Titel

Ladegerät für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug und Verfahren zum Betrieb eines Ladegerätes für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Ladegerät für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug und ein Verfahren zum Betrieb eines Ladegerätes für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang mit einem Ladegerät, ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang sowie ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium.

Stand der Technik

Elektrisch angetriebene Fahrzeuge umfassen ein Ladegerät, welches dazu eingerichtet ist, eine bevorzugt mehrphasige Wechselspannung aus einer externen Energiequelle in eine Gleichspannung zum Laden einer Batterie oder Traktionsbatterie zu wandeln. Ein derartiges Ladegerät ist bevorzugt als On-Board-Char- ger ausgestaltet, es ist folglich innerhalb des Fahrzeugs angeordnet. Bevorzugt ist das Ladegerät zweistufig aufgebaut. Eine erste Stufe umfasst eine P FC-Stufe oder Leistungsfaktorkorrektureinheit (power factor correction stage). Eine zweite Stufe umfasst einen Gleichspannungswandler zur Anpassung der Ausgangsspannung der P FC-Stufe an die Ladespannung zum Laden der Batterie. Die Batterie eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs ist bevorzugt eine Hochvoltbatterie. Die Spannung ist daher größer als 60 Volt. Spannungen kleiner 60 Volt werden als Niederspannungen oder Niedervoltspannungen bezeichnet und Spannungen größer 60 Volt als Hochspannungen oder Hochvoltspannungen. Bevorzugt liegt die Spannung je nach Anwendungsfall zwischen 300 Volt und 900 Volt. Die externe Energiequelle ist bevorzugt eine Ladesäule, die an das öffentliche Stromnetz angeschlossen ist, und stellt dem Ladegerät eine, bevorzugt mehrphasige, Wechselspannung bereit. Fahrzeuge umfassen darüber hinaus auch ein Bordnetz. An das Bordnetz sind die vielen Steuergeräte eines Fahrzeugs angeschlossen die der Steuerung der Motoren, der Bremse, der Lenkung, der Komfort- und Sicherheitsfunktionen dienen. Historisch bedingt liegt die Betriebsspannung des Bordnetzes zur elektrischen Versorgung der Steuergeräte bei 12 bis 14 Volt. Bei Fahrzeugen mit einem besonders hohen Energiebedarf gibt es alternativ oder auch zusätzlich ein Bordnetz mit einer Betriebsspannung von ungefähr 42 - 48 Volt. Bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen werden die Bordnetze mittels eines Gleichspannungswandlers aus dem Hochspannungsnetz der Traktionsbatterie gepuffert und bei Bedarf nachgeladen, sodass stets eine ausreichend hohe Betriebsspannung verfügbar ist. Mit steigender Anzahl an Steuergeräten und Verbrauchern im Bordnetz steigt der Energiebedarf der Bordnetze. Daher besteht Bedarf an zusätzlichen Energiequellen zur Versorgung des Bordnetz. Hierfür bietet es sich an, weitere Gleichspannungswandler im Fahrzeug vorzusehen oder die Leistung des Gleichspannungswandlers zu erhöhen. Beide Lösungen erfordern jedoch weitere Leistungselektronikbauteile und sind daher aufwändig, benötigen weiteren Platz und bringen zusätzliches Gewicht mit sich. Daher besteht Bedarf an Lösungen, die diese Nachteile nicht aufweisen.

