WO2018033377A1 - Fahrzeugbordnetz zum induktiven laden eines elektrischen fahrzeugs und verfahren - Google Patents

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Franz Pfeilschifter
Thomas Röhrl
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    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Definitions

  • Vehicle electrical system and method Automotive vehicles with an electric drive i. Electric vehicles and hybrid vehicles, include an electrical energy storage for supplying the electric drive.
  • Electric vehicles and plug-in hybrids are equipped with a connection, with which DC and / or AC voltage energy from a stationary, electrical supply network (local or public) for charging the energy storage can be transferred to this.
  • FIG. 1 shows a new vehicle electrical system for a motor vehicle or in a motor vehicle.
  • Fig. 2 is a partially described in DE102016213054.4 loading at a charging station motor vehicle, with modifications, Fig. 3 a described in DE102016213054.4 with energy eg from his energy storage vehicle driving,
  • FIG. 4 shows a vehicle electrical system for a motor vehicle or in a motor vehicle described in DE102016213054.4
  • FIG. 5 shows a plug described in DE102016213054.4 for charging and / or discharging the energy accumulator of the motor vehicle at a charging station
  • Fig. 6 shows another new vehicle electrical system for a motor vehicle or in a motor vehicle.
  • Fig. 1 shows schematically and simplistically as an embodiment of the invention for charging an energy store ES (such as a high-voltage / HV battery of a PlugInHybrid- / electric power ⁇ vehicle KFZ), for example of a private and / or public network,
  • ES energy store
  • HV battery of a PlugInHybrid- / electric power ⁇ vehicle KFZ
  • the vehicle electrical system FBN can be charged from a charging station Lad via a plug Stk with direct current DC and / or single-phase alternating current AC and / or three-phase alternating current (AC) AC and / or inductive IND via inductive charging coils Ind-Pri-coil, Ind-Sek-Coil ,
  • switching devices SW1, SW2, SW3, SWN; SP1, SP2 of a switching device SW box for controlling, in particular, the charging of the energy store ES to be charged (via eg a filter EMC-F and / or an electric machine EM and / or an inverter WR).
  • the vehicle electrical system FBN shown in FIG. 1 has a plug Stk (eg according to FIG. 1 and / or 5) for charging the energy store ES from a charging device Lad (to which the plug Stk can be plugged) with DC DC and / or (single-phase) alternating current AC and / or (three-phase) three-phase AC (possibly one after the other).
  • plug Stk eg via an EMC filter EMC-F
  • EMC filter EMV-F the electric machine EM and / or with the inverter WR and / or with the (EMC) filter EMV-F are several of (eg in a Switch box SW box and / or a housing and / or module arranged or alternatively spatially distributed) controlled by a controller Ctrl switching devices SW1-SW3, SWN, SP1, Sp2 connected.
  • three switching devices SW1-SW3 are e.g. for switching (by Ctrl) one or two or three motor terminal connections (eg AC1 or AC2 or AC3, or AC1 and AC2 and AC3, or DC + and DC-) to one of the inner connections U2, V2, W2 or to one each the outer terminals Ul, VI, Wl an electric machine EM provided.
  • two switching devices SP1, SP2 are (also) usable for a star-delta (um) circuit and / or for switching from a traction mode to a loading mode and / or for a safe-state.
  • a switching device SWN may be provided for switching an N-conductor.
  • Fig. 1 are internal phases U2, V2, W2 of the electric machine EM (eg, an electric motor of an electric vehicle) each with one of the three motor terminal connections AI, A2, A3 (eg a vehicle electrical system FBN) connected.
  • U2, V2, W2 of the electric machine EM eg, an electric motor of an electric vehicle
  • AI motor terminal connections
  • A2 A3 eg a vehicle electrical system FBN
  • Fig. 1 there is further indicated by e.g. Lines connected to the charging station LAD inductive charging primary coil Ind Pri Coil shown, the inductive charging (IND) energy wirelessly / inductively to an inductive charging secondary coil Ind-Sek Coil by the vehicle electrical system FBN and / or vehicle Car can transfer (arrow Ind-Lad-Ueb).
  • IND inductive charging
  • a plug is also shown Stk, wired via the power / galvanically transmitted to an energy storage ES by the vehicle electrical system and / or vehicle motor vehicle (arrow Lad-Ueb).
  • a private power network NetPriv and / or a public power network NetPub is powered by the energy storage ES (e.g., after notification Anf-R and / or detected by a sensor) of energy inductively via coils Ind-Sek-Coil,
  • To stabilize a private energy network NetPriv and / or a public power network NetPub is from the energy storage ES (eg after notification Anf-R and / or detection by a sensor) alternatively wired (galvanic) via the plug Stk and a charging device Lad in the private NetPriv power network and / or public power NetPub transferable (indicated by the arrow unloading Ueb in Fig. 1 and Fig. 2).
  • the electrical energy storage ES of the vehicle electrical system FBN can (inductive or wired with DC or wired with single-phase AC or wired with three-phase AC), eg via a Inverter WR, can be charged (for example, can rectify AC, eg with a capacity TP).
