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DE102019214870A1 - Circuit arrangement for a motor vehicle and method for stabilizing a direct voltage of a high-voltage direct voltage intermediate circuit in a motor vehicle - Google Patents

Circuit arrangement for a motor vehicle and method for stabilizing a direct voltage of a high-voltage direct voltage intermediate circuit in a motor vehicle Download PDF

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DE102019214870A1
DE102019214870A1 DE102019214870.0A DE102019214870A DE102019214870A1 DE 102019214870 A1 DE102019214870 A1 DE 102019214870A1 DE 102019214870 A DE102019214870 A DE 102019214870A DE 102019214870 A1 DE102019214870 A1 DE 102019214870A1
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intermediate circuit
direct
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motor vehicle
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Volkswagen AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung (1) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug zumindest zeitweise über eine Oberleitung (20) mit einem Gleichstrom versorgt werden kann, umfassend eine Hochvolt-Batterie (4) zum Bereitstellen von elektrischer Energie, einen Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis (5), welcher mit einer Gleichstrom führenden Oberleitung (20) gekoppelt werden kann, und einen Gleichspannungswandler (7) zwischen dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis (5) und der Hochvolt-Batterie (4), wobei der Gleichspannungswandler (7) derart ausgebildet ist, eine Gleichspannung (UE) des Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreises (5) bei einem durch einen Kontaktverlust zwischen dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis (5) und der Oberleitung (20) hervorgerufenen Spannungseinbruch durch Energieübertragung aus der Hochvolt-Batterie (4) zu stützen und/oder eine Gleichspannung (UE) bei einem durch einen Kontaktverlust zwischen dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis (5) und der Oberleitung (20) hervorgerufenen Spannungsanstieg durch Erhöhen einer Energieübertragung in die Hochvolt-Batterie (4) zu verringern. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Stabilisieren einer Gleichspannung (UE) eines Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreises (5) in einem Kraftfahrzeug.The invention relates to a circuit arrangement (1) for a motor vehicle, the motor vehicle being able to be supplied with direct current at least temporarily via an overhead line (20), comprising a high-voltage battery (4) for providing electrical energy, a high-voltage DC voltage intermediate circuit (5 ), which can be coupled to an overhead line (20) carrying direct current, and a DC voltage converter (7) between the high-voltage DC voltage intermediate circuit (5) and the high-voltage battery (4), the DC voltage converter (7) being designed in this way, a DC voltage (UE) of the high-voltage direct voltage intermediate circuit (5) in the event of a voltage drop caused by a loss of contact between the high-voltage direct voltage intermediate circuit (5) and the overhead line (20) by transferring energy from the high-voltage battery (4) and / or a direct voltage (UE ) in the event of a loss of contact between the high-voltage DC intermediate circuit and to reduce the voltage rise caused by the overhead line (20) by increasing an energy transfer into the high-voltage battery (4). The invention also relates to a method for stabilizing a direct voltage (UE) of a high-voltage direct voltage intermediate circuit (5) in a motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Stabilisieren einer Gleichspannung eines Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreises in einem Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a circuit arrangement for a motor vehicle and a method for stabilizing a direct voltage of a high-voltage direct voltage intermediate circuit in a motor vehicle. The invention also relates to a motor vehicle.

Auf dem Gebiet der Elektromobilität werden zunehmend auch Konzepte zur Elektrifizierung des Antriebsstrangs von Nutzfahrzeugen entwickelt. Hierbei ist eine zu geringe Energiedichte der verwendeten Energiespeicher jedoch ein Problem. Eine Lösung des Problems stellt das Bereitstellen von elektrischer Energie von außen über eine Oberleitung dar. Das Nutzfahrzeug kann dann über die Oberleitung betrieben werden und/oder der Energiespeicher kann während einer Fahrt geladen werden. Ist eine elektrische Verbindung zwischen einem Stromabnehmer des Kraftfahrzeugs und der Oberleitung ausgebildet, so kann es aufgrund von Fahrbahnunebenheiten und Erschütterungen zu kurzzeitigen Kontaktverlusten zwischen dem Stromabnehmer und der Oberleitung kommen. Auf einer Seite des Kraftfahrzeugs führt ein solcher kurzzeitiger Kontaktverlust zu einer kurzzeitigen Spannungsschwankung.In the field of electromobility, concepts for electrifying the drive train of commercial vehicles are increasingly being developed. However, an insufficient energy density of the energy storage devices used is a problem here. One solution to the problem is the provision of electrical energy from the outside via an overhead line. The utility vehicle can then be operated via the overhead line and / or the energy store can be charged while driving. If an electrical connection is established between a current collector of the motor vehicle and the overhead line, then there may be brief loss of contact between the current collector and the overhead line due to uneven road surfaces and vibrations. On one side of the motor vehicle, such a brief loss of contact leads to a brief voltage fluctuation.

Es ist bekannt, durch Kontaktverlust hervorgerufene Spannungseinbrüche durch Eingangsfilter abzumildern, indem die Spannung im Zeitverlauf geglättet wird. Diese Eingangsfilter sind üblicherweise als Drosselinduktivität oder als LC-Filter ausgebildet.It is known to use input filters to mitigate voltage drops caused by loss of contact by smoothing the voltage over time. These input filters are usually designed as a choke inductance or as an LC filter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Schaltungsanordnung für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Stabilisieren einer Gleichspannung eines Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreises in einem Kraftfahrzeug zu schaffen, mit denen verbessert auf eine Spannungsschwankung reagiert werden kann.The invention is based on the object of creating a circuit arrangement for a motor vehicle and a method for stabilizing a direct voltage of a high-voltage direct voltage intermediate circuit in a motor vehicle, with which it is possible to respond better to a voltage fluctuation.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. According to the invention, the object is achieved by a circuit arrangement with the features of claim 1 and a method with the features of claim 7. Advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims.

Insbesondere wird eine Schaltungsanordnung für ein Kraftfahrzeug geschaffen, wobei das Kraftfahrzeug zumindest zeitweise über eine Oberleitung mit einem Gleichstrom versorgt werden kann, umfassend eine Hochvolt-Batterie zum Bereitstellen von elektrischer Energie, einen Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis, welcher mit einer Gleichstrom führenden Oberleitung gekoppelt werden kann, und einen Gleichspannungswandler zwischen dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis und der Hochvolt-Batterie, wobei der Gleichspannungswandler derart ausgebildet ist, eine Gleichspannung des Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreises bei einem durch einen Kontaktverlust zwischen dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis und der Oberleitung hervorgerufenen Spannungseinbruch durch Energieübertragung aus der Hochvolt-Batterie zu stützen und/oder eine Gleichspannung des Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreises bei einem durch einen Kontaktverlust zwischen dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis und der Oberleitung hervorgerufenen Spannungsanstieg durch Erhöhen einer Energieübertragung in die Hochvolt-Batterie zu verringern.In particular, a circuit arrangement is created for a motor vehicle, the motor vehicle being able to be supplied with direct current at least temporarily via an overhead line, comprising a high-voltage battery for providing electrical energy, a high-voltage direct voltage intermediate circuit which can be coupled to an overhead contact line carrying direct current, and a DC voltage converter between the high-voltage DC voltage intermediate circuit and the high-voltage battery, the DC voltage converter being designed in such a way that a direct voltage of the high-voltage DC voltage intermediate circuit is supplied by energy transfer from the high-voltage battery in the event of a voltage drop caused by a loss of contact between the high-voltage DC voltage intermediate circuit and the overhead line and / or a DC voltage of the high-voltage DC voltage intermediate circuit in the event of a loss of contact between the high-voltage DC voltage intermediate circuit and the overhead line to reduce the voltage increase caused by increasing an energy transfer into the high-voltage battery.