Offenbarung der Erfindung

Es wird ein Ladegerät für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug bereitgestellt mit einem eingangsseitigen Wechselspannungsanschluss zum Anschluss einer Energiequelle, einem ausgangsseitigen Hochspannungs-Gleichspannungsanschluss zum Anschluss einer zu ladenden Batterie, einer eingangsseitigen Leistungsfaktorkorrektureinheit, die dazu eingerichtet ist, eine Zwischenkreisspannung zu erzeugen und einem ausgangsseitigen ersten Gleichspannungswandler zur Anpassung der Zwischenkreisspannung an eine Ladespannung oder einen Ladestrom zum Laden der Batterie in einem Ladebetriebsmodus, wobei die Leistungsfaktorkorrektureinheit und der erste Gleichspannungswandler über die Potentiale eines Zwischenkreises elektrisch miteinander verbunden sind, an dem die Zwischenkreisspannung anliegt. Das Ladegerät kennzeichnet sich dadurch, dass es mindestens einen ausgangsseitigen Niederspannungs-Gleichspannungsanschluss umfasst, der dazu eingerichtet ist, mit einem Bordnetz des Fahrzeugs verbunden zu werden und dass das Ladegerät dazu eingerichtet ist, in ei- nem Energieversorgungsmodus elektrische Energie aus der Batterie zur Versorgung des Bordnetzes an dem Niederspannungs-Gleichspannungsanschluss bereitzustellen.

