Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines Kraft ^¬ fahrzeugs

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie von einer fahrzeugexternen Ladestation, bei dem die Ladestation eine einphasige elektrische Wechselspannung in Bezug auf ein vorgegebenes elektrisches Bezugspotential bereitstellt, wobei der elektrische Energiespeicher mittels eines getakteten Energiewandlers mit der fahrzeugexternen Ladestation elektrisch gekoppelt wird, wobei der getaktete Energiewandler die elektrische Energie mittels wenigstens zwei parallelgeschalteten Reihenschaltungen aus jeweils zwei

Schaltelementen wandelt, zu welchem Zweck jeweilige Mittelanschlüsse der Reihenschaltungen mit der Ladestation elektrisch gekoppelt werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Lade ^¬ einrichtung zum Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie von einer fahrzeugexternen Ladestation, mit einem Ladestationsanschluss zum Zuführen einer einphasigen elektrischen Wechselspannung in Bezug auf ein vorgegebenes elektrisches Bezugspotential, einem Energiespeicheranschluss zum elektrischen Koppeln des

elektrischen Energiespeichers, einem getakteten Energiewandler mit wenigstens zwei Reihenschaltungen aus jeweils zwei

Schaltelementen, wobei die Reihenschaltungen parallelgeschaltet und mit dem Energiespeicheranschluss elektrisch gekoppelt sind, wobei jede der wenigstens zwei Reihenschaltungen einen Mit- telanschluss aufweist und wobei die Mittelanschlüsse elektrisch mit dem Ladestationsanschluss gekoppelt sind. Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Bordnetz, das einen Gleichspannungszwischenkreis und einen an dem Gleichspannungszwischenkreis angeschlossenen elektrischen Energiespeicher aufweist, einem Ladeanschluss zum Anschließen an eine fahrzeugexterne, eine einphasige elektrische Wechselspannung bereitstellende Ladestation und einer mit dem Ladeanschluss und dem elektrischen Energiespeicher elektrisch gekoppelte Ladeeinrichtung zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers mit elektrischer Energie von der Ladestation.

Das Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines

Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie von einer fahrzeug ^¬ externen Ladestation ist dem Grunde nach im Stand der Technik umfänglich bekannt, sodass eines gesonderten druckschriftlichen Nachweises hierfür nicht bedarf. Ein Kraftfahrzeug umfasst in der Regel ein elektrisches Bordnetz, um damit elektrische Ein- richtungen, die an das elektrische Bordnetz angeschlossen sind sowie auch Einheiten des elektrischen Bordnetzes in vorgebbarer Weise mit elektrischer Energie versorgen zu können. Das Bordnetz dient somit der elektrischen Energieverteilung. In der Regel umfasst das Bordnetz einen Gleichspannungszwischenkreis, an dem der elektrische Energiespeicher angeschlossen ist. Der elektrische Energiespeicher dient dazu, im elektrischen Bordnetz überschüssige Energie zu speichern, sowie auch dazu, bei einem Bedarf an elektrischer Energie diese für das elektrische Bordnetz bereitzustellen . Der elektrische Energiespeicher ist zu diesem Zweck häufig durch einen Akkumulator oder dergleichen gebildet, der elektrische Energie reversibel chemisch zu speichern vermag. Darüber hinaus kann der elektrische Energiespeicher auch einen elektrischen Kondensator umfassen.

Eine besondere Bedeutung kommt dem elektrischen Energiespeicher bei einem elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeug zu, welches eine elektrische Antriebseinrichtung umfasst, mittels der das Kraftfahrzeug im bestimmungsgemäßen Fahrbetrieb angetrieben werden kann. Eine solche Antriebseinrichtung umfasst in der Regel einen am Bordnetz, insbesondere an einem Zwischenkreis des Bordnetzes, angeschlossenen Wechselrichter, an dem seinerseits eine in der Regel rotierende elektrische Maschine angeschlossen ist, die die mechanische Antriebsleistung bereitzustellen vermag. Üblicherweise wird hierfür eine dreiphasige elektrische Maschine eingesetzt, beispielsweise nach Art einer Synchron ^¬ maschine, einer Asynchronmaschine und/oder dergleichen. Bei einem elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeug, welches beispielsweise ein Elektrofahrzeug oder auch Hybridfahrzeug sein kann, ist es in der Regel nötig, den elektrischen Energiespeicher regelmäßig aufzuladen, damit dieser für den bestimmungsgemäßen Fahrbetrieb elektrische Energie bereitstellen kann. Zu diesem Zweck weist das Kraftfahrzeug eine mit dem elektrischen

Energiespeicher elektrisch gekoppelte Ladeeinrichtung auf, die beispielsweise an den Gleichspannungszwischenkreis des Bord ^¬ netzes angeschlossen ist, um die elektrische Verbindung zum elektrischen Energiespeicher herstellen zu können. Darüber hinaus ist die Ladeeinrichtung an den Ladeanschluss des

Kraftfahrzeugs elektrisch angeschlossen, über den eine energietechnische Verbindung zu der fahrzeugexternen Ladestation hergestellt werden kann.

Üblicherweise ist die fahrzeugexterne Ladestation durch eine Ladestation, beispielsweise eine Ladesäule oder dergleichen gebildet. Die fahrzeugexterne Ladestation kann entweder lei ^¬ tungsgebunden oder auch drahtlos, beispielsweise mittels eines magnetischen Wechselfeldes oder dergleichen, mit dem Ladeanschluss des Kraftfahrzeugs gekoppelt sein, um elektrische Energie von der Ladestation zum elektrischen Energiespeicher fördern zu können. Um eine energietechnische Kopplung herstellen zu können, weist die Ladeeinrichtung in der Regel einen getakteten Energiewandler auf, beispielsweise nach Art eines Gleichrichters, der gele ^¬ gentlich auch mit einem DC/DC-Wandler gekoppelt sein kann und/oder dergleichen. Darüber hinaus ist in der Regel aufgrund der elektromagnetischen Verträglichkeit und/oder der

elektrischen Sicherheit eine galvanische Trennung vorgesehen, die die fahrzeugexterne Ladestation galvanisch vom Bordnetz des Kraftfahrzeugs trennt. Die galvanische Trennung ist häufig durch einen Transformator gebildet.

Häufig stellt die fahrzeugexterne Ladestation zum Zwecke der Energiebereitstellung eine elektrische Wechselspannung bereit, die auf ein vorgegebenes elektrisches Bezugspotential bezogen ist, beispielsweise das Erdpotential, ein anderes geeignetes Massepotential und/oder dergleichen. Da die elektrische Energie in der Regel einem öffentlichen Energieversorgungsnetz entnommen wird beziehungsweise durch dieses bereitgestellt wird, weist die Wechselspannung üblicherweise eine Wechselspannungsfrequenz auf, die der des öffentlichen Energieverteilungsnetzes ent ^¬ spricht. In Europa und weiten Teilen von Asien ist dies überwiegend eine Frequenz von etwa 50 Hz. In Amerika beträgt die Frequenz dagegen in der Regel 60 Hz.

Je nach Ausgestaltung der fahrzeugexternen Ladestation wird in der Regel eine einphasige oder auch eine dreiphasige Wech ^¬ selspannung bereitgestellt. Bei einer leitungsgebundenen energietechnischen Kopplung sind besondere Anforderungen hinsichtlich der elektrischen Sicherheit und der elektromagnetischen Verträglichkeit zu be ^¬ achten. Aus diesem Grund ist in der Regel beispielsweise la- destationsseitig und/oder auch kraftfahrzeugseitig eine ent- sprechende Filterschaltung vorgesehen, sodass die diesbezüg ^¬ lichen vorgeschriebenen Anforderungen eingehalten werden können. Eine entsprechende solche Anforderung ist beispielsweise das Einhalten eines maximal zulässigen Ableitstroms. Der Ab ^¬ leitstrom ist ein elektrischer Strom, der im bestimmungsgemäßen Betrieb einer elektrischen Anlage in einen unerwünschten Strompfad strömt. Der Strompfad ist häufig durch einen

Schutzleiter gebildet, der in der Regel mit dem elektrischen Bezugspotential elektrisch verbunden ist. Das elektrische Bezugspotential ist häufig das Erdpotential.

Der Ableitstrom ist bei vielen elektrischen Anwendungen wesentlich durch die Filterschaltung bestimmt, die der Einhaltung der elektromagnetischen Verträglichkeit, insbesondere in Bezug auf leitungsgebundene Funkstörungen, dient. Zur Unterdrückung derartiger leitungsgebundener Funkstörungen werden in der Filterschaltung häufig Y-Kondensatoren eingesetzt, die ein jeweiliges zu entstörendes Potential mit dem Bezugspotential elektrisch koppeln. Dies führt dazu, dass bei Beaufschlagung mit einer Wechselspannung auch ein entsprechender Wechselstrom durch den Y-Kondensator strömt, der den Ableitstrom zumindest teilweise bestimmt. Der Ableitstrom kann darüber hinaus auch von weiteren, insbesondere kapazitiven, Kopplungen abhängig sein.

Gerade bei einem Anschluss einer Ladestation, die eine einphasige Wechselspannung bereitstellt, erweist sich der Aufwand bezüglich der elektromagnetischen Verträglichkeit und der elektrischen Sicherheit, insbesondere in Bezug auf den Ableitstrom, als signifikant. Aus physikalischen Gründen ist der entsprechende Aufwand für eine dreiphasige Wechselspannung deutlich geringer. Gerade bei Anschluss an eine Ladestation, die eine einphasige Wechselspannung bereitstellt, sind deshalb besondere Anfor ^¬ derungen zu berücksichtigen, die einen hohen technischen Aufwand erfordern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Situation in Bezug auf einen Ableitstrom beim Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs zu verbessern.

