DE102009027220A1 - Device for supplying an electric drive for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Versorgung eines elektrischen Antriebes für ein Kraftfahrzeug mit einem Energienetz, das mit dem Antrieb verbunden ist und eine Brennstoffzelleneinheit und wenigstens einen Energiespeichere aufweist, wobei die Brennstoffzelleneinheit und der Energiespeicher gekoppelt sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Energienetz ein erstes und ein zweites Energienetz aufweist, das erste Energienetz einen ersten Umrichter aufweist, der zwischen der Brennstoffzelleneinheit und dem Antrieb angeordnet ist, das zweite Energienetz einen zweiten Umrichter aufweist, der zwischen dem Energiespeicher und dem Antrieb angeordnet ist, und der erste Umrichter vom zweiten Umrichter entkoppelt ist.The invention relates to a device for supplying an electric drive for a motor vehicle with a power network which is connected to the drive and has a fuel cell unit and at least one energy store, wherein the fuel cell unit and the energy store are coupled. According to the invention, the energy grid has a first and a second energy network, the first energy network has a first converter, which is arranged between the fuel cell unit and the drive, the second energy network has a second converter, which is arranged between the energy store and the drive , and the first inverter is decoupled from the second inverter.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Versorgung eines elektrischen Antriebes für ein Kraftfahrzeug mit einem Energienetz, das mit dem Antrieb verbunden ist und eine Brennstoffzelleneinheit und wenigstens einen Energiespeicher aufweist, wobei die Brennstoffzelleneinheit und der Energiespeicher gekoppelt sind gemäß des Oberbegriffes von Anspruch 1.The The invention relates to a device for supplying an electrical Drive for a motor vehicle with a power grid, which is connected to the drive and a fuel cell unit and at least one energy store, wherein the fuel cell unit and the energy storage are coupled according to Preamble of claim 1.
Stand der TechnikState of the art
Aus
der Druckschrift
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen vereinfachten Aufbau zur Versorgung eines elektrischen Antriebes für ein Kraftfahrzeug zu ermöglichen, um somit eine Kostenreduzierung und gleichzeitig funktionale Vorteile des Gesamtaufbaus zu erzielen.It The object of the present invention is a simplified one Structure for supplying an electric drive for to allow a motor vehicle, thus reducing costs and at the same time achieve functional advantages of the overall structure.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 vorgeschlagen, insbesondere des kennzeichnenden Teils. In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Weiterbildungen ausgeführt. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils für sich oder in Kombination erfindungswesentlich sein.to Solution to this problem is a device with the features of claim 1, in particular of the characterizing Part. In the dependent claims are preferred Developments executed. The in the claims and in the description mentioned Characteristics essential to the invention individually or in combination be.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Energienetz ein erstes und ein zweites Energienetz aufweist, das erste Energienetz einen ersten Umrichter aufweist, der zwischen der Brennstoffzelleneinheit und dem Antrieb angeordnet ist, das zweite Energienetz einen zweiten Umrichter aufweist, der zwischen dem Energiespeicher und dem Antrieb angeordnet ist, und der erste Umrichter vom zweiten Umrichter entkoppelt ist.According to the invention provided that the energy network has a first and a second energy network, the first power grid has a first inverter, the between the fuel cell unit and the drive is arranged, the second power grid has a second inverter which is between the Energy storage and the drive is arranged, and the first inverter is decoupled from the second inverter.
Besonders vorteilhaft ist, dass eine Energieübertragung vom ersten Energienetz zum zweiten Energienetz über den Antrieb erfolgt, insbesondere während der Fahrt des Kraftfahrzeuges. Damit können die Brennstoffzelleneinheit und der Energiespeicher getrennt an den Antrieb angeschlossen werden. Ein Leistungs-DC/DC-Wandler, der normalerweise zwischen der Brennstoffzelleneinheit und dem Energiespeicher zur Energieübertragung benötigt wird, entfällt. Die Brennstoffzelleneinheit und der Energiespeicher sind direkt mit dem Antrieb verbunden.Especially It is advantageous that an energy transfer from the first Power network to the second power network via the drive, in particular while driving the motor vehicle. In order to can the fuel cell unit and the energy storage be connected separately to the drive. A power DC / DC converter, the normally between the fuel cell unit and the energy storage is required for energy transfer, deleted. The fuel cell unit and the energy storage are direct connected to the drive.
