DE102020119492B4 - Charger arrangement and method for controlling a charger arrangement - Google Patents
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Abstract
Ladegerätanordnung (23), welche eine Steuereinheit (28), ein Ladegerät (30) und ein Gehäuse (231) aufweist, welches Ladegerät (30) erste Anschlüsse (321), einen AC/DC-Wandler (32), einen Gleichstromzwischenkreis (34), einen ersten DC/DC-Wandler (36) und zweite Anschlüsse (363, 364) aufweist, welches Gehäuse (231) die Steuereinheit (28) und das Ladegerät (30) beinhaltet, welche Steuereinheit (28) zur Ansteuerung des AC/DC-Wandlers (32) und der Batterie-Schützanordnung (40) ausgebildet ist, und an welchem Gleichstromzwischenkreis (34) Gleichstromverbraucher-Anschlüsse (51, 52, 53, 54) zum Anschluss von Gleichstromverbrauchern (55, 56, 57, 58) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (231) eine Batterie-Schützanordnung (40) vorgesehen ist, die dritte Anschlüsse (401, 402) und vierte Anschlüsse (403, 404) aufweist und durch die Steuereinheit (28) ansteuerbar ist, wobei der erste DC/DC-Wandler (36) als bidirektionaler DC/DC-Wandler (36) dazu ausgebildet ist, in einem Lademodus eine Wandlung einer ersten Gleichspannung am Gleichstromzwischenkreis (34) in eine zweite Gleichspannung an den zweiten Anschlüssen (363, 364) zu ermöglichen, und in einem Verbrauchsmodus eine Wandlung einer dritten Gleichspannung an den zweiten Anschlüssen (363, 364) in eine vierte Spannung am Gleichstromzwischenkreis (34) zu ermöglichen, und welche Steuereinheit (28) dazu ausgebildet ist, eine entsprechende Ansteuerung des ersten DC/DC-Wandlers (36) zu ermöglichen, wobei die Steuereinheit (28) einen Spannungsregler (282) aufweist, welcher Spannungsregler (282) dazu ausgebildet ist, im Verbrauchsmodus die Spannung am Gleichstromzwischenkreis (34) auf einen Spannungssollwert zu regeln, um hierüber eine Bestimmung/Festlegung der vierten Spannung durch den Spannungsregler (282) zu ermöglichen. Charger arrangement (23) which has a control unit (28), a charger (30) and a housing (231), which charger (30) has first connections (321), an AC/DC converter (32), a DC intermediate circuit (34), a first DC/DC converter (36) and second connections (363, 364), which housing (231) contains the control unit (28) and the charger (30), which control unit (28) is designed to control the AC/DC converter (32) and the battery contactor arrangement (40), and on which DC intermediate circuit (34) DC consumer connections (51, 52, 53, 54) for connecting DC consumers (55, 56, 57, 58) are provided, characterized in that a battery contactor arrangement (40) is provided in the housing (231), which has third connections (401, 402) and fourth terminals (403, 404) and is controllable by the control unit (28), wherein the first DC/DC converter (36) is designed as a bidirectional DC/DC converter (36) to enable, in a charging mode, a conversion of a first DC voltage at the DC intermediate circuit (34) into a second DC voltage at the second terminals (363, 364), and to enable, in a consumption mode, a conversion of a third DC voltage at the second terminals (363, 364) into a fourth voltage at the DC intermediate circuit (34), and which control unit (28) is designed to enable a corresponding control of the first DC/DC converter (36), wherein the control unit (28) has a voltage regulator (282), which voltage regulator (282) is designed to regulate the voltage at the DC intermediate circuit (34) to a voltage setpoint in the consumption mode in order to thereby enable a determination/setting of the fourth voltage by the voltage regulator (282) to enable.
Description
Die Erfindung betrifft eine Ladegerätanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ansteuerung einer Ladegerätanordnung.The invention relates to a charging device arrangement according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for controlling a charging device arrangement.
Die
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine neue Ladegerätanordnung bereitzustellen.It is therefore an object of the invention to provide a new charger arrangement.
Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 1.This problem is solved by the subject matter of claim 1.
