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Title:
ALTERNATING-CURRENT CHARGING DEVICE FOR A MOTOR VEHICLE, AND METHOD FOR OPERATING AN ALTERNATING-CURRENT CHARGING DEVICE FOR A MOTOR VEHICLE, AND MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/170476
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an alternating-current charging device (2) for a motor vehicle (1), comprising a neutral conductor (6), at least one phase conductor (7, 8, 9), and at least one rectifier (13, 18), in which the neutral conductor (6) and the phase conductor (7, 8, 9) are connected to the rectifier and the rectifier is also electrically connected to at least one filter capacitor (14, 16), and the alternating-current charging device (2) comprises a pre-charging circuit (20) arranged between a mains connection (33, 34, 35, 36) of the alternating-current charging device (2) and the filter capacitor (14, 16, 19), which is designed to pre-charge the filter capacitor (14, 16), the phase conductor (7) being electrically connected, in a connection section (37), to at least one other phase conductor (8, 9) of the alternating-current charging device (2) by means of a tie line (25, 28), the tie line (25, 28) comprising a tie switch (26, 29) for separating the phase conductor (7) and the other phase conductor (8, 9), and the pre-charging circuit (20) is arranged between a mains connection (33) of a first phase conductor (7) of the phase conductors (7, 8, 9) and the connection section (37).

Inventors:
PFEILSCHIFTER, Franz (Alte Nürnberger Str. 51, Regensburg, 93059, DE)
GÖTZENBERGER, Martin (Welserstraße 20, Ingolstadt, 85051, DE)
MÜHLBAUER, Klaus (Schönfußstraße 5, Friedenfels, 95688, DE)
Application Number:
EP2019/054740
Publication Date:
September 12, 2019
Filing Date:
February 26, 2019
Export Citation:
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Assignee:
CPT GROUP GMBH (Vahrenwalder Straße 9, Hannover, 30165, DE)
International Classes:
B60L3/00; B60L3/04; B60L53/14; B60L53/22; H02J7/02
Domestic Patent References:
WO2017159078A12017-09-21
Foreign References:
JP2015033233A2015-02-16
JP2007282359A2007-10-25
KR20180000234A2018-01-02
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
WALDMANN, Alexander (Postfach 22 16 39, München, 80506, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Wechselstromladevorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einem Neutralleiter (6), zumindest einem Phasenleiter (7, 8, 9) und zumindest einem Gleichrichter (13, 18), der an den der Neutralleiter (6) und der Phasenleiter (7, 8, 9) an geschlossen ist, und der ferner mit zumindest einem Glät tungskondensator (14, 16) elektrisch verbunden ist, wobei die Wechselstromladevorrichtung (2) eine zwischen einem

Stromnetzanschluss (33, 34, 35, 36) der Wechselstromlade vorrichtung (2) und dem Glättungskondensator (14, 16, 19) angeordnete Vorladeschaltung (20) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, den Glättungskondensator (14, 16) vorzu laden, wobei der Phasenleiter (7) in einem Verbindungsab schnitt (37) mit mindestens einem weiteren Phasenleiter (8, 9) der Wechselstromladevorrichtung (2) mittels einer Querverbindungsleitung (25, 28) elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass

die Querverbindungsleitung (25, 28) einen Querverbin dungsschalter (26, 29) zum Trennen des Phasenleiters (7) und des weiteren Phasenleiters (8, 9) aufweist, und die Vor ladeschaltung (20) zwischen einem Stromnetzanschluss (33) eines ersten Phasenleiters (7) der Phasenleiter (7, 8, 9) und dem Verbindungsabschnitt (37) angeordnet ist.

2. Wechselstromladevorrichtung (2) nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Wechselstromladevorrichtung (2) die Vorladeschaltung (20) zwischen dem Stromnetzanschluss (33) des ersten Pha senleiters (7) und dem Verbindungsabschnitt (37) als ins gesamt einzige Vorladeschaltung aufweist .

3. Wechselstromladevorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorladeschaltung (20) zumindest einen Transistor (22) und einen Vorladewiderstand aufweist, die miteinander in Reihe verbunden sind.

4. Wechselstromladevorrichtung (2) nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Transistor (22) selbstsperrend ausgebildet ist.

5. Wechselstromladevorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Vorladeschaltung (20) eine Diode (23) und einen Vor ladewiderstand aufweist, die miteinander in Reihe verbunden sind .

6. Wechselstromladevorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Diode (23) bezüglich des Glättungskondensators (14, 16, 19) vor dem Transistor (22) angeordnete ist.

