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DE102012219488A1 - Circuit arrangement and method for precharging a capacitive component - Google Patents

Circuit arrangement and method for precharging a capacitive component Download PDF

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DE102012219488A1
DE102012219488A1 DE102012219488.6A DE102012219488A DE102012219488A1 DE 102012219488 A1 DE102012219488 A1 DE 102012219488A1 DE 102012219488 A DE102012219488 A DE 102012219488A DE 102012219488 A1 DE102012219488 A1 DE 102012219488A1
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DE
Germany
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current path
circuit arrangement
component
voltage source
main current
Prior art date
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Pending
Application number
DE102012219488.6A
Other languages
German (de)
Inventor
Chrysanthos Tzivanopoulos
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Samsung SDI Co Ltd
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Samsung SDI Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH, Samsung SDI Co Ltd filed Critical Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung (10) mit einer zwei Anschlüsse (24, 26) aufweisenden Spannungsquelle (16), die eine elektrische Energiespeichereinrichtung (18), insbesondere ein Batteriepack, aufweist, einem ersten und einem zweiten Hauptstrompfad (20, 22), von denen je einer an einen der Anschlüsse (24, 26) der Spannungsquelle (16) angeschlossen ist und von denen zumindest der erste Hauptstrompfad (20) mittels einer darin angeordneten Schalteinrichtung (28) unterbrechbar ist, einem kapazitiven Bauelement (14), das über die Hauptstrompfade (20, 22) elektrisch an die Spannungsquelle (16) angeschlossen ist und einem parallel zu der Schalteinrichtung (28) im ersten Hauptstrompfad (20) geschalteten Vorladestrompfad (40). Es ist vorgesehen, dass die Schaltungsanordnung weiterhin eine im Vorladestrompfad (40) verschaltete Abwärtswandlerschaltung (42) aufweist, über die das kapazitive Bauelement (14) zu dessen Vorladen ebenfalls mit den Anschlüssen (22, 24) der Spannungsquelle (16) elektrisch verbindbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Antriebssystem für ein Fahrzeug mit einer solchen Schaltungsanordnung (10) und ein Verfahren zum Vorladen eines kapazitiven Bauelements (14).The invention relates to a circuit arrangement (10) having a voltage source (16) having two terminals (24, 26) and having an electrical energy storage device (18), in particular a battery pack, a first and a second main current path (20, 22) each one of which is connected to one of the terminals (24, 26) of the voltage source (16) and of which at least the first main current path (20) is interruptible by means of a switching device (28) arranged therein, a capacitive component (14), via the Main current paths (20, 22) is electrically connected to the voltage source (16) and a parallel to the switching device (28) in the first main current path (20) connected Vorladestrompfad (40). It is provided that the circuit arrangement further comprises a down converter circuit (42) connected in the precharge current path (40) via which the capacitive component (14) can also be electrically connected to the terminals (22, 24) of the voltage source (16) for its precharging. The invention further relates to a drive system for a vehicle having such a circuit arrangement (10) and to a method for precharging a capacitive component (14).

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit einer zwei Anschlüsse aufweisenden Spannungsquelle, die eine elektrische Energiespeichereinrichtung, insbesondere ein Batteriepack, aufweist, einem ersten und einem zweiten Hauptstrompfad, von denen je einer an einen der Anschlüsse der Spannungsquelle angeschlossen ist und von denen zumindest der erste Hauptstrompfad mittels einer darin angeordneten Schalteinrichtung unterbrechbar ist, einem kapazitiven Bauelement, das über die Hauptstrompfade elektrisch an die Spannungsquelle angeschlossen ist und einem parallel zu der Schalteinrichtung im ersten Hauptstrompfad geschalteten Vorladestrompfad. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Antriebssystem für ein Fahrzeug mit einer derartigen Schaltungsanordnung und ein Verfahren zum Vorladen eines kapazitiven Bauelements.The invention relates to a circuit arrangement with a two-voltage source having an electrical energy storage device, in particular a battery pack, a first and a second main current path, one of which is connected to one of the terminals of the voltage source and of which at least the first main current path means a switching device arranged therein can be interrupted, a capacitive component which is electrically connected to the voltage source via the main current paths and a precharging current path connected in parallel with the switching device in the first main current path. The invention further relates to a drive system for a vehicle having such a circuit arrangement and to a method for precharging a capacitive component.

Stand der TechnikState of the art

Es zeichnet sich ab, dass in Zukunft sowohl bei stationären Anwendungen, wie zum Beispiel bei Windenenergieanlagen (WEA), als auch in Fahrzeugen, zum Beispiel in Elektro- und Hybridfahrzeugen, vermehrt neue elektrische Energiespeichereinrichtungen, insbesondere Batterien beziehungsweise Batteriepacks, als Spannungsquellen zum Einsatz kommen werden, an die sehr hohe Anforderungen bezüglich Zuverlässigkeit gestellt werden. Hintergrund für diese hohen Anforderungen ist, dass ein Ausfall eines Energiespeichers der Einrichtung, also zum Beispiel einer Batterie oder einer Batteriezelle des Batteriepacks, zu einem Ausfall des Gesamtsystems führen kann. So führt zum Beispiel bei einem Elektrofahrzeug ein Ausfall der Traktionsbatterie zu einem sogenannten „Liegenbleiber“. Der Ausfall kann sogar zu sicherheitsrelevanten Problemen führen. So werden bei Windenergieanlagen Batterien als elektrische Energiespeicher eingesetzt, um bei starkem Wind die Windenergieanlage durch eine Rotorblattverstellung vor unzulässigen Betriebszuständen zu schützen. Kommt es zu einem Ausfall, so kann die Windenergieanlage unter Umständen in einen solchen unzulässigen Betriebszustand geraten. It is becoming apparent that in the future both in stationary applications, such as in wind turbines (WEA), and in vehicles, for example in electric and hybrid vehicles, increasingly new electrical energy storage devices, in particular batteries or battery packs are used as voltage sources which are subject to very high reliability requirements. The background for these high requirements is that failure of an energy storage of the device, for example a battery or a battery cell of the battery pack, can lead to failure of the entire system. For example, in an electric vehicle a failure of the traction battery leads to a so-called "lying down". The failure can even lead to security-related problems. Thus, in wind turbines batteries are used as electrical energy storage to protect the wind turbine in a strong wind by a rotor blade adjustment against impermissible operating conditions. If there is a failure, the wind turbine can possibly get into such an inadmissible operating state.