Als Lösung werden mit der Erfindung ein Verfahren, eine Ladeeinrichtung sowie ein Kraftfahrzeug gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich anhand von Merkmalen der abhängigen Ansprüche.

Bezüglich eines gattungsgemäßen Verfahrens wird insbesondere vorgeschlagen, dass die Schaltelemente zumindest abhängig von einer elektrischen Bezugsspannung zwischen einem von wenigstens zwei Energiespeicherpotentialen des elektrischen Energiespeichers und dem elektrischen Bezugspotential gesteuert werden.

Bezüglich einer gattungsgemäßen Ladeeinrichtung wird insbe- sondere vorgeschlagen, dass diese eine Steuereinheit aufweist, die ausgebildet ist, die Schaltelemente zumindest abhängig von einer elektrischen Bezugsspannung zwischen einem von wenigstens zwei Energiespeicherpotentialen am Energiespeicheranschluss und dem elektrischen Bezugspotential zu steuern.

Bezüglich eines gattungsgemäßen Kraftfahrzeugs wird insbe- sondere vorgeschlagen, dass die Ladeeinrichtung gemäß der Erfindung ausgebildet ist.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass durch geeignetes Steuern des getakteten Energiewandlers, insbesondere seiner in einer vorgegebenen Schaltungsstruktur angeordneten Schaltelemente ermöglicht wird, dass bereits dem Grunde nach die Erzeugung eines Ableitstroms reduziert werden kann. Dabei nutzt die Erfindung den Gedanken, dass die Wechselspannung der Ladestation in der Regel auf ein Bezugspotential, üblicherweise das Erdpotential, bezogen ist. Die Ladestation stellt die Wech ^¬ selspannung gewöhnlich an zwei elektrischen Anschlüssen bereit, wobei einer der elektrischen Anschlüsse ein Nullanschluss und der zweite der elektrischen Anschlüsse ein Phasenanschluss ist. Zumeist ist der Nullanschluss elektrisch mit dem Erdpotential in der Ladestation selbst oder auch durch eine anschließende elektrische Infrastruktur, an der die Ladestation angeschlossen ist, mit dem Erdpotential als Bezugspotential elektrisch verbunden . Da während des Aufladens die Ladestation an den Ladeanschluss des Kraftfahrzeugs elektrisch leitend angeschlossen ist, sind diese elektrischen Potentiale entsprechend im Kraftfahrzeug vor ^¬ handen. In der Regel ist deshalb auch das Bezugspotential der Ladestation mit einem elektrischen Bezugspotential des

Kraftfahrzeugs, zum Beispiel eine Masse, elektrisch leitend verbunden. In der Regel ist das elektrische Bezugspotential des Kraftfahrzeugs durch eine Kraftfahrzeugmasse gebildet, die über eine separat geführte Anschlussleitung an das Bezugspotential der Ladestation angeschlossen ist. Dadurch können gefährliche elektrische Zustände während des Aufladens des elektrischen Energiespeichers reduziert beziehungsweise vermieden werden. Die Erfindung nutzt den Sachverhalt, dass der elektrische Energiespeicher in der Regel mit seinem Energiespeicheranschluss am Gleichspannungszwischenkreis angeschlossen ist und so mit seinen wenigstens zwei elektrischen Energiespeicherpotentialen die Zwischenkreisgleichspannung bereitstellt. Der Energiespeicheranschluss schließt deshalb in der Regel zugleich auch den Gleichspannungszwischenkreis an.

Der Gleichspannungszwischenkreis weist zur leitungsgebundenen Entstörung an die Energiespeicherpotentiale des elektrischen Energiespeichers angeschlossene Y-Kondensatoren auf, die jedes der wenigstens zwei Energiespeicherpotentiale, die zugleich den Zwischenkreispotentialen entsprechen, mit dem kraftfahrzeug- seitigen Bezugspotential beziehungsweise der Kraftfahrzeugmasse elektrisch koppeln. Hierdurch kann eine leitungsgebundene Funkentstörung erreicht beziehungsweise verbessert werden.

Da das Kraftfahrzeug im bestimmungsgemäßen Fahrbetrieb mit der Ladestation und somit mit dem Bezugspotential der Ladestation, insbesondere dem Erdpotential, im Wesentlichen nicht elektrisch gekoppelt ist, und besondere Anforderungen bezüglich des Ab ^¬ leitstroms im Inselbetrieb des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs großzügiger als bei stationären elektrischen Einrichtungen sind, weisen die Y-Kondensatoren in der Regel einen vergleichsweise großen Kapazitätswert auf. Da die Zwischenkreisgleichspannung jedoch als Gleichspannung relativ kleinen Spannungsschwankungen im bestimmungsgemäßen Betrieb unterliegt, ist der Ableitstrom trotz des großen Kapazitätswerts entsprechend gering. Eine gängige Kapazität derartiger Y-Kondensatoren beträgt zum Beispiel etwa lyF.

Die Situation ändert sich dann, wenn die Ladestation eine einphasige Wechselspannung zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers bereitstellt und das Kraftfahrzeug zum Zwecke des Aufladens des Energiespeichers daran angeschlossen wird. Bei Zugrundelegung des Brückengleichrichtungsprinzips während des Aufladens schwanken nämlich, wenn keine galvanische Trennung vorgesehen ist, die Energiespeicherpotentiale gegenüber dem Bezugspotential im Rhythmus der Wechselspannungsfrequenz. Dadurch sind natürlich auch die kraftfahrzeugseitigen

Y-Kondensatoren mit dieser Wechselspannung entsprechend beaufschlagt. Es entsteht beim Aufladen somit ein erheblicher Ableitstrom, der den zulässigen Grenzwert für stationäre Anlagen, an die das Kraftfahrzeug beim Aufladen des elektrischen Energiespeichers angeschlossen ist, überschreitet. Im Stand der Technik sind hier aufwändige Filter und Kompensationsmaßnahmen vorgesehen .

Die Erfindung basiert auf dem weiteren Gedanken, durch Steuern der Halbleiterschalter das Schwanken der Energiespeicherpotentiale gegenüber dem Bezugspotential beim Aufladen des elektrischen Energiespeichers zu reduzieren. Dadurch kann erreicht werden, dass kraftfahrzeugseitig, insbesondere zwi- schenkreisseitig, der Ableitstrom entsprechend reduziert werden kann. Die Wirkungen der Erfindung können somit insbesondere bei einem Aufladen des elektrischen Energiespeichers durch eine Ladestation erreicht werden, die lediglich eine einphasige Wechselspannung bereitstellt. Bei einer dreiphasigen Wechselspannung ist bereits aufgrund des zugrundeliegenden

Gleichrichtungsprinzips der Ableitstrom kraftfahrzeugseitig dem Grunde nach schon erheblich geringer, sodass das vorgenannte Problem bezüglich des Ableitstroms hier nicht auftritt oder durch anderweitige einfache kostengünstige Maßnahmen bereits in geeigneter Weise reduziert werden kann. Dem Grunde nach kann jedoch auch hier das erfindungsgemäße Prinzip genutzt werden, um den Ableitstrom zu reduzieren. Gleichwohl ist die erfindungsgemäße Wirkung gerade für Ladestationen geeignet, die eine einphasige Wechselspannung bereitstellen.

Der getaktete Energiewandler, der vorzugsweise nach Art eines Wechselrichters ausgebildet ist, weist wenigstens zwei pa ^¬ rallelgeschaltete Reihenschaltungen aus jeweils zwei Schalt- elementen auf. Die beiden Reihenschaltungen sind darüber hinaus an den elektrischen Energiespeicher, beispielsweise auch an den Gleichspannungszwischenkreis angeschlossen, wenn der elekt ^¬ rische Energiespeicher ebenfalls am Gleichspannungszwischen- kreis angeschlossen ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der elektrische Energiespeicher zum Zwecke des Aufladens vom Gleichspannungszwischenkreis getrennt und mit der Ladeein ^¬ richtung elektrisch gekoppelt wird.

Jede der Reihenschaltungen weist einen entsprechenden Mit- telanschluss auf, der an einer Verbindungsstelle der jeweiligen beiden Schaltelemente der jeweiligen Reihenschaltung bereitgestellt wird. Jeder der beiden Mittelanschlüsse ist mit einem der durch die Ladestation bereitgestellten Potentiale elektrisch verbunden, zwischen denen die Wechselspannung anliegt, die von der Ladestation zum Zwecke des Aufladens bereitgestellt wird.

Der getaktete Energiewandler umfasst ferner eine Energie- wandlersteuerung, die an die Schaltelemente angeschlossen ist und die Schaltelemente in einem Taktbetrieb betreibt, um in gewünschter Weise die Energiewandlung bereitstellen zu können. Zu diesem Zweck sind Schaltmuster beziehungsweise Taktmuster für die Schaltelemente bereitgestellt, mittels denen die gewünschte Energiewandlung realisiert werden kann.

Die Schaltelemente des Energiewandlers sind vorzugsweise Halbleiterschaltelemente, die zum Beispiel durch Transistoren, wie bipolare Transistoren, Feldeffekttransistoren, insbesondere Metal Oxide Semiconductur Field Effect Transistor (MOSFET) , Isolated Gate Bipolar Transistor (IGBT) oder dergleichen gebildet sein können. Die Transistoren werden in einem Schaltbetrieb betrieben. Der Schaltbetrieb des Halbleiterschaltelements bedeutet, dass im eingeschalteten Zustand während der Einschaltzeit zwischen Anschlüssen des Halbleiterschaltelements, zwischen denen die Schaltstrecke ausgebildet ist, ein sehr geringer elektrischer Widerstand bereitgestellt wird, sodass ein hoher Stromfluss bei sehr kleiner Restspannung möglich ist. Im ausgeschalteten

Zustand während der Ausschaltzeit ist die Schaltstrecke des Halbleiterschaltelements dagegen hochohmig, das heißt, sie stellt einen hohen elektrischen Widerstand bereit, sodass auch bei hoher, an der Schaltstrecke anliegender elektrischer Spannung im Wesentlichen kein oder nur ein sehr geringer, insbesondere vernachlässigbarer, Stromfluss vorliegt. Hiervon unterscheidet sich ein Linearbetrieb, der aber bei getakteten Energiewandlern in der Regel nicht zum Einsatz kommt. Der Schaltbetrieb sieht vorzugsweise ausschließlich den Ein ^¬ schaltzustand und den Ausschaltzustand vor.