Bevorzugt ist ein Wechselspannungsanschluss mehrphasig, beispielsweise dreiphasig. Bevorzugt wird die Wechselspannung aus einem, bevorzugt öffentlichem, Stromversorgungsnetz über eine Ladesäule, bevorzugt mehrphasig, bevorzugt als Energiequelle, für das Ladegerät bereitgestellt. Bevorzugt ist die zu ladende Batterie ein NiMH-, Lithium-Ionen- oder eine Festelektrolyt- Batterie mit einer Spannung zwischen 300 und 900 Volt. Bevorzugt dient die Batterie der Versorgung einer elektrischen Maschine für den Antrieb des elektrischen Fahrzeugs. Bevorzugt ist eine Leistungsfaktorkorrektureinheit oder ein Leistungsfaktorkorrekturfilter eine elektrische oder elektronische Schaltung, welche den durch Verzerrungsblindleistung verminderten Leistungsfaktor erhöht, sodass die Netzqualität steigt und die Netzbelastung verringert wird. Bevorzugt sind Einsatzbereiche unter anderem an das öffentliche Stromnetz angeschlossene elektrische Verbraucher mit nicht sinusförmiger Stromaufnahme wie Schaltnetzteile oder Stromrichter. Bevorzugt treten bei nichtlinearen Verbraucher, das sind hauptsächlich Gleichrichter mit nachfolgender Glättung in Schaltnetzteilen, bei sinusförmiger Wechselspannungsversorgung phasenverschobene und nicht sinusförmige Eingangsströme auf. Bevorzugt setzen sich diese aus einer Summe höherfrequenter Anteile, also Oberschwingungen, zusammen, die in den Stromversorgungsnetzen und anderen elektrischen Geräten Störungen verursachen können. Bevorzugt wird zur Minimierung dieser Effekte in einer aktiven Leistungsfaktorkorrektureinheit mittels einer Art Schaltnetzteil der aufgenommene Strom dem Sinusverlauf der Netzspannung aktiv nachgebildet und ist in Phase zur Spannung. Bei der Stromkorrektur wird der tatsächliche, oft nicht ideale Verlauf der Netzspannung nachgefahren. Bevorzugt werden durch eine aktive Leistungsfaktorkoprrek- tureinheit zusätzliche hochfrequente Störungen erzeugt, welche mit einem vorgeschalteten passiven Netzfilter unterdrückt werden, die werden. Am Ausgang der Leistungsfaktorkorrektureinheit ist ein Gleichspannungswandler, bevorzugt ein LLC Wandler oder Aufwärtswandler angeschlossen. Die Leistungsfaktorkorrektureinheit ist derart mit dem Gleichspannungswandler verbunden, dass die Ausgangsspannung der Leistungsfaktorkorrektureinheit die Eingangsspannung des Gleichspannungswandlers ist. Der Gleichspannungswandler ist dazu eingerichtet, die Eingangsspannung in eine Ausgangsspannung hochzusetzen, damit die angeschlossene Batterie geladen wird in einem Ladebetriebsmodus. Der Ladebetriebsmodus erfolgt bevorzugt bei Stillstand des Fahrzeugs. Bevorzugt erfolgt ein Energieversorgungsmodus dann, wenn nicht der Ladebetriebsmodus aktiv ist. Bevorzugt erfolgt der Energieversorgungsmodus während der Fahrt des Fahrzeugs und oder wenn es parkend abgestellt ist und die Zündung eingschal- tet ist. Bevorzugt ist das Fahrzeug und damit das Ladegerät im Energieversorgungsmodus von einer Energiequelle getrennt und der Gleichspannungswandler wandelt im Rückwärtsbetrieb die Spannung der Batterie in eine Zwischenkreisspannung und bevorzugt mittels der Schaltelemente der Leistungsfaktorkorrektureinheit wird die Zwischenkreisspannung weiter tiefgesetzt. An einem ausgangsseitigen Niederspannungsanschluss des Ladegerätes wird diese elektrische Energie zur Versorgung des Bordnetzes des Fahrzeugs bereitgestellt. Vorteilhaft wird ein Ladegerät bereitgestellt, welches in einem Energieversorgungsmodus die Funktionalität eines Gleichspannungswandlers bereitstellt. Somit wird eine Möglichkeit bereitgestellt, in einem Fahrzeug mit einem Ladegerät die Gleichspannungswandler-Leistung zur Versorgung von Verbrauchern im Bordnetz zu erhöhen unter Verwendung der bereits vorhandenen Leistungselektronik des Ladegerätes.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird der erste Gleichspannungswandler in dem Ladebetriebsmodus als Aufwärtswandler zum Hochsetzen der Zwischenkreisspannung zu der Ladespannung betrieben und in dem Energieversorgungsmodus als Abwärtswandler zum Tiefsetzen der Spannung der Batterie in die Zwischenkreisspannung betrieben. Vorteilhaft wird eine Möglichkeit zur Bereitstellung einer Zwischenkreisspannung bereitgestellt.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Leistungsfaktorkorrektureinheit in dem Ladebetriebsmodus galvanisch mit einer Energiequelle verbunden und dazu eingerichtet, die Zwischenkreisspannung zu erzeugen. In dem Energieversorgungsmodus ist die Leistungsfaktorkorrektureinheit galvanisch von der Energiequelle getrennt und dazu eingerichtet, die Zwischenkreisspannung in eine Niedervoltspannung tiefzusetzen und an einer ersten und einer zweiten Phase des mehrphasigen Wechselspannungsanschluss bereitzustellen. Vorteilhaft wird eine Möglichkeit zur Bereitstellung einer Niedervoltspannung bereitgestellt.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist ein erstes Potential eines ersten Niederspannungs-Gleichspannungsanschluss mittels einem ersten Schaltelement mit einer ersten Phase des mehrphasigen Wechselspannungsanschluss und ein zweites Potential des ersten Niederspannungs-Gleichspannungsanschluss mittels einem zweiten Schaltelement mit einer zweiten Phase des mehrphasigen Wechselspannungsanschluss verbunden und wobei das erste und das zweite Schaltelement sind in dem Ladebetriebsmodus geöffnet und in dem Energieversorgungsmodus geschlossen sind. Vorteilhaft wir eine Variante zur Ankoppelung eines ersten Niederspannungs-Gleichspannungsanschluss bereitgestellt.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist ein erstes Potential eines zweiten Niederspannungs-Gleichspannungsanschluss mittels einem dritten Schaltelement mit einem ersten Potential des Zwischenkreises verbunden und ein zweites Potential des zweiten Niederspannungs-Gleichspannungsanschluss mittels einem vierten Schaltelement mit einem zweiten Potential des Zwischenkreises verbunden und wobei das dritte und das vierte Schaltelement in dem Ladebetriebsmodus geöffnet sind und in dem Energieversorgungsmodus geschlossen sind. Vorteilhaft wir eine Variante zur Ankoppelung eines zweiten Niederspannungs- Gleichspannungsanschluss bereitgestellt.

