DE102011075509A1 - Energy-storage system for e.g. vehicle, has switching device selectively connecting regulator with storage unit or resistor, and controller controlling switching device depending on charging state of storage unit - Google Patents

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Karsten Rechenberg
Michael Meinert
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Abstract

The system (101) has a brake resistor (103) conveying electrical energy by an electric motor e.g. three-phase electric motor, during an electromotive braking. An electrical energy storage unit (105) stores the electrical energy. A direct current converter (107) i.e. step up- and/or down converter, is connected with an inverter i.e. three-phase pulse inverter, of the electric motor. A switching device (109) selectively connects the regulator with the storage unit or resistor. A controller controls a switching device depending on charging state of the storage unit. The switching device is selected from mechanical switching device, electrical switching device, electronics switching device, voltage dependent resistor, thyristor, break-over-device switching device, reversible switching device, or transistor i.e. bipolar transistor such as insulated gate bipolar transistor.

Description

Die Erfindung betrifft ein Energiespeichersystem und ein Antriebssystem für ein Fahrzeug. The invention relates to an energy storage system and a drive system for a vehicle.

Es ist bekannt, dass Bremswiderstände bei Schienenfahrzeugen über einen Bremschopper betrieben werden, der als vierte Phase neben den drei Pulswechselrichter-Phasen im Stromrichter integriert ist. Die Integration eines fünften Phasenbausteins als DC/DC-Chopper zum Betrieb von Energiespeichern ist im Allgemeinen aufgrund eines begrenzten Bauvolumens nicht möglich. It is known that brake resistors are operated in rail vehicles via a brake chopper, which is integrated as fourth phase in addition to the three pulse inverter phases in the converter. The integration of a fifth phase module as DC / DC chopper for the operation of energy storage devices is generally not possible due to a limited construction volume.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann daher darin gesehen werden, ein Energiespeichersystem für ein Fahrzeug mit einem Elektromotor anzugeben, welches die bekannten Nachteile überwindet und auch in einen begrenzten Bauraum integriert werden kann. The object underlying the invention can therefore be seen to provide an energy storage system for a vehicle with an electric motor, which overcomes the known disadvantages and can also be integrated into a limited space.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann auch darin gesehen werden, ein entsprechendes Antriebssystem für ein Fahrzeug anzugeben. The object underlying the invention can also be seen to provide a corresponding drive system for a vehicle.

Diese Aufgaben werden mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen. These objects are achieved by means of the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of each dependent subclaims.

Nach einem Aspekt wird ein Energiespeichersystem für ein Fahrzeug mit einem Elektromotor bereitgestellt. Das Energiespeichersystem umfasst einen Bremswiderstand, welcher eine elektrische Energie, welche mittels des Elektromotors bei einer elektromotorischen Bremsung bereitgestellt wird, abführen kann. Ferner umfasst das Energiespeichersystem einen elektrischen Energiespeicher, welcher die elektrische Energie, die bei einer elektromotorischen Bremsung mittels des Elektromotors bereitgestellt wird, speichern kann. Des Weiteren ist ein Gleichstromsteller gebildet, welcher mit einem Wechselrichter des Elektromotors verbunden werden kann. Weiterhin ist eine Schaltvorrichtung zum selektiven Verbinden des Gleichstromstellers mit dem Energiespeicher oder mit dem Bremswiderstand gebildet. In one aspect, an energy storage system for a vehicle having an electric motor is provided. The energy storage system comprises a braking resistor, which can dissipate an electrical energy which is provided by the electric motor during an electromotive braking. Furthermore, the energy storage system comprises an electrical energy storage, which can store the electrical energy that is provided by the electric motor during an electromotive braking. Furthermore, a DC-DC converter is formed, which can be connected to an inverter of the electric motor. Furthermore, a switching device for selectively connecting the DC adjuster to the energy storage or to the braking resistor is formed.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Antriebssystem für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Antriebssystem umfasst einen Elektromotor und einen mit dem Elektromotor verbundenen Wechselrichter zum Umrichten eines mittels des Elektromotors bereitgestellten Wechselstroms in einen Gleichstrom. Ferner umfasst das Antriebssystem ein erfindungsgemäßes Energiespeichersystem. In another aspect, a drive system for a vehicle is provided. The drive system includes an electric motor and an inverter connected to the electric motor for converting an alternating current provided by the electric motor into a direct current. Furthermore, the drive system comprises an inventive energy storage system.