Eine Ladegerätanordnung weist eine Steuereinheit, ein Ladegerät, eine Batterie-Schützanordnung und ein Gehäuse auf, welches Ladegerät erste Anschlüsse, einen AC/DC-Wandler, einen Gleichstromzwischenkreis, einen ersten DC/DC-Wandler und zweite Anschlüsse aufweist, welche Batterie-Schützanordnung dritte Anschlüsse und vierte Anschlüsse aufweist, und welches Gehäuse die Steuereinheit, das Ladegerät und die Batterie-Schützanordnung beinhaltet, welche Steuereinheit zur Ansteuerung des AC/DC-Wandlers, des ersten DC/DC-Wandlers und der Batterie-Schützanordnung ausgebildet ist, und an welchem Gleichstromzwischenkreis Gleichstromverbraucher-Anschlüsse zum Anschluss von Gleichstromverbrauchern vorgesehen sind.A charger arrangement comprises a control unit, a charger, a battery contactor arrangement and a housing, which charger has first connections, an AC/DC converter, a DC intermediate circuit, a first DC/DC converter and second connections, which battery contactor arrangement has third connections and fourth connections, and which housing contains the control unit, the charger and the battery contactor arrangement, which control unit is designed to control the AC/DC converter, the first DC/DC converter and the battery contactor arrangement, and on which DC intermediate circuit DC load connections for connecting DC loads are provided.
Das Vorsehen des Ladegeräts, der Batterie-Schützanordnung und der Steuereinheit in einem Gehäuse hat große Synergieeffekte ergeben. Das erforderliche Volumen, das Gewicht und der technische Aufwand für die Verkabelung, für Stecker und Stiftleisten, für Schnittstellen und für die Verschaltung haben sich durch die Integration stark reduziert. Zudem kann die Steuereinheit mehrere der Komponenten ansteuern, und hierdurch wird Hardware eingespart. Das Vorsehen von Gleichstromverbraucher-Anschlüssen am Gleichstromzwischenkreis ermöglicht eine Mehrfachnutzung des Gleichstromzwischenkreises und damit eine zusätzliche Schaltungsvereinfachung.The provision of the charger, battery contactor assembly, and control unit in a single housing has resulted in significant synergy effects. The required volume, weight, and technical complexity for cabling, connectors and pin headers, interfaces, and interconnection have been significantly reduced through integration. Furthermore, the control unit can control several of the components, thus saving on hardware. The provision of DC load connections on the DC link enables multiple use of the DC link, thus further simplifying the circuit.
Der erste DC/DC-Wandler ist als bidirektionaler DC/DC-Wandler dazu ausgebildet, in einem Lademodus eine Wandlung einer ersten Gleichspannung am Gleichstromzwischenkreis in eine zweite Gleichspannung an den zweiten Anschlüssen zu ermöglichen, und in einem Verbrauchsmodus eine Wandlung einer dritten Gleichspannung an den zweiten Anschlüssen in eine vierte Spannung am Gleichstromzwischenkreis zu ermöglichen, und die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, eine entsprechende Ansteuerung des ersten DC/DC-Wandlers zu ermöglichen. Hierdurch wird die Nutzung des Gleichstromzwischenkreises zur Spannungsversorgung von Gleichstromverbrauchern ermöglicht, wenn das Fahrzeug nicht geladen wird. Da es sich um Leistungselektronik handelt, führt die Mehrfachnutzung des ersten DC/DC-Wandlers zu einer deutlichen Gewichtsreduzierung des Fahrzeugs. Zudem kann der Spannungsbereich am Gleichstromzwischenkreis gegenüber dem Spannungsbereich der Batterie verringert werden, und hierdurch können die Gleichstromverbraucher mit weniger Schaltungsaufwand ausgebildet werden als Gleichstromverbraucher mit einem großen Eingangsspannungsbereich, wie sie für den direkten Anschluss an die Batterie erforderlich sind.The first DC/DC converter is designed as a bidirectional DC/DC converter to enable conversion of a first DC voltage at the DC intermediate circuit into a second DC voltage at the second terminals in a charging mode, and to enable conversion of a third DC voltage at the second terminals into a fourth voltage at the DC intermediate circuit in a consumption mode. The control unit is designed to enable corresponding control of the first DC/DC converter. This enables the use of the DC intermediate circuit to supply voltage to DC consumers when the vehicle is not being charged. Since it involves power electronics, the multiple use of the first DC/DC converter leads to a significant reduction in the weight of the vehicle. In addition, the voltage range at the DC intermediate circuit can be reduced compared to the voltage range of the battery, and this allows the DC consumers to be designed with less circuitry than DC consumers with a wide input voltage range, as required for direct connection to the battery.