  • the electrical energy store ES of the vehicle electrical system FBN can be charged inductively (for example via the inverter WR and / or an electrical machine (motor EM) and / or filter EMC-F) by at least one switching device SWN, SW3 controlled by at least one controller Ctrl a senstroman gleich phases PS1, PS3 of the inverter WR with an inductive charging coil connection Indl, Ind 2 an inductive charging secondary coil Ind-sec-coil is connected (the part of the vehicle ⁇ vehicle electrical system and / or vehicle, motor vehicles).
  • At least one switching device SWN, SW3 controlled by a controller Ctrl it is possible for at least one (or two) of the phase current connections PS1; PS3; PS1, PS3 of the inverter ⁇ WR via one motor terminal terminal AI; A3 with an inductive charging coil connection Indl; ind2; Indl, Ind2 the inductive charging secondary coil Ind-sec coil are connected, for example, directly as in Fig. 6 or via an interposed motor terminal terminal U2, W2 (and possibly motor EM) as shown in FIG. 1.
  • a switching device SWN, SW3 controlled by a controller Ctrl for switching in particular one or both of the inductor charging coil terminals Indl, Ind2 can be arranged differently:
  • Switching device SWN SW3 whose one side between a motor phase U2, V2, W2 of the electric machine EM and one of the charging inputs N; AC1, AC2, AC3; DC +, DC- of the vehicle electrical system FBN is connected to there an inductive charging coil connection Indl; ind2; Indl, Ind2 an inductive-charging secondary coil Ind-Sek coil to ⁇ switch,
  • Switching means SWN, SW3 whose one side between a phase current connection PS1, PS3 of the inverter WR and one of the charge inputs N; AC1, AC2, AC3; DC +, DC- of the vehicle electrical system FBN is connected to there an inductive charging coil connection Indl; ind2; Indl, Ind2 of an inductive charging secondary coil Ind-Sek-Coil,
  • control circuit Ctrl ⁇ device SWN, SW3 whose one side between a filter EMC F and one of the load inputs N; AC1, AC2, AC3; DC +, DC- of the vehicle electrical system FBN is connected to there an inductive charging coil connection Indl; ind2; Indl, Ind2 of an induction charging secondary coil Ind-Sek-Coil.
  • the inverter WR has a first side Sl and a second side S2 and is adapted to transmit power between these sides Sl, S2,
  • phase current connections PS1, PS2, PS3 of the inverter WR are connected or connectable to the electric machine EM on the second side S2 of the inverter WR, wherein a controlled by a controller Ctrl switching ⁇ device SWl, SW2, SW3, SWN; SP1, SP2; SW box at least one of the load inputs N; AC1, AC2, AC3; DC +, DC-, Indl, Ind2 of the vehicle electrical system FBN in each case to an inner motor phase U2, V2, W2 of the electric machine EM is switchable.
  • the vehicle electrical system FBN and (or the charging station Lad may include a controller Ctrl, Ctrl-Lad and / or sensor and / or communication link PP, CP and / or switching devices, which is each formed as far as available to or that one to an inductive Charging IND of energy storage ES simultaneous galvanic charging of energy storage ES of Vehicle electrical system FBN with single-phase or three-phase alternating current is avoided,

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Abstract

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren und ein Fahrzeugbordnetz (FBN) mit - einem elektrischen Energiespeicher (ES), - einem Wechselrichter (WR), - mit mindestens einer von einer Steuerung (Ctrl) gesteuerten Schalteinrichtung (SWN; SW3; SWN, SW3) durch welche mindestens ein Phasenstromanschluss (PS1; PS3; PS1, PS3) des Wechselrichters (WR) mit einem Induktiv-Ladespulen-Anschluss (Ind1; Ind2; Ind1, Ind2) einer Induktiv-Lade-Sekundärspule (Ind-Sek-Coil) verbindbar ist.

Description

FAHRZEUGBORDNETZ ZUM INDUKTIVEN LADEN EINES ELEKTRISCHEN FAHRZEUGS UND VERFAHREN
Fahrzeugbordnetz und Verfahren Kraftfahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb, d.h. Elektro- fahrzeuge und Hybridfahrzeuge, umfassen einen elektrischen Energiespeicher zur Versorgung des elektrischen Antriebs.
Elektrofahrzeuge und Plug-In-Hybride sind mit einem Anschluss ausgestattet, mittels dem sich mit Gleichspannung und/oder Wechselspannung Energie von einem stationären, elektrischen Versorgungsnetz (lokal oder öffentlich) zum Aufladen des Energiespeichers an diesen übertragen lässt.
DE102016213054.4, deren Inhalt durch Bezugnahme Teil dieser Anmeldung ist ( incorporated by reference) derselben Anmelderin und teilweise derselben Erfinder beschreibt ein Fahrzeugbordnetz für ein Kraftfahrzeug oder in einem Kraftfahrzeug.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Laden einer Batterie für ein Elektro- (Hybrid und/ oder Plug-in) -Fahrzeug (z.B. PKW, LKW) zu optimieren. Diese Aufgabe wird jeweils durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere mögliche Ausge¬ staltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus dieser Beschreibung und den Fig., wobei auch beliebige Kombinationen von Merkmalen eines oder mehrerer der Ausführungsbeispiele miteinander eigenständige Weiterbildungen und Erfindungen definieren.