Dadurch, dass eine Schaltvorrichtung vorgesehen ist, welche entweder den Gleichstromsteller mit dem Energiespeicher oder den Gleichstromsteller mit dem Bremswiderstand selektiv verbinden kann, kann die bei einer elektromotorischen Bremsung mittels des Elektromotors erzeugte elektrische Energie entweder dem Energiespeicher zur Speicherung der elektrischen Energie oder dem Bremswiderstand zur Abführung der elektrischen Energie zugeführt werden. Es wird also in vorteilhafter Weise nur ein Gleichstromsteller sowohl für den Energiespeicher als auch für den Bremswiderstand benötigt, wobei der Gleichstromsteller zwischen dem Wechselrichter und dem Energiespeicher bzw. dem Bremswiderstand geschaltet ist. Insofern wird im Vergleich zum bekannten Stand der Technik in vorteilhafter Weise Bauvolumen eingespart, so dass eine Integration auch in einem begrenzten Bauvolumen möglich ist. Characterized in that a switching device is provided, which can selectively connect either the DC chopper with the energy storage or the DC chopper with the braking resistor, the electric energy generated by an electric motor braking by means of the electric motor either the energy storage for storing the electrical energy or the braking resistor for removal be supplied to the electrical energy. It is thus advantageously required only a DC-DC converter for both the energy storage and for the braking resistor, wherein the DC-DC converter is connected between the inverter and the energy storage or the braking resistor. In this respect, construction volume is advantageously saved in comparison to the known state of the art, so that integration is possible even in a limited construction volume.

Bei einem Fahrzeug im Sinne der vorliegenden Erfindung kann es sich beispielsweise um einen Zug, eine Lokomotive, ein Triebfahrzeug, einen Bus, eine Straßenbahn oder eine U-Bahn handeln. Das Fahrzeug kann beispielsweise schienengeführt sein. For the purposes of the present invention, a vehicle may, for example, be a train, a locomotive, a locomotive, a bus, a tram or a subway. The vehicle may, for example, be rail-guided.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine Steuerung vorgesehen sein, welche die Schaltvorrichtung abhängig von einem Ladungszustand des elektrischen Energiespeichers steuert. D.h. also insbesondere, dass abhängig von dem Ladungszustand die Schaltvorrichtung entweder den Gleichstromsteller mit dem Energiespeicher oder den Gleichstromsteller mit dem Bremswiderstand verbindet. Vorzugsweise wird der Bremswiderstand erst dann mit dem Gleichstromsteller verbunden, wenn der Energiespeicher voll geladen ist. Insbesondere wird zum Erfassen eines Ladungszustandes eine Ladespannung des Energiespeichers gemessen, wobei der Bremswiderstand insbesondere erst dann angesteuert wird, d.h. mit dem Gleichstromsteller verbunden wird, wenn der Energiespeicher seine maximale Ladespannung erreicht hat. According to a further embodiment, a controller may be provided which controls the switching device as a function of a state of charge of the electrical energy store. That in particular, that depending on the state of charge, the switching device connects either the DC-DC converter with the energy storage or the DC-DC converter with the braking resistor. Preferably, the braking resistor is only then connected to the DC-DC converter when the energy store is fully charged. In particular, a charge voltage of the energy store is measured to detect a state of charge, wherein the braking resistor is driven only in particular, that is. is connected to the DC chopper when the energy storage has reached its maximum charging voltage.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist der Gleichstromsteller als ein Hoch-/Tiefsetzsteller gebildet. Ein solcher Hoch-Tiefsetzsteller bewirkt insbesondere eine Anpassung der Spannungsniveaus des Wechselrichterspannungskreises mit dem Spannungsniveau des Energiespeichers bzw. des Bremswiderstands. Ein solcher Hoch-Tiefsetzsteller kann auch als ein DC/DC-Steller bzw. als ein DC/DC-Chopper bezeichnet werden. Insbesondere wirkt ein solcher DC/DC-Steller als ein Phasenmodul. Die Abkürzung DC steht für „direct current“, also Gleichstrom. According to another embodiment, the DC-DC converter is formed as a step-up / step-down converter. Such a step-up converter effects, in particular, an adaptation of the voltage levels of the inverter voltage circuit to the voltage level of the energy store or braking resistor. Such a step-up converter can also be referred to as a DC / DC controller or as a DC / DC chopper. In particular, such a DC / DC controller acts as a phase module. The abbreviation DC stands for "direct current", ie direct current.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist zwischen dem Gleichstromsteller auf der einen Seite und dem Energiespeicher und dem Bremswiderstand auf der anderen Seite eine Drossel für eine Strombegrenzung gebildet. D.h. also insbesondere, dass die Drossel schalttechnisch gesehen sowohl zwischen dem Gleichstromsteller und dem Energiespeicher als auch zwischen dem Gleichstromsteller und dem Bremswiderstand geschaltet ist. Somit kann in vorteilhafter Weise ein elektrischer Strom begrenzt werden, um Überlastschäden an dem Energiespeicher oder an dem Bremswiderstand zu vermeiden. According to a further embodiment, a choke for a current limiting is formed between the DC chopper on the one hand and the energy storage and the braking resistor on the other side. That is, in particular, that the throttle seen both switching technology is connected between the DC chopper and the energy storage and between the DC chopper and the braking resistor. Thus, an electrical current can be limited in an advantageous manner to avoid overload damage to the energy storage or to the braking resistor.