7. Verfahren zum Betreiben einer Wechselstromladevorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1), bei welchem folgende Schritte durchgeführt werden:

a) Öffnen eines Netztrennschütz (24) eines ersten Pha senleiters (7) der Wechselstromladevorrichtung (2), welcher ein Stromnetz (3) mit einem Gleichrichter (13, 18) der Wechselstromladevorrichtung (2) elektrisch ver bindet, falls das Netztrennschütz (24) nicht geöffnet ist ;

b) Beaufschlagen der Wechselstromladevorrichtung (2) mit elektrischer Spannung des Stromnetzes (3), wobei der Phasenleiter (7) der Wechselstromladevorrichtung (2) in einem Verbindungsabschnitt (37) mit mindestens einem weiteren Phasenleiter (8, 9) der Wechselstromladevor richtung (2) mittels einer Querverbindungsleitung (25, 28) elektrisch verbunden ist;

c) Vorladen zumindest eines Glättungskondensators (14, 16, 19) der Wechselstromladevorrichtung (2) durch eine zwischen einem Stromnetzanschluss (33) des ersten Phasenleiters (7) und dem Verbindungsabschnitt

( 37 ) angeordnete Vorladeschaltung (20); und

d) Schließen des Netztrennschützes (24), falls der Glät tungskondensator (14, 16, 19) vorgeladen ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, dass

im Schritt c) der Glättungskondensator (14, 16, 19) in einem ersten Zweig (10) der Wechselstromladevorrichtung (2) vorgeladen wird während ein erster Querverbindungs Schalter (26, 29) der ersten Querverbindungsleitung (25) geöffnet ist, wobei der erste Querverbindungsschalter (26) nach dem Vorladen des Glättungskondensators (14, 16, 19) im ersten Zweig (10) geschlossen wird, und zumindest ein Glättungs kondensator (14, 16, 19) in einem zweiten Zweig (11) der Wechselstromladevorrichtung (2) vorgeladen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

im Schritt c) der Glättungskondensator (14, 16, 19) im zweiten Zweig (11) der Wechselstromladevorrichtung (2) vorgeladen wird während ein zweiter Querverbindungsschalter (29) einer zweiten Querverbindungsleitung (28) geöffnet ist, wobei der zweite Querverbindungsschalter (29) geschlossen wird und zumindest ein Glättungskondensator (14, 16, 19) in einem dritten Zweig (12) der Wechselstromladevorrichtung (2 ) vorgeladen wird.

10. Kraftfahrzeug mit einer Wechselstromladevorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.

Description:
Beschreibung

Wechselstromladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Wechselstromladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft eine Wechselstromladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Wechselstromladevorrichtung eine Vorladeschaltung für einen Glättungskondensator aufweist, sowie ein Fahrzeug mit einer derartigen Wechselstromladevorrichtung.

Wechselstromladevorrichtungen sind bekannt. Durch eine Wech selstromladevorrichtung kann ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs mit Energie versorgt werden oder aber ein Traktionsakkumulator des Kraftfahrzeugs geladen werden. Die Wechselstromladevor richtung ist dazu ausgebildet, Wechselstrom aus einem Stromnetz aufzunehmen und Gleichstrom an ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs abzugeben .

Üblicherweise weist die Wechselstromladevorrichtung mindestens einen Glättungskondensator auf. Durch den Glättungskondensator wird eine Restwelligkeit bzw. ein Wechselstromanteil, welcher nach dem Gleichrichten des Wechselstroms verbleibt, reduziert. Der Glättungskondensator nimmt Wechselspannungskomponenten auf (bzw. schließt diese kurz), die aufgrund der pulsierenden Gleichspannung bestehen. Der Glättungskondensator wird übli cherweise vor dem Schließen eines Netztrennschützes, welches eine Verbindung zwischen einem Stromnetz und dem Glättungs kondensator herstellt, durch eine Vorladeschaltung vorgeladen. Die Vorladeschaltung weist dabei üblicherweise nur einen Vorladewiderstand auf, der den Aufladestrom begrenzt, bevor der eigentliche Ladevorgang für das Bordnetz des Fahrzeugs durch das Schließen des Netztrennschützes beginnt. Durch das Vorladen wird der Glättungskondensator verzögert auf das Spannungsniveau des Stromnetzes gebracht. Durch die Vorladeschaltung wird somit ein abruptes Durchschlagen der Spannung des Stromnetzes auf den Glättungskondensator vermieden, insbesondere aufgrund der Strombegrenzung durch den Vorladewiderstand.

