DE102009017087B4 - Method for loading an energy store - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Beladen eines Energiespeichers, insbesondere einer Batterie, insbesondere einer Hochvoltbatterie, eines elektromotorisch antreibbaren Fahrzeuges, wobei im Fahrzeug ein erster Sollwert bestimmt wird, wobei die stationäre Steuerelektronik einen Strom in einen Primärleiter einprägt, an den eine Sekundärwicklung des Fahrzeuges induktiv ankoppelbar ist, insbesondere mittels Einstecken des Primärleiters in eine Ausnehmung des Fahrzeuges, um welche die Sekundärwicklung angeordnet ist, wobei die stationäre Steuerelektronik eine Regelungseinheit umfasst, die den in den Primärleiter eingeprägten Strom auf den ersten Sollwert hin regelt, der von einer im Fahrzeug angeordneten Steuerelektronik berührungslos an die Regelungseinheit der stationären Steuerelektronik übermittelt wird, wobei von Mitteln zum Batterielademanagement vorgegeben wird, ob ein stromgeregeltes oder ein spannungsgeregeltes Laden ausgeführt wird, wobei bei stromgeregeltem Laden von den Mitteln ein Stromsollwert als erster Sollwert geliefert wird oder aus der Differenz zwischen erfasstem und gewünschtem Ladestrom ein Stromsollwert bestimmt wird als der erste Sollwert, und wobei bei spannungsgeregeltem Laden von den Mitteln ein Spannungssollwert geliefert wird, der einer Regeleinheit zugeführt wird, der auch der entsprechend erfasste Spannungswert am Energiespeicher, insbesondere Ladespannung, zugeführt wird und daraus ein Stellwert bestimmt wird, der als der erste Sollwert verwendet wird, wobei der erste Sollwert, der Stromsollwert und/oder der Spannungssollwert begrenzt werden zur Einhaltung einer Stellgrenze, wobei der Elektromotor in Sternpunktschaltung betrieben wird, wobei dem Sternpunkt des Elektromotors Strom aus einem Gleichrichter zugeführt wird, der von einer Sekundärwicklung gespeist wird, wobei die Sekundärwicklung aus einer Primärwicklung berührungslos versorgt wird, wobei Ladestrom für den Energiespeicher aus einem Wechselrichter gebildet wird, über den die Statorwicklungen des Elektromotors speisbar sind mit einem Drehspannungssystem, das im motorischen Betrieb bei Speisung des Wechselrichters aus dem Energiespeicher erzeugt wird, solange die am Sternpunkt auftretende Spannung unterhalb eines ersten kritischen Wertes ist, wobei der Ladestrom dem Energiespeicher direkt aus dem Gleichrichter zugeführt wird, solange die am ...A method for loading an energy storage device, in particular a battery, in particular a high-voltage battery, an electric motor driven vehicle, wherein the vehicle a first setpoint is determined, wherein the stationary control electronics impresses a current in a primary conductor to which a secondary winding of the vehicle is inductively coupled, in particular by inserting the primary conductor in a recess of the vehicle, around which the secondary winding is arranged, wherein the stationary control electronics comprises a control unit which controls the impressed in the primary conductor current to the first set point out of a arranged in the vehicle control electronics contactlessly to the control unit the stationary control electronics is transmitted, being specified by means for battery charging management, whether a current-controlled or a voltage-controlled charging is performed, wherein in current-controlled charging of the means a Stro msollwert is supplied as a first setpoint value or from the difference between the detected and desired charging current, a current setpoint is determined as the first setpoint value, and wherein in voltage controlled charging from the means a voltage setpoint is supplied to a control unit is supplied, which is also the corresponding detected voltage value on Energy storage, in particular charging voltage, is supplied and from a control value is determined, which is used as the first setpoint, wherein the first setpoint, the current setpoint and / or the voltage setpoint are limited to maintain a control limit, wherein the electric motor is operated in star point circuit, wherein the star point of the electric motor current is supplied from a rectifier, which is fed by a secondary winding, wherein the secondary winding is supplied from a primary winding without contact, wherein charging current for the energy storage is formed by an inverter through which the St atorwicklungen the electric motor can be fed with a three-phase voltage system, which is generated during power supply of the inverter from the energy storage, as long as the voltage occurring at the neutral point is below a first critical value, the charging current is supplied to the energy storage directly from the rectifier, as long as the at the ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung und ein Verfahren zum Beladen eines Energiespeichers.The invention relates to a charging device and a method for loading an energy store.

Es ist bekannt, Elektromotoren von einem Wechselrichter zu speisen, der aus einem Energiespeicher versorgt ist, wie beispielsweise Zwischenkreiskondensator eines Umrichters. Es liegt auch nahe, bei batterieversorgten Fahrzeugen mit elektromotorischem Antrieb, den Elektromotor aus einem Wechselrichter zu speisen, der von der Batterie versorgt ist.It is known to feed electric motors from an inverter, which is supplied from an energy storage, such as DC link capacitor of an inverter. It is also obvious, for battery-powered vehicles with electric motor drive, to feed the electric motor from an inverter, which is powered by the battery.

Es ist außerdem bekannt, eine Batterie, also beispielsweise einen wiederaufladbaren Akkumulator, aus einem Ladegerät heraus aufzuladen.It is also known to charge a battery, such as a rechargeable battery, out of a charger.

Aus der WO 94/10 004 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik ein Verfahren zum Berührungslosen Laden eines Elektrofahrzeugs bekannt.From the WO 94/10 004 A1 As the closest prior art, a method for contactless charging of an electric vehicle is known.

Aus der EP 0 834 977 A2 ist eine Einrichtung zum Laden mindestens eines Akkumulators für ein Elektrofahrzeug bekannt.From the EP 0 834 977 A2 a device for charging at least one accumulator for an electric vehicle is known.

Aus der DE 10 2007 033 654 A1 ist ein System, umfassend einen Wagen und zumindest eine Basiseinheit bekannt, wobei der Wagen eine Sekundärspule umfasst.From the DE 10 2007 033 654 A1 is a system comprising a carriage and at least one base unit, the carriage comprising a secondary coil.

Aus der EP 2 034 607 A1 ist eine motorisiertes Fahrzeug bekannt.From the EP 2 034 607 A1 is a motorized vehicle known.

Aus der JP H11-98 713 A ist eine Ladevorrichtung bekannt.From the JP H11-98 713 A a charging device is known.

Aus der JP H08-165 986 A ist eine Laderegelung bekannt, wobei von Konstantstrom auf Konstantspannung umgeschaltet wird.From the JP H08-165 986 A is a charge control known, being switched from constant current to constant voltage.

Aus der DD 1 14 729 A1 ist eine Schaltungsanordnung für ein spannungsgeregeltes Stromversorgungsgerät bekannt.From the DD 1 14 729 A1 a circuit arrangement for a voltage-controlled power supply device is known.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine leistungsfähige kostengünstige Ladeschaltung für einen Energiespeicher vorzusehen.The invention is therefore based on the object to provide a powerful cost-effective charging circuit for an energy storage.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Verfahren nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention, the object is achieved in the method according to the features indicated in claim 1.

Von Vorteil ist dabei, dass zum Laden der Energiequelle ein Ladeverfahren verwendbar ist, das die Statorwicklungen des sowieso vorhandenen Elektromotors verwendet. Somit ist nicht nur eine Weitspannung als Sekundärspannung und somit als Energiequelle für die Ladeschaltung verwendbar sondern auch eine sehr kompakte Ausführung, da die Statorwicklungen des Motors verwendet werden zum Betreiben eines Ladeschaltung.The advantage here is that for charging the power source, a charging method can be used, which uses the stator windings of the existing electric motor anyway. Thus, not only is a long voltage usable as a secondary voltage and thus as an energy source for the charging circuit, but also a very compact design, since the stator windings of the motor are used to operate a charging circuit.

Erfindungsgemäß wird der Ladestrom dem Energiespeicher direkt aus dem Gleichrichter zugeführt wird, solange die am Sternpunkt auftretende Spannung oberhalb des ersten kritischen Wertes ist. Von Vorteil ist dabei, dass keine weiteren Verluste auftreten.According to the charging current is supplied to the energy storage directly from the rectifier, as long as the voltage occurring at the neutral point is above the first critical value. The advantage here is that no further losses occur.

Erfindungsgemäß wird zumindest einer der unteren Schalter des Wechselrichters in den leitenden Zustand versetzt, wodurch Strom aus dem Gleichrichter über die zugehörige Statorwicklung an das untere Potential des Energiespeichers abgeführt wird, insbesondere also der Energiespeicher vor Strom aus dem Gleichrichter geschützt wird, solange die am Sternpunkt auftretende Spannung oberhalb eines zweiten kritischen Wertes liegt, der größer ist als der erste kritische Wert und ab dessen Überschreiten der Energiespeicher mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit gefährdet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine hohe Sicherheit erreichbar ist.According to the invention, at least one of the lower switches of the inverter is set in the conductive state, whereby current is dissipated from the rectifier via the associated stator winding to the lower potential of the energy storage, so in particular the energy storage is protected from current from the rectifier, as long as the occurring at the neutral point Voltage is above a second critical value, which is greater than the first critical value and beyond which the energy storage is endangered with a certain probability. The advantage here is that a high level of security is achievable.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird ein weiterer Strompfad freigegeben, über welchen Strom aus dem Gleichrichter direkt oder über die zugehörige Statorwicklung an das untere Potential des Energiespeichers abgeführt wird, insbesondere also der Energiespeicher vor Strom aus dem Gleichrichter geschützt wird, solange die am Sternpunkt auftretende Spannung oberhalb eines dritten kritischen Wertes liegt, der größer ist als der zweite kritische Wert und ab dessen Überschreiten der Energiespeicher mit größerer Wahrscheinlichkeit gefährdet ist.In an advantageous embodiment, a further current path is released, via which current is dissipated from the rectifier directly or via the associated stator winding to the lower potential of the energy store, ie in particular the energy storage is protected from current from the rectifier, as long as the voltage occurring at the neutral point above a third critical value is greater than the second critical value and beyond which the energy storage is more likely to be at risk.