In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Energiespeicher und der Bremswiderstand parallel zueinander geschaltet sind. Insbesondere weist dann die Schaltvorrichtung mindestens zwei Schalter zum jeweiligen Zuschalten oder Trennen des Energiespeichers und des Bremswiderstands von dem Gleichstromsteller auf. D.h. insbesondere, dass in jedem Zweig der Parallelschaltung ein Schalter angeordnet ist, um den Energiespeicher bzw. den Bremswiderstand mit dem Gleichstromsteller zu verbinden oder zu trennen. Insbesondere steuert die Steuerung die beiden Schalter. Beispielsweise können auch mehr als zwei Schalter vorgesehen sein. In a further embodiment it can be provided that the energy store and the braking resistor are connected in parallel with each other. In particular, then, the switching device has at least two switches for each connection or disconnection of the energy storage and the braking resistor of the DC chopper. That in particular, that in each branch of the parallel circuit, a switch is arranged to connect or disconnect the energy storage or the braking resistor with the DC chopper. In particular, the controller controls the two switches. For example, more than two switches can be provided.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Schalter als mechanische, elektrische, elektronische Schalter, Varistoren, Thyristoren oder Transistoren gebildet sein. Ein Transistor kann beispielsweise ein Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode sein. Ein solcher Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode wird im Englischen als „insulated-gate bipolar transistor“ (IGBT) bezeichnet. Insbesondere kann ein Schalter als ein sogenannter Break-Over-Device(BOD)-Schalter bzw. BOD-Element gebildet sein. Ein solches BOD-Element ist insbesondere derart konfiguriert, dass es ab einer bestimmten elektrischen Spannung durchschaltet. Insbesondere sind die Schalter als reversible Schalter gebildet. Die Schalter können insbesondere gleich oder unterschiedlich gebildet sein. Schalter im Sinne der vorliegenden Erfindung können auch als Durchschalt-Bauelemente bezeichnet werden. According to a further embodiment, the switches may be formed as mechanical, electrical, electronic switches, varistors, thyristors or transistors. A transistor may be, for example, an insulated gate bipolar transistor. Such an insulated gate bipolar transistor is referred to as "insulated-gate bipolar transistor" (IGBT). In particular, a switch can be formed as a so-called break-over device (BOD) switch or BOD element. Such a BOD element is in particular configured such that it switches through from a certain electrical voltage. In particular, the switches are formed as reversible switches. The switches can be formed in particular the same or different. Switches in the sense of the present invention may also be referred to as through-connection components.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist der Wechselrichter als ein mehrphasiger Wechselrichter gebildet, insbesondere als ein dreiphasiger Wechselrichter. Der Wechselrichter ist beispielsweise als ein Pulswechselrichter gebildet. According to a further embodiment, the inverter is formed as a polyphase inverter, in particular as a three-phase inverter. The inverter is formed, for example, as a pulse inverter.

