DE102010047338B4 - Motor vehicle with circuit arrangement and method for operating such a motor vehicle - Google Patents

Motor vehicle with circuit arrangement and method for operating such a motor vehicle Download PDF

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Abstract

Kraftfahrzeug mit einer Schaltungsanordnung zur Kopplung von zwei ersten Spannungsanschlüssen (A1, A2) einer ersten Seite mit zwei zweiten Spannungsanschlüssen (A'1, A'2) einer zweiten Seite, an denen eine höhere Spannung (UC) anliegt, als an den ersten Spannungsanschlüssen (A1, A2), wobei die Schaltungsanordnung eine Drehfeldmaschine (M') umfasst, die in einer Sternpunktschaltung bereitgestellt ist, deren Sternpunkt (SP) mit einem (A1) der ersten Spannungsanschlüsse gekoppelt ist, und von der eine Mehrzahl von Phasenausgängen (P1, P2, P3) jeweils über einen zwei Transistoren mit jeweils parallel geschalteten Inversdioden umfassenden Brückenzweig einer mehrphasigen Vollbrücke, welche in Abhängigkeit von der Betriebsart der Drehfeldmaschine (M'), nämlich als Motor oder als Generator, als Wechselrichter oder als Gleichrichter betreibbar ist, sowohl mit einem (A'1) der zweiten Spannungsanschlüsse gekoppelt ist als auch mit dem jeweils anderen (A'2) der ersten und der zweiten Spannungsanschlüsse gekoppelt ist, mit einem Schalter (S1) zum Herstellen und Unterbrechen einer Verbindung zwischen dem Sternpunkt (SP) und dem einen (A1) der ersten Spannungsanschlüsse, wobei eine Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs dazu ausgelegt ist, den Schalter (S1) in einer Situation eines Rekuperierens von Bewegungsenergie in einen Energiespeicher oder eines Boostens einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs bei hoher Spannung (UC) zwischen den beiden zweiten Spannungsanschlüssen (A'1, A'2) und bei Bedarf einer höheren Leistung der Drehfeldmaschine (M') als derjenigen Leistung, welche bei fester Anbindung des Sternpunkts (SP) an den einen (A1) der ersten Spannungsanschlüsse und bei einer doppelt so hohen Spannung zwischen den zwei zweiten Spannungsanschlüssen (A'1, A'2) wie der zwischen den zwei ersten Spannungsanschlüssen (A1, A2) anliegenden Spannung (UBat) erreicht werden kann, zu öffnen.Motor vehicle with a circuit arrangement for coupling two first voltage terminals (A1, A2) of a first side with two second voltage terminals (A'1, A'2) of a second side, to which a higher voltage (UC) is applied, than at the first voltage terminals (A1, A2), wherein the circuit arrangement comprises a rotary field machine (M ') which is provided in a star point circuit whose star point (SP) is coupled to one (A1) of the first voltage terminals, and from which a plurality of phase outputs (P1, P2, P3) in each case via a bridge comprising two transistors each having parallel inverse diodes bridge branch of a multi-phase full bridge, which is operable as a motor or as a generator, as an inverter or as a rectifier, depending on the operating mode of the induction machine (M '), both with one (A'1) of the second voltage terminals is coupled as well as with the other (A'2) of the first and the second S with a switch (S1) for making and breaking a connection between the star point (SP) and the one (A1) of the first voltage terminals, wherein a control device of the motor vehicle is adapted to the switch (S1) in a situation of Rekuperierens of kinetic energy in an energy storage or a Boostens an internal combustion engine of the motor vehicle at high voltage (UC) between the two second voltage terminals (A'1, A'2) and if required a higher power of the induction machine (M ') than that power, which when the neutral point (SP) is firmly connected to one (A1) of the first voltage connections and at twice the voltage between the two second voltage connections (A'1, A'2) as between the two first voltage connections (A1, A2) applied voltage (UBat) can be achieved to open.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Schaltungsanordnung zur Kopplung von zwei ersten Spannungsanschlüssen einer ersten Seite mit zwei zweiten Spannungsanschlüssen einer zweiten Seite, an denen eine höhere Spannung anliegt, als an den ersten Spannungsanschlüssen, wobei die Schaltungsanordnung eine Drehfeldmaschine umfasst, die in einer Sternpunktschaltung bereitgestellt ist, deren Sternpunkt mit einem der ersten Spannungsanschlüsse gekoppelt ist, und von der eine Mehrzahl von Phasenausgängen jeweils über einen zwei Transistoren mit jeweils parallel geschalteten Inversdioden umfassenden Brückenzweig einer mehrphasigen Vollbrücke, welche in Abhängigkeit von der Betriebsart der Drehfeldmaschine, nämlich als Motor oder als Generator, als Wechselrichter oder als Gleichrichter betreibbar ist, sowohl mit einem der zweiten Spannungsanschlüsse gekoppelt ist als auch mit dem jeweils anderen der ersten und der zweiten Spannungsanschlüsse gekoppelt ist. Überdies betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Kraftfahrzeugs.The invention relates to a motor vehicle having a circuit arrangement for coupling two first voltage terminals of a first side with two second voltage terminals of a second side to which a higher voltage is applied than to the first voltage terminals, wherein the circuit arrangement comprises an induction machine provided in a star point circuit is, whose star point is coupled to one of the first voltage terminals, and of which a plurality of phase outputs respectively via a bridge comprising two transistors, each with parallel inverse diodes bridge branch of a multi-phase full bridge, which depends on the operating mode of the induction machine, namely as a motor or as a generator , is operable as an inverter or as a rectifier, is both coupled to one of the second voltage terminals and coupled to the other of the first and the second voltage terminals. Moreover, the invention relates to a method for operating such a motor vehicle.