Ferner wird insbesondere ein Verfahren zum Stabilisieren einer Gleichspannung eines Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreises in einem Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, umfassend die Schritte: Bereitstellen von elektrischer Energie mittels einer Hochvolt-Batterie, Bereitstellen eines Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreises, welcher mit einer Gleichstrom führenden Oberleitung gekoppelt werden kann, und Stützen einer Gleichspannung des Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreises bei einem durch einen Kontaktverlust zwischen dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis und der Oberleitung hervorgerufenen Spannungseinbruch durch Energieübertragung aus der Hochvolt-Batterie mittels eines Gleichspannungswandlers und/oder Verringern einer Gleichspannung des Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreises bei einem durch einen Kontaktverlust zwischen dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis und der Oberleitung hervorgerufenen Spannungsanstieg durch Erhöhen einer Energieübertragung in die Hochvolt-Batterie mittels des Gleichspannungswandlers.Furthermore, a method for stabilizing a direct voltage of a high-voltage direct voltage intermediate circuit in a motor vehicle is provided, comprising the steps of: providing electrical energy by means of a high-voltage battery, providing a high-voltage direct voltage intermediate circuit which can be coupled to an overhead contact line carrying direct current, and supporting a DC voltage of the high-voltage DC voltage intermediate circuit in the event of a voltage drop caused by a loss of contact between the high-voltage DC voltage intermediate circuit and the overhead line due to energy transfer from the high-voltage battery by means of a DC voltage converter and / or reducing a DC voltage of the high-voltage DC voltage intermediate circuit in the event of a loss of contact between the High-voltage direct voltage intermediate circuit and the overhead line caused voltage increase by increasing an energy transfer in the high-voltage battery by means of the DC voltage converter.

Die Schaltungsanordnung und das Verfahren ermöglichen es, einen Spannungseinbruch und/oder einen Spannungsanstieg aktiv zu kompensieren und eine Gleichspannung des Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreises hierdurch auf einen vorgegebenen Spannungswert zu halten bzw. stabilisieren. Dies erfolgt bei Leistungsabnahme von der Oberleitung, indem der durch einen Kontaktverlust zwischen dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis bzw. einem hiermit verbundenen Stromabnehmer und der Oberleitung verursachte Spannungseinbruch mittels eines Gleichspannungswandlers (auch als DC/DC-Wandler bezeichnet) kompensiert wird. Der Gleichspannungswandler erzeugt hierzu auf der dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis zugewandten Seite insbesondere eine Stützspannung, die eine Gleichspannung in dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis konstant hält, und kehrt hierzu einen Leistungsfluss aus der Hochvolt-Batterie in Richtung des Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreises um. Wird hingegen elektrische Leistung in das Oberleitungssystem eingespeist, beispielsweise mittels einer generatorisch arbeitenden elektrischen Maschine, so wird ein durch den Kontaktverlust hervorgerufener Spannungsanstieg in dem Gleichspannungszwischenkreis ebenfalls mittels des Gleichspannungswandlers kompensiert. Der Gleichspannungswandler verringert hierzu auf der dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis zugewandten Seite die Gleichspannung im Gleichspannungszwischenkreis, indem eine Energieübertragung in die Hochvolt-Batterie erhöht wird.The circuit arrangement and the method make it possible to actively compensate for a voltage drop and / or a voltage increase and thereby to hold or stabilize a direct voltage of the high-voltage direct voltage intermediate circuit at a predetermined voltage value. This is done when power is taken from the overhead line by compensating for the voltage drop caused by a loss of contact between the high-voltage DC link or a pantograph connected to it and the overhead line using a DC voltage converter (also known as a DC / DC converter). For this purpose, the DC voltage converter generates, on the side facing the high-voltage DC voltage intermediate circuit, in particular a backup voltage that keeps a direct voltage constant in the high-voltage DC voltage intermediate circuit, and for this purpose reverses a power flow from the high-voltage battery in the direction of the high-voltage DC voltage intermediate circuit. If, however, electrical power is fed into the overhead line system, for example by means of a generator operating electrical machine, a voltage increase caused by the loss of contact in the DC voltage intermediate circuit is also compensated by means of the DC voltage converter. For this purpose, the DC voltage converter reduces the DC voltage in the DC voltage intermediate circuit on the side facing the high-voltage DC voltage intermediate circuit, in that an energy transfer into the high-voltage battery is increased.

Ein Vorteil der Erfindung ist, dass eine aktive Kompensation eines Spannungseinbruchs und/oder eines Spannungsanstiegs ermöglicht wird, sodass der Spannungseinbruch und/oder der Spannungsanstieg vollständig kompensiert werden können. Eine vollständige Kompensation ist mit Schaltungsanordnungen aus dem Stand der Technik, die auf Eingangsfiltern und Drosselinduktivitäten, also rein passiven Bauelementen, basieren, hingegen nicht möglich. Mit der Schaltungsanordnung und dem Verfahren ist es insbesondere möglich, eine gestützte bzw. konstante und stabilisierte Spannung, beispielsweise zum Betreiben einer elektrischen Maschine und weiterer Hochvolt-Verbraucher, bereitzustellen und hierdurch einen normalen Betrieb auch bei einem Kontaktverlust aufrechtzuhalten.One advantage of the invention is that active compensation of a voltage dip and / or a voltage rise is made possible, so that the voltage dip and / or the voltage rise can be fully compensated. In contrast, complete compensation is not possible with circuit arrangements from the prior art that are based on input filters and choke inductances, that is to say purely passive components. With the circuit arrangement and the method, it is particularly possible to provide a supported or constant and stabilized voltage, for example to operate an electrical machine and other high-voltage consumers, and thereby maintain normal operation even in the event of a loss of contact.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass aufgrund der aktiven Kompensation bzw. Stabilisierung auf einen Eingangsfilter vollständig verzichtet werden kann oder zumindest Bauelemente des Eingangsfilters bzw. einer Drosselinduktivität kleiner dimensioniert werden können. Hierdurch können Kosten gespart werden.Another advantage of the invention is that, due to the active compensation or stabilization, an input filter can be completely dispensed with or at least components of the input filter or a choke inductance can be dimensioned smaller. This can save costs.

Die Schaltungsanordnung, insbesondere der Gleichspannungswandler, wird mittels einer Steuereinrichtung gesteuert bzw. geregelt. Die Steuereinrichtung kann als eine Kombination von Hardware und Software ausgebildet sein, beispielsweise als Programmcode, der auf einem Mikrocontroller oder Mikroprozessor ausgeführt wird.The circuit arrangement, in particular the DC voltage converter, is controlled or regulated by means of a control device. The control device can be designed as a combination of hardware and software, for example as program code that is executed on a microcontroller or microprocessor.