Auch weist die Steuereinheit einen Spannungsregler auf, welcher Spannungsregler dazu ausgebildet ist, im Verbrauchsmodus die Spannung am Gleichstromzwischenkreis auf einen Spannungssollwert zu regeln, um hierüber eine Bestimmung/Festlegung der vierten Spannung durch den Spannungsregler zu ermöglichen. Die Verwendung einer Spannungssteuerung ist auch möglich, ein Spannungsregler hat sich jedoch im Hinblick auf die am Gleichstromzwischenkreis angeschlossenen Gleichstromverbraucher als sehr vorteilhaft erwiesen, da sich der Schaltungsaufwand bei den Gleichstromverbrauchern für die Spannungsanpassung verringert.The control unit also includes a voltage regulator, which is designed to regulate the voltage at the DC link to a setpoint voltage in consumption mode, thereby enabling the fourth voltage to be determined/set by the voltage regulator. The use of a voltage controller is also possible, but a voltage regulator has proven very advantageous with regard to the DC loads connected to the DC link, as it reduces the circuit complexity for voltage adjustment at the DC loads.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Steuereinheit eine Schnittstelle auf, welche Schnittstelle dazu ausgebildet ist, eine erste Information von mindestens einem Gleichstromverbraucher zu empfangen, welche erste Information den Energiebedarf des Gleichstromverbrauchers charakterisiert, und welche Steuereinheit dazu ausgebildet ist, im Verbrauchsmodus die Höhe der vierten Spannung am Gleichstromzwischenkreis in Abhängigkeit von der ersten Information des mindestens einen Gleichstromverbrauchers zu bestimmen und den ersten DC/DC-Wandler entsprechend anzusteuern.According to a preferred embodiment, the control unit has an interface, which interface is designed to receive a first piece of information from at least one DC load, which first piece of information characterizes the energy requirement of the DC load, and which control unit is designed to determine the level of the fourth voltage at the DC intermediate circuit in consumption mode as a function of the first piece of information from the at least one DC load and to control the first DC/DC converter accordingly.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, über die Schnittstelle eine erste Information von mindestens zwei Gleichstromverbrauchern zu empfangen. Durch den Empfang einer solchen Information kann die Steuereinheit bevorzugt die Höhe der vierten Spannung vorteilhaft festlegen.According to a preferred embodiment, the control unit is designed to receive a first piece of information from at least two DC consumers via the interface. By receiving such information, the control unit preferably sets the level of the fourth voltage advantageously.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Steuereinheit einen Mikrocontroller oder Mikroprozessor auf, welcher zur Ansteuerung des AC/DC-Wandlers, des ersten DC/DC-Wandlers und der Batterie-Schützanordnung ausgebildet ist. Die Mehrfachverwendung eines Mikrocontrollers oder Mikroprozessors vereinfacht die Kommunikation und ermöglicht eine gute Optimierung.According to a preferred embodiment, the control unit comprises a microcontroller or microprocessor configured to control the AC/DC converter, the first DC/DC converter, and the battery contactor assembly. The multiple use of a microcontroller or microprocessor simplifies communication and enables effective optimization.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist im Gehäuse ein Gleichstromverbraucher vorgesehen, welcher Gleichstromverbraucher an den Gleichstromzwischenkreis angeschlossen ist und als Heizgerät zum Erwärmen eines Fluids ausgebildet ist. Ein solches Heizgerät kann für die Erwärmung der Hochvoltbatterie oder des Fahrgastinnenraums genutzt werden. Die Anordnung eines solchen Gleichstromverbrauchers im Gehäuse hat sich als überaus vorteilhaft erwiesen, da auch die Verlustwärme der Ladeanordnung zur Erwärmung des Fluids genutzt werden kann, und gleichzeitig eine Kühlung der Ladeanordnung möglich ist. Die Gewichtseinsparung und Effizienzsteigerung hierdurch sind groß.According to a preferred embodiment, a DC load is provided in the housing. This DC load is connected to the DC intermediate circuit and is designed as a heater for heating a fluid. Such a heater can be used to heat the high-voltage battery or the passenger compartment. The arrangement of such a DC load in the housing has proven extremely advantageous, since the heat loss from the charging arrangement can also be used to heat the fluid, while simultaneously cooling the charging arrangement. The resulting weight savings and efficiency increase are significant.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist an den Gleichstromverbraucher-Anschlüssen mindestens ein erster Gleichstromverbraucher angeschlossen aus der Gleichstromverbraucher-Gruppe bestehend aus:
- - zweiter DC/DC-Wandler,
- - Heizgerät für ein Fluid,
- - elektrischer Klimakompressor,
- - Wankstabilisierungsanordnung, und
- - Innenraumheizer.