In einer anderen Ausführungsform können auch mehrere Elektromotoren, insbesondere zwei Elektromotoren, vorgesehen sein. Ein Elektromotor kann beispielsweise ein dreiphasiger Motor sein. Insbesondere kann der Elektromotor als eine Synchron- oder Asynchronmaschine gebildet sein. Die Elektromotoren können insbesondere gleich oder unterschiedlich gebildet sein. In another embodiment, a plurality of electric motors, in particular two electric motors, may be provided. An electric motor may be, for example, a three-phase motor. In particular, the electric motor may be formed as a synchronous or asynchronous machine. The electric motors can be formed in particular the same or different.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der elektrische Energiespeicher einen oder mehrere Doppelschichtkondensatoren umfassen. Vorzugsweise umfasst der elektrische Energiespeicher eine Traktionsbatterie. According to a further embodiment, the electrical energy store may comprise one or more double-layer capacitors. Preferably, the electrical energy store comprises a traction battery.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen: The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which will be described in detail in conjunction with the drawings. Hereby show:

1 ein Energiespeichersystem, 1 an energy storage system,

2 ein Antriebssystem und 2 a drive system and

3 ein weiteres Antriebssystem. 3 another drive system.

Im Folgenden werden für gleiche Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet. Hereinafter, like reference numerals are used for like features.

1 zeigt ein Energiespeichersystem 101 für ein Fahrzeug (nicht gezeigt) mit einem Elektromotor. Das Energiespeichersystem 101 umfasst einen Bremswiderstand 103 zum Abführen von mittels des Elektromotors bei einer elektromotorischen Bremsung bereitgestellter bzw. erzeugter elektrischer Energie. Das Energiespeichersystem 101 weist ferner einen elektrischen Energiespeicher 105 auf, welcher die elektrische Energie speichern kann. Des Weiteren umfasst das Energiespeichersystem 101 einen Gleichstromsteller 107, welcher derart gebildet ist, dass er mit einem Wechselrichter (nicht gezeigt) des Elektromotors des Fahrzeugs verbunden werden kann. Zwischen dem Gleichstromsteller 107 und dem Bremswiderstand 103 und dem elektrischen Energiespeicher 105 ist eine Schaltvorrichtung 109 gebildet, welche den Bremswiderstand 103 oder den elektrischen Energiespeicher 105 selektiv mit dem Gleichstromsteller 107 verbinden kann. 1 shows an energy storage system 101 for a vehicle (not shown) with an electric motor. The energy storage system 101 includes a braking resistor 103 for discharging electrical energy supplied or generated by means of the electric motor during an electromotive braking operation. The energy storage system 101 also has an electrical energy storage 105 on, which can store the electrical energy. Furthermore, the energy storage system includes 101 a DC chopper 107 which is formed so that it can be connected to an inverter (not shown) of the electric motor of the vehicle. Between the DC-DC converter 107 and the braking resistor 103 and the electrical energy storage 105 is a switching device 109 formed, which the braking resistance 103 or the electrical energy storage 105 selectively with the DC-DC converter 107 can connect.

In einer nicht gezeigten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Energiespeichersystem 101 eine Steuerung zum Steuern der Schaltvorrichtung 109 umfasst, wobei die Steuerung die Schaltvorrichtung 109 insbesondere abhängig von einem Ladungszustand des elektrischen Energiespeichers 105 steuert. Somit wird also in vorteilhafter Weise zunächst der elektrische Energiespeicher 105 geladen, insbesondere komplett bzw. voll geladen, bevor dann die überschüssige elektrische Energie dem Bremswiderstand 103 zugeführt wird. Eine Überladung des elektrischen Energiespeichers 105 wird so in vorteilhafter Weise vermieden. In an embodiment, not shown, it may be provided that the energy storage system 101 a controller for controlling the switching device 109 wherein the controller is the switching device 109 in particular depending on a state of charge of the electrical energy store 105 controls. Thus, in an advantageous manner, first of all the electrical energy store 105 charged, in particular completely or fully charged, before then the excess electrical energy to the braking resistor 103 is supplied. An overload of the electrical energy storage 105 is thus avoided in an advantageous manner.