Eine elektrische Maschine des Kraftfahrzeugs bzw. ein Antriebsumrichter der elektrischen Maschine sind insbesondere mit dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis verbunden und können sowohl von der Oberleitung als auch von der Hochvolt-Batterie mit elektrischer Energie versorgt werden. Die elektrische Maschine kann darüber hinaus insbesondere auch als Generator betrieben werden.An electrical machine of the motor vehicle or a drive converter of the electrical machine are in particular connected to the high-voltage DC voltage intermediate circuit and can be supplied with electrical energy both from the overhead line and from the high-voltage battery. The electrical machine can also be operated as a generator in particular.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Gleichspannungswandler als bidirektionaler Gleichspannungswandler ausgebildet ist, wobei der Gleichspannungswandler ferner derart ausgebildet ist, eine von der Oberleitung bereitgestellte Gleichspannung bei Bedarf auf eine Ladespannung der Hochvolt-Batterie zu wandeln. In einem ersten Betriebszustand kann der Gleichspannungswandler eine Spannung der Oberleitung auf eine Ladespannung der Hochvolt-Batterie wandeln, sodass die Hochvolt-Batterie über die Oberleitung geladen werden kann. In einem zweiten Betriebszustand kann ein Leistungsfluss umgekehrt werden und der Gleichspannungswandler wird bei einem Spannungseinbruch zum Stützen der Gleichspannung im Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis eingesetzt. Der erste Betriebszustand wird ferner zum Verringern der Gleichspannung in dem Gleichspannungszwischenkreis verwendet. Durch eine bidirektionale Auslegung können insgesamt Bauteile eingespart werden, da der Gleichspannungswandler in zwei Richtungen betrieben werden kann.In one embodiment it is provided that the DC-DC converter is designed as a bidirectional DC-DC converter, the DC-DC converter also being designed to convert a DC voltage provided by the overhead line to a charging voltage of the high-voltage battery if required. In a first operating state, the DC voltage converter can convert a voltage of the overhead line to a charging voltage of the high-voltage battery, so that the high-voltage battery can be charged via the overhead line. In a second operating state, a power flow can be reversed and the DC / DC converter is used to support the DC voltage in the high-voltage DC voltage intermediate circuit in the event of a voltage drop. The first operating state is also used to reduce the DC voltage in the DC voltage intermediate circuit. A bidirectional design means that overall components can be saved, since the DC / DC converter can be operated in two directions.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schaltungsanordnung mindestens einen an dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis angeordneten Spannungssensor aufweist, wobei der mindestens eine Spannungssensor eine Abtastfrequenz von mindestens 100 kHz aufweist, und wobei der Gleichspannungswandler derart ausgebildet ist, das Stützen und/oder Verringern der Gleichspannung auf Grundlage von erfassten Sensordaten des mindestens einen Spannungssensors zu regeln. Durch eine Abtastfrequenz von mindestens 100 kHz kann ein Spannungsabfall bzw. ein Spannungsanstieg und dessen Verlauf mit einer entsprechenden Auflösung und daher ohne große Verzögerung nach einem Auftreten erfasst werden.In one embodiment it is provided that the circuit arrangement has at least one voltage sensor arranged on the high-voltage DC voltage intermediate circuit, the at least one voltage sensor having a sampling frequency of at least 100 kHz, and the DC voltage converter being designed to support and / or reduce the DC voltage To regulate based on acquired sensor data of the at least one voltage sensor. With a sampling frequency of at least 100 kHz, a voltage drop or a voltage rise and its course can be detected with a corresponding resolution and therefore without a great delay after an occurrence.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Spannungsregelung des Gleichspannungswandlers auf einer dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis zugewandten Seite eine Regelfrequenz von mindestens 10 kHz aufweist. Dies ermöglicht eine schnelle Reaktion auf einen Spannungseinbruch bzw. einen Spannungsanstieg und eine sich schnell ändernde Spannung im Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis.In one embodiment it is provided that a voltage regulation of the DC voltage converter has a regulation frequency of at least 10 kHz on a side facing the high-voltage DC voltage intermediate circuit. This enables a quick reaction to a voltage drop or a voltage rise and a rapidly changing voltage in the high-voltage DC voltage intermediate circuit.

Merkmale zur Ausgestaltung des Verfahrens ergeben sich aus der Beschreibung von Ausgestaltungen der Schaltungsanordnung. Die Vorteile des Verfahrens sind hierbei jeweils die gleichen wie bei den Ausgestaltungen der Schaltungsanordnung.Features for the configuration of the method emerge from the description of configurations of the circuit arrangement. The advantages of the method are in each case the same as in the embodiments of the circuit arrangement.

Ferner wird ein Kraftfahrzeug geschaffen, umfassend mindestens eine Schaltungsanordnung nach einer beliebigen der beschriebenen Ausführungsformen. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug ein Nutzfahrzeug ist.Furthermore, a motor vehicle is created, comprising at least one circuit arrangement according to any one of the described embodiments. In particular, it can be provided that the motor vehicle is a utility vehicle.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Schaltungsanordnung für ein Kraftfahrzeug;
  • 2a eine schematische Darstellung eines zeitlichen Verlaufs der Ströme und Spannungen während eines Kontaktverlustes ohne Stützung der Spannung;
  • 2b eine schematische Darstellung eines zeitlichen Verlaufs der Ströme und Spannungen während eines Kontaktverlustes mit Stützung der Spannung;
  • 2c eine schematische Darstellung von zugehörigen Lastkennlinien und Arbeitspunkten;
  • 3a eine schematische Darstellung eines zeitlichen Verlaufs der Ströme und Spannungen während eines Kontaktverlustes ohne Verringern der Spannung (generatorischer Betrieb der elektrischen Maschine);
  • 3b eine schematische Darstellung eines zeitlichen Verlaufs der Ströme und Spannungen während eines Kontaktverlustes mit einem Verringern der Spannung (generatorischer Betrieb der elektrischen Maschine);
  • 3c eine schematische Darstellung von zugehörigen Lastkennlinien und Arbeitspunkten.
The invention is explained in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments with reference to the figures. Here show:
  • 1 a schematic representation of an embodiment of the circuit arrangement for a motor vehicle;
  • 2a a schematic representation of a time curve of the currents and voltages during a loss of contact without support of the voltage;
  • 2 B a schematic representation of a time curve of the currents and voltages during a loss of contact with support of the voltage;
  • 2c a schematic representation of the associated load characteristics and operating points;
  • 3a a schematic representation of a time curve of the currents and voltages during a loss of contact without reducing the voltage (generator operation of the electrical machine);
  • 3b a schematic representation of a time profile of the currents and voltages during a loss of contact with a reduction in the voltage (generator operation of the electrical machine);
  • 3c a schematic representation of the associated load characteristics and operating points.

In 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Schaltungsanordnung 1 für ein Kraftfahrzeug gezeigt. Das Kraftfahrzeug kann über eine Oberleitung 20 mit elektrischer Energie versorgt werden. Hierzu muss eine elektrische Verbindung zwischen der Oberleitung 20 und einem Hochvoltnetz 3 des Kraftfahrzeugs ausgebildet werden. Die Schaltungsanordnung 1 ist mit einem Stromabnehmer 2 des Kraftfahrzeugs verbunden.In 1 is a schematic representation of an embodiment of the circuit arrangement 1 shown for a motor vehicle. The motor vehicle can have an overhead contact line 20th be supplied with electrical energy. This requires an electrical connection between the overhead line 20th and a high-voltage network 3 of the motor vehicle are trained. The circuit arrangement 1 is with a pantograph 2 of the motor vehicle connected.