- - second DC/DC converter,
- - heater for a fluid,
- - electric air conditioning compressor,
- - Roll stabilization arrangement, and
- - Interior heater.
Bei diesen Verbrauchern sind große Effizienzsteigerungen durch den Anschluss an den Gleichstromzwischenkreis und eine entsprechende Ansteuerung des ersten DC/DC-Wandlers der Ladeanordnung möglich.For these consumers, significant efficiency improvements are possible by connecting them to the DC link and controlling the first DC/DC converter of the charging system accordingly.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist an den Gleichstromverbraucher-Anschlüssen ein zweiter DC/DC-Wandler angeschlossen, und die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, den zweiten DC/DC-Wandler anzusteuern. Hierdurch kann die Steuereinheit direkt Einfluss nehmen auf den zweiten DC/DC-Wandler und diesen optimiert im Hinblick auf die Ladegerätanordnung ansteuern.According to a preferred embodiment, a second DC/DC converter is connected to the DC load terminals, and the control unit is configured to control the second DC/DC converter. This allows the control unit to directly influence the second DC/DC converter and control it in an optimized manner with regard to the charging arrangement.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist an den Gleichstromverbraucher-Anschlüssen ein Heizgerät für ein Fluid angeschlossen, und die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, das Heizgerät für das Fluid anzusteuern. Hierdurch kann die Steuereinheit direkt Einfluss nehmen auf das Heizgerät und dieses optimiert im Hinblick auf die Ladegerätanordnung ansteuern.According to a preferred embodiment, a fluid heater is connected to the DC load terminals, and the control unit is configured to control the fluid heater. This allows the control unit to directly influence the heater and control it in an optimized manner with respect to the charger arrangement.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist an den Gleichstromverbraucher-Anschlüssen ein zweiter DC/DC-Wandler angeschlossen, um eine Wandlung der Spannung am Gleichstromzwischenkreis zu ermöglichen. Diese Wandlung kann nach Bedarf eine Erhöhung oder eine Erniedrigung der Spannung umfassen. Es kann beispielsweise eine für das Niedervolt-Bordnetz geeignete Spannung erzeugt werden.According to a preferred embodiment, a second DC/DC converter is connected to the DC load terminals to enable voltage conversion at the DC link. This conversion can involve increasing or decreasing the voltage as needed. For example, a voltage suitable for the low-voltage vehicle electrical system can be generated.
Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zur Ansteuerung einer Ladegerätanordnung bei welcher die Steuereinheit bei der Bestimmung der vierten Spannung denjenigen Gleichstromverbraucher, der den höchsten Energiebedarf hat, stärker gewichtet als die jeweils anderen Gleichstromverbraucher. Der Gleichstromverbraucher mit dem höchsten Energiebedarf hat häufig auch die höchste Verlustleistung, und da die Verlustleistung abhängig ist von der Spannung am Gleichstromzwischenkreis, ermöglicht die stärkere Gewichtung dieses Gleichstromverbrauchers eine vorteilhafte Festlegung der vierten Spannung.The problem is also solved by a method for controlling a charging arrangement, in which the control unit, when determining the fourth voltage, gives greater weight to the DC load with the highest energy demand than to the other DC loads. The DC load with the highest energy demand often also has the highest power loss, and since the power loss depends on the voltage at the DC intermediate circuit, giving this DC load greater weight allows for a more advantageous determination of the fourth voltage.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform berechnet die Steuereinheit die vierte Spannung durch ein Optimierungsverfahren, welches Optimierungsverfahren zur Verringerung der Gesamtverlustleistung des ersten DC/DC-Wandlers und der Gleichstromverbraucher ausgebildet ist. Gerade bei batteriebetriebenen Fahrzeugen ermöglicht eine Reduzierung der Gesamtverlustleistung eine Erhöhung der Reichweite des Fahrzeugs.According to a preferred embodiment, the control unit calculates the fourth voltage using an optimization method designed to reduce the total power loss of the first DC/DC converter and the DC loads. Especially in battery-powered vehicles, reducing the total power loss enables an increase in the vehicle's range.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, im Verbrauchsmodus eine Veränderung der vierten Spannung durchzuführen und zu überprüfen, ob die elektrische Leistung am Gleichstromzwischenkreis oder an den zweiten Anschlüssen durch diese Änderung verringert wird oder nicht, um hierdurch eine Reduzierung der Verlustleistung zu ermöglichen. Eine solche Ausbildung ermöglicht eine Optimierung der Verlustleistung, indem eine positive Veränderung beibehalten wird und eine negative Veränderung rückgängig gemacht wird. Indem immer nur kleine Änderungen vorgenommen werden, können die Gleichstromverbraucher ohne größere Anpassung mit der neuen Spannung arbeiten, und dies ermöglicht eine vergleichsweise schnelle Optimierung der vierten Spannung.According to a preferred embodiment, the control unit is configured to change the fourth voltage in consumption mode and to check whether the electrical power at the DC link or at the second terminals is reduced by this change, thereby enabling a reduction in power loss. Such a configuration enables optimization of power loss by maintaining a positive change and reversing a negative change. By always making only small changes, the DC loads can operate with the new voltage without major adjustment, and this enables a comparatively rapid optimization of the fourth voltage.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigen:
-
1 ein Fahrzeug mit einer Ladegerätanordnung an einer Ladestation, und -
2 eine mögliche Optimierung der Spannung an einem Gleichstromzwischenkreis.
-
1 a vehicle with a charger arrangement at a charging station, and -
2 a possible optimization of the voltage on a DC link.
Im Folgenden sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden üblicherweise nur einmal beschrieben. Die Beschreibung ist figurenübergreifend aufeinander aufbauend, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden.In the following, identical or equivalent parts are provided with the same reference symbols and are usually described only once. The description builds on each figure to avoid unnecessary repetition.
Die Batterie-Schützanordnung 40 ermöglicht eine Trennung zwischen der Batterie 26 und dem Ladegerät 30. Im Englischen wird sie auch als battery junction box bezeichnet.The
Der Gleichstromverbraucher 57 ist bevorzugt ein Heizgerät, insbesondere ein Heizgerät für ein Fluid wie Wasser. Aufgewärmtes Wasser ist bspw. vorteilhaft zur Vorkonditionierung der Batterie 26. Der Gleichstromverbraucher 58 ist bspw. ein weiterer DC/DC-Wandler, welcher die Gleichspannung am Gleichstromzwischenkreis 34 in eine höhere oder niedrigere Spannung umwandeln und an einem Anschluss 64 bereitstellen kann. Die Gleichstromverbraucher 55, 56 sind bspw. ein elektrischer Klimakompressor, eine Wankstabilisierungsanordnung, ein Innenraumheizer oder ein anderes Gerät, welches mit einer Gleichspannung betrieben wird.The
Das Ladegerät 30 kann zur Ladestation 12 hin galvanisch getrennt (z.B. über Transformator) oder galvanisch verbunden ausgebildet sein.The charger 30 can be galvanically isolated from the charging station 12 (e.g. via a transformer) or galvanically connected.