Die Erfindung betrifft die Thematik von Bordnetzen in Kraftfahrzeugen; es geht insbesondere darum, dass unterschiedliche Spannungsverbraucher eine unterschiedliche Bordnetzspannung benötigen, so dass zwei Teilbordnetze vorgesehen sind, eines mit niedrigerer Spannung von zum Beispiel 12 V Bordnetzspannung und eines mit etwas höherer Spannung, zum Beispiel von 24 V oder zum Beispiel auch von 42 V Bordnetzspannung.The invention relates to the subject of on-board networks in motor vehicles; It is particularly important that different voltage consumers require a different electrical system voltage, so that two sub-electrical systems are provided, one with a lower voltage of, for example, 12 V electrical system voltage and one with a slightly higher voltage, for example, 24 V or, for example, 42 V vehicle electrical system voltage ,

Aus der DE 198 38 296 B4 ist ein elektrisches Spannungsversorgungssystem mit einem Phasenwicklungen umfassenden Generator bekannt, insbesondere mit einem Drehstromgenerator, der mit einer Batterie verbindbar ist und über Gleichrichterelemente und einen Spannungswandler mit Verbrauchern in Verbindung steht, und die Batterie mit einer Seite der Phasenwicklungen des Generators und die Gleichrichterelemente mit der anderen Seite der Phasenwicklungen des Generators in Verbindung stehen und ein als Hochsetzsteller ausgebildeter Spannungswandler einen Schalter, der parallel zum Gleichrichter liegt und eine Diode sowie einen Kondensator umfasst, deren Reihenschaltung parallel zum Schalter und zum Gleichrichter liegt und als Drossel die Stranginduktivitäten des Generators einbezieht, wobei ein zweiter Schalter zwischen dem Sternpunkt und der Batterie geschlossen wird, sofern die im Generator induzierte Polradspannung kleiner ist als die Batteriespannung und wieder geöffnet wird, wenn die im Generator induzierte Polradspannung größer als die Batteriespannung wird.From the DE 198 38 296 B4 For example, there is known an electric power supply system having a generator comprising phase windings, in particular having an alternator connectable to a battery and connected to consumers through rectifier elements and a voltage converter, and the battery having one side of the generator phase windings and the rectifier elements being connected to the other Side of the phase windings of the generator in connection and designed as a boost converter voltage converter, a switch which is parallel to the rectifier and comprises a diode and a capacitor whose series circuit is parallel to the switch and the rectifier and includes as a choke, the strand inductances of the generator, wherein a second switch between the neutral point and the battery is closed, provided that the induced in the generator Polradspannung is smaller than the battery voltage and reopened when the induced in the generator Polr voltage becomes greater than the battery voltage.