2 zeigt ein Antriebssystem 201 für ein Fahrzeug (nicht gezeigt). Das Antriebssystem 201 umfasst einen Elektromotor 203 und einen mit dem Elektromotor 203 verbundenen Wechselrichter 205 zum Umrichten eines mittels des Elektromotors 203 bereitgestellten Wechselstroms in einem Gleichstrom. Ferner umfasst das Antriebssystem 201 das Energiespeichersystem 101 aus 1, wobei der Wechselrichter 205 mit dem Gleichstromsteller 107 verbunden ist. 2 shows a drive system 201 for a vehicle (not shown). The drive system 201 includes an electric motor 203 and one with the electric motor 203 connected inverters 205 for converting one by means of the electric motor 203 provided AC in a DC. Furthermore, the drive system includes 201 the energy storage system 101 out 1 , where the inverter 205 with the DC chopper 107 connected is.

In einer nicht gezeigten Ausführungsform kann der Elektromotor 203 als ein dreiphasiger Elektromotor gebildet sein. In einer weiteren nicht gezeigten Ausführungsform können auch mehrere Elektromotoren gebildet sein. In an embodiment not shown, the electric motor 203 be formed as a three-phase electric motor. In a further embodiment, not shown, several electric motors can be formed.

Gemäß einer weiteren nicht gezeigten Ausführungsform kann der Wechselrichter 205 als ein dreiphasiger Pulswechselrichter gebildet sein. According to a further embodiment not shown, the inverter 205 be formed as a three-phase pulse inverter.

3 zeigt ein weiteres Antriebssystem 301 für ein Fahrzeug (nicht gezeigt). Das Antriebssystem 301 umfasst zwei dreiphasige Elektromotoren 303a und 303b. Jede Phase der dreiphasigen Elektromotoren 303a und 303b ist mit einer entsprechenden Phase 305a, 305b, 305c eines dreiphasigen Pulswechselrichters 307 verbunden. Jede Phase 305a, 305b, 305c des Pulswechselrichters 307 umfasst zwei Dioden 309 und zwei IGBT 311. 3 shows another drive system 301 for a vehicle (not shown). The drive system 301 includes two three-phase electric motors 303a and 303b , Each phase of the three-phase electric motors 303a and 303b is with a corresponding phase 305a . 305b . 305c a three-phase pulse inverter 307 connected. Every phase 305a . 305b . 305c of the pulse inverter 307 includes two diodes 309 and two IGBTs 311 ,

Ferner ist parallel zum Pulswechselrichter 307 ein Spannungszwischenkreis-Umrichter 313 geschaltet umfassend einen Kondensator 315. Mittels des Spannungszwischenkreis-Umrichters 313 ist es insbesondere in vorteilhafter Weise ermöglicht, eine elektrische Spannung zu glätten. Furthermore, it is parallel to the pulse inverter 307 a voltage source inverter 313 connected comprising a capacitor 315 , By means of the voltage source inverter 313 In particular, it is advantageously possible to smooth an electrical voltage.

Mit dem dreiphasigen Pulswechselrichter 307 ist ein DC/DC-Chopper 317 verbunden, wobei der DC/DC-Chopper 317 jeweils zwei Dioden 309 und zwei IGBT 311 aufweist. With the three-phase pulse inverter 307 is a DC / DC chopper 317 connected, with the DC / DC chopper 317 two diodes each 309 and two IGBTs 311 having.

Dem DC/DC-Chopper 317 nachgeschaltet sind ein elektrischer Energiespeicher 319 und ein Bremswiderstand 321, wobei der Bremswiderstand 321 und der elektrische Energiespeicher 319 parallel zueinander geschaltet sind. Zwischen dem DC/DC-Chopper 317 einerseits und dem Bremswiderstand 321 und dem elektrischen Energiespeicher 319 andererseits ist eine Drossel 323 zur Strombegrenzung geschaltet. The DC / DC chopper 317 downstream are an electrical energy storage 319 and a braking resistor 321 , where the braking resistor 321 and the electrical energy storage 319 are connected in parallel to each other. Between the DC / DC chopper 317 on the one hand and the braking resistor 321 and the electrical energy storage 319 on the other hand is a throttle 323 switched to current limit.

Ferner ist ein mechanischer Schalter 325 in dem Stromkreiszweig des elektrischen Energiespeichers 319 gebildet, welcher je nach Schalterstellung den elektrischen Energiespeicher 319 dem DC/DC-Chopper 317 zuschaltet bzw. den elektrischen Energiespeicher 319 von dem DC/DC-Chopper 317 trennt. Further, a mechanical switch 325 in the circuit branch of the electrical energy storage 319 formed, which depending on the switch position, the electrical energy storage 319 the DC / DC chopper 317 switches on or the electrical energy storage 319 from the DC / DC chopper 317 separates.