Die Schaltungsanordnung 1 umfasst eine Hochvolt-Batterie 4 zum Bereitstellen von elektrischer Energie, einen Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis 5 und einen Gleichspannungswandler 7 zwischen dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis 5 und der Hochvolt-Batterie 4. Die Schaltungsanordnung 1, insbesondere der Gleichspannungswandler 7, wird mittels einer Steuereinrichtung (nicht gezeigt) gesteuert bzw. geregelt.The circuit arrangement 1 includes a high-voltage battery 4th to provide electrical energy, a high-voltage DC voltage intermediate circuit 5 and a DC / DC converter 7th between the high-voltage DC link 5 and the high-voltage battery 4th . The circuit arrangement 1 , especially the DC-DC converter 7th , is controlled or regulated by means of a control device (not shown).

Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Gleichspannungswandler 7 als bidirektionaler Gleichspannungswandler 17 ausgebildet ist, wobei der Gleichspannungswandler 7 ferner derart ausgebildet ist, eine von der Oberleitung 20 bereitgestellte Gleichspannung UF bei Bedarf auf eine Ladespannung der Hochvolt-Batterie 4 zu wandeln.It is provided in particular that the DC voltage converter 7th as a bidirectional DC voltage converter 17th is formed, wherein the DC voltage converter 7th is also designed such, one of the overhead line 20th Provided DC voltage UF, if required, to a charging voltage of the high-voltage battery 4th to walk.

Über eine Koppeleinrichtung 6 kann der Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis 5 mit der Oberleitung 20 elektrisch verbunden werden.Via a coupling device 6th the high-voltage DC link 5 with the overhead line 20th be electrically connected.

Das Kraftfahrzeug umfasst ferner eine elektrische Maschine 10, die über einen Antriebsumrichter 11 und eine weitere Koppeleinrichtung 12 sowohl mit der Hochvolt-Batterie 4 als auch mit dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis 5 verbunden werden kann. Die weitere Koppeleinrichtung 12 umfasst hierzu beispielsweise Schalteinrichtungen 13, 14, mit denen die elektrische Maschine 10 über den Antriebsumrichter 11 mit der Hochvolt-Batterie 4 oder mit dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis 5 verbunden werden kann. Ferner können weitere elektrische Hochvolt-Verbraucher 15 mit der Hochvolt-Batterie 4 verbunden sein.The motor vehicle also includes an electrical machine 10 that have a drive converter 11 and another coupling device 12 both with the high-voltage battery 4th as well as with the high-voltage DC link 5 can be connected. The further coupling device 12 includes, for example, switching devices 13th , 14th with which the electric machine 10 via the drive inverter 11 with the high-voltage battery 4th or with the high-voltage DC link 5 can be connected. Further electrical high-voltage consumers can also be used 15th with the high-voltage battery 4th be connected.

Der Stromabnehmer 2 umfasst eine Drosselinduktivität 18, eine elektrische Sicherung 19 und einen Vorladewiderstand 22. Die Hochvolt-Batterie 4 umfasst eine elektrische Sicherung 8 und eine interne Schalteinrichtung 9 zum Trennen einer elektrischen Verbindung zum Hochvoltnetz 3 bei Überlastung.The pantograph 2 includes a choke inductor 18th , an electrical fuse 19th and a precharge resistor 22nd . The high-voltage battery 4th includes an electrical fuse 8th and an internal switching device 9 to disconnect an electrical connection to the high-voltage network 3 in case of overload.

Kommt es, beispielsweise aufgrund von Fahrbahnunebenheiten oder Vibrationen zu einem Kontaktverlust zwischen der Oberleitung 20 und Schleifkontakten 21 des Stromabnehmers 2, so kommt es bei Leistungsabnahme von der Oberleitung 20 zu einem Einbruch der Spannung UP.If there is a loss of contact between the overhead line, for example due to uneven road surfaces or vibrations 20th and sliding contacts 21st of the pantograph 2 , so it comes with a decrease in power from the overhead line 20th to a collapse in tension UP .

Dies ist schematisch in der 2a gezeigt. Die 2a zeigt einen Verlauf von Strömen 30 und Spannungen 31 über der Zeit 32. Hierbei wird über den gesamten gezeigten Zeitraum davon ausgegangen, dass eine Leistungsentnahme konstant ist. Zu einem Zeitpunkt t0 liegt ein normaler Betriebszustand vor und die Schaltungsanordnung 1 befindet sich in einem ersten Arbeitspunkt 40. Ein Stromfluss eines Stroms IE zur elektrischen Maschine 10 und eines Stroms ID zum Gleichspannungswandler 7 ist derart, dass ein Leistungsfluss zur elektrischen Maschine 10 und über den Gleichspannungswandler 7 zur Hochvolt-Batterie 4 erfolgt. Der Gleichspannungswandler 7 lädt die Hochvolt-Batterie 4.This is shown schematically in the 2a shown. The 2a shows a course of currents 30th and tensions 31 over time 32 . It is assumed here over the entire period shown that a power consumption is constant. At a point in time t0, there is a normal operating state and the circuit arrangement 1 is in a first working point 40 . A current flow of a stream IE to the electric machine 10 and a stream ID to the DC / DC converter 7th is such that a power flow to the electrical machine 10 and via the DC / DC converter 7th to the high-voltage battery 4th he follows. The DC / DC converter 7th charges the high-voltage battery 4th .

Zu einem Zeitpunkt t1 erfolgt der Kontaktverlust. Der Kontaktverlust dauert bis zum Zeitpunkt t2. Typischerweise dauert ein derartiger Kontaktverlust einige Millisekunden an. In dieser Zeit zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 kommt es zu einem Einbruch der Spannung UP. Aufgrund der Drosselinduktivität 18 (1) wird der Verlauf des Spannungseinbruchs geglättet und hierdurch abgemildert, sodass die Spannungen UD und UE im Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis 5 zwar abfallen und die Schaltungsanordnung 1 sich in einem zweiten Arbeitspunkt 41 befindet. Jedoch ist ein Verlauf über die Zeit 32 geglättet. Aufgrund der angenommenen konstanten Leistungsentnahme sind die Ströme IE und ID im Vergleich zum normalen Betriebszustand im ersten Arbeitspunkt 40 in der Zeit zwischen t1 und t2 größer.At a time t1 loss of contact occurs. The loss of contact lasts until the point in time t2 . Such a loss of contact typically lasts for a few milliseconds. In this time between the points in time t1 and t2 there is a collapse in tension UP . Due to the choke inductance 18th ( 1 ) the curve of the voltage dip is smoothed and thereby mitigated so that the stresses UD and UE in the high-voltage DC link 5 although fall off and the circuitry 1 in a second working point 41 is located. However, it is a progression over time 32 smoothed. Due to the assumed constant power consumption, the currents are IE and ID compared to the normal operating state at the first operating point 40 in the time between t1 and t2 greater.

Der Gleichspannungswandler 7 stützt eine Gleichspannung UE des Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreises 5 bei einem durch einen Kontaktverlust zwischen einem Stromabnehmer 2 und der Oberleitung 20 hervorgerufenen Spannungseinbruch durch Energieübertragung aus der Hochvolt-Batterie 4.The DC / DC converter 7th supports a DC voltage UE of the high-voltage DC link 5 one by a loss of contact between a pantograph 2 and the overhead line 20th voltage drop caused by energy transfer from the high-voltage battery 4th .