Ebenfalls ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Energieübertragung vom ersten Energienetz zum zweiten Energienetz über ein magnetisches Wechselfeld erfolgen kann. Damit ist eine kontaktlose induktive Energieübertragung möglich. Eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Energienetz und dem zweiten Energienetz kann dadurch entfallen. Bei einer extremen Energieentnahme eines Energiestranges, was zu einer unerwünscht und/oder unerwarteten Temperaturerhöhung führen kann, ist in diesem Fall vorteilhafterweise eine thermische Entkopplung zwischen den Energienetzen vorhanden. Es kann dementsprechend auf mechanische Kontakte zwischen den Energiesträngen verzichtet werden. Ebenfalls ist dadurch ein wartungsarmer Aufbau gegeben. Zudem können die Spannungsniveaus der beiden Energienetze weitestgehend unabhängig voneinander gewählt werden, was insgesamt größere Freiheitsgrade in der Auslegung der Netze bedeutet, ohne dass ein weitergehender Aufwand betrieben werden muss.Also is inventively provided that an energy transfer from the first power grid to the second power grid via magnetic alternating field can be done. This is a contactless inductive energy transfer possible. An electric Connection between the first power grid and the second power grid can be omitted. In an extreme energy extraction of a strand of energy, resulting in an undesirable and / or unexpected increase in temperature can lead in this case is advantageously one thermal decoupling exists between the energy networks. It may be due to mechanical contacts between the energy strings be waived. Also, this is a low-maintenance construction given. In addition, the voltage levels of the two energy networks can be chosen independently of each other, what overall greater degrees of freedom in the interpretation of Nets means without any further effort being made got to.
Weiterhin kann vorteilhaft sein, dass der Antrieb über ein erstes und ein zweites Wicklungssystem Verfügt, die an einem gemeinsamen Ständer angeordnet sind, wobei das erste Wicklungssystem an den ersten Umrichter und das zweite Wicklungssystem an den zweiten Umrichter gekoppelt ist. Durch diese Anordnung ist es möglich die beiden getrennten Wicklungssysteme in dem gemeinsamen elektrischen Antrieb zu integrieren. Damit kann die elektrische Maschine entweder als Antrieb oder Generator wirken und so Energie über die getrennten Wicklungen im gemeinsamen Ständer austauschen. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass auch bei stehendem Antrieb Energie von der Brennstoffzelleneinheit zum Energiespeicher über die Ständerwicklungen übertragen werden kann. Der Ständer des Antriebs wirkt hierbei als Transformator. Als ein mögliches Wicklungssystem kann ein dreiphasiges System genutzt werden, wie es typischerweise bei Fahrantrieben eingesetzt wird. Natürlich kann das Konzept auch auf andere Phasenzahlen angewendet werden. Ebenso ist die Beschaltung in keiner Weise auf eine Sternschaltung beschränkt, sondern kann auch mit Dreieckschaltungen und anderen Phasenverschaltungen eingesetzt werden. Eine Lösung eines Wicklungssystems kann aus einem klassischen genuteten Stator mit einer Zweischichtwicklung angesehen werden. Die beiden Schichten werden dann für beide Wicklungssysteme genutzt. Der Herstellungsaufwand einer solchen Wicklungsanordnung ist derselbe wie bei einer klassischen Zweischichtwicklung, nur dass doppelt so viele Anschlüsse nach Außen geführt werden. Diese beschriebene Wicklungsanordnung ist nur eine mögliche Ausführungsform. Alternativ könnten z. B. vier Schichten zum Einsatz kommen, wobei die beiden Wicklungssysteme jeweils abwechselnd eingelegt werden. Dadurch wird die magnetische Kopplung erhöht. Es ist möglich die Wicklungssysteme phasengleich anzuordnen, so dass zahlreiche Komponenten der Motorsteuerung für beide Umrichter gemeinsam genutzt werden können. Zudem kann ein gemeinsamer Sensor für die Rotorwinkellageerfassung verwendet werden. Bei einem Stillstand des Fahrzeugs und dementsprechend einem Stillstand des Antriebes, kann ein reines Wechselfeld erzeugt werden. Dies bietet den Vorteil, dass die elektrische