Ein Nachteil der bekannten Vorladeschaltung ist, dass für alle Phasen Wechselstromladevorrichtung jeweils eine Vorla deschaltung vorgesehen wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Wechselstrom ladevorrichtung, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zu schaffen, mit welcher bzw. mit welchem bzw. bei welchem eine Wechselstromladevorrichtung einfacher ausgebildet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Wechselstromladevorrichtung, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren gemäß den unabhängigen An sprüchen gelöst.

Eine erfindungsgemäße Wechselstromladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug weist einen Neutralleiter, zumindest einen Phasenleiter, insbesondere drei Phasenleiter, und zumindest einen, insbesondere passiven, Gleichrichter auf. Der

Neutralleiter und der Phasenleiter sind an den Gleichrichter angeschlossen, insbesondere an eine Wechselspannungsseite des Gleichrichters. Ein Glättungskondensator ist parallel mit der Gleichspannungsseite des Gleichrichters verbunden. Weiterhin weist die Wechselstromladevorrichtung eine zwischen einem Stromnetzanschluss der Wechselstromladevorrichtung und dem, vorzugsweise vom Stromnetzanschluss des Phasenleiters aus betrachteten ersten, Glättungskondensator angeordnete Vorla deschaltung auf. Die Vorladeschaltung ist dazu ausgebildet den Glättungskondensator vorzuladen. Die Vorladeschaltung ist an die Gleichspannungsseite des Gleichrichters angeschlossen. Die Vorladeschaltung ist dem Stromnetzanschluss nachgeschaltet. Die Vorladeschaltung ist zwischen dem Stromnetzanschluss und dem Gleichrichter angeschlossen und verbindet vorzugsweise diese Komponenten. Der Gleichrichter ist über einen Netztrennschütz mit dem Stromnetzanschluss verbunden. Die Vorladeschaltung ist parallel zu dem Netztrennschütz angeschlossen. Ist der Netz trennschütz offen, so ist vorzugsweise führt der einzige zum Gleichrichter bzw. Glättungskondensator führende Strompfad über die Vorladeschaltung. Die Vorladeschaltung ist insbesondere schaltbar, beispielsweise mittels eines Transistors, der in Serie mit einem Vorladewiderstand der Vorladeschaltung verbunden ist. Bei geöffnetem Transistor und geöffnetem Schütz ist der Stromnetzanschluss von dem Gleichrichter abgetrennt. Die Vorladeschaltung ist somit schaltbar. Ferner ist die Vorla deschaltung eine passive Vorladeschaltung und ist insbesondere ohne eigene Spannungsguelle und ohne Wandler ausgebildet.

Der Phasenleiter ist in einem Verbindungsabschnitt mit min destens einem weiteren Phasenleiter der Wechselstromladevor richtung mittels einer Querverbindungsleitung verbunden.

Weiterhin weist die Querverbindungsleitung einen Querverbin dungsschalter zum Trennen des Phasenleiters und des weiteren Phasenleiters auf. Als ein wichtiger Gedanke der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Vorladeschaltung zwischen einem Stromnetzanschluss eines ersten Phasenleiters der Phasenleiter und dem Verbindungsabschnitt angeordnet ist .

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass die Wech selstromladevorrichtung einfacher ausgebildet werden kann, wenn die Vorladeschaltung zwischen dem Stromnetzanschluss des ersten Phasenleiters und dem Verbindungsabschnitt angeordnet ist.

Durch die Anordnung der Vorladeschaltung zwischen dem Strom netzanschluss des ersten Phasenleiters und dem Verbindungs abschnitt kann auf weitere Vorladeschaltungen in den weiteren Phasenleitern, insbesondere einem zweiten Phasenleiter oder einem dritten Phasenleiter der Phasenleiter, oder in der Querverbindungsleitung oder im Neutralleiter verzichtet werden. Durch die Anordnung der Vorladeschaltung zwischen dem Strom netzanschluss des ersten Phasenleiters und dem Verbindungs abschnitt reicht dann nur eine einzige Vorladeschaltung aus, um die Wechselstromladevorrichtung sicher mit drei Zweigen, und beispielsweise nur einem an das Stromnetz angeschlossenen Phasenleiter, betreiben zu können. Durch die Anordnung der Vorladeschaltung im Neutralleiter können also beispielsweise zwei Vorladeschaltungen eingespart werden.

