Verfahren zum Übertragen elektrischer Energie zwischen einem fahrzeugseitigen Energiespeicher und einer Anschlussstation sowie Fahrzeugbordnetz

Das hier beschriebene Verfahren und das hier beschriebene Fahrzeugbordnetz betrifft das Gebiet der Energieübertragung zwischen einem Fahrzeug mit elektrischem Antrieb und einer Anschlussstation, insbesondere zum Rückspeisen von Energie und zum Laden des Fahrzeugs. Die hier beschriebenen Vorgehensweisen betreffen insbesondere Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb, etwa Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge (die neben einem elek ^¬ trischen Antrieb einen weiteren, nicht elektrischen Antrieb aufweisen) .

Es ist bekannt, Komponenten des Fahrzeugs, etwa Leistungselek ^¬ tronik oder eine elektrische Maschine des Fahrzeugs auch für das Laden des Fahrzeugs oder Rückspeisen von Energie in eine An- Schlussstation bzw. Ladestation zu verwenden.

Es besteht die Aufgabe, eine Möglichkeit aufzuzeigen, mittels der kostengünstig Energie bei hoher Leistung zwischen einem Fahrzeug und einer Anschlussstation übertragen werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Weitere Vorteile, Eigenschaften, Ausführungsformen und Merkmale ergeben sich mit den abhängigen Ansprüchen sowie mit der Beschreibung und der Zeichnung.

Es wird vorgeschlagen, elektrische Energie zwischen einem fahr- zeugseitigen Energiespeicher und einer Anschlussstation zu übertragen, etwa zum Laden und/oder zum Rückspeisen von Energie ausgehend vom Fahrzeug, wobei die Energie über eine erste und über eine zweite fahrzeugseitige elektrische Maschine gleichzeitig übertragen wird. Dadurch wird insbesondere die gesamte zu übertragende Energie verteilt übertragen, insbesondere über zwei (individuelle) Leistungssignale. Dadurch wird die Belastung der zur Steuerung des Energieflusses verwendeten Elemente auf mehrere Leistungspfade verteilt. Die Leistungspfade können unterschiedlich ausgestaltet sein. Insbesondere können verschiedene Typen an elektrischen Maschinen oder Leistungssignale (betreffend den Pegel, die Leistung, die Höhe, die Phasenzahl und/oder die Stromart) in den unterschiedlichen Leistungspfaden verwendet werden. Die elektrischen Maschinen gehören unterschiedlichen Leistungspfaden an. Jeder Leistungspfad hat vorzugsweise mindestens einen Leiter, der individuell ist, d.h. der nicht Teil eines anderen Leis ^¬ tungspfades ist. Mehrere oder alle Leistungspfade können einen gemeinsamen Leiter aufweisen, etwa einen Neutralleiter oder einen Masseleiter oder einen Referenzpotentialleiter. Die Leistungspfade können jeweils einen eigenen Pluspolleiter oder einen eigenen Referenzpotentialleiter aufweisen. Die Leistungspfade können darüber hinaus einen gemeinsamen Referenzpotentialleiter oder einen gemeinsamen Pluspolleiter aufweisen oder können jeweils sowohl einen eigenen Referenzpotentialleiter als auch Pluspolleiter aufweisen. Die Leistungspfade können jeweils mindestens einen eigenen Phasenleiter aufweisen und können einen gemeinsamen Neutralleiter (oder einen gemeinsamen weiteren Phasenleiter aufweisen) . Die Leistungspfade können jeweils einen einzelnen, eigenen Phasenleiter aufweisen sowie jeweils einen eigenen Neutralleiter oder eigenen, weiteren

Phasenleiter aufweisen. Die Leistungspfade können ferner jeweils einen einzelnen, eigenen Phasenleiter aufweisen sowie einen gemeinsamen Neutralleiter oder gemeinsamen weiteren Phasenleiter aufweisen. Die Leistungspfade können jeweils mehrere, eigene Phasenleiter aufweisen sowie jeweils einen eigenen

Neutralleiter oder eigenen, weiteren Phasenleiter aufweisen . Die Leistungspfade können ferner jeweils mehrere, eigene Phasen ^¬ leiter aufweisen sowie einen gemeinsamen Neutralleiter oder gemeinsamen weiteren Phasenleiter aufweisen.

Ferner kann mindestens ein Leistungspfad (mindestens) zwei Gleichspannungsversorgungsleiter (etwa einen Pluspolleiter einerseits und einen Minuspolleiter oder Masseleiter ande- rerseits) aufweisen. Mindestens ein weiterer Leistungspfad kann eine ein- oder mehrphasige Wechselstromleitung aufweisen. Ein Leiter dieser Wechselstromleitung und ein Leiter der Gleich- spannungsversorgungsleiter kann als ein gemeinsamer Leiter ausgeführt werden, etwa als Masse- oder Neutralleiter. Alternativ können die Gleichspannungsversorgungsleiter eine Gleichspannungsleitung bilden, die getrennt ist von der

Wechselstromleitung. Die Wechselstromleitung ist insbesondere dreiphasig, kann aber auch einphasig ausgestaltet sein, oder (etwa für US-Spannungsversorgungsnetze) zweiphasig ausgestaltet sein. Mit anderen Worten kann mindestens ein Leistungspfad der Leistungspfade von einer Gleichspannungsleitung ausgebildet sein und mindestens ein (weiterer) Leistungspfad der Leis ^¬ tungspfade kann als Wechselspannungsleitung ausgebildet sein. Leistungspfade können einen gemeinsamen Leiter aufweisen (etwa ein Leiter, der ein Referenzpotential wie Masse führt) oder können keinen gemeinsamen Leiter aufweisen.