Die EP 2 062 801 A1 offenbart eine Steuerung in einem Stromversorgungssystem, welche elektrisch mit einer Mehrzahl von Schaltelementen eines Mehrphasenwechselrichters gekoppelt ist. Die Steuerung schaltet die Mehrzahl von Schaltelementen an und aus, während ein mehrphasiger Motor aktiviert ist. Dadurch wird eine Spannung einer ersten Energiespeichervorrichtung in eine Mehrphasenwechselspannung umgeformt, um die Mehrphasenwechselspannung an dem mehrphasigen Motor bereitzustellen. Dadurch wird außerdem eine Spannung einer zweiten Energiespeichervorrichtung angehoben, um die erste Energiespeichervorrichtung mittels der angehobenen Spannung über mehrphasige Wicklungen des Motors zu laden. Die Steuerung schaltet die Mehrzahl von Schaltelementen an und aus, während der mehrphasige Motor inaktiviert ist, um dadurch die Spannung der zweiten Energiespeichervorrichtung zu erhöhen, um die erste Energiespeichervorrichtung mittels der angehobenen Spannung zu laden.The EP 2 062 801 A1 discloses a controller in a power system that is electrically coupled to a plurality of switching elements of a polyphase inverter. The controller turns the plurality of switching elements on and off while a multi-phase motor is activated. Thereby, a voltage of a first energy storage device is converted into a polyphase AC voltage to provide the polyphase AC voltage to the polyphase motor. Thereby, a voltage of a second energy storage device is also raised to charge the first energy storage device by means of the raised voltage across multi-phase windings of the motor. The controller turns the plurality of switching elements on and off while the multi-phase motor is inactivated to thereby increase the voltage of the second energy storage device to charge the first energy storage device by means of the boosted voltage.

Aus der DE 600 00 294 T2 ist ein System mit mehreren Leistungsquellen bekannt, welches elektrische Leistung an einen dreiphasigen Motor mit Y-verbundenen Wicklungen liefert, wobei das System mit mehreren Leistungsquellen aufweist: eine erste Gleichstromleistungsquelle; einen Leistungssteuerschaltkreis, der zwischen der ersten Gleichspannungsquelle und den Y-verbundenen Wicklungen des dreiphasigen Motors angeordnet ist und Schaltelemente aufweist, welche ein- und ausgeschaltet werden, um einen elektrischen Leistungsausgang von der ersten Gleichstromquelle an den dreiphasigen Motor auszugeben; und eine zweite Gleichstromleistungsquelle, welche von der ersten Gleichstromleistungsquelle unterschiedlich ist, wobei ein Anschluss der zweiten Gleichstromleistungsquelle mit einem Anschluss der Gleichstromleistungsquelle verbunden ist, der identische Polarität hat, und der andere Anschluss der zweiten Gleichstromleistungsquelle mit einem neutralen Punkt der Y-verbundenen Wicklungen in dem dreiphasigen Motor verbunden ist.From the DE 600 00 294 T2 For example, a multiple power source system is known which supplies electrical power to a three-phase motor with Y-connected windings, the multi-power source system comprising: a first DC power source; a power control circuit disposed between the first DC power source and the Y-connected windings of the three-phase motor and having switching elements which are turned on and off to output an electric power output from the first DC power source to the three-phase motor; and a second DC power source different from the first DC power source, wherein one terminal of the second DC power source is connected to one terminal of the DC power source having identical polarity and the other terminal of the second DC power source is connected to a neutral point of the Y-connected windings in the second DC power source three-phase motor is connected.

Von der DE 42 26 311 A1 wird vorgeschlagen, in einem Drehstromgenerator für ein Kraftfahrzeug, dessen Wicklungen in Sternschaltung geschaltet sind, durch Anzapfung der Sternpunktes eine weitere Ausgangsspannung zur Verfügung zu stellen, die etwa halb so groß ist wie die Bordspannung des Kraftfahrzeuges.Of the DE 42 26 311 A1 It is proposed to provide in a three-phase alternator for a motor vehicle whose windings are connected in star connection, by tapping the neutral point, a further output voltage which is about half as large as the on-board voltage of the motor vehicle.