Oftmals ist die Spannungsquelle mit ihrer Energiespeichereinrichtung im Zwischenkreis (Gleichspannungszwischenkreis) eines Wechselrichtersystems oder eines Umrichtersystems verschaltet. Dieser Zwischenkreis ist zum konstanten Halten der Gleichspannung und zum Unterdrücken von Spannungsspitzen mit einem kapazitiven Bauelement, dem Zwischenkreiskondensator, versehen. Prinzipbedingt muss das kapazitive Bauelement dazu vorgeladen sein. Die Batterie oder das Batteriepack ist im Zwischenkreis parallel zu dem kapazitiven Bauelement geschaltet. Often the voltage source is connected to its energy storage device in the intermediate circuit (DC voltage intermediate circuit) of an inverter system or an inverter system. This DC link is provided for the constant holding of the DC voltage and for suppressing voltage peaks with a capacitive component, the DC link capacitor. Due to the principle, the capacitive component must be preloaded. The battery or the battery pack is connected in the intermediate circuit parallel to the capacitive component.

Würde der elektrische Energiespeicher ohne Vorladen direkt auf das kapazitive Bauelement geschaltet, so würde kurzfristig ein extrem hoher Strom fließen, bis das kapazitive Bauelement geladen ist, da ein Energiespeicher wie zum Beispiel eine Batterie einen geringen Innenwiderstand aufweist und das als Zwischenkreiskondensator dienende kapazitive Bauelement eine hohe elektrische Kapazität besitzt. Dies würde zu einer extremen Alterung dieser Bauteile und einem frühen Ausfall führen. Daher ist es erforderlich, das kapazitive Bauelement durch moderate Bestromung vorzuladen.If the electrical energy storage without pre-charging switched directly to the capacitive device, so short an extremely high current flow until the capacitive device is charged, as an energy storage such as a battery has a low internal resistance and serving as a DC link capacitor capacitive element has electrical capacity. This would lead to extreme aging of these components and early failure. Therefore, it is necessary to pre-charge the capacitive device by moderate energization.

Um die Batterie beziehungsweise das Batteriepack bei einem entsprechenden Fahrzeug vom Fahrzeugbordnetz trennen zu können, sind typischerweise zwei als Leistungsschalter ausgebildete Schalteinrichtungen, meist Schütze, vorgesehen, die in je einem der Hauptstrompfade angeordnet sind. Beim Einschalten der beiden Schütze würde jedoch ein erheblicher Strom in das den Zwischenkreis-Kondensator bildende kapazitive Bauelement fließen. Daher ist ein parallel zu dem Schütz im ersten Hauptstrompfad geschalteter Vorladestrompfad mit einem sogenannten Vorladeschütz und mit einem Schutzwiderstand vorgesehen.In order to separate the battery or the battery pack in a corresponding vehicle from the vehicle electrical system, typically designed as a circuit breaker switching devices, usually contactors, are provided, which are arranged in each one of the main current paths. When the two contactors are switched on, however, a considerable current would flow into the capacitive component forming the intermediate circuit capacitor. Therefore, a precharging current path connected in parallel to the contactor in the first main current path is provided with a so-called precharge contactor and a protective resistor.

Zum Vorladen werden zunächst das Vorladeschütz und das am anderen Pol der Spannungsquelle mit der elektrischen Energiespeichereinrichtung, also im zweiten Hauptstrompfad, angebrachte Hauptschütz eingeschaltet. Hierdurch wird das als Zwischenkreiskondensator wirkende kapazitive Bauelement zunächst mit einem begrenzten Strom aufgeladen. Sobald die Spannung über dem kapazitiven Bauelement hinreichend groß ist, wird das Hauptschütz eingeschaltet.For pre-charging, the pre-charging contactor and the main contactor mounted on the other pole of the voltage source with the electrical energy storage device, ie in the second main current path, are first switched on. As a result, the capacitive component acting as a DC link capacitor is first charged with a limited current. As soon as the voltage across the capacitive element is sufficiently high, the main contactor is switched on.

Nachteilig an dem beschriebenen Verfahren sind die relativ hohen Kosten, der relativ große beanspruchte Bauraum sowie das Gewicht des Vorladeschützes und des den Vorladewiderstand bereitstellenden Bauelements.Disadvantages of the method described are the relatively high costs, the relatively large installation space required and the weight of the pre-charging contactor and the component providing the pre-charging resistor.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen, das erfindungsgemäße Antriebssystem mit den in Anspruch 8 genannten Merkmalen und das erfindungsgemäße Verfahren mit den in Anspruch 9 genannten Merkmalen bieten den Vorteil, dass das Aufladen des kapazitiven Bauelements einfach, kostengünstig und platzsparend durchgeführt werden kann.The circuit arrangement according to the invention with the features mentioned in claim 1, the drive system according to the invention with the features mentioned in claim 8 and the method according to the invention with the features mentioned in claim 9 offer the advantage that the charging of the capacitive device can be performed easily, inexpensively and compactly ,