Mindestens ein Leiter jedes Leistungspfads führt über eine elektrische Maschine. Es ist vorzugsweise für jeden Leis ^¬ tungspfad mindestens ein weiter Leiter vorgesehen, der nicht über eine elektrische Maschine führt, etwa im Sinne eines Rückleiters für ein Referenzpotential wie Masse. Die elektrische Maschine, durch die ein erster Leistungspfad führt, ist unterschiedlich zu einer weiteren elektrischen Maschine, durch die ein zweiter Leistungspfad führt.

Insbesondere kann mindestens ein Leiter jedes Leistungspfads als Hinleiter vorgesehen sein. Mindestens ein weiterer Leiter jedes Leistungspfads kann als Rückleiter vorgesehen sein, der etwa ein Referenzpotential führt (oder der im Falle eines Zweiphasen ^¬ systems wie es insbesondere in den USA als Spannungsversor ^¬ gungsnetz auftritt ein weiteres Phasenpotential führt) . Der oder die Hinleiter führen durch eine elektrische Maschine. Der oder die Rückleiter führen nicht durch eine elektrische Maschine. Der oder die Rückleiter können als gemeinsame oder getrennte Rückleiter vorgesehen werden. Als eigene Leiter oder Leiter, die getrennt sind, werden Leiter beschrieben, die derart ange- schlössen sind, dass deren Stromfluss nicht ausschließlich von dem Stromfluss in einem anderen Leiter definiert ist. Leiter, die Zweige in einer ableiterlosen Netzwerkmasche (im Sinne des 2. Kirchhoffsehen Gesetzes) bilden, sind im Sinne dieser Be- Schreibung keine eigenen oder voneinander getrennten Leiter. Eigene Leiter oder Leiter, die getrennt sind, sind eingerichtet, unterschiedliche Strombeträge zu führen. Ferner wird als Re ^¬ ferenzpotential insbesondere ein Massepotential oder das Po ^¬ tential eines Minuspols oder eines Neutralleiters bezeichnet.

Die Leistungspfade können an einem gemeinsamen Anschluss (der vorzugweise von außen zugänglich ist) des Fahrzeugbordnetzes enden und vom Anschluss aus in die mehreren Leistungspfade verzweigt sein. Dem Anschluss kann eine Verzweigung nachge- schaltet sein, an die sich die Leistungspfade anschließen. Dies gilt insbesondere, wenn die Leistungspfade für die gleiche Stromart (Gleichstrom oder Wechselstrom) vorgesehen sind.

Das hier erwähnte Verfahren zum Übertragen elektrischer Energie zwischen einem fahrzeugseitigen Energiespeicher und einer

Anschlussstation sieht vor, dass ein erster Teil der Energie über einen ersten Leistungspfad und ein zweiter Teil der Energie über mindestens einen zweiten Leistungspfad gleichzeitig. Die Leistungspfade sind wie erwähnt dahingehend getrennt, dass mindestens ein Leiter eines Leistungspfads ein anderes Potential aufweisen oder einen anderen Strombetrag führen kann, als die Leiter des anderen Leistungspfads. Der erste Leistungspfad führt über eine erste fahrzeugseitige elektrische Maschine. Der mindestens eine zweite Leistungspfad führt über mindestens eine zweite fahrzeugseitige elektrische Maschine. Die Leistungspfade sind derart ausgestaltet, dass durch die elektrischen Maschinen geführten Ströme verschieden sein können.

Der erste Teil der Energie wird über die erste elektrische Maschine und einen ersten Inverter übertragen. Der erste Inverter befindet sich zwischen der ersten elektrischen Maschine und dem Energiespeiche. Der zweite Teil der Energie wird über die zweite elektrische Maschine und einen zweiten Inverter übertragen. Der zweite Inverter befindet sich zwischen der zweiten elektrischen Maschine und dem Energiespeicher befindet. Die Inverter sind derart geschaltet, dass durch diese unterschiedliche Strom ^¬ beträge fließen können. Die elektrischen Maschinen befinden sich in unterschiedlichen Stromkreisen. Dies gilt auch für die Inverter .

Ferner kann die Energie (d.h. alle Teile der Energie) über einen elektrischen fahrzeugseitigen Anschluss geführt werden und aufgetrennt werden. Insbesondere wird die Energie in den ersten und den mindestens einen zweiten Teil aufgeteilt. Die Energie wird für den ersten und den zweiten Leistungspfad aufgeteilt; die Leistungspfade führen jeweils Teile der aufgeteilten Energie. Es können auch mehrere Energiequellen oder Energiesenken verwendet werden, wodurch sich die Gesamtladeleistung bzw. Gesamtrückspeiseleistung erhöht. Ferner wird dadurch die Gesamtladeleistung bzw. Gesamtrückspeiseleistung verteilt auf mehrere elektrische Maschinen und ggf. nachfolgende Komponenten wie Inverter, so dass stromtragende Elemente und insbesondere Trennschalter mit geringerer Leistung bzw. mit geringerer Stromtragfähigkeit ausgelegt werden können.

