DE102012007158A1

DE102012007158A1 - Pulswechselrichter mit Stromzwischenkreis zum Fahren und Laden eines batteriebetriebenen Elektrofahrzeugs

Info

Publication number: DE102012007158A1
Application number: DE201210007158
Authority: DE
Inventors: Sicong Liu; Steffen Hahlbeck
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-04-07
Filing date: 2012-04-07
Publication date: 2013-10-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung (10) zum Steuern eines Energieflusses in einem Kraftwagen, umfassend: – einen elektrischen Antrieb (7), – einen mit dem elektrischen Antrieb (7) verbundenen bidirektional betreibbaren Wechselrichter (3) mit ein- und ausschaltbaren Leistungsbauelementen, der über – einen dazugehörigen Stromzwischenkreis (4) mit – einem elektrischen Energiespeicher (6) verbunden ist, – eine Ladeanschlusseinrichtung (1) zum Anschließen an eine externe Energiequelle, – eine Schaltvorrichtung (2) zwischen dem Wechselrichter (3) und dem elektrischen Antrieb (7), die dazu ausgebildet ist, auf ein Steuersignal hin den elektrischen Antrieb (7) vom Wechselrichter (3) zu trennen und den Wechselrichter (3) mit der Ladeanschlusseinrichtung (1) zu verbinden. Des Weitern betrifft die Erfindung einen Kraftwagen, der mit der Einrichtung (10) ausgerüstet ist und darüber hinaus ein Verfahren, dass sich die Eigenschaften der Einrichtung (10) bzw. eines damit ausgerüsteten Kraftwagens zu Nutze macht, Leistungsschwankungen in einem Energieversorgungsnetz zu puffern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern eines Energieflusses in einem Kraftwagen gemäß Anspruch 1 sowie einen Kraftwagen mit einer solchen Einrichtung gemäß Anspruch 10. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Stabilisierung eines elektrischen Energieversorgungsnetzes gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 11.
Im Zuge der Verknappung fossiler Treibstoffe hat die Autoindustrie die Entwicklung alternativer Antriebe vorangetrieben. In naher Zukunft werden Hybridkraftwagen sowie vollständig elektrisch angetriebene Kraftwagen den Einsatz von Verbrennungsmotoren in Kraftwagen ablösen.
Gegenwärtig kommen zum Speichern von elektrischer Energie hauptsächlich Batterien bzw. Akkumulatoren zum Einsatz. Heutige Akkumulatoren müssen in der Lage sein, hohe Ströme – bis zu 200 A – über längere Zeitabschnitte bereitzustellen. Die elektrischen Energiespeicher werden üblicherweise über ein internes oder externes Ladegerät aufgeladen.
Darüber hinaus befinden sich Konzepte in der Entwicklung, bei denen die elektrischen Energiespeicher zur Stabilisierung eines elektrischen Energieversorgungsnetzes verwendet werden. Ein Bereich, in dem diese Konzepte ausgearbeitet werden, lässt sich unter dem Schlagwort „Smart-Grid” zusammenfassen. Durch eine starke zeitabhängige Varianz der Verfügbarkeit bestimmter Energie, wie beispielsweise der Wind- oder der Solarenergie, werden Schwankungen des Leistungsangebots im elektrischen Energieverteilungsnetz verursacht. Um eine stabile elektrische Energieversorgung zu gewährleisten sollen solche Schwankungen durch geeignete Puffer, wie zum Beispiel Energiespeicher, in Elektrofahrzeugen ausgeglichen werden.
Herkömmliche elektrische Energiespeicher werden mittels separater potenzialgetrennter Onboard-Lader verwendet, die eine Ladeleistung von 3 kW bis 22 kW ermöglichen. Ein solcher Onboard-Lader benötigt Platz und schränkt somit den Bauraum in einem Fahrzeug ein. Aufgrund der geringen Ladeleistung – 3 kW bis 22 kW – sind lange Ladezeiten notwendig, was sich wiederum einschränkend auf die Wettbewerbsfähigkeit der Fahrzeuge auswirkt.
Eine Möglichkeit zur Erhöhung der Ladeleistung, beispielsweise auf 44 kW, kann durch direkte Energieaufnahme ohne Potenzialtrennung aus dem Versorgungsnetz erreicht werden. Da eine Batteriespannung um 400 V dem heutigen Stand der Technik entspricht, muss bei der direkten Energieentnahme aus einem Niederspannungsverteilungsnetz notwendigerweise eine Leistungsregulierung erfolgen.