Insbesondere wobei der weitere Strompfad aus einer passiven Schaltungsanordnung gebildet ist, insbesondere wobei der weitere Strompfad einen Thyristor umfasst, in dessen Ansteuerpfad eine Zenerdiode oder ein entsprechendes Bauelement, das ein schaltschwellenartiges Verhalten aufweist, vorgesehen ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine sehr hohe Sicherheit erreichbar ist, da der Stromableitungspfad zweifach ausführbar ist.In particular, wherein the further current path is formed from a passive circuit arrangement, in particular wherein the further current path comprises a thyristor, in whose drive path a zener diode or a corresponding component which has a switching threshold-like behavior is provided. The advantage here is that a very high level of security can be achieved, since the current dissipation path is doubly executable.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Statorwicklungen mit einem Drehspannungssystem speisbar, das aus dem Energiespeicher erzeugbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein konventioneller Wechselrichter verwendbar ist, der aus drei Halbbrücken von jeweils einer Reihenschaltung von zwei Halbleiterschaltern besteht und somit eine pulsweitenmodulierte Ansteuerung zur Erzielung des motorischen oder generatorischen Betriebs der Halbleiterschalter erreichbar ist.In an advantageous embodiment, the stator windings can be fed with a three-phase voltage system that can be generated from the energy store. The advantage here is that a conventional inverter can be used, which consists of three half-bridges of one series circuit of two semiconductor switches and thus a pulse width modulated control to achieve the motor or generator operation of the semiconductor switch can be achieved.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Wechselrichter pulsweitenmoduliert oder blockkommutiert angesteuert, insbesondere zum motorischen oder generatorischen Betrieb des Elektromotors. Von Vorteil ist dabei, dass einfache Verfahren anwendbar sind.In an advantageous embodiment of the inverter is pulse width modulated or Block-commutated controlled, in particular for motor or generator operation of the electric motor. The advantage here is that simple methods are applicable.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Schalter des Wechselrichters pulsweitenmoduliert angesteuert. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache und wenig aufwendige Betriebsweise realisierbar ist, insbesondere ist auch eine Regelung der Ladespannung auf einen Sollwert hin ermöglicht, indem als Stellgröße das Pulsweitenmodulationsverhältnis verwendbar ist.In an advantageous embodiment, the switches of the inverter are controlled pulse width modulated. The advantage here is that a simple and inexpensive operation is feasible, in particular, a regulation of the charging voltage is made possible to a target value by the pulse width modulation ratio is used as a manipulated variable.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Wechselrichter mehrphasig ausgeführt und die Ansteuersignale für die Schalter des Wechselrichters synchron, zweitversetzt synchron oder asynchron ausgeführt werden. Von Vorteil ist dabei, dass bei synchroner Betriebsweise eine besonders einfache Ansteuerung ausführbar ist, bei asynchroner Betriebsweise eines gleichmäßige und unabhängige Auslastung der Halbbrücken des Wechselrichters sowie der Statorwicklungen ausführbar ist und bei synchroner Betriebsweise mit Zeitversatz eine gleichförmige Auslastung der Halbbrücken und der Statorwicklungen in einfacher Weise ermöglicht ist.In an advantageous embodiment of the inverter is designed multi-phase and the drive signals for the switches of the inverter synchronously, secondarily synchronously or asynchronously executed. The advantage here is that in synchronous operation, a particularly simple control is executable in asynchronous operation of a uniform and independent utilization of the half-bridges of the inverter and the stator windings is executed and synchronous operation with time offset a uniform utilization of the half-bridges and the stator windings in a simple manner is possible.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Nachladen des Energiespeichers zyklisch wiederholt, insbesondere das Nachladen abwechselnd mit dem motorischen oder generatorischen Betrieb des Elektromotors ausgeführt wird. Von Vorteil ist dabei, dass die Statorwicklungen nur auf das Maximum des in den Betriebsweisen auftretenden Stroms ermöglicht ist. Alternativ ist auch ein gleichzeitiges Erzeugen von Ladestrom bei motorischer und generatorischer Betriebsweise des Elektromotors ermöglicht, wobei allerdings die Statorwicklungen entsprechend stärker dimensioniert werden müssen.In an advantageous embodiment, the recharging of the energy storage is repeated cyclically, in particular the recharging is carried out alternately with the motor or generator operation of the electric motor. The advantage here is that the stator windings is only possible to the maximum of the current occurring in the modes. Alternatively, a simultaneous generation of charging current for motor and generator mode of operation of the electric motor is possible, although the stator windings must be dimensioned accordingly stronger.

Bei einer Ladevorrichtung zum Beladen eines Energiespeichers, insbesondere einer Batterie, insbesondere einer Hochvoltbatterie, eines elektromotorisch antreibbaren Fahrzeuges zur Durchführung eines vorgenannten Verfahrens ist wichtig, dass
im Fahrzeug eine Steuerelektronik mit Mitteln zur Bestimmung eines Sollwertes angeordnet ist,
wobei Datenaustauschmittel zum berührungslosen Datenaustausch zwischen der Steuerelektronik und einer stationären Steuerelektronik vorgesehen sind,
wobei die stationäre Steuerelektronik einen Strom in einen Primärleiter einprägt, an den eine Sekundärwicklung des Fahrzeuges induktiv ankoppelbar ist, insbesondere mittels Einstecken des Primärleiters in eine Ausnehmung des Fahrzeuges, um welche die Sekundärwicklung angeordnet ist,
wobei die stationäre Steuerelektronik eine Regelungseinheit umfasst, die den in den Primärleiter eingeprägten Strom auf einen Sollwert hin regelt, der von der im Fahrzeug angeordneten Steuerelektronik übermittelbar ist, insbesondere über die Datenaustauschmittel.
In a charging device for charging an energy storage device, in particular a battery, in particular a high-voltage battery, a motor-driven vehicle for carrying out an aforementioned method is important that
in the vehicle an electronic control system is arranged with means for determining a desired value,
wherein data exchange means for non-contact data exchange between the control electronics and a stationary control electronics are provided,
wherein the stationary control electronics impresses a current in a primary conductor, to which a secondary winding of the vehicle is inductively coupled, in particular by inserting the primary conductor into a recess of the vehicle about which the secondary winding is arranged,
wherein the stationary control electronics comprises a control unit which regulates the impressed in the primary conductor current to a target value, which is transmitted from the arranged in the vehicle control electronics, in particular via the data exchange means.

Von Vorteil ist dabei, dass im stationären Teil ein Stromregler vorgesehen ist, der somit nahe an der Leistungselektronik ist und schnell betreibbar ist. Der vorgegebene erste Sollwert wird hingegen bestimmt im Fahrzeug, also nahe an der Batterie und ist somit den Zustandsänderungen der Batterie zeitnah nachführbar. Insbesondere ist also kein großer Datenstrom zwischen Fahrzeug und stationärer Elektronik notwendig, da nur ein Sollwert übertragen wird. Außerdem ist im Fahrzeug die Bestimmung des Sollwertes gemäß dem jeweils durch Umschaltung aktivierten Regelverfahrens ausführbar, also in einfacher Art bei stromgeregeltem Ladeverfahren und mittels eines Spannungsreglers bei spannungsgeregeltem Ladeverfahren.The advantage here is that a current regulator is provided in the stationary part, which is thus close to the power electronics and can be operated quickly. The predetermined first set point, on the other hand, is determined in the vehicle, ie, close to the battery, and is thus trackable in a timely manner to the state changes of the battery. In particular, therefore, no large data flow between the vehicle and stationary electronics is necessary because only one setpoint is transmitted. In addition, in the vehicle, the determination of the desired value in accordance with the respectively activated by switching control method executable, so in a simple way with current-controlled charging method and by means of a voltage regulator in voltage-controlled charging method.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Sollwert von einem Umschalter übermittelt, der in der Steuerelektronik des Fahrzeuges realisiert ist,
wobei der Umschalter

  • – entweder den Sollwert von einem Stromsollwerterzeugungs-Mittel erhält, das mit Mitteln zum Batterielademanagement verbunden ist,
  • – oder als Stellgröße erhält, die von einer Spannungsregelungseinheit bestimmt wird, die mit Mitteln zur Erfassung der Spannung am Energiespeicher und mit einem Mittel zur Erzeugung eines Spannungs-Sollwerts, das mit den Mitteln zum Batterielademanagement verbunden ist, verbunden ist.
Von Vorteil ist dabei, dass je nach Ladezustand ein schnelles Aufladen mit dem stromgeregelten Ladeverfahren erreichbar ist und ein die Batterie schonendes Aufladen mit dem spannungsgeregelten Verfahren.In an advantageous embodiment, the setpoint is transmitted by a switch, which is realized in the control electronics of the vehicle,
the switch
  • Either receives the desired value from a current setpoint generation means, which is connected to means for battery charging management,
  • - or receives as a manipulated variable, which is determined by a voltage regulation unit, which is connected to means for detecting the voltage at the energy storage and with a means for generating a voltage setpoint, which is connected to the means for battery charging management.
The advantage here is that depending on the state of charge a fast charging with the current-controlled charging method is achievable and the battery gentle charging with the voltage-controlled method.

Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Beladen eines Energiespeichers sind, dass im Fahrzeug ein erster Sollwert bestimmt wird,
wobei die stationäre Steuerelektronik einen Strom in einen Primärleiter einprägt, an den eine Sekundärwicklung des Fahrzeuges induktiv ankoppelbar ist, insbesondere mittels Einstecken des Primärleiters in eine Ausnehmung des Fahrzeuges, um welche die Sekundärwicklung angeordnet ist,
wobei die stationäre Steuerelektronik eine Regelungseinheit umfasst, die den in den Primärleiter eingeprägten Strom auf den ersten Sollwert hin regelt, der von einer im Fahrzeug angeordneten Steuerelektronik berührungslos an die Regelungseinheit der stationären Steuerelektronik übermittelt wird.
Important features in the method for loading an energy store are that a first setpoint value is determined in the vehicle,
wherein the stationary control electronics impresses a current in a primary conductor, to which a secondary winding of the vehicle is inductively coupled, in particular by inserting the primary conductor into a recess of the vehicle about which the secondary winding is arranged,
wherein the stationary control electronics comprises a control unit which regulates the impressed in the primary conductor current to the first set value, which is transmitted by a control electronics arranged in the vehicle contactlessly to the control unit of the stationary control electronics.

Von Vorteil ist dabei, dass der stationäre Stromregler schnell arbeitend realisierbar ist, also einen hohen Datenstrom aufweist. Ebenso ist im Fahrzeug ein hoher Datenstrom ermöglicht zur Bestimmung des ersten Sollwertes. Aber an der Schnittstelle zur Datenübertragung, also zur berührungslosen Übermittelung des ersten Sollwertes an den stationären Teil, ist nur ein geringer Datenstrom notwendig.The advantage here is that the stationary current regulator can be realized quickly working, ie has a high data flow. Likewise is in the Vehicle allows a high data stream to determine the first setpoint. But only a small data stream is necessary at the interface for data transmission, that is to say for the non-contact transmission of the first setpoint value to the stationary part.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird von Mitteln zum Batterielademanagement vorgegeben, ob ein stromgeregeltes oder ein spannungsgeregeltes Laden ausgeführt wird,
wobei bei stromgeregeltem Laden von den Mitteln ein Stromsollwert als erster Sollwert geliefert wird oder aus der Differenz zwischen erfasstem und gewünschtem Ladestrom ein Stromsollwert bestimmt wird als der erste Sollwert,
und wobei bei spannungsgeregeltem Laden von den Mitteln ein Spannungssollwert geliefert wird, der einer Regeleinheit zugeführt wird, der auch der entsprechend erfasste Spannungswert am Energiespeicher, insbesondere Ladespannung, zugeführt wird und daraus ein Stellwert bestimmt wird, der als der erste Sollwert verwendet wird.
In an advantageous embodiment, means for battery charging management specify whether a current-controlled or a voltage-controlled charging is carried out,
wherein, in the case of current-controlled charging, a current nominal value is supplied as the first nominal value by the means or a current nominal value is determined from the difference between the detected and desired charging current than the first nominal value,
and wherein in voltage-controlled charging by the means a voltage setpoint is supplied, which is supplied to a control unit, which also the corresponding detected voltage value at the energy storage, in particular charging voltage, is supplied and from a control value is determined, which is used as the first setpoint.

Von Vorteil ist dabei, dass an den Zustand der Batterie anpassbar das jeweils vorteilige Verfahren wählbar ist.The advantage here is that adaptable to the state of the battery, the respective advantageous method is selectable.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden der erste Sollwerte, der Stromsollwert und/oder der Spannungssollwert begrenzt, insbesondere zur Einhaltung einer Stellgrenze. Von Vorteil ist dabei, dass die Stellgrenze eingehalten wird und somit der Regler ein kontrolliertes Verhalten hat.In an advantageous embodiment, the first setpoint values, the current setpoint value and / or the voltage setpoint value are limited, in particular for maintaining an adjustment limit. The advantage here is that the setting limit is met and thus the controller has a controlled behavior.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Ladevorrichtung ein Antriebssystem, das einen Elektromotor, einen Wechselrichter und zumindest einen Energiespeicher umfasst,
wobei der Elektromotor von dem Wechselrichter speisbar ist, der aus dem Energiespeicher versorgbar ist,
wobei der Elektromotor als Drehstrommotor in Sternpunktschaltung ausgeführt ist,
wobei dem Sternpunkt des Elektromotors Strom aus einem Gleichrichter zuführbar ist, der von einer Sekundärwicklung gespeist wird,
wobei die Sekundärwicklung aus einer Primärwicklung versorgbar ist, die induktiv an die Sekundärwicklung gekoppelt vorgesehen ist.
In an advantageous embodiment, the charging device comprises a drive system which comprises an electric motor, an inverter and at least one energy store,
wherein the electric motor can be fed by the inverter, which can be supplied from the energy store,
wherein the electric motor is designed as a three-phase motor in star-point connection,
wherein the star point of the electric motor current from a rectifier can be supplied, which is fed by a secondary winding,
wherein the secondary winding can be supplied from a primary winding, which is provided inductively coupled to the secondary winding.

Von Vorteil ist dabei, dass eine sehr kompakte Ladeschaltung verwirklichbar ist, wobei sogar an der Sekundärwicklung ein weit geringeres Spannungsniveau bestehen darf als die zum Laden des Energiespeichers notwendige Spannung. Denn dadurch, dass die Statorwicklung über den Wechselrichter mit dem Energiespeicher verbunden ist und somit als Induktivität für die Ladeschaltung, beispielsweise nach Art eines Buck-Converters, verwendbar ist, ist sogar ein Hochsetzen des Spannungsniveaus von der Sekundärspannung auf die notwendige Ladespannung ermöglicht. Mit anderen Worten gesagt, ist also eine Weitspannungsversorgte Ladeschaltung ermöglicht. Wenn die Sekundärspannung genügend groß ist, also über einem ersten kritischen Wert liegt, ist ein direktes Beladen der Energiespeicher aus der Sekundärwicklung ermöglicht.The advantage here is that a very compact charging circuit can be realized, even at the secondary winding may be a much lower voltage level than the voltage required to charge the energy storage. Because the fact that the stator winding is connected via the inverter to the energy storage and thus as an inductance for the charging circuit, for example in the manner of a buck converter, is usable, even a high setting of the voltage level of the secondary voltage to the required charging voltage is possible. In other words, so a long-voltage supplied charging circuit is possible. If the secondary voltage is sufficiently large, that is above a first critical value, a direct loading of the energy storage from the secondary winding is possible.

Wenn die Sekundärspannung zu groß ist, also über einem zweiten kritischen Wert liegt, ab welchem der Energiespeicher mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit gefährdet ist, ist ein Ableiten des Stromes über den Wechselrichter ermöglicht, also ein Wegleiten des Stromes vom Energiespeicher. Somit ist eine Verschlechterung, frühzeitige Alterung oder sonstige Gefährdung, wie Überhitzung des Energiespeichers vermeidbar.If the secondary voltage is too high, that is above a second critical value, from which the energy storage is endangered with a certain probability, a derivation of the current through the inverter is possible, so a routing of the current from the energy storage. Thus, a deterioration, premature aging or other hazards, such as overheating of the energy storage can be avoided.

Wenn die Sekundärspannung größer als ein dritter kritischer Wert ist, ist zusätzlich ein weiterer Strompfad freigebbar, der ohne aktive Ansteuerung ausführbar ist, über den dann der Strom mit hoher Sicherheit ableitbar ist, um den Energiespeicher sicher zu schützen, insbesondere mit einer höheren Sicherheitskategorie.If the secondary voltage is greater than a third critical value, in addition, a further current path can be released, which is executable without active control, then the current with high security can be derived to protect the energy storage safely, especially with a higher safety category.

Wenn die Sekundärspannung also unterhalb des ersten kritischen Wertes liegt, ist von Vorteil, dass die Statorwicklungen auch zumindest teilweise die Funktion eines zusätzlichen Energiespeichers aufweisen und darüber hinaus auch zur Glättung des Ladestroms beitragen.If the secondary voltage is thus below the first critical value, it is advantageous that the stator windings also at least partially have the function of an additional energy store and, moreover, also contribute to the smoothing of the charging current.