In der Zeichnung zeigt zur Veranschaulichung von einigen möglichen Ausgestaltungen der Erfindung, vereinfachend schematisch :
Fig. 1 ein neues Fahrzeugbordnetz für ein Kraftfahrzeug oder in einem Kraftfahrzeug;
Fig. 2 ein teilweise in DE102016213054.4 beschriebenes an einer Ladestation ladendes Kraftfahrzeug, mit Abwandlungen, Fig. 3 ein in DE102016213054.4 beschriebenes mit Energie z.B. aus seinem Energiespeicher fahrendes Kraftfahrzeug,
Fig. 4 ein in DE102016213054.4 beschriebenes Fahrzeugbordnetz für ein Kraftfahrzeug oder in einem Kraftfahrzeug, Fig. 5 einen in DE102016213054.4 beschriebenen Stecker zum Laden und/oder Entladen des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs an einer Ladestation,
Fig. 6 ein weiteres neues Fahrzeugbordnetz für ein Kraftfahrzeug oder in einem Kraftfahrzeug. Fig. 1 zeigt schematisch und vereinfachend als eine Ausgestaltung der Erfindung zum Laden eines Energiespeichers ES (wie z.B. einer Hochvolt-/HV-Batterie eines PlugInHybrid-/Elektro- Kraft¬ fahrzeugs Kfz) z.B. aus einem privaten und/oder öffentlichen Netz,
und/oder zum Entladen eines Energiespeichers ES in ein privates Netz Net-Priv und/oder öffentliches Netz Net-Pub,
ein Fahrzeugbordnetz FBN.
Das Fahrzeugbordnetz FBN ist von einer Ladestation Lad über einen Stecker Stk mit Gleichstrom DC und/oder einphasigem Wechselstrom AC und/oder dreiphasigem Wechselstrom (Drehstrom) AC ladbar und/oder induktiv IND über Induktivladespulen Ind-Pri-coil, Ind-Sek-Coil ladbar.
Es sind z.B. Schalteinrichtungen SW1, SW2, SW3, SWN; SP1, SP2 einer Schalteinrichtung SW-Box zum Steuern insbesondere des Ladens des zu ladenden Energiespeichers ES (über z.B. einen Filter EMV-F und/oder eine elektrische Maschine EM und/oder einen Wechselrichter WR) dargestellt. Das in Fig. 1 dargestellte Fahrzeugbordnetz FBN weist einen Stecker Stk (z.B. gemäß Fig. 1 und/oder 5) auf zum Laden des Energiespeichers ES aus einer Ladeeinrichtung Lad (an die der Stecker Stk ansteckbar ist) mit Gleichstrom DC und/oder (einphasigem) Wechselstrom AC und/oder (dreiphasigem) Drehstrom AC (ggf. nacheinander) .
Im Beispiel eines Steckers Stk wie z.B. in Fig. 1, 5 sind z.B. zwei Lade-Eingänge DC+, DC- eines Gleich- strom-Übertragungsanschlusses DC des Fahrzeugbordnetzes FBN zum Laden des Energiespeichers En mit Gleichstrom dargestellt, sowie Lade-Eingänge AC1, AC2, AC3, (N-Leiter) N und eine Erdung LV-Gnd (=in Fig. 5 bezeichnet als LI, L2, L3, L4, N) eines Wechselstrom-Übertragungsanschlusses AC des Fahrzeugbordnetzes FBN für einphasigen Wechselstrom AC und/oder dreiphasigen Drehstrom AC,
und ggf. Steuerungs-Anschlüsse und/oder Kommunikations-An¬ schlüsse (P / CP) .
Mit dem Stecker Stk (z.B. über ein EMV-Filter EMV-F) und/oder mit der elektrischen Maschine EM und/oder mit dem Wechselrichter WR und/oder mit dem (EMV-) Filter EMV-F sind mehrere der (z.B. in einer Schaltbox SW-Box und/oder einem Gehäuse und/oder Modul angeordneten oder alternativ räumlich verteilten) von einer Steuerung Ctrl gesteuerten Schalteinrichtungen SW1-SW3, SWN, SP1, Sp2 verbunden.
Hier drei Schalteinrichtungen SW1-SW3 sind z.B. zum Schalten (durch Ctrl) eines oder zweier oder dreier Motorklemmen-Anschlüsse (z.B. AC1 oder AC2 oder AC3, oder AC1 und AC2 und AC3, oder DC+ und DC-) auf je einen der inneren Anschlüsse U2, V2, W2 oder auf je einen der äußeren Anschlüsse Ul, VI, Wl einer elektrische Maschine EM vorgesehen. Z.B. zwei Schalteinrichtungen SP1, SP2 sind (auch) für eine Sterndreiecks (um) Schaltung und/oder zum Umschalten von einem Traktionsbetrieb auf einen Ladebetrieb und/oder für einen safe-state verwendbar.
Eine Schalteinrichtung SWN kann zum Schalten eines N-Leiters vorgesehen sein.