Es sind ein erster elektrischer Antrieb und ein zweiter elek- frischer Antrieb vorgesehen. Der erste elektrische Antrieb umfasst die erste elektrische Maschine und der zweite Antrieb umfasst eine zweite elektrische Maschine. Allgemein kann die Energie über mehrere elektrische Maschinen übertragen werden, d.h. es kann neben der ersten und der zweiten elektrischen Maschine mindestens eine weitere elektrische Maschine vorge ^¬ sehen, über die die Energie übertragen wird. Die Definition „erste und zweite elektrische Maschine" ist daher nicht als abschließende Auflistung aufzufassen. Die Antriebe bzw. die elektrischen Maschinen sind insbesondere Traktionsantriebe bzw. elektrische Maschinen zur Traktion. Die Antriebe bzw. die elektrischen Maschinen sind bewegungsüber- tragend jeweils mit einem Abtrieb des Fahrzeugs, d.h. mit Fahrzeugrädern oder mit Antriebsachsen des Fahrzeugs verbunden. Ferner kann eine der elektrischen Maschine (oder beide) zum Antrieb einer elektrisch betriebenen Komponente des Fahrzeugs vorgesehen sein, etwa einem elektrischen Klimakompressor oder einem elektrischen Druckluftkompressor oder einem Kompressor einer Aufladevorrichtung eines Verbrennungsmotors. Zudem kann eine der elektrischen Antriebe (oder beide) zum Antrieb einer elektrisch betriebenen Komponente des Fahrzeugs vorgesehen sein, etwa einem elektrischen Klimakompressor oder einem elektrischen Druckluftkompressor oder einem Kompressor einer Aufladevorrichtung eines Verbrennungsmotors.

Ein Antrieb bzw. eine elektrische Maschine kann zum Antrieb des Fahrzeugs dienen, während der andere Antrieb oder die andere elektrische Maschine zum Antrieb einer der vorangehend genannten elektrisch betriebenen Komponenten vorgesehen ist. Der Begriff „Antrieb des Fahrzeugs" bedeutet hier die Beschleunigung oder Abbremsung (durch Rekuperation) . In einer Ausführungsform dient die erste elektrische Maschine zum Antrieb einer ersten Achse eines Fahrzeugs, etwa der Vorderachse, und die zweite elektrische Maschine dient zum Antrieb einer zweiten Achse des Fahrzeugs, etwa der Hinterachse. Die betreffende elektrische Maschine ist hierbei bewegungs- und drehmomentübertragend mit der betref ^¬ fenden Achse verbunden. Ferner kann die erste elektrische Maschine ein Rad des Fahrzeugs antreiben, während die zweite elektrische Maschine ein weiteres Rad des Fahrzeugs antreibt. Es kann mindestens eine weitere elektrische Maschine vorgesehen sein, die ein weiteres Rad des Fahrzeugs antreibt. Die be ^¬ treffende elektrische Maschine ist hierbei bewegungs- und drehmomentübertragend mit dem betreffenden Rad verbunden. Die Energie wird hierbei durch die erste, die zweite und die mindestens eine weitere elektrische Maschine übertragen. Bei der Übertragung von Energie durch die elektrische Maschine hindurch wird elektrische Energie durch mindestens eine Wicklung (in Serie geschaltet) übertragen. Hierzu können die Wicklungen vollständig oder teilweise voneinander abgetrennt sein. Zum Beschleunigen des Fahrzeugs und zum Rekuperieren (außerhalb des hier beschriebenen Übertragens von Energie zu oder ausgehend von einer Anschlussstation) sind die Wicklungen wieder gemäß einer Konfiguration miteinander verbunden, etwa gemäß einer Dreiecks- oder Sternkonfiguration.

An jede der genannten elektrischen Maschinen ist vorzugsweise (jeweils) ein Inverter angeschlossen. Der Inverter ist vorzugsweise bidirektional ausgelegt. Die Inverter sind zwischen dem fahrzeugseitigen Energiespeicher und der betreffenden elektrischen Maschine vorgesehen. Die Inverter umfassen jeweils eine Gleichstromseite und eine Wechselstromseite. Die Wechsel ^¬ stromseite ist an die betreffende elektrische Maschine (in ^¬ dividuell) angeschlossen. Alle Gleichstromseiten der Inverter sind an den Energiespeicher angeschlossen, entweder direkt oder über einen Gleichspannungswandler (DC/DC-Wandler) .

Die Energie wird über die erste elektrische Maschine und einen ersten Inverter übertragen. Der erste Inverter ist zwischen der elektrischen Maschine und dem Energiespeicher angeschlossen . Die Energie wird zudem über die zweite elektrische Maschine und einen zweiten Inverter übertrage. Der zweite Inverter ist zwischen der zweiten elektrischen Maschine und dem Energiespeicher angeschlossen. Es kann bei den elektrischen Maschinen jeweils ein Konfigurationsschalter vorgesehen sein, der Wicklungen gesteuert verbindet (etwa in eine Dreiecks- oder Sternkonfigu ^¬ ration) oder trennt, d.h. zumindest eine Wicklung von den anderen Wicklungen der betreffenden elektrischen Maschine trennt. Die Energie wird über die Konfigurationsschalter übertragen, die den elektrischen Maschinen zugeordnet sind oder von diesen umfasst werden. Dadurch, dass die Energie somit über mehrere Konfi ^¬ gurationsschalter übertragen wird, können diese gemäß einem Nennstrom ausgelegt sein, der kleiner ist als der Nennstrom der Energieübertragung. Dadurch lassen sich Kosten einsparen. Insbesondere können die Konfigurationsschalter gemäß einem

Nennstrom ausgelegt sein, weniger als 70% des Nennstroms der Energieübertragung beträgt. ₀

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Die erste elektrische Maschine kann eine fremderregte oder permanenterregte Gleichstrommaschine sein. Die erste elekt ^¬ rische Maschine kann eine Synchronmaschine oder eine Asyn ^¬ chronmaschine sein. Die zweite elektrische Maschine kann eine fremderregte oder permanenterregte Gleichstrommaschine sein. Die zweite elektrische Maschine kann eine Synchronmaschine oder eine Asynchronmaschine sein.