Es ist also eine Weitspannung verwendbar. Somit ist auch bei einer Verschlechterung der Kopplung oder bei einem primärseitigen Versorgungsnetz mit schwankender oder variabler Spannung ein Beladen ermöglicht. Es ist sogar Weitspannungsbetrieb ermöglicht, also das Beladen bei unterschiedlichen Versorgungsnetzen, die nicht nur in ihrer Frequenz sondern auch Effektivspannung unterschiedlich sind.So it is a wide voltage usable. Thus, a loading is possible even with a deterioration of the coupling or in a primary-side supply network with fluctuating or variable voltage. It is even wide-voltage operation allows, so the loading of different supply networks, which are different not only in their frequency but also effective voltage.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Primärwicklung aus einem Spannungs-Strom-Wandler, insbesondere Gyrator, versorgt, der von einem Wechselrichter mit einer Wechselspannung gespeist wird,
wobei der Spannungs-Strom-Wandler zumindest eine Kapazität und eine Induktivität derart umfasst, dass die zugehörige Resonanzfrequenz im Wesentlichen der Frequenz der Wechselspannung entspricht, insbesondere wobei Kapazität und Induktivität in Reihe geschaltet sind. Von Vorteil ist dabei, dass das spannungsquellenartige Verhalten des die Primärwicklung speisenden einphasigen Wechselrichters in eine stromquellenartiges Verhalten umgewandelt wird, wodurch ein im Wesentlicher konstanter Strom zur Verfügung stellbar ist. Auf diese Weise ist auch bei schwacher induktiver Kopplung ein hoher Wirkungsgrad bei der berührungslosen Energieübertragung an die Sekundärspule erreichbar.
In an advantageous embodiment, the primary winding is supplied from a voltage-current converter, in particular a gyrator, which is fed by an inverter with an alternating voltage,
wherein the voltage-current converter comprises at least one capacitor and an inductance such that the associated resonant frequency substantially corresponds to the frequency of the AC voltage, in particular wherein capacitance and inductance are connected in series. The advantage here is that the voltage source-like behavior of the primary winding feeding single-phase inverter is converted into a power source-like behavior, whereby a substantially constant current is available. In this way, even with weak inductive coupling is a high Efficiency in the contactless energy transfer to the secondary coil achievable.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird bei Überschreiten eines ersten kritischen Wertes der Spannung am Sternpunkt der Ladestrom mittels einer Diode direkt vom Gleichrichter zum oder zu den Energiespeichern ausgeführt, insbesondere wobei der erste kritische Wert der Ladespannung für den oder die Energiespeicher entspricht. Von Vorteil ist dabei, dass keine weiteren Verluste auftreten sondern die volle berührungslos übertragene Energie zum Aufladen des Energiespeichers zur Verfügung steht.In an advantageous embodiment, when a first critical value of the voltage at the neutral point is exceeded, the charging current is carried out directly by the rectifier to or from the energy stores by means of a diode, in particular wherein the first critical value corresponds to the charging voltage for the energy store (s). The advantage here is that no further losses occur but the full contactless energy is available for charging the energy storage available.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird bei Unterschreiten des ersten kritischen Wertes der Spannung am Sternpunkt der Ladestrom über mindestens eine Statorwicklung und den Wechselrichter vom Gleichrichter zum oder zu den Energiespeichern geführt wird, insbesondere wobei der der Wechselrichter zusammen mit den Statorwicklungen als Hochsetzsteller betreibbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass die niedrige Spannung an der Sekundärspule hochsetzbar ist und somit ein Aufladen trotz dieser geringen Spannung ermöglicht ist.In an advantageous embodiment, falls below the first critical value of the voltage at the neutral point of the charging current via at least one stator winding and the inverter is guided by the rectifier to or to the energy storage, in particular wherein the inverter is operable together with the stator windings as boost converter. The advantage here is that the low voltage at the secondary coil is hochsetzbar and thus charging is possible despite this low voltage.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird bei Überschreiten eines zweiten kritischen Wertes, der größer als der erste kritische Wert ist, wird ein Schalter geschlossen, über den Strom vom Sternpunkt zum unteren Potential abgeleitet wird. Von Vorteil ist dabei, dass ein Schutz der Energiespeicher vor Überladung vorsehbar ist.In an advantageous embodiment, when a second critical value is exceeded, which is greater than the first critical value, a switch is closed, is derived via the current from the neutral point to the lower potential. The advantage here is that a protection of the energy storage against overcharging is providable.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist einer der oder die Energiespeicher ein Kondensator, ein Ultracap-Kondensator oder eine Batterie. Von Vorteil ist dabei, dass je nach Bedarf eine Kapazität wählbar ist, die den Betrieb der geplanten Anwendung gewährleistet.In an advantageous embodiment, one or more energy stores is a capacitor, an ultracap capacitor or a battery. The advantage here is that, depending on requirements, a capacity is selectable, which ensures the operation of the planned application.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Statorwicklungen des Elektromotors in Sternpunktschaltung verschaltet. Von Vorteil ist dabei, dass alle Statorwicklungen in einfacher Weise als Induktivitäten der Ladeschaltung verwendbar sind. Insbesondere ist bei Verwendung des mit den Statorwicklungen verbundenen Wechselrichters als Hochsetzsteller eine Verteilung des Ladestroms auf die Statorwicklungen ermöglicht. Die ohmschen Verlustwärmeleistungen sind somit reduzierbar.In an advantageous embodiment, the stator windings of the electric motor are connected in star point circuit. The advantage here is that all stator windings can be used in a simple manner as inductors of the charging circuit. In particular, when using the inverter connected to the stator windings as a boost converter, a distribution of the charging current to the stator windings allows. The ohmic heat losses can thus be reduced.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen dem Sternpunkt und dem Gleichrichter eine zusätzliche Induktivität vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass niedrigere Schaltfrequenzen des Wechselrichters verwendbar sind zur Erzeugung von in den einzelnen Statorwicklungen gleich großem Strom, wodurch dann auch die Schaltverluste der vom Wechselrichter umfassten Halbleiterschalter reduzierbar sind. Außerdem sind größere Spannungsunterschiede zwischen Ladespannung und Spannungsniveau der Energiequelle ermöglicht. Vorteilig ist weiter, dass eine Aufteilung des Stromes auf die Statorwicklungen erfolgt kann und somit geringere Verluste erreichbar sind.In an advantageous embodiment, an additional inductance is provided between the neutral point and the rectifier. The advantage here is that lower switching frequencies of the inverter can be used to generate equal in the individual stator windings current, which then the switching losses of the semiconductor switch covered by the inverter can be reduced. In addition, larger voltage differences between charging voltage and voltage level of the power source are possible. Another advantage is that a division of the current can be done on the stator windings and thus lower losses can be achieved.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Effektivwert oder Spitzenwert der den Gleichrichter versorgenden Sekundärspannung kleiner als die Ladespannung für den Energiespeicher, insbesondere also kleiner ist als die zum Laden des Energiespeichers notwendige Spannung, insbesondere Eingangsspannung des Wechselrichters. Von Vorteil ist dabei, dass eine Weitspannungsenergiequelle verwendbar ist als den Schalter versorgende Energiequelle.In an advantageous embodiment of the RMS value or peak value of the rectifier supplying secondary voltage is smaller than the charging voltage for the energy storage, ie in particular smaller than the voltage required for charging the energy storage, in particular input voltage of the inverter. The advantage here is that a wide-voltage power source can be used as the switch supplying power source.

Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
In der 1 ist eine Vorrichtung mit einem schematischen Schaltplan gezeigt. Hierbei ist in einem Fahrzeug ein Motor M zum Antreiben des Fahrzeuges vorgesehen.
The invention will now be explained in more detail with reference to figures:
In the 1 a device with a schematic circuit diagram is shown. Here, a motor M for driving the vehicle is provided in a vehicle.

Hierbei ist aus den parallel geschalteten Energiespeichern B und C, die vorzugsweise als Batterie und/oder Kondensator ausgeführt sind, ein Wechselrichter zur Speisung des Elektromotors M vorgesehen. Die Statorwicklungen des Elektromotors M sind als Drehstromwicklung in Sternpunktschaltung ausgeführt. Somit ist der Elektromotor mit einer vom Wechselrichter bestimmbaren Speisefrequenz, also einem mit dieser Speisefrequenz drehenden Drehspannungssystem versorgbar und auf diese Weise die Drehzahl des Elektromotors steuerbar oder alternativ bei Anbringen eines Drehwinkel- oder Drehzahlsensors regelbar auf eine gewünschte Drehzahl oder ein gewünschtes Drehmoment hin.Here, from the parallel-connected energy storage B and C, which are preferably designed as a battery and / or capacitor, an inverter for feeding the electric motor M is provided. The stator windings of the electric motor M are designed as a three-phase winding in star point circuit. Thus, the electric motor with a determinable by the inverter feed frequency, that is a supply voltage rotating with this supply voltage supply and controllable in this way, the speed of the electric motor or alternatively when attaching a rotation angle or speed sensor adjustable to a desired speed or a desired torque.

Im generatorischen Betrieb ist die vom Elektromotor M erzeugte Energie über den Wechselrichter dem Energiespeicher zuführbar.In regenerative operation, the energy generated by the electric motor M can be supplied to the energy store via the inverter.

Der Wechselrichter besteht aus drei Halbbrücken, also Zweigpaaren, die jeweils eine Reihenschaltung von einem oberen und unteren ansteuerbaren Halbleiterschalter umfassen, denen wiederum jeweils eine Diode parallel zugeschaltet ist. Die Halbleiterschalter werden vorzugsweise pulsweitenmoduliert angesteuert. Die Ansteuerelektronik A erzeugt die Ansteuersignale für die Halbleiterschalter. Im motorischen Betrieb wird also dem Motor M ein Drehspannungssystem mit vorgebbarer Frequenz zugeführt und somit der Motor M in Drehbewegung versetzt.The inverter consists of three half-bridges, that is, pairs of branches, each comprising a series connection of an upper and lower controllable semiconductor switch, which in turn in each case a diode is connected in parallel. The semiconductor switches are preferably controlled pulse width modulated. The control electronics A generates the drive signals for the semiconductor switches. In motor operation, therefore, the motor M is supplied with a rotational tension system with a predefinable frequency, and thus the motor M is set in rotary motion.

Umgekehrt ist im generatorischen Betrieb Energie vom Motor über den Wechselrichter an die Energiespeicher B und C zuführbar und somit sind diese beladbar.Conversely, in regenerative operation, energy from the motor via the inverter to the Energy storage B and C can be fed and thus they are loaded.