Mittels der Energiewandlersteuerung können somit nicht nur die Schaltelemente zur Reduktion des Ableitstroms gesteuert werden, sondern es ist darüber hinaus möglich, auch die gewandelte Leistung in vorgebbarer Weise einstellen zu können. Dies ermöglicht es, den elektrischen Energiespeicher in einen möglichst günstigen Betriebszustand zum Zwecke des Aufladens betreiben zu können. Dadurch kann eine Alterung des elektrischen Energiespeichers möglichst gering gehalten werden und zugleich gegebenenfalls auch ein hoher Wirkungsgrad bezüglich des elektrischen Aufladens erreicht werden. Erfindungsgemäß werden die Schaltelemente zumindest abhängig von der elektrischen Bezugsspannung zwischen einem von wenigstens zwei Energiespeicherpotentialen des elektrischen Energiespeichers und dem elektrischen Bezugspotential gesteuert. Da die wenigstens zwei Energiespeicherpotentiale durch den elektri- sehen Energiespeicher in vorgegebener Weise miteinander gekoppelt sind, braucht die Bezugsspannung nur in Bezug auf eines der beiden Energiespeicherpotentiale berücksichtigt zu werden.

Anders als im Stand der Technik üblich wird gemäß der Erfindung nicht nur ausschließlich eine Wandlungsleistung des getakteten Energiewandlers eingestellt, sondern der Betrieb seiner

Schaltelemente wird unter Berücksichtigung der Bezugsspannung so angepasst, dass der Ableitstrom beeinflusst werden kann. Zu diesem Zweck wird die elektrische Bezugsspannung erfasst, beispielsweise unter Nutzung eines Spannungssensors oder dergleichen. Die Bezugsspannung stellt ferner auch ein Maß dafür dar, mit welcher elektrischen Spannung die Y-Kondensatoren, die vom Bordnetz des Kraftfahrzeugs umfasst und mit dem elektrischen Energiespeicher elektrisch gekoppelt sind, beaufschlagt sind. Diese Bezugsspannung stellt somit zugleich auch ein Maß dafür dar, von dem der Ableitstrom abhängig ist. Dabei ist zu berücksichtigen, dass aufgrund der physikalischen Eigenschaften der Y-Kondensatoren der Ableitstrom auch frequenzabhängig sein kann. Im Übrigen erklärt dies auch, weshalb bei einer Be ^¬ zugsspannung, die im Wesentlichen lediglich eine Gleichspannung ist, der Ableitstrom entsprechend gering ist. Mit der Erfindung ist es also möglich, mittels eines geeigneten Steuerungskonzepts, welches vorgegebene Schaltmuster für die Schaltelemente nutzt, den Ableitstrom entsprechend zu redu ^¬ zieren. Darüber hinaus kann mit der Erfindung eine Steuerung nach Art einer Regelung erreicht werden, bei der die elektrische Bezugsspannung mittels eines geeigneten Spannungssensors er- fasst und einer Regelungseinheit der Steuereinheit der Lade ^¬ einrichtung zugeführt wird, mittels der die Schaltmuster für die Schaltelemente in geeigneter Weise angepasst beziehungsweise bereitgestellt werden, damit die Bezugsspannung eine möglichst geringe Welligkeit aufweist, vorzugsweise im Wesentlichen konstant ist. Die geeigneten Schaltmuster können mittels Simulationsverfahren ermittelt werden. Mit abnehmender Welligkeit der Bezugsspannung reduziert sich zugleich auch der durch die Y-Kondensatoren bewirkte Ableitstrom. Mit der Erfindung kann so zum Beispiel abhängig von der Bezugsspannung ein geeignetes Schaltmuster für jeweilige Schaltelemente ausgewählt werden.

Ein Y-Kondensator ist insbesondere ein speziell für die Funktion der Funkentstörung ausgebildeter Kondensator, der besonderen technischen Anforderungen genügen muss, insbesondere in Bezug auf seine Spannungsfestigkeit, seine Strombelastbarkeit und/oder dergleichen. Es handelt sich bei diesen Kondensatoren um elektronische Bauelemente, die besonderen Anforderungen genügen müssen, insbesondere in Bezug auf die Funkentstörung, wie sie beispielsweise durch die elektromagnetische Verträglichkeit betreffende Normen wie die EN 61000 gegeben ist oder auch hinsichtlich der elektrischen Sicherheit. Y-Kondensatoren sind in der Regel durch die Normung erfasst, beispielsweise gemäß IEC 60364. Hierbei handelt es sich um Kondensatoren, die üblicherweise zwischen dem Phasen- beziehungsweise dem Nullanschluss und dem Bezugspotential, zum Beispiel einem berührbaren, insbesondere schutzgeerdeten, Teil angeschlossen sind, wodurch sie eine aufgrund der elektrischen Sicherheit üblicherweise erforderliche Basisisolierung überbrücken können. Sie müssen deshalb besonders hohe, insbesondere genormte, Anforderungen erfüllen. Y-Kondensatoren werden häufig zur Unterdrückung von Gleichtaktstörungen eingesetzt. Dies ist im Übrigen eine be- sondere Konstellation, bei der das Bezugspotential, wie es zum Beispiel durch den Schutzleiter bereitgestellt werden kann, zu anderen Zwecken als zu einer Schutzerdung und damit dem Schutz vor elektrischem Schlag genutzt werden darf. Hiervon unterscheiden sich die ebenfalls zum Zwecke der Funkentstörung von leitungsgebundenen Funkstörungen eingesetzten X-Kondensatoren, die üblicherweise zur Unterdrückung von Gegentaktstörungen eingesetzt werden. Um die Schutzfunktion des Bezugspotentials beziehungsweise des Schutzleiters nicht zu gefährden, werden sowohl an X-Kondensatoren wie auch an Y-Kondensatoren erhöhte Schutzanforderungen gestellt.

Um die erfindungsgemäße Verfahrensführung realisieren zu können, wird mit der Erfindung auch die Ladeeinrichtung vorgeschlagen. Die Ladeeinrichtung ist vorzugsweise zur Anordnung am bezie- hungsweise im Kraftfahrzeug ausgebildet. Sie ist insbesondere dazu ausgebildet, an dem Gleichspannungszwischenkreis des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs angeschlossen zu werden, und zwar insbesondere dann, wenn auch der elektrische Energiespeicher an diesem Zwischenkreis angeschlossen ist und somit durch die Ladeeinrichtung unmittelbar mit elektrischer Ladung beaufschlagt werden kann. Darüber hinaus ist es natürlich auch möglich, die Ladeeinrichtung mit ihrem Energiespeicheranschluss direkt am elektrischen Energiespeicher anzuschließen. Dabei kann vorgesehen sein, den Gleichspannungszwischenkreis während des Aufladens des elektrischen Energiespeichers vom elektrischen Energiespeicher elektrisch zu trennen, beispielsweise mittels elektromechanischer Schaltelemente, die durch ein Schütz bereitgestellt werden und/oder dergleichen. Der Ableitstrom braucht jedoch nicht nur durch die Y-Kondensatoren verursacht zu sein, sondern er kann gleichermaßen beziehungsweise ergänzend auch durch parasitäre ka ^¬ pazitive Kopplungen das Bezugspotential mit einem oder beiden der Energiespeicherpotentiale des elektrischen Energiespeichers beziehungsweise der Zwischenkreispotentiale des Gleichspan ^¬ nungszwischenkreises bewirkt werden. Parasitäre Kapazitäten sind häufig konstruktionsbedingt vorhanden und lassen sich auch bei sorgfältigster Konstruktion kaum oder nur unzureichend vermeiden. In der Regel wird der Ableitstrom jedoch im Wesentlichen durch die Y-Kondensatoren bestimmt, weil deren elektrische Kapazität in der Realität üblicherweise deutlich größer als die elektrische Kapazität von parasitären Kapazitäten ist .

Die Ladeeinrichtung weist die Steuereinheit auf, mittels der die Schaltelemente in geeigneter Weise gesteuert werden können. Vorzugsweise umfasst die Steuereinheit die Energiewandler ^¬ steuerung. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Steu- ereinheit eine separate Baueinheit darstellt, die an die

Energiewandlersteuerung angeschlossen ist und die Energiewandlersteuerung mit entsprechenden Steuersignalen für die Schaltelemente versorgt. Die Steuereinheit ist vorzugsweise eine elektronische Schaltung, die an einen Spannungssensor, ins- besondere zur Erfassung der Bezugsspannung, angeschlossen sein kann oder diesen sogar auch umfassen kann. Darüber hinaus kann die Steuereinheit auch eine programmgesteuerte Rechnereinheit umfassen, die mit der Elektronikschaltung auch kombiniert sein kann. Mittels des Rechnerprogramms kann die Rechnereinheit die gewünschte Funktionalität bereitstellen.

Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Wechselspannung mit einer vorgegebenen Wechselspannungsfrequenz bereitgestellt wird und zum Steuern der Schaltelemente lediglich ein spektraler Anteil der elektrischen Bezugsspannung in einem vorgegebenen Bereich der Wechselspannungsfrequenz berücksichtigt wird. Der Bereich der Wechselspannungsfrequenz umfasst beispielsweise einen Bereich, der durch eine maximale Abweichung von der Wechselspannungsfrequenz um etwa 10%, vorzugsweise 5%, be ^¬ reitgestellt sein kann. Vorzugsweise entspricht der vorgegebene Bereich genau der Wechselspannungsfrequenz. Dies hat den Vorteil, dass gerade die besonders ungünstig zu filternden Frequenzen im Bereich der Wechselspannungsfrequenz kompensiert werden können. Die Wechselspannungsfrequenz beträgt beispielsweise 50 Hz beziehungsweise 60 Hz, je nachdem, in welcher Region und bei welchem Energieversorgungsnetz die Ladestation angeschlossen ist. Bei Inselnetzen kann darüber hinaus auch eine Frequenz von 400 Hz vorgesehen sein, so beispielsweise bei

Bordnetzen auf Schiffen, in Flugzeugen und/oder dergleichen. Gerade die aufgrund der geringen Frequenz nur mit großem Aufwand zu reduzierenden Ableitströme im Bereich von 50 Hz beziehungsweise 60 Hz können somit reduziert werden, wodurch ein diesbezüglicher Aufwand in Bezug auf eine Filterung entsprechend reduziert werden kann. Darüber hinaus eignet sich diese Ver ^¬ fahrensführung natürlich insbesondere auch für Regelungszwecke, bei denen die Schaltmuster für die Schaltelemente abhängig von der erfassten Bezugsspannung verändert werden.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Schaltelemente derart gesteuert werden, dass die elektrische Bezugsspannung im Wesentlichen konstant ist. Diese Ausgestaltung berücksichtigt, dass bei einer im Wesentlichen konstanten Bezugsspannung insbesondere durch die Y-Kondensatoren nur sehr kleine beziehungsweise vernachlässigbare Ableitströme verursacht werden. Dies ergibt sich aus der Funktionalität von Kondensatoren.

Gemäß einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die

Schaltelemente derart gesteuert werden, dass die elektrische Bezugsspannung 40% bis 60%, vorzugsweise 50%, einer elektrischen Energiespeicherspannung zwischen den wenigstens zwei Energiespeicherpotentialen des elektrischen Energiespeichers entspricht. Ist der elektrische Energiespeicher unmittelbar an den Gleichspannungszwischenkreis angeschlossen, entspricht diese Spannung der Zwischenkreisgleichspannung . Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass eine Spannungsbelastung der Bauelemente gegenüber dem elektrischen Bezugspotential ver- gleichmäßigt werden kann. Darüber hinaus können Auswirkungen, die beispielsweise Gegentaktstörungen zur Folge haben, reduziert werden . Es wird ferner vorgeschlagen, dass eines der elektrischen

Wechselspannungspotentiale der elektrischen Wechselspannung mit dem elektrischen Bezugspotential elektrisch gekoppelt ist, wobei die Mittelanschlüsse der beiden Reihenschaltungen mit den beiden von der Ladestation zur Verfügung gestellten Anschlüssen be- ziehungsweise elektrischen Potentialen gekoppelt sind. Ein netzfrequenter Anteil der Spannungen, beispielsweise bei einer Frequenz von etwa 50Hz, welche an den beiden Mittelanschlüssen der beiden Reihenschaltungen gegenüber dem Bezugspotential eingestellt werden, folgt dabei im Wesentlichen dem netzfre- quenten Anteil der beiden angeschlossenen elektrischen Potentiale bezogen auf das Bezugspotential. Weiterhin können auch die Spannungsabfälle über den Netzfilterdrosseln beim Stellen der Spannungen an den beiden Mittelanschlüssen der beiden Reihenschaltungen berücksichtigt werden, was zu einer nahezu gänzlichen Eliminierung der netzfrequenten Anteile der Ableitströme führen kann.

Bei einem in Deutschland üblichen Netzanschluss , beispielsweise eines öffentlichen Energieversorgungsnetzes, bei welchem der Nullanschluss fix mit dem Bezugspotential verbunden ist, während der Phasenanschluss die volle Arbeitsspannung gegenüber dem Bezugspotential führt, würde sich eine vorteilhafte Ansteuerung der Leistungsschalter dadurch auszeichnen, dass die Reihenschaltung, deren Mittelanschluss mit dem Bezugspotential elektrisch gekoppelt ist, etwa 40% bis 60%, vorzugsweise etwa 50%, der Energiespeicherspannung beziehungsweise gegebenenfalls der Zwischenkreisspannung, und die andere Reihenschaltung den vollen Hub der Ladespannung ausführt, also sinusförmig beispielsweise zwischen 10% und 90% der Energiespeicherspannung mit der Netzfrequenz schwingt. In einer weiteren vorteilhaften Ausführung können diesen beiden Spannungen noch die Spannungsabfälle über den Netzfilterdrosseln überlagert werden. Die beiden Reihenschaltungen des getakteten Energiewandlers werden gemäß der Erfindung vorzugsweise derart betrieben, dass sie bezogen auf die Zwischenkreisgleichspannung, die am getakteten Energiewandler zur Verfügung steht, an einem der beiden Mittelanschlüsse eine Wechselspannung mit einer vollen Amplitude bei der Wechselspannungsfrequenz bereitstellt, wohingegen die andere Reihenschaltung an ihrem Mittelanschluss eine gegen- phasige Teilspannung der Wechselspannung bei der Wechselspannungsfrequenz bereitstellt. Dadurch kann erreicht werden, dass der entsprechende Wechselspannungsanteil der Bezugs ^¬ spannung reduziert wird, wodurch infolgedessen auch der Ableitstrom entsprechend reduziert wird.

In der Regel ist jedes der wenigstens zwei Energiespeicher- potentiale des elektrischen Energiespeichers über jeweils einen Y-Kondensator mit dem elektrischen Bezugspotential elektrisch gekoppelt. Damit die Ladeeinrichtung ermitteln kann, welcher der Mittelanschlüsse mit dem Bezugspotential elektrisch gekoppelt ist, wird weiterhin vorgeschlagen, dass die Schaltelemente jeweils eine Inversdiode aufweisen, wobei die Schaltelemente ausgeschaltet werden und jeweilige elektrische Schaltelem ^¬ entspannungen erfasst und ausgewertet werden, um zu ermitteln, welcher der Mittelanschlüsse mit dem Bezugspotential elektrisch gekoppelt ist. Diese Ausgestaltung nutzt den Sachverhalt, dass für die Schaltelemente vorgesehene Treiberschaltungen in der Regel eine Schaltzustandserfassung umfassen. Die Schaltzu- standserfassung basiert darauf, dass eine am Schaltelement anliegende Schaltelementspannung erfasst wird. Ist die erfasste Schaltelementspannung kleiner als ein vorgegebener Ver- gleichswert, wird dies als eingeschalteter Zustand ausgegeben. Ist hingegen die erfasste Schaltelementspannung größer als der Vergleichswert, wird dies als ausgeschalteter Zustand ausge ^¬ geben. Dadurch ist es möglich, den jeweiligen Schaltzustand der Schaltelemente zu erfassen. Da zu jedem Schaltelement eine jeweilige Diode parallelgeschaltet ist, kann damit auch der

Schaltzustand der jeweiligen Diode ermittelt werden, weil die Schaltelemente selbst im ausgestalteten Schaltzustand sind. In dieser Ausgestaltung funktioniert der getaktete Energiewandler wie ein einphasiger Brückengleichrichter. Der Vergleichswert wird vorzugsweise bei einer elektrischen Spannung von etwa 4 V gewählt. Er kann jedoch abweichend davon auch in einem Bereich von etwa 2,5 V bis etwa 8 V gewählt sein. Dabei basiert diese Ausgestaltung darauf, dass ein Schaltzustand des Schaltelements , bei dem der Mittelanschluss der Reihenschaltung mit dem Pha- senanschluss elektrisch gekoppelt ist, entsprechend der

Wechselspannungsfrequenz hin und her schwingt, wohingegen der Schaltzustand eines Schaltelements in der Reihenschaltung, deren Mittelanschluss an dem Nullanschluss angeschlossen ist , konstant den ausgeschalteten Zustand ausgibt. Die hierdurch ermittelte Anschlusssituation der Ladestation an den getakteten Energiewandler kann dazu genutzt werden, die Schaltelemente der beiden Reihenschaltungen in geeigneter Weise ansteuern zu können, wie das zuvor bereits im Detail erläutert wurde.

Gemäß einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass der La- destationsanschluss mit dem getakteten Energiewandler galva ^¬ nisch gekoppelt ist. Die Erfindung ermöglicht es nämlich, auf eine galvanische Trennung, wie sie im Stand der Technik üblich ist, zu verzichten. Im Stand der Technik dient die galvanische Trennung unter anderem eben auch dazu, Ableitströme zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist üblicherweise ein geeigneter Transformator vorgesehen, mittels dem die galvanische Trennung erreicht werden kann. Ein solcher Transformator ist jedoch kostenintensiv und benötigt darüber hinaus einen großen Bauraum. Mit der Erfindung ist es möglich, die galvanische Trennung zu vermeiden und zugleich die Anforderungen, die zumindest teilweise auch durch die Normung begründet sein können, zu erfüllen.