Über die erste elektrische Maschine und über die zweite elek- frische Maschine kann Energie als Wechselstromsignal oder als Gleichstromsignal übertragen werden. Hierbei können die ein ^¬ zelnen elektrischen Maschinen die gleiche Stromart (Wechselstrom oder Gleichstrom) übertragen, um so die Energie zu übertragen. Ferner kann über die erste elektrische Maschine Energie als Wechselstromsignal übertragen werden, während über die zweite elektrische Maschine Energie als Gleichstromsignal übertragen wird. Dadurch lassen sich unterschiedliche Quellen beim Ladevorgang nutzen. Von einer ersten elektrischen Energiequelle der Anschlussstation kann Energie über die erste elektrische Maschine an den Energie ^¬ speicher übertragen werden und von einer zweiten elektrischen Energiequelle der Anschlussstation kann Energie über die zweite elektrische Maschine an den Energiespeicher übertragen werden. Die Energiequellen können getrennt voneinander Energie über die jeweilige elektrische Maschine an den Energiespeicher über ^¬ tragen. Etwa kann die erste Energiequelle der Anschlussstation eine stationären Akkumulator (und ggf. einen Stromwandler, etwa einen Gleichstromwandler, DC/DC-Wandler) umfassen, und die zweite Energiequelle kann von einem stationären Versorgungsnetz (Wechselstrom oder Gleichstrom) vorgesehen werden. Nach oder vor dem Übertragen von Energie kann Energie zwischen der ersten und der zweiten Energiequelle ausgetauscht werden, insbesondere um die erste Energiequelle aufzuladen. Ferner kann über eine energieübertragende Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Energiequelle der Anschlussstation Energie übertragen werden, insbesondere während dem Übertragen von Energie zwischen dem fahrzeugseitigen Energiespeicher und der Anschlussstation. Die energieübertragende Verbindung kann einen (stationären) Gleichrichter oder Wechselrichter oder Gleichstromwandler aufweisen . Der vorangehende Absatz bezieht sich auf einen Energietransfer zum fahrzeugseitigen Energiespeicher hin. Jedoch kann sich die dort beschriebene Vorgehensweise auch auf einen Energietransfer ausgehend von dem fahrzeugseitigen Energiespeicher beziehen. Es kann Energie von dem Energiespeicher über die erste elektrische Maschine an eine erste elektrische Energiesenke der Anschlussstation übertragen werden. Gleichzeitig kann Energie von dem Energiespeicher über die zweite elektrische Maschine an eine zweite elektrische Energiesenke der Anschlussstation über- tragen werden. Die zweite elektrische Energiesenke ist hierbei von der ersten Energiesenke getrennt; es ergeben sich getrennte Energieflüsse durch die elektrischen Maschinen. Insbesondere kann ein erster Teil einer Rückspeisungsenergie über die erste elektrische Maschine an eine erste elektrische Energiesenke der Anschlussstation übertragen werden. Ferner kann ein zweiter Teil einer Rückspeisungsenergie über die zweite elektrische Maschine an die erste oder an eine zweite elektrische Energiesenke der Anschlussstation übertragen werden. Etwa kann die erste

Energiequelle der Anschlussstation eine stationären Akkumulator (und ggf. einen Stromwandler, etwa einen Gleichstromwandler, DC/DC-Wandler) umfassen, und die zweite Energiequelle kann von einem stationären Versorgungsnetz (Wechselstrom oder Gleichstrom) vorgesehen werden. Nach oder vor dem Übertragen von Energie kann Energie zwischen der ersten und der zweiten Energie quelle ausgetauscht werden, insbesondere um die erste Energie quelle aufzuladen. Ferner kann über eine energieübertragende Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Energiesenke der Anschlussstation Energie übertragen werden, insbesondere während dem Übertragen von Energie zwischen dem fahrzeugseitigen Energiespeicher und der Anschlussstation. Die energieübertragende Verbindung kann einen (stationären) Gleichrichter oder Wechselrichter oder Gleichstromwandler aufweisen. Diese Vor- gehensweise betrifft die Rückspeisung von Energie ausgehend von dem fahrzeugseitigen Energiespeicher zur Anschlussstation.

Die erste elektrische Maschine ist vorzugsweise eine Asyn- chronmaschine . Über diese wird (ein Teil der) Energie in Form eines Gleichstromsignals übertragen wird. Die zweite elektrische Maschine ist vorzugsweise eine permanenterregte elektrische Maschine. Über diese wird (ein Teil der) Energie in Form eines Gleichstromsignals oder in Form eines Wechselstromsignals über- tragen. Es ergeben sich durch die elektrischen Maschinen (und durch die zugehörigen Inverter) mehrere Leistungsflüsse. Vorzugsweise werden die Leistungsflüsse von einer gemeinsamen Steuerung gesteuert. Insbesondere wird eine Spannung eines Leistungsflusses an die Spannung des anderen Leistungsflusses angepasst, oder es werden die Spannungen der Leistungsflüsse an die Spannung bzw. an den Ladezustand und/oder die Nenn- oder (momentane) Maximalleistung des fahrzeugseitigen Energiespeichers angepasst. Die hier erwähnte Anschlussstation ist stationär und kann insbesondere an ein Versorgungsnetz angeschlossen sein, insbesondere an ein Inselnetz und/oder an ein öffentliches Versorgungsnetz. Die Anschlussstation kann einen stationären Energiespeicher umfasst, wobei Energie zwischen diesem Ener- giespeicher über eine der elektrischen Maschinen an den fahr- zeugseitigen Energiespeicher übertragen wird, während über eine weitere der elektrischen Maschinen ebenso Energie übertragen wird, beispielsweise zwischen einem Versorgungsnetz und dem fahrzeugseitigen Energiespeicher. Es kann während der Ener- gieübertragung zwischen der Anschlussstation und dem fahr- zeugseitigen Energiespeicher Energie zwischen dem stationären Energiespeicher und dem Versorgungsnetz ausgetauscht werden, wobei diese Energieübertragung alternativ oder in Kombination hiermit auch vor oder nach dem Energietransfer zwischen dem fahrzeugseitigen Energiespeicher und der Anschlussstation durchgeführt werden kann. Dies kann zur Rückspeisung von Energie von dem stationären Energiespeicher an das Versorgungsnetz dienen, und/oder zum Aufladen des stationären Energiespeichers mittels des Versorgungsnetzes. Anstatt des Versorgungsnetzes kann in diesem Kontext auch ein weiterer stationärer Energiespeicher verwendet werden. Anstatt des stationären Energiespeichers kann auch ein weiteres Versorgungsetz verwendet werden. Das bzw. die hier beschriebenen Versorgungsnetze sich (sofern nicht anders angegeben) stationäre Versorgungsnetze.