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung weist einen im Vorladestrompfad verschaltete Abwärtswandlerschaltung auf, über die das kapazitive Bauelement zu dessen Vorladen mit den Anschlüssen der Spannungsquelle elektrisch verbindbar ist. Unter einer Abwärtswandlerschaltung ist hier eine elektrische Schaltung zu verstehen, mit der ein Abwärtswandler (auch als Abwärtsregler bezeichnet) oder Tiefsetzsteller (englisch „step-down converter“ oder „buck converter“) realisiert wird. Dabei kann das zu ladende kapazitive Bauelement als Teil dieser Abwärtswandlerschaltung aufgefasst werden. Das kapazitive Bauelement ist insbesondere ein Kondensator. Während des Vorladeprozesses ist die im ersten Hauptstrompfad angeordnete Schalteinrichtung geöffnet. Diese wird nach Beendigung des Vorladeprozesses geschlossen, sodass das kapazitive Bauelement anschließend über den ersten Hauptstrompfad mit dem Anschluss der Spannungsquelle verbunden ist.The circuit arrangement according to the invention has a down-converter circuit which is connected in the pre-charge current path and via which the capacitive component can be electrically connected to the terminals of the voltage source for its precharging. Under a down-converter circuit is an electrical circuit to understand here, with a Down converter (also referred to as down-converter) or step-down converter ("buck converter") is realized. In this case, the capacitive component to be charged can be regarded as part of this down-converter circuit. The capacitive component is in particular a capacitor. During the pre-charging process, the switching device arranged in the first main current path is opened. This is closed after completion of the pre-charging process, so that the capacitive component is then connected via the first main current path to the terminal of the voltage source.

Die Schaltungsanordnung weist somit einen Zwischenkreis, genauer gesagt einen Gleichspannungszwischenkreis auf, bei dem die Hauptstrompfade die entsprechenden elektrischen Potentiale des Zwischenkreises definieren und in dem die Spannungsquelle mit der elektrischen Energiespeichereinrichtung verschaltet ist. Das kapazitive Bauelement wirkt dabei als Zwischenkreiskondensator. Die Spannungsquelle kann beispielsweise durch ein Spannungsnetz (das Bordspannungsnetz eines Fahrzeugs, etc.) mit der elektrischen Energiespeichereinrichtung realisiert sein.The circuit arrangement thus has a DC link, more precisely a DC voltage intermediate circuit, in which the main current paths define the corresponding electrical potentials of the DC link and in which the voltage source is connected to the electrical energy storage device. The capacitive component acts as a DC link capacitor. The voltage source can be realized for example by a voltage network (the on-board voltage network of a vehicle, etc.) with the electrical energy storage device.

Mit Vorteil ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Abwärtswandlerschaltung ein induktives Bauelement, ein Schaltelement und ein lediglich in einer Richtung stromdurchlässiges Bauelement aufweist, wobei das induktive Bauelement auf Seiten des kapazitiven Bauelements und das Schaltelement auf Seiten der Energiespeichereinrichtung im Vorladestrompfad in Serienschaltung verschaltet angeordnet sind. Das lediglich in einer Richtung stromdurchlässige Bauelement ist eine Diode oder ein Halbleiterbauelement, das entsprechende Diodeneigenschaften (beispielsweise ein aktiv eingeschalteter MOSFET) aufweist. Der Verlauf des Vorladeprozesses wird durch wechselseitiges Zu- und Abschalten des Vorladestrompfades mittels des Schaltelements gesteuert und/oder geregelt. Das Schaltelement ist bevorzugt ein Transistor, insbesondere ein Feldeffekttransistor FET, der zum Vorladen des kapazitiven Bauelements beispielsweise mittels einer pulsweiten-modulierten Steuerspannung einund ausgeschaltet wird.Advantageously, it is provided in a preferred embodiment of the invention that the down-converter circuit comprises an inductive component, a switching element and a current-transmitting device in one direction only, wherein the inductive component on the side of the capacitive element and the switching element on the part of the energy storage device in Vorladestrompfad in series are arranged interconnected. The only one-way current-transmitting device is a diode or a semiconductor device having corresponding diode characteristics (for example, an actively switched MOSFET). The course of the pre-charging process is controlled and / or regulated by alternately switching on and off the precharging current path by means of the switching element. The switching element is preferably a transistor, in particular a field effect transistor FET, which is switched on and off for precharging the capacitive component, for example by means of a pulse-width-modulated control voltage.

Insbesondere ist die Abwärtswandlerschaltung auch in dem zweiten Hauptstrompfad verschaltet. Dabei ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das lediglich in einer Richtung stromdurchlässige Bauelement in einem Knotenpunkt des Vorladestrompfades zwischen dem induktive Bauelement dem Schaltelement und im zweiten Hauptstrompfad zwischen in dem kapazitiven Bauelement und der Spannungsquelle verschaltet ist.In particular, the buck converter circuit is also connected in the second main current path. It is provided in a further preferred embodiment of the invention that the only in one direction current-permeable component in a node of the Vorladestrompfades between the inductive component is connected to the switching element and in the second main current path between in the capacitive component and the voltage source.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist im zweiten Hauptstrompfad eine weitere Schalteinrichtung angeordnet, mittels der der zweite Hauptstrompfad unterbrechbar ist.According to an advantageous development of the invention, a further switching device is arranged in the second main current path, by means of which the second main current path can be interrupted.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist diese Schaltungsanordnung als Umrichter-Schaltungsanordnung ausgebildet und weist mindestens eine parallel zum kapazitiven Bauelement an die beiden Hauptstrompfade angeschlossene Umrichtereinrichtung auf. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Umrichtereinreichtung als ein Wechselrichter (Inverter) ausgebildet ist, der an eine motorisch und/oder generatorisch nutzbare elektrische Maschine angeschlossen ist oder zumindestens anschließbar ist.According to a further advantageous embodiment of the invention, this circuit arrangement is designed as a converter circuit arrangement and has at least one parallel to the capacitive component connected to the two main current paths converter means. It is provided in particular that the Umrichtereinreichtung is designed as an inverter (inverter), which is connected to a motor and / or regenerative electric machine or at least connectable.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Antriebssystem für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einer rein motorisch oder mit einer motorisch und generatorisch nutzbaren elektrischen Antriebsmaschine und einer vorstehend genannten Schaltungsanordnung.The invention further relates to a drive system for a vehicle, in particular motor vehicle, with a purely motorized or with a motor and regenerative electric drive machine and a circuit arrangement mentioned above.

