DE102010019151A1 - Device for transmitting energy in combustion engine drivable motor car, has voltage conversion element whose inductor connects low voltage area and portion between switches over supply path that is different from another supply path - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Energieübertragung in einem Kraftfahrzeug.The invention relates to a method and a device for transmitting energy in a motor vehicle.
In modernen Kraftfahrzeugen besteht oftmals die Notwendigkeit, elektrische Verbraucher mit einer Versorgungsspannung zu versorgen, die für unterschiedliche Verbraucher unterschiedliche Spannungshöhen haben kann. In der Regel werden Versorgungsspannungen unterschiedlicher Spannungshöhe von verschiedenen Energiespeichern, beispielsweise Batterien, zur Verfügung gestellt. So ist bekannt, für einherkömmliches Niedrigspannungssystem Niedrigspannungsbatterien mit einer Ausgangsspannung von 12 V (herkömmliche Bordnetzbatterien) vorzusehen. Diese dienen einer Energieversorgung von beispielsweise Steuergeräten im Fahrzeug, die auf ein Spannungsniveau von 12 V ausgelegt sind. Mit der Zunahme von Steuergeräten und elektrischen Verbrauchern, insbesondere von elektrischen Verbrauchern mit einem hohen Leistungsbedarf, im Fahrzeug wurde die Idee entwickelt, eine so genannte Hochspannungsbatterie, die eine höhere Ausgangsspannung, beispielsweise 42 V, als die Niedrigspannungsbatterie aufweist, im Fahrzeug zu integrieren. Hierdurch wird z. B. bei gleichem Leistungsbedarf eine geringere Stromstärke benötigt, wodurch geringere Leitungsquerschnitte benutzt können. Hierbei sind die Niedrigspannungsbatterie und die Hochspannungsbatterie generell separat ausgebildet.In modern motor vehicles, there is often the need to provide electrical consumers with a supply voltage that can have different voltage levels for different consumers. As a rule, supply voltages of different voltage levels are provided by different energy stores, for example batteries. It is known to provide for conventional low-voltage system low-voltage batteries with an output voltage of 12 V (conventional electrical system batteries). These are used for power supply of, for example, control units in the vehicle, which are designed for a voltage level of 12 V. With the increase of control devices and electrical consumers, especially of high power electrical consumers, in the vehicle, the idea has been developed to integrate a so-called high voltage battery, which has a higher output voltage, for example 42 V, than the low voltage battery in the vehicle. As a result, z. B. at the same power consumption requires a lower current, which can be used smaller cross-sections. In this case, the low-voltage battery and the high-voltage battery are generally formed separately.
In klassischen, verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugen besteht zudem die Problematik, dass für eine Umwandlung von elektrischer Energie aus der Bordnetzbatterie in mechanische Energie (motorischer Betrieb) und für die Umwandlung von mechanischer in elektrische Energie der Bordnetzbatterie (generatorischer Betrieb) in der Regel zwei unterschiedlich ausgebildete Elektromotoren (z. B. ein Anlasser und eine Lichtmaschine) benötigt werden.In classic, internal combustion engine driven vehicles there is also the problem that for a conversion of electrical energy from the electrical system battery into mechanical energy (motor operation) and for the conversion of mechanical into electrical energy of the electrical system battery (regenerative operation) usually two differently shaped electric motors (eg a starter and an alternator) are needed.
Die
Die
Es stellt sich das technische Problem, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Energieübertragung in einem Kraftfahrzeug zu schaffen, welche einerseits eine wirkungsgradgünstige Energieübertragung ermöglichen und kostengünstig ausgeführt sind, wobei eine Energieübertragung aus einem Niedrigspannungsbereich des Bordnetzes an die Elektromaschine und/oder weitere Spannungsbereiche des Bordnetzes mit unterschiedlichen Spannungsniveaus sowie eine Energieübertragung von der Elektromaschine in den Niedrigspannungsbereich, insbesondere an die Bordnetzbatterie, und/oder die weiteren Spannungsbereiche ermöglicht wird.It raises the technical problem of providing a method and a device for transmitting energy in a motor vehicle, which on the one hand enable efficient energy transfer and are cost-effective, with an energy transfer from a low voltage range of the electrical system to the electric machine and / or other voltage ranges of the electrical system different voltage levels and energy transfer from the electric machine in the low voltage range, in particular to the electrical system battery, and / or the other voltage ranges is made possible.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich aus den Gegenständen mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 6. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution of the technical problem results from the objects with the features of
Vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zur Energieübertragung in einem Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug ein Bordnetz aufweist, wobei das Bordnetz mindestens einen Niedrigspannungsbereich mit einem ersten Spannungsniveau aufweist. An das Bordnetz sind hierbei elektrische Verbraucher des Kraftfahrzeuges, insbesondere Steuergeräte des Kraftfahrzeuges, angeschlossen. Das erste Spannungsniveau kann beispielsweise 12 V betragen. Weiter umfasst die Vorrichtung mindestens eine Elektromaschine und einender Elektromaschine zugeordneten Umrichter. Die Elektromaschine ist in einem motorischen Betrieb oder generatorischen Betrieb betreibbar. In einem motorischen Betrieb kann die Elektromaschine beispielsweise als Anlasser einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs dienen. In einem generatorischen Betrieb kann die Elektromaschine beispielsweise als Lichtmaschine eines Verbrennungskraftfahrzeuges dienen. Eine Betriebsspannung der Elektromaschine kann hierbei variabel, insbesondere höher als 12 V, sein. Vorzugsweise ist die Elektromaschine als dreiphasige Elektromaschine und der Umrichter als dreiphasiger Umrichter ausgebildet. Der Umrichter dient hierbei im motorischen Betrieb der Elektromaschine der Erzeugung einer Wechselspannung mit einer gewünschten Frequenz und einer gewünschten Amplitude aus einer Gleichspannung. Weiter dient der Umrichter im generatorischen Betrieb einer Erzeugung einer Gleichspannung mit einer gewünschten Amplitude aus einer von der Elektromaschine erzeugten Wechselspannung.Proposed is a device for transmitting energy in a motor vehicle, wherein the motor vehicle has a vehicle electrical system, wherein the electrical system has at least one low-voltage region with a first voltage level. To the electrical system in this case electrical consumers of the motor vehicle, in particular control devices of the motor vehicle, are connected. The first voltage level may be 12 V, for example. Furthermore, the device comprises at least one electric machine and a converter associated with the electric machine. The electric machine is in a motorized or regenerative mode Operation operable. In a motor operation, the electric machine can serve, for example, as a starter of an internal combustion engine of the motor vehicle. In a generator operation, the electric machine can serve, for example, as an alternator of an internal combustion vehicle. An operating voltage of the electric machine can in this case be variable, in particular higher than 12 V. Preferably, the electric machine is designed as a three-phase electric machine and the inverter as a three-phase inverter. The inverter is used in the motor operation of the electric machine of generating an alternating voltage with a desired frequency and a desired amplitude of a DC voltage. Further, the inverter is used in generator operation of generating a DC voltage having a desired amplitude from an AC voltage generated by the electric machine.
Selbstverständlich ist aber auch eine einphasige Ausbildung der Elektromaschine, beispielsweise als Gleichstrommaschine, denkbar.Of course, however, a single-phase design of the electric machine, for example as a DC machine, conceivable.
Weiter umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens einen Zwischenkreiskondensator. Hierbei ist der Zwischenkreiskondensator vorzugsweise dem Umrichter vorgeschaltet, so dass eine Betriebs- oder Eingangsspannung des Umrichters gleich der über dem Zwischenkreiskondensator abfallenden Zwischenkreisspannung ist. Auch die Zwischenkreisspannung kann variabel sein, insbesondere kann die Zwischenkreisspannung höher als 12 V sein.Furthermore, the device according to the invention comprises at least one intermediate circuit capacitor. In this case, the intermediate circuit capacitor is preferably connected upstream of the converter, so that an operating or input voltage of the converter is equal to the intermediate circuit voltage dropping across the intermediate circuit capacitor. The intermediate circuit voltage can also be variable; in particular, the intermediate circuit voltage can be higher than 12 V.
Weiter umfasst die Vorrichtung mindestens einen dem Niedrigspannungsbereich zugeordneten Energiespeicher. Dieser Energiespeicher kann insbesondere eine Batterie oder so genannte Bordnetzbatterie sein. Ohne Einschränkung wird der Energiespeicher im Folgenden als Bordnetzbatterie bezeichnet. Die Bordnetzbatterie dient hierbei einer Energieversorgung von an das Bordnetz angeschlossenen elektrischen Verbrauchern, insbesondere auch einer Energieversorgung der Elektromaschine im motorischen Betrieb. Weiter dient die Bordnetzbatterie einer Energiespeicherung, insbesondere einer Speicherung der von der Elektromaschine im generatorischen Betrieb erzeugten elektrischen Leistung.Furthermore, the device comprises at least one energy store associated with the low-voltage region. This energy storage device may in particular be a battery or so-called onboard power supply battery. Without limitation, the energy storage is referred to below as the onboard power supply battery. The vehicle power supply battery serves to supply energy to electrical consumers connected to the vehicle electrical system, in particular also to a power supply of the electric motor during engine operation. Next, the electrical system battery is an energy storage, in particular a storage of electrical power generated by the electric machine in the generator mode.