Das Beladen des Energiespeichers ist jedoch auch bei nicht drehendem Motor M ausführbar. Wenn also beispielsweise das Fahrzeug in Parkposition ist, ist hierzu von außen eine Primärwicklung L2 in induktive Kopplung mit einer Sekundärwicklung L1 bringbar. Diese Sekundärwicklung L1 ist Teil einer Ladeeinheit 2, die steckverbunden ist mit der übrigen Motor-Umrichter-Einheit 1.However, the loading of the energy storage device can also be carried out when the motor M is not rotating. If, for example, the vehicle is in park position, a primary winding L2 can be brought into inductive coupling with a secondary winding L1 from the outside for this purpose. This secondary winding L1 is part of a charging unit 2 , which is plugged with the rest of the motor-inverter unit 1 ,

Die Primärwicklung wird gespeist von einem Gyrator G, der wiederum von einem einphasigen Wechselrichter, welcher die Schalter S1, S2, S3, S4 umfasst und welcher gespeist wird von der am Kondensator C2 anliegenden Gleichspannung. Dabei wandelt der Gyrator G das spannungsquellenartige Verhalten der Ausgangsseite des den Gyrator speisenden, einphasigen Wechselrichters um in ein stromquellenartiges Verhalten zur Primärwicklung L2 hin. Somit wird also der Strom in der Primärwicklung L2 auf einen Sollwert hin regelbar, indem die Ausgangsspannung des den Gyrator speisenden, einphasigen Wechselrichters hin auf einen Sollspannungswert hin geregelt wird. Da die Sekundärwicklung L1 induktiv gekoppelt ist an die Primärwicklung L2, wird die Stromquelle sozusagen transformatorisch übersetzt. An den Klemmen der Sekundärwicklung L1 wird also im Wesentlichen eine Stromquelle zur Verfügung gestellt oder es liegt zumindest ein stromquellenartiges Verhalten vor.The primary winding is fed by a gyrator G, which in turn is supplied by a single-phase inverter which comprises the switches S1, S2, S3, S4 and which is fed by the DC voltage applied to the capacitor C2. Here, the gyrator G converts the voltage source-like behavior of the output side of the gyrator-feeding, single-phase inverter in a power source-like behavior towards the primary winding L2 out. Thus, therefore, the current in the primary winding L2 is regulated to a desired value by the output voltage of the gyrator-feeding, single-phase inverter is regulated out to a target voltage value. Since the secondary winding L1 is inductively coupled to the primary winding L2, the current source is translated, so to speak transformer. At the terminals of the secondary winding L1 so a source of power is essentially provided or at least there is a power source-like behavior.

Zum Abschalten der zugeführten Energie ist ein Kurzschließer R parallel zur Sekundärwicklung vorgesehen. Ist dieser Kurzschließer R geöffnet, wird der Sekundär-Wechselstrom de Gleichrichter, umfassend die Dioden D2, D3, D4, D5 zugeführt und der gleichgerichtete Strom über die Diode D1 den Energiespeichern B und C zugeführt.For shutting off the supplied energy, a short-circuiter R is provided parallel to the secondary winding. If this short-circuiter R is open, the secondary alternating current de rectifier, comprising the diodes D2, D3, D4, D5 supplied and the rectified current through the diode D1 to the energy storage B and C, respectively.

Im Fall einer Überspannung oder auch zum sonstigen Schutz der Energiespeicher B und C, beispielsweise als Schutz vor Überladung, wird der Wechselrichter verwendet zum Beenden der Beladung, indem ein oder mehrere untere Schalter des Wechselrichters, also auf unterem Potential der Energiespeicher angeordnete Schalter in den leitenden Zustand versetzt werden, wodurch der gleichgerichtete Wechselstrom über den Sternpunkt SP des Motors M und die eine oder die mehreren Statorwicklungen des Motors M und den oder die unteren Schalter abgeleitet wird.In the case of an overvoltage or other protection of the energy storage B and C, for example, as protection against overcharge, the inverter is used to terminate the load by one or more lower switch of the inverter, so arranged at lower potential of the energy storage switch in the conductive Condition are derived, whereby the rectified AC across the neutral point SP of the motor M and the one or more stator windings of the motor M and the or the lower switch is derived.

Sind alle Schalter des Wechselrichters geöffnet, wird ein Teil des gleichgerichteten Wechselstroms über den Sternpunkt SP und die Statorwicklungen des Motors M den Dioden des Wechselrichters zugeführt, die den Wechselstrom gleich richten und daraus einen unipolaren Strom zur Beladung der Energiespeicher B und C zur Verfügung stellen. Dabei reduzieren die Statorwicklungen hochfrequente Anteile und tragen zur Glättung bei.When all the switches of the inverter are open, part of the rectified alternating current is supplied via the neutral point SP and the stator windings of the motor M to the diodes of the inverter, which rectify the alternating current and provide a unipolar current for charging the energy stores B and C. The stator windings reduce high-frequency components and contribute to smoothing.

Ein Aufladen der Energiespeicher ist auch dann ermöglicht, wenn die am Sternpunkt anliegende Spannung SP kleiner ist als die benötigte Ladespannung. Dann nämlich ist mittels der Induktivitäten der Statorwicklung ein Hochsetzstellerbetrieb ermöglicht. Hierzu wird der Motor mit Wechselrichter nicht nur zur bloßen Gleichrichtung verwendet sondern als Hochsetzsteller betrieben. Für diesen Zweck werden die Schalter entsprechend angesteuert, so dass am Energiespeicher eine weit höhere Spannung erzeugbar ist als der vom Gleichrichter erzeugbare Spitzenspannungswert der unipolaren Spannung. Hierbei bewirken die Induktivitäten der Statorwicklungen bei Schaltvorgängen der Halbleiterschalter des Wechselrichters zusammen und machen die Höhe der Spannung am Energiespeicher steuerbar oder bei Anbringen eines Mittels zur Erfassung der Spannung am Energiespeicher regelbar. Wichtiger Parameter ist hierbei die Schaltfrequenz der Schalter des Wechselrichters. Trotz einer Netzspannung, deren Spitzenwert und/oder Effektivwert kleiner ist als die für den Energiespeicher notwendige Ladespannung, ist also ein Aufladen des Energiespeichers ermöglicht.A charging of the energy storage is also possible if the voltage applied to the neutral point SP is smaller than the required charging voltage. Then namely by means of the inductances of the stator winding Hochsetzstellerbetrieb enabled. For this purpose, the motor with inverter is not only used for the mere rectification but operated as a boost converter. For this purpose, the switches are controlled accordingly, so that a much higher voltage can be generated at the energy store than the peak voltage value of the unipolar voltage that can be generated by the rectifier. In this case, the inductances of the stator windings during switching operations of the semiconductor switch of the inverter together and make the amount of voltage to the energy storage controllable or adjustable when attaching a means for detecting the voltage at the energy storage. An important parameter here is the switching frequency of the switches of the inverter. Despite a mains voltage whose peak value and / or effective value is smaller than the charging voltage necessary for the energy store, charging of the energy store is therefore possible.

Im motorischen und/oder generatorischen Betrieb des Motors wird der Wechselrichter derart angesteuert, dass eine Drehspannung am Motor anliegt. Dabei sind also die Ansteuersignale abhängig voneinander, so dass die Drehspannung an den Statorwicklungen anliegt. Bei dem beschriebenen Ladebetrieb und nicht antreibendem oder angetriebenem Motor M dürfen die Ansteuersignale für die Schalter der Halbbrücken unabhängig voneinander erzeugt werden.In motor and / or regenerative operation of the motor, the inverter is controlled such that a rotary voltage is applied to the motor. Thus, the drive signals are dependent on each other, so that the rotational voltage is applied to the stator windings. In the described charging operation and non-driving or driven motor M, the drive signals for the switches of the half-bridges may be generated independently of each other.

Die Ansteuerung der drei Halbbrücken, also Zweigpaare, des Wechselrichters ist dabei synchron ausführbar. Bei einer asynchronen Ausführung der Ansteuersignalen, ist eine weiter verbesserte gleichmäßigere Auslastung der Schalter ermöglicht. Asynchron bedeutet hierbei, dass die den jeweiligen Halbbrücken zugeordneten Ansteuersignalen eine verschiedene Frequenz aufweisen und somit nicht synchron zueinander sind.The control of the three half-bridges, ie branch pairs, of the inverter is synchronously executable. In an asynchronous execution of the drive signals, a further improved uniform utilization of the switch is possible. Asynchronous here means that the drive signals assigned to the respective half bridges have a different frequency and thus are not synchronous with one another.

Mittels des unipolaren Stroms, welcher beim Beladen der Energiespeichers und Hochsetzstellerbetrieb erzeugt wird, wird ein Haltemoment erzeugt im Elektromotor, insbesondere bei Ausführung als Synchronmotor.By means of the unipolar current, which is generated when loading the energy storage and boost converter operation, a holding torque is generated in the electric motor, in particular when designed as a synchronous motor.

Mittels des Schließens der unteren Schalter des Wechselrichters ist die Batterie vor Überladung oder Überspannung schätzbar.By closing the bottom switch of the inverter, the battery can be estimated against overcharging or overvoltage.

In einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist ein weiterer elektronischer Schalter vorgesehen, der zwischen dem Sternpunkt und dem unteren Potential oder alternativ zwischen einem der Motoranschlüsse und dem unteren Potential vorgesehen ist, also parallel zu einem der unteren Schalter angeordnet ist. Auf diese Weise ist die Sicherheit weiter erhöhbar. Insbesondere ist bei Ausführung dieses weiteren Schalters als Thyristor eine passive Schaltung, beispielsweise umfassend eine Zener-Diode oder dergleichen, ausführbar, mit der ein Ableiten des Stromes aus dem Sternpunkt ins untere Potential der Energiespeicher B und C ab Überschreiten einer kritischen Spannung ermöglicht ist, die größer ist als diejenige kritische Spannung, bei deren Überschreiten die unteren Schalter des Wechselrichters geschlossen werden. In a further embodiment of the invention, a further electronic switch is provided, which is provided between the neutral point and the lower potential or alternatively between one of the motor terminals and the lower potential, that is arranged parallel to one of the lower switch. In this way, the security can be further increased. In particular, when implementing this further switch as a thyristor, a passive circuit, for example comprising a Zener diode or the like, executable, with a derivation of the current from the neutral point to the lower potential of the energy storage B and C is enabled from exceeding a critical voltage, the greater than the critical voltage above which the lower switches of the inverter are closed.

In einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel werden die Schalter des Wechselrichters statt pulsweitenmoduliert blockkommutiert angesteuert von der in 1 gezeigten Ansteuerelektronik A.In a further embodiment of the invention, the switches of the inverter instead of pulse width modulated block commutated driven by the in 1 shown control electronics A.

In einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist sogar bei motorischem Betrieb des Motors M dem Energiespeicher in der beschriebenen Weise zuführbar, so dass die Kapazität des Energiespeichers langsamer aufgebraucht wird, also der obengenannte Ladestrom zur zumindest teilweisen Speisung des Wechselrichters verwendbar ist. Allerdings müssen hierzu die Statorwicklungen und die Dioden des Gleichrichters entsprechend robust dimensioniert werden.In a further embodiment of the invention, even with motor operation of the motor M can be supplied to the energy storage in the manner described, so that the capacity of the energy storage is used up more slowly, so the above charge current for at least partial power supply of the inverter is usable. However, for this purpose, the stator windings and the diodes of the rectifier must be dimensioned correspondingly robust.

In einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel sind mehrere Wechselrichter aus dem Energiespeicher versorgt, die jeweils einen Elektromotor speisen, wobei über eine Statorwicklung eines ersten oder mehrerer Elektromotoren der Energiespeicher in der oben geschilderten Weise mit jeweils einem Schalter zur gesteuerten Zufuhr von Strom an die jeweilige Statorwicklung.In a further embodiment of the invention a plurality of inverters are supplied from the energy storage, each feeding an electric motor, wherein via a stator winding of a first or more electric motors of the energy storage in the above-described manner, each with a switch for the controlled supply of electricity to the respective stator winding.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist eine zusätzliche Induktivität L zwischen Sternpunkt SP und dem Gleichrichter (D2, D3, D4, D5) eingefügt, deren Strom von einem steuerbaren Schalter beeinflussbar ist. Dabei arbeitet der Schalter im Wesentlichen einem Buck-Converter entsprechend, wobei allerdings als Induktivität zumindest die Statorwicklungen und die Induktivität L am Sternpunkt der Statorwicklungen vorgesehen ist und als Last der Wechselrichter mit Energiespeicher wirksam ist.In further embodiments of the invention, an additional inductance L between star point SP and the rectifier (D2, D3, D4, D5) is inserted, whose current can be influenced by a controllable switch. In this case, the switch essentially operates in accordance with a buck converter, wherein, however, at least the stator windings and the inductance L are provided at the star point of the stator windings as an inductance, and the inverter with energy storage is effective as the load.

Dem Schalter, vorzugsweise einem Halbeleiterschalter, ist eine Diode parallel zugeschaltet, wobei diese Parallelschaltung über die in Reihe geschalteten Diode mit dem unteren Potential der unipolaren Spannung verbunden ist.The switch, preferably a semiconductor switch, a diode is connected in parallel, said parallel circuit is connected via the diode connected in series with the lower potential of the unipolar voltage.

Auf diese Weise ist es nun ermöglicht, mittels des Schalters einen Wechselstrom dem Sternpunkt zuzuführen, so dass über die Dioden des Wechselrichters 1 dem Energiespeicher ein Ladestrom zuführbar ist. Somit ist ein Aufladen des Energiespeichers ermöglicht.In this way, it is now possible to supply an alternating current to the neutral point by means of the switch, so that via the diodes of the inverter 1 the energy storage a charging current can be supplied. Thus, a charging of the energy storage is possible.

Bei der Beladung mit über die Statorwicklungen geführtem Ladestrom wirken die Statorwicklungen auf den über den Schalter zugeführten Strom glättend und stellen auch einen zusätzlichen Energiespeicher dar.During loading with charge current conducted via the stator windings, the stator windings have a smoothing effect on the current supplied via the switch and also constitute an additional energy store.

Gemäß 1 ist sekundärseitig eine Steuerelektronik vorgesehen und auch von der Sekundärwicklung versorgbar, die den ersten Mikrocontroller MC1 und auch die Ansteuerelektronik A umfasst. Dieser steht über eine Infrarot-Schnittstelle im Datenaustausch mit einer primärseitig angeordneten, also stationär und somit nicht im Fahrzeug angeordneten Steuerelektronik, welche den zweiten Mikrocontroller MC2 umfasst.According to 1 On the secondary side, control electronics are provided and can also be supplied by the secondary winding, which includes the first microcontroller MC1 and also the control electronics A. This is via an infrared interface in the data exchange with a primary side arranged, that is stationary and thus not arranged in the vehicle control electronics, which includes the second microcontroller MC2.

An der dem Energiespeicher B, also beispielsweise eine Hochvolt-Batterie, sind Sensoren und weitere Mittel zum Batterielademanagement angeordnet. Diese erfassen Zustandsparameter des Energiespeichers B, wie beispielsweise Ladezustand und/oder Temperatur, und/oder die Mittel umfassen eine elektronische Schaltung, die aus dem Verlauf von Zustandsparametern, wie beispielsweise Verlauf des Batteriestroms oder Verlauf der Batterieklemmenspannung, Zustandsparameter des Energiespeichers B ermitteln.At the energy storage B, so for example a high-voltage battery, sensors and other means for battery charging management are arranged. These detect state parameters of the energy store B, such as state of charge and / or temperature, and / or the means comprise an electronic circuit, which determine the state parameters of the energy store B from the course of state parameters, such as the course of the battery current or the course of the battery terminal voltage.

Auf diese Weise sind die Mittel zum Batterielademanagement in der Lage, einen Sollwert für einen Ladestrom oder eine Ladespannung zum Aufladen des Energiespeichers zu ermitteln.In this way, the means for battery charging management are able to determine a desired value for a charging current or a charging voltage for charging the energy storage device.

Dieser Sollwert wird an die sekundärseitige Steuerelektronik übermittelt und gegebenenfalls an die primärseitige Steuerelektronik weiterübermittelt.This setpoint is transmitted to the secondary-side control electronics and optionally forwarded to the primary-side control electronics.

Ist der auf diese Weise übermittelte Sollwert ein Stromsollwert für Ladestrom, steuert die primärseitige Steuerelektronik den einphasigen Wechselrichter derart an, dass dieser mittels der Gyratorschaltung den in die Primärwicklung eingeprägten Strom auf den entsprechenden Wert hin geregelt wird. Hierzu wird der von einem Spannungssensor erfasste Wert der Ausgangsspannung des einphasigen Wechselrichters auf einen dem Sollwert entsprechenden Wert hin geregelt oder es wird der in die Primärwicklung eingeprägte Strom mittels eines Stromsensors erfasst und dann dieser erfasste Stromwert durch entsprechendes Stellen der Ausgangsspannung des einphasigen Wechselrichters auf den gewünschten Sollwert hin geregelt. Somit wird also ein stromgeregeltes Laden des Energiespeichers bewirkt. Dabei sind an der Regeleinheit Begrenzungsmittel vorgesehen, die den Strom, insbesondere den Sollwert, unter einem kritischen Wert halten. Somit ist der Energiespeicher geschützt vor Überstrom.If the desired value transmitted in this way is a current setpoint for charging current, the primary-side control electronics controls the single-phase inverter in such a way that it is regulated to the corresponding value by means of the gyrator circuit, the current impressed into the primary winding. For this purpose, the value of the output voltage of the single-phase inverter detected by a voltage sensor is regulated to a value corresponding to the desired value, or the current impressed into the primary winding is detected by means of a current sensor and then this detected current value is determined by appropriately setting the Output voltage of the single-phase inverter to the desired setpoint out regulated. Thus, a current-controlled charging of the energy storage is thus effected. In this case, limiting means are provided on the control unit, which keep the current, in particular the desired value, below a critical value. Thus, the energy storage is protected against overcurrent.