Aus der Druckschrift WO 2011/098307 ist eine Ladestation bekannt, bei der ein Anschluss für einen Wechsel- oder Drehstrom vorgesehen ist. Die Anordnung weist des Weiteren einen elektrischen Antriebsmotor zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs auf, einen mit dem Antriebsmotor verbundenen Wechselrichter, einen mit dem Wechselrichter verbundenen Gleichspannungszwischenkreis und eine mit dem Gleichspannungszwischenkreis verbundene Antriebsbatterie. Über einen geeigneten Schalter, kann auf eine externe Wechselspannungsquelle umgeschaltet werden.
Bei dieser Lösung kann auf ein internes Ladegerät verzichtet werden, da ein Spannungszwischenkreis-Umrichter als Fahrwechselrichter beim Fahren und als Gleichrichter im Ladebetrieb verwendet wird. Ein DC/DC-Wandler dient als Tiefsetzsteller im Fahrbetrieb. Dies führt jedoch aufgrund der erforderlichen Fahrleistung zu einer hohen Dimensionierung des Bauteils. Durch Verwendung des Spannungszwischenkreis-Umrichters entsteht aufgrund der Taktung eine Gleichtaktstörung an der Batterie, die wiederum zu einer notwendigen Integration eines großen Filterkondensators an der Batterie führt.
Des Weiteren ist aus der Druckschrift WO 2010/146092A1 eine Anordnung bekannt, bei der ein Stromzwischenkreis-Umrichter im Ladebetrieb zusätzlich als Gleichrichter benötigt wird. Ein Fahrwechselrichter ist im Ladebetrieb ausgeschaltet und wird somit nicht funktional genutzt. Leitende Schutzdioden im Stromkreis-Umrichter verursachen zusätzliche Verluste im Ladebetrieb. Ein bidirektionales Laden ist nur durch Umschalten der Potenziale hinter einem Netzgleichrichter möglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Steuern eines Energieflusses in einem Kraftwagen bereitzustellen, bei der einzelne Antriebskomponenten sowohl für den Fahr- als auch für den Ladebetrieb genutzt werden können, um damit Bauraum im Fahrzeug einzusparen und unnötige Verluste zu vermeiden. Darüber hinaus sollen mögliche Netzrückwirkungen minimiert werde.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels einer Einrichtung zum Steuern eines Energieflusses in einem Kraftwagen gelöst, welche umfasst: einen elektrischen Antrieb, einen mit dem elektrischen Antrieb verbundenen bidirektionalen betreibbaren Wechselrichter mit ein- und ausschaltbaren Leistungsbauelementen, der über einen dazugehörigen Stromzwischenkreis mit einem elektrischen Energiespeicher verbunden ist, eine Ladeanschlusseinrichtung zum Anschließen an eine externe Energiequelle sowie eine Schaltvorrichtung zwischen dem Wechselrichter und dem elektrischen Antrieb, die dazu ausgebildet ist, auf ein Steuersignal hin den elektrischen Antrieb vom Wechselrichter zu trennen und den Wechselrichter mit der Ladeanschlusseinrichtung zu verbinden.
Der bidirektional betreibbare Wechselrichter mit seinem dazugehörigen Stromzwischenkreis wird im Ladebetrieb als Netz-Gleichrichter verwendet und im Fahrbetrieb als Fahr-Wechselrichter. Dadurch können einzelne Einrichtungskomponenten sowohl für einen Fahr- als auch für einen Ladebetrieb genutzt werden und damit zusätzlicher Stauraum/Bauraum in dem Kraftwagen geschaffen werden. Sofern auf eine Komponente verzichtet wird, hier beispielsweise ein Ladegerät, hat dies eine Gewichtsreduktion des Kraftwagens zur Folge mit den weiteren Vorteilen einer längeren Laufzeit und einer höheren Beschleunigung.
Darüber hinaus lässt sich über den mit dem elektrischen Antrieb verbundenen bidirektional betreibbaren Wechselrichter Energie rekuperieren, die beispielsweise bei einem Bremsvorgang aufgenommen wird, wobei die mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird und den elektrischen Energiespeicher auf diese Weise mit einem angepassten Gleichstrom auflädt.