Ferner betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs. Der Antriebstrang umfasst mindestens ein Ladegerät und ein von dem Ladegerät zu versorgendes Bordnetz. Bevorzugt umfasst der Antriebsstrang eine Batterie, eine elektrische Maschine für den Antrieb des Fahrzeugs, einen Wechselrichter zur Wandlung der Spannung der Batterie in eine mehrphasige Spannung zur Versorgung der elektrischen Maschine und oder einen zweiten Gleichspannungswandler zur Wandlung der Spannung der Batterie in eine Spannung zur Versorgung des Bordnetzes. Vorteilhaft wird ein Antriebsstrang bereitgestellt, der eine erhöhte Gleichspannungswandler-Leistung zur Versorgung von Verbrauchern im Bordnetz bereitstellt unter Verwendung der bereits vorhandenen Leistungselektronik des Ladegerätes. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang. Vorteilhaft wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das eine erhöhte Gleichspannungswandler-Leistung zur Versorgung von Verbrauchern im Bordnetz bereitstellt unter Verwendung der bereits vorhandenen Leistungselektronik des Ladegerätes.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Ladegerätes für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, mit einem Ladegerät mit den Schritten: Betreiben der Leistungsfaktorkorrektureinheit und des ersten Gleichspannungswandlers zum Laden einer Batterie in einem Ladebetriebsmodus; Betreiben des ersten Gleichspannungswandlers und oder der Leistungsfaktorkorrektureinheit zum Tiefsetzen der Spannung an der Batterie in eine Niedervoltspannung zur Versorgung eines Bordnetzes des Fahrzeugs in einem Energieversorgungsmodus. Vorteilhaft wird ein Verfahren bereitgestellt, welches eine erhöhte Gleichspannungswandler-Leistung zur Versorgung von Verbrauchern im Bordnetz bereitstellt unter Verwendung der bereits vorhandenen Leistungselektronik des Ladegerätes.

Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer in einem Ladegerät dieses veranlassen, die Schritte des Verfahrens auszuführen.

Ferner betrifft die Erfindung ein computerlesbares Medium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer in einem Ladegerät dieses veranlassen, die Schritte des Verfahrens auszuführen.

Es versteht sich, dass die Merkmale, Eigenschaften und Vorteile des Ladegerätes entsprechend auf das Verfahren bzw. den Antriebsstrang und das Fahrzeug und umgekehrt zutreffen bzw. anwendbar sind.

Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung Im Folgenden soll die Erfindung anhand einiger Figuren näher erläutert werden, dazu zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Systems mit einem Ladegerät

Figur 2 eine schematische Darstellung eines Ladegerätes

Figur 3 ein schematisch dargestelltes Fahrzeug mit einem Antriebsstrang und einem Ladegerät

Figur 4 ein schematisch dargestelltes Verfahren zum Betrieb eines Ladegerätes.