Die Übertragung der elektrischen Energie zwischen der Anschlussstation und dem fahrzeugseitigen Energiespeicher ist kabelgebunden, kontaktlos (induktiv), oder beides. Hierzuweist die Anschlussstation mindestens einen Stromanschluss und/oder eine induktives Übertragungsmodul auf (in der Gesamtzahl mindes ^¬ tens zwei) . Es ist ferner fahrzeugseitig mindestens einen Stromanschluss und/oder eine induktives Übertragungsmodul vorgesehen, die mit den vorgenannten Übertragungselementen energieübertragend verbindbar sind.

Der Stromanschluss und das induktive Übertragungsmodul werden auch mit dem Oberbegriff „elektrischer Anschluss" bezeichnet, sofern nicht anders angegeben. Der Begriff „Stromanschluss" bezieht sich auf eine leitungsgebundene Übertragungsart und betrifft insbesondere einen elektrischen Steckanschluss .

Es wird ferner ein Fahrzeugbordnetz mit einem Energiespeicher beschrieben, das zur Ausführung des hier beschriebenen Verfahrens dient. Hierbei werden Eigenschaften, Merkmale und Aus ^¬ führungsformen der Elemente übernommen, die anhand des Verfahrens beschrieben werden. Das Fahrzeugbordnetz ist mit einem ersten elektrischen Anschluss und (mindestens) einem zweiten elektrischen Anschluss ausge ^¬ stattet. Das Fahrzeugbordnetz weist ferner eine erste elekt ^¬ rische Maschine zwischen dem ersten Anschluss und dem Ener ^¬ giespeicher sowie eine zweite elektrische Maschine zwischen dem zweiten Anschluss und dem (fahrzeugseitige) Energiespeicher auf .

Das Fahrzeugbordnetz kann gemäß ersten Ausführungsformen einen ersten Leistungspfad aufweist, der von dem ersten elektrischen Anschluss über die erste elektrische Maschine zu dem Ener ^¬ giespeicher führt. Hierbei kann ein zweiter Leistungspfad des Fahrzeugbordnetzes von dem zweiten elektrischen Anschluss über die zweite elektrische Maschine zu dem Energiespeicher führen. Verschiedene Leistungspfade haben daher unterschiedliche An ^¬ schlüsse bzw. beginnen an diesen. Zwei unterschiedliche

Leistungspfade haben daher unterschiedliche Anschlüsse bzw. beginnen an diesen. Weitere Ausführungsformen sehen vor, dass zwei Leistungspfade an den gleichen Anschluss beginnen bzw. diesen umfassen. Es kann ein (gemeinsamer Anschluss) vorgesehen sein, dem eine Verzweigung nachgeschaltet ist, mittels der die Leistungspfade voneinander getrennt werden. Die Leistungspfade beginnen an dieser Ver- zweigung. Ein erster Leistungspfad des Bordnetzes führt von dem ersten elektrischen Anschluss (entsprechend dem gemeinsamen elektrischen Anschluss) über die erste elektrische Maschine zu dem Energiespeicher. Ein zweiter Leistungspfad des Bordnetzes führt von diesem ersten elektrischen Anschluss (d.h. von dem gemeinsamen Anschluss) über die zweite elektrische Maschine zu dem Energiespeicher. Wie eingangs erwähnt sind die Leis ^¬ tungspfade getrennt, haben in diesem Fall den gleichen Ursprung in Form des ersten (d.h. gemeinsamen) Anschlusses und werden insbesondere von einer Verzweigung aufgetrennt. Die Verzweigung ist zweifach und kann allgemein mehrfach sein, insbesondere eine Verzweigung in Zweige mit einer Anzahl, die der Anzahl der elektrischen Maschinen im Fahrzeugbordnetz entspricht. Die Verzweigung bezieht sich insbesondere auf alle Leitungen oder Kontakte des Anschlusses und vervielfacht (insbesondere ver- doppelt) diese. Werden die Leitungen oder Kontakte verdoppelt, dann besteht für jeden Kontakt oder Leitung oder Phase eine (einzelne) Y-Verzweigung.