Ist aber der von den Mitteln zum Batterielademanagement übermittelte Sollwert ein Spannungssollwert, wird dieser einer von der sekundärseitigen Steuerelektronik umfassten Regeleinheit zugeführt, der auch die erfasste Spannung an dem Energiespeicher B zugeführt wird. Aus der Regelabweichung wird ein gewünschter Stromstellwert erzeugt, welcher dann an die primärseitige Steuerelektronik übermittelt wird. Diese regelt dann wiederum den Strom, insbesondere zunächst den in die Primärwicklung eingeprägten Strom, auf den gewünschten Sollwert hin. Auf diese Weise wird sekundärseitig ein entsprechender Ladestrom an den Energiespeicher B zugeleitet. Da entsprechend der genannten Regelabweichung der gewünschte Stromstellwert verändert wird, wird auf die beschriebene Weise dann der erfasste Spannungswert auf den gewünschten hin verändert und somit ein spannungsgeregeltes Laden des Energiespeichers bewirkt. Dabei sind an der Regeleinheit Begrenzungsmittel vorgesehen, die die Spannung, insbesondere den Sollwert, unter einem kritischen Wert halten. Somit ist der Energiespeicher geschützt vor Überspannung. Somit ist zwar primärseitig eine Stromquelle realisiert, sekundärseitig wird aber ein spannungsgeregeltes Laden des Energiespeichers ausführbar.However, if the desired value transmitted by the means for battery charging management is a voltage setpoint, this is supplied to a control unit which is encompassed by the secondary-side control electronics and to which the detected voltage at the energy store B is also supplied. From the control deviation, a desired current control value is generated, which is then transmitted to the primary-side control electronics. In turn, this regulates the current, in particular first of all the current impressed into the primary winding, to the desired desired value. In this way, a corresponding charging current is supplied to the energy storage B on the secondary side. Since the desired current control value is changed in accordance with the aforementioned control deviation, the detected voltage value is then changed to the desired value in the described manner and thus a voltage-controlled charging of the energy accumulator is effected. In this case, limiting means are provided on the control unit, which keep the voltage, in particular the desired value, below a critical value. Thus, the energy storage is protected against overvoltage. Thus, although a current source is realized on the primary side, on the secondary side, however, a voltage-controlled charging of the energy store can be carried out.

Wichtig ist dabei auch, dass die Mittel zum Batterielademanagement vorgeben, ob ein stromgeregeltes oder ein spannungsgeregeltes Laden des Energiespeichers ausgeführt werden soll. Um ein besonders schnelles Laden zu bewirken wird beispielsweise bei einem leeren Energiespeicher ein stromgeregeltes Laden ausgeführt bis der Energiespeicher etwa 80% oder gar 90% aufgeladen ist. Danach wird auf ein spannungsgeregeltes Laden umgeschaltet. Die hierzu notwendigen Umschaltemittel werden also von den Mitteln zum Batterielademanagement angesteuert.It is also important that the means for battery charging management specify whether a current-controlled or a voltage-controlled charging of the energy storage device should be performed. In order to bring about particularly rapid charging, current-regulated charging is carried out, for example, in the case of an empty energy store until the energy store is charged approximately 80% or even 90%. Then it is switched to a voltage-controlled charging. The necessary switching means are thus controlled by the means for battery charging management.

Die Mittel zum Batterielademanagement umfassen auch Überwachungsmittel, wie Sensoren zur Erfassung des Stroms in oder aus dem Energiespeicher. Bei Überschreiten kritischer Werte wird von den Mitteln ein Trennschalter derart angesteuert, dass der Energiespeicher abgetrennt und somit geschützt wird.The means for battery charging management also comprise monitoring means, such as sensors for detecting the current in or out of the energy store. When critical values are exceeded, a disconnect switch is controlled by the means in such a way that the energy store is disconnected and thus protected.

Hierzu ist in 2 das Ausführungsbeispiel schematisch näher dargestellt:
Am Energiespeicher B sind die Mittel 20 zum Batterielademanagement vorgesehen, denen die erfassten Werte an Zellenspannung U1 des Energiespeichers, also beispielsweise einer Zelle der Hochvoltbatterie, und die an den Klemmen des Energiespeichers anliegende Batteriespannung U2 zugeführt wird. Außerdem werden die mittels der Überwachungsmittel 21 erfassten Stromwerte den Mitteln 20 zugeführt, die einerseits den Schalter 22 ansteuern und somit ein Trennen des Energiespeichers B bewirken, wenn ein kritischer Wert an Spannung und/oder Strom überschritten ist.
This is in 2 the embodiment shown schematically in more detail:
At the energy storage B are the means 20 provided for battery charging management, where the detected values of cell voltage U1 of the energy storage, so for example a cell of the high-voltage battery, and supplied to the terminals of the energy storage battery voltage U2 is supplied. In addition, the means of monitoring 21 recorded current values the means 20 fed, on the one hand the switch 22 trigger and thus cause a separation of the energy storage B when a critical value of voltage and / or current is exceeded.

Aus dem Energiespeicher B werden Verbraucher 23 versorgt, wobei diese über einen Tiefsetzsteller nur mit einer niedrigen Spannung von beispielsweise 12 Volt oder 24 Volt versorgt werden. Der Energiespeicher weist eine Betriebsspannung von mehr als 200 Volt auf, insbesondere bis zu 400 Volt oder mehr.The energy store B becomes a consumer 23 supplied, which are supplied via a buck converter only with a low voltage of, for example, 12 volts or 24 volts. The energy store has an operating voltage of more than 200 volts, in particular up to 400 volts or more.

Der Ladestrom für den Energiespeicher wird von der sekundärseitigen Steuerelektronik 25 bereit gestellt, die zum Datenaustausch 32 mit einer zentralen übergeordneten Steuerung 24 verbunden ist und mit den Mitteln 20 zum Batterielademanagement. Die zentrale übergeordnete Steuerung 24 steuert auch ein Kühlaggregat an, das nicht nur zur Kühlung des Motors des Fahrzeuges und/oder einer Kühlflüssigkeit zur Kühlung des Motors vorgesehen ist sondern auch zur Kühlung des Energiespeichers in Abhängigkeit von dessen Temperaturverlauf und/oder Leistungszufuhr.The charging current for the energy storage is provided by the secondary-side control electronics 25 provided for data exchange 32 with a central higher-level control 24 connected and with the means 20 for battery charging management. The central higher-level control 24 Also controls a refrigeration unit, which is not only provided for cooling the engine of the vehicle and / or a cooling liquid for cooling the motor but also for cooling the energy storage in dependence on its temperature profile and / or power supply.

Die sekundärseitige Steuerelektronik 25 erhält über die Datenaustauschverbindung 32 den Stromsollwert von den Mitteln 20 übermittelt oder Werte, wie den erfassten Wert des Energiespeicherstroms und den Sollwert des Batteriestroms.The secondary-side control electronics 25 receives over the data exchange connection 32 the current setpoint from the means 20 or values such as the sensed value of the energy storage current and the battery current setpoint.

Daraus bestimmt der Block Stromsollwerterzeugung 29 der sekundärseitigen Steuerelektronik 25 den Stromsollwert, auf den von der primärseitigen Steuerelektronik hinzuregeln ist.From this, the block determines current setpoint generation 29 the secondary-side control electronics 25 the current setpoint, which is governed by the primary-side control electronics.

Wenn jedoch von den Mitteln zum Batterielademanagement ein Spannungssollwert geliefert wird, also ein spannungsgesteuertes Ladeverfahren ausgeführt werden soll, wird der Istwert und Sollwert für Spannung am Energiespeicher der Regeleinheit 28 zur Spannungsregelung zugeführt, die einen Stromstellwert erzeugt, der als Stromsollwert an die primärseitige Steuerelektronik übermittelbar ist, damit diese auf diesen Wert hin regeln kann.If, however, a voltage setpoint is supplied by the means for battery charging management, that is, a voltage-controlled charging method is to be executed, the actual value and setpoint value for voltage at the energy store of the control unit 28 supplied to the voltage control, which generates a current control value, which is transmitted as a current setpoint to the primary-side control electronics, so that they can regulate to this value.

Somit ist also von den Mitteln 20 vorgebbar, ob ein spannungsgeregeltes oder ein stromgeregeltes Verfahren auszuführen ist. Entsprechend dieser Vorgabe steuern dann die Umschaltemittel 26 zur Umschaltung der Regelungsart den Umschalter 27 an, der somit entweder den Stromstellwert, also Stromsollwert, der Regelungseinheit 28 zur spannungsgesteuerten Regelung oder alternativ den von dem Block Stromsollwerterzeugung 29 erzeugten Stromsollwert an die primärseitige Steuerelektronik 33 übermittelt. Dies erfolgt über eine galvanische Trennung, insbesondere Infrarot oder mittels Funkwellen.Thus, therefore, of the means 20 specifiable whether a voltage-controlled or a current-controlled method is to be executed. The switching means then control according to this specification 26 for switching the control mode the switch 27 on, thus either the current control value, ie current setpoint, the control unit 28 for voltage-controlled regulation or alternatively that of the block current setpoint generation 29 generated current setpoint to the primary-side control electronics 33 transmitted. This is done via a galvanic isolation, in particular infrared or by radio waves.

Dort in der primärseitigen Steuerelektronik 33 wird der Sollwert dann dem Stromregler, also der Ladestromregelung 30, zugeführt, der einen Stellwert erzeugt, welcher demjenigen Leistungsteil 31 zugeführt wird, das den einphasigen Wechselrichter umfasst und die nachfolgende Gyratorschaltung.There in the primary-side control electronics 33 then the setpoint is the current controller, so the charging current control 30 , supplied, which generates a control value, which the power part 31 which comprises the single-phase inverter and the subsequent gyrator circuit.