Bei dem erfindungsgemäßen Vorladeverfahren ist vorgesehen, dass das kapazitive Bauelement mittels einer eine elektrische Energiespeichereinrichtung, insbesondere ein Batteriepack, aufweisenden Spannungsquelle und einer Abwärtswandlerschaltung vorgeladen wird. Dabei sind die Spannungsquelle, die Abwärtswandlerschaltung und das kapazitive Bauelement bevorzugt in einer vorstehend genannten Schaltungsanordnung verschaltet.In the precharging method according to the invention, provision is made for the capacitive component to be precharged by means of a voltage source having an electrical energy storage device, in particular a battery pack, and a step-down converter circuit. In this case, the voltage source, the down converter circuit and the capacitive component are preferably connected in an aforementioned circuit arrangement.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abwärtswandlerschaltung ein induktives Bauelement, ein Schaltelement und ein lediglich in einer Richtung stromdurchlässiges Bauelement aufweist und dass der Verlauf des Vorladeprozesses durch wechselseitiges Zu- und Abschalten eines Vorladestrompfades mittels des Schaltelements gesteuert und/oder geregelt wird. Das Schaltelement ist bevorzugt ein Transistor, der beispielsweise mittels einer pulsweiten-modulierten Steuerspannung ein- und ausgeschaltet wird. Diese wird mittels einer entsprechenden Steuer- und/oder Regeleinrichtung generiert. Der Ladestrom beim Vorladen wird insbesondere mittels einer 2-Punkt Stromregelung geregelt.According to an advantageous development of the invention, it is provided that the down-converter circuit has an inductive component, a switching element and a component which is current-permeable only in one direction, and the course of the pre-charging process is controlled and / or regulated by alternately connecting and disconnecting a pre-charging current path by means of the switching element , The switching element is preferably a transistor which is switched on and off, for example, by means of a pulse-width-modulated control voltage. This is generated by means of a corresponding control and / or regulating device. The charging current during pre-charging is regulated in particular by means of a 2-point current regulation.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Abbildungen näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained in more detail below with reference to figures. Show it

1 eine schematische Darstellung einer Umrichterschaltungsanordnung eines Antriebssystems mit einer Abwärtswandlerschaltung zum Voraufladen eines einen Zwischenkreiskondensator bildenden kapazitiven Bauelements der Schaltungsanordnung, 1 1 is a schematic representation of a converter circuit arrangement of a drive system with a down converter circuit for precharging a capacitive component of the circuit arrangement forming an intermediate circuit capacitor;

2 den Stromfluss in der Schaltungsanordnung der 1 bei einem ersten Schritt des Vorladeprozesses zum Vorladen des kapazitiven Bauelements, 2 the current flow in the circuit arrangement of 1 in a first step of the precharging process for precharging the capacitive device,

3 den Stromfluss in der Schaltungsanordnung der 1 bei einem zweiten Schritt des Vorladeprozesses zum Vorladen des kapazitiven Bauelements und 3 the current flow in the circuit arrangement of 1 in a second step of the precharge process for precharging the capacitive device and

4 den Spannungsverlauf am kapazitiven Bauelement (oben), den Stromverlauf an einem induktiven Bauelement der Abwärtswandlerschaltung (Mitte) und den Spannungsverlauf an einem Schaltelement des Abwärtswandlers (unten) über der Vorladezeit beim Vorladen des kapazitiven Bauelements. 4 the voltage curve at the capacitive component (top), the current profile at an inductive component of the down converter circuit (middle) and the voltage curve at a switching element of the down converter (below) over the precharge time during pre-charging of the capacitive component.