Zwischen der ersten elektrischen Maschine und dem Energiespeicher ist ein erster Inverter angeschlossen. Zwischen der zweiten elektrischen Maschine und dem Energiespeicher ist ein zweiter Inverter angeschlossen. Insbesondere steuert eine gemeinsame Steuerung sowohl den ersten als auch den zweiten Inverter an. Hierzu ist die Steuerung ansteuernd mit den In- vertern verbunden. Es kann auch eine erste Steuerung vorgesehen sein, die mit dem ersten Inverter ansteuernd verbunden ist, sowie eine zweite Steuerung, die mit dem zweiten Inverter ansteuernd verbunden ist. Die Steuerungen können zur Abstimmung miteinander verbunden sein oder eine übergeordnete Steuerung steuert die genannten Steuerungen an.

Die erste elektrische Maschine und die zweite elektrische Maschine weisen vorzugsweise jeweils einen Konfigurations- Schalter auf, der in einem ersten Schaltzustand Phasen bzw. Wicklungen der betreffenden elektrischen Maschine zu einem jeweiligen Sternpunkt verbindet und in einem zweiten Schalt ^¬ zustand eine oder mehrere Phasen bzw. Wicklungen von dem Sternpunkt trennt.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Konfigurationsschalter jeweils in einem ersten Schaltzustand Phasen bzw. Wicklungen der betreffenden elektrischen Maschine zu einer Dreieckskonfiguration verbinden und in einem zweiten Schaltzustand eine oder mehrere Phasen bzw. Wicklungen voneinander trennen. Es kann vorgesehen sein, dass die jeweiligen Konfigurationsschalter in einem ersten Schaltzustand die Phasen bzw. Wicklungen in einer Sternkonfiguration vorsehen, in einem zweiten Schaltzustand die Phasen bzw. Wicklungen in einer Dreieckskonfiguration vorsehen, und in einem dritten Schaltzustand zumindest einer der be ^¬ treffenden Phasen oder Wicklungen von den anderen trennt (oder alle Phasen bzw. Wicklungen voneinander trennt) . Dies bezieht sich insbesondere auf ein Wicklungsende der Wicklungen. Während dem Übertragen von Energie zwischen dem fahrzeugseitigen Energiespeicher und der Anschlussstation sind die Konfigurationsschalter in einem Schaltzustand, in dem eine oder mehrere Phasen bzw. Wicklungen voneinander getrennt sind. Die Steuerungen bzw . die übergeordnete oder gemeinsame Steuerung sind bzw . ist ansteuernd mit den Konfigurationsschaltern verbunden und eingerichtet, den vorangehend genannten Schaltzustand anzu ^¬ steuern . Der bzw. die Anschlüsse sind insbesondere zum Anschließen an externe Quelle vorgesehen, vorzugsweise per Kabel. Die An ^¬ schlüsse sind Externanschlüsse, d.h. sind eingerichtet, mit komplementären Anschlüssen einer Ladestation oder allgemein einer Anschlussstation verbunden zu werden. Die Anschlüsse sind insbesondere Steckanschlüsse, etwa ausgebildet gemäß einem Standard, der etwa in der IEC 62196 definiert ist, etwa in Form eines CHAdeMO-Steckverbindungselements , eines

CEE-Steckverbindungselements , oder eines Menne- kes-Steckverbindungselements . Der bzw. die Anschlüsse sind insbesondere als Buchse ausgestaltet. Der bzw. die Anschlüsse sind vorzugsweise in der Außenhaut eines Fahrzeugs angeordnet, insbesondere in einer vorzugsweise verschließbaren Mulde in der Außenhaut des Fahrzeugs. Der bzw. die Anschlüsse können auch als „Plug-In-Anschlüsse" ausgeführt sein.

Die Figur 1 zeigt ein Verfahren zum Übertragen elektrischer Energie zwischen einem fahrzeugseitigen Energiespeicher (B) und einer Anschlussstation (AS) , wobei die Energie über eine erste und über eine zweite fahrzeugseitige elektrische Maschine (EMI, EM2) gleichzeitig übertragen wird.

Die Figur 1 zeigt ein Fahrzeugbordnetz FB, das an eine Anschlussstation AS angeschlossen ist. Die Figur 1 dient zur Erläuterung des hier beschriebenen Fahrzeugbordnetzes und des hier beschriebenen Verfahrens und beschreibt nur eine bei ^¬ spielhafte Vorgehensweise.

Das Fahrzeugbordnetz FB umfasst einen fahrzeugseitigen elek- frischen Energiespeicher B, der über eine erste elektrische

Maschine EMI und eine zweite elektrische Maschine EM2 aufgeladen wird. Es ist auch die umgekehrte Energieübertragungsrichtung denkbar, jedoch zur Vereinfachung ist nur das Aufladen des fahrzeugseitigen Energiespeichers B dargestellt. Der fahr- zeugseitige Energiespeicher ist hierbei eine Batterie, bei ^¬ spielsweise ein Akkumulator, insbesondere ein Traktionsakku ^¬ mulator . Die Energie wird von der Anschlussstation AS über die beiden elektrischen Maschinen EMI, EM2 übertragen, wobei sich dadurch zwei Leistungspfade LP1 und LP2 ergeben. Der Leistungspfad LP1 führt über die elektrische Maschine 1 und der Leistungspfad LP2 führt über die elektrische Maschine 2. Die Leistungspfade LP1, LP2 sind parallel zueinander. Die Leistungspfade sind vonei ^¬ nander getrennt, d.h. insbesondere durch die dargestellten Inverter II, 12 sind die Leistungspfade LP1, LP2 individuell steuerbar. Jeder Leistungspfad hat mindestens einen Hin- und Rückleiter. Die Leistungspfade bilden jeweils eine Masche im Sinne des 2. Kirchhoffsehen Gesetzes aus; die ausgebildeten Maschen sind schaltungstechnisch nicht identisch.