Maschine trotz Bestromung kein Drehmoment erzeugt. Zur Verringerung von Rotorverlusten kann die Winkelfrequenz ω niedrig gewählt werden. Eine besonders hohe Winkelfrequenz ω ermöglicht es, einen hohen Anteil Streufluss zu erzeugen, der den Rotor nicht durchsetzt.Furthermore, it may be advantageous that the drive has a first and a second winding system, which are arranged on a common stator, wherein the first winding system is coupled to the first inverter and the second winding system to the second inverter. By this arrangement, it is possible to integrate the two separate winding systems in the common electric drive. Thus, the electric machine can act either as a drive or generator and so exchange energy on the separate windings in the common stand. Another advantage of this arrangement is that even with the drive power from the fuel Cell unit can be transmitted to the energy storage via the stator windings. The stator of the drive acts as a transformer. As a possible winding system, a three-phase system can be used, as is typically used in traction drives. Of course, the concept can also be applied to other phase numbers. Likewise, the wiring is in no way limited to a star connection, but can also be used with delta circuits and other phase connections. A solution of a winding system can be considered from a classic grooved stator with a two-layer winding. The two layers are then used for both winding systems. The production cost of such a winding arrangement is the same as in a classic two-layer winding, except that twice as many connections are led to the outside. This described winding arrangement is only one possible embodiment. Alternatively, z. B. four layers are used, the two winding systems are alternately inserted in each case. This increases the magnetic coupling. It is possible to arrange the winding systems in phase, so that numerous components of the motor control can be shared for both inverters. In addition, a common sensor for the rotor angle position detection can be used. At a standstill of the vehicle and accordingly a standstill of the drive, a pure alternating field can be generated. This offers the advantage that the electrical machine generates no torque despite energization. To reduce rotor losses, the angular frequency ω can be chosen low. A particularly high angular frequency ω makes it possible to generate a high proportion of stray flux that does not penetrate the rotor.
Ebenfalls ist es denkbar, dass der Antrieb über einen ersten Ständer und einen zweiten Ständer verfügt, die über einen gemeinsamen Rotor gekoppelt sind, wobei der erste Ständer an dem ersten Umrichter und der zweite Ständer an dem zweiten Umrichter angeordnet ist. Dabei sind die Ständerwicklungen verschiebbar angeordnet, so dass beliebige Überdeckungen zwischen den Ständerwicklungen und dem Rotor einstellbar sind. Ebenso ist es möglich, dass beide Ständerwicklungen verschiedene Radien aufweisen und ineinander verschoben werden können. Damit der Luftspalt bei dem Ständer mit dem größeren Radius nicht zu groß wird, sind spezielle flussführende Bauteile denkbar, die den resultierenden Luftspalt minimieren. Durch diese Anordnung kann die Kopplung der beiden Wicklungssysteme in der Art verstellt werden, wie es für den Energieaustausch zwischen der Brennstoffzelleneinheit und dem Energiespeicher vonnöten ist.Also It is conceivable that the drive has a first stand and a second stand that over coupled to a common rotor, wherein the first stator on the first inverter and the second stator on the second Inverter is arranged. Here are the stator windings slidably arranged so that any covers adjustable between the stator windings and the rotor are. It is also possible that both stator windings have different radii and can be moved into each other. Thus the air gap at the stand with the larger Radius does not get too big, are special flux-leading Components conceivable that minimize the resulting air gap. By This arrangement can be the coupling of the two winding systems in the Art be adjusted as it is for the energy exchange between the fuel cell unit and the energy storage needed is.