Es wird ferner vorgeschlagen, dass das Kraftfahrzeug eine elektrische Antriebseinrichtung aufweist, die eine dreiphasige elektrische Maschine zum Antreiben des Kraftfahrzeugs und einen an die elektrische Maschine und das Bordnetz angeschlossenen Wechselrichter aufweist, der ausgebildet ist, ein dreiphasiges Wechselspannungsnetz für die elektrische Maschine bereitzu ^¬ stellen, wobei der Wechselrichter ausgebildet ist, den getakteten Energiewandler der Ladeeinrichtung bereitzustellen. Diese Weiterbildung nutzt einen bereits bei einem elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeug ohnedies vorhandenen Wechselrichter, um den getakteten Energiewandler zum Zwecke des Aufladens des elektrischen Energiespeichers bereitzustellen. Es braucht also bei dieser Weiterbildung kein separater getakteter Energiewandler vorgesehen zu werden. Dadurch, dass der Wechselrichter bereits für einen dreiphasigen Betrieb ausgelegt ist, umfasst dieser Wechselrichter in der Regel auch eine Schaltelementstruktur, wie sie für den getakteten Energiewandler erforderlich ist, der zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahrensführung dient. Dadurch können Aufwand, Bauraum und Gewicht eingespart werden. Dies ist gerade bei Kraftfahrzeugen von Vorteil . Es wird ferner vorgeschlagen, dass der getaktete Energiewandler über Phasenwicklungen der elektrischen Maschine mit dem La- deanschluss elektrisch gekoppelt ist. Hierbei wird die elektrische Maschine zumindest teilweise in den Wandlungsprozess einbezogen. Dadurch ist es möglich, den getakteten Energie- wandler auch als Hochsetzsteller beziehungsweise Tiefsetzsteller zu betreiben. Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn Ständerwicklungen der elektrischen Maschine in einem bestimmungsgemäßen Fahrbetrieb an einem Sternpunkt angeschlossen sind, wobei der Sternpunkt zum Zwecke des Aufladens aufgelöst wird, sodass jeweilige hierdurch freiwerdende Wicklungsanschlüsse die Funktion der Mittelanschlüsse des getakteten Energiewandlers übernehmen können. Dadurch können zusätzliche Wirkungen aufgrund der durch die Wicklungen bereitgestellten Induktivitäten vorteilhaft für die erfindungsgemäße Verfahrensführung genutzt werden.

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung beziehungsweise des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs beschrieben worden sind und umgekehrt . Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen hier nicht noch einmal beschrieben . Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung be ^¬ schrieben. Hierzu zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schaltbildansicht eines elektri- sehen Bordnetzes eines Elektrofahrzeugs als Kraft ^¬ fahrzeug mit einer elektrischen Antriebseinrichtung in einem bestimmungsgemäßen Fahrbetrieb;

Fig. 2 eine schematische Schaltbildansicht wie Fig. 1, bei der jedoch das Elektrofahrzeug zum Aufladen eines

Akkumulators des Bordnetzes an eine Ladestation angeschlossen ist, die ein dreiphasiges Wechsel ^¬ spannungsnetz bereitstellt; Fig. 3 eine schematische Diagrammdarstellung von elektrischen Spannungen, die an Wechselspannungsanschlüssen eines Wechselrichters der Antriebseinrichtung beim Aufladen gemäß Fig. 2 anliegen; Fig. 4 in einer schematischen Diagrammdarstellung ein

PWM-Muster für eine der in Fig. 3 gezeigten WechselSpannungen;

Fig. 5 eine schematische Diagrammdarstellung von elektri- sehen Spannungen wie Fig. 3, die an Eingangsanschlüssen des Wechselrichters beim Anschluss an eine Ladestation anliegen, die eine einphasige Wechsel ^¬ spannung bereitstellt; Fig. 6 eine schematische Diagrammdarstellung wie Fig. 4 von

PWM-Mustern zum Einstellen der Spannungen gemäß Fig. 5;

Fig. 7 eine schematische Schaltbilddarstellung wie Fig. 2, bei der das Bordnetz zum Aufladen des Energiespeichers an eine Ladestation angeschlossen ist, die eine einphasige Wechselspannung bereitstellt; Fig. 8 eine schematische Darstellung wie Fig. 5 für die Schaltung gemäß Fig. 7 ;

Fig. 9 eine schematische Darstellung wie Fig. 6 für die

Bereitstellung einer Spannung gemäß Fig. 8 ;

Fig. 10 eine schematische Schaltbilddarstellung wie Fig. 7, wobei die Schaltelemente des Wechselrichters gemäß einem Schaltmuster der Erfindung gesteuert werden, wie es anhand von Fig. 9 dargestellt ist;

Fig. 11 eine schematische Ersatzschaltbilddarstellung für eine Simulation des Betriebs der Schaltung gemäß Fig. 7;

Fig. 12 eine schematische Diagrammdarstellung der Verhältnisse beim Betrieb der Schaltung gemäß Fig. 7 ;

Fig. 13 eine schematische Ersatzschaltbilddarstellung der

Schaltung gemäß Fig. 10 für Simulationszwecke;

Fig. 14 eine Darstellung wie Fig. 12 für die Ersatzschaltbilddarstellung gemäß Fig. 13; Fig. 15 eine schematische Ersatzschaltbilddarstellung für eine weiter verbesserte Gleichtaktunterdrückung;

Fig. 16 eine Darstellung wie Fig. 14 für die Ersatzschalt ^¬ bilddarstellung gemäß Fig. 15;

Fig. 17 eine schematische Ersatzschaltbilddarstellung zur

Ermittlung, welcher der Wechselrichteranschlüsse mit einem Nullanschluss der Ladestation elektrisch verbunden ist;

Fig. 18 eine schematische Diagrammdarstellung einer Simulation der Schaltung gemäß Fig. 17, um zu ermitteln, welcher der Wechselrichteranschlüsse mit dem Null- anschluss der Ladestation elektrisch gekoppelt ist; und

Fig. 19 eine Darstellung wie Fig. 18, bei der das Erkennen weiter verdeutlich ist.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der jeweiligen Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar .

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Schaltbilddarstellung einen Gleichspannungszwischenkreis 54 eines elektrischen Bordnetzes eines nicht weiter dargestellten Elektrofahrzeugs als elektrisch angetriebenem Kraftfahrzeug, an dem eine elektrische An ^¬ triebseinrichtung 56 angeschlossen ist. Die elektrische Antriebseinrichtung 56 umfasst eine dreiphasige elektrische Maschine 58, die vorliegend als Synchronmaschine ausgebildet ist und die zum Antreiben des Elektrofahrzeugs dient.

An die elektrische Maschine 58 ist ein Wechselrichter 60 an ^¬ geschlossen, der ausgebildet ist, ein dreiphasiges Wechsel ^¬ spannungsnetz für die elektrische Maschine 58 bereitzustellen. Der Wechselrichter 60 umfasst eine Steuereinheit 52, mittels der der Wechselrichter 60 hinsichtlich des Wechselspannungsnetzes in geeigneter Weise gesteuert wird, damit die elektrische Maschine 58 die gewünschte Antriebsfunktion während des bestimmungs ^¬ gemäßen Fahrbetriebs des Elektrofahrzeugs bereitzustellen vermag. Zu diesem Zweck weist der Wechselrichter drei im Folgenden noch weiter erläuterte Wechselrichteranschlüsse auf, an denen nicht bezeichnete Ständerwicklungen der elektrischen Maschine 58 angeschlossen sind. Die Ständerwicklungen der elektrischen Maschine 58 sind im Fahrbetrieb an einem gemeinsamen Sternpunkt 62 angeschlossen. Der Wechselrichter 60 ist weiterhin an den Gleichspannungszwischenkreis 54 angeschlossen.

An dem Gleichspannungszwischenkreis 54 ist ferner eine Hoch ^¬ voltbatterie 10 als elektrischer Energiespeicher angeschlossen, die elektrische Energie für den bestimmungsgemäßen Fahrbetrieb des Elektrofahrzeugs bereitstellt. Somit stellt die Hoch ^¬ voltbatterie 10 zugleich auch die Zwischenkreisgleichspannung des Gleichspannungszwischenkreises 54 bereit.

Elektrische Potentiale der Hochvoltbatterie 10, die Energie ^¬ speicherpotentiale darstellen, sind über jeweilige

Y-Kondensatoren 42, 44 mit einem Bezugspotential gekoppelt, welches vorliegend durch eine Masse 40 des Elektrofahrzeugs gebildet ist. Durch die Y-Kondensatoren 42, 44 wird eine Funkentstörung in Bezug auf Gleichtaktstörungen erreicht. Die Y-Kondensatoren 42, 44 wirken diesbezüglich mit einer stromkompensierten Drossel 64 zusammen. In der vorliegenden Ausgestaltung beträgt die elektrische Kapazität eines jeden der beiden Y-Kondensatoren 42, 44 etwa 1 ]iF . Die elektrische Ka ^¬ pazität der Y-Kondensatoren 42, 44 kann bedarfsweise auch hiervon abweichend gewählt sein.

In zwei in einem linken Bereich in Fig. 1 übereinander dar- gestellten Diagrammen ist eine jeweilige elektrische Spannung der Potentiale der Hochvoltbatterie 10 gegenüber der Masse 40 dargestellt. Aus den beiden schematischen Diagrammen ist ersichtlich, dass eine Bezugsspannung 38, die zwischen einem positiven elektrischen Potential der Hochvoltbatterie 10 und der Masse 40 ausgebildet ist, etwa der Hälfte der Zwischenkreis ^¬ gleichspannung entspricht. Entsprechend ergibt sich eine elektrische Spannung zwischen dem negativen elektrischen Potential der Hochvoltbatterie 10 und der Masse 40. In zwei in einem rechten Bereich neben dem Schaltbild dargestellten Diagrammen sind elektrische Potentiale eines Stern ^¬ punkts 62 in Bezug auf das negative Potential der Hochvolt- batterie 10 dargestellt. Der Sternpunkt 62 ist durch jeweiligen Wicklungsanschlüsse von Wicklungen der elektrischen Maschine 58 gebildet. Das linke der beiden Diagramme zeigt eine elektrische Spannung zwischen den beiden Potentialen mit einer Auflösung im Bereich einer Taktfrequenz des Wechselrichters 60. Das rechts daneben dargestellte Diagramm zeigt das elektrische Potential bezogen auf eine Betriebsfrequenz der elektrischen Maschine 58.