Weiter umfasst die Vorrichtung mindestens ein Element zur Spannungswandlung. Über das Element zur Spannungswandlung ist der Umrichter mit dem Niedrigspannungsbereich, insbesondere mit der Bordnetzbatterie, elektrisch gekoppelt. Das Element zur Spannungswandlung kann hierbei als so genannter Abwärts-Wandler oder als sogenannter Aufwärts-Wandler betrieben werden. Vorzugsweise ist das Element zur Spannungswandlung ein Gleichstromwandler (DC/DC-Wandler).Furthermore, the device comprises at least one element for voltage conversion. Via the element for voltage conversion, the converter is electrically coupled to the low-voltage region, in particular to the vehicle electrical system battery. The element for voltage conversion can in this case be operated as a so-called down converter or as a so-called up converter. Preferably, the voltage conversion element is a DC / DC converter.
Der Umrichter umfasst mindestens eine Halbbrücke mit zwei Leistungsschaltern, wobei ein Abschnitt der Halbbrücke zwischen den Leistungsschaltern über einen ersten elektrischen Versorgungspfad mit einer Klemme der Elektromaschine elektrisch verbunden ist. Die Leistungsschalter sind hierbei beispielsweise als MOSFET oder IGBT ausgebildet.The converter comprises at least one half bridge with two circuit breakers, wherein a portion of the half bridge between the circuit breakers is electrically connected via a first electrical supply path to a terminal of the electric machine. The power switches are in this case designed, for example, as a MOSFET or IGBT.
Erfindungsgemäß umfasst auch das Element zur Spannungswandlung mindestens zwei Leistungsschalter. Weiter umfasst das Element zur Spannungswandlung mindestens eine Induktivität. Hierbei wird unter einer Induktivität ein zumindest teilweise induktives Bauteil, beispielsweise eine Spule, verstanden. Erfindungsgemäß sind die Leistungsschalter des Elements zur Spannungswandlung die Leistungsschalter der mindestens einen Halbbrücke des Umrichters. Hierdurch ist das Element zur Spannungswandlung zumindest teilweise in den Umrichter integriert.According to the invention, the element for voltage conversion also comprises at least two power switches. Furthermore, the element for voltage conversion comprises at least one inductor. In this case, an inductance is an at least partially inductive component, for example a coil. According to the invention, the power switches of the voltage conversion element are the power switches of the at least one half-bridge of the converter. As a result, the element for voltage conversion is at least partially integrated in the inverter.
Die mindestens eine Induktivität des Elements zur Spannungswandlung ist in einem zweiten Versorgungspfad, der den Niedrigspannungsbereich und den zwischen den Leistungsschaltern der Halbbrücke liegenden Abschnitt der Halbbrücke elektrisch verbindet, angeordnet.The at least one inductance of the voltage conversion element is arranged in a second supply path, which electrically connects the low-voltage region and the section of the half-bridge lying between the circuit breakers of the half-bridge.
Erfindungsgemäß ist der zweite Versorgungspfad von dem ersten Versorgungspfad verschieden. Hierdurch ist also die mindestens eine Induktivität als individuelles Bauteil, insbesondere als von einer Induktivität der Elektromaschine separat ausgebildetes Bauteil, ausgebildet. Im Gegensatz zur
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass im generatorischen Betrieb der Elektromaschine mittels einer Steuereinheit Leistungsschalter des Elements zur Spannungswandlung derart steuerbar sind, dass von der Elektromaschine erzeugte elektrische Energie zumindest teilweise in den Niedrigspannungsbereich, also an die Bordnetzbatterie und/oder an den Niedrigspannungsbereich angeschlossene elektrische Verbraucher, übertragbar ist. Weiter sind im motorischen Betrieb mittels der Steuereinheit die Leistungsschalter des Elements zur Spannungswandlung derart steuerbar, dass eine Energie des Niedrigspannungsbereichs, insbesondere eine in der Bordnetzbatterie gespeicherte elektrische Energie, zumindest teilweise an die Elektromaschine übertragbar ist.This results in an advantageous manner that in generator operation of the electric machine by means of a control unit circuit breaker of the element for voltage conversion are controllable such that electrical energy generated by the electric machine at least partially in the low voltage range, ie to the electrical system battery and / or to the low voltage range connected electrical Consumers, is transferable. Furthermore, in motor operation by means of the control unit, the power switches of the element for voltage conversion can be controlled such that an energy of the low-voltage region, in particular an electrical energy stored in the vehicle electrical system battery, can be transmitted at least partially to the electric machine.
Die Energieübertragung ist hierbei unabhängig von Spannungsunterschieden im Bordnetz, also auch unabhängig von Spannungsunterschieden zwischen dem Niedrigspannungsbereich und einer Zwischenkreisspannung.The energy transfer here is independent of voltage differences in the electrical system, so regardless of voltage differences between the low voltage range and a DC link voltage.
Im motorischen Betrieb ist also in vorteilhafter Weise eine Energieversorgung der Elektromaschine aus der Bordnetzbatterie möglich. Wird die Elektromaschine als Anlasser, z. B. für eine Verbrennungskraftmaschine, verwendet, so muss in vorteilhafter Weise kein weiterer Energiespeicher neben der Bordnetzbatterie im Fahrzeug vorgesehen sein. Zusätzlich kann die Elektromaschine in ebenso vorteilhafter Weise die Funktionalität einer Lichtmaschine, also eines Generators, übernehmen, wobei elektrische Energie in der Bordnetzbatterie gespeichert werden kann. Die geschilderten Betriebsarten (motorischer oder generatorischer Betrieb) werden hierbei mittels des Elements zur Spannungswandlung ermöglicht. So können beispielsweise hohe, von der Elektromaschine im generatorischen Betrieb erzeugte Spannungen mittels des Elements zur Spannungswandlung in eine dem ersten Spannungsniveau gleiche Ausgangsspannung des Umrichters gewandelt werden. Ebenso können für einen Start oder einen motorischen Betrieb der Elektromaschine benötigte Spannungen mittels des Elements zur Spannungswandlung vom ersten Spannungsniveau auf ein gewünschtes, insbesondere höheres, Spannungsniveau gewandelt werden. Hierdurch ergibt sich insbesondere eine wirkungsgradgünstige Betriebsweise der Elektromaschine. Da die Leistungsschalter des Elements zur Spannungswandlung ebenfalls Leistungsschalter mindestens einer Halbbrücke des Umrichters sind, ergibt sich eine teilintegrierte Ausbildung des Elements zur Spannungswandlung. Hierdurch können in vorteilhafter Weise Herstellungskosten und Bauraumanforderungen minimiert werden.In motor operation, an energy supply of the electric machine from the vehicle electrical system battery is thus possible in an advantageous manner. If the electric machine as a starter, z. As used for an internal combustion engine, so no further energy storage must be provided in addition to the electrical system battery in the vehicle in an advantageous manner. In addition, the electric machine in an advantageous manner, the functionality of an alternator, so a generator, take over, with electrical energy can be stored in the electrical system battery. The described operating modes (motor or generator operation) are made possible here by means of the voltage conversion element. For example, high voltages generated by the electric machine during regenerative operation can be converted into a voltage equal to the first voltage level of the converter by means of the voltage conversion element. Likewise, voltages required for a start or a motor operation of the electric machine can be converted from the first voltage level to a desired, in particular higher, voltage level by means of the element for voltage conversion. This results in particular a low-efficiency operation of the electric machine. Since the circuit breakers of the element for voltage conversion are also circuit breakers of at least one half-bridge of the inverter, there is a partially integrated design of the element for voltage conversion. As a result, manufacturing costs and space requirements can be minimized in an advantageous manner.
Insbesondere im Vergleich mit der Lehre der
Eine mögliche Optimierung ist z. B. die Verwendung von Ferrit als Magnetmaterial. Motorinduktivitäten, also Induktivitäten der Elektromaschine, haben Anforderungen nach hohen Kräften bzw. Drehmomenten in ihrer Auslegung zu berücksichtigen. Insbesondere muss ein Material der Motorinduktivitäten an hohe magnetische Feldstärken angepasst ausgelegt werden, was z. B. zur Verwendung von verlustreicherem Eisen als Magnetmaterial führt. Solche Anforderungen bestehen in vorteilhafter Weise nicht bei der Auslegung bzw. Dimensionierung der mindestens einen Induktivität des Elements zur Spannungswandlung.One possible optimization is z. B. the use of ferrite as a magnetic material. Motor inductances, ie inductances of the electric machine, have to take into account requirements for high forces or torques in their design. In particular, a material of the motor inductances must be designed adapted to high magnetic field strengths, which z. B. leads to the use of more lossy iron than magnetic material. Such requirements are advantageously not in the design or dimensioning of the at least one inductance of the element for voltage conversion.