Gleichzeitig können die einzelnen Komponenten der Einrichtung auch für das Laden an einem Ladeanschluss als galvanisch gekoppelter Lader wieder verwendet werden. Damit sind Ladeleistungen von 44 kW möglich, da ein Antriebsstrang der Einrichtung bzw. des Kraftwagens für Leistungen dimensioniert ist, die größer als 44 kW sind. Durch die optimale Ausnutzung der Einrichtungskomponenten im Fahr- und Ladebetrieb, kann die Anzahl der Komponenten im Fahrzeug durch Entfallen eines potenzialgetrennten Laders reduziert werden.
Ferner unterstützt die Erfindung das Konzept eines „Smart-Grid”, da es sich um eine Möglichkeit eines bidirektionalen Ladebetriebs handelt. Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass der Wechselrichter sowohl für den Fahr- als auch für den Ladebetrieb eingesetzt wird, so dass kein zusätzlicher Netzgleichrichter – unter Verzicht auf einen Onboard-Lader in dem Antriebsstrang – zu integrieren ist, um einen Ladebetrieb zu ermöglichen. Mittels des Wechselrichters mit dem dazugehörigen Stromzwischenkreis können die Ströme direkt geregelt werden und somit weniger Oberschwingungen in den Strömen verursacht werden, wodurch gleichzeitig das Verlustverhalten des elektrischen Antriebs beim Fahrbetrieb verbessert wird. Darüber hinaus reduziert der Einsatz des Wechselrichters mit dem dazugehörigen Stromzwischenkreis Oberschwingungsströme, wodurch die Netzrückwirkung beim direkten Laden des elektrischen Energiespeichers aus dem Versorgungsnetz mit einem geringeren Filteraufwand verbessert wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zwischen dem elektrischen Energiespeicher und dem Stromzwischenkreis ein Umrichter angeordnet. Dadurch kann gezielt ein Fahr- bzw. Ladestrom optimal eingestellt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Umrichter im Fahrbetrieb als Tiefsetzsteller und in einem Ladebetrieb als Hochsetzsteller eingesetzt. Der Wechselrichter wird während des Fahrbetriebs als Hochsetzsteller betrieben und ermöglicht die Auslegung der elektrischen Antriebsmaschine für höhere Spannungen. Während des Ladebetriebs wird der Wechselrichter – abhängig von einem Ladestrom – als Tiefsetzsteller eingeschaltet, um einen Arbeitspunkt bzw. den Ladestrom einzustellen. Dadurch kann der Wirkungsgrad eines Ladevorgangs des elektrischen Energiespeichers optimiert werden.
Zweckmäßigerweise weist in einer weiteren Ausführungsform der Stromzwischenkreis eine Induktivität auf. Die Verwendung einer Induktivität ist in vielerlei Hinsicht robuster im Vergleich zum Einsatz eines Zwischenkreis-Kondensators. Besonders vorteilhaft ist das Aufladen der Traktionsbatterie direkt an einem Niederspannungs-Verteilungsnetz. Dadurch kann die Ladeleistung erheblich gesteigert und gleichzeitig die erforderliche Ladezeit verkürzt werden.
Um Netzrückwirkungen – in das einspeisende Netz – zu vermindern, ist zwischen der Ladeanschlusseinrichtung und der Schaltvorrichtung für jede Phase der Drei-Phasen-Wechselspannungsquelle jeweils eine Spule geschaltet. Diese Spulen diesen der Filterung bzw. Dämpfung von Oberschwingungen des Stroms bzw. der Spannung und helfen die Vorschriften von Netzwerkbetreibern einzuhalten.