Ausführungsformen der Erfindung

Die Figur 1 zeigt ein elektrisches System mit einem Ladegerät 100. Das Ladegerät 100 ist bevorzugt für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug ausgestaltet. Das Ladegerät 100 umfasst einen eingangsseitigen Wechselspannungsanschluss 102 zum Anschluss einer Energiequelle 290. Bevorzugt umfasst die Energiequelle eine Ladesäule 294, die von einem, bevorzugt öffentlichen, Stromversorgungsnetz 292 gespeist wird. Ausgangsseitig umfasst das Ladegerät einen Hochspannungs-Gleichspannungsanschluss 104 zum Anschluss einer zu ladenden Batterie 280. Bevorzugt ist die Batterie 280 alternativ oder parallel an eine Gleichspannungsquelle 240 anschließbar. Bevorzugt ist die Batterie 280 mittels der Gleichspannungsquelle 240 mittels Gleichspannungsladen aufzuladen. Das Ladegerät umfasst eine eingangsseitige Leistungsfaktorkorrektureinheit 110, die dazu eingerichtet ist, eine Zwischenkreisspannung Uzk zu erzeugen. Ausgangsseitig umfasst das Ladegerät 100 einen ersten Gleichspannungswandler 120 zur Anpassung der Zwischenkreisspannung Uzk an eine Ladespannung oder einen Ladestrom zum Laden der Batterie 280 in einem Ladebetriebsmodus über den Hochspannungs-Gleichspannungsanschluss 104. Die Leistungsfaktorkorrektureinheit 110 und der erste Gleichspannungswandler 120 sind über die Potentiale eines Zwischenkreises 122 elektrisch miteinander verbunden. An dem Zwischenkreis 122 liegt die Zwischenkreisspannung Uzk an. Weiter umfasst das Ladegerät 100 mindestens einen ausgangsseitigen Niederspannungs-Gleichspannungsanschluss, bevorzugt einen ersten Niederspannungs-Gleichspannungsanschluss 106 und einen zweiten Niederspannungs-Gleichspannungsanschluss 108. Ein Niederspannungs-Gleichspannungsanschluss 106, 108 ist dazu eingerichtet, mit einem Bordnetz 260, 270, bevorzugt eines Fahrzeugs 200, verbunden zu werden. Bevorzugt wird der erste Niederspannungs-Gleichspannungsanschluss 106 mit einem ersten Bordnetz 260 verbunden. Bevorzugt wird der zweite Niederspannungs-Gleichspannungsanschluss 108 mit einem zweiten Bordnetz 270 verbunden. Bevorzugt beträgt die Betriebsspannung des ersten Bordnetzes 260 ungefähr 12 bis 14 Volt. Bevorzugt beträgt die Betriebsspannung des zweiten Bordnetzes 270 ungefähr 42 bis 48 Volt. Das Ladegerät 100 ist dazu eingerichtet, in einem Energieversorgungsmodus elektrische Energie aus der Batterie 280 zur Versorgung des Bordnetzes 260, 270 an dem Niederspannungs-Gleichspannungsanschluss 106, 108 bereitzustellen. Bevorzugt ist das Ladegerät 100 dazu eingerichtet, in einem Energieversorgungsmodus elektrische Energie aus der Batterie 280 zur Versorgung des ersten Bordnetzes 260 an dem ersten Niederspannungs-Gleichspannungsanschluss 106 bereitzustellen, wobei die bereitgestellte Niederspannung ungefähr 12 bis 14 Volt beträgt. Bevorzugt ist das Ladegerät 100 dazu eingerichtet, in einem Energieversorgungsmodus elektrische Energie aus der Batterie 280 zur Versorgung des zweiten Bordnetzes 270 an dem zweiten Niederspannungs-Gleichspannungsanschluss 108 bereitzustellen, wobei die bereitgestellte Niederspannung ungefähr 42 bis 48 Volt beträgt. Bevorzugt ist ein zweiter Gleichspannungswandler 250 vorgesehen, der dazu eingerichtet ist, die Spannung der Batterie 280 in eine Spannung zur Versorgung eines der Bordnetze 260, 270 oder in zwei Spannungen zur Versorgung beider Bordnetze 260, 270 zu wandeln. Bevorzugt wird eine redundante Energieversorgung des Bordnetzes 260, 270 bereitgestellt. Bevorzugt dient dies der Leistungssteigerung der verfügbaren Gleichspannungswandler oder einem voneinander unabhängigen Betrieb in einem Fehlerfall. Bevorzugt betrifft der Fehlerfall entweder den Ausfall des Ladegerätes 100 oder den Ausfall des zweiten Gleichspannungswandlers 250. Figur 2 zeigt beispielhaft ein Ladegerät 100, wie bereits in Figur 1 dargestellt und beschrieben, mit weiteren bevorzugten Merkmalen. So ist dargestellt, dass die Leistungsfaktorkorrektureinheit 110, bevorzugt über eine Steckverbindung oder eine (nicht dargestellte) zusätzliche erste Schalteranordnung, für einen Ladebetriebsmodus galvanisch mit der Energiequelle 290 verbindbar ist, bevorzugt mit jeder Phase der Energiequelle 290 verbindbar ist. Für einen Energieversorgungsmodus ist die Leistungsfaktorkorrektureinheit 110, bevorzugt über die Steckverbindung oder die (nicht dargestellte) zusätzliche erste Schalteranordnung, galvanisch von der Energiequelle 290 trennbar. Für einen Ladebetriebsmodus wird der erste Gleichspannungswandler 120 als Aufwärtswandler betrieben zum Hochsetzen der Zwischenkreisspannung Uzk zu der ausgangsseitigen