1 veranschaulicht eine herkömmliche Situation in einem Kraftfahrzeug: Ein erstes Teilbordnetz 10 ist über einen Gleichspannungswandler 12 mit einem zweiten Teilbordnetz 14 gekoppelt. Im ersten Bordnetz 10 gibt es einen Starter S für eine Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs, einen Generator G zum Gewinnen von elektrischer Energie beim Betrieb der Verbrennungskraftmaschine, eine Batterie B0, die die Versorgungsspannung von 12 V bereitstellt, sowie weitere Verbraucher V1 und V2, die zuschaltbar sind. Im zweiten Teilbordnetz 14 gibt es eine Drehfeldmaschine, die beim Rekuperieren von Energie eingesetzt wird, wenn also aus dem rollenden Kraftfahrzeug Energie gewonnen werden soll. Die Drehfeldmaschine ist mit „M” bezeichnet. Zur Versorgung mit der höheren Spannung ist ein Energiespeicher, z. B ein Kondensator oder eine Lithiumbatterie B1, vorgesehen. 1 illustrates a conventional situation in a motor vehicle: A first sub-board network 10 is via a DC-DC converter 12 with a second sub-board network 14 coupled. In the first electrical system 10 There is a starter S for an internal combustion engine of the motor vehicle, a generator G for obtaining electrical energy during operation of the internal combustion engine, a battery B 0 , which is the supply voltage of 12 V, as well as other consumers V 1 and V 2 , which are switchable. In the second subnetwork 14 There is an induction machine that is used in the recuperation of energy, so if energy is to be obtained from the rolling motor vehicle. The induction machine is labeled "M". To supply the higher voltage is an energy storage, eg. B a capacitor or a lithium battery B 1 , provided.

Die Anordnung aus 1 kann durch die Anordnung aus 2 ersetzt werden, siehe die CH 6 9872 5 B1 sowie aus dem weiteren Umfeld die EP 0682401 B1 und die US 70 23 171 B2 . Letztere offenbart einen Elektromaschinenantrieb mit einer Mehrzahl von Invertern zum Steuern der jeweiligen Elektromaschinen, welche eine Dreiphasenhauptantriebsmaschine und Zweiphasenzusatzmaschinen in einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug umfassen können. Der Antrieb weist einen gemeinsamen Steuerabschnitt mit nur einem mikroelektronischen Prozessor zur Steuerung der Mehrzahl von Invertern auf, nur eine Gate-Treiberschaltung zum Steuern des Leitvermögens der Halbleiterschalter in der Mehrzahl von Invertern sowie einen gemeinsamen Gleichspannungszwischenkreis, einen gemeinsamen Gleichspannungszwischenkreis-Filterkondensator und einem gemeinsamen Zwischenkreisspannungssensor. Die Elektromaschinen können Synchronmaschinen, Asynchronmaschinen oder permanentmagneterregte Maschinen sein und können motorisch oder generatorisch betrieben werden.The arrangement off 1 can be characterized by the arrangement 2 be replaced, see the CH 6 9872 5 B1 as well as from the wider environment the EP 0682401 B1 and the US 70 23 171 B2 , The latter discloses an electric machine drive having a plurality of inverters for controlling the respective electric machines, which may include a three-phase main drive machine and two-phase auxiliary machines in a hybrid or electric vehicle. The drive has a common control section with only one microelectronic processor for controlling the plurality of inverters, only a gate driver circuit for controlling the conduction of the semiconductor switches in the plurality of inverters and a common DC link, a common DC link filter capacitor and a common DC link voltage sensor. The electric machines can be synchronous machines, asynchronous machines or permanent magnet-excited machines and can be operated by motor or generator.