Ferner sind ein erster und ein zweiter Inverter II und 12 vorgesehen, wobei der erste Inverter II zwischen der ersten elektrischen Maschine und dem fahrzeugseitigen Energiespeicher B geschaltet ist, und der zweite Inverter 12 zwischen der zweiten elektrischen Maschine EM2 und dem fahrzeugseitigen Energiespeicher B vorgesehen ist. Die beiden Inverter, II, 12, sind bidirektional, sodass in einem Fahrzustand der elektrische Energiespeicher so verwendet werden kann, die beiden elektrischen Maschinen EMI, EM2 mit Traktionsenergie zu versorgen.

Zur Spannungsanpassung kann zwischen dem fahrzeugseitigen Energiespeicher B und dem Verknüpfungspunkt der Inverter II, 12 ein DC/DC-Wandler vorgesehen sein. Alternativ oder in Kombination hiermit kann zwischen dem ersten Inverter II und dem Verknüpfungspunkt der Inverter, zwischen dem zweiten Inverter 12 und dem Verknüpfungspunkt der Inverter oder jeweils zwischen beiden Invertern und deren Verknüpfungspunkt ein DC/DC-Wandler vorgesehen sein. Wenn beispielsweise der fahrzeugseitige Energiespeicher B auf einem Spannungsniveau von ca. 800 Volt arbeitet, so kann eine Erhöhung der Spannung mittels der beschriebenen DC/DC-Wandler erforderlich sein, abhängig von der Spannung, die an den Anschlüssen AI, A2 vorliegen. Zur besseren Übersicht sind die DC/DC-Wandler nicht in der Figur dargestellt, zumal deren Position eindeutig aus dieser Beschreibung hervorgeht . Die fahrzeugseitigen Anschlüsse AI und A2 sind als leitungs- basierte Kontakte symbolhaft dargestellt und können gemäß einem Ladestandard ausgebildet sein. Die Anschlüsse AI, A2 können gemäß unterschiedlichen Stromarten ausgebildet sein, wobei der Anschluss AI beispielsweise gemäß einem Gleichstrom-Ladestandard ausgebildet ist, und der Anschluss A2 gemäß einem Wechsel ^¬ strom-Ladestandard ausgebildet ist. Dargestellt ist eine Ausführung, bei der jeder Leistungspfad LP1, LP2 einen eigenen Anschluss AI, A2 aufweist bzw. an diesem beginnt, um darzustellen, dass der erste Leistungspfad LP1 gegenüber dem zweiten Leistungspfad LP2 einen eigenen Pfad darstellt bzw. von diesem getrennt ist. Es bestehen Ausfüh- rungsformen, die sich ebenso anhand der Figur 1 erläutern lassen, und die einen gemeinsamen Anschluss für beide (allgemein: mehrere) Leistungspfade vorsehen: Hierbei ergibt sich das gleiche Schaltbild wie in Figur 1, wobei jedoch kein zweiter Anschluss A2 vorgesehen ist, sondern die elektrische Maschine EM2 ( insbesondere über den Konfigurationsschalter K2 ) mit dem ersten Anschluss AI verbunden ist. Der erste Anschluss AI bildet dann einen gemeinsamen Anschluss, insbesondere für Gleichstrom oder auch für ein- oder mehrphasigen Wechselstrom. Dadurch, dass EM2 ebenso an den ersten Anschluss AI angeschlossen ist, ist dem Anschluss AI eine Verzweigung nachgeschaltet bzw. die Leis ^¬ tungspfade beginnen am gleichen Anschluss und werden an diesem aufgeteilt bzw. verzweigt. Wie erwähnt besteht bei diesen Ausführungsformen kein zweiter Anschluss A2 wie er darstellt ist, stattdessen führt die von EM2 nach unten weisende Verbindung (direkt) zur ersten Anschluss AI , insbesondere in gleicher Weise, wie die erste elektrischen Maschine mit dem ersten Anschluss verbunden ist. Da in diesen Ausführungsformen kein zweiter Anschluss wie dargestellt besteht, kann der erste Anschluss als einziger Anschluss auch als „gemeinsamer Anschluss" bezeichnet werden.

Die elektrische Maschine EMI ist vorzugsweise eine Asynchron ^¬ maschine, während die elektrische Maschine EM2 als permanent- erregte Synchronmaschine ausgebildet ist. Es können aber auch beide elektrische Maschinen als Asynchronmaschine ausgebildet sein, oder es können beide elektrische Maschinen als permanent ^¬ erregte elektrische Maschinen, insbesondere als permanent- erregte Synchronmaschine.

In diesem Beispiel ist der Leistungspfad LPl ein Leistungspfad, der Wechselstrom überträgt (bis zum Inverter II, der gleichrichtet) , während der Leistungspfad LP2 Gleichstrom überträgt (wobei dies von dem Inverter 12 fortgesetzt wird, gegebenenfalls verbunden mit einer Gleichspannungswandlung) . Der Betrieb der Inverter ist beim der vorliegenden Energieübertragung gesteuert; insbesondere ist deren Leistung oder deren Ausgangsspannung geregelt oder gesteuert.

Die elektrischen Maschinen EMI, EM2 umfassen jeweils einen Konfigurationsschalter Kl, K2. Dieser ist beispielhaft links von dem Inverter II nochmals vergrößert und detaillierter darge ^¬ stellt. Die Darstellung gilt auch für den Konfigurationsschalter K2.