Ladespannung zum Laden der Batterie 280. Für den Energieversorgungsmodus wird der erste Gleichspannungswandler 120 als Abwärtswandler betrieben zum Tiefsetzen der Spannung der Batterie 280 in die Zwischenkreisspannung Uzk. Ein erstes Potential des zweiten Niederspannungs-Gleichspannungsanschluss 108 ist mittels einem dritten Schaltelement S3 mit einem ersten Potential des Zwischenkreises 122 verbunden und ein zweites Potential des zweiten Niederspannungs-Gleichspannungsanschluss 108 ist mittels einem vierten Schaltelement S4 mit einem zweiten Potential des Zwischenkreises 122 verbunden. Das dritte und das vierte Schaltelement S3, S4 sind in dem Ladebetriebsmodus geöffnet und in dem Energieversorgungsmodus geschlossen. Bevorzugt ist die Leistungsfaktorkorrektureinheit 110 für einen Energieversorgungsmodus eingerichtet, eine anliegende Zwischenkreisspannung Uzk in eine Niedervoltspannung tiefzusetzen und an einer ersten und einer zweiten Phase des mehrphasigen Wechselspannungsanschluss 102 bereitzustellen. Bevorzugt ist ein erstes Potential eines ersten Niederspannungs-Gleichspannungsanschluss 106 mittels einem ersten Schaltelement S1 mit einer ersten Phase des mehrphasigen Wechselspannungsanschluss 102 und ein zweites Potential des ersten Niederspannungs-Gleichspannungsanschluss 106 mittels einem zweiten Schaltelement S2 mit einer zweiten Phase des mehrphasigen Wechselspannungsanschluss 102 verbunden. Bevorzugt sind das erste und das zweite Schaltelement SI, S2 sind in dem Ladebetriebsmodus geöffnet und in dem Energieversorgungsmodus geschlossen. Beispielhaft und bevorzugt ist der erste Gleichspannungswandler 120 ein galvanisch getrennter Gleichspannungswandler mit einer LLC-Topologie. Bevorzugt umfasst der erste Gleichspannungswandler 120 niederspannungsseitig einen Zwischenkreiskondensator. Bevorzugt ist dazu parallel eine erste Vollbrücke geschaltet. Bevorzugt ist diese mittels eines Transformators galvanisch von einer zweiten hochspannungsseitigen Vollbrücke getrennt. Bevorzugt wird mittels der zweiten Vollbrücke die hochspannungsseitige Ladespannung zum Laden der Batterie 280 bereitgestellt. Bevorzugt wird der erste Gleichspannungswandler 120 für den Energieversorgungsmodus rückwärts betrieben, sodass die Spannung der Batterie 280 zu der Zwischenkreisspannung Uzk gewandelt wird, wobei die Zwischenkreisspannung bevorzugt 42 bis 48 Volt beträgt. Beispielhaft und bevorzugt ist die Leistungsfaktorkorrektureinheit 110 eine aktive Leistungsfaktorkorrektureinheit. Bevorzugt umfasst sie eingangsseitig drei Phasen, die über je eine Induktivität mit je einem Mittenabgriff je einer ersten, zweiten und dritten Halbbrücke verbunden sind. Die Halbbrücken sind parallelgeschaltet. Zwischen einem ersten Potential des Zwischenkreise 122 und einem zweiten Potential des Zwischenkreise 122 umfasst jede Halbbrücke eine Reihenschaltung eines Highside-Schaltelementes und eines Lowside-Schaltelementes. Der Mittenabgriff ist jeweils zwischen dem Highside-Schaltelement und dem Lowside-Schaltelement einer Halbbrücke angeordnet. Bevorzugt wird zum Tiefsetzen der anliegende Zwischenkreisspannung Uzk in eine Niedervoltspannung an einer ersten und einer zweiten Phase des mehrphasigen Wechselspannungsanschluss zum Laden der Induktivität der ersten Phase das Highside-Schaltelement der ersten Halbbrücke und das Lowside- Schaltelement der zweiten Halbbrücke geschlossen und das Lowside-Schaltelement der ersten Halbbrücke und das Highside-Schaltelement der zweiten Halbbrücke geöffnet. Bevorzugt wird somit die Induktivität der ersten Phase mit der Zwischenkreisspannung geladen. Zum Entladen der Induktivität der ersten Phase und damit Bereitstellen der Niederspannung an dem Niederspannungs-Gleichspannungsanschluss wird das Highside-Schaltelement der ersten Halbbrücke und das Highside-Schaltelement der zweiten Halbbrücke geschlossen und das Lowside-Schaltelement der ersten Halbbrücke und das Lowside-Schaltelement der zweiten Halbbrücke geöffnet. Das Taktverhältnis wird dabei derart eingestellt, dass sich bevorzugt am Niederspannungs-Gleichspannungsanschluss 106 eine Spannung von ungefähr 12 bis 14 Volt einstellt. Bevorzugt ist der ersten, zweiten und dritten Halbbrücke eine Reihenschaltung zweier Dioden parallel geschaltet. Die Dioden sind beide in Sperrrichtung ausgerichtet, dass kein Kurzschluss der Zwischenkreisspannung möglich ist. Bevorzugt ist im Ladebetriebsmodus ein Mittenabgriff zwischen den Dioden, bevorzugt über eine Steckverbindung oder einen (nicht dargestellten) weiteren Schalter, mit einer Erdung der Energiequelle 290 verbindbar.