Die 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine als Umrichterschaltungsanordnung ausgebildete Schaltungsanordnung 10. Diese Schaltungsanordnung weist einen Gleichspannungszwischenkreis 12 mit einem als Zwischenkreiskondensator wirkenden kapazitiven Bauelement 14 (mit Kapazität C) und einer im Zwischenkreis 12 verschalteten und als Spannungsquelle 16 wirkenden elektrischen Energiespeichereinrichtung 18 auf. Bei der hier gezeigten schematischen Darstellung der Schaltungsanordnung 10 ist die Spannungsquelle 16 auf die Energiespeichereinrichtung 18 reduziert dargestellt. Die Spannungsquelle 16 kann jedoch beispielsweise auch von einem Spannungsnetz mit diversen Komponenten gebildet sein. Der Zwischenkreis 12 weist einen ersten Hauptstrompfad 20 und einen zweiten Hauptstrompfad 22 auf. Jeder dieser Hauptstrompfade 20, 22 ist an einen elektrischen Anschluss 24, 26 der Spannungsquelle 16 beziehungsweise der als Batteriepack ausgebildeten elektrischen Energiespeichereinrichtung 18 angeschlossen. Weiterhin ist in jedem der beiden Hauptstrompfade 20, 22 je eine als Schütz ausgebildete Schalteinrichtung 28, 30 angeordnet, mittels der der jeweilige Hauptstrompfad 20, 22 unterbrochen oder durchgeschaltet werden kann. An die beiden Hauptstrompfade 20, 22 ist parallel zu dem kapazitiven Bauelement 14 eine als Wechselrichter (Inverter) 32 ausgebildete Umrichtereinrichtung 34 mit ihrem Gleichspannungsausgang (DC) angeschlossen. Am Wechselspannungsausgang (AC) der als Wechselrichter 32 ausgebildeten Umrichtereinrichtung 34 ist eine motorisch und/oder generatorisch nutzbare elektrische Maschine 36 angeschlossen. Der entsprechende Wechselstromkreis 38 ist ein Drehstromkreis mit drei Strompfaden zwischen der Umrichtereinrichtung 34 und der elektrischen Maschine 36.The 1 shows a schematic representation of a designed as a converter circuit arrangement circuitry 10 , This circuit arrangement has a DC voltage intermediate circuit 12 with a capacitive component acting as a DC link capacitor 14 (with capacity C) and one in the DC link 12 interconnected and as a voltage source 16 acting electrical energy storage device 18 on. In the schematic illustration of the circuit arrangement shown here 10 is the voltage source 16 to the energy storage device 18 shown reduced. The voltage source 16 However, for example, can also be formed by a voltage network with various components. The DC link 12 has a first main current path 20 and a second main current path 22 on. Each of these main current paths 20 . 22 is connected to an electrical connection 24 . 26 the voltage source 16 or designed as a battery pack electrical energy storage device 18 connected. Furthermore, in each of the two main current paths 20 . 22 each designed as a contactor switching device 28 . 30 arranged, by means of which the respective main current path 20 . 22 interrupted or can be switched through. To the two main current paths 20 . 22 is parallel to the capacitive device 14 one as inverter (inverter) 32 trained converter device 34 with its DC output (DC) connected. At the AC output (AC) of the inverter 32 trained converter device 34 is a motor and / or regenerative electric machine 36 connected. The corresponding AC circuit 38 is a three-phase circuit with three current paths between the inverter 34 and the electric machine 36 ,

Die Schaltungsanordnung 10 weist weiterhin einen parallel zu der Schalteinrichtung 28 im ersten Hauptstrompfad 20 geschalteten Vorladestrompfad 40 auf, in dem eine Abwärtswandlerschaltung (Tiefsetzstellerschaltung) 42 verschaltet ist, über die das kapazitive Bauelement 14 zu dessen Vorladen ebenfalls an die Spannungsquelle 16 beziehungsweise deren Energiespeichereinrichtung 18 elektrisch anschließbar ist. Die in 1 gezeigte Abwärtswandlerschaltung 42 weist dabei ein induktives Bauelement 44 (mit der Induktivität L), ein als Transistor T ausgebildetes Schaltelement 46 und ein als Diode D ausgebildetes lediglich in einer Richtung stromdurchlässiges Bauelement 48 auf. Das induktive Bauelement 44 ist dabei auf Seiten des kapazitiven Bauelements 14 und das Schaltelement 46 ist auf Seiten der Spannungsquelle 16 im Vorladestrompfad 40 angeordnet. Somit sind diese beiden Elemente 44, 46 im Vorladestrompfad 40 in Serie geschaltet. Das lediglich in einer Richtung stromdurchlässige Bauelement 48 ist in einem Knotenpunkt 50 des Vorladestrompfades 40 zwischen dem induktive Bauelement 44 und dem Schaltelement 46 sowie im zweiten Hauptstrompfad 22 zwischen dem kapazitiven Bauelement 14 und der Schalteinrichtung 30 verschaltet.The circuit arrangement 10 also has a parallel to the switching device 28 in the first main stream path 20 switched Vorladestrompfad 40 in which a down converter circuit (buck converter circuit) 42 is interconnected, over which the capacitive component 14 to its precharging also to the voltage source 16 or their energy storage device 18 is electrically connected. In the 1 shown down converter circuit 42 has an inductive component 44 (With the inductance L), designed as a transistor T switching element 46 and a device designed as a diode D, which is only current-permeable in one direction 48 on. The inductive component 44 is on the side of the capacitive component 14 and the switching element 46 is on the side of the voltage source 16 in the precharge current path 40 arranged. Thus, these are both elements 44 . 46 in the precharge current path 40 connected in series. The only in one direction current-permeable component 48 is in a node 50 of the precharge current path 40 between the inductive component 44 and the switching element 46 as well as in the second main current path 22 between the capacitive component 14 and the switching device 30 connected.

Die in der 1 gezeigte Schaltungsanordnung 10 ist die Umrichterschaltungsanordnung eines Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug, genauer gesagt für ein Kraftfahrzeug mit Elektro- oder Hybridantrieb. Die in 1 gezeigte elektrische Maschine 36 ist eine rein motorisch oder eine motorisch und generatorisch nutzbare elektrischen Antriebsmaschine dieses Kraftfahrzeugs. Die Energiespeichereinrichtung 18 ist dabei eine Traktionsbatterie (ein Traktionsakkumulator) des Fahrzeugs und die Spannungsquelle 16 ist das entsprechende (Hochspannungs-)Bordnetz des Fahrzeugs.The in the 1 shown circuit arrangement 10 is the Umrichtschalkanordnung a drive system for a motor vehicle, more specifically for a motor vehicle with electric or hybrid drive. In the 1 shown electric machine 36 is a purely motor or a motor and regenerative electric drive machine of this motor vehicle. The energy storage device 18 is a traction battery (a Traktionsakkumulator) of the vehicle and the voltage source 16 is the corresponding (high-voltage) vehicle electrical system.