Während des normalen Fahrbetriebs ist das Gleichtaktpotential auf der Zwischenkreisseite der an der Hochvoltbatterie 10 über die Y-Kondensatoren 42, 44 auf die Masse 40 geklemmt. Dagegen kann das Gegentaktpotential an der Wechselspannungsseite der elektrischen Maschine 58 um die Masse 40 springen, und zwar im Takt der Schaltfrequenz des Wechselrichters 60. Der Wechselrichter 60 weist vorliegend drei Reihenschaltungen 22, 24, 26 aus jeweils zwei Halbleiterschaltern 28, 30 auf, die vorliegend durch Isolated Gate Bipolar Transitoren (IGBT) gebildet sind. Die Reihenschaltungen 22, 24, 26 sind paral ^¬ lelgeschaltet und an den Gleichspannungszwischenkreis 54 an- geschlossen. Jede der drei Reihenschaltungen 22, 24, 26 weist einen jeweiligen Mittelanschluss 32, 34, 36 auf, die die Wechselrichteranschlüsse bereitstellen, an denen die Stän ^¬ derwicklungen der elektrischen Maschine 58 angeschlossen sind. Der Wechselrichter 60 ist somit nach Art einer B6 Wechsel- richterbrücke ausgebildet und stellt für den Fahrbetrieb das dreiphasige Wechselspannungsnetz zur Verfügung.

Fig. 2 zeigt in einer schematischen Schaltbilddarstellung basierend auf Fig. 1, wie das Bordnetz zum Aufladen der

Hochvoltbatterie 10 an eine fahrzeugexterne Ladestation 12 angeschlossen ist, die elektrische Energie zum Aufladen der Hochvoltbatterie 10 bereitstellt. Die Ladestation 12 ist eine stationäre Ladestation, und das Elektrofahrzeug wird zum An- schließen an die Ladestation 12 im Bereich der Ladestation 12 abgestellt. Über eine nicht weitere dargestellte leitungsge ^¬ bundene Verbindung, vorliegend ein Anschlusskabel, wird das Bordnetz, wie im Folgenden noch weiter erläutert wird, an die Ladestation 12 angeschlossen. Die Ladestation 12 stellt eine dreiphasige Wechselspannung mit einer Nennspannung von etwa 230 V pro Phase bei einer Wechselspanungsfrequenz von etwa 50 Hz bereit. Die drei Phasen sind jeweils zueinander um 120° ver ^¬ schoben .

In der vorliegenden Ausgestaltung ist eine galvanische Verbindung zwischen der Ladestation 12 und dem Bordnetz des Elektrofahrzeugs vorgesehen. Entsprechend wird ein Schutz- leiteranschluss beziehungsweise ein Bezugspotential 16, hier Erdpotential, der Ladestation 12 mit der Masse 40 des Elekt ^¬ rofahrzeugs elektrisch gekoppelt.

Die Ladestation 12 umfasst ferner ein für dreiphasige Wechselspannung angepasst ausgebildetes Netzfilter, mittels welchem eine Filterung der Anschlüsse der Ladestation 12 vorgenommen wird, damit vorgeschriebene Grenzwerte für Rückwirkungen un ^¬ terschritten werden.

Um die Ladestation 12 an das Bordnetz des Elektrofahrzeugs anschließen zu können, ist vorliegend vorgesehen, dass der

Sternpunkt 62 der elektrischen Maschine 58 geöffnet wird und die entsprechenden Anschlüsse der Ständerwicklungen der elektrischen Maschine 58 an die jeweiligen Phasenanschlüsse der La ^¬ destation 12 angeschlossen werden. Dadurch wird ein Ladesta- tionsanschluss 48 des Elektrofahrzeugs bereitgestellt.

Über die Ständerwicklungen der elektrischen Maschine 58 und den Wechselrichter 60 kann dann ein Zuführen von elektrischer Energie zur Hochvoltbatterie 10 erfolgen. Zu diesem Zweck werden die IGBT's 28, 30 des Wechselrichters 60 mittels der Steuereinheit 52 des Wechselrichters 60 in geeigneter Weise gesteuert. Der Wechselrichter 60 stellt also einen getakteten Energiewandler bereit, der unter Nutzung der Induktivität der Ständerwicklungen der elektrischen Maschine 58 eine Energiewandlung in geeigneter Weise realisiert. Dadurch kann der Hochvoltbatterie 10 elektrische Energie von der Ladestation 12 zugeführt werden. In zwei übereinander dargestellten schematischen Diagrammen in einem linken Bereich in Fig. 2 ist wieder die jeweilige Bezugsspannung 38 dargestellt. Zu erkennen ist, dass die Be ^¬ zugsspannung 38 im Wesentlichen der entspricht, wie sie auch in der in Fig. 1 dargestellten Betriebssituation entspricht. Lediglich geringe Schwankungen treten durch das Aufladen mittels einer dreiphasigen Wechselspannung auf. Entsprechend stellen sich die Verhältnisse an den Mittelanschlüssen 32, 34, 36 derart ein, wie sie bereits zur Fig. 1 dargestellt sind. Dies ist durch zwei übereinander dargestellte Diagramme in einem mittleren Bereich in dem Schaltbild der Fig. 2 dargestellt. Im rechten Bereich der Fig. 2 sind die drei Phasen der durch die Ladestation 12 bereitgestellten Wechselspannung dargestellt.

Mittels eines ladestationsseitig vorgesehenen Netzfilters beziehungsweise Filterschaltung 120 kann verhindert werden, dass das Bezugspotential 16 weder bezüglich der Zwischenkreisseite noch bezüglich der ladestationsseitigen Wechselspannungsseite springt . Abhängig von einem jeweiligen Schaltmuster für die jeweiligen IGBT's 28, 30, die ein jeweiliges PWM-Muster nutzen, um die jeweilige Gegentaktspannung in Bezug auf die Netzfrequenz von 50 Hz zu realisieren, werden unterschiedliche Störkomponenten erzeugt. Die Filterschaltung 120 der Ladestation 12 ist für diese Störungen angepasst ausgebildet.

Fig. 4 zeigt in einer schematischen Diagrammdarstellung den zeitlichen Verlauf eines PWM-Musters der Reihenschaltung 24 des Wechselrichters 60 mit einem Graphen 66 sowie die zugehörige integrierte Wechselspannung mit einem Graphen 68. Fig. 3 stellt die drei entsprechenden Wechselspannungen an den drei Eingangsanschlüssen des Wechselrichters 60 mit drei Graphen 70, 72 und 74 dar. In den Diagrammen 3 und 4 ist die Abszisse jeweils eine Zeitachse in der die Zeit in Millisekunden angegeben ist. Die Ordinate ist eine Spannungsachse, die die Spannung in Volt angibt . Fig. 7 zeigt eine schematische Schaltbilddarstellung wie Fig. 2, wobei hier jedoch das Bordnetz des Elektrofahrzeugs an eine Ladestation 14 angeschlossen ist, die eine einphasige Wechselspannung 18 bereitstellt. Infolgedessen sind nunmehr vom Wechselrichter 60 lediglich noch die Reihenschaltungen 22 und 24 bezüglich der Energiewandlung aktiviert. Zusammen mit den

Ständerwicklungen der elektrischen Maschine 58 wird hierdurch ein getakteter Energiewandler 20 gebildet. Der getaktete Energiewandler 20 weist einen Energiespeicheranschluss 50 auf, mit dem er am Gleichspannungszwischenkreis 54 und somit auch an der Hochvoltbatterie 10 angeschlossen ist. Somit bildet der getaktete Energiewandler 20 eine Ladeeinrichtung 46, die ausgebildet ist, an der Ladestation 14 angeschlossen zu werden.

Die Mittelanschlüsse 32 und 34 der Reihenschaltungen 22, 24 sind entsprechend mit einem Phasenanschluss L und einem Nullanschluss N der Ladestation 14 elektrisch verbunden. Ladestationsseitig wird am Phasenanschluss L gegenüber dem Nullanschluss N eine Wechselspannung von 230 V bei 50 Hz bereitgestellt. Die La ^¬ destation 14 weist ferner ebenfalls eine Filterschaltung 120 auf.

Darüber hinaus ist über eine nicht dargestellte Energiever ^¬ sorgung, an die die Ladestation 14 angeschlossen ist, der Nullanschluss N mit einem Schutzleiteranschluss als elektrisches Bezugspotential 16 elektrisch gekoppelt. Das Bezugspotential 16 ist vorliegend das Erdpotential. Die weiteren Komponenten sowie deren Funktionalitäten entsprechen denen, wie sie bereits zur Ausführungsform gemäß der Fig. 2 bis 4 erläutert wurden, weshalb ergänzend auf die diesbezüglichen Ausführungen verwiesen wird. Mittels der Steuereinheit 52 werden die IGBT's 28, 30 der

Reihenschaltungen 22, 24 gesteuert, damit eine entsprechende Energiewandlung realisiert werden kann. Somit kann der La- destation 14 elektrische Energie entnommen und der Hochvolt ^¬ batterie 10 zugeführt werden.

Im mittleren Bereich der Fig. 7 sind im Schaltplan zwei übereinander angeordnete schematische Diagramme - wie in Fig. 2 - dargestellt. Aus diesen Diagrammen ist ersichtlich, dass das Gleichtaktsignal an den Eingangsanschlüssen des Wechselrichters 60 vorliegend kompensiert ist. Das obere der beiden Diagramme zeigt das Gleichtaktpotential bezüglich des negativen Potentials der Hochvoltbatterie 10 in Bezug auf das PWM-Muster, wohingegen das untere schematische Diagramm das Gleichtaktpotential in Bezug auf die Wechselspannungsfrequenz darstellt.