In weiter vorteilhafter Weise wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht, dass ein Lade- oder Entladestrom der Bordnetzbatterie nicht zusätzlich über die Induktivitäten, beispielsweise Wicklungen der Elektromaschine, fließen muss, was z. B. zu einem niedrigeren Maximalmoment oder zu Momentenschwankungen führen kann.In a further advantageous manner is made possible by the device according to the invention that a charging or discharging of the electrical system battery does not have to flow in addition to the inductances, such as windings of the electric machine, which z. B. can lead to a lower maximum torque or torque fluctuations.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in dem motorischen Betrieb der Elektromaschine eine Energieversorgung der Elektromaschine ausschließlich aus der Bordnetzbatterie gewährleistbar. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass eine Energieversorgung der Elektromaschine allein aus der Bordnetzbatterie heraus erfolgen kann. Hierdurch sind keine weiteren Energiespeicher zur Energieversorgung der Elektromaschine im Kraftfahrzeug anzuordnen.In an advantageous embodiment of the invention is in the motor operation of the electric machine, a power supply of the electric machine exclusively from the electrical system battery guaranteed. This results in an advantageous manner that a power supply of the electric machine can be done solely from the electrical system battery out. As a result, no further energy storage for the power supply of the electric machine in the vehicle to be arranged.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Umrichter als dreiphasiger Umrichter ausgebildet, wobei jeder Phase des Umrichters eine Halbbrücke mit jeweils zwei Leistungsschaltern zugeordnet ist. Analog der vorhergehenden Ausführungen ist ein Abschnitt zwischen den Leistungsschaltern jeder Halbbrücke über erste Versorgungspfade mit Klemmen einer dreiphasigen Elektromaschine elektrisch verbunden. Das Element zur Spannungswandlung umfasst sechs Leistungsschalter und drei Induktivitäten, wobei die sechs Leistungsschalter die jeweils zwei Leistungsschalter der Halbbrücken des Umrichters sind. Die Induktivitäten des Elements zur Spannungswandlung sind in jeweils zweiten Versorgungspfaden angeordnet, wobei die zweiten Versorgungspfade den Niedrigspannungsbereich und den zwischen den Leistungsschaltern der jeweiligen Halbbrücke liegenden Abschnitt der jeweiligen Halbbrücke elektrisch verbinden und von den ersten Versorgungspfaden verschieden sind. Durch die Ausbildung des Elements zur Spannungswandlung mit sechs Leistungsschaltern und drei Induktivitäten werden in vorteilhafter Weise die Freiheitsgrade der Steuerung im Wandlerbetrieb des Elements zur Spannungswandlung erhöht. Eine Wandlerfunktion des Elements zur Spannungswandlung wird hierbei mittels der Leistungsschalter aller Halbbrücken durchgeführt, wodurch in vorteilhafter Weise auch während einer ausgeübten Wandlungsfunktion des Elements zur Spannungswandlung eine symmetrische Ansteuerung der Elektromaschine ermöglicht wird. Vorzugsweise sind die drei Induktivitäten des Elements zur Spannungswandlung gleich ausgelegt. Im Vergleich zur Ausführungsform mit nur einer Induktivität können die jeweiligen Induktivitäten des Elements zur Spannungswandlung jedoch für kleinere Ströme ausgelegt werden.In a further embodiment, the converter is designed as a three-phase converter, wherein each phase of the converter is associated with a half-bridge, each with two circuit breakers. Analogous to the previous embodiments, a section between the circuit breakers of each half-bridge is electrically connected via first supply paths to terminals of a three-phase electric machine. The voltage conversion element comprises six power switches and three inductors, with the six power switches being the two power switches of the half bridges of the inverter respectively. The inductances of the voltage conversion element are arranged in respective second supply paths, wherein the second supply paths electrically connect the low voltage region and the portion of the respective half bridge lying between the power switches of the respective half bridge and are different from the first supply paths. The design of the voltage conversion element with six circuit breakers and three inductors advantageously increases the degrees of freedom of control in the converter operation of the voltage conversion element. A converter function of the element for voltage conversion is in this case carried out by means of the power switch of all half-bridges, whereby a symmetrical control of the electric machine is advantageously made possible even during an exercised conversion function of the element for voltage conversion. Preferably, the three inductances of the voltage conversion element are the same. In comparison to However, with only one inductance, the respective inductances of the voltage conversion element may be designed for smaller currents.
In einer weiteren Ausführungsform ist mittels der Steuereinheit ein Schalten der Leistungsschalter des Umrichters und somit auch des Elements zur Spannungswandlung in Abhängigkeit von mindestens einer gewünschten mechanischen Leistung der Elektromaschine und einer gewünschten Energieübertragung in den Niedrigspannungsbereich hinein oder aus dem Niedrigspannungssystem heraus steuerbar. Hierbei umfasst eine gewünschte mechanische Leistung der Elektromaschine eine mechanische Leistung im motorischen Betrieb, z. B. abhängig von einer gewünschten Drehzahl und einem gewünschten Drehmoment, und eine gewünschte mechanische Leistung im Generatorbetrieb, z. B. in Abhängigkeit eines gewünschten Bremsmoments der Elektromaschine. Hierbei hat die Steuereinheit im Wesentlichen zwei Aufgaben zu erfüllen. Einerseits müssen mindestens zwei Leistungsschalter des Umrichters, die gleichzeitig Leistungsschalter des Elements zur Spannungswandlung sind, derart gesteuert werden, dass eine gewünschte Energieübertragung aus dem Niedrigspannungsbereich zur Elektromaschine oder von der Elektromaschine in den Niedrigspannungsbereich hinein ermöglicht wird. Weiter muss die Steuereinheit alle Leistungsschalter des Umrichters, also auch die Leistungsschalter des Elements zur Spannungswandlung, derart steuern, dass eine gewünschte mechanische Leistung der Elektromaschine eingestellt wird. Verschiedene Verfahren zur Steuerung werden nachfolgend näher erläutert. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass eine gewünschte Energieübertragung mit gewünschter Übertragungsrichtung und gewünschter Energiemenge gleichzeitig zu einer gewünschten Betriebsweise der Elektromaschine mittels der Steuereinheit eingestellt werden kann.In a further embodiment, by means of the control unit, a switching of the power switch of the converter and thus also of the element for voltage conversion depending on at least one desired mechanical power of the electric machine and a desired energy transfer in the low voltage range or out of the low voltage system out controllable. In this case, a desired mechanical power of the electric machine comprises a mechanical power in the engine operation, for. B. depending on a desired speed and a desired torque, and a desired mechanical power in the generator mode, for. B. as a function of a desired braking torque of the electric machine. In this case, the control unit essentially has two tasks to fulfill. On the one hand, at least two power switches of the inverter, which are at the same time circuit breakers of the voltage conversion element, must be controlled so as to enable a desired energy transfer from the low voltage range to the electric machine or from the electric machine into the low voltage range. Furthermore, the control unit must control all circuit breakers of the inverter, including the power switch of the element for voltage conversion, so that a desired mechanical power of the electric machine is adjusted. Various methods of control will be explained in more detail below. The inventive device results in an advantageous manner that a desired energy transfer with desired transmission direction and desired amount of energy can be set simultaneously to a desired operation of the electric machine by means of the control unit.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Bordnetz mindestens einen Hochspannungsbereich mit einem zweiten Spannungsniveau auf, wobei das zweite Spannungsniveau höher als das erste Spannungsniveau ist. Vorzugsweise ist der Hochspannungsbereich über einen Versorgungspfad mit dem Zwischenkreiskondensator verbunden. Mittels des Elements zur Spannungswandlung kann hierbei eine (Ausgangs-)Spannung der Bordnetzbatterie, also eine Gleichspannung mit dem ersten Spannungsniveau, auf eine Spannung mit dem zweiten Spannungsniveau gewandelt werden. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise möglich, auch elektrische Verbraucher an das Bordnetz anzuschließen, die auf eine höhere Betriebsspannung als eine Ausgangsspannung der Bordnetzbatterie ausgelegt sind. Mittels des Elements zur Spannungswandlung wird hierbei in vorteilhafter Weise ermöglicht, dass elektrische Energie aus dem Niedrigspannungsbereich in den Hochspannungsbereich und/oder an die Elektromaschine übertragen wird. Gleichzeitig kann im generatorischen Betrieb der Elektromaschine elektrische Energie von der Elektromaschine in den Hochspannungsbereich und/oder in den Niedrigspannungsbereich hinein übertragen werden.In a further embodiment, the vehicle electrical system has at least one high-voltage region with a second voltage level, wherein the second voltage level is higher than the first voltage level. Preferably, the high voltage region is connected via a supply path to the DC link capacitor. By means of the element for voltage conversion in this case can be converted to a voltage with the second voltage level, a (output) voltage of the electrical system battery, ie a DC voltage with the first voltage level. This makes it possible in an advantageous manner to connect electrical loads to the electrical system, which are designed for a higher operating voltage than an output voltage of the electrical system battery. By means of the element for voltage conversion, it is advantageously possible here for electrical energy to be transferred from the low-voltage region into the high-voltage region and / or to the electric machine. At the same time, electrical energy can be transmitted from the electric machine into the high-voltage region and / or into the low-voltage region during generator operation of the electric machine.