Des Weiteren ist die verwendete Wechselrichtertopologie mit einem Stromzwischenkreis mit ein- und ausschaltbaren Leistungsbauelementen vom besonderen Vorteil. Durch die Schaltmöglichkeit des selbstgeführten Wechselrichters ermöglicht eine solche Topologie die Verteilung des Zwischenkreisstroms auf die Phasen der elektrischen Maschine und die Glättungskondensatoren zur gewünschten Taktzeit. Durch die Glättungskondensatoren werden der Wechselrichter und die elektrische Maschine entkoppelt. Ein dreiphasiges symmetrisches Drehspannungssystem bildet sich an den Glättungskondensatoren, von dem die elektrische Maschine gespeist wird. Aus diesem Grund besteht die Aufgabe des Wechselrichters einerseits darin, die Kondensatoren aufzuladen sowie zu entladen, um das Drehspannungssystem zu erzeugen, andererseits auch darin die benötigten Ströme an die elektrische Maschine zu liefern. Durch die Entkopplung der elektrischen Maschine und des Wechselrichters, wirken die Glättungskondensatoren als Last für den Wechselrichter und dieser kann durch Pulsweitenmodulation im gesamten Betriebsbereich mit der durch die Schalteigenschaften der Leistungsschalter bedingten Frequenz betrieben werden. Abhängig vom Zwischenkreisstrom, der Dimensionierung der Zwischenkreisinduktivität und der Schaltfrequenz wird ein harmonischer Anteil der Spannungen an den Kondensatoren geglättet. Es treten somit keine Spannungsspitzen durch das Schalten der Leistungsschalter auf. Zusammen mit den Induktivitäten der elektrischen Maschine bilden die Glättungskondensatoren ein Filter zweiter Ordnung. Somit ist mit einem sehr viel geringerem Oberschwingungsgehalt in den Maschinenspannungen und -strömen zu rechnen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Batteriemanagement vorgesehen, welches ausgebildet ist, einzelne Regelungs- und/oder Steuerungsvorgänge der Einrichtung zu verbessern. Durch den Einsatz des Batteriemanagementsystems können die Leistungen der einzelnen Komponenten der Einrichtung optimiert werden und gleichzeitig die Verluste stark vermindert werden, indem die einzelnen Komponenten aufeinander ideal in dem jeweiligen Fahr- oder Ladebetrieb abgestimmt werden.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Batteriemanagementsystems ermöglicht es, ein Steuersignal für eine Komponente der Einrichtung abhängig von einem externen Steuersignal zu erzeugen, wenn die Einrichtung mit der Energiequelle verbunden ist. Dadurch kann das Batteriemanagementsystem die einzelnen Komponenten der Einrichtung kontrollieren und dabei von außen gesteuert werden, wenn das Kraftfahrzeug an ein Energieversorgungsnetz angeschlossen ist. Demnach wird abhängig von der Richtung des Energieflusses entweder der über die Ladeanschlusseinrichtung eingespeiste Wechselstrom gleichgerichtet, wobei er über den Wechselrichter und Stromzwischenkreis den elektrischen Energiespeicher auflädt, oder der aus dem elektrischen Energiespeicher entnommene Gleichstrom wird über den Stromzwischenkreis und den bidirektionalen Wechselrichter umgerichtet und ins Energieversorgungsnetz zurückgespeist. Das Lademanagement bzw. der Energiefluss erfolgt dabei vorteilhafterweise über das Batteriemanagementsystem.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Kraftwagen mit einer Einrichtung zum Steuern eines Energieflusses gemäß der Erfindung. Ein solcher Kraftwagen kann – sofern er in Verbindung mit einer Ladestation eines Energieversorgungsnetzes verbunden ist – als Energiepuffer dafür verwendet werden.
Noch ein weiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung eines elektrischen Energieversorgungsnetzes mit den Schritten: Anschließen einer Einrichtung oder eines Kraftwagens an ein elektrisches Energieversorgungsnetz; Speichern von elektrischer Energie in dem elektrischen Energiespeicher der Einrichtung oder des Kraftwagens während eines ersten Zeitabschnitts, und Abgeben zumindest eines Teils der gespeicherten elektrischen Energie an das Energieversorgungsnetz während eines zweiten Zeitabschnitts. Vorzugsweise handelt es sich bei dem ersten Zeitabschnitt um einen Zeitabschnitt mit einer geringen Belastung des Energieversorgungsnetzes und bei dem zweiten Zeitabschnitt um einen Zeitabschnitt hoher Belastung des Energieversorgungsnetzes.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält das externe Signal eine Information über einen Belastungszustand des Energieversorgungsnetzes, womit die Komponente der Einrichtung gesteuert wird. Dementsprechend kann eine an das Energieversorgungsnetz angeschlossene Einrichtung oder ein damit versehener Kraftwagen optimal zur Pufferung von Leistungsschwankungen des Energieversorgungsnetzes genutzt werden.
Im Folgenden werden die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt die einzige Figur skizzenhaft ein Blockdiagramm, in dem einzelne Komponenten der Einrichtung als Bauteile eines Schaltplans angedeutet sind. Die Ausführungsform zeigt eine Einrichtung zum Steuern eines Energieflusses in einem Kraftwagen. Die Funktionsweise der einzelnen Komponenten der Einrichtung wird anhand eines Lade- bwz. Fahrvorgangs beschrieben.