Das Stützen der Spannung ist schematisch in der 2b gezeigt. Der zeitliche Ablauf des Kontaktverlustes ist identisch zu dem in der 2a gezeigten Ablauf, gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Begriffe und Merkmale. Zum Stützen der Gleichspannung UE im Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreises 5 kehrt der Gleichspannungswandler 7 zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 eine Stromrichtung des Stroms ID um und verursacht hierdurch einen Leistungsfluss von der Hochvolt-Batterie 4 in den Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis 5. Dies erfolgt mit Hilfe einer Spannungsregelung auf der dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis 5 zugewandten Seite. Durch Änderung des Stroms ID werden die Spannungen UE und UD im Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis 5 auf den Wert der Spannungen UE, UD vor Auftreten des Kontaktverlustes angehoben. Der Gleichspannungswandler 7 stellt also eine Stromdifferenz zum Stützen der ursprünglichen zum Zeitpunkt t0 vorliegenden Spannung UE bereit.The support of the tension is shown schematically in FIG 2 B shown. The timing of the loss of contact is identical to that in the 2a sequence shown, the same reference numerals denote the same terms and features. To support the DC voltage UE in the high-voltage DC link 5 the DC / DC converter returns 7th between the times t1 and t2 a current direction of the current ID and thereby causes a flow of power from the high-voltage battery 4th into the high-voltage DC link 5 . This is done with the help of voltage regulation on the high-voltage DC voltage intermediate circuit 5 facing side. By changing the current ID become the tensions UE and UD in the high-voltage DC link 5 on the value of the tensions UE , UD raised before loss of contact occurs. The DC / DC converter 7th thus represents a current difference to support the original voltage present at time t0 UE ready.

Es kann vorgesehen sein, dass die Schaltungsanordnung 1 einen an dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis 5 angeordneten Spannungssensor 16 aufweist, wobei der Spannungssensor 16 eine Abtastfrequenz von mindestens 100 kHz aufweist, und wobei der Gleichspannungswandler 7 das Stützen der Spannung auf Grundlage von erfassten Sensordaten des Spannungssensors 16 regelt.It can be provided that the circuit arrangement 1 one on the high-voltage DC link 5 arranged voltage sensor 16 having, the voltage sensor 16 has a sampling frequency of at least 100 kHz, and wherein the DC-DC converter 7th supporting the tension based on acquired sensor data from the tension sensor 16 regulates.

Es kann ferner vorgesehen sein, dass eine Spannungsregelung des Gleichspannungswandlers 7 auf einer dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis 5 zugewandten Seite eine Regelfrequenz von mindestens 10 kHz aufweist.It can also be provided that a voltage regulation of the DC voltage converter 7th on one of the high-voltage DC link 5 facing side has a control frequency of at least 10 kHz.

In 2c ist eine schematische Darstellung von Lastkennlinien 43, 44 mit verschiedenen Arbeitspunkten 40, 41, 42 gezeigt. Die x-Achse 33 bezeichnet einen Strom und die y-Achse 34 die Spannungen UE (= UD) im Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis 5. Die Arbeitspunkte 40, 41, 42 sind auch in den 2a und 2b dargestellt.In 2c is a schematic representation of load characteristics 43 , 44 with different working points 40 , 41 , 42 shown. The x-axis 33 denotes a current and the y-axis 34 denotes the voltages UE (= UD ) in the high-voltage DC link 5 . The working points 40 , 41 , 42 are also in the 2a and 2 B shown.

Die Lastkennlinien 43, 44 zeigen die Abhängigkeit der Spannung UE (= UD) vom Strom im Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis bei angenommener konstanter Leistungsentnahme. Die Lastkennlinie 43 beschreibt hierbei eine Abhängigkeit während eines normalen Betriebszustands, in dem ein elektrischer Kontakt zwischen dem Stromabnehmer 2 und der Oberleitung 20 besteht. Die Lastkennlinie 44 beschreibt hingegen eine Abhängigkeit während des Kontaktverlustes. Hierbei wird davon ausgegangen, dass der Kontakt nicht vollständig abreißt, sondern sich lediglich ein elektrischer Widerstand erhöht. Aus diesem Grund weist die Lastkennlinie 44 betragsmäßig eine größere Steigung auf als die Lastkennlinie 43.The load characteristics 43 , 44 show the dependence of the voltage UE (= UD ) from the current in the high-voltage DC voltage intermediate circuit assuming constant power consumption. The load curve 43 describes a dependency during a normal operating state in which there is electrical contact between the pantograph 2 and the overhead line 20th consists. The load curve 44 describes, however, a dependency during the loss of contact. It is assumed here that the contact does not break off completely, but rather that an electrical resistance increases. For this reason, the load curve 44 In terms of amount, it has a greater slope than the load curve 43 .

Im normalen Betriebszustand wird die Schaltungsanordnung 1 im ersten Arbeitspunkt 40 auf der Kennlinie 43 betrieben. Die Ströme IE und ID addieren sich. Findet ein Kontaktverlust statt, so befindet sich die Schaltungsanordnung 1 ohne eine Stützung der Spannung UE (= UD) durch die vergrößerten Ströme IE und ID im zweiten Arbeitspunkt 41 auf der Kennlinie 44. Bei einer Stützung der Spannung UE, bei der der Strom ID entgegengesetzt von dem Strom IE wirkt, befindet sich die Schaltungsanordnung 1 hingegen im dritten Arbeitspunkt 42, das heißt auf der gleichen Spannung UE wie der erste Arbeitspunkt 40 auf der Lastkennlinie 43, das heißt wie im normalen Betriebsmodus.In the normal operating state, the circuit arrangement 1 in the first working point 40 on the characteristic 43 operated. The streams IE and ID add up. If there is a loss of contact, the circuit arrangement is in place 1 without a support of tension UE (= UD ) due to the increased currents IE and ID in the second working point 41 on the characteristic 44 . With a support of tension UE where the electricity ID opposite of the current IE acts, there is the circuit arrangement 1 however, in the third working point 42 , that is, on the same voltage UE like the first working point 40 on the load curve 43 , that is, as in normal operating mode.

Befindet sich die elektrische Maschine 10 hingegen im generatorischen Betrieb und elektrische Leistung wird in die Oberleitung 20 eingespeist, so kommt es zu einem Anstieg der Spannung UP, wenn es zu einem Kontaktverlust zwischen der Oberleitung 20 und Schleifkontakten 21 des Stromabnehmers 2 kommt.The electrical machine is located 10 however in generator mode and electrical power is in the overhead line 20th fed in, there is an increase in voltage UP if there is a loss of contact between the overhead line 20th and sliding contacts 21st of the pantograph 2 comes.

Dies ist schematisch in der 3a gezeigt. Die 3a zeigt einen Verlauf von Strömen 30 und Spannungen 31 über der Zeit 32. Hierbei wird über den gesamten gezeigten Zeitraum davon ausgegangen, dass eine generative Leistung konstant ist. Zu einem Zeitpunkt t0 liegt ein normaler Betriebszustand vor und die Schaltungsanordnung 1 befindet sich in einem ersten Arbeitspunkt 40. Ein Stromfluss eines Stroms IE von der elektrischen Maschine 10 und eines Stroms ID zum Gleichspannungswandler 7 ist derart, dass ein Leistungsfluss von der elektrischen Maschine 10 zur Oberleitung 20 und über den Gleichspannungswandler 7 zur Hochvolt-Batterie 4 erfolgt. Der Gleichspannungswandler 7 lädt die Hochvolt-Batterie 4.This is shown schematically in the 3a shown. The 3a shows a course of currents 30th and tensions 31 over time 32 . It is assumed here over the entire period shown that a generative output is constant. At a point in time t0, there is a normal operating state and the circuit arrangement 1 is in a first working point 40 . A current flow of a stream IE from the electric machine 10 and a stream ID to the DC / DC converter 7th is such that a power flow from the electrical machine 10 to the overhead line 20th and via the DC / DC converter 7th to the high-voltage battery 4th he follows. The DC / DC converter 7th charges the high-voltage battery 4th .