Auf diese Weise wird der Strom in der Primärwicklung auf den gewünschten Wert gestellt.In this way, the current in the primary winding is set to the desired value.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Umrichter-Motor-EinheitInverter-motor unit
22
Ladeeinheit, SekundärteilCharging unit, secondary part
33
Ladeeinheit, PrimärteilCharging unit, primary part
D1D1
Diodediode
D2D2
Diodediode
D3D3
Diodediode
D4D4
Diodediode
D5D5
Diodediode
S1S1
Schalterswitch
S2S2
Schalterswitch
S3S3
Schalterswitch
S4S4
Schalterswitch
C2C2
Kondensatorcapacitor
BB
Energiespeicher, beispielsweise BatterieEnergy storage, such as battery
CC
Energiespeicher, beispielsweise KondensatorEnergy storage, for example, capacitor
SS
Steckverbindungconnector
MM
Elektromotor in SternpunktschaltungElectric motor in star point circuit
RR
Relaisrelay
GG
Gyratorgyrator
L1L1
Sekundärinduktivitätsecondary inductance
L2L2
Primärinduktivitätprimary inductance
MC1MC1
erster Mikrocontrollerfirst microcontroller
MC2MC2
zweiter Mikrocontrollersecond microcontroller
AA
Ansteuerelektronikcontrol electronics
2020
Mittel zum BatterielademanagementMeans for battery charging management
2121
Überwachungsmittel, insbesondere StromerfassungMonitoring means, in particular current detection
2222
Schalterswitch
2323
Verbraucherconsumer
2424
zentrale übergeordnete Steuerungcentral higher-level control
2525
sekundärseitige SteuerelektronikSecondary control electronics
2626
Umschaltemittel zur Umschaltung der RegelungsartSwitching means for switching the control mode
2727
Umschalter für Umschaltung der RegelungsartSwitch for switching the control mode
2828
Regeleinheit zur SpannungsregelungControl unit for voltage regulation
2929
StromsollwerterzeugungCurrent setpoint generation
3030
LadestromregelungCharging current regulation
3131
Leistungsteil, insbesondere einphasiger WechselrichterPower unit, in particular single-phase inverter
3232
Datenaustauschdata exchange
3333
primärseitige Steuerelektronikprimary-side control electronics
U1U1
Zellenspannungcell voltage
U2U2
Batteriespannungbattery voltage

Claims (2)

Verfahren zum Beladen eines Energiespeichers, insbesondere einer Batterie, insbesondere einer Hochvoltbatterie, eines elektromotorisch antreibbaren Fahrzeuges, wobei im Fahrzeug ein erster Sollwert bestimmt wird, wobei die stationäre Steuerelektronik einen Strom in einen Primärleiter einprägt, an den eine Sekundärwicklung des Fahrzeuges induktiv ankoppelbar ist, insbesondere mittels Einstecken des Primärleiters in eine Ausnehmung des Fahrzeuges, um welche die Sekundärwicklung angeordnet ist, wobei die stationäre Steuerelektronik eine Regelungseinheit umfasst, die den in den Primärleiter eingeprägten Strom auf den ersten Sollwert hin regelt, der von einer im Fahrzeug angeordneten Steuerelektronik berührungslos an die Regelungseinheit der stationären Steuerelektronik übermittelt wird, wobei von Mitteln zum Batterielademanagement vorgegeben wird, ob ein stromgeregeltes oder ein spannungsgeregeltes Laden ausgeführt wird, wobei bei stromgeregeltem Laden von den Mitteln ein Stromsollwert als erster Sollwert geliefert wird oder aus der Differenz zwischen erfasstem und gewünschtem Ladestrom ein Stromsollwert bestimmt wird als der erste Sollwert, und wobei bei spannungsgeregeltem Laden von den Mitteln ein Spannungssollwert geliefert wird, der einer Regeleinheit zugeführt wird, der auch der entsprechend erfasste Spannungswert am Energiespeicher, insbesondere Ladespannung, zugeführt wird und daraus ein Stellwert bestimmt wird, der als der erste Sollwert verwendet wird, wobei der erste Sollwert, der Stromsollwert und/oder der Spannungssollwert begrenzt werden zur Einhaltung einer Stellgrenze, wobei der Elektromotor in Sternpunktschaltung betrieben wird, wobei dem Sternpunkt des Elektromotors Strom aus einem Gleichrichter zugeführt wird, der von einer Sekundärwicklung gespeist wird, wobei die Sekundärwicklung aus einer Primärwicklung berührungslos versorgt wird, wobei Ladestrom für den Energiespeicher aus einem Wechselrichter gebildet wird, über den die Statorwicklungen des Elektromotors speisbar sind mit einem Drehspannungssystem, das im motorischen Betrieb bei Speisung des Wechselrichters aus dem Energiespeicher erzeugt wird, solange die am Sternpunkt auftretende Spannung unterhalb eines ersten kritischen Wertes ist, wobei der Ladestrom dem Energiespeicher direkt aus dem Gleichrichter zugeführt wird, solange die am Sternpunkt auftretende Spannung oberhalb des ersten kritischen Wertes ist wobei zumindest einer der unteren Schalter des Wechselrichters in den leitenden Zustand versetzt wird, wodurch Strom aus dem Gleichrichter über die zugehörige Statorwicklung an das untere Potential des Energiespeichers abgeführt wird, insbesondere also der Energiespeicher vor Strom aus dem Gleichrichter geschützt wird, solange die am Sternpunkt auftretende Spannung oberhalb eines zweiten kritischen Wertes liegt, der größer ist als der erste kritische Wert und ab dessen Überschreiten der Energiespeicher mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit gefährdet ist.A method for loading an energy storage device, in particular a battery, in particular a high-voltage battery, an electric motor driven vehicle, wherein the vehicle a first setpoint is determined, wherein the stationary control electronics impresses a current in a primary conductor to which a secondary winding of the vehicle is inductively coupled, in particular by inserting the primary conductor in a recess of the vehicle, around which the secondary winding is arranged, wherein the stationary control electronics comprises a control unit which controls the impressed in the primary conductor current to the first set point out of a arranged in the vehicle control electronics contactlessly to the control unit the stationary control electronics is transmitted, being specified by means for battery charging management, whether a current-controlled or a voltage-controlled charging is performed, wherein in current-controlled charging of the means a Stro msollwert is supplied as a first setpoint value or from the difference between the detected and desired charging current, a current setpoint is determined as the first setpoint value, and wherein in voltage controlled charging from the means a voltage setpoint is supplied to a control unit is supplied, which is also the corresponding detected voltage value on Energy storage, in particular charging voltage, is supplied and from a control value is determined, which is used as the first setpoint, wherein the first setpoint, the current setpoint and / or the voltage setpoint are limited to maintain a control limit, wherein the electric motor is operated in star point circuit, wherein the neutral point of the electric motor current is supplied from a rectifier, which is fed by a secondary winding, wherein the secondary winding is supplied from a primary winding without contact, charging current for the energy storage is formed by an inverter, via which the St atorwicklungen the electric motor can be fed with a three-phase voltage system, which is generated during power supply of the inverter from the energy storage, as long as the voltage occurring at the neutral point is below a first critical value, the charging current is supplied to the energy storage directly from the rectifier, as long as the at the Star point voltage occurring above the first critical value is at least one of the lower switch of the inverter is set in the conductive state, whereby current is dissipated from the rectifier via the associated stator winding to the lower potential of the energy storage, ie in particular the energy storage before electricity from the Rectifier is protected as long as the voltage occurring at the neutral point is above a second critical value which is greater than the first critical value and beyond which the energy storage is endangered with a certain probability. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein weiterer Strompfad freigegeben wird, über welchen Strom aus dem Gleichrichter direkt oder über die zugehörige Statorwicklung an das untere Potential des Energiespeichers abgeführt wird, insbesondere also der Energiespeicher vor Strom aus dem Gleichrichter geschützt wird, solange die am Sternpunkt auftretende Spannung oberhalb eines dritten kritischen Wertes liegt, der größer ist als der zweite kritische Wert und ab dessen Überschreiten der Energiespeicher mit größerer Wahrscheinlichkeit gefährdet ist. insbesondere wobei der weitere Strompfad aus einer passiven Schaltungsanordnung gebildet ist, insbesondere wobei der weitere Strompfad einen Thyristor umfasst, in dessen Ansteuerpfad eine Zenerdiode oder ein entsprechendes Bauelement, das ein schaltschwellenartiges Verhalten aufweist, vorgesehen ist, und/oder dass der Wechselrichter pulsweitenmoduliert oder blockkommutiert angesteuert wird, insbesondere zum motorischen oder generatorischen Betrieb des Elektromotors, und/oder dass der Wechselrichter mehrphasig ausgeführt ist und beim Laden des Energiespeichers die Ansteuersignale für die Schalter des Wechselrichters synchron, zweitversetzt synchron oder asynchron ausgeführt werden, und/oder dass das Nachladen des Energiespeichers zyklisch wiederholt wird, insbesondere das Nachladen abwechselnd mit dem motorischen oder generatorischen Betrieb des Elektromotors ausgeführt wird.The method of claim 1, wherein a further current path is released, via which current is dissipated from the rectifier directly or via the associated stator winding to the lower potential of the energy store, ie in particular the energy storage is protected from current from the rectifier, as long as the voltage occurring at the neutral point above a third critical value which is greater than the second critical value and beyond which the energy storage is more likely to be at risk. in particular wherein the further current path is formed from a passive circuit arrangement, in particular wherein the further current path comprises a thyristor, in whose drive path a zener diode or a corresponding component which has a switching threshold-like behavior is provided, and / or that the inverter is controlled pulse width modulated or block commutated, in particular for motor or generator operation of the electric motor, and / or that the inverter is designed to be multiphase and when the energy store is being charged, the control signals for the switches of the inverter are executed synchronously, secondarily synchronously or asynchronously, and / or that the recharging of the energy storage is repeated cyclically, in particular the recharging is carried out alternately with the motor or generator operation of the electric motor.
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