Das Vorladen des kapazitiven Bauelements 14 erfolgt bei offener Schalteinrichtung 28 des ersten Hauptstrompfades 20 durch wechselseitiges Zu- und Abschalten des Vorladestrompfades 40 mittels des Schaltelements 46. Die 2 zeigt die Situation bei geschlossenem Schaltelement 46 (T ein: zugeschaltetem Vorladestrompfad 40). Es ergibt sich ein Stromfluss entlang des folgenden Stromkreises 52: Energiespeichereinrichtung 18 – Anschluss 26 – zweiter Hauptstrompfad 22 – kapazitives Bauelement 14 – Vorladestrompfad 40 mit induktivem Bauelement 44 und Schaltelement 46 – Abschluss 24 – Energiespeichereinrichtung 18. Dabei fällt über dem kapazitiven Bauelement 14 die Spannung U_C und über dem Schaltelement 46 die Spannung U_T ab und über das induktive Bauelement 44 fließt der Strom I_L. Ein Stromfluss über das lediglich in einer Richtung stromdurchlässige Bauelement 48 parallel zu der Serienschaltung aus dem kapazitiven Bauelement 14 und dem induktiven Bauelement 44 erfolgt nicht, da das Bauelement 48 in dieser Stromrichtung sperrt.The pre-charging of the capacitive component 14 takes place with open switching device 28 of the first main stream 20 by alternating connection and disconnection of the precharge current path 40 by means of the switching element 46 , The 2 shows the situation with the switching element closed 46 (T on: activated precharge current path 40 ). This results in a current flow along the following circuit 52 : Energy storage device 18 - Connection 26 - second main stream path 22 - capacitive component 14 - Precharge current path 40 with inductive component 44 and switching element 46 - Graduation 24 - Energy storage device 18 , It falls over the capacitive component 14 the voltage U_C and over the switching element 46 the voltage U_T off and on the inductive component 44 the current I_L flows. A current flow over the only in one direction current-permeable device 48 parallel to the series connection of the capacitive component 14 and the inductive component 44 not done, because the device 48 locks in this current direction.

Die 3 zeigt die Situation bei offenem Schaltelement 46 (T aus: abgeschaltetem Vorladestrompfad 40). Es ergibt sich ein Stromfluss entlang des folgenden Stromkreises 54: kapazitives Bauelement 14 – induktives Bauelement 44 – lediglich in einer Richtung stromdurchlässige Bauelement 48 – und zurück zum kapazitiven Bauelement 14. Ein Stromfluss über das Schaltelement 46 durch den Vorladestrompfad 40 erfolgt nicht, da das Schaltelement 46 offen ist (T aus).The 3 shows the situation with open switching element 46 (T off: switched off pre-charging current path 40 ). This results in a current flow along the following circuit 54 : capacitive component 14 - Inductive component 44 - Only in one direction current-transmitting device 48 - and back to the capacitive component 14 , A current flow via the switching element 46 through the precharge current path 40 not done because the switching element 46 is open (T off).

4 zeigt die auftretende Strom- und Spannungsverläufe beim Aufladevorgang des kapazitiven Bauelements 14. Dabei zeigt 4 oben den Spannungsverlauf U_C am kapazitiven Bauelement 14, in der Mitte den Stromverlauf I_L an dem induktiven Bauelement 44 und unten den Spannungsverlauf U_T an dem Schaltelement 46 des Abwärtswandlers 40 über der Zeit t beim Vorladen des kapazitiven Bauelements 14. 4 shows the occurring current and voltage curves during the charging of the capacitive device 14 , It shows 4 above the voltage curve U_C on the capacitive component 14 , in the middle of the current flow I_L at the inductive component 44 and below the voltage curve U_T on the switching element 46 the down converter 40 over time t during pre-charging of the capacitive device 14 ,

Wird das Schaltelement 46 geschlossen (T ein), so fließt ein steigender Strom durch das kapazitive Bauelement 14, das induktive Bauelement 44 und das Schaltelement 46 (siehe 2 und 4). Öffnet sich das Schaltelement, dann fließt ein abklingender Strom, aufgrund der in dem induktiven Bauelement 44 gespeicherten Energie, durch das induktive Bauelement 44, das lediglich in einer Richtung stromdurchlässige Bauelement 48 und das kapazitive Bauelement (siehe 3 und 4). Beide Ströme, sowohl der steigende als auch der abklingende, laden das kapazitive Bauelement 14, sodass die über diesem kapazitiven Bauelement abfallende Spannung steigt. Die Energie wird von der Spannungsquelle 16 entnommen, in diesem Fall von der als Hochvoltbatterie ausgebildeten elektrischen Energiespeichereinrichtung 18. Will the switching element 46 closed (T on), an increasing current flows through the capacitive component 14 , the inductive component 44 and the switching element 46 (please refer 2 and 4 ). Opens the switching element, then a decaying current flows, due to the in the inductive component 44 stored energy, through the inductive component 44 that is only one-way current-transmitting device 48 and the capacitive device (see 3 and 4 ). Both currents, both rising and decaying, charge the capacitive device 14 so that the voltage drop across this capacitive element increases. The energy is from the voltage source 16 taken, in this case from the designed as a high-voltage battery electrical energy storage device 18 ,

Es gibt verschiedene Verfahren zur Regelung des Stromes. Ein Beispiel eines Stromregelverfahrens ist eine 2-Punkt Stromregelung. Hierbei wird der Strom durch das induktive Bauelement 44 gemessen und das Schaltelement 46 wird eingeschaltet bis ein maximaler Wert erreicht wird. Dann schaltet das Schaltelement 46 aus bis ein minimaler Wert erreicht ist. Das Schaltelement 46 wird wieder eingeschaltet und der Strom steigt wieder bis sein maximaler Wert erreicht ist. Dann schaltet das Schaltelement 46 wieder aus, der Stromwert sinkt bis der minimale Wert erreicht ist. Dieser Zyklus wiederholt sich solange, bis die gewünschte Spannung am kapazitiven Bauelement 14, also dem Zwischenkreiskondensator, erreicht ist (siehe 4).There are several methods for controlling the current. An example of a current control method is a 2-point current control. In this case, the current through the inductive component 44 measured and the switching element 46 is switched on until a maximum value is reached. Then the switching element switches 46 until a minimum value is reached. The switching element 46 is switched on again and the current rises again until its maximum value is reached. Then the switching element switches 46 again off, the current value drops until the minimum value is reached. This cycle is repeated until the desired voltage on the capacitive component 14 , ie the DC link capacitor, is reached (see 4 ).