Die Steuereinheit 28 hat bevorzugt einen Mikrocontroller oder Mikroprozessor 281, und es ermöglicht über den Mikrocontroller oder Mikroprozessor 281 eine Ansteuerung verschiedener Geräte, insbesondere des AC/DC-Wandlers 32, des DC/DC-Wandlers 36 und der Batterie-Schützanordnung 40.The
Die Steuereinheit 28 hat bevorzugt einen Spannungsregler 282, welcher dazu ausgebildet ist, in einem Verbrauchsmodus die Spannung am Gleichstromzwischenkreis 34 auf einen Spannungssollwert zu regeln.The
Die Steuereinheit 28 hat eine Schnittstelle 61, welche über Datenleitungen 60 mit den Gleichstromverbrauchern 55, 56, 57, 58 verbunden ist. Es ist auch eine drahtlose Übertragung möglich. Die Schnittstelle 61 ermöglicht eine Eingabe und/oder eine Ausgabe.The
Bevorzugt ist der DC/DC-Wandler 36 als bidirektionaler DC/DC-Wandler 36 ausgebildet. In einem Lademodus ermöglicht er die Wandlung einer ersten Gleichspannung am Gleichstromzwischenkreis 34 in eine zweite Gleichspannung an den zweiten Anschlüssen 363, 364. Hierdurch wird bspw. ein Ladevorgang ermöglicht, bei dem über die Ladestation 12 dem AC/DC-Wandler 32 ein Wechselstrom zugeführt wird, der Wechselstrom durch den AC/DC-Wandler 32 in einen Gleichstrom am Gleichstromzwischenkreis 34 umgewandelt wird und anschließend durch den DC/DC-Wandler die Spannung am Gleichstromzwischenkreis 34 in eine für die Batterie 26 geeignete Spannung an den Anschlüssen 363, 364 umgewandelt wird.The DC/
Der Gleichstromzwischenkreis 34 weist eine erste Leitung 341 (Plus-Leitung) und eine zweite Leitung 342 (Minus-Leitung) auf, die an Anschlüssen 323, 324 des AC/DC-Wandlers 32 und an Anschlüssen 361, 362 des DC/DC-Wandlers 36 angeschlossen sind. Die Leitungen 341, 342 sind durch eine Kondensatoranordnung 343 miteinander verbunden. Die Kondensatoranordnung 343 ist beispielhaft. Üblicherweise sind zusätzlich komplexere Filterschaltungen zur Glättung des Stroms und der Spannung und zur Verbesserung der EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit) im Gleichstromzwischenkreis vorgesehen.The DC intermediate circuit 34 has a first line 341 (positive line) and a second line 342 (negative line), which are connected to
In einem Verbrauchsmodus, bei dem Energie aus der Batterie 26 zum Betreiben der Gleichstromverbraucher 55, 56, 57, 58 verwendet wird und das Fahrzeug 10 nicht an eine Ladestation 12 zum Laden angeschlossen ist, erfolgt dagegen zumindest zeitweise eine Wandlung einer dritten Gleichspannung an den zweiten Anschlüssen 363, 364, welche durch die Batterie 26 erzeugt werden kann, in eine vierte Spannung am Gleichstromzwischenkreis 34. Dies ermöglicht eine Doppelnutzung des DC/DC-Wandlers 36 sowohl für den Ladevorgang als auch zur Bereitstellung einer für die Gleichstromverbraucher 55, 56, 57, 58 geeigneten vierten Spannung, wenn das Fahrzeug 10 nicht an die Ladestation 12 zum Laden angeschlossen ist.In a consumption mode in which energy from the
Die Steuereinheit 28 ist bevorzugt dazu ausgebildet, über die Schnittstelle 61 eine erste Information von mindestens einem der Gleichstromverbraucher 55, 56, 57, 58 zu empfangen, welche erste Information den Energiebedarf des Gleichstromverbrauchers 55, 56, 57, 58 charakterisiert. Diese erste Information kann bspw. ein Wert für die erforderliche elektrische Leistung des Gleichstromverbrauchers sein, oder aber bspw. ein Wert zwischen null und eins, wobei null einem ausgeschaltetem Gleichstromverbraucher entspricht und eins einem unter voller Leistung betriebenen Gleichstromverbraucher. Die erste Information kann bspw. auch die aktuelle Verlustleistung des Gleichstromverbrauchers umfassen, welche u.a. vom Energiebedarf abhängt.The