Im linken Bereich sind - ebenso wie in Fig. 2 - ebenfalls zwei schematische Diagramme übereinander dargestellt. Die beiden übereinander dargestellten Diagramme stellen jeweils die Bezugsspannung 38 bezüglich des positiven Potentials der Hochvoltbatterie 10 in Bezug auf die Masse 40 sowie des negativen Potentials in Bezug auf die Masse 40 dar. Die Masse 40 ist mit dem Bezugspotential 16 elektrisch gekoppelt.

Zu erkennen ist, dass die elektrischen Potentiale phasengleich mit etwa der halben Netzspannungsamplitude gegenüber der Masse 40 mit der Wechselspannungsfrequenz schwanken. Die sich daraus ergebende Bezugsspannung 38 ist also mit einer vergleichsweise hohen Wechselspannung überlagert, sodass von den Y-Kondensatoren 42, 44 ein entsprechend hoher Ableitstrom in die Masse 40 abgeführt wird. Aufgrund der vergleichsweise hohen Kapazität für Y-Kondensatoren kann der Ableitstrom einen unzulässig hohen Wert aufweisen. Es sind deshalb durch die Filterschaltung 120 der Ladestation 14 entsprechende Maßnahmen vorzusehen, die verhindern, dass ein entsprechend hoher Ableitstrom auftreten kann. Mit den Fig. 5 und 6 wird die Funktionalität beim einphasigen Ladebetrieb in diesem Betriebsmodus weiter verdeutlicht. Fig. 5 entspricht der Darstellung, wie sie bereits zu Fig. 3 erläutert wurde. Mit Graphen 78 und 80 sind die entsprechenden Spannungen an den Eingangsanschlüssen des Wechselrichters 60 dargestellt, die an den Mittelanschlüssen 32, 34, die die entsprechenden Eingangsanschlüsse bereitstellen, integriert vorliegen. Die Darstellung in Fig. 5 zeigt im Wesentlichen die Wechselspannungsfrequenzkomponente ohne weitere Spektra, die unter anderem durch den PWM-Betrieb ergänzend vorliegen können. Fig. 6 zeigt in einer zeitlich gestreckten Darstellung entsprechende PWM-Signale mit Graphen 82, 84, wobei dem mit dem Graphen 78 dargestellten Spannungsverlauf das PWM-Signal zu ^¬ geordnet ist, welches mit dem Graphen 84 dargestellt ist und dem mit dem Graphen 80 dargestellten Spannungsverlauf das

PWM-Signal, das mit Graphen 82 dargestellt ist. Da das PWM-Signal für die Reihenschaltung 24, deren Mittelanschluss 34 an den Nullanschluss N angeschlossen ist, invertiert zu dem PWM-Signal ist, welches am Mittelanschluss 32 der Reihenschaltung 22 anliegt, die mit dem Phasenanschluss L elektrisch gekoppelt ist, sind die entsprechenden Gleichtaktspannungen konstant bei etwa der halben Zwischenkreisgleichspannung bezogen auf das negative Potential der Hochvoltbatterie 10. Jedoch ist eine Wechsel ^¬ spannungskomponente der Gleichtaktspannung auf der Netzseite nicht Null, weil der Nullanschluss N mit dem Bezugspotential 16 elektrisch gekoppelt ist. Da das ladestationsseitige

Gleichtaktfilter der Filterschaltung 120 die relativ niedrige Wechselspannungsfrequenz von etwa 50 Hz nicht hinreichend zu filtern vermag, sind der Phasenanschluss L und der Nullanschluss N direkt an die Wechselrichteranschlüsse angeschlossen. Die wechselspannungsfrequenzbezogene Gleichtaktkomponente der Wechselrichterausgänge folgt der Wechselspannungsfrequenz- gleichtaktkomponente auf der Ladestationsseite. Da keine Gleichtaktkomponente der Wechselrichteranschlüsse in Bezug auf das negative Potential der Hochvoltbatterie 10 vorliegt, folgt die Gleichtaktspannung auf der Zwischenkreisseite der

Gleichtaktkomponente auf der Ladestationsseite. Fig. 10 zeigt nun ein schematisches Schaltbild wie Fig. 7, wobei hier jedoch die in der Fig. 10 zusätzlich dargestellten schematischen Diagramme den aufgrund der unterschiedlichen Steuerung gemäß der Erfindung sich ergebenden Ableitstrom sowie Gleichtaktpotentiale verdeutlichen. Die Schaltungsstruktur entspricht deshalb der, wie sie bereits zu Fig. 7 erläutert wurde, weshalb ergänzend auf die diesbezüglichen Ausführungen verwiesen wird . Die Idee der Erfindung ist es, ein PWM-Muster für einphasiges Laden der Hochvoltbatterie 10 zu nutzen, weil damit die vor ^¬ genannten Probleme beim einphasigen Laden gelöst werden können. Mit den Fig. 8 und 9 werden den Fig. 5 und 6 entsprechende Diagramme dargestellt, die ebenfalls Spannungsverläufe, wie zu den Fig. 5 und 6 bereits erläutert, darstellen.

Mit den Graphen 86 und 88 sind in Fig. 8 jeweilige Spannungen an den Wechselrichteranschlüssen entsprechend der Darstellung gemäß Fig. 5 gezeigt. Fig. 9 zeigt eine zeitlich vergrößerte Auflösung, wobei ebenfalls die Graphen 86 und 88 dargestellt sind. Darüber hinaus sind ergänzend zugeordnete PWM-Signale mit Graphen 90, 92 dargestellt. Dabei ist das PWM-Signal gemäß dem Graphen 90 dem Spannungsverlauf gemäß dem Graphen 86 und das PWM-Signal gemäß dem Graphen 92 dem Spannungsverlauf gemäß dem Graphen 88 zugeordnet.

Zu erkennen ist in Fig. 10 in den im linken Bereich übereinander dargestellten schematischen Diagrammen, dass die Bezugsspannung 38 im Unterschied zur Fig. 7 im Wesentlichen eine Gleichspannung ist. Entsprechend ist auch das negative Potential der Hoch ^¬ voltbatterie 10 gegenüber der Masse 40 eine Gleichspannung. Infolgedessen sind die Y-Kondensatoren 42, 44 nunmehr im Wesentlichen jeweils mit einer konstanten Spannung beaufschlagt, sodass der Ableitstrom durch diese Kondensatoren erheblich reduziert ist.

Durch das Steuerungsprinzip der Erfindung kann somit die zuvor genannte Problematik bezüglich des Ableitstroms reduziert, wenn nicht sogar vollständig vermieden werden. An den Wechselrichteranschlüssen, die durch die Mittelanschlüsse 32, 34 gebildet sind, stellen sich gegenüber der Ausgestaltung gemäß Fig. 7 andere Spannungen ein. Zu erkennen ist, dass in dem oberen Diagramm im mittleren Bereich der Fig . 10 das Gleichtaktpotential in Bezug auf das negative Potential der Hochvoltbatterie 10 mit der Taktfrequenz des Wechselrichters 60 schwankt. Aus dem darunter dargestellten schematischen Diagramm ist ersichtlich, dass das Gleichtaktpotential in Bezug auf das negative Potential der Hochvoltbatterie 10 einen signifikanten spektralen Anteil bei der Wechselspannungsfrequenz aufweist, wobei hier eine Wechselspannung von etwa 115 V vorliegt. Insgesamt kann mit der Erfindung also eine Reduzierung des Ableitstroms im Bereich der Wechselspannungsfrequenz erreicht werden. Zwar ist hier im Unterschied zur Ausgestaltung gemäß der Fig. 5 bis 7 die

Taktfrequenz des Wechselrichters 60 ergänzend zu entstören, jedoch ist diese Frequenz im Vergleich zur Wechselspannungsfrequenz erheblich höher, beispielsweise 10 kHz, weshalb diese hohe Frequenz mit vergleichsweise geringem Filteraufwand in geeigneter Weise gefiltert werden kann.

In den folgenden Figuren 11 bis 20 werden verschiedene Simulationen und deren Ergebnisse dargestellt, mit denen die Wirkung der Erfindung weiter verdeutlich wird.

Fig. 11 zeigt ein schematisches Ersatzschaltbild für eine Simulation einer symmetrischen Vollbrücke bei einem Gleichtaktstrom beziehungsweise Ableitstrom zum Bezugspotential 16 mit einer Frequenz von etwa 50 Hz bei einem symmetrischen Voll- brückenbetrieb mit einem geeigneten PWM-Muster . Fig. 12 zeigt ein schematisches Spannungs- beziehungsweise Strom-Zeit-Diagramm, bei dem mit Graphen 94 und 96 Wechselspannungen an den Wechselrichteranschlüssen des Wechselrichters 60 dargestellt sind, wobei lediglich der spektrale Anteil im Bereich von 50 Hz in Bezug auf das negative Potential der Hochvoltbatterie 10 dargestellt ist. Mit einem Graphen 98 ist der Ableitstrom zum Bezugspotential 16 dargestellt, der durch die Y-Kondensatoren 42, 44 sowie gegebenenfalls weitere Y-Kondensatoren des Netzfilters be- ziehungsweise der Filterschaltung 120 bewirkt wird. Die elektrische Kapazität der Y-Kondensatoren einer jeweiligen Phase des Netzfilters beziehungsweise der Filterschaltung 120 beträgt in der Regel etwa 22 nF.

Fig. 13 zeigt ein schematisches Ersatzschaltbild wie Fig. 11, bei welchem nunmehr der getaktete Energiewandler 20 gemäß der Erfindung betrieben wird. Fig. 14 zeigt eine Darstellung wie Fig. 12, bei der mittels Graphen 100 und 102 die entsprechenden Wechselspannungen an den Mittelanschlüssen 32, 34 des getakteten Energiewandlers 20 für einen spektralen Bereich um die Wechselspannungsfrequenz von 50 Hz dargestellt sind. Mit einem Graphen 104 ist der entsprechende Ableitstrom dargestellt. Im Vergleich zu der Darstellung gemäß der Fig. 11 und 12 ist ersichtlich, dass durch das Steuerungsprinzip der Erfindung der Ableitstrom nahezu vollständig reduziert werden kann.