Zu einem Zeitpunkt t1 erfolgt der Kontaktverlust. Der Kontaktverlust dauert bis zum Zeitpunkt t2. Typischerweise dauert ein derartiger Kontaktverlust einige Millisekunden an. In dieser Zeit zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 kommt es zu einem Anstieg der Spannung UP. Aufgrund der Drosselinduktivität 18 (1) wird der Verlauf des Spannungseinbruchs geglättet und hierdurch abgemildert, sodass die Spannungen UD und UE im Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis 5 zwar ansteigen und die Schaltungsanordnung 1 sich in einem zweiten Arbeitspunkt 41 befindet. Jedoch ist ein Verlauf über die Zeit 32 geglättet. Aufgrund der angenommenen konstanten generativen Leistung verringern sich die Beträge der Ströme IE und ID im Vergleich zum normalen Betriebszustand im ersten Arbeitspunkt 40 in der Zeit zwischen t1 und t2.At a time t1 loss of contact occurs. The loss of contact lasts until the point in time t2 . Such a loss of contact typically lasts for a few milliseconds. In this time between the points in time t1 and t2 there is an increase in tension UP . Due to the choke inductance 18th ( 1 ) the curve of the voltage dip is smoothed and thereby mitigated so that the stresses UD and UE in the high-voltage DC link 5 although increase and the circuit arrangement 1 in a second working point 41 is located. However, it is a progression over time 32 smoothed. Due to the assumed constant generative power, the amounts of the currents decrease IE and ID compared to the normal operating state at the first operating point 40 in the time between t1 and t2 .

Der Gleichspannungswandler 7 verringert eine Gleichspannung UE des Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreises 5 bei einem durch einen Kontaktverlust zwischen einem Stromabnehmer 2 und der Oberleitung 20 hervorgerufenen Spannungsanstieg durch Erhöhen einer Energieübertragung in die Hochvolt-Batterie 4.The DC / DC converter 7th reduces a DC voltage UE of the high-voltage DC link 5 one by a loss of contact between a pantograph 2 and the overhead line 20th voltage increase caused by increasing energy transfer to the high-voltage battery 4th .

Das Verringern der Gleichspannung ist schematisch in der 3b gezeigt. Der zeitliche Ablauf des Kontaktverlustes ist identisch zu dem in der 3a gezeigten Ablauf, gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Begriffe und Merkmale. Zum Verringern der Gleichspannung UE im Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreises 5 erhöht der Gleichspannungswandler 7 zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 den Strom ID und verursacht hierdurch einen (erhöhten) Leistungsfluss von dem Gleichspannungszwischenkreis 5 in die Hochvolt-Batterie 4. Dies erfolgt mit Hilfe einer Spannungsregelung auf der dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis 5 zugewandten Seite. Durch Änderung des Stroms ID werden die Spannungen UE und UD im Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis 5 auf den Wert der Spannungen UE, UD vor Auftreten des Kontaktverlustes verringert. Der Gleichspannungswandler 7 stellt also eine Stromdifferenz zum Einstellen der ursprünglichen zum Zeitpunkt t0 vorliegenden Spannung UE bereit.The reduction of the DC voltage is shown schematically in FIG 3b shown. The timing of the loss of contact is identical to that in the 3a sequence shown, the same reference numerals denote the same terms and features. To reduce the DC voltage UE in the high-voltage DC link 5 increases the DC / DC converter 7th between the times t1 and t2 the stream ID and thereby causes an (increased) power flow from the DC voltage intermediate circuit 5 into the high-voltage battery 4th . This is done with the help of voltage regulation on the high-voltage DC voltage intermediate circuit 5 facing side. By changing the current ID become the tensions UE and UD in the high-voltage DC link 5 on the value of the tensions UE , UD before loss of contact occurs. The DC / DC converter 7th thus represents a current difference for setting the original voltage present at time t0 UE ready.

Es kann vorgesehen sein, dass die Schaltungsanordnung 1 einen an dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis 5 angeordneten Spannungssensor 16 aufweist, wobei der Spannungssensor 16 eine Abtastfrequenz von mindestens 100 kHz aufweist, und wobei der Gleichspannungswandler 7 das Verringern der Spannung auf Grundlage von erfassten Sensordaten des Spannungssensors 16 regelt.It can be provided that the circuit arrangement 1 one on the high-voltage DC link 5 arranged voltage sensor 16 having, the voltage sensor 16 has a sampling frequency of at least 100 kHz, and wherein the DC-DC converter 7th reducing the tension based on sensed sensor data from the tension sensor 16 regulates.

Es kann ferner vorgesehen sein, dass eine Spannungsregelung des Gleichspannungswandlers 7 auf einer dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis 5 zugewandten Seite eine Regelfrequenz von mindestens 10 kHz aufweist.It can also be provided that a voltage regulation of the DC voltage converter 7th on one of the high-voltage DC link 5 facing side has a control frequency of at least 10 kHz.

In 3c ist eine schematische Darstellung von Lastkennlinien 43, 44 mit verschiedenen Arbeitspunkten 40, 41, 42 gezeigt. Die x-Achse 33 bezeichnet einen Strom und die y-Achse 34 die Spannungen UE (= UD) im Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis 5. Die Arbeitspunkte 40, 41, 42 sind auch in den 3a und 3b dargestellt.In 3c is a schematic representation of load characteristics 43 , 44 with different working points 40 , 41 , 42 shown. The x-axis 33 denotes a current and the y-axis 34 denotes the voltages UE (= UD ) in the high-voltage DC link 5 . The working points 40 , 41 , 42 are also in the 3a and 3b shown.

Die Lastkennlinien 43, 44 zeigen die Abhängigkeit der Spannung UE (= UD) vom Strom im Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis 5 bei angenommener konstanter generativer Leistung. Die Lastkennlinie 43 beschreibt hierbei eine Abhängigkeit während eines normalen Betriebszustands, in dem ein elektrischer Kontakt zwischen dem Stromabnehmer 2 und der Oberleitung 20 besteht. Die Lastkennlinie 44 beschreibt hingegen eine Abhängigkeit während des Kontaktverlustes. Hierbei wird davon ausgegangen, dass der Kontakt nicht vollständig abreißt, sondern sich lediglich ein elektrischer Widerstand erhöht. Aus diesem Grund weist die Lastkennlinie 44 betragsmäßig eine größere Steigung auf als die Lastkennlinie 43.The load characteristics 43 , 44 show the dependence of the voltage UE (= UD ) from the current in the high-voltage DC link 5 assuming constant generative performance. The load curve 43 describes a dependency during a normal operating state in which there is electrical contact between the pantograph 2 and the overhead line 20th consists. The load curve 44 describes, however, a dependency during the loss of contact. It is assumed here that the contact does not break off completely, but rather that an electrical resistance increases. For this reason, the load curve 44 In terms of amount, it has a greater slope than the load curve 43 .