Bei der Anordnung aus 2 ist die Batterie B der Niederspannungsseite unmittelbar mit einem Ihrer Anschlüsse A1 mit dem Sternpunkt SP einer Sternpunktschaltung einer Drehfeldmaschine M' gekoppelt. In der Sternpunktschaltung gibt es mehrere Phasenausgänge P1, P2, P3 des Mehr-Phasen-Motor-Generators, und diese sind jeweils über einen Transistor mit beiden Anschlüssen eines Energiespeichers gekoppelt, wobei der eine Anschluss so gekoppelt ist, dass die Durchlassrichtung vom Phasenausgang zum Anschluss A'1 verläuft, und der andere Anschluss A'2 des Energiespeichers C ist so geschaltet, dass ausgehend von den Phasenausgängen Pi, P2, P3 die Sperrrichtung zu ihm hin verläuft. Mit anderen Worten handelt es sich bei der Anordnung um einen an sich bekannten Hochsetzsteller. Es kann jede Anordnung mit einem Wechselrichter oder aktivem oder passivem Gleichrichter eingesetzt werden.In the arrangement off 2 the battery B of the low voltage side is directly coupled to one of its terminals A 1 with the neutral point SP of a star point circuit of a rotary field machine M '. In the star point circuit, there are a plurality of phase outputs P 1 , P 2 , P 3 of the multi-phase motor generator, and these are each coupled via a transistor to both terminals of an energy store, wherein the one terminal is coupled so that the passage direction of Phase output to terminal A ' 1 runs, and the other terminal A' 2 of the energy storage C is switched so that, starting from the phase outputs Pi, P 2 , P 3, the reverse direction extends to him. In other words, the arrangement is a known boost converter. Any arrangement with an inverter or active or passive rectifier can be used.

Nachteilig an der Anordnung ist, dass die am Energiespeicher C anliegende Spannung UC in etwa die doppelte Spannung der Spannung UBat erreichen kann, die an der Batterie B anliegt. Die Drehfeldmaschine M' arbeitet jedoch dann nicht völlig effizient. Dies gilt insbesondere dann, wenn ihr eine hohe Leistung abgefordert ist, wie dies zum Beispiel beim Rekuperieren oder beim Boosten einer Verbrennungskraftmaschine der Fall ist.A disadvantage of the arrangement is that the voltage present at the energy storage voltage U C C can reach twice the voltage of the voltage U Bat roughly applied to the battery B. However, the induction machine M 'then does not work completely efficient. This is especially true when it is a high performance is required, as is the case for example when recuperating or when boosting an internal combustion engine.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für eine bessere Ausnutzung der Drehfeldmaschine M' zu sorgen.It is therefore an object of the present invention to ensure better utilization of the induction machine M '.

Die Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst und in einem anderen Aspekt durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 5 gelöst.The object is achieved by a motor vehicle having the features of patent claim 1 and in another aspect by a method having the features according to claim 5.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist somit gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, den Schalter in einer Situation eines Rekuperierens von Bewegungsenergie in einen Energiespeicher oder eines Boostens einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs bei hoher Spannung zwischen den beiden zweiten Spannungsanschlüssen und bei Bedarf einer höheren Leistung der Drehfeldmaschine als derjenigen Leistung, welche bei fester Anbindung des Sternpunkts an den einen der ersten Spannungsanschlüsse und bei einer doppelt so hohen Spannung zwischen den zwei zweiten Spannungsanschlüssen wie der zwischen den zwei ersten Spannungsanschlüssen anliegenden Spannung erreicht werden kann, zu öffnen.The motor vehicle according to the invention is thus characterized by a control device which is adapted to the switch in a situation of Rekuperierens of kinetic energy in an energy storage or a Boostens an internal combustion engine of the motor vehicle at high voltage between the two second voltage terminals and if required a higher power of the induction machine as that power which can be achieved with fixed connection of the neutral point to one of the first voltage terminals and with a voltage twice as high between the two second voltage terminals as the voltage applied between the two first voltage terminals.

Durch den Schalter lässt sich der Sternpunkt von der an der Seite mit niedrigerer Spannung herrschenden Spannung (typischerweise der Batterie oder dem 12 V Energienetz) abkoppeln bzw. entkoppeln. Man erhält somit bei geöffnetem Schalter einen Freiheitsgrad mehr, was die vorherrschenden Spannungen angeht: Das Potential am Sternpunkt kann sich frei einstellen, was man auch als „Floaten” bezeichnet. Die an einem Energiespeicher anliegende Spannung kann bis zum Drei- oder Vierfachen der an der Batterie anliegenden Spannung angehoben werden. Durch die feste Anbindung des Sternpunktes kann die Maschine nicht mit voller Leistung arbeiten. Die Maschine kann nur die Leistung erbringen, die bei doppelter Sternpunktspannung erreicht werden kann, obwohl die Spannung am Energiespeicher den Drei- oder Vierfachen Wert der Batteriespannung hat. Durch ein Öffnen des Sternpunktschalters S1 floatet der Sternpunkt und die Maschine kann mit voller Leistung betrieben werden; dies kann man zum Rekuperieren von Energie oder auch zum Boosten eines Motors nutzen.The switch can be used to decouple or decouple the neutral point from the lower voltage (typically the battery or the 12 V power grid) on the side. Thus, one more degree of freedom is obtained when the switch is open, as far as the prevailing voltages are concerned. The potential at the star point can be set freely, which is also referred to as "floating". The voltage applied to an energy storage voltage can be raised up to three or four times the voltage applied to the battery voltage. Due to the fixed connection of the star point, the machine can not work at full power. The machine can only provide the power that can be achieved with double neutral point voltage, although the voltage at the energy storage has three or four times the value of the battery voltage. By opening the star point switch S1, the neutral point is floating and the machine can be operated at full power; This can be used to recuperate energy or to boost a motor.