In Fig. 1 sind innere Phasen U2, V2, W2 der elektrischen Maschine EM (z.B. ein Elektromotor eines Elektrofahrzeugs ) jeweils mit einem der drei Motorklemmen-Anschlüsse AI, A2, A3 (z.B. eines Fahrzeugbordnetzes FBN) verbunden.
In Fig. 1 ist ferner eine über z.B. Leitungen an die Ladestation LAD angeschlossene Induktiv-Lade-Primär-Spule Ind-Pri-Coil dargestellt, die zum Induktivladen (IND) Energie kabellos / induktiv an eine Induktiv-Lade-Sekundärspule Ind-Sek-Coil seitens des Fahrzeugbordnetzes FBN und/oder Fahrzeugs Kfz übertragen kann (Pfeil Ind-Lad-Ueb) .
In Fig. 1 ist ferner ein Stecker Stk dargestellt, über den Energie kabelgebunden / galvanisch an einen Energiespeicher ES seitens des Fahrzeugbordnetzes und/oder Fahrzeugs Kfz übertragen werden kann (Pfeil Lad-Ueb) .
Zum Stabilisieren eines privaten Energienetzes NetPriv und/oder eines öffentlichen Energienetz NetPub ist vom Energiespeicher ES (z.B. nach Mitteilung Anf-R und/oder Feststellung durch eine Sensorik) Energie induktiv über Spulen Ind-Sek-Coil,
Ind-Pri-Coil und eine Ladeeinrichtung Lad in das private Energienetz NetPriv und/oder in das öffentliche Energienetz NetPub übertragbar (angedeutet durch den Pfeil Ind-Entlad-Ueb in Fig . 1 und Fig . 2 ) .
Zum Stabilisieren eines privaten Energienetzes NetPriv und/oder eines öffentlichen Energienetz NetPub ist vom Energiespeicher ES (z.B. nach Mitteilung Anf-R und/oder Feststellung durch eine Sensorik) alternativ auch Energie drahtgebunden (galvanisch) über den Stecker Stk und eine Ladeeinrichtung Lad in das private Energienetz NetPriv und/oder öffentliche Energienetz NetPub übertragbar (angedeutet durch den Pfeil Entlad-Ueb in Fig. 1 und Fig. 2) .
Der elektrische Energiespeicher ES des Fahrzeugbordnetzes FBN kann (induktiv oder leitungsgebunden mit Gleichstrom oder leitungsgebunden mit einphasigem Wechselstrom oder leitungsgebunden mit dreiphasigem Wechselstrom), z.B. über einen Wechselrichter WR, geladen werden (der z.B. Wechselstrom gleichrichten kann, z.B. mit einer Kapazität TP) .
Der elektrische Energiespeicher ES des Fahrzeugbordnetzes FBN kann (z.B. über den Inverter WR und/oder eine elektrische Maschine (Motor EM) und/oder Filter EMV-F) induktiv geladen werden, indem mit mindestens einer von einer Steuerung Ctrl gesteuerten Schalteinrichtung SWN, SW3 mindestens ein Pha- senstromanschluss PS1, PS3 des Wechselrichters WR mit einem Induktiv-Ladespulen-Anschluss Indl, Ind2 einer Induk- tiv-Lade-Sekundärspule Ind-Sek-Coil (seitens des Fahrzeug¬ bordnetzes und/oder Fahrzeuges Kfz) verbunden wird.
Es kann dabei mit mindestens einer von einer Steuerung Ctrl gesteuerten Schalteinrichtung SWN, SW3 mindestens ein (oder zwei) der Phasenstromanschlüsse PS1; PS3; PS1, PS3 des Wech¬ selrichters WR über je einen Motorklemmen-Anschluss AI; A3 mit einem Induktiv-Ladespulen-Anschluss Indl; Ind2; Indl, Ind2 der Induktiv-Lade-Sekundärspule Ind-Sek-Coil verbunden werden, und zwar z.B. direkt wie in Fig. 6 oder über einen zwischen- geschalteten Motorklemmen-Anschluss U2, W2 (und ggf. Motor EM) wie in Fig . 1.
Eine von einer Steuerung Ctrl gesteuerte Schalteinrichtung SWN, SW3 zum Schalten insbesondere eines oder beider der Induk- tiv-Ladespulen-Anschlüsse Indl, Ind2 kann unterschiedlich angeordnet sein:
Möglich ist z.B.