Claims (11)

Schaltungsanordnung (10) mit – einer zwei Anschlüsse (24, 26) aufweisenden Spannungsquelle (16), die eine elektrische Energiespeichereinrichtung (18), insbesondere ein Batteriepack, aufweist, – einem ersten und einem zweiten Hauptstrompfad (20, 22), von denen je einer an einen der Anschlüsse (24, 26) der Spannungsquelle (16) angeschlossen ist und von denen zumindest der erste Hauptstrompfad (20) mittels einer darin angeordneten Schalteinrichtung (28) unterbrechbar ist, – einem kapazitiven Bauelement (14), das über die Hauptstrompfade (20, 22) elektrisch an die Spannungsquelle (16) angeschlossen ist und – einem parallel zu der Schalteinrichtung (28) im ersten Hauptstrompfad (20) geschalteten Vorladestrompfad (40), gekennzeichnet durch eine im Vorladestrompfad (40) verschaltete Abwärtswandlerschaltung (42), über die das kapazitive Bauelement (14) zu dessen Vorladen ebenfalls mit den Anschlüssen (24, 26) der Spannungsquelle (16) elektrisch verbindbar ist.Circuit arrangement ( 10 ) with - one two connections ( 24 . 26 ) voltage source ( 16 ) comprising an electrical energy storage device ( 18 ), in particular a battery pack, having - a first and a second main current path ( 20 . 22 ), one each to one of the terminals ( 24 . 26 ) of the voltage source ( 16 ) and at least the first main current path ( 20 ) by means of a switching device ( 28 ) is interruptible, - a capacitive component ( 14 ) via the main current paths ( 20 . 22 ) electrically to the voltage source ( 16 ) is connected and - a parallel to the switching device ( 28 ) in the first main current path ( 20 ) precharging current path ( 40 ), characterized by a in Vorladestrompfad ( 40 ) connected down converter circuit ( 42 ), via which the capacitive component ( 14 ) to its precharging also with the connections ( 24 . 26 ) of the voltage source ( 16 ) is electrically connected. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwärtswandlerschaltung (42) ein induktives Bauelement (44), ein Schaltelement (46) und ein lediglich in einer Richtung stromdurchlässiges Bauelement (48) aufweist, wobei das induktive Bauelement (44) auf Seiten des kapazitiven Bauelements (14) und das Schaltelement (46) auf Seiten der Spannungsquelle (16) im Vorladestrompfad (40) in Serienschaltung verschaltet angeordnet sind.Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the down-converter circuit ( 42 ) an inductive component ( 44 ), a switching element ( 46 ) and a component which is permeable to current only in one direction ( 48 ), wherein the inductive component ( 44 ) on the side of the capacitive component ( 14 ) and the switching element ( 46 ) on the side of the voltage source ( 16 ) in the precharge current path ( 40 ) are connected in series connection. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwärtswandlerschaltung (42) auch in dem zweiten Hauptstrompfad (22) verschaltet ist.Circuit arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that the down-converter circuit ( 42 ) also in the second main current path ( 22 ) is interconnected. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das lediglich in einer Richtung stromdurchlässige Bauelement (48) in einem Knotenpunkt (50) des Vorladestrompfades (40) zwischen dem induktiven Bauelement (44) und dem Schaltelement (46) sowie im zweiten Hauptstrompfad (22) zwischen dem kapazitiven Bauelement (14) und der Spannungsquelle (16) verschaltet ist. Circuit arrangement according to Claim 3, characterized in that the component which is only permeable to current in one direction ( 48 ) in a node ( 50 ) of the precharge current path ( 40 ) between the inductive component ( 44 ) and the switching element ( 46 ) as well as in the second main current path ( 22 ) between the capacitive component ( 14 ) and the voltage source ( 16 ) is interconnected. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Hauptstrompfad (22) eine weitere Schalteinrichtung (30) angeordnet ist, mittels der der zweite Hauptstrompfad (22) unterbrechbar ist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that in the second main current path ( 22 ) another switching device ( 30 ) is arranged, by means of which the second main current path ( 22 ) is interruptible. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese Schaltungsanordnung (10) als Umrichter-Schaltungsanordnung ausgebildet ist und mindestens eine parallel zum kapazitiven Bauelement (14) an die beiden Hauptstrompfade (20, 22) angeschlossene Umrichtereinrichtung (34) aufweist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that this circuit arrangement ( 10 ) is designed as converter circuit arrangement and at least one parallel to the capacitive component ( 14 ) to the two main current paths ( 20 . 22 ) connected converter device ( 34 ) having. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umrichtereinrichtung (34) als Wechselrichter (32) ausgebildet und an eine motorisch und/oder generatorisch nutzbare elektrische Maschine (36) angeschlossen ist oder zumindestens anschließbar ist.Circuit arrangement according to Claim 6, characterized in that the converter device ( 34 ) as an inverter ( 32 ) and to a motor and / or regenerative usable electric machine ( 36 ) is connected or at least connectable. Antriebssystem für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einer rein motorisch oder mit einer motorisch und generatorisch nutzbaren elektrischen Antriebsmaschine und einer Schaltungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Drive system for a vehicle, in particular motor vehicle, with a purely motorized or with a motor and regenerative electric drive machine and a circuit arrangement ( 10 ) according to any one of the preceding claims. Verfahren zum Vorladen eines kapazitiven Bauelements (14), dadurch gekennzeichnet, dass das kapazitive Bauelement (14) mittels einer eine elektrische Energiespeichereinrichtung (18), insbesondere ein Batteriepack, aufweisenden Spannungsquelle (16) und einer Abwärtswandlerschaltung (42) vorgeladen wird.Method for precharging a capacitive component ( 14 ), characterized in that the capacitive component ( 14 ) by means of an electrical energy storage device ( 18 ), in particular a battery pack, having a voltage source ( 16 ) and a buck converter circuit ( 42 ) is summoned. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwärtswandlerschaltung (42) ein induktives Bauelement (44), ein Schaltelement (46) und ein lediglich in einer Richtung stromdurchlässiges Bauelement (48) aufweist und dass der Verlauf des Vorladeprozesses durch wechselseitiges Zu- und Abschalten eines Vorladestrompfades (40) mittels des Schaltelements (46) gesteuert und/oder geregelt wird. Method according to Claim 9, characterized in that the down-converter circuit ( 42 ) an inductive component ( 44 ), a switching element ( 46 ) and a component which is permeable to current only in one direction ( 48 ) and that the course of the pre-charging process by mutual switching on and off of a Vorladestrompfades ( 40 ) by means of the switching element ( 46 ) is controlled and / or regulated. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladestrom beim Vorladen mittels einer Zweipunkt Stromregelung geregelt wird. A method according to claim 9 or 10, characterized in that the charging current is regulated during pre-charging by means of a two-point current control.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015121564A1 (en) * 2014-02-14 2015-08-20 Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives Dc voltage supply system configured to precharge a smoothing capacitor before supplying a load
DE102015103713A1 (en) * 2015-02-02 2016-08-04 Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg inrush
DE102017206834A1 (en) 2017-04-24 2018-10-25 Robert Bosch Gmbh Circuit arrangement and charging method for an electrical energy storage system
GB2598374A (en) * 2020-08-28 2022-03-02 Jaguar Land Rover Ltd Electrical vehicle circuitry
DE102021126882A1 (en) 2021-10-15 2023-04-20 Torqeedo Gmbh Energy storage device, energy storage system using the same and control method, pre-charging circuit for an energy storage device