Bei einer Alternative der Erfindung ist ein Energiespeicher zwischen die beiden zweiten Spannungsanschlüsse geschaltet, also ein Kondensator oder eine Batterie nach Art des in 2 beschriebenen Energiespeichers. Alternativ oder zusätzlich kann ein Energiespeicher zwischen dem einen der zweiten Spannungsanschlüsse und einem der ersten Spannungsanschlüsse geschaltet sein. In beiden Fällen bestimmt die an dem Energiespeicher anliegende Spannung unmittelbar diejenige Spannung, die zwischen den beiden zweiten Spannungsanschlüssen an der Seite höherer Spannung anfällt. Die beiden Energiespeicher können auch gleichzeitig vorgesehen sein, einer davon genügt jedoch.In an alternative of the invention, an energy storage is connected between the two second voltage terminals, that is, a capacitor or a battery in the manner of in 2 described energy storage. Alternatively or additionally, an energy store may be connected between the one of the second voltage terminals and one of the first voltage terminals. In both cases, the voltage applied to the energy store directly determines the voltage that occurs between the two second voltage terminals on the higher voltage side. The two energy storage can also be provided simultaneously, but one of them is sufficient.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist dazu ausgelegt, den Schalter in einer Situation eines Rekuperierens von Bewegungsenergie in einen Energiespeicher oder eines Boostens einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs zu öffnen. Ist der Schalter als Transistor ausgeführt, kann die Steuereinrichtung unmittelbar diesen Schalter ansteuern. Bei einem mechanischen Schalter steuert die Steuereinrichtung eine Betätigungsvorrichtung wie zum Beispiel ein Relais an.The motor vehicle according to the invention is designed to open the switch in a situation of recuperation of kinetic energy into an energy store or a booster of an internal combustion engine of the motor vehicle. If the switch is designed as a transistor, the control device can directly control this switch. In a mechanical switch, the controller controls an actuator such as a relay.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug der Schalter in einer Situation eines Rekuperierens von Bewegungsenergie in einen Energiespeicher hinein oder eines Boostens einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs geöffnet; denn dann kann wiederum der Sternpunkt floaten, auf der Seite höherer Spannung herrscht eine besonders hohe Spannung vor, und die Drehfeldmaschine arbeitet besonders effizient.In the method according to the invention, in a motor vehicle according to the invention, the switch is opened in a situation of recuperation of kinetic energy into an energy store or of a booster of an internal combustion engine of the motor vehicle; because then again the star point can float, on the side of higher voltage prevails a particularly high voltage, and the induction machine works very efficiently.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, in derHereinafter, a preferred embodiment will be described with reference to the drawings, in which

1 eine Schaltungsanordnung zeigt, wie sie in einem Kraftfahrzeug mit zwei Teilbordnetzen üblich ist, 1 shows a circuit arrangement, as is common in a motor vehicle with two sub-nets,

2 eine Schaltungsanordnung zeigt, die die Schaltungsanordnung aus 1 zu ersetzen geeignet ist, 2 a circuit arrangement showing the circuit arrangement 1 is suitable to replace

3 eine Schaltungsanordnung gemäß einer ersten Alternative zeigt, die an die Stelle der Schaltungsanordnung aus 2 tritt, und 3 a circuit arrangement according to a first alternative, which replaces the circuit arrangement 2 occurs, and

4 eine Schaltungsanordnung gemäß einer zweiten Alternative veranschaulicht, die an die Stelle der Schaltungsanordnung aus 2 tritt. 4 a circuit arrangement according to a second alternative, which replaces the circuit arrangement illustrated 2 occurs.