-mindestens eine von einer Steuerung Ctrl gesteuerte Schalt¬ einrichtung SWN, SW3 deren eine Seite zwischen jeweils einem Phasenstromanschluss PS1, PS3 des Wechselrichters WR und einer äußeren Motorphase U2, V2, W2 der elektrischen Maschine EM angeschlossen ist, um dort einen mit ihrer andere Seite verbundenen Induktiv-Ladespulen-Anschluss Indl; Ind2; Indl, Ind2 einer Induktiv-Lade-Sekundärspule Ind-Sek-Coil anzuschalten, - mindestens eine von einer Steuerung Ctrl gesteuerte
Schalteinrichtung SWN, SW3 deren eine Seite zwischen einer Motorphase U2, V2, W2 der elektrischen Maschine EM und einem der Lade-Eingänge N; AC1, AC2, AC3; DC+, DC- des Fahrzeugbordnetzes FBN angeschlossen ist, um dort einen mit ihrer andere Seite verbundenen Induktiv-Ladespulen-Anschluss Indl; Ind2; Indl, Ind2 einer Induktiv-Lade-Sekundärspule Ind-Sek-Coil anzu¬ schalten,
- mindestens eine von einer Steuerung Ctrl gesteuerte
Schalteinrichtung SWN, SW3 deren eine Seite zwischen einem Phasenstromanschluss PS1, PS3 des Wechselrichters WR und und einem der Lade-Eingänge N; AC1, AC2, AC3; DC+, DC- des Fahrzeugbordnetzes FBN angeschlossen ist, um dort einen mit ihrer andere Seite verbundenen Induktiv-Ladespulen-Anschluss Indl; Ind2; Indl, Ind2 einer Induktiv-Lade-Sekundärspule Ind-Sek-Coil anzuschalten,
-mindestens eine von einer Steuerung Ctrl gesteuerte Schalt¬ einrichtung SWN, SW3 deren eine Seite zwischen einem Phasenstromanschluss PS1, PS3 des Wechselrichters WR und
und einem Filter EMV-F an einem der Lade-Eingänge N; AC1, AC2, AC3; DC+, DC- des Fahrzeugbordnetzes FBN angeschlossen ist, um dort einen mit ihrer andere Seite verbundenen Induktiv-Ladespulen-Anschluss Indl; Ind2; Indl, Ind2 einer Induk¬ tiv-Lade-Sekundärspule Ind-Sek-Coil anzuschalten,
-mindestens eine von einer Steuerung Ctrl gesteuerte Schalt¬ einrichtung SWN, SW3 deren eine Seite zwischen einem Filter EMV-F und einem der Lade-Eingänge N; AC1, AC2, AC3; DC+, DC- des Fahrzeugbordnetzes FBN angeschlossen ist, um dort einen mit ihrer andere Seite verbundenen Induktiv-Ladespulen-Anschluss Indl; Ind2; Indl, Ind2 einer Induktiv-Lade-Sekundärspule Ind-Sek-Coil anzuschalten .
Mit einer von einer Steuerung Ctrl gesteuerte Schalteinrichtung SWN, SW3 kann z.B. jeweils ein Motorklemmen-Anschluss AI; A3 einer inneren Motorphase U2, V2, W2 der elektrischen Maschine EM mit einem Induktiv-Ladespulen-Anschluss Indl, Ind2 einer In- duktiv-Lade-Sekundärspule Ind-Sek-Coil verbindbar sein, oder ein Motorklemmen-Anschluss AI; A3 einer äußeren Motorphase Ul, VI, Wl der elektrischen Maschine EM mit einem Induktiv-Ladespulen-Anschluss Indl, Ind2 einer Induk- tiv-Lade-Sekundärspule Ind-Sek-Coil verbindbar sein.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst das in den Fig. gezeigte Fahrzeugbordnetz FBN
-einen elektrischen Energiespeicher ES,
-einen Wechselrichter WR,
-eine elektrischen Maschine EM,
wobei der Wechselrichter WR eine erste Seite Sl und eine zweite Seite S2 aufweist und eingerichtet ist, Leistung zwischen diesen Seiten Sl, S2 zu übertragen,
wobei auf der ersten Seite Sl des Wechselrichters WR zwei Ausgangsanschlüsse EA1, EA2 des Wechselrichters WR mit dem Energiespeicher ES verbunden oder verbindbar sind,
wobei auf der zweiten Seite S2 des Wechselrichters WR mindestens zwei Phasenstromanschlüsse PS1, PS2, PS3 des Wechselrichters WR mit der elektrischen Maschine EM verbunden oder verbindbar sind, wobei durch eine von einer Steuerung Ctrl gesteuerte Schalt¬ einrichtung SWl, SW2, SW3, SWN; SPl, SP2; SW-Box mindestens einer der Lade-Eingänge N; AC1, AC2, AC3; DC+, DC-, Indl, Ind2 des Fahrzeugbordnetzes FBN jeweils auf eine innere Motorphase U2, V2 , W2 der elektrischen Maschine EM schaltbar ist.
Das Fahrzeugbordnetz FBN und (oder die Ladestation Lad kann eine Steuerung Ctrl, Ctrl-Lad und/oder Sensorik und/oder Kommunikationsverbindung PP, CP und/oder Schalteinrichtungen aufweisen, die jeweils soweit vorhanden dazu ausgebildet ist bzw. sind, dass ein zu einem induktiven Laden IND des Energiespeichers ES gleichzeitiges galvanisches Laden des Energiespeichers ES des Fahrzeugbordnetzes FBN mit einphasigem oder dreiphasigen Wechselstrom vermieden ist,
und/oder dass ein zu einem induktiven Laden IND des Energiespeichers ES gleichzeitiges galvanisches Laden des Energie- Speichers ES des Fahrzeugbordnetzes FBN mit Gleichstrom DC vermieden ist,
und/oder dass ein zu einem galvanischen Laden des Energiespeichers ES des Fahrzeugbordnetzes FBN mit einphasigem oder dreiphasigen Wechselstrom gleichzeitiges galvanisches Laden des Energiespeichers ES des Fahrzeugbordnetzes FBN mit Gleichstrom DC vermieden ist.