Weiter vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Energieübertragung in einem Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug eine Vorrichtung zur Energieübertragung gemäß den vorhergehenden Erläuterungen aufweist. In einem generatorischen Betrieb der Elektromaschine steuert eine Steuereinheit Leistungsschalter des Elements zur Spannungswandlung, die gleichzeitig Leistungsschalter eines Umrichters sind, derart, dass von der Elektromaschine erzeugte elektrische Energie zumindest teilweise in den Niedrigspannungsbereich hinein, insbesondere an die Bordnetzbatterie, übertragen wird. Hierbei ermittelt eine Steuereinheit Schaltzeitpunkte der Leistungsschalter und steuert ein Schalten dieser Leistungsschalter entsprechend den berechneten Schaltzeitpunkten. Weiter steuert die Steuereinheit in einem motorischen Betrieb die Leistungsschalter des Elements zur Spannungswandlung derart, dass eine Energie des Niedrigspannungsbereich, insbesondere eine in der Bordnetzbatterie gespeicherte elektrische Energie, zumindest teilweise an die Elektromaschine übertragen wird. Hierbei kann im motorischen Betrieb der Elektromaschine eine Energieversorgung der Elektromaschine teilweise oder ausschließlich aus der Bordnetzbatterie erfolgen. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht in vorteilhafter Weise, eine Elektromaschine gleichzeitig als Motor, z. B. als Anlasser, oder als Generator, z. B. als Lichtmaschine, zu benutzen, wobei eine Energieversorgung der Elektromaschine z. B. aus einer einem Niedrigspannungsbereich des Bordnetzes zugeordneten Bordnetzbatterie teilweise oder ausschließlich erfolgen kann. Weiter kann auch die im generatorischen Betrieb erzeugte elektrische Energie in der Bordnetzbatterie gespeichert werden und/oder für eine Energieversorgung von dem Niedrigspannungsbereich zugeordnete elektrische Verbrauchern genutzt werden. Das mittels der Steuereinheit ausgeführte Verfahren zur Steuerung der Leistungsschalter ermöglicht hierbei, dass zwei verschiedene Funktionen des Umrichters gleichzeitig ausgeführt werden können. Eine erste Funktion ist hierbei eine Wandlerfunktion, wobei Schaltzeitpunkte von Leistungsschaltern des Elements zur Spannungswandlung in Abhängigkeit einer gewünschten Energieübertragung in den Niedrigspannungsbereich hinein oder aus dem Niedrigspannungsbereich heraus gesteuert werden. In einer zweiten Funktion ermöglicht das Verfahren zur Steuerung der Leistungsschalter einen Betrieb der Elektromaschine mit gewünschten Betriebsparametern wie z. B. einem gewünschten Drehmoment und/oder einer gewünschten Drehzahl.Further proposed is a method for transmitting energy in a motor vehicle, wherein the motor vehicle has a device for energy transmission according to the preceding explanations. In a generator operation of the electric machine, a control unit controls circuit breakers of the element for voltage conversion, which are also circuit breakers of an inverter, such that electrical energy generated by the electric machine is at least partially into the low-voltage area, in particular to the electrical system battery transferred. In this case, a control unit determines switching times of the power switches and controls switching of these power switches according to the calculated switching times. Further, the control unit controls in a motor operation, the power switch of the element for voltage conversion such that an energy of the low voltage region, in particular a stored in the electrical system battery electrical energy is at least partially transmitted to the electric machine. In this case, in the motor operation of the electric machine, a power supply of the electric machine can take place partially or exclusively from the onboard power supply battery. The inventive method advantageously allows an electric machine at the same time as a motor, for. B. as a starter, or as a generator, for. B. as an alternator to use, with a power supply of the electric machine z. B. can be made partially or exclusively from a low-voltage range of the electrical system associated with the vehicle electrical system battery. Furthermore, the electrical energy generated in regenerative operation can also be stored in the vehicle electrical system battery and / or used for supplying electrical power to electrical consumers assigned to the low-voltage region. The method performed by the control unit for the control of the power switch in this case allows two different functions of the inverter can be performed simultaneously. In this case, a first function is a converter function, wherein switching times of circuit breakers of the element for voltage conversion are controlled in dependence on a desired energy transfer into the low-voltage range or out of the low-voltage range. In a second function, the method of controlling the circuit breakers enables operation of the electric machine with desired operating parameters, such as, for example: B. a desired torque and / or a desired speed.
Eine Steuerung oder Regelung der Leistungsschalter kann hierbei auch über eine so genannte Steuer- oder Regelhierachie mit mehreren Ebenen erfolgen. Hierbei kann z. B. eine gewünschte Stromstärke und/oder Stromrichtung durch die mindestens eine Induktivität des Elements zur Spannungswandlung vorgegeben werden. Die Steuereinheit oder Untereinheiten der Steuereinheit bestimmen aus der gewünschten Stromstärke und/oder Stromrichtung eine mittels des Elements zur Spannungswandlung einzustellende Zwischenkreisspannung. Hieraus können wiederum Schaltzeitpunkte der Leistungsschalter des Elements zur Spannungswandlung berechnet werden. Ebenso kann die Steuereinheit oder eine Untereinheit der Steuereinheit aus gewünschten Betriebsparametern der Elektromaschine (Drehmoment, Drehzahl, Drehrichtung) eine gewünschte Klemmen-Differenz-Spannung und/oder einen gewünschten Motorstrom bestimmen. Weiter können z. B. aus den gewünschten Klemmen-Differenz-Spannungen Schaltzeitpunkte der Leistungsschalter des Umrichters berechnet werden. A control or regulation of the circuit breaker can also take place via a so-called control or Regelhierachie with multiple levels. This z. B. a desired current and / or current direction can be specified by the at least one inductance of the element for voltage conversion. The control unit or subunits of the control unit determine from the desired current intensity and / or current direction an intermediate circuit voltage to be set by means of the element for voltage conversion. From this, in turn, switching times of the power switches of the voltage conversion element can be calculated. Likewise, the control unit or a subunit of the control unit from desired operating parameters of the electric machine (torque, speed, direction of rotation) determine a desired terminal differential voltage and / or a desired motor current. Next z. B. from the desired terminal differential voltages switching times of the circuit breaker of the inverter can be calculated.
In einer weiteren Ausführungsform bestimmt eine Einheit zur Bestimmung mindestens einer mittleren Phasenspannung mindestens eine mittlere Phasenspannung des Umrichters mindestens in Abhängigkeit einer gewünschten Energieübertragung in den Niedrigspannungsbereich hinein oder aus dem Niedrigspannungsbereich heraus. Hierbei ist die mittlere Phasenspannung eine vom Element zur Spannungswandlung einzustellende Spannung. Die mittlere Phasenspannung ist also die Phasenspannung der Halbbrücke oder der Halbbrücken, die gleichzeitig die Leistungsschalter des Elements zur Spannungswandlung umfassen.In a further embodiment, a unit for determining at least one mean phase voltage determines at least one mean phase voltage of the converter at least in dependence on a desired energy transfer into the low-voltage range or out of the low-voltage range. Here, the average phase voltage is a voltage to be set by the voltage conversion element. The average phase voltage is thus the phase voltage of the half-bridge or the half-bridges which simultaneously comprise the power switches of the voltage conversion element.
Die Halbbrücke ist zwischen einem Versorgungspfad mit hoher Spannung und einem Versorgungspfad mit einer niedrigen Spannung, z. B. Masse, angeordnet. Die Phasenspannung einer Halbbrücke bezeichnet hierbei die über dem Leistungsschalter der Halbbrücke, der zwischen einem Abschnitt zwischen den Leistungsschaltern der Halbbrücke und dem Versorgungspfad mit der niedrigen Spannung angeordnet ist, abfällt.The half-bridge is between a high voltage supply path and a low voltage supply path, e.g. B. mass arranged. In this case, the phase voltage of a half-bridge denotes that across the half-bridge of the circuit breaker, which is arranged between a section between the circuit breakers of the half-bridge and the supply path with the low voltage.
Weiter bestimmt mindestens eine Einheit zur Bestimmung von mindestens einer Motorspannung der Elektromaschine eine Motorspannung der Elektromaschine mindestens in Abhängigkeit einer gewünschten mechanischen Leistung der Elektromaschine. Als Motorspannung wird hierbei eine Spannung verstanden, deren Eigenschaften (z. B. Amplitude, Frequenz, Phase) eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment und/oder eine Drehrichtung der Elektromaschine bestimmen. Ist die Elektromaschine z. B. in einer Sternschaltung verschaltet, so bezeichnen die Motorspannungen die Strangspannungen der Elektromaschine. Ist die Elektromaschine nicht in einer Sternschaltung verschaltet, so lassen sich die Motorspannungen mittels später erläuterter Verfahren berechnen. Aus den Motorspannungen lassen sich auch die Klemmen-Differenz-Spannungen der Elektromaschine herleiten, die ebenfalls eine Betriebsweise (Drehmoment, Drehzahl, Drehrichtung) der Elektromaschine bestimmen können. Mindestens eine Einheit zur Bestimmung mindestens einer Soll-Phasenspannung bestimmt eine Soll-Phasenspannung mindestens einer Halbbrücke des Umrichters mindestens in Abhängigkeit der mittleren Phasenspannung und der Motorspannung. Insbesondere kann mittels der mindestens einen Motorspannung bzw. deren Eigenschaften eine gewünschte Betriebsweise (motorischer oder generatorischer Betrieb mit einer gewünschten Drehzahl und einem gewünschten Drehmoment) eingestellt werden. Die mittlere Phasenspannung bestimmt hierbei u. a.; ob Energie von der Elektromaschine an den Niedrigspannungsbereich oder von dem Niedrigspannungsbereich an die Elektromaschine übertragen wird. Da die Leistungsschalter des Elements zur Spannungswandlung gleichzeitig Leistungsschalter des Umrichters sind, kann es hierbei zu Problemen kommen, wenn eine mittlere Phasenspannung von einer aus einer gewünschten Motorspannung bestimmten Phasenspannung abweicht.Furthermore, at least one unit for determining at least one motor voltage of the electric machine determines a motor voltage of the electric machine at least as a function of a desired mechanical power of the electric machine. In this case, the term "motor voltage" refers to a voltage whose properties (eg amplitude, frequency, phase) determine a rotational speed and / or a torque and / or a direction of rotation of the electric machine. If the electric machine z. B. connected in a star connection, the motor voltages denote the strand voltages of the electric machine. If the electric machine is not connected in a star connection, then the motor voltages can be calculated by means of later explained methods. From the motor voltages, the terminal-differential voltages of the electric machine can be derived, which can also determine a mode of operation (torque, speed, direction of rotation) of the electric machine. At least one unit for determining at least one desired phase voltage determines a nominal phase voltage of at least one half-bridge of the converter at least as a function of the average phase voltage and the motor voltage. In particular, by means of the at least one motor voltage or its properties a desired mode of operation (motor or generator operation with a desired speed and a desired torque) can be set. The mean phase voltage determines u. al .; Whether energy is transferred from the electric machine to the low voltage range or from the low voltage range to the electric machine. Since the circuit breakers of the voltage conversion element are at the same time circuit breakers of the converter, problems may arise when a mean phase voltage deviates from a phase voltage determined from a desired motor voltage.