Es kann vorteilhaft sein, dass wenigstens eine erste elektrische Komponente an der Brennstoffzelleneinheit und eine zweite elektrische Komponente an dem Energiespeicher angeordnet sind. Dies bietet die Möglichkeit, die elektrische Versorgung von Verbrauchern mit hohem Leistungsbedarf sicherzustellen, wie dies z. B. bei einem Verdichter für die Kathodenluftversorgung der Brennstoffzelleneinheit vonnöten ist. Zudem kann durch die Nutzung von entkoppelten Komponenten mit gleicher Funktionalität eine Redundanz von Bauteilen des Gesamtsystems geschaffen werden, um eine höchstmögliche Verfügbarkeit zu erlangen. Diese können dann getrennt an der Brennstoffzelleneinheit und dem Energiespeicher angebracht werden. Ebenso kann es möglich sein, dass die betreffenden elektrischen Komponenten auf eine erste kleinere Variante und eine zweite kleinere Variante aufgeteilt werden, wobei die erste kleinere Variante an der Brennstoffzelleneinheit angeordnet und die zweite kleinere Variante an dem Energiespeicher angeordnet werden kann. Dies ermöglicht es, die Energieversorgung sicherzustellen. Weiterhin ist es denkbar, die zwei kleineren Varianten zusätzlich mechanisch zu koppeln. Dies könnte z. B. bei zwei Verdichtern der Fall sein, die durch ein pneumatisches Flügelrad gekoppelt sind.It may be advantageous that at least a first electrical component at the fuel cell unit and a second electrical component are arranged on the energy storage. This offers the possibility the electrical supply of consumers with high power requirements to ensure such as B. in a compressor for the cathode air supply of the fuel cell unit needed is. In addition, by using decoupled components with same functionality a redundancy of components of the Overall system to be created to the highest possible To obtain availability. These can then be separated attached to the fuel cell unit and the energy storage become. Likewise it may be possible that the concerned electrical components on a first smaller variant and one split second smaller variant, with the first smaller variant arranged on the fuel cell unit and the second smaller Variant can be arranged on the energy storage. this makes possible it to ensure the energy supply. Furthermore, it is conceivable to additionally mechanically couple the two smaller variants. This could be z. B. be the case with two compressors, the are coupled by a pneumatic impeller.
Ebenfalls ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Antrieb eine erste und eine zweite elektrische Maschine aufweist, insbesondere dass die erste Maschine von der zweiten Maschine getrennt ist. Dazu kann vorteilhafterweise die erste und die zweite elektrische Maschine über eine gemeinsame Welle verfügen. Die erste und die zweite elektrische Maschine können als Motor oder Generator wirken. Über die gemeinsame Welle kann so Energie ausgetauscht werden. Durch die Trennung der beiden elektrischen Maschinen ist es somit möglich, dass verschiedene elektrische Maschinen mit unterschiedlichen Leistungsdaten zur Verwendung kommen. Auch kann der Aufbau der beiden elektrischen Maschinen unterschiedlich ausgeführt sein. Dementsprechend können die für die elektrischen Maschinen benötigten ersten und zweiten Umrichter ebenfalls unterschiedlich ausgeführt sein und auf verschiedenen Leistungsdaten beruhen, da diese voneinander entkoppelt sind. Damit wird ein größtmöglicher Handlungsspielraum für den Aufbau der Vorrichtung zur Versorgung eines elektrischen Antriebes ermöglicht. Für ein Kraftfahrzeug ist es z. B. möglich, die erste elektrische Maschine an die Vorderachse des Kraftfahrzeuges anzuordnen und die zweite elektrische Maschine an die Hinterachse des Kraftfahrzeuges zu koppeln. Die erste elektrische Maschine könnte dann ein Motor sein, der über einen ersten Umrichter von einer Brennstoffzelleneinheit mit Energie versorgt wird und damit das Kraftfahrzeug antreibt. Die zweite elektrische Maschine könnte in diesem Fall ein Generator sein, der während der Fahrt des Kraftfahrzeuges den Energiespeicher über einen zweiten Umrichter mit Energie versorgt. Da die beiden elektrischen Maschinen Motor und/oder auch Generator sein können, versteht es sich von selbst, dass die zweite elektrische Maschine an der Hinterachse des Fahrzeuges ebenfalls als Motor fungieren kann, der über den Energiespeicher mit Energie versorgt wird.It is also provided according to the invention that the drive has a first and a second electric machine, in particular that the first machine is separated from the second machine. For this purpose, advantageously, the first and the second electric machine have a common shaft. The first and the second electric machine can act as a motor or generator. Energy can be exchanged via the common wave. Due to the separation of the two electrical machines, it is thus possible that different electrical machines with different performance data are used. Also, the structure of the two electrical machines can be designed differently. Accordingly, the first and second inverters required for the electric machines can also be designed differently and based on different performance data, since these are decoupled from each other. This allows the greatest possible scope for the construction of the device for supplying an electric drive. For a motor vehicle, it is z. B. possible to arrange the first electric machine to the front axle of the motor vehicle and to couple the second electric machine to the rear axle of the motor vehicle. The first electric machine could then be a motor which is supplied with energy via a first converter by a fuel cell unit and thus drives the motor vehicle. The second electric machine could in this case be a generator which supplies the energy store via a second converter with energy during the drive of the motor vehicle. Because the two electric Engine and / or generator can be, it goes without saying that the second electric machine on the rear axle of the vehicle can also act as a motor, which is powered by the energy storage with energy.