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeugbordnetz (FBN mit
-einem elektrischen Energiespeicher (ES) ,
-einem Wechselrichter (WR) ,
-mit zwei von einer Steuerung (Ctrl) gesteuerten Schalteinrichtungen (SWN, SW3) , durch welche jeweils mindestens ein Phasenstromanschluss (PS1, PS3) des Wechselrichters (WR) mit jeweils einem Induktiv-Ladespulen-Anschluss (Indl; Ind2; Indl, Ind2) einer Induktiv-Lade-Sekundärspule ( Ind-Sek-Coil) ver¬ bindbar (Fig. 1, Fig. 6) ist.
2. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach Anspruch 1,
-mit mindestens einer von einer Steuerung (Ctrl) gesteuerten Schalteinrichtung (SWN; SW3; SWN, SW3) , durch welche mindestens ein Phasenstromanschluss (PS1; PS3; PS1, PS3) des Wechsel¬ richters (WR)
über je einen Motorklemmen-Anschluss (AI; A3) und über eine elektrische Maschine (EM; U2, W2; Ol, Wl) mit einem Induk- tiv-Ladespulen-Anschluss (Indl; Ind2; Indl, Ind2) einer In¬ duktiv-Lade-Sekundärspule (Ind-Sek-Coil) verbindbar ist. (Fig. 1)
3. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche,
-mit mindestens einer von einer Steuerung (Ctrl) gesteuerten Schalteinrichtung (SWN; SW3; SWN, SW3) , durch welche mindestens ein Phasenstromanschluss (PS1; PS3; PS1, PS3) des Wechsel¬ richters (WR)
direkt und/oder ohne zwischengeschalteten Motorklemmen-Anschluss (AI; A3) mit einem Induktiv-Ladespulen-Anschluss (Indl; Ind2; Indl, Ind2) einer Induktiv-Lade-Sekundärspule (Ind-Sek-Coil) verbindbar ist. (Fig. 6)
4. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
-mit mindestens einer von einer Steuerung (Ctrl) gesteuerten Schalteinrichtung (SWN, SW3) deren eine Seite zwischen jeweils einem Phasenstromanschluss (PS1, PS3) des Wechselrichters (WR) und einer inneren Motorphase (Ul, VI, Wl) der elektrischen Maschine (EM) angeschlossen ist,
um dort einen mit ihrer andere Seite verbundenen Induk- tiv-Ladespulen-Anschluss (Indl; Ind2; Indl, Ind2) einer In- duktiv-Lade-Sekundärspule ( Ind-Sek-Coil) anzuschalten.
5. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
-mit mindestens einer von einer Steuerung (Ctrl) gesteuerten Schalteinrichtung (SWN, SW3) deren eine Seite (Seit2) zwischen einer äußeren Motorphase (U2, V2, W2) der elektrischen Maschine (EM) und einem der Lade-Eingänge (N; AC1, AC2, AC3; DC+, DC-, Indl, Ind2) des Fahrzeugbordnetzes (FBN) angeschlossen ist, insbesondere mit oder ohne weitere zwischen Phasenstromanschluss (PS1, PS3) und Lade-Eingänge (N; AC1, AC2, AC3; DC+, DC- ) geschaltete Elemente (EM, EM-F) ,
um dort einen mit ihrer andere Seite (Seitl) verbundenen In- duktiv-Ladespulen-Anschluss (Indl; Ind2; Indl, Ind2) einer Induktiv-Lade-Sekundärspule (Ind-Sek-Coil) von einer Steuerung (Ctrl) gesteuert anzuschalten.
6. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
-mit mindestens einer von einer Steuerung (Ctrl) gesteuerten Schalteinrichtung (SWN, SW3) deren eine Seite zwischen einem Phasenstromanschluss (PS1, PS3) des Wechselrichters (WR) und und einem der Lade-Eingänge (N; AC1, AC2, AC3; DC+, DC- ) des Fahrzeugbordnetzes (FBN) angeschlossen ist,
insbesondere mit oder ohne weitere zwischen Phasenstromanschluss (PS1, PS3) und Lade-Eingänge (N; ACl, AC2, AC3; DC+, DC-) geschaltete Elemente (EM, EM-F) ,
um dort einen mit ihrer andere Seite verbundenen Induk- tiv-Ladespulen-Anschluss (Indl; Ind2; Indl, Ind2) einer In- duktiv-Lade-Sekundärspule ( Ind-Sek-Coil) anzuschalten.
7. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
-mit mindestens einer von einer Steuerung (Ctrl) gesteuerten Schalteinrichtung (SWN, SW3) deren eine Seite zwischen einem Phasenstromanschluss (PS1, PS3) des Wechselrichters (WR) und und einem Filter (EMV-F) an einem der Lade-Eingänge (N; ACl, AC2, AC3; DC+, DC-) des Fahrzeugbordnetzes (FBN) angeschlossen ist, insbesondere mit oder ohne weitere zwischen Phasenstromanschluss (PS1, PS3) und Lade-Eingänge (N; ACl, AC2, AC3; DC+, DC-) geschaltete Elemente (EM) ,
um dort einen mit ihrer andere Seite verbundenen Induk- tiv-Ladespulen-Anschluss (Indl; Ind2; Indl, Ind2) einer In- duktiv-Lade-Sekundärspule (Ind-Sek-Coil) anzuschalten.
8. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
-mit mindestens einer von einer Steuerung (Ctrl) gesteuerten Schalteinrichtung (SWN, SW3) , deren eine Seite zwischen einem Filter (EMV-F) und einem der Lade-Eingänge (N; ACl, AC2, AC3; DC+, DC-) des Fahrzeugbordnetzes (FBN) angeschlossen ist,
insbesondere ohne weitere zwischen Phasenstromanschluss (PS1, PS3) und Lade-Eingänge (N; ACl, AC2, AC3; DC+, DC-) geschaltete Elemente,
um dort einen mit ihrer andere Seite verbundenen Induk- tiv-Ladespulen-Anschluss (Indl; Ind2; Indl, Ind2) einer In- duktiv-Lade-Sekundärspule (Ind-Sek-Coil) anzuschalten.
9. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit
-einem elektrischen Energiespeicher (ES) ,
-einem Wechselrichter (WR) ,
-einer elektrischen Maschine (EM) ,
wobei der Wechselrichter (WR) eine erste Seite (Sl) und eine zweite Seite (S2) aufweist und eingerichtet ist, Leistung zwischen diesen Seiten (Sl, S2) zu übertragen,
wobei auf der ersten Seite (Sl) des Wechselrichters (WR) zwei Ausgangsanschlüsse (EA1, EA2) des Wechselrichters (WR) mit dem Energiespeicher (ES) verbunden oder verbindbar sind,
wobei auf der zweiten Seite (S2) des Wechselrichters (WR) mindestens zwei Phasenstromanschlüsse (PS1, PS2, PS3) des Wechselrichters (WR) mit der elektrischen Maschine (EM) ver- bunden oder verbindbar sind,
wobei durch eine von einer Steuerung (Ctrl) gesteuerte
Schalteinrichtung (SW1, SW2, SW3, SWN; SP1, SP2; SW-Box) mindestens einer der Lade-Eingänge (N; AC1, AC2, AC3; DC+, DC-, Indl, Ind2) des Fahrzeugbordnetzes (FBN) jeweils auf eine innere Motorphase (U2, V2, W2) der elektrischen Maschine (EM) schaltbar ist .
10. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
mit mindestens einer von einer Steuerung (Ctrl) gesteuerten Schalteinrichtung (SWN, SW3) , durch die jeweils ein Motor- klemmen-Anschluss (AI; A3) einer inneren Motorphase (U2, V2, W2) der elektrischen Maschine (EM) mit einem Induk- tiv-Ladespulen-Anschluss (Indl, Ind2) einer Induk- tiv-Lade-Sekundärspule ( Ind-Sek-Coil ) verbindbar ist.
11. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
mit mindestens einer von einer Steuerung (Ctrl) gesteuerten Schalteinrichtung (SWN, SW3) durch die jeweils ein Motorklemmen-Anschluss einer äußeren Motorphase (Ul, VI, Wl) der elektrischen Maschine (EM) mit einem Induk- tiv-Ladespulen-Anschluss (Indl, Ind2) einer Induk- tiv-Lade-Sekundärspule ( Ind-Sek-Coil) verbindbar ist.
12. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei es eine Steuerung (Ctrl, Ctrl-Lad) und/oder Sensorik und/oder Kommunikationsverbindung (PP, CP) und/oder Schalteinrichtungen aufweist,
jeweils ausgebildet dazu, dass ein zu einem induktiven Laden (IND) des Energiespeichers (ES) gleichzeitiges galvanisches Laden (AC; DC) des Energiespeichers (ES) des Fahrzeugbordnetzes (FBN) mit einphasigem wie auch dreiphasigem Wechselstrom vermieden ist.
13. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei es eine Steuerung (Ctrl, Ctrl-Lad) und/oder Sensorik und/oder Kommunikationsverbindung (PP, CP) und/oder Schalteinrichtungen aufweist,
jeweils ausgebildet dazu, dass ein zu einem induktiven Laden (IND) des Energiespeichers (ES) gleichzeitiges galvanisches Laden (DC) des Energiespeichers (ES) des Fahrzeugbordnetzes (FBN) mit Gleichstrom (DC) vermieden ist.
14. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
-mit einer von einer Steuerung (Ctrl) gesteuerten Schalteinrichtung (SW2) durch welche ein Motorklemmen-Anschluss (A2) mit einem Wechselstrom-Übertragungsanschluss (AC, AC2, Lad) zum galvanischen Laden eines Energiespeichers (ES) des Fahrzeug- bordnetzes (FBN) mit einphasigem Wechselstrom verbindbar ist.
15. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
-mit von einer Steuerung (Ctrl) gesteuerten Schalteinrichtungen (SW1, SW2, SW3) durch welche drei Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) mit einem Wechselstrom-Übertragungsanschluss (AC, AC1, AC2, AC3, Lad) zum galvanischen Laden (Lad) eines Energie¬ speichers (ES) des Fahrzeugbordnetzes (FBN) mit dreiphasigem Drehstrom verbindbar sind.
16. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
-mit von einer Steuerung (Ctrl) gesteuerten Schalteinrichtungen (SW2, SW3) , durch welche zwei Motorklemmen-Anschlüsse (A2, A3) mit einem Gleichstrom-Übertragungsanschluss (DC, DC+, DC-) zum galvanischen Laden (Lad) eines Energiespeichers (ES) des Fahrzeugbordnetzes (FBN) mit Gleichstrom verbindbar sind.
17. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
-mit einer Steuerung (Ctrl) ,
die vor dem Laden zunächst prüft ob galvanische Gleichspannung oder galvanische Wechselspannung oder induktive Spannung zum Laden vorhanden ist, und dann eine der Alternativen zum Laden auswählt
insbesondere die leistungsfähigste.
18. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche,
-mit einer von einer Steuerung (Ctrl) gesteuerten Schalteinrichtung (SWN) , durch welche ein N-Leiter- Anschluss (N) mit einem der Motorklemmen-Anschlüsse (AI) verbindbar ist, und/oder mit einer festen oder geschalteten Verbindung eines N-Leiter- Anschlusses (N) zu einem Induk- tiv-Ladespulen-Anschluss (Indl) einer Induk- tiv-Lade-Sekundärspule ( Ind-Sek-Coil) .
19. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
-mit von einer Steuerung (Ctrl) gesteuerten Schalteinrichtungen (SWN, SW3) durch welche jeweils ein Motorklemmen-Anschluss (AI, A3) mit je einem Induktiv-Ladespulen-Anschluss (Indl, Ind2) einer Induktiv-Lade-Sekundärspule (Ind-Sek-Coil) verbindbar ist,
wobei einer oder jeder dieser Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A3) ein anderer Motorklemmen-Anschluss ist, als einer der Motor¬ klemmen-Anschlüsse (A2), mit dem ein Wechsel- strom-Übertragungsanschluss (AC2) für ein nur einphasiges Laden mit Wechselstrom verbindbar (Ctrl, SW2 ; Ctrl, SW2, SW-N) ist.
20. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
-mit von einer Steuerung (Ctrl) gesteuerten Schalteinrichtungen (SWN, SW3) durch welche jeweils ein Phasenstromanschluss (PS1; PS3; PS1, PS3) des Wechselrichters (WR) mit je einem Induk¬ tiv-Ladespulen-Anschluss (Indl, Ind2) einer Induk¬ tiv-Lade-Sekundärspule (Ind-Sek-Coil) verbindbar ist,
wobei einer oder jeder dieser Phasenstromanschluss (PS1; PS3; PS1, PS3) des Wechselrichters (WR) ein anderer Phasenstrom¬ anschluss (PS1; PS3; PS1, PS3) des Wechselrichters (WR) ist, als einer der Phasenstromanschlüsse (PS2) des Wechselrichters (WR) , mit dem ein Wechselstrom-Übertragungsanschluss (AC2) für ein nur einphasiges Laden mit Wechselstrom verbindbar (Ctrl, SW2 ; Ctrl, SW2, SW-N) ist.
21. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, -mit von einer Steuerung (Ctrl) gesteuerten Schalteinrichtungen (SWN, SW3) durch welche jeweils ein Motorklemmen-Anschluss (AI, A3) mit je einem Induktiv-Ladespulen-Anschluss (Indl, Ind2) einer Induktiv-Lade-Sekundärspule ( Ind-Sek-Coil) verbindbar ist,
wobei mindestens einer dieser Motorklemmen-Anschlüsse (AI) ein anderer Motorklemmen-Anschluss ist als die Motorklem¬ men-Anschlüsse (A2, A3), mit denen (Ctrl, SW2, SW3) ein
Gleichstrom-Übertragungsanschluss (DC+, DC-) verbindbar ist.
22. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
-mit von einer Steuerung (Ctrl) gesteuerten Schalteinrichtungen (SWN, SW3) und/oder einer Steuerung (Ctrl),
durch welche eine Energieübertragung ( Ind-Entlad-Ueb, Ent- lad-Ueb) von dem Energiespeicher (ES) in eine Ladeeinrichtung (Lad) und/oder in ein privates Energienetz (NetPriv) insbesondere eines Haushalts oder Ladestationsbetreibers, und/oder in ein öffentliches Energienetz (NetPub) schaltbar ist,
insbesondere wenn die Steuerung (Ctrl) über mindestens einen Kommunikations-Anschluss (CP, PP) eine Anfrage (Anf-R) zu dieser Energieübertragung (Ind-Entlad-Ueb, Entlad-Ueb) zwischen der Steuerung (Ctrl) und einer Ladevorrichtung (Lad) erhält.
23. Kraftfahrzeug (Fig. 2 Fig. 3) mit einem Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
24. Verfahren zum Schalten einer elektrischen Maschine (EM) durch Verwendung eines Fahrzeugbordnetzes (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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