Fig. 15 zeigt eine weitere schematische Ersatzschaltbilddar ^¬ stellung basierend auf den Ersatzschaltbilddarstellungen der Fig. 11 und 13, wobei zur weiteren Reduzierung des Ableitstroms ein erwarteter Spannungsabfall über Filterinduktivitäten des Netzfilters beziehungsweise der Filterschaltung 120 der La ^¬ destation 14 in der Leitung des Nullanschlusses N verursacht durch den Ableitstrom beziehungsweise den Ladestrom zur Spannung am entsprechenden Wechselrichteranschluss hinzuaddiert wird.

Fig. 16 zeigt die entsprechenden Auswirkungen in einem Diagramm wie Fig. 12 und 14.

In dem schematischen Diagramm der Fig. 16 sind mit Graphen 106 und 108 wieder die entsprechenden Wechselspannungen an den Mittelanschlüssen 32, 34 des getakteten Energiewandlers 20 dargestellt. Mit einem Graphen 110 ist dagegen wieder der Ableitstrom dargestellt. Ersichtlich ist auch hier, dass der Ableitstrom gegenüber der Simulation gemäß der Fig. 11 und 12 erheblich reduziert ist.

In den Ausführungsbeispielen ist Wechselrichter 60 ausgebildet, einen Teil des getakteten Energiewandlers 20 der Ladeeinrichtung 46 bereitzustellen. Der getaktete Energiewandler 20 umfasst somit vorliegend die Reihenschaltungen 22, 24 des Wechsel ^¬ richters 60, deren Mittelanschlüsse 32, 34 an die entsprechenden Anschlüsse der Ladestation 14, nämlich dem Phasenanschluss L und dem Nullanschluss N angeschlossen sind. Für den Betrieb des getakteten Energiewandlers 20 wird somit nicht nur der Wech ^¬ selrichter 60, sondern auch seine Steuereinheit 52 genutzt, die somit auch eine Energiewandlersteuerung umfasst, die für die erfindungsgemäße Verfahrensführung ausgebildet ist.

In Fig. 17 ist schematisch ein Ersatzschaltbild dargestellt, bei dem lediglich den IGBT's 28, 30 parallelgeschaltete Inversdioden Dl, D2, D3, D4 dargestellt sind. Mit diesem Ersatzschaltbild soll erläutert werden, wie es der Ladeeinrichtung 46 ermöglicht ist, festzustellen, welcher der Anschlüsse des getakteten Energiewandlers 20, nämlich welcher der Mittelanschlüsse 32, 34, mit dem Phasenanschluss L und welcher der Mittelanschlüsse 32, 34 mit dem Nullanschluss N elektrisch gekoppelt ist. Dies ist für die Steuerung des getakteten Energiewandlers im Sinne der erfin- dungsgemäßen Verfahrensführung von Nutzen.

Dem Grunde nach besteht natürlich die Möglichkeit, die ent ^¬ sprechenden Spannungen an jedem der Mittelanschlüsse 32, 34 gegenüber dem Bezugspotential 16 zu messen. Für andere An- Wendungen, bei denen eine solche Spannung nicht gemessen werden kann, kann eine Zustandsinformation des Wechselrichters 60 beziehungsweise des durch den Wechselrichter 60 bereitgestellten getakteten Energiewandlers 20 genutzt werden, die mittels entsprechender nicht dargestellter Treibereinheiten, die die entsprechenden IGBT's 28, 30 entsprechend ansteuern, ermittelt werden kann. Aus den hierdurch gewonnenen Informationen kann ermittelt werden, welcher der Mittelanschlüsse 32, 34 mit dem Phasenanschluss L und welcher mit dem Nullanschluss N elektrisch verbunden ist.

Fig. 18 zeigt ein entsprechendes Zeitdiagramm wie die Fig. 12, 14, 16, mit welchem die vorgenannte Messmethode weiter ver ^¬ deutlicht werden soll. Weil die Zwischenkreisseite des Wech- selrichters 60 beziehungsweise des getakteten Energiewandlers 20 über die Y-Kondensatoren 42, 44 mit der Masse 40 und infolgedessen mit dem Bezugspotential 16 verbunden ist, ist die Spannung über den IGBT's 28, 30, die in Fig. 17 lediglich durch ihre ent- sprechenden Dioden Dl, D2, D3, D4 dargestellt sind, sehr unterschiedlich für den Anschluss an den Phasenanschluss L und den Nullanschluss . Dies wird mit Fig . 18 verdeutlicht . Hierzu nutzt diese Ausgestaltung eine Funktion der entsprechenden Treibereinheiten, die ein Zustandssignal liefern, und zwar abhängig von einem Schaltzustand des jeweiligen IGBT's 28, 30.

Das Zustandssignal ist abhängig von einer an einer Schaltstrecke des jeweiligen IGBT 28, 30 gemessenen elektrischen Spannung. Ist diese Spannung kleiner als etwa 4 V, was einer vorgegebenen Vergleichsspannung entspricht, wird dies als eingeschalteter Zustand mit einem geeigneten Signal gemeldet. Entsprechend wird eine erfasste Spannung, die größer als etwa 4 V ist, mit einem geeigneten Signal als ausgeschalteter Zustand gemeldet. Dabei nutzt diese Ausgestaltung die Tatsache, dass der ein- bezie- hungsweise ausgeschaltete Zustand des jeweiligen IGBT 28, 30, der mit dem Phasenanschluss L elektrisch gekoppelt ist, hin- und herspringt, wohingegen ein entsprechender Zustand der IGBT' s 28, 30, die mit dem Nullanschluss N elektrisch gekoppelt sind, konstant den ausgeschalteten Zustand anzeigen.

Wenn eine Gleichspannung aufgrund einer passiven Gleichrichtung über die Inversdioden Dl, D2, D3, D4 ermittelt wird, die nicht durch irgendeine andere Gleichspannungsquelle erhöht wird, ist die gleichgerichtete Gleichspannung mit dem Bezugspotential 16 gekoppelt. Ohne die Y-Kondensatoren 42, 44 des Gleichspannungszwischenkreises 54 würde die gleichgerichtete Spannung lediglich bis zur maximalen Spitzenspannung der zugeführten Wechselspannung ansteigen. Weil die Y-Kondensatoren 42, 44 auf der Zwischenkreisseite wie Bootstrap-Kondensatoren wirken, wenn die Wechselspannungsseite nicht symmetrisch bezüglich des

Bezugspotentials 16 ist, steigt die Gleichspannung bis etwa zur doppelten Spitzenspannung der Wechselspannung an, wenn der Phasenanschluss L oder der Nullanschluss N mit dem Bezugspo ^¬ tential 16 gekoppelt werden. Fig. 18 verdeutlicht dies.

Mit einem Graphen 114 ist in Fig. 18 die entsprechende Spannung der IGBT's 28, 30 dargestellt, die mit dem Phasenanschluss L gekoppelt sind. Mit dem Graphen 112 ist die Situation für die IGBT's 28, 30 dargestellt, die am Nullanschluss N angeschlossen sind. Ein Graph 116 stellt das Bezugspotential 16 dar. Aus Fig. 18 ist ersichtlich, dass auf einfache Weise ermittelt werden kann, dass die Dioden Dl und D3 mit dem Phasenanschluss L gekoppelt sind. Entsprechend sind ihre IGBT's 28, 30 mit dem Phasenanschluss L elektrisch gekoppelt. Dies kann zum Steuern der IGBT's 28, 30 genutzt werden, um die erfindungsgemäße Ver ^¬ fahrensführung realisieren zu können.

Fig. 19 zeigt in einer schematischen Darstellung wie Fig. 18 Detektionsbereiche 118, die genutzt werden können, um die Zuordnung der durch die Ladestation 14 bereitgestellten Anschlüsse zum Bezugspotential 16 ermitteln zu können.

Insgesamt zeigen die Ausführungsbeispiele, wie mit dem er ^¬ findungsgemäßen Verfahren Ableitströme insbesondere beim Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines Kraft ^¬ fahrzeugs mit einer einphasigen Wechselspannung einer La- destation reduziert werden können. Die Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Erläuterung der Erfindung und sollen diese nicht beschränken.

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Bezugs zeichenliste

10 Hochvoltbatterie

12 Ladestation

14 Ladestation

16 Bezugspotential

18 WechselSpannung

20 Energiewandler

22 Reihenschaltung

24 Reihenschaltung

26 Reihenschaltung

28 HalbleiterSchaltern

28 IGBT

30 IGBT

32 Mittelanschluss

34 Mittelanschluss

36 Mittelanschluss

38 BezugsSpannung

40 Masse

42 Y-Kondensator

44 Y-Kondensator

46 Ladeeinrichtung

48 Ladestationsanschluss

50 Energiespeicheranschluss

52 Steuereinheit

54 Gleichspannungs zwischenkreis

56 Antriebseinrichtung

58 elektrische Maschine

60 Wechselrichter

62 Sternpunkt

64 Drossel

66 Graph

70 Graph

72 Graph

74 Graph

76 Graph

78 Graph

80 Graph _{3 g}

82 Graph

84 Graph

86 Graph

88 Graph

90 Graph

92 Graph

94 Graph

96 Graph

98 Graph

100 Graph

102 Graph

104 Graph

106 Graph

108 Graph

110 Graph

112 Graph

114 Graph

116 Graph

118 Detektionsbereich

120 Filterschaltung

L Phasenanschluss

N Nullanschluss

Dl bis D4 Inversdioden