem ersten Filtermodus und dem zweiten Filtermodus zu schalten. Im ersten Filtermodus ist ein dritter Strompfad 71 für den Störstrom auf der ersten Leitung 2 vom ersten Anschluss 10, den achten Kondensator 66, eine Parallelschaltung des sechsten Kondensators 63 und des siebten Kondensators 64 sowie den zweiten Mittelknoten 65 zum dritten Anschluss 12 ausgebildet. Im ersten Filtermodus ist ferner ein vierter Strompfad 72 für den Störstrom auf der zweiten Leitung 4 vom zweiten Anschluss 11 über den neunten Kondensator 67, die Parallelschaltung des sechsten Kondensators 63 und des siebten Kondensators 64 und den zweiten Mittelknoten 65 zum dritten Anschluss 12 ausgebildet. Im zweiten Filtermodus ist eine Admittanz für die Störströme entlang des dritten Strompfads 71 und des vierten Strompfads 72 gegenüber dem ersten Filtermodus reduziert. Die Strompfade 21 , 22, 71 , 72 sind in Fig. 5 abermals rein schematisch durch strichlierte Linien illustriert. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Strompfade 71 , 72 im zweiten Filtermodus jeweils partiell unterbrochen. Die Unterbrechung des dritten Strompfads 71 ist in einem Schaltungszweig zwischen dem achten Kondensator 66 und dem siebten Kondensator 64 vorgesehen. Die Unterbrechung des vierten Strompfads 72 ist in einem Schaltungszweig zwischen dem neunten Kondensator 67 und dem sechsten Kondensator 63 vorgesehen.

Im ersten Filtermodus sind der sechste Kondensator 63 und der siebte Kondensator 64 parallelgeschaltet, sodass sich die Kapazität Ce des sechsten Kondensators 63 und die Kapazität C? des siebten Kondensators 64 zu einer Gesamtkapazität zwischen einem Schaltungsknoten, der analog zum Schaltungsknoten 23 im Ersatzschaltbild gemäß Fig. 2 zwischen dem achten Kondensator 66 und dem neunten Kondensator 67 liegt, und dem zweiten Mittelknoten 65 addieren. In einem Schaltungszweig, der dem Schaltungszweig 24 gemäß Fig. 2 entspricht, zwischen dem dem Schaltungsknoten 23 entsprechenden Schaltungsknoten und dem ersten Anschluss 10 der Filtereinrichtung 8 wirkt die Kapazität Cs des achten Kondensators 66. In einem Schaltungszweig, der dem Schaltungszweig 25 gemäß Fig. 2 entspricht, zwischen dem dem Schaltungsknoten 23 entsprechenden Schaltungsknoten und dem zweiten Anschluss 11 der Filtereinrichtung 8 wirkt die Kapazität C9 des neunten Kondensators 67. Das so im ersten Filtermodus ausgebildete Kondensatornetzwerk aus dem sechsten bis neunten Kondensatoren 63, 64, 66, 67 stellt sowohl eine Y-Kapazität zur Filterung von Gleichtaktstörungen als auch eine X-Kapazität zur Filterung von Gegentaktstörungen bereit.

Im zweiten Filtermodus sind der sechste Kondensator 63 und der achte Kondensator 66 in einem Schaltungszweig 76 zwischen dem ersten Anschluss 10 der Filtereinrichtung 8 und dem zweiten Mittelknoten 65 in Reihe geschaltet. Entsprechend sind im zweiten Filtermodus auch der siebte Kondensator 64 und der neunte Kondensator 67 in einem Schaltungszweig 77 zwischen dem zweiten Anschluss 11 der Filtereinrichtung 8 und dem zweiten Mittelknoten 65 in Reihe geschaltet. Im zweiten Filtermodus wirken so Y-Kapazitäten in den Schaltungszweigen 76, 77, wobei die Y-Kapazität im Schaltungszweig 76 den Kehrwehrt der Summe der Kehrwerte von Ce und Cs beträgt und im Schaltungszweig 77 den Kehrwehrt der Summe der Kehrwerte von C? und C9 beträgt. Damit ist die Y-Kapa- zität in jedem der Schaltungszweige 76, 77 geringer als die geringste Kapazität im entsprechenden Schaltungszweig 76, 77.