Es kann eine Steuerung vorgesehen sein, die eingerichtet ist, zunächst die Vorladeschaltung zu aktivieren, insbesondere durch Schließen des Transistors der Vorladeschaltung, und die ein gerichtet ist, nach dem Schließen des Transistors alle Quer verbindungsleitungen gleichzeitig oder einzeln nacheinander oder gruppenweise nacheinander zu schließen. Dadurch werden auch die Glättungskondensatoren von Phasen geladen, die nicht über eine eigene Vorladeschaltung verfügen. Dies wird ermöglicht durch den geschalteten Stromfluss über den Verbindungsabschnitt .

Die Wechselstromladevorrichtung ist insbesondere als drei phasige Drehstromladevorrichtung ausgebildet. Insbesondere weist die Wechselstromladevorrichtung dadurch drei Phasenleiter auf. Jeder der Phasenleiter kann die Vorladeschaltung mit einem Transistor aufweisen. Damit kann der Stromnetzanschluss jedes einzelnen Phasenleiters spannungsfrei geschaltet werden, falls der jeweilige Stromnetzanschluss nicht mit dem Stromnetz verbunden ist .

Weiterhin ist die Wechselstromladevorrichtung mit zumindest einer Querverbindungsleitung ausgebildet, so dass zumindest zwei Phasenleiter über die Querverbindungsleitung miteinander verbunden sind. Vorteilhaft ist dies, da mehrere Zweige der Wechselstromladevorrichtung durch die Querverbindungsleitung genutzt werden können, selbst wenn die Wechselstromladevor richtung nur mit einem einzigen Phasenleiter mit dem Stromnetz verbunden ist .

Insbesondere weist die Vorladeschaltung zumindest einen Vor ladewiderstand auf. Die Vorladeschaltung kann parallel zu einem Netztrennschütz angeordnet sein. Die Vorladeschaltung kann über einen in Serie geschalteten Transistor verfügen, der insbe sondere eingerichtet ist, den Strompfad durch die Vorla deschaltung vollständig aufzutrennen. Der Vorladewiderstand ist in Serie zu dem Transistor geschaltet. Die sich ergebende Reihenschaltung aus Transistor und Vorladewiderstand ist pa rallel zu dem Netztrennschütz angeschlossen bzw. überbrückt diesen. Sind der Netztrennschütz und der Transistor geöffnet, dann ist die betreffende Phase vollständig vom Stromnetzan schluss getrennt.

Bei Anlegen einer Spannung an den Stromnetzanschluss über das Stromnetz wird also zuerst der Glättungskondensator über die Vorladeschaltung, also über den Vorladewiderstand, und ins besondere den geschlossenen Transistor, vorgeladen. Während dem Vorladen ist das Netztrennschütz des Phasenleiters geöffnet. Das Netztrennschütz wird vorzugsweise erst dann geschlossen, wenn der Glättungskondensator ausreichend über die Vorladeschaltung vorgeladen ist.

Weiterhin vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Vorla deschaltung zumindest einen, insbesondere normal sperrenden bzw. selbst sperrenden, Transistor aufweist . Durch den Transistor kann der Stromnetzanschluss der Wechselstromladevorrichtung spannungsfrei geschaltet werden. Der Transistor ist weiterhin vorteilhaft, da ansonsten beim Schließen eines Querverbin- dungsschalters der Querverbindungsleitung guasi ein Netz kurzschluss über einen Vorladewiderstand vorliegen kann. Das Kraftfahrzeug kann dadurch sicherer betrieben werden.

Der Verbindungsabschnitt ist auf einer Seite der Vorla deschaltung vorgesehen, die dem Stromnetzanschluss abgewandt ist. Dadurch kann bei offener Vorladeschaltung kein Strom über den Verbindungsabschnitt fließen.

Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Vorladeschaltung eine, insbesondere bezüglich des Glättungskondensators vor dem Transistor angeordnete, Diode aufweist. Die Diode ist in Richtung vom passiven Gleichrichter zum Stromnetzanschluss sperrend ausgebildet. Durch die Diode kann verhindert werden, dass ausgelöst durch den Netzsinus Strom über die Vorladeschaltung zurück fließt, also vom Glättungskondensator in Richtung Stromnetzanschluss. Durch die Diode kann selbst bei ge schlossenem Transistor kein Strom über die Vorladeschaltung vom Glättungskondensator in Richtung des Stromnetzanschlusses zurückfließen. Die Wechselstromladevorrichtung kann dadurch sicherer betrieben werden. Weiterhin kann die Wechselstrom ladevorrichtung dadurch in einfacher Weise mit den Querver bindungsleitungen ausgebildet sein. Die Diode und der Transistor sowie der Vorladewiderstand in Reihe geschaltet. Die Diode ist über den Transistor mit dem Vorladewiderstand verbunden. Die Diode ist vorzugsweise mit dem Netzanschluss verbunden und der Widerstand ist mit Gleichrichter verbunden, wobei dies auch umgekehrt vorgesehen sein kann. Anstatt der Diode kann auch der Transistor mit dem Stromnetzanschluss verbunden sein, wobei dann der Transistor über die Diode mit dem Widerstand verbunden ist. Schließlich kann der Transistor mit dem Stromnetzanschluss verbunden sein und über die Diode und den Vorladewiderstand (in dieser oder in umgekehrter Reihenfolge) mit dem Gleichrichter verbunden sein. Der Transistor ist insbesondere ein MOSFET . Der Transistor weist eine Inversdiode auf. Die Sperrrichtung der Inversdiode ist entgegengesetzt zu der Sperrrichtung der Diode. Dadurch wird eine volle Sperrung durch den Transistor bei jeder Phasenlage bzw. Polarität der Spannung am Stromnetzanschluss ermöglicht. Wie erwähnt überbrückt die Vorladeschaltung das Trennschütz und ermöglicht einen vollständige Abtrennung oder eine Begrenzung des Ladestroms.

Ergänzend weist die Querverbindungsleitung vorzugsweise einen Querverbindungsschalter zum Trennen des Phasenleiters und des weiteren Phasenleiters auf.

Durch die Querverbindungsleitung können die Phasenleiter miteinander verbunden werden. Das Verbinden ist insbesondere dann vorgesehen, wenn lediglich einer der Phasenleiter mit dem Stromnetz verbunden ist, aber mehrere Zweige der Wechsel stromladevorrichtung zum Laden genutzt werden sollen. So kann durch die Querverbindungsleitung auch beispielsweise mit einer höheren Stromstärke als 16 A geladen werden, da jeder einzelne Zweig der Wechselstromladevorrichtung beispielsweise nur auf höchstens 16 A ausgelegt ist . So kann es beispielsweise sein, dass nicht der richtige Ladeanschluss vorhanden ist, um den

Stromnetzanschluss der Wechselstromladevorrichtung mit mehr als einem Phasenleiter zu verbinden. So wird das Stromnetz dann lediglich mit einem einzigen Stromnetzanschluss, insbesondere des ersten Phasenleiters, elektrisch verbunden . Die Stromstärke, mit welcher das Bordnetz des Kraftfahrzeugs gespeist, insbe sondere ein Akkumulator des Kraftfahrzeugs geladen, wird, kann aber trotz dem Netzanschluss an nur einem Stromnetzanschluss des Phasenleiters bzw. einem Pin eines Steckanschlusses der Wechselstromladevorrichtung, mit vorzugsweise dreimal 16 A geladen werden. Also mit einer dreifach höheren Stromstärke als wenn nur ein Zweig anstelle von drei Zweigen zum Laden genutzt werden würden . Die Querverbindungsleitung weist insbesondere weiterhin den Querverbindungsschalter auf. Durch den Querverbindungs Schalter kann die Querverbindungsleitung unterbrochen werden.

Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Vorladeschaltung parallel zum Netztrennschütz ausgebildet ist. Durch die pa rallele Anordnung der Vorladeschaltung zum Netztrennschütz kann der Glättungskondensator über die Vorladeschaltung mit Energie aus dem Stromnetz vorgeladen werden, falls das Netztrennschütz und/oder die Netztrennschaltung geöffnet ist.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren, bei welchem eine Wechselstromladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug betrieben wird. Es werden folgende Schritte durchgeführt:

a) Öffnen eines Netztrennschütz eines ersten Phasenleiters der Wechselstromladevorrichtung, welcher ein Stromnetz mit einem, insbesondere passiven, Gleichrichter der Wechsel stromladevorrichtung elektrisch verbindet, falls das Netztrennschütz nicht geöffnet ist;

b) Beaufschlagen der Wechselstromladevorrichtung mit

elektrischer Spannung des Stromnetzes, wobei der Phasenleiter der Wechselstromladevorrichtung in einem Verbindungsab schnitt mit mindestens einem weiteren Phasenleiter der Wechselstromladevorrichtung mittels einer Querverbin dungsleitung elektrisch verbunden ist;

c) Vorladen zumindest eines Glättungskondensators der Wech selstromladevorrichtung durch eine zwischen einem Strom netzanschluss des ersten Phasenleiters und dem Verbin dungsabschnitt angeordnete Vorladeschaltung; und

d) Schließen des Netztrennschützes, falls der Glättungskon densator vorgeladen ist. Insbesondere ist die Wechselstromladevorrichtung während des Verfahrens bzw. des Betriebs nur durch den Stromnetzanschluss des ersten Phasenleiters mit dem Stromnetz elektrisch verbunden. Der Stromnetzanschluss des zweiten Phasenleiters und der Strom netzanschluss des dritten Phasenleiters sind insbesondere nicht mit dem Stromnetz elektrisch verbunden.