Über eine Ladeanschlusseinrichtung 1 wird die Einrichtung 10 mit einer Energiequelle verbunden. Bei diesem Beispiel handelt es sich um eine Dreiphasenwechselspannungsquelle V_ac1, V_ac2, V_ac3 bei der einzelne Phasen jeweils eine Spule L5, L6, L7 aufweisen. Die Spulen L5, L6, L7 sind zur Minimierung von Netzrückwirkungen vorgesehen wobei sie für eine Reduzierung von Oberschwingungsströmen beim Ladevorgang eines elektrischen Energiespeichers 6 über einen Wechselrichter 3 sorgen. Die einzelnen Phasen der Ladeanschlusseinrichtung 1 sind über eine Schaltvorrichtung 2 mit den Schaltern S4, S5, S6 mit Eingängen eines Wechselrichters 3 verbunden. Bei dem Wechselrichter 3 handelt es sich um einen bidirektional betreibbaren Wechselrichter 3. Der Wechselrichter 3 dient beim Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers 6 zum Umwandeln eines Wechselstroms aus der Dreiphasenwechselspannungsquelle V_ac1, V_ac2, V_ac3 in einen Gleichstrom IDC bzw. eine Gleichspannung, die zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers 6 über einen Stromzwischenkreis 4 erforderlich ist. Demnach arbeitet der Wechselrichter 3 im Ladebetrieb als Netzgleichrichter.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden einzelne Komponenten der Einrichtung 10 mittels eines Batteriemanagementsystems – hier nicht gezeigt – geregelt bzw. gesteuert. In der vorliegenden Ausführungsform ist zwischen dem Stromzwischenkreis 4 und dem elektrischen Energiespeicher 6 ein Umrichter 5 vorgesehen, der im Ladebetrieb als Hochsteller arbeitet. Durch die Anpassung von Ladestrom IDC und Ladespannung kann eine optimale Ladeleistung des elektrischen Energiespeichers 6 erreicht werden. In einer vereinfachten Ausführungsform kann auf den Umrichter 5 verzichtet werden, wobei der Wechselrichter 3 mit dazugehörigem Stromzwischenkreis 4 direkt mit dem elektrischen Energiespeicher 6 verbunden wird. Im Ladebetrieb ist ein elektrischer Antrieb 7 von den drei Phasen der Dreiphasenwechselspannungsquelle V_ac1, V_ac2, V_ac3 der Ladeanschlusseinrichtung 1 über die Schaltvorrichtung 2 galvanisch getrennt, so dass als weiterer Vorteil keine Rückwirkungen auf Grund des Ladebetriebs an dem elektrischen Antrieb 2 auftreten.
In einem Fahrbetrieb wird der elektrische Antrieb 7 über die Schaltvorrichtung 2 mit dem Wechselrichter 3 verbunden. Die zum Antrieb benötigte elektrische Energie wird von dem elektrischen Energiespeicher 6, beispielsweise einer Batterie C1, zur Verfügung gestellt. Dabei wird der Strom über den Umrichter 5 in den Stromzwischenkreis 4 geleitet. Der Zwischenkreisstrom IDC wird anschließend minimiert, indem der Umrichter 5 im Fahrbetrieb ausgeschaltet wird. Durch die Optimierung des Arbeitspunktes wird der Wirkungsgrad der Einrichtung 10 erhöht. Während des Fahrbetriebs arbeitet der bidirektionale Wechselrichter 3 als Fahrwechselrichter, der den Zwischenkreisstrom IDC für den elektrischen Antrieb 2 in Wechselstrom umwandelt. In der dargestellten Ausführungsform glätten in der Schaltvorrichtung 2 vorgesehene Kondensatoren C2, C3, C4 den von dem Wechselrichter 3 bereitgestellten Strom. Dadurch wird eine Verlustleistung im elektrischen Antrieb 7 verringert.