Der zweite Mittelknoten 65 ist ein gemeinsamer Knoten des dritten Anschlusses 12 der Filtereinrichtung 8, des dem achten Kondensator 66 abgewandten und dem siebten Kondensator 64 zugewandten zweiten Anschlusses 63b des sechsten Kondensators 63 und des dem neunten Kondensator 67 abgewandten und dem sechsten Kondensator 63 zugewandten ersten Anschlusses 64a des siebten Kondensators 64. Der zweite Mittelknoten 65 ist an den dritten Anschluss 12 der Filtereinrichtung 8 angeschlossen.

Die zweite Schalteinrichtung 69 weist einen ersten Anschluss 69a, einen zweiten Anschluss 69b und eine zwischen den Anschlüssen 69a, 69b ausgebildete und in Abhängigkeit der Steuerinformation 20 ansteuerbare Schaltstrecke auf. Der erste Anschluss 69a der Schalteinrichtung 69 weist einen gemeinsamen Knoten mit dem sechsten Kondensator 63 und dem achten Kondensator 66 auf. Der erste Anschluss 69a der zweiten Schalteinrichtung 69 ist an den ersten Anschluss 63a des sechsten Kondensators 63 und an den zweiten Anschluss 66b des achten Kondensators 66 angeschlossen. Der zweite Anschluss 69b der zweiten Schalteinrichtung 69 weist einen gemeinsamen Knoten mit dem siebten Kondensator 64 und dem neunten Kondensator 67 auf. Der zweite Anschluss 69b der zweiten Schalteinrichtung 69 ist an den zweiten Anschluss 64b des siebten Kondensators 64 und an den ersten Anschluss 67a des neunten Kondensators 67 angeschlossen. Die zweite Schalteinrichtung 69 ist dazu eingerichtet ist, die Schaltstrecke zum Einnehmen des ersten Filtermodus leitend zu schalten und zum Einnehmen des zweiten Filtermodus sperrend zu schalten.

Der erste Anschluss 66a des achten Kondensators 66 ist an den ersten Anschluss

10 der Filtereinrichtung 8 angeschlossen. Der zweite Anschluss 66b des achten Kondensators 66 ist an den ersten Anschluss 53a des sechsten Kondensators 63 angeschlossen. Der zweite Anschluss 63b des sechsten Kondensators 63 ist an den ersten Anschluss 64a des siebten Kondensators 64 und an den dritten Anschluss 12 der Filtereinrichtung 8 angeschlossen. Der erste Anschluss 64a des siebten Kondensators 64 ist an den zweiten Anschluss 63b des sechsten Kondensators 63 und an den dritten Anschluss 12 der Filtereinrichtung 8 angeschlossen. Der zweite Anschluss 64b des siebten Kondensators 64 ist an den ersten Anschluss 67a des neunten Kondensators 67 angeschlossen. Der zweite Anschluss 67b des neunten Kondensators 67 ist an den zweiten Anschluss 11 der Filtereinrichtung 8 angeschlossen.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Kapazitäten Ce und C9 identisch und die Kapazitäten C7 und Cs identisch. Wenn die Kapazitäten Ci , C4 größer als die Kapazitäten C2, C3 sind, sind die Kapazitäten Ce, C9 kleiner als die Kapazitäten C7, Cs. Wenn die Kapazitäten Ci , C4 kleiner als die Kapazitäten C2, C3 sind, sind die Kapazitäten Ce, C9 größer als die Kapazitäten C7, Cs. Insbesondere sind die Kapazitäten Ci, C4, C7 und Cs identisch und die Kapazitäten C2, C3, Ce, C9 identisch.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel sind die sechsten bis neunten Kondensatoren 63, 64, 66, 67 sowie die zweite Schalteinrichtung 69 ebenfalls auf der Leiterplatte 50 (vgl. Fig. 4) angeordnet.

Fig. 6 ist ein Schaltbild der Filtereinrichtung 8 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel des Stromrichters 1 , das bis auf die folgenden Abweichungen dem zweiten Ausführungsbeispiel entspricht.

Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel weist die Filtereinrichtung 8 zusätzlich einen vierten Anschluss 60, der an die erste Leitung 2 angeschlossen ist, einen fünften Anschluss 61 , der an die zweite Leitung 4 angeschlossen ist, und einen sechsten Anschluss 62, der an die dritte Leitung 6 angeschlossen ist, auf. In diesem Fall ist folgendes vorgesehen: Der zweite Mittelknoten 65 weist eine elektrisch leitfähige Verbindung zum sechsten Anschluss 12 der Filtereinrichtung 8 auf. Der achte Kondensator 66 ist zwischen dem ersten Anschluss 63a des sechsten Kondensators 63 und dem vierten Anschluss 60 der Filtereinrichtung 8 geschaltet. Der neunte Kondensator 67 ist zwischen dem zweiten Anschluss 64b des siebten Kondensators 64 und dem fünften Anschluss 61 der Filtereinrichtung 8 geschaltet. Der dritte Strompfad 71 verläuft vom vierten Anschluss 60 über den achten Kondensator 66, die Parallelschaltung des sechsten Kondensators 63 und des siebten Kondensators 64 sowie den zweiten Mittelknoten 65 zum sechsten Anschluss 62. Der vierte Strompfad 72 verläuft vom fünften Anschluss 61 über den neunten Kondensator 67, die Parallelschaltung des sechsten Kondensators 63 und des siebten Kondensators 64 und den zweiten Mittelknoten 65 zum sechsten Anschluss 62.

Im ersten Filtermodus wirkt die Kapazität Cs in einem Schaltungszweig, der dem Schaltungszweig 24 gemäß Fig. 2 entspricht, zwischen dem dem Schaltungsknoten 23 entsprechenden Schaltungsknoten und dem vierten Anschluss 60. Die Kapazität C9 in einem Schaltungszweig, der dem Schaltungszweig 25 gemäß Fig. 2 entspricht, zwischen dem dem Schaltungsknoten 23 entsprechenden Schaltungsknoten und dem fünften Anschluss 61 . Im zweiten Filtermodus sind der sechste Kondensator 63 und der achte Kondensator 66 in einem Schaltungszweig 76 zwischen dem vierten Anschluss 10 und dem zweiten Mittelknoten 65 in Reihe geschaltet und der siebte Kondensator 64 und der neunte Kondensator 67 in einem Schaltungszweig 77 zwischen dem fünften Anschluss 61 und dem zweiten Mittelknoten 65 in Reihe geschaltet.

Der zweite Mittelknoten 65 ist ein gemeinsamer Knoten des sechsten Anschlusses 62, des zweiten Anschlusses 63b des sechsten Kondensators 63 und des ersten Anschlusses 64a des siebten Kondensators 64. Der zweite Mittelknoten 65 ist an den sechsten Anschluss 62 angeschlossen.

Der erste Anschluss 66a des achten Kondensators 66 ist an den vierten Anschluss 60 der Filtereinrichtung 8 angeschlossen. Der zweite Anschluss 66b des achten Kondensators 66 ist an den ersten Anschluss 63a des sechsten Kondensators 63 angeschlossen. Der zweite Anschluss 63b des sechsten Kondensators 63 ist an den ersten Anschluss 64a des siebten Kondensators 64 und an den sechsten Anschluss 62 angeschlossen. Der erste Anschluss 64a des siebten Kondensators 64 ist an den zweiten Anschluss 63b des sechsten Kondensators 63 und an den sechsten Anschluss 62 angeschlossen. Der zweite Anschluss 64b des siebten Kondensators 64 ist an den ersten Anschluss 67a des neunten Kondensators 67 angeschlossen. Der zweite Anschluss 67b des neunten Kondensators 67 ist an den fünften Anschluss 61 angeschlossen.

Beim dritten Ausführungsbeispiel können alle Kondensatoren 13, 14, 16, 17, 28, 63, 64, 66, 67 und die Schalteinrichtungen 19, 69 nebst den Anschlüssen 10, 11 , 12, 60, 61 , 62 auf der Leiterplatte 50 (vgl. Fig. 4 angeordnet sein). Alternativ ist es auch möglich, dass die sechsten bis neunten Kondensatoren 63, 64, 66, 67, die zweite Schalteinrichtung 69 und die vierten bis sechsten Anschlüsse 60, 61 , 62 auf einer zusätzlichen Leiterplatte (nicht gezeigt) angeordnet sein.