Vorzugweise ist es vorgesehen, dass im Schritt c) der Glät tungskondensator in einem ersten Zweig der Wechselstromlade vorrichtung vorgeladen wird während ein erster Querverbin dungsschalter der ersten Querverbindungsleitung geöffnet ist, wobei der erste Querverbindungs Schalter nach dem, insbesondere vollständigen, Vorladen des Glättungskondensators im ersten Zweig geschlossen wird, und zumindest ein Glättungskondensator in einem zweiten Zweig der Wechselstromladevorrichtung vor geladen wird. Dadurch können die Glättungskondensatoren se quentiell vorgeladen werden. Es werden also vorzugsweise zuerst die Glättungskondensatoren des ersten Zweigs vorgeladen und dann, nachdem die Vorladung der Glättungskondensatoren des ersten Zweigs abgeschlossen ist, werden die Glättungskonden satoren des zweiten Zweigs vorgeladen. Vorteilhaft ist dies, da der Vorladewiderstand der Vorladeschaltung dadurch nur für den Strom eines einzigen Zweigs ausgelegt sein muss. Der Vorla dewiderstand und somit die Wechselstromladevorrichtung kann somit günstiger und kompakter ausgebildet werden. Das Öffnen und das Schließen kann von einer Steuerung vorgesehen werden, die mit den betreffenden Schaltern ansteuernd verbunden ist.

Weiterhin vorzugsweise ist es vorgesehen, dass im Schritt c) der Glättungskondensator im zweiten Zweig der Wechselstromlade vorrichtung vorgeladen wird während ein zweiter Querverbin dungsschalter einer zweiten Querverbindungsleitung geöffnet ist, wobei, insbesondere der erste Querverbindungsschalter nach dem, insbesondere vollständigen, Vorladen des Glättungskon- densators im zweiten Zweig geöffnet wird und, der zweite Querverbindungsschalter geschlossen wird und zumindest ein Glättungskondensator in einem dritten Zweig der Wechsel stromladevorrichtung vorgeladen wird. Nach dem zweiten Zweig können dadurch also auch die Glättungskondensatoren des dritten Zweigs separat von den Glättungskondensatoren des ersten Zweigs und des zweiten Zweigs vorgeladen werden. Vorteilhaft ist dies wiederum, da der Vorladewiderstand der Vorladeschaltung dadurch nur für den Strom eines einzigen Zweigs ausgelegt sein muss. Der Vorladewiderstand und somit die Wechselstromladevorrichtung kann somit günstiger und kompakter ausgebildet werden.

Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einer er findungsgemäßen Wechselstromladevorrichtung. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildet.

Vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Wechsel stromladevorrichtung oder des Kraftfahrzeugs sind als vor teilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens an zusehen. Die gegenständlichen Komponenten der Wechselstrom ladevorrichtung oder des Kraftfahrzeugs sind jeweils dazu ausgebildet, die jeweiligen Verfahrensschritte durchzuführen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsichtdarstellung eines

Kraftfahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen WechselstromladeVorrichtung; Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungs beispiels der Wechselstromladevorrichtung mit einer Vorladeschaltung mit einem Vorladewiderstand und zwei Querverbindungsleitungen mit jeweils einem Quer verbindungsschalter; und

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines weiteren Aus führungsbeispiels der Wechselstromladevorrichtung mit der Vorladeschaltung mit einem Transistor.

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 in schematischer Drauf sichtdarstellung mit einer Wechselstromladevorrichtung 2. Die Wechselstromladevorrichtung 2 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel im Ladezustand und an ein Stromnetz 3 angeschlossen. Das Stromnetz 3 stellt Wechselstrom bereit. Weiterhin ist die Wechselstromladevorrichtung über ein Bordnetz 4 des Kraft fahrzeugs 1 mit einem Traktionsakkumulator 5 des Kraftfahrzeugs 1 elektrisch verbunden. Das Bordnetz 4 ist gemäß dem Ausfüh rungsbeispiel als Hochvoltbordnetz mit beispielsweise 400 V ausgebildet .