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106169866A (en) * 2016-08-31 2016-11-30 长沙广义变流技术有限公司 A kind of Bidirectional up-down volage current transformer promptly drawn for rail vehicle
JP6908002B2 (en) * 2018-05-24 2021-07-21 株式会社オートネットワーク技術研究所 In-vehicle power supply
CN113541457B (en) * 2020-04-21 2023-04-25 株洲中车时代电气股份有限公司 Pre-charging circuit and pre-charging method of converter

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3116341A1 (en) * 1981-04-24 1982-11-18 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim ELECTRIC STORAGE ROAD VEHICLE
EP1424494A1 (en) * 2002-11-27 2004-06-02 Continental ISAD Electronic Systems GmbH & Co. oHG Hybrid propulsion system and method for conjoint application of propulsion torque
CH700030B1 (en) * 2007-05-10 2010-06-15 Dirk Schekulin Inverter-circuit arrangement for use in inverter system to couple photovoltaic- and fuel cell systems, has step-up converter circuit connected to intermediate circuit and direct current voltage side at input- and output sides, respectively
DE102008007886A1 (en) * 2008-02-04 2009-08-06 Jungheinrich Ag Industrial truck with an electric drive
DE102009033185B4 (en) * 2009-05-13 2014-12-31 Avl Software And Functions Gmbh Charging system and charging method for charging a battery of a vehicle and vehicle with such a charging system
DE102011002673A1 (en) * 2011-01-13 2012-07-19 Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg Gemeinnützige Stiftung Energy-storage system for providing electrical power to e.g. vehicle, has energy store connected parallel to another energy store, charge transfer unit connected parallel to latter store, and switching device switched between energy stores
DE102011006096A1 (en) * 2011-03-25 2012-09-27 Zf Friedrichshafen Ag Charging control system for traction battery cell assembly of motor vehicle, sets usual capacity of input and output of converter for same operation in respective operating mode by capacity of cell assembly and circuit capacitor

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015121564A1 (en) * 2014-02-14 2015-08-20 Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives Dc voltage supply system configured to precharge a smoothing capacitor before supplying a load
FR3017754A1 (en) * 2014-02-14 2015-08-21 Commissariat Energie Atomique CONTINUOUS VOLTAGE SUPPLY SYSTEM CONFIGURED TO PRECHARGE A FILTER CAPACITOR BEFORE FEEDING A LOAD
US10164454B2 (en) 2014-02-14 2018-12-25 Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives DC voltage supply system configured to precharge a smoothing capacitor before supplying a load
DE102015103713A1 (en) * 2015-02-02 2016-08-04 Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg inrush
US10468970B2 (en) 2015-02-02 2019-11-05 Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg Starting current limitation
DE102017206834A1 (en) 2017-04-24 2018-10-25 Robert Bosch Gmbh Circuit arrangement and charging method for an electrical energy storage system
WO2018197206A1 (en) 2017-04-24 2018-11-01 Robert Bosch Gmbh Circuit and charging method for an electrical energy storage system
US11289920B2 (en) 2017-04-24 2022-03-29 Robert Bosch Gmbh Circuit and charging method for an electrical energy storage system
GB2598374A (en) * 2020-08-28 2022-03-02 Jaguar Land Rover Ltd Electrical vehicle circuitry
GB2600526A (en) * 2020-08-28 2022-05-04 Jaguar Land Rover Ltd Electrical vehicle circuitry
GB2600526B (en) * 2020-08-28 2024-05-22 Jaguar Land Rover Ltd Electrical vehicle circuitry
DE102021126882A1 (en) 2021-10-15 2023-04-20 Torqeedo Gmbh Energy storage device, energy storage system using the same and control method, pre-charging circuit for an energy storage device

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