Des Weiteren ist ein weitere IGBT 327 gebildet, welcher vor dem Bremswiderstand 321 geschaltet ist und den Bremswiderstand 321 somit mit dem DC/DC-Chopper 317 verbinden oder von diesem trennen kann. There is also another IGBT 327 formed, which before the braking resistor 321 is switched and the braking resistor 321 thus with the DC / DC chopper 317 connect or disconnect from it.

Die beiden Schalter, d.h. der Schalter 325 und der IGBT 327, werden mittels einer nicht gezeigten Steuerung gesteuert. Insbesondere steuert die Steuerung die beiden Schalter abhängig von einem Ladungszustand des elektrischen Energiespeichers 319. Vorzugsweise wird der Schalter 327 geschlossen und der Schalter 325 geöffnet, wenn der elektrische Energiespeicher 319 seine maximale Ladespannung erreicht hat und somit voll geladen ist. The two switches, ie the switch 325 and the IGBT 327 are controlled by a controller, not shown. In particular, the controller controls the two switches depending on a state of charge of the electrical energy storage 319 , Preferably, the switch 327 closed and the switch 325 opened when the electrical energy storage 319 has reached its maximum charging voltage and thus fully charged.

In einer weiteren nicht gezeigten Ausführungsform können die beiden Schalter 325 und 327 gleich oder unterschiedlich gebildet sein, wobei die Schalter insbesondere als mechanische Schalter, elektrische oder elektronische Schalter, Varistoren, Thyristoren oder Transistoren gebildet sein können. Insbesondere können die Schalter 325, 327 auch als ein BOD-Element gebildet sein. In a further embodiment, not shown, the two switches 325 and 327 be formed the same or different, the switches may be formed in particular as mechanical switches, electrical or electronic switches, varistors, thyristors or transistors. In particular, the switches can 325 . 327 also be formed as a BOD element.

Zusammenfassend umfasst also die Erfindung insbesondere den Gedanken, nur ein Phasenmodul als DC/DC-Chopper für die Ladung/Entladung des Energiespeichers und den Betrieb des Bremswiderstands zu nutzen, was in vorteilhafter Weise einen Bauteileaufwand bei dem Stromrichter einspart und eine Realisierung von Energiespeicheranwendungen ermöglicht, wenn nur eine vierte Phase vorhanden ist, beispielsweise bei Neufahrzeugen und insbesondere bei Nachrüstungen bereits bestehender Fahrzeuge, wo die Verwendung bereits existierender Traktionsstromrichter in vorteilhafter Weise ohne oder nur mit leichten Modifikationen möglich ist. In summary, therefore, the invention comprises in particular the idea to use only one phase module as a DC / DC chopper for the charge / discharge of the energy storage and the operation of the braking resistor, which advantageously saves a component of the converter and enables realization of energy storage applications, if only a fourth phase is present, for example in new vehicles and in particular for retrofits of existing vehicles, where the use of existing traction converter is advantageously possible without or only with slight modifications.

Weiterhin wird somit in vorteilhafter Weise eine Energieeffizienz erhöht, da der Bremswiderstand insbesondere erst dann zum Einsatz kommt, wenn der Energiespeicher voll geladen ist. Furthermore, an energy efficiency is thus advantageously increased, since the braking resistor is used only when the energy storage is fully charged.

Das Phasenmodul, welches insbesondere als DC/DC-Steller arbeitet lädt bzw. entlädt direkt den Energiespeicher, wobei der Bremswiderstand insbesondere über Durchschalt-Bauelemente hinter dem Energiespeicher angeschlossen ist und wobei der Bremswiderstand vorzugsweise erst dann angesteuert wird, wenn der Energiespeicher seine maximale Ladespannung erreicht hat und somit voll geladen ist. The phase module, which operates in particular as a DC / DC controller loads or discharges directly the energy storage, the braking resistor is connected in particular via switching devices behind the energy storage and wherein the braking resistor is preferably only activated when the energy storage reaches its maximum charging voltage has and therefore is fully loaded.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. While the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims (8)