Um diese Probleme zu vermeiden, bestimmt die Einheit zur Bestimmung mindestens einer Soll-Phasenspannung die endgültig einzustellende Soll-Phasenspannung des Umrichters, insbesondere auch der Phasenspannung der mindestens einen Halbbrücke, die gleichzeitig Leistungsschalter des Elements zur Spannungswandlung und des Umrichters umfasst, in Abhängigkeit der ermittelten mittleren Phasenspannung und der mindestens einen Motorspannung. Hierbei ergeben sich unterschiedliche Verfahren zur Bestimmung der mindestens einen Soll-Phasenspannung.In order to avoid these problems, the unit for determining at least one desired phase voltage determines the final setpoint phase voltage of the converter, in particular also the phase voltage of the at least one half-bridge, which simultaneously comprises power switches of the element for voltage conversion and of the converter, depending on the determined average phase voltage and the at least one motor voltage. This results in different methods for determining the at least one desired phase voltage.
Ist beispielsweise die Elektromaschine eine dreiphasige Elektromaschine, der Umrichter ein dreiphasiger Umrichter und umfasst nur eine erste Halbbrücke, die einer ersten Phase der Elektromaschine zugeordnet ist, Leistungsschalter, die gleichzeitig Leistungsschalter des Elements zur Spannungswandlung sind, so kann die Einheit zur Bestimmung mindestens einer Soll-Phasenspannung in einem ersten Betriebsmodus die Soll-Phasenspannung der ersten Halbbrücke gleich der von der mindestens einen Einheit zur Bestimmung einer mittleren Phasenspannung bestimmten mittleren Phasenspannung setzen. Gleichzeitig kann die Einheit zur Bestimmung mindestens einer Soll-Phasenspannung die Soll-Phasenspannung der zweiten Halbbrücke als eine Summe aus der mittleren Phasenspannung der ersten Halbbrücke (Soll-Phasenspannung der ersten Halbbrücke) und einer gewünschten Klemmen-Differenz-Spannung zwischen der an die erste Halbbrücke des Umrichters angeschlossenen Klemme der Elektromaschine und der an die zweite Halbbrücke angeschlossenen Klemme der Elektromaschine bestimmen. Analog kann die dritte Phasenspannung als eine Summe von der Soll-Phasenspannung der ersten Halbbrücke und einer gewünschten Klemmen-Differenz-Spannung zwischen der ersten Klemme der Elektromaschine und der dritten Klemme der Elektromaschine bestimmt werden.For example, if the electric machine is a three-phase electric machine, the inverter is a three-phase converter and comprises only a first half-bridge associated with a first phase of the electric machine, power switches which are also circuit breakers of the voltage conversion element, the unit may determine at least one setpoint Phase voltage in a first operating mode set the desired phase voltage of the first half-bridge equal to the average phase voltage determined by the at least one unit for determining a mean phase voltage. At the same time, the unit for determining at least one desired phase voltage, the desired phase voltage of the second half-bridge as a sum of the average phase voltage of the first half-bridge (target phase voltage of the first half-bridge) and a desired terminal-difference voltage between the at the Determine the first half-bridge of the inverter connected to the terminal of the electric machine and connected to the second half-bridge terminal of the electric machine. Similarly, the third phase voltage may be determined as a sum of the desired phase voltage of the first half-bridge and a desired terminal-to-differential voltage between the first terminal of the electric machine and the third terminal of the electric machine.
In einem zweiten Betriebsmodus wird die erste Soll-Phasenspannung als eine Summe aus der mittleren Phasenspannung und einer gewünschten ersten Motorspannung berechnet. Analog wird eine zweite Soll-Phasenspannung als Summe aus der mittleren Phasenspannung und einer gewünschten zweiten Motorspannung berechnet. Analog wird eine dritte Soll-Phasenspannung als eine Summe aus der mittleren Phasenspannung und einer gewünschten dritten Motorspannung berechnet.In a second mode of operation, the first desired phase voltage is calculated as a sum of the average phase voltage and a desired first motor voltage. Similarly, a second desired phase voltage is calculated as the sum of the average phase voltage and a desired second motor voltage. Similarly, a third desired phase voltage is calculated as a sum of the average phase voltage and a desired third motor voltage.
Die Einheit zur Bestimmung mindestens einer mittleren Phasenspannung, die Einheit zur Bestimmung mindestens einer Motorspannung und die Einheit zur Bestimmung mindestens einer Soll-Phasenspannung können hierbei in die Steuereinheit integriert oder als separate Steuereinheiten ausgebildet sein. Weiter steuert die Steuereinheit oder eine Untereinheit der Steuereinheit ein Schalten der Leistungsschalter des Umrichters in Abhängigkeit der ermittelten Soll-Phasenspannung. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass ein Wandlerbetrieb mit gewünschten Eigenschaften (Richtung der Energieübertragung, Menge an übertragener Energie) und ein gewünschter Betrieb der Elektromaschine (motorischer oder generatorischer Betrieb) mit gewünschten Eigenschaften (z. B. Drehmoment, Drehzahl, Drehrichtung) mittels des Umrichters ermöglicht wird.The unit for determining at least one average phase voltage, the unit for determining at least one motor voltage and the unit for determining at least one desired phase voltage may in this case be integrated in the control unit or designed as separate control units. Furthermore, the control unit or a subunit of the control unit controls switching of the power switches of the converter in dependence on the determined desired phase voltage. This results in an advantageous manner that a converter operation with desired properties (direction of energy transfer, amount of transmitted energy) and a desired operation of the electric machine (motor or generator operation) with desired properties (eg., Torque, speed, direction of rotation) means of the inverter is enabled.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine gewünschte Energieübertragung in den Niedrigspannungsbereich hinein oder aus dem Niedrigspannungsbereich heraus und eine gewünschte mechanische Leistung der Elektromaschine von einer Strategieeinheit mindestens in Abhängigkeit einer Zwischenkreisspannung und/oder mindestens eines fahrdynamischen Sensorsignals und/oder mindestens eines fahrbetriebsspezifischen Sensorsignals bestimmt.In a further embodiment, a desired energy transfer into the low-voltage range or out of the low-voltage range and a desired mechanical power of the electric machine are determined by a strategy unit at least as a function of an intermediate circuit voltage and / or at least one vehicle dynamic sensor signal and / or at least one vehicle operation-specific sensor signal.
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass eine zulässige obere Grenze einer Zwischenkreisspannung, die z. B. durch Betriebsparameter des Zwischenkreiskondensators vorgegeben sind, nicht überschritten wird. Hierdurch wird insbesondere eine Zerstörung des Zwischenkreiskondensators vermieden. Die Strategieeinheit bildet hierbei eine oberste Steuer- oder Regelungsebene einer Steuer- oder Regelungshierarchie. Hierbei werden insbesondere die nun als Stellgrößen aufzufassende gewünschte Energieübertragung in den Niedrigspannungsberich hinein oder aus dem Niedrigspannungsbereich heraus und die gewünschte Betriebsweise der Elektromaschine an eine Zwischenkreisspannung angepasst. Zusätzlich oder alternativ können auch fahrdynamische Größen, beispielsweise eine Geschwindigkeit oder eine Beschleunigung des Fahrzeugs, berücksichtigt werden. Weiter können zusätzlich oder alternativ Eingangsgrößen wie z. B. Fahrpedal-, Bremspedal- und/oder Wählhebel-Stellung bei der Bestimmung der beiden Stellgrößen berücksichtigt werden. Hierbei bezeichnen fahrbetriebsspezifische Sensorsignale Ausgangssignale z. B. eines Fahrpedalsensors, eines Bremspedalsensors und/oder eines Wählhebel-Stellung-Sensors.This results in an advantageous manner that a permissible upper limit of a DC link voltage, the z. B. are predetermined by operating parameters of the DC link capacitor is not exceeded. As a result, in particular a destruction of the DC link capacitor is avoided. The strategy unit forms a top-level control or regulation level of a control or regulation hierarchy. In this case, in particular, the desired energy transfer, which is now to be taken as manipulated variables, is adjusted into the low-voltage region or out of the low-voltage region, and the desired mode of operation of the electric machine is adapted to an intermediate-circuit voltage. Additionally or alternatively, also driving dynamics variables, for example a speed or an acceleration of the vehicle, can be taken into account. Further, additionally or alternatively input variables such. B. accelerator pedal, brake pedal and / or selector lever position are taken into account in the determination of the two control variables. In this case, drive-specific sensor signals designate output signals z. As an accelerator pedal sensor, a brake pedal sensor and / or a selector lever position sensor.