Bevorzugt ist die Steuereinheit 28 dazu ausgebildet, über die Schnittstelle 61 eine solche erste Information von mindestens zwei Gleichstromverbrauchern 55, 56, 57, 58 zu empfangen.Preferably, the
In der Praxis arbeiten die unterschiedlichen Gleichstromverbraucher bei unterschiedlichen Eingangsspannungen unterschiedlich effizient, ein Klimakompressor kann also bspw. bei einer Spannung am Gleichstromzwischenkreis 34 von 700 Volt am effizientesten arbeiten, während bspw. eine Wankstabilisierungsanordnung bei einer Spannung von 400 Volt am effizientesten arbeitet.In practice, different DC consumers operate with varying degrees of efficiency at different input voltages. For example, an air conditioning compressor can operate most efficiently at a voltage of 700 volts on the DC link 34, while a roll stabilization arrangement, for example, operates most efficiently at a voltage of 400 volts.
Bevorzugt enthält die Steuereinheit 28 Daten über die Verlustleistung der einzelnen Gleichstromverbraucher in Abhängigkeit von der ersten Information.Preferably, the
Bevorzugt bestimmt die Steuereinheit 28 die vierte Spannung in Abhängigkeit desjenigen Gleichstromverbrauchers 55, 56, 57, 58, der den höchsten Energiebedarf hat. Hierzu kann bevorzugt eine stärkere Gewichtung desjenigen Gleichstromverbrauchers erfolgen, der den höchsten Energiebedarf hat, und die übrigen Gleichstromverbraucher können weniger berücksichtigt werden.Preferably, the
Der zweite Gleichstromverbraucher V2 hat dagegen eine vergleichsweise flach ansteigende Verlustleistung P_V mit leicht positiver Krümmung.The second DC load V2, on the other hand, has a comparatively flatly increasing power loss P_V with a slightly positive curvature.
Die Kurve V1 + V2 zeigt die Summe der Verlustleistung P_V der Verbraucher V1 und V2. Der Tiefpunkt ist bei einer etwas niedrigeren Spannung von circa 550 Volt als der Tiefpunkt der Kurve des ersten Gleichstromverbrauchers V1. Bevorzugt findet in der Steuereinheit 28 ein Optimierungsverfahren statt, über welches die vierte Spannung berechnet wird. Das Optimierungsverfahren ist bevorzugt zur Verringerung der Gesamtverlustleistung des DC/DC-Wandlers und der Gleichstromverbraucher 55, 56, 57, 58 ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel kann als optimierte vierte Spannung die Spannung am Tiefpunkt der Kurve V1 + V2 gewählt werden. Es sind naturgemäß auch kompliziertere Verfahren möglich, bspw. die Verwendung eines Lagrange-Optimierungsverfahrens, bei dem Nebenbedingungen als Lagrange-Multiplikatoren berücksichtigt sind.The curve V1 + V2 shows the sum of the power losses P_V of the loads V1 and V2. The low point is at a slightly lower voltage of approximately 550 volts than the low point of the curve of the first DC load V1. An optimization process, via which the fourth voltage is calculated, preferably takes place in the
Es ist ebenso möglich, den auf der Batterieseite des DC/DC-Wandlers fließenden Strom oder den am Gleichstromzwischenkreis 34 fließenden Strom zu messen und durch Variation der vierten Gleichspannung am Gleichstromzwischenkreis 34 ein Minimum oder zumindest eine Verbesserung zu finden. Ein solches Optimierungsverfahren kann zu Beginn des Verbrauchsmodus oder auch ständig stattfinden.It is also possible to measure the current flowing on the battery side of the DC/DC converter or the current flowing at the DC link 34 and to find a minimum or at least an improvement by varying the fourth DC voltage at the DC link 34. Such an optimization process can take place at the beginning of the consumption mode or continuously.
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