Energiespeichersystem (101) für ein Fahrzeug mit einem Elektromotor (203), umfassend einen Bremswiderstand (103) zum Abführen von mittels des Elektromotors (203) bei einer elektromotorischen Bremsung bereitgestellter elektrischer Energie, einen elektrischen Energiespeicher (105) zum Speichern der elektrischen Energie und einen mit einem Wechselrichter (205) des Elektromotors (203) verbindbaren Gleichstromsteller (107), dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltvorrichtung (109) zum selektiven Verbinden des Gleichstromstellers (107) mit dem Energiespeicher (105) oder mit dem Bremswiderstand (103) gebildet ist. Energy storage system ( 101 ) for a vehicle with an electric motor ( 203 ), comprising a braking resistor ( 103 ) for discharging by means of the electric motor ( 203 ) in an electromotive braking provided electrical energy, an electrical energy storage ( 105 ) for storing the electrical energy and one with an inverter ( 205 ) of the electric motor ( 203 ) connectable direct current controller ( 107 ), characterized in that a switching device ( 109 ) for selectively connecting the DC actuator ( 107 ) with the energy store ( 105 ) or with the braking resistor ( 103 ) is formed. Energiespeichersystem (101) nach Anspruch 1, wobei eine Steuerung zum Steuern der Schaltvorrichtung (109) abhängig von einem Ladungszustand des elektrischen Energiespeichers (105) gebildet ist. Energy storage system ( 101 ) according to claim 1, wherein a controller for controlling the switching device ( 109 ) depending on a state of charge of the electrical energy store ( 105 ) is formed. Energiespeichersystem (101) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Gleichstromssteller (107) als ein Hoch-/Tiefsetzsteller (317) gebildet ist. Energy storage system ( 101 ) according to claim 1 or 2, wherein the DC actuator ( 107 ) as an up / down converter ( 317 ) is formed. Energiespeichersystem (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zwischen dem Gleichstromsteller (107) einerseits und dem Energiespeicher (105) und dem Bremswiderstand (103) andererseits eine Drossel (323) für eine Strombegrenzung gebildet ist. Energy storage system ( 101 ) according to one of the preceding claims, wherein between the DC-DC converter ( 107 ) on the one hand and the energy store ( 105 ) and the braking resistor ( 103 ) On the other hand, a throttle ( 323 ) is formed for a current limit. Energiespeichersystem (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Energiespeicher (105) und der Bremswiderstand (103) parallel zu einander geschaltet sind und die Schaltvorrichtung (109) mindestens zwei Schalter zum jeweiligen Zuschalten oder Trennen des Energiespeichers (105) und des Bremswiderstands (103) von dem Gleichstromsteller (107) aufweist. Energy storage system ( 101 ) according to one of the preceding claims, wherein the energy store ( 105 ) and the braking resistor ( 103 ) are connected in parallel to each other and the switching device ( 109 ) at least two switches for each connection or disconnection of the energy storage ( 105 ) and the braking resistor ( 103 ) of the DC-DC converter ( 107 ) having. Energiespeichersystem (101) nach Anspruch 5, wobei die Schalter als mechanische (325), elektrische, elektronische Schalter, Varistoren, Thyristoren oder Transistoren, insbesondere Bipolartransistoren (327) mit isolierter Gate-Elektrode, gebildet sein können. Energy storage system ( 101 ) according to claim 5, wherein the switches are designed as mechanical ( 325 ), electrical, electronic switches, varistors, thyristors or transistors, in particular bipolar transistors ( 327 ) can be formed with insulated gate electrode. Antriebssystem (201) für ein Fahrzeug, umfassend einen Elektromotor (203), einen mit dem Elektromotor (203) verbundenen Wechselrichter (205) zum Umrichten eines mittels des Elektromotors (203) bereitgestellten Wechselstroms in einen Gleichstrom und ein Energiespeichersystem (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 6. Drive system ( 201 ) for a vehicle, comprising an electric motor ( 203 ), one with the electric motor ( 203 ) connected inverters ( 205 ) for converting a means of the electric motor ( 203 ) provided in a direct current and an energy storage system ( 101 ) according to one of claims 1 to 6. Antriebssystem nach Anspruch 7, wobei der Wechselrichter (205) als ein Pulswechselrichter (307) gebildet ist. A drive system according to claim 7, wherein the inverter ( 205 ) as a pulse inverter ( 307 ) is formed.
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