In einer weiteren Ausführungsform bestimmt die Einheit zur Bestimmung mindestens einer Soll Phasenspannung die mindestens eine Soll-Phasenspannung in Abhängigkeit einer Drehzahl der Elektromaschine. Insbesondere kann eine Steuerung des Schaltens der Leistungsschalter des Umrichters gemäß des vorhergehend erläuterten ersten Betriebsmodus und des vorhergehend erläuterten zweiten Betriebsmodus in Abhängigkeit einer Drehzahl erfolgen. Idealerweise bestimmt die Einheit zur Bestimmung mindestens einer Soll-Phasenspannung die mindestens eine Soll-Phasenspannung derart, dass insbesondere im ersten Betriebsmodus eine Differenz-Klemmen-Spannung, die von der Einheit zur Bestimmung einer mittleren Phasenspannung bestimmte mittlere Phasenspannung nicht überschreitet. Weiter idealerweise bestimmt die Einheit zur Bestimmung mindestens einer Soll-Phasenspannung die mindestens eine Soll-Phasenspannung im zweiten Betriebsmodus derart, dass ein Wechselstromanteil des Stromes durch die mindestens eine Induktivität des Elements zur Spannungswandlung ausreichend klein bleibt, beispielsweise kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellwert.In a further embodiment, the unit for determining at least one desired phase voltage determines the at least one desired phase voltage as a function of a rotational speed of the electric machine. In particular, a control of the switching of the power switches of the inverter according to the previously explained first operating mode and the previously explained second operating mode can be carried out in dependence on a rotational speed. Ideally, the unit for determining at least one desired phase voltage determines the at least one desired phase voltage such that, in particular in the first operating mode, a differential terminal voltage which does not exceed the average phase voltage determined by the average phase voltage determining unit. Further ideally, the unit for determining at least one desired phase voltage determines the at least one desired phase voltage in the second operating mode such that an alternating current component of the current by the at least one inductance of the element for voltage conversion remains sufficiently small, for example, is smaller than a predetermined threshold value.
Aus Gründen einer einfacheren Realisierbarkeit können jedoch statt dieser Kriterien auch ein drehzahlabhängiges Kriterium zur Bestimmung der mindestens einen Soll-Phasenspannung verwendet werden. Hierzu kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in vorteilhafter Weise einen Sensor zur Erfassung der Drehzahl der Elektromaschine umfassen. Im ersten Betriebsmodus ist der Strom durch die mindestens eine Induktivität des Elements zur Spannungswandlung ein Gleichstrom. Jedoch ist im ersten Betriebsmodus die Höhe einer Differenz-Klemmen-Spannung im günstigsten Fall auf eine Hälfte der Zwischenkreisspannung begrenzt, wodurch ein Betrieb der Elektromaschine mit einer Differenz-Klemmen-Spannung oberhalb der Begrenzung nicht möglich ist. Im zweiten Betriebsmodus kann eine Differenz-Klemmen-Spannung eine Höhe der Zwischenkreisspannung annehmen. Jedoch wird hierbei einem durch die mindestens eine Induktivität des mindestens einen Elements zur Spannungswandlung fließenden Gleichstrom ein Wechselstromanteil überlagert. Durch das drehzahlabhängige Umschalten zwischen den beiden Betriebsmodi lassen sich in vorteilhafter Weise die Vorteile eines jeden Betriebsmodus ausnutzen.For reasons of a simpler feasibility, however, a speed-dependent criterion for determining the at least one desired phase voltage can be used instead of these criteria. For this purpose, the device according to the invention may advantageously comprise a sensor for detecting the rotational speed of the electric machine. In the first mode of operation, the current through the at least one inductance of the voltage conversion element is a direct current. However, in the first mode of operation, the magnitude of a differential terminal voltage is, in the best case, limited to one half of the intermediate circuit voltage, whereby operation of the electric machine with a differential terminal voltage above the limit is not possible. In the second operating mode, a differential terminal voltage may assume a level of the intermediate circuit voltage. However, an alternating current component is superimposed on a direct current flowing through the at least one inductance of the at least one element for voltage conversion. By the speed-dependent switching between the two operating modes can be advantageously exploit the advantages of each mode of operation.
In einer weiteren Ausführungsform bestimmt die Einheit zur Bestimmung mindestens einer Soll-Phasenspannung die mindestens eine Soll-Phasenspannung gemäß eines ersten und eines zweiten Betriebsmodus, wobei in Abhängigkeit einer Drehzahl der Elektromaschine zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebsmodus umgeschaltet wird, wobei ein Umschalten ein hartes Umschalten oder ein hysteresebasiertes Umschalten oder ein überblendbasiertes Umschalten ist. Im einfachsten Fall (hartes Umschalten) wird an einer vorbestimmten Drehzahlgrenze ”hart” zwischen dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus umgeschaltet. Dieses Umschalten ist in vorteilhafter Weise einfach zu realisieren. Allerdings könnte, wenn die Elektromaschine längere Zeit in einem kleinen Drehzahlintervall um die vorbestimmte Drehzahlgrenze schwankt, der Fall auftreten, dass bei ungünstig gewählten Umschaltzeitpunkten eine Soll-Phasenspannung beispielsweise der ersten Phase von einer für die erste Phase bestimmten mittleren Phasenspannung abweicht. Dies lässt sich in vorteilhafter Weise mittels eines hysteresebasierten Umschaltens vermeiden. Hierzu werden zwei vorbestimmte Drehzahlgrenzen festgelegt, eine obere Drehzahlgrenze und eine untere Drehzahlgrenze. Überschreitet die Drehzahl der Elektromaschine die obere Grenze, werden die Soll-Phasenspannungen gemäß dem zweiten Betriebsmodus bestimmt. Unterschreitet die Drehzahl der Elektromaschine nun die untere Grenze, so wird eine Bestimmung der Soll-Phasenspannungen gemäß dem ersten Betriebsmodus durchgeführt. Zwischen der unteren und der oberen Grenze bzw. zwischen der oberen und der unteren Grenze (Hysteresebereich) wird der Betriebsmodus beibehalten, in welchen zuletzt gewechselt wurde. Ein ”hartes” Umschalten kann in ungünstigen Fällen unangenehme akustische Geräusche erzeugen. Dies kann in vorteilhafter Weise durch ein überblendbasiertes Umschalten vermieden werden. Hierbei werden wieder oberhalb einer oberen Grenze Soll-Phasenspannungen gemäß dem zweiten Betriebsmodus bestimmt. Unterhalb einer unteren Drehzahlgrenze werden Soll-Phasenspannungen gemäß dem ersten Betriebsmodus bestimmt. In dem Bereich zwischen der unteren und der oberen Drehzahlgrenze werden die Soll-Phasenspannungen beispielsweise linear zwischen den gemäß dem ersten und dem zweiten Betriebsmodus bestimmten Soll-Phasenspannungen interpoliert. Hierzu kann beispielsweise ein Überblendfaktor verwendet werden.In a further embodiment, the unit for determining at least one desired phase voltage determines the at least one desired phase voltage according to a first and a second operating mode, wherein a switchover between the first and the second operating mode depending on a rotational speed of the electric machine, wherein a switching Switching or hysteresis-based switching or fade-based switching is. In the simplest case (hard switching) is switched at a predetermined speed limit "hard" between the first operating mode and the second operating mode. This switching is advantageously easy to implement. However, if the electric machine fluctuates for a long time in a small speed interval by the predetermined speed limit, the case could occur that deviates at unfavorably selected switching times a desired phase voltage, for example, the first phase of a determined for the first phase average phase voltage. This can be avoided in an advantageous manner by means of a hysteresis-based switching. For this purpose, two predetermined speed limits are set, an upper speed limit and a lower speed limit. If the rotational speed of the electric machine exceeds the upper limit, the desired phase voltages are determined according to the second operating mode. If the speed of the electric machine now falls below the lower limit, then a determination of the desired phase voltages according to the first operating mode is performed. Between the lower and the upper limit or between the upper and the lower limit (hysteresis range), the operating mode is kept in which was changed last. A "hard" switching can produce unpleasant acoustic noises in unfavorable cases. This can be avoided in an advantageous manner by a fade-based switching. In this case, again above an upper limit, desired phase voltages are determined according to the second operating mode. Below a lower speed limit, desired phase voltages are determined according to the first operating mode. In the range between the lower and the upper speed limit, for example, the desired phase voltages are linearly interpolated between the desired phase voltages determined according to the first and second operating modes. For this purpose, for example, a cross-fade factor can be used.
Weiter kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens einen Sensor zur Sensierung einer Rotorlage der Elektromaschine und/oder einen Sensor zur Sensierung eines Phasenstroms der Elektromaschine und/oder einen Sensor zur Sensierung des ersten Spannungsniveaus und/oder einen Sensor zur Sensierung des zweiten Spannungsniveaus und/oder einen Sensor zur Sensierung eines Lade- oder Entladestroms der Bordnetzbatterie und/oder einen Sensor zur Sensierung eines durch die mindestens eine Induktivität des Elements zur Spannungswandlung fließenden Stromes umfassen, wobei die Steuereinheit ein Schalten der Leistungsschalter des Umrichters in Abhängigkeit von mindestens der Rotorlage und/oder des Phasenstroms und/oder des ersten Spannungsniveaus und/oder des zweiten Spannungsniveaus und/oder des Lade- und/oder Entladestroms und/oder des durch die mindestens eine Induktivität fließenden Stromes steuert. Die verschiedenen Sensorsignale können hierbei auf unterschiedlichen Ebenen der Regelhierarchie ausgewertet werden.Furthermore, the device according to the invention may comprise at least one sensor for sensing a rotor position of the electric machine and / or a sensor for sensing a phase current of the electric machine and / or a sensor for sensing the first voltage level and / or a sensor for sensing the second voltage level and / or a sensor for sensing a charging or discharging current of the onboard power supply battery and / or a sensor for sensing a current flowing through the at least one inductance of the voltage conversion element, the control unit switching the power switches of the converter as a function of at least the rotor position and / or the phase current and / or the first voltage level and / or the second voltage level and / or the charging and / or discharging current and / or the current flowing through the at least one inductor. The different sensor signals can be evaluated at different levels of the control hierarchy.