Im Übrigen lassen sich das zweite und dritte Ausführungsbeispiel auch in der Weise kombinieren, dass nur ein Teil der Anschluss 60, 61 , 62 als separate Anschlüsse ausgebildet sind und ein Teil der Anschlüsse identisch mit den Anschlüssen 10, 11 , 12 sind. So können der vierte Anschluss 60 identisch mit dem ersten Anschluss 10 und der fünfte Anschluss 61 identisch mit dem zweiten Anschluss 11 sein und der sechste Anschluss 62 zusätzlich zum dritten Anschluss 12 vorgesehen sein. Es können auch der vierte Anschluss 60 und der fünfte Anschluss 61 zusätzlich zum ersten Anschluss 10 und zum zweiten Anschluss 12 vorgesehen sein und der dritte und sechste Anschluss 12, 62 identisch sein.

Fig. 7 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Bordnetzes 101 in einem Fahrzeug 100.

Das Bordnetz 101 weist eine Traktionsbatterie 102 mit einer Nennspannung von beispielsweise 800 Volt, eine Ladeeinrichtung 103, die die zum Aufladen oder Entladen der Traktionsbatterie 102 an ein fahrzeugexternes elektrisches Netz 104 anschließbar ist, sowie eine Steuereinrichtung 105, die zum Bereitstellen der Steuerinformation 20 eingerichtet ist, auf. Das Bordnetz 101 kann als Hochvoltbordnetz erachtet werden, da seine Betriebsspannung regelmäßig über 60 V liegt.

Das Bordnetz 101 weist einen Stromrichter 1 gemäß einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele auf, der als Wechselrichter ausgebildet ist. Der Stromrichter 1 ist dazu eingerichtet, eine elektrische Maschine 106 des Bordnetzes 101 zum Antreiben des Fahrzeugs 100 elektrisch mit einer mehrphasigen Wechselspannung zu versorgen. Die elektrische Maschine 106 ist beispielsweise eine permanent oder elektrisch erregte Synchronmaschine, eine Axialflussmaschine oder eine Asynchronmaschine.

Das Bordnetz 101 weist einen weiteren Stromrichter 1a gemäß dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel auf, der als aktiver Gleichrichter oder als Gleichspannungswandler ausgebildet ist und einen Teil der Ladeeinrichtung 103 ausbildet. Der Stromrichter 1a ist dazu eingerichtet, eine vom fahrzeugexternen elektrischen Netz 104 bereitgestellte Gleich- bzw. Wechselspannung in eine Gleichspannung zum Laden der Traktionsbatterie 102 zu wandeln.

Das Bordnetz 101 weist einen weiteren Stromrichter 1 b gemäß dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel auf, der als Gleichspannungswandler ausgebildet ist. Der Stromrichter 1 b ist zum Koppeln des Bordnetzes 101 mit einem weiteren Bordnetz 107 des Fahrzeugs 100 eingerichtet. Das weitere Bordnetz 107 ist beispielsweise ein Niedervoltbordnetz mit einer Betriebsspannung von unter 60 Volt, beispielsweise 12 Volt, 24 Volt oder 48 Volt.

Die Steuereinrichtung 105 kommuniziert über eine durch einen Doppelpfeil symbolisierte Signalleitung mit der Ladeeinrichtung 103. Die Steuereinrichtung 105 ist dazu eingerichtet, den Stromrichtern 1 , 1 a, 1 b die Steuerinformation 20 zum Einnehmen des zweiten Filtermodus bereitzustellen, wenn und solange die Ladeeinrichtung 103 an das fahrzeugexterne elektrische Netz 104 angeschlossen ist. Der zweite Filtermodus kann also insbesondere als Lademodus aufgefasst werden.

Die Steuerinformation 20 wird hingegen insbesondere dann zum Einnehmen des ersten Filtermodus bereitgestellt, wenn die Ladeeinrichtung 103 vom fahrzeugex- ternen elektrischen Netz 104 getrennt ist und wenn das Fahrzeug 100 fährt. Der erste Filtermodus kann daher auch als Fahrmodus aufgefasst werden.

Das Bordnetz 101 kann ferner elektrische Leiter aufweisen, mittels welcher die dritte Leitung 6 (siehe Fig. 1 ) eines jeweiligen Stromrichters 1 , 1 a, 1 b mit einer Ka- rossiere 108 des Fahrzeugs 101 elektrisch leitfähig verbunden ist, sodass das Be- zugspotential 7 auch als Karosseriepotential aufgefasst werden kann. Dieses ist gleichzeitig eines der Potentiale des weiteren Bordnetzes 107.

Das Fahrzeug 100 kann dementsprechend als batterieelektrisches Fahrzeug (BEV) oder als Hybridfahrzeug ausgebildet sein.