Vorteilhafterweise ist das erste Energienetz vom zweiten galvanisch getrennt. Dadurch wird es ermöglicht, dass die beiden Energienetze unabhängig voneinander konzipiert und entworfen werden. Dies kann während der Planungsphase der Vorrichtung zur Versorgung eines elektrischen Antriebes Kostenvorteile mit sich bringen. Zudem ermöglicht eine galvanische Trennung, dass im Falle eines elektrischen Ausfalles eines Energienetzes das andere davon unberührt bleibt. Zusätzliche Sicherungsmaßnahmen wie die Anbringung und Zuordnung von elektrischen Sicherungen zwischen den beiden Energienetzen können dadurch entfallen.advantageously, the first power grid is galvanically isolated from the second one. Thereby It will allow the two energy networks to be independent be designed and designed from each other. This can be done during the planning phase of the device for supplying an electrical Drive cost advantages. In addition, one allows galvanic isolation that in case of electrical failure one energy network the other remains unaffected. Additional security measures such as attachment and assignment of electrical fuses between the two energy networks can be omitted.
Ebenfalls ist es denkbar, dass eine Energieübertragung vom ersten Energienetz zum zweiten Energienetz über eine elektrische Verbindung erfolgt. Dadurch entsteht die Möglichkeit auf bekannte elektrische als auch elektronische Verfahren zur Kopplung der beiden Energienetze zurückzugreifen. Auch eine Kopplung der Brennstoffzelleneinheit und dem Energiespeicher über ein Dreiphasensystem kann dadurch ermöglicht werden. Auch der Einbau eines bidirektionalen DC/DC-Wandlers zwischen den beiden Energienetzen ermöglicht eine Energieübertragung von der Brennstoffzelleneinheit zum Energiespeicher auch bei stehendem Antrieb. Elektrische Komponenten mit hohem Leistungsbedarf können am Energiespeicher angeschlossen werden, damit diese bei einem inaktiven Antrieb mit Energie versorgt werden können. Auch ist es möglich, den DC/DC-Wandler unidirektional auszubilden, so dass nur Energie von der Brennstoffzelleneinheit zum Energiespeicher übertragen werden kann. Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass die Peripherie zum Betrieb eines Brennstoffzellensystems wahlweise von dem Energiespeicher und/oder der Brennstoffzelleneinheit versorgbar ist. Damit wird es ermöglicht, dass in jedem Betriebszustand der Vorrichtung zur Versorgung eines elektrischen Antriebes die Peripherie optimal mit Energie versorgt wird. Zudem können evtl. Ausfälle des Energiespeichers oder der Brennstoffzelleneinheit von der anderen intakten Einheit überbrückt werden.Also It is conceivable that an energy transfer from the first Power network to the second energy network via an electric Connection takes place. This creates the opportunity known electrical and electronic coupling methods of the two energy networks. Also a coupling the fuel cell unit and the energy storage over a three-phase system can be made possible. Also the installation of a bidirectional DC / DC converter between the two Energy networks enable energy transfer from the fuel cell unit to the energy storage even when stationary Drive. Electrical components with high power requirements can be used at Energy storage to be connected to an inactive Drive can be powered. It is too possible to make the DC / DC converter unidirectional, so that only transfer energy from the fuel cell unit to the energy storage can be. According to the invention, it is further provided that the periphery for operating a fuel cell system optional supplied by the energy storage and / or the fuel cell unit is. This makes it possible that in any operating condition the device for supplying an electrical drive the periphery is optimally supplied with energy. In addition, possibly failures the energy storage or the fuel cell unit of the other be bridged intact unit.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination Erfindungswesentlich sein. Es zeigen:Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the description below, with reference to the drawings several embodiments of the invention in detail are described. It can in the claims and in the description mentioned features individually by itself or in any combination essential to the invention be. Show it:
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DE102009027220A Withdrawn DE102009027220A1 (en) | 2009-06-26 | 2009-06-26 | Device for supplying an electric drive for a motor vehicle |
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---|---|
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Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2541755A1 (en) * | 2011-06-29 | 2013-01-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Drive device for a vehicle |
DE102011085731A1 (en) * | 2011-11-03 | 2013-05-08 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Electrical system |
DE102013204255A1 (en) * | 2013-03-12 | 2014-09-18 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method and device for operating a vehicle electrical system |
DE102013205413A1 (en) * | 2013-03-27 | 2014-10-02 | Robert Bosch Gmbh | Method for operating a power supply unit for a motor vehicle electrical system |
DE102013222641A1 (en) * | 2013-11-07 | 2015-05-07 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Energy storage system for an electrically powered vehicle |
EP3006254A1 (en) * | 2014-10-08 | 2016-04-13 | Nissan Motor Manufacturing (UK) Limited | Propulsion and charger system for an electric vehicle |
EP3006257A1 (en) * | 2014-10-08 | 2016-04-13 | Nissan Motor Manufacturing (UK) Limited | Control method for charger apparatus for an electric vehicle |
WO2016034259A3 (en) * | 2014-09-06 | 2016-04-28 | Daimler Ag | Drive train for a vehicle, particularly a hybrid vehicle |
DE102016118995A1 (en) * | 2016-10-06 | 2018-04-12 | Lsp Innovative Automotive Systems Gmbh | Construction of a motor / generator with associated power electronics for the controlled supply of a two-voltage on-board network with power |
DE102017204200A1 (en) * | 2017-03-14 | 2018-09-20 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Drive train and method for operating a drive train |
DE102018211815A1 (en) | 2018-07-17 | 2020-01-23 | Audi Ag | Electrical energy system with fuel cells |
DE102018211967A1 (en) * | 2018-07-18 | 2020-01-23 | Robert Bosch Gmbh | Switching device for controlling an electrical machine, electrical machine, drive arrangement |
DE102019123928A1 (en) * | 2019-09-06 | 2021-03-11 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Motor vehicle which is at least partially operated electrically with at least a first and a second electrical energy store |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103303159B (en) * | 2013-05-09 | 2015-07-29 | 常州迈控智能科技有限公司 | Electric vehicle controller and Dual Drive control method thereof |
CN103587430A (en) * | 2013-11-28 | 2014-02-19 | 蒋超 | Working method of power-driven automobile controller |
FR3081392A1 (en) * | 2018-05-28 | 2019-11-29 | Valeo Equipements Electriques Moteur | HYDROGEN TRACTION ARCHITECTURE FOR MOTOR VEHICLE |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10223117A1 (en) | 2002-05-24 | 2003-12-04 | Ballard Power Systems | Controlling energy supply to hybrid electric vehicle drive, supplements fuel cell electrical supply with current from storage battery during acceleration |
DE102008034662A1 (en) * | 2007-07-30 | 2009-02-26 | GM Global Technology Operations, Inc., Detroit | Automotive drive system used with double-ended inverter drive system for vehicle or automobile, such as sedan, wagon, truck, has inverters to drive electric motor, respectively coupled to sets of windings of electric motor |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005054041A1 (en) * | 2003-12-04 | 2005-06-16 | Renk Aktiengesellschaft | Electric steering and driving system for a lateral wheel-steering vehicle |
US7199535B2 (en) * | 2005-01-26 | 2007-04-03 | General Motors Corporation | Doubled-ended inverter drive system topology for a hybrid vehicle |
JP5145724B2 (en) * | 2007-02-14 | 2013-02-20 | トヨタ自動車株式会社 | Power supply system |
US20090033253A1 (en) * | 2007-07-30 | 2009-02-05 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Electric traction system for a vehicle having a dual winding ac traction motor |