Fig. 2 zeigt die Wechselstromladevorrichtung 2. Die Wechsel stromladevorrichtung 2 weist einen Neutralleiter 6, einen ersten Phasenleiter 7, einen zweiten Phasenleiter 8 und einen dritten Phasenleiter 9 auf. Der Neutralleiter 6 sowie der erste Pha senleiter 7 sind mit dem Stromnetz 3 elektrisch verbunden. Der zweite Phasenleiter 8 und der dritte Phasenleiter 9 sind hingegen gemäß dem Ausführungsbeispiel nicht direkt, sondern insbesondere nur über den ersten Phasenleiter 7, mit dem Stromnetz 3 verbunden. Der erste Phasenleiter 7 ist mit einem ersten Zweig 10 der Wechselstromladevorrichtung 2 elektrisch verbunden. Der zweite Phasenleiter 8 ist mit einem zweiten Zweig 11 der Wechsel stromladevorrichtung 2 direkt elektrisch verbunden. Der dritte Phasenleiter 9 ist mit einem dritten Zweig 12 der Wechsel stromladevorrichtung 2 direkt elektrisch verbunden. Der erste Zweig 10 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel identisch zum zweiten Zweig 11 oder zum dritten Zweig 12 ausgebildet. Im Weiteren wird der erste Zweig 10 beispielhaft für die zwei weiteren Zweige 11, 12 beschrieben.

Der erste Zweig 10 der Wechselstromladevorrichtung weist einen ersten passiven Gleichrichter 13, einen ersten Glättungskon densator 14, einen Gleichspannungswandler 15, einen zweiten Glättungskondensator 16, einen Inverter 17, einen zweiten Gleichrichter 18 und einen dritten Glättungskondensator 19 auf. Zwischen dem Inverter 17 und dem zweiten Gleichrichter 18 kann ein Transformator angeordnet sein. Der Transformator kann zur galvanischen Trennung von dem Stromnetz 3 und dem Bordnetz 4 führen. Vorzugsweise ist die Wechselstromladevorrichtung jedoch ohne den Transformator ausgebildet, wodurch das Stromnetz 3 und das Bordnetz 4 galvanisch verbunden sind.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist im ersten Phasenleiter 7 eine Vorladeschaltung 20 angeordnet. Die Vorladeschaltung 20 umfasst gemäß dem Ausführungsbeispiel einen Vorladewiderstand 21. Dieser ist in der Vorladeschaltung 20 seriell angeschlossen, um so den Strom zu begrenzen.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 umfasst die Vorla deschaltung auch einen selbstsperrenden Transistor 22 und eine Diode 23. Die Durchlassrichtung der Diode 23 verläuft von dem Stromnetz 3 zum ersten Glättungskondensator 14. Der Transistor und die Diode sind antiseriell miteinander verbunden. Es ergibt sich eine Reihenschaltung aus Diode 23, Transistor 22 und Vorladewiderstand 21, wobei die Enden dieser Reihenschaltung parallel zu dem Schütz 24 angeschlossen sind. Die Reihenschaltung bzw. die Vorladeschaltung überbrückt steuerbar den Schütz 24.

Über die Vorladeschaltung 20 wird der erste Glättungskondensator 14 und/oder der zweite Glättungskondensator 16 und/oder der dritte Glättungskondensator 19 vorgeladen. Falls die Glät tungskondensatoren 14, 16, 19 vorgeladen sind, d.h. dadurch auf die Spannung des Stromnetzes 3 gebracht wurden, wird ein zur ersten Vorladeschaltung 20 parallel geschaltetes erstes Netztrennschütz 24 des ersten Phasenleiters 7 geschlossen. Nach dem Schließen des ersten Netztrennschützes 24 fließt der Strom im Wesentlichen über das erste Netztrennschütz 24 und nicht mehr über die Vorladeschaltung 20. Das erste Netztrennschütz 24 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel auf 16 A ausgelegt. Das erste Netztrennschütz 24 kann aber auch auf vielfältige andere Stromstärken ausgelegt sein.

Weiterhin ist der erste Phasenleiter 7 über eine erste Quer verbindungsleitung 25 mit dem zweiten Phasenleiter 8 elektrisch verbunden. Die erste Querverbindungsleitung 25 weist einen zweiten Netztrennschütz 26 auf.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist der erste Querverbindungs schalter 26 identisch mit dem ersten Netztrennschütz 24 aus gebildet .