Weiter kann dem Zwischenkreiskondensator ein Dünnschicht-Kondensator (Supercap, Boostcap) parallel geschaltet werden. Dieser kann in vorteilhafter Weise im Sekundenbereich ähnliche oder sogar größere Leistungen aufnehmen oder abgeben als die Bordnetzbatterie. Eine Leistungsaufnahme oder -abgabe kann hierbei ebenfalls in vorteilhafter Weise gleichzeitig mit einer Leistungsaufnahme oder -abgabe der Bordnetzbatterie erfolgen. Hierdurch kann die Elektromaschine auch zumindest kurzzeitig bei höheren Leistungen betrieben werden als im Betrieb ausschließlich über die Bordnetzbatterie.Next, the DC link capacitor, a thin-film capacitor (Supercap, Boostcap) are connected in parallel. This can absorb or deliver in an advantageous manner in seconds range similar or even greater benefits than the electrical system battery. A power input or output can also be done in an advantageous manner at the same time with a power consumption or delivery of the electrical system battery. As a result, the electric machine can also be operated at least for a short time at higher powers than in operation exclusively via the vehicle electrical system battery.
Weiter kann die Steuereinheit ein Schalten der Leistungsschalter in Abhängigkeit einer Energieübertragung in einen Hochspannungsbereich des Bordnetzes hinein oder aus dem Hochspannungsbereich des Bordnetzes heraus und/oder in Abhängigkeit von Verlusten, z. B. von ohmschen Verlusten und/oder Ummagnetisierungs-Verlusten in der Elektromaschine und/oder Schaltverlusten in den Leistungsschaltern, steuern. Die in den Hochspannungsbereich hinein zu übertragende Energie und/oder die Verluste können hierbei aus regelungstechnischer Sicht als Störgrößen betrachtet werden. Ihre jeweilige Größe ist außerhalb der Steuerung bzw. Regelung bestimmt und kann durch die Steuereinheit nicht unabhängig von der in den Niedrigspannungsbereich zu übertragenden Energie und der von der Elektromaschine erzeugten Energie bestimmt werden. Zur Verbesserung der Regelgüte kann es, wie in der Regelungstechnik bekannt, sinnvoll sein, diese Störgrößen vorzusteuern. Hierzu können z. B. die wesentlichen Energieverbraucher, die für die in den Hochspannungsbereich zu übertragende Energie verantwortlich sind, einen gemessenen oder geschätzten Wert ihrer zur Zeit aufgenommenen Leistung an die Steuereinheit melden. Dies kann z. B. über einen Datenbus, beispielsweise einen CAN-Bus, erfolgen. Die Verluste können z. B. durch Berechnung oder Schätzung eines einfachen Verlustmodells durch die Steuereinheit geschätzt werden. Wird mittels der Steuereinheit eine Vorsteuerung durchgeführt, so braucht die Steuereinheit im Betrieb dann idealerweise nur eine Abweichung zwischen geschätzten und realen Störgrößen auszugleichen. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass nicht Gesamtbeträge der Störgrößen auszugleichen sind.Next, the control unit switching the power switch in response to energy transfer in a high voltage range of the electrical system in or out of the high voltage range of the electrical system out and / or depending on losses, eg. As of ohmic losses and / or magnetic reversal losses in the electric machine and / or switching losses in the circuit breakers, control. The energy to be transferred into the high-voltage region and / or the losses can be regarded as disturbance variables from a control engineering point of view. Their respective size is determined outside the control and can not be determined by the control unit independently of the energy to be transmitted in the low voltage range and the power generated by the electric machine. To improve the control quality, it may be useful, as known in control engineering, to pre-control these disturbances. For this purpose, z. For example, the major energy consumers responsible for the energy to be transferred into the high voltage range have a measured or estimated value of their current power consumed Report control unit. This can be z. B. via a data bus, such as a CAN bus done. The losses can z. Estimated by calculation or estimation of a simple loss model by the control unit. If a precontrol is carried out by means of the control unit, then the control unit ideally only needs to compensate for a deviation between estimated and real disturbance variables during operation. This results in an advantageous manner that are not total amounts of disturbances to compensate.
Die Erfindung wird anhand zweiter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Figuren zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to second embodiments. The figures show:
Nachfolgend bezeichnen gleiche Bezugszeichenelemente mit gleichen oder ähnlichen technischen Eigenschaften.Hereinafter, like reference numerals designate the same or similar technical characteristics.
Nachfolgend sei überblicksmäßig ein Betrieb der Vorrichtung
Bei z. B. laufendem Verbrennungsmotor kann die Elektromaschine
Dabei sei angemerkt, dass die Leistungsschalter S1–S6 vorzugsweise als MOSFETs ausgebildet sind, die technologisch bedingt die antiparallelen Dioden D1–D6 als parasitäre Bauelemente automatisch miterzeugen.It should be noted that the power switches S1-S6 are preferably designed as MOSFETs, which automatically co-generate the anti-parallel diodes D1-D6 as parasitic components.
In
Der Zwischenkreiskondensator CZK nimmt im motorischen Betrieb die Leistung
PVerl bezeichnet hierbei pauschal alle Verluste, z. B. ohmsche Verluste und Ummagnetisierungs-Verluste in der Elektromaschine
In dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Leistungen PNV und die Leistung PEM mittels eines Schaltens der Leistungsschalter S1, ..., S6 eingestellt werden.In the method according to the invention, the powers P NV and the power P EM can be set by means of a switching of the power switches S1,..., S6.
Folgend sei ein motorischer Betrieb der Elektromaschine
Hierbei kann die aus dem Niedrigspannungsbereich
Hierbei bezeichnet UL eine über der Induktivität L abfallende Spannung. Ist also eine erste Phasenspannung UP1 einer ersten Halbbrücke des in
In
Eine wesentliche Einschränkung der in
Die Einstellung einer Phasenspannung UP1, UP2, UP3 kann – wie bekannt – durch eine Pulsweitenmodulation erfolgen. Z. B. kann die erste Phasenspannung UP1 eingestellt werden, indem die Leistungsschalter S1, S2 der ersten Halbbrücke abwechselnd geschlossen oder geöffnet werden. Ein Öffnen oder Schließen kann mit konstanter Frequenz erfolgen. Ist z. B. innerhalb einer Periode eine Einschaltzeit TS1 des ersten Leistungsschalters S1 der ersten Halbbrücke gleich der Einschaltzeit TS2 des zweiten Leistungsschalters S2 der ersten Halbbrücke, so ist die erste Phasenspannung UP1 im Mittel die halbe Zwischenkreisspannung UZK/2. Ist der erste Leistungsschalter S1 permanent geschlossen, so ist die erste Phasenspannung UP1 gleich der Zwischenkreisspannung UZK. Ist der zweite Leistungsschalter S2 permanent geschlossen, so ist die erste Phasenspannung UP1 gleich Null. Durch ein Verhältnis der Einschaltzeiten TS1, TS2 zur Periodendauer (Summe der Einschaltzeiten TS1 + TS2), kann der Mittelwert der ersten Phasenspannung UP1 also beliebig zwischen Null und der Zwischenkreisspannung UZK eingestellt werden:
Weiter kann, wie vorhergehend erwähnt, auch die von der Elektromaschine
In der Regel werden zur Bestimmung der Motorspannungen US1, US2, US3 aus dem Sollmoment Msoll unter Verwendung einer mittels eines Motorlagesensors erfassten Rotorlage der Elektromaschine
Oftmals, jedoch nicht zwingend, sind die Motorspannungen US1, US2, US3 kosinusförmig, z. B.
Hierbei bezeichnet UA eine maximale Spannungsamplitude der Motorspannung US1, US2, US3 und α eine Rotorlage des nicht dargestellten Rotors der Elektromaschine
Eine Einheit
Ein erster Betriebsmodus wird für einen Stillstand (Drehzahl der Elektromaschine
Der erste Betriebsmodus ist dadurch ausgezeichnet, dass auch bei stehender und ein hohes Drehmoment abgebender Elektromaschine
Nachteilig ist hierbei, dass eine Klemmen-Differenz-Spannung UK1-K2, UK1-K3, UK2-K3 an den Klemmen K1, K2, K3 der Elektromaschine
Die Phasenspannungen UP1, UP2, UP3, insbesondere auch die zweite Phasenspannung UP2, sind, wie vorhergehend erläutert, mittels der Leistungsschalter S3, S4 beliebig zwischen 0 und 24 V einstellbar. Im ersten Betriebsmodus ist die erste Phasenspannung UP1 konstant und, wie vorhergehend erläutert, im Mittel gleich der Batteriespannung Ubatt = 12 V. Somit kann eine Differenz zwischen der zweiten und der ersten Motorspannung US2 – US1 (Differenz-Klemmen Spannung UK1-K2) nur zwischen –12 V bis 12 V liegen. Hierdurch ergibt sich also nachteilig, dass im ersten Betriebsmodus die Elektromaschine
Der zweite Betriebsmodus ist für höhere Drehzahlen vorgesehen. Hierbei bestimmen sich die Soll-Phasenspannungen UP1,soll, UP2,soll, UP3,soll gemäß
Hierbei werden also die Motorspannungen US1 bis US3 auf die von der Einheit
Eine Umschaltung zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebsmodus sollte im Idealfall folgende Anforderungen erfüllen:
- 1. Im ersten Betriebsmodus sollten die Differenz-Klemmen-Spannungen UK1-K2, UK1-K3, UK2-K3 an den Klemmen K1, K2, K3 die erste mittlere Phasenspannung UP1M nicht überschreiten.