Bei der eingangs beschriebenen Schaltungsanordnung aus 2 wird vorgesehen, dass der Sternpunkt SP über einen Schalter S1 mit einem Anschlusspunkt A1 der Niederspannungsseite gekoppelt ist. Der Sternpunkt SP lässt sich daher durch Öffnen des Schalters S1 vom Anschluss A1 entkoppeln. Eine Spannung zwischen den Anschlüssen A'1 und A'2 kann daher besonders hoch werden, weil sich das Potential am Sternpunkt SP frei einstellen kann.In the circuit arrangement described above 2 it is provided that the neutral point SP is coupled via a switch S 1 to a connection point A 1 of the low-voltage side. The neutral point SP can therefore be decoupled from the terminal A 1 by opening the switch S 1 . A voltage between the terminals A ' 1 and A' 2 can therefore be particularly high, because the potential at the neutral point SP can adjust freely.

Bei der Alternative gemäß 3 ist zwischen den beiden zweiten Anschlüssen A'1 und A'2 eine Kapazität als Energiespeicher C geschaltet (wie auch in 2), über den die Spannung UC abfällt, die besonders hoch werden kann. Bei der Alternative gemäß 4 ist zwischen den beiden Anschlüssen A1 und A'1 ein Energiespeicher C' geschaltet, über den die Spannung UC1 abfällt. Die Spannung UC1 und die an der Batterie B anliegende Spannung UBat ergeben zusammen die Spannung UC, die über die beiden zweiten Anschlüsse A'1 und A'2 abfällt. Auch bei der Alternative wie gemäß 4 floatet der Sternpunkt SP.In the alternative according to 3 is connected between the two second terminals A ' 1 and A' 2 a capacity as energy storage C (as well as in 2 ), over which the voltage U C drops, which can be particularly high. In the alternative according to 4 is an energy storage C 'connected between the two terminals A 1 and A' 1 , via which the voltage U C1 drops. The voltage U C1 and the voltage applied to the battery B U Bat together result in the voltage U C , which drops across the two second terminals A ' 1 and A' 2 . Also in the alternative as in accordance 4 the star point SP is floating.

Dadurch, dass bei den Schaltungsanordnungen gemäß 3 und 4 besonders hohe Spannungen UC auf der Hochspannungsseite erzielbar sind und der Sternpunk floatet, kann die Drehfeldmaschine M' besonders effizient arbeiten, was zum Beispiel beim Rekuperationsbetrieb nutzbar ist, oder wenn eine Verbrennungskraftmaschine geboostet werden soll. In diesem Falle muss eine in den Figuren nicht gezeigte Steuereinrichtung lediglich den Schalter S1 öffnen.Due to the fact that in the circuit arrangements according to 3 and 4 Particularly high voltages U C can be achieved on the high voltage side and the star point is floating, the induction machine M 'can work very efficiently, which is useful for example during recuperation, or when an internal combustion engine is to be boosted. In this case, a control device, not shown in the figures, only needs to open the switch S1.

Claims (5)