Im normalen Betriebszustand wird die Schaltungsanordnung 1 im ersten Arbeitspunkt 40 auf der Kennlinie 43 betrieben. Ein Strom IE im Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis wird durch den Strom ID verringert. Findet ein Kontaktverlust statt, so befindet sich die Schaltungsanordnung 1 ohne das Verringern der Spannung UE (= UD) durch die betragsmäßig verringerten Ströme IE und ID im zweiten Arbeitspunkt 41 auf der Kennlinie 44. Zum Verringern der Spannung UE, wird ein Strom ID in den Gleichspannungswandler 7 erhöht, sodass ein (erhöhter) Leistungsfluss von dem Gleichspannungszwischenkreis 5 in die Hochvolt-Batterie 4 erfolgt. Unter der Annahme gleicher generatorischer Leistung, erhöht sich durch das Verringern der Spannung UE entsprechend ein Strom IE. Die Schaltungsanordnung 1 befindet sich dann im dritten Arbeitspunkt 42, das heißt auf der gleichen Spannung UE wie der erste Arbeitspunkt 40 auf der Lastkennlinie 43, das heißt wie im normalen Betriebsmodus.In the normal operating state, the circuit arrangement 1 in the first working point 40 on the characteristic 43 operated. A stream IE in the high-voltage direct voltage intermediate circuit is generated by the current ID decreased. If there is a loss of contact, the circuit arrangement is in place 1 without lowering the tension UE (= UD ) by the currents reduced in amount IE and ID in the second working point 41 on the characteristic 44 . To decrease the tension UE becomes a stream ID into the DC / DC converter 7th increased, so that an (increased) power flow from the DC voltage intermediate circuit 5 into the high-voltage battery 4th he follows. Assuming the same regenerative power, it increases by reducing the voltage UE correspondingly a stream IE . The circuit arrangement 1 is then in the third working point 42 , that is, on the same voltage UE like the first working point 40 on the load curve 43 , that is, as in normal operating mode.

Der Vorteil der Schaltungsanordnung 1 und des Verfahrens ist, dass auch bei einem Kontaktverlust eine gestützte bzw. konstante und stabilisierte Gleichspannung UE zum Betreiben der elektrischen Maschine 10 und weiterer Hochvolt-Verbraucher 15 im Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis 5 bereitgestellt werden kann und ein normaler Betrieb daher auch während des Kontaktverlustes nicht unterbrochen oder gestört wird.The advantage of the circuit arrangement 1 and the method is that even in the event of a loss of contact, a supported or constant and stabilized DC voltage UE to operate the electrical machine 10 and other high-voltage consumers 15th in the high-voltage DC link 5 can be provided and normal operation is therefore not interrupted or disturbed even during the loss of contact.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
SchaltungsanordnungCircuit arrangement
22
StromabnehmerPantograph
33
HochvoltnetzHigh-voltage network
44th
Hochvolt-BatterieHigh-voltage battery
55
Hochvolt-GleichspannungszwischenkreisHigh-voltage DC link
66th
KoppeleinrichtungCoupling device
77th
GleichspannungswandlerDC-DC converter
88th
elektrische Sicherungelectrical fuse
99
interne Schalteinrichtunginternal switching device
1010
elektrische Maschineelectric machine
1111
AntriebsumrichterDrive converter
1212
weitere Koppeleinrichtungfurther coupling device
1313
SchalteinrichtungSwitching device
1414th
SchalteinrichtungSwitching device
1515th
Hochvolt-VerbraucherHigh-voltage consumers
1616
SpannungssensorVoltage sensor
1717th
bidirektionaler Gleichspannungswandlerbidirectional DC voltage converter
1818th
DrosselinduktivitätChoke inductance
1919th
elektrische Sicherungelectrical fuse
2020th
OberleitungOverhead line
2121st
SchleifkontaktSliding contact
2222nd
VorladewiderstandPrecharge resistor
3030th
Stromelectricity
3131
Spannungtension
3232
Zeittime
3333
x-AchseX axis
3434
y-Achsey-axis
4040
erster Arbeitspunktfirst working point
4141
zweiter Arbeitspunktsecond working point
4242
dritter Arbeitspunktthird working point
4343
Lastkennlinie (normaler Betrieb)Load curve (normal operation)
4444
Lastkennlinie (Stützungsbetrieb)Load curve (support operation)
5151
elektrische Sicherungelectrical fuse
5252
interne Schalteinrichtunginternal switching device
t0-t2t0-t2
ZeitpunktePoints in time
UPUP
Spannung (Stromabnehmer)Voltage (pantograph)
IPIP
Strom (Stromabnehmer)Electricity (pantograph)
UEUE
Spannung (Zwischenkreis)Voltage (intermediate circuit)
IEIE
Strom (Zwischenkreis)Current (intermediate circuit)
UDUD
Spannung (Gleichspannungswandler)Voltage (direct current converter)
IDID
Strom (Gleichspannungswandler)Current (direct current converter)
UBUB
Spannung (Hochvolt-Batterie)Voltage (high-voltage battery)
IBIB
Strom (Hochvolt-Batterie)Electricity (high-voltage battery)
IEIE
Strom (Zwischenkreis)Current (intermediate circuit)

Claims (10)