Der dargestellte Konfigurationsschalter Kl umfasst ein Trenn- schaltungselement T, das gemäß einer ersten Ausführungsform als Öffner/Schließer ausgebildet ist. Hierbei verbindet dieses Schaltelement die Phase PI (entsprechend einer ersten Wicklung der elektrischen Maschine) mit einem Sternpunkt S. Die Phasen P2 und P3 (entsprechend der zweiten und dritten Wicklung der elektrischen Maschine) sind dauerhaft mit dem Sternpunkt S verbunden. Wird anmeldungsgemäß Energie übertragen, dann ist das Schalt- element T geöffnet, sodass Energie über die Phasen P2 und P3 und über die gestrichelte Verbindung (welche zum Sternpunkt S führt) übertragen wird. Die Konfigurationsschalter können elektro- mechanische Schalter sein oder Halbleiterschalter, insbesondere MOSFETs, IGBTs, Thyristoren oder TRIACs . Vorzugsweise werden beim Abstellen zunächst die Inverter abgestellt (d.h. alle

Schalter des betreffenden Inverters werden geöffnet, und zu ^¬ mindest diejenigen, bei denen in offenem Zustand kein Strom mehr gesteuert fließen kann) , und erst dann werden die Konfigura- tionsschalter betätigt. In der Zwischenzeit fließt die der Selbstinduktion der elektrischen Maschinen entsprechende Energie zumindest zu 90%, 95% oder im Wesentlichen zu 100% ab, wobei dies etwa durch den Zeitversatz zwischen den Schalt- Vorgängen gesteuert werden kann oder anhand von Messungen des Stroms in den Wicklungen oder an den Konfigurationsschaltern ermittelt werden kann. Die Konfigurationsschalter werden dann im Wesentlichen stromlos geöffnet. In einer alternativen Ausführungsform ist der Trennschalter T als Umschalter ausgebildet, wobei dann eine Phase, nämlich die Phase PI (und nicht die Phasen P2 und P3) mit dem betreffenden Anschluss verbunden sind, dargestellt durch eine durchgezogene Linie. Es sei bemerkt, dass auch die gestrichelte Linie der vorangehend genannten Alternativen zum Anschluss AI bzw. A2 führt.

Die Anschlussstation AS umfasst zwei Energiequellen Ql, Q2 (die bei einem Rückspeisen Energiesenken wären) . Diese sind jeweils über einen stationsseitigen Anschluss mit den Anschlüssen AI, A2 des Fahrzeugbordnetzes FB verbunden. Wie auch die Anschlüsse AI und A2 können die betreffenden Anschlüsse der Quellen Ql, Q2 Ladestandards entsprechen, die unterschiedlichen Stromarten zugeordnet sind. Eine Verbindung V, die lediglich symbolhaft dargestellt ist, kann zwischen den Quellen Ql und Q2 Energie übermitteln, entweder während Energie zwischen der Anschlussstation AS und dem fahrzeugseitigen Energiespeicher B übertragen wird, oder vor und/oder nach diesem Vorgang. Die Quelle Ql und/oder die Quelle Q2 können einen stationären Energiespeicher aufweisen, der insbesondere in Form eines Akkumulators ausgebildet ist.

Vorzugsweise umfasst die Quelle Ql einen derartigen Akkumulator. Die Verbindung V kann einen Wechselrichter umfassen, der un- idirektional oder bidirektional ausgebildet ist, wobei ferner in der Verbindung auch ein DC/DC-Wandler vorgesehen sein kann. Insbesondere ist der Wechselrichter der Anschlussstation AS ausgebildet, um Energie von der Quelle Ql an die Quelle Q2 zu übertragen (entsprechend einer Rückspeisung) . Alternativ kann die Verbindung V einen Gleichrichter aufweisen, der bidirektional oder unidirektional ausgebildet ist. Der Gleichrichter ist insbesondere ausgestattet, um Energie von der Quelle Q2 an die Quelle Ql zu übertragen, insbesondere an dessen Energie- Speicher. Die Quelle Q2 kann insbesondere ein Versorgungsnetz sein, beispielsweise ein öffentliches Versorgungsnetz oder ein Insel-Versorgungsnetz. Die Quelle bzw . Senke, welche zur Gleichstromübertragung vorgesehen ist, umfasst vorzugsweise einen stationären Energiespeicher und ggf. ein (Gleichstrom- ) Ver- sorgungsnetz . Die Quelle bzw. Senke, welche zur Wechselstro ^¬ mübertragung vorgesehen ist, umfasst vorzugsweise ein Wechselstromversorgungsnetz oder eine Anschlussvorrichtung, die zum Anschluss an ein Wechselstromversorgungsnetz eingerichtet ist, etwa einen Drehstromanschluss .

Eine Steuerung S ist ansteuernd mit den Invertern II, 12, sowie mit den Konfigurationsschaltern Kl und K2 verbunden. Wie erwähnt kann die Steuerung S als eine gemeinsame Steuerung vorgesehen sein, oder kann in mehreren Hierarchien ausgebildet sein. Die beispielhaft dargestellte Steuerung S steuert während dem hier beschriebenen Energieübertragungsvorgang die Konfigurationsschalter Kl und K2 in einem Zustand an, in dem mindestens eine Wicklung oder Phase der betreffenden elektrischen Maschine EMI oder EM2 von den anderen Phasen bzw. Wicklungen getrennt ist. Ferner steuert die Steuerung während dem hier beschriebenen

Energietransfer die Inverter II, 12 an, um sie über die elektrischen Maschinen EMI, EM2 übertragene Energie in einen Gleichstrom für den fahrzeugseitigen Batteriespeicher B umzuwandeln, wobei insbesondere hierbei die Spannung gesteuert wird, und vorzugsweise geregelt wird gemäß einer Vorgabe, beispielsweise eine Vorgabe von einem Batteriemanagementmodul des elektrischen Energiespeichers B.