RU2430840C1 (en) * | 2007-08-24 | 2011-10-10 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Transport facility |
-
2009
- 2009-06-26 DE DE102009027220A patent/DE102009027220A1/en not_active Withdrawn
-
2010
- 2010-05-21 WO PCT/EP2010/057023 patent/WO2010149439A2/en active Application Filing
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10223117A1 (en) | 2002-05-24 | 2003-12-04 | Ballard Power Systems | Controlling energy supply to hybrid electric vehicle drive, supplements fuel cell electrical supply with current from storage battery during acceleration |
DE102008034662A1 (en) * | 2007-07-30 | 2009-02-26 | GM Global Technology Operations, Inc., Detroit | Automotive drive system used with double-ended inverter drive system for vehicle or automobile, such as sedan, wagon, truck, has inverters to drive electric motor, respectively coupled to sets of windings of electric motor |
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2541755A1 (en) * | 2011-06-29 | 2013-01-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Drive device for a vehicle |
CN103906650B (en) * | 2011-11-03 | 2016-11-09 | 宝马股份公司 | electrical system |
DE102011085731A1 (en) * | 2011-11-03 | 2013-05-08 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Electrical system |
WO2013064486A3 (en) * | 2011-11-03 | 2013-10-24 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Electrical system |
CN103906650A (en) * | 2011-11-03 | 2014-07-02 | 宝马股份公司 | Electrical system |
US20150381084A1 (en) * | 2013-03-12 | 2015-12-31 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method and Device for Operating an On-Board Power System |
WO2014140068A3 (en) * | 2013-03-12 | 2015-07-02 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method and device for operating an on-board power system |
CN105027423A (en) * | 2013-03-12 | 2015-11-04 | 宝马股份公司 | Method and device for operating an on-board power system |
DE102013204255A1 (en) * | 2013-03-12 | 2014-09-18 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method and device for operating a vehicle electrical system |
CN105027423B (en) * | 2013-03-12 | 2018-03-30 | 宝马股份公司 | Method and apparatus for running onboard power system |
DE102013205413A1 (en) * | 2013-03-27 | 2014-10-02 | Robert Bosch Gmbh | Method for operating a power supply unit for a motor vehicle electrical system |
DE102013222641A1 (en) * | 2013-11-07 | 2015-05-07 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Energy storage system for an electrically powered vehicle |
WO2016034259A3 (en) * | 2014-09-06 | 2016-04-28 | Daimler Ag | Drive train for a vehicle, particularly a hybrid vehicle |
EP3006254A1 (en) * | 2014-10-08 | 2016-04-13 | Nissan Motor Manufacturing (UK) Limited | Propulsion and charger system for an electric vehicle |
EP3006257A1 (en) * | 2014-10-08 | 2016-04-13 | Nissan Motor Manufacturing (UK) Limited | Control method for charger apparatus for an electric vehicle |
DE102016118995A1 (en) * | 2016-10-06 | 2018-04-12 | Lsp Innovative Automotive Systems Gmbh | Construction of a motor / generator with associated power electronics for the controlled supply of a two-voltage on-board network with power |
DE102017204200A1 (en) * | 2017-03-14 | 2018-09-20 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Drive train and method for operating a drive train |
DE102018211815A1 (en) | 2018-07-17 | 2020-01-23 | Audi Ag | Electrical energy system with fuel cells |
WO2020015875A1 (en) | 2018-07-17 | 2020-01-23 | Audi Ag | Electrical energy system comprising fuel cells |
DE102018211967A1 (en) * | 2018-07-18 | 2020-01-23 | Robert Bosch Gmbh | Switching device for controlling an electrical machine, electrical machine, drive arrangement |
DE102019123928A1 (en) * | 2019-09-06 | 2021-03-11 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Motor vehicle which is at least partially operated electrically with at least a first and a second electrical energy store |
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Publication number | Publication date |
---|---|
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WO2010149439A3 (en) | 2011-10-20 |
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