Bei einem Bremsvorgang eines Kraftwagens der mit einer solchen Einrichtung 10 ausgestattet ist, arbeitet die Einrichtung 10 im Ladebetrieb. In anderen Worten wird mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt, wobei der elektrische Antrieb 7 in diesem Fall als Generator agiert. Dadurch kann elektrische Energie rekuperiert und in dem elektrischen Energiespeicher 6 gespeichert werden. Dabei werden mittels eines Batteriemanagementsystems – nicht gezeigt – die einzelnen Komponenten der Einrichtung zur optimalen Energieaufnahme gesteuert bzw. geregelt. Mit der dargestellten Einrichtung 10 lässt sich über das Batteriemanagementsystem der Energiefluss besonders effektiv und effizient regeln. Die Einrichtung 10 kann in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform über ein Batteriemanagementsystem verfügen, dessen Steuerungs- und Regelungseingriffe zusätzlich über eine externe Steuerung ausgelöst und kontrolliert werden können. Damit eignet sich die Einrichtung 10 auch als Energiepuffer zur Integration in ein ”Smart-Grid”.
Bezugszeichenliste

1: Ladeanschlusseinrichtung
2: Schaltvorrichtung
3: Wechselrichter
4: Stromzwischenkreis
5: Umrichter
6: Energiespeicher
7: elektrischer Antrieb
10: Einrichtung
C1: elektrischer Energiespeicher, Batterie
C2, C3, C4: Kondensatoren
IDC: Gleichstrom im Stromzwischenkreis
L1, L2, ..., Ln: Induktivitäten bzw. Spulen
V_ac1, V_ac2, V_ac3: Phasen einer Dreiphasenwechselspannungsquelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2011/098307 [0007]
WO 2010/146092 A1 [0009]

Claims

Einrichtung (10) zum Steuern eines Energieflusses in einem Kraftwagen, umfassend: – einen elektrischen Antrieb (7), – einen mit dem elektrischen Antrieb (7) verbundenen bidirektional betreibbaren Wechselrichter (3) mit ein- und ausschaltbaren Leistungsbauelementen, der über – einen dazugehörigen Stromzwischenkreis (4) mit – einem elektrischen Energiespeicher (6) verbunden ist, – eine Ladeanschlusseinrichtung (1) zum Anschließen an eine externe Energiequelle, – eine Schaltvorrichtung (2) zwischen dem Wechselrichter (3) und dem elektrischen Antrieb (7), die dazu ausgebildet ist, auf ein Steuersignal hin den elektrischen Antrieb (7) vom Wechselrichter (3) zu trennen und den Wechselrichter (3) mit der Ladeanschlusseinrichtung (1) zu verbinden.
Einrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem elektrischen Energiespeicher (6) und dem Stromzwischenkreis (4) ein Umrichter (5) angeordnet ist.
Einrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umrichter (5) in einem Fahrbetrieb als Tiefsetzsteller und in einem Ladebetrieb als Hochsetzsteller betreibbar ist.
Einrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromzwischenkreis (4) eine Induktivität (L1) aufweist.
Einrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Energiequelle eine Dreiphasenwechselspannungsquelle (V_ac1, V_ac2, V_ac3) ist.
Einrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ladeanschlusseinrichtung (1) und der Schaltvorrichtung (2) für jede Phase (V_ac1, V_ac2, V_ac3) jeweils eine Spule (L5, L6, L7) geschaltet ist.
Einrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wechselrichter (3) und der Schaltvorrichtung (2) für jede Phase (V_ac1, V_ac2, V_ac3) jeweils ein Kondensator (C2, C3, C4) geschaltet ist.
Einrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Batteriemanagementsystem vorgesehen ist, welches ausgebildet ist, einzelne Regelungs- und/oder Steuerungsvorgänge der Einrichtung (10) zu optimieren.
Einrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemanagement ausgebildet ist, ein Steuersignal für eine Komponente der Einrichtung (10) abhängig von einem externen Steuersignal zu erzeugen, wenn die Einrichtung (10) mit der Energiequelle verbunden ist.
Kraftwagen mit einer Einrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Verfahren zur Stabilisierung eines elektrischen Energieversorgungsnetzes mit den Schritten: – Anschließen einer Einrichtung (10) nach einem Anspruch 1 bis 9 oder eines Kraftwagens nach Anspruch 10 an ein elektrisches Energieversorgungsnetz; – Speichern von elektrischer Energie in dem elektrischen Energiespeicher (6) der Einrichtung (10) oder des Kraftwagens während eines ersten Zeitabschnitts, und – Abgeben zumindest eines Teils der gespeicherten elektrischen Energie an das Energieversorgungsnetz während eines zweiten Zeitabschnitts.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das Kraftfahrzeug ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 10, rückbezogen auf Anspruch 9 ist, wobei das externe Signal eine Information über einen Belastungszustand des Energieversorgungsnetzes enthält, womit die Komponente der Einrichtung gesteuert wird.