Kraftfahrzeug mit einer Schaltungsanordnung zur Kopplung von zwei ersten Spannungsanschlüssen (A1, A2) einer ersten Seite mit zwei zweiten Spannungsanschlüssen (A'1, A'2) einer zweiten Seite, an denen eine höhere Spannung (UC) anliegt, als an den ersten Spannungsanschlüssen (A1, A2), wobei die Schaltungsanordnung eine Drehfeldmaschine (M') umfasst, die in einer Sternpunktschaltung bereitgestellt ist, deren Sternpunkt (SP) mit einem (A1) der ersten Spannungsanschlüsse gekoppelt ist, und von der eine Mehrzahl von Phasenausgängen (P1, P2, P3) jeweils über einen zwei Transistoren mit jeweils parallel geschalteten Inversdioden umfassenden Brückenzweig einer mehrphasigen Vollbrücke, welche in Abhängigkeit von der Betriebsart der Drehfeldmaschine (M'), nämlich als Motor oder als Generator, als Wechselrichter oder als Gleichrichter betreibbar ist, sowohl mit einem (A'1) der zweiten Spannungsanschlüsse gekoppelt ist als auch mit dem jeweils anderen (A'2) der ersten und der zweiten Spannungsanschlüsse gekoppelt ist, mit einem Schalter (S1) zum Herstellen und Unterbrechen einer Verbindung zwischen dem Sternpunkt (SP) und dem einen (A1) der ersten Spannungsanschlüsse, wobei eine Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs dazu ausgelegt ist, den Schalter (S1) in einer Situation eines Rekuperierens von Bewegungsenergie in einen Energiespeicher oder eines Boostens einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs bei hoher Spannung (UC) zwischen den beiden zweiten Spannungsanschlüssen (A'1, A'2) und bei Bedarf einer höheren Leistung der Drehfeldmaschine (M') als derjenigen Leistung, welche bei fester Anbindung des Sternpunkts (SP) an den einen (A1) der ersten Spannungsanschlüsse und bei einer doppelt so hohen Spannung zwischen den zwei zweiten Spannungsanschlüssen (A'1, A'2) wie der zwischen den zwei ersten Spannungsanschlüssen (A1, A2) anliegenden Spannung (UBat) erreicht werden kann, zu öffnen.Motor vehicle with a circuit arrangement for coupling two first voltage terminals (A 1 , A 2 ) of a first side with two second voltage terminals (A ' 1 , A' 2 ) of a second side, at which a higher voltage (U C ) is present, than at the first voltage terminals (A 1 , A 2 ), the circuit arrangement comprising a rotating field machine (M ') provided in a star point circuit whose neutral point (SP) is coupled to one (A 1 ) of the first voltage terminals, and one of A plurality of phase outputs (P 1 , P 2 , P 3 ) in each case via a bridge comprising two transistors, each with parallel inverse diodes bridge branch of a multi-phase full bridge, depending on the operating mode of the induction machine (M '), namely as a motor or as a generator, as Inverter or as a rectifier is operable, both with one (A ' 1 ) of the second voltage terminals is coupled as well as with the other (A' 2 ) de The first and second voltage terminals are coupled to a switch (S 1 ) for making and breaking a connection between the neutral point (SP) and the one (A 1 ) of the first voltage terminals, wherein a control device of the motor vehicle is configured to switch (S 1 ) in a situation of Rekuperierens kinetic energy in an energy storage or a Boostens an internal combustion engine of the motor vehicle at high voltage (U C ) between the two second voltage terminals (A ' 1 , A' 2 ) and, if required, a higher power of the induction machine (M ') as that power, which with fixed connection of the star point (SP) to the one (A 1 ) of the first Voltage connections and at a voltage twice as high between the two second voltage terminals (A ' 1 , A' 2 ) as the between the two first voltage terminals (A 1 , A 2 ) voltage applied (U Bat ) can be achieved to open. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hohe Spannung (UC) zwischen den beiden zweiten Spannungsanschlüssen (A'1, A'2) bis zum dreifachen Wert der zwischen den zwei ersten Spannungsanschlüssen (A1, A2) anliegenden Spannung (UBat) angehoben wird, insbesondere bis zum vierfachen Wert.Motor vehicle according to claim 1, characterized in that the high voltage (U C ) between the two second voltage terminals (A ' 1 , A' 2 ) up to three times the value between the two first voltage terminals (A 1 , A 2 ) voltage ( U Bat ), in particular up to four times. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Energiespeicher (C), der zwischen die beiden zweiten Spannungsanschlüsse (A'1, A'2) geschaltet ist.Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized by an energy store (C), which is connected between the two second voltage terminals (A ' 1 , A' 2 ). Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Energiespeicher (C'), der zwischen dem einen (A'1) der zweiten Spannungsanschlüsse und dem einen (A1) der ersten Spannungsanschlüsse geschaltet ist.Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized by an energy store (C ') which is connected between the one (A' 1 ) of the second voltage terminals and the one (A 1 ) of the first voltage terminals. Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (S1) in einer Situation eines Rekuperierens von Bewegungsenergie in einen Energiespeicher oder eines Boostens einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs geöffnet wird.Method for operating a motor vehicle according to one of claims 1 to 4, characterized in that the switch (S 1 ) is opened in a situation of recuperation of kinetic energy in an energy storage or a boost of an internal combustion engine of the motor vehicle.
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