Schaltungsanordnung (1) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug zumindest zeitweise über eine Oberleitung (20) mit einem Gleichstrom versorgt werden kann, umfassend: eine Hochvolt-Batterie (4) zum Bereitstellen von elektrischer Energie, einen Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis (5), welcher mit einer Gleichstrom führenden Oberleitung (20) gekoppelt werden kann, und einen Gleichspannungswandler (7) zwischen dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis (5) und der Hochvolt-Batterie (4), wobei der Gleichspannungswandler (7) derart ausgebildet ist, eine Gleichspannung (UE) des Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreises (5) bei einem durch einen Kontaktverlust zwischen dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis (5) und der Oberleitung (20) hervorgerufenen Spannungseinbruch durch Energieübertragung aus der Hochvolt-Batterie (4) zu stützen und/oder eine Gleichspannung (UE) des Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreises (5) bei einem durch einen Kontaktverlust zwischen dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis (5) und der Oberleitung (20) hervorgerufenen Spannungsanstieg durch Erhöhen einer Energieübertragung in die Hochvolt-Batterie (4) zu verringern.Circuit arrangement (1) for a motor vehicle, the motor vehicle being able to be supplied with direct current at least temporarily via an overhead line (20), comprising: a high-voltage battery (4) to provide electrical energy, a high-voltage DC voltage intermediate circuit (5) which can be coupled to an overhead contact line (20) carrying direct current, and a DC voltage converter (7) between the high-voltage DC voltage intermediate circuit (5) and the high-voltage battery (4), wherein the DC voltage converter (7) is designed in such a way that a DC voltage (UE) of the high-voltage DC voltage intermediate circuit (5) in the event of a voltage drop caused by a loss of contact between the high-voltage DC voltage intermediate circuit (5) and the overhead line (20) due to the transfer of energy from the high-voltage battery (4) to support and / or a direct voltage (UE) of the high-voltage direct voltage intermediate circuit (5) in the event of a voltage increase caused by a loss of contact between the high-voltage direct voltage intermediate circuit (5) and the overhead line (20) by increasing an energy transfer into the high-voltage battery (4) decrease. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungswandler (7) als bidirektionaler Gleichspannungswandler (17) ausgebildet ist, wobei der Gleichspannungswandler (7) ferner derart ausgebildet ist, eine von der Oberleitung (20) bereitgestellte Gleichspannung (UF) bei Bedarf auf eine Ladespannung der Hochvolt-Batterie (4) zu wandeln.Circuit arrangement (1) according to Claim 1 , characterized in that the DC voltage converter (7) is designed as a bidirectional DC voltage converter (17), wherein the DC voltage converter (7) is also designed in such a way that a DC voltage (UF) provided by the overhead line (20) is converted to a charging voltage of the high-voltage To convert battery (4). Schaltungsanordnung (2) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch mindestens einen an dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis (5) angeordneten Spannungssensor (16), wobei der mindestens eine Spannungssensor (16) eine Abtastfrequenz von mindestens 100 kHz aufweist, und wobei der Gleichspannungswandler (7) derart ausgebildet ist, das Stützen und/oder Verringern der Gleichspannung (UE) auf Grundlage von erfassten Sensordaten des mindestens einen Spannungssensors (16) zu regeln.Circuit arrangement (2) according to Claim 1 or 2 , characterized by at least one voltage sensor (16) arranged on the high-voltage DC voltage intermediate circuit (5), the at least one voltage sensor (16) having a sampling frequency of at least 100 kHz, and the DC voltage converter (7) being designed to support and / or to regulate reducing the direct voltage (UE) on the basis of detected sensor data of the at least one voltage sensor (16). Schaltungsanordnung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spannungsregelung des Gleichspannungswandlers (7) auf einer dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis (5) zugewandten Seite eine Regelfrequenz von mindestens 10 kHz aufweist.Circuit arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a voltage control of the DC voltage converter (7) has a control frequency of at least 10 kHz on a side facing the high-voltage DC voltage intermediate circuit (5). Kraftfahrzeug, umfassend mindestens eine Schaltungsanordnung (1) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4.Motor vehicle, comprising at least one circuit arrangement (1) according to any one of Claims 1 to 4th . Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug ein Nutzfahrzeug ist.Motor vehicle after Claim 5 , characterized in that the motor vehicle is a utility vehicle. Verfahren zum Stabilisieren einer Gleichspannung (UE) eines Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreises (5) in einem Kraftfahrzeug, umfassend die Schritte: Bereitstellen von elektrischer Energie mittels einer Hochvolt-Batterie (4), Bereitstellen eines Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreises (5), welcher mit einer Gleichstrom führenden Oberleitung (20) gekoppelt werden kann, und Stützen einer Gleichspannung (UE) des Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreises (5) bei einem durch einen Kontaktverlust zwischen dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis (5) und der Oberleitung (20) hervorgerufenen Spannungseinbruch durch Energieübertragung aus der Hochvolt-Batterie (4) mittels eines Gleichspannungswandlers (7) und/oder Verringern einer Gleichspannung (UE) des Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreises (5) bei einem durch einen Kontaktverlust zwischen dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis (5) und der Oberleitung (20) hervorgerufenen Spannungsanstieg durch Erhöhen einer Energieübertragung in die Hochvolt-Batterie (4) mittels des Gleichspannungswandlers (7).Method for stabilizing a direct voltage (UE) of a high-voltage direct voltage intermediate circuit (5) in a motor vehicle, comprising the steps: Provision of electrical energy by means of a high-voltage battery (4), Providing a high-voltage DC voltage intermediate circuit (5) which can be coupled to an overhead contact line (20) carrying direct current, and Support of a direct voltage (UE) of the high-voltage direct voltage intermediate circuit (5) in the event of a voltage drop caused by a loss of contact between the high-voltage direct voltage intermediate circuit (5) and the overhead line (20) through energy transfer from the high-voltage battery (4) by means of a DC voltage converter (7) and or Reduction of a direct voltage (UE) of the high-voltage direct voltage intermediate circuit (5) in the event of a voltage increase caused by a loss of contact between the high-voltage direct voltage intermediate circuit (5) and the overhead line (20) by increasing an energy transfer into the high-voltage battery (4) by means of the DC voltage converter ( 7). Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungswandler (7) als bidirektionaler Gleichspannungswandler (17) ausgebildet ist, wobei eine von der Oberleitung (20) bereitgestellte Gleichspannung (UF) bei Bedarf auf eine Ladespannung der Hochvolt-Batterie (4) gewandelt wird.Procedure according to Claim 7 , characterized in that the DC voltage converter (7) is designed as a bidirectional DC voltage converter (17), a DC voltage (UF) provided by the overhead line (20) being converted to a charging voltage of the high-voltage battery (4) if necessary. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gleichspannung (UE) auf Grundlage von Sensordaten mindestens eines an dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis (5) angeordneten Spannungssensors (16) geregelt wird, wobei die Gleichspannung (UE) mit einer Abtastfrequenz von mindestens 100 kHz erfasst wird.Procedure according to Claim 7 or 8th , characterized in that a direct voltage (UE) is regulated on the basis of sensor data of at least one voltage sensor (16) arranged on the high-voltage direct voltage intermediate circuit (5), the direct voltage (UE) being detected with a sampling frequency of at least 100 kHz. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spannungsregelung auf einer dem Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreis (5) zugewandten Seite mit einer Regelfrequenz von mindestens 10 kHz erfolgt.Method according to one of the Claims 7 to 9 , characterized in that voltage regulation takes place on a side facing the high-voltage DC voltage intermediate circuit (5) with a regulating frequency of at least 10 kHz.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4357184A1 (en) * 2022-10-21 2024-04-24 Transportation IP Holdings, LLC System and method for detecting and managing conductive gaps

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3056898B2 (en) * 1992-10-23 2000-06-26 株式会社東芝 Electric car control device
US8596434B2 (en) * 2008-04-30 2013-12-03 Mitsubishi Electric Corporation Electric railway system
JP2010041817A (en) * 2008-08-05 2010-02-18 Toshiba Corp Power supply unit for vehicle
JP5558022B2 (en) * 2009-04-15 2014-07-23 株式会社東芝 Electric vehicle storage control device and storage control method
KR20120069762A (en) * 2009-12-18 2012-06-28 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 Electric vehicle drive control apparatus
BR112013016247A2 (en) * 2010-12-23 2019-01-15 Siemens Sas method of power regulation absorbed by at least one electrically powered vehicle
KR101191244B1 (en) * 2012-01-05 2012-10-18 주식회사 우진산전 Power storage apparatus of city railway with a both direction dc/dc converter
WO2013102960A1 (en) * 2012-01-05 2013-07-11 株式会社 東芝 Control device for electric vehicle, and electric vehicle
US9731616B2 (en) * 2012-03-28 2017-08-15 Mitsubishi Electric Corporation Railway vehicle system
JP6461460B2 (en) * 2013-08-29 2019-01-30 株式会社東芝 Power converter, emergency travel system, and railway vehicle
DE202014002840U1 (en) * 2014-04-01 2014-04-17 Honda Motor Co., Ltd. Electric automobile
EP3023291A1 (en) * 2014-11-20 2016-05-25 ABB Technology AG Converter system for electrical drive mechanism for a rail vehicle
DE102015215178A1 (en) * 2015-08-07 2017-02-09 Siemens Aktiengesellschaft Device and a method for the overhead operation of a rail vehicle
DE102016222856A1 (en) * 2016-11-21 2018-05-24 Bombardier Transportation Gmbh Electrical network for a rail vehicle, rail vehicle and method for operating an electrical network
DE102017215352A1 (en) * 2017-09-01 2019-03-07 Siemens Mobility GmbH road vehicle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4357184A1 (en) * 2022-10-21 2024-04-24 Transportation IP Holdings, LLC System and method for detecting and managing conductive gaps

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