Weiterhin ist der erste Phasenleiter 7 mit dem dritten Pha senleiter 9 durch eine zweite Querverbindungsleitung 28 elektrisch verbunden. Die zweite Querverbindungsleitung 28 weist einen zweiten Querverbindungsschalter 29 auf. Die Querverbindungsschalter 26, 29 sind vorzugsweise baugleich ausgebildet .

Der zweite Phasenleiter 8 weist ein zweites Netztrennschütz 31 auf. Der dritte Phasenleiter 9 weist ein drittes Netztrennschütz 32 auf. Die Netztrennschütze 24, 31, 32 sind vorzugsweise identisch ausgebildet. Durch das erste Netztrennschütz 24 kann eine elektrische Verbindung zwischen einem Stromnetzanschluss 32 des ersten Phasenleiters 7 zum ersten Zweig 10 unterbrochen werden. Durch das zweite Netztrennschütz 31 kann eine elektrische Verbindung von einem Stromnetzanschluss 34 des zweiten Pha senleiters 8 zum zweiten Zweig 11 unterbrochen werden. Durch das dritte Netztrennschütz 32 kann eine elektrische Verbindung von einem Stromnetzanschluss 35 des dritten Phasenleiters 9 zum dritten Zweig 12 unterbrochen werden. Die Stromnetzanschlüsse 33, 34, 35 können beispielsweise als Pins eines Steckers ausgebildet sein. Der Stecker kann beispielsweise als Dreh stromstecker ausgebildet sein, welcher drei Pins als die Stromnetzanschlüsse 33, 34, 35 der Phasenleiter 7, 8, 9 aufweist und einen weiteren Pin als einen Stromnetzanschluss 36 des Neutralleiters 6.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind nur der Stromnetzanschluss 33 des ersten Phasenleiters 7 und der Stromnetzanschluss 36 des Neutralleiters 6 direkt mit dem Stromnetz 3 verbunden. Der Stromnetzanschluss 34 des zweiten Phasenleiters 8 und der Stromnetzanschluss 35 des dritten Phasenleiters 9 sind gemäß dem Ausführungsbeispiel nicht mit dem Stromnetz 3 elektrisch verbunden, sind aber dazu geeignet verbunden zu werden, falls stromnetzseitig der passende Anschluss bereitgestellt wird.

Durch die erste Querverbindungsleitung 25 ist es möglich, dass der zweite Zweig 11 mit Strom versorgt wird, falls nur der Stromnetzanschluss 33 des ersten Phasenleiters 7 mit dem Stromnetz 3 verbunden ist, während der Stromnetzanschluss 34 des zweiten Phasenleiters 8 nicht mit dem Stromnetz 3 verbunden ist. Analog dazu kann der dritte Zweig 12 über die zweite Quer verbindungsleitung 28 mit Strom versorgt werden, falls nur der Stromnetzanschluss 33 des ersten Phasenleiters 7 mit dem

Stromnetz 3 elektrisch verbunden ist, und der Stromnetzanschluss 34 des zweiten Phasenleiters 8 und der Stromnetzanschluss 35 des dritten Phasenleiters 9 nicht mit dem Stromnetz 3 verbunden sind.

Bezugszeichenliste

1 Kraft fahrzeug

2 WechselstromladeVorrichtung

3 Stromnetz

4 Bordnetz

5 Traktionsakkumulator

6 Neutralleiter

7 erster Phasenleiter

8 zweiter Phasenleiter

9 dritter Phasenleiter

10 erster Zweig

11 zweiter Zweig

12 dritter Zweig

13 erster Gleichrichter

14 erster Glättungskondensator

15 Gleichspannungswandler

16 zweiter Glättungskondensator

17 Inverter

18 zweiter Gleichrichter

19 dritter Glättungskondensator

20 VorladeSchaltung

21 Vorladewiderstand

22 Transistor

23 Diode

24 erstes Netztrennschütz

25 erste Querverbindungsleitung

26 erste Querverbindungsschalter

28 zweite Querverbindungsleitung

29 zweiter Querverbindungsschalter

31 zweites Netztrennschütz

32 drittes Netztrennschütz

33 Stromnetzanschluss des ersten Phasenleiters

34 Stromnetzanschluss des zweiten Phasenleiters

35 Stromnetzanschluss des dritten Phasenleiters

36 Stromnetzanschluss des Neutralleiters

37 Verbindungsabschnitt