Figur 3 zeigt ein schematisch dargestelltes Fahrzeug 200 mit vier Rädern 202 und einem Antriebsstrang 300. Das Fahrzeug 200 ist hier nur beispielhaft mit vier Rädern 202 dargestellt, wobei die Erfindung gleichermaßen in beliebigen Fahrzeugen mit einer beliebigen Anzahl an Rädern zu Lande, zu Wasser und in der Luft einsetzbar ist. Der Beispielhaft dargestellte Antriebsstrang 300 umfasst mindestens ein Ladegerät 100 und ein von dem Ladegerät 100 zu versorgendes Bordnetz, bevorzugt ein erstes und oder ein zweites Bordnetz 260, 270, wie auch bereits zu Figur 1 und 2 beschrieben. Bevorzugt umfasst der Antriebsstrang 300 eine Batterie 280, eine elektrische Maschine 310 für den Antrieb des Fahrzeugs 200, einen Wechselrichter 320 zur Wandlung der Spannung der Batterie 280 in eine mehrphasige Spannung zur Versorgung der elektrischen Maschine 310 und oder einen zweiten Gleichspannungswandler 250 zur Wandlung der Spannung der Batterie 280 in eine Spannung zur Versorgung des Bordnetzes.

Figur 4 zeigt ein schematisch dargestelltes Ablaufdiagramm für ein Verfahren 400 zum Betrieb eines Ladegerätes 100 für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug 200. Das Verfahren startet mit Schritt 405. In Schritt 410 wird die Leistungsfaktorkorrektureinheit 110 und der erste Gleichspannungswandlers 120 zum Laden einer Batterie 280 in einem Ladebetriebsmodus betrieben. In Schritt 420 wird der erste Gleichspannungswandlers 120 und oder die Leistungsfaktorkorrektureinheit 110 zum Tiefsetzen der Spannung der Batterie 280 in eine Niedervoltspannung zur Versorgung eines Bordnetzes 260, 270 des Fahrzeugs 200 in einem Energieversorgungsmodus betrieben. Mit Schritt 425 endet das Verfahren.