- 2. Im zweiten Betriebsmodus sollte ein Wechselstromanteil des Stromes iL durch die Induktivität L des Elements zur Spannungswandlung ausreichend klein bleiben.
- 1. In the first operating mode, the differential terminal voltages U K1-K2 , U K1-K3 , U K2-K3 at the terminals K1, K2, K3 should not exceed the first average phase voltage U P1M .
- 2. In the second mode of operation, an AC component of the current i L should remain sufficiently small through the inductance L of the voltage conversion element.
Aus Gründen der einfacheren Realisierbarkeit werden diese Kriterien nicht direkt, sondern ein von der Drehzahl Ω der Elektromaschine
Die Soll-Phasenspannungen UP1,soll, UP2,soll, UP3,soll bestimmen sich dann gemäß
In Einheiten
Die in den Hochspannungsbereich
Auch die in den Zwischenkreiskondensator CZK übertragene Leistung PZK kann, analog zu den Störgrößen, nicht unabhängig von den weiteren in Formel 1 genannten Leistungen eingestellt werden. Allerdings hängt die Zwischenkreisspannung UZK über
Es ergibt sich also eine Regelungshierarchie mit insgesamt vier Ebenen. In einer obersten Ebene der Regelhierarchie bestimmt die Strategieeinheit
Im Folgenden werden beispielhaft einige Betriebssituationen betrachtet.The following is an example of some operating situations.
Aufbau einer Zwischenkreisspannung UZK bei einer stehenden, momentenfreien Elektromaschine
Hierbei dient das Element zur Spannungswandlung, insbesondere die Induktivität L und die Leistungsschalter S1, S2, als Aufwärtswandler, dessen Funktion vorhergehend in den Erläuterungen zu
Anlassen:tempering:
Hierbei ergeben sich zwei Steuerungsszenarien. Ist ein maximal einstellbares Drehmoment durch die Eigenschaften der Elektromaschine
Rekuperieren:recuperation:
Analog zum Anlassen können auch im Rekuperationsmodus unterschiedliche Steuerungsszenarien verwendet werden. Ist das maximal mögliche negative Moment nicht durch Eigenschaften der Elektromaschine
Selbstverständlich können auch weitere Betriebssituationen, z. B. eine Anfahrhilfe, ein Abwürgeschutz, eine so genannte Motor-Boost-Funktion, ein Entladen des Zwischenkreiskondensators CZK in die Bordnetzbatterie
In den vorhergehenden Ausführungen wurde die Bordnetzbatterie
Ein Energieinhalt eines Kondensators hängt quadratisch von einer über dem Kondensator abfallenden Spannung ab.
Entsprechend der vorhergehend erläuterten Betriebsituation eines Aufbaus einer Zwischenkreisspannung UZK bei stehender, momentenfreier Elektromaschine kann in einer solchen Anordnung der Dünnschicht-Kondensator auf einen möglichst hohen Energieinhalt aufgeladen werden. Hierdurch kann für mindestens einen motorischen Hochlastfall, wie z. B. ein Kaltstart eines Dieselmotors, kurzzeitig eine elektrische Leistung zur Verfügung gestellt werden, die die maximal von der Bordnetzbatterie
Während eines vorhergehend erläuterten Anlassvorgangs kann eine Vorrichtung, die zusätzlich einen Dünnschicht-Kondensator umfasst, derart gesteuert werden, dass die Strategieeinheit
Es sind elektrische Verschaltungen von Elektromaschinen denkbar, bei denen die vorhergehend erläuterten Motorspannungen US1, US2, US3 nicht explizit wie in der in
In einem ersten Fall subtrahiert man von den vorgegebenen Phasenspannungen UP1, UP2, UP3 jeweils die Hälfte der Zwischenkreisspannung UZK, um die Motorspannungen US1 bis US3 zu erhalten. Wenn die zeitlichen Mittelwerte von den so berechneten Motorspannungen US1, US2, US3 bei einem in einem konstanten Betriebspunkt betriebener Elektromaschine
In einer zweiten Alternative kann ein Mittelwert aus den Phasenspannungen UP1 bis UP3 bestimmt und von den jeweiligen Phasenspannungen UP1, UP2, UP3 subtrahiert werden, um die Motorspannungen US1, US2, US3 zu erhalten.In a second alternative, an average of the phase voltages U P1 to U P3 can be determined and subtracted from the respective phase voltages U P1 , U P2 , U P3 to obtain the motor voltages U S1 , U S2 , U S3 .
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Vorrichtung zur EnergieübertragungDevice for energy transmission
- 22
- NiedrigspannungsbereichLow voltage range
- 33
- HochspannungsbereichHigh voltage range
- 44
- BordnetzbatterieSystem battery
- 55
- elektrische Verbraucherelectrical consumer
- 66
- Elektromaschineelectric machine
- 77
- Umrichterinverter
- 88th
- Element zur SpannungswandlungElement for voltage conversion
- 1010
- Einheit zur Bestimmung einer mittleren PhasenspannungUnit for determining a mean phase voltage
- 1111
- Strategieeinheitstrategy unit
- 1212
- Einheit zur Bestimmung mindestens einer MotorspannungUnit for determining at least one motor voltage
- 1313
- Einheit zur Bestimmung einer Soll-PhasenspannungUnit for determining a desired phase voltage
- 1414
- Einheit zur Bestimmung von SchaltzeitpunktenUnit for determining switching times
- Ubatt U batt
- Batteriespannungbattery voltage
- UZK U ZK
- ZwischenkreisspannungIntermediate circuit voltage
- UP1 U P1
- erste Phasenspannungfirst phase voltage
- UP2 U P2
- zweite Phasenspannungsecond phase voltage
- UP3 U P3
- dritte Phasenspannungthird phase voltage
- US1 U S1
- erste Motorspannungfirst motor voltage
- US2 U S2
- zweite Motorspannungsecond motor voltage
- US3 U S3
- dritte Motorspannungthird motor voltage
- LL
- Induktivitätinductance
- UL U L
- Spannung über der InduktivitätVoltage across the inductance
- UP1M U P1M
- erste mittlere Phasenspannungfirst mean phase voltage
- UP1,soll U P1, shall
- erste Soll-Phasenspannungfirst desired phase voltage
- UP2,soll U P2, shall
- zweite Soll-Phasenspannungsecond desired phase voltage
- UP3,soll U P3, shall
- dritte Soll-Phasenspannungthird desired phase voltage
- iNV i NV
- Niedrigspannungsbereich-StromLow voltage range power
- ibatt i batt
- Batteriestrombattery power
- iL i L
- Strom durch die InduktivitätCurrent through the inductance
- iHV HV
- Hochspannungsbereich-StromHigh voltage range power
- iZK i ZK
- ZwischenkreisstromDC link current
- iP1 i P1
- erster Phasenstromfirst phase current
- iP2 i P2
- zweiter Phasenstromsecond phase current
- iP3 i P3
- dritter Phasenstromthird phase current
- iL,soll i L, shall
- Sollstrom durch die InduktivitätTarget current through the inductance
- S1S1
- erster Leistungsschalter der ersten Halbbrückefirst circuit breaker of the first half-bridge
- S2S2
- zweiter Leistungsschalter der ersten Halbbrückesecond circuit breaker of the first half-bridge
- S3S3
- erster Leistungsschalter der zweiten Halbbrückefirst circuit breaker of the second half-bridge
- S4S4
- zweiter Leistungsschalter der zweiten Halbbrückesecond circuit breaker of the second half-bridge
- S5S5
- erster Leistungsschalter der dritten Halbbrückefirst circuit breaker of the third half-bridge
- S6S6
- zweiter Leistungsschalter der dritten Halbbrückesecond circuit breaker of the third half-bridge
- D1 D1
- Diodediode
- D2D2
- Diodediode
- D3D3
- Diodediode
- D4D4
- Diodediode
- D5D5
- Diodediode
- D6D6
- Diodediode
- S7S7
- erster Leistungsschalter des Elements zur Spannungswandlungfirst circuit breaker of the voltage conversion element
- S8S8
- zweiter Leistungsschalter des Elements zur Spannungswandlungsecond circuit breaker of the voltage conversion element
- D7D7
- Diodediode
- D8D8
- Diodediode
- K1K1
- erste Klemme der Elektromaschinefirst terminal of the electric machine
- K2K2
- zweite Klemme der Elektromaschinesecond terminal of the electric machine
- K3K3
- dritte Klemme der Elektromaschinethird terminal of the electric machine
- SS
- Sternpunktstar point
- ML1ML1
- erste Motorinduktivität der Elektromaschinefirst motor inductance of the electric machine
- ML2ML2
- zweite Motorinduktivität der Elektromaschinesecond motor inductance of the electric machine
- ML3ML3
- dritte Motorinduktivität der Elektromaschinethird motor inductance of the electric machine
- FPFP
- Fahrpedalsensor-SignalAccelerator sensor signal
- BPBP
- Bremspedalsensor-SignalBrake pedal sensor signal
- Msoll M shall
- Sollmomenttarget torque
- αα
- Rotorlagerotor position
- ΩΩ
- Drehzahlrotation speed
- TS1 T S1
- Schaltzeit des ersten Leistungsschalters der ersten HalbbrückeSwitching time of the first circuit breaker of the first half-bridge
- TS2 T S2
- Schaltzeit des zweiten Leistungsschalters der ersten HalbbrückeSwitching time of the second circuit breaker of the first half-bridge
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10244229 A1 [0004, 0016, 0020] DE 10244229 A1 [0004, 0016, 0020]
- DE 19857645 A1 [0005, 0016, 0020] DE 19857645 A1 [0005, 0016, 0020]
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