DE102012202855A1 - Direct voltage tap assembly for energy storage device for electrical propulsion system, has boost converter located between half-bridge circuits based on potential difference between circuits and direct current voltage - Google Patents

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Abstract

The direct voltage tap assembly has several power lines (Z) with several energy storage modules (3) for generating alternating current (AC) voltage at several output terminals (1a-1c). The half bridge circuits are provided with several bus lines that are coupled to energy storage device (1). The boost converter is located between half-bridge circuits based on potential difference between half-bridge circuits and direct current (DC) voltage at tap terminals. Independent claims are included for the following: (1) electrical propulsion system; and (2) method for generating direct voltage from energy storage device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleichspannungsabgriffsanordnung für eine Energiespeichereinrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen einer Gleichspannung aus einer Energiespeichereinrichtung, insbesondere bei Systemen mit Batteriedirektumrichtern zur gleichzeitigen Stromversorgung einer elektrischen Maschine und zur Erzeugung einer weiteren Spannungslage für ein Gleichspannungsnetz.The invention relates to a Gleichspannungsabgriffsanordnung for an energy storage device and a method for generating a DC voltage from an energy storage device, in particular in systems with direct battery converters for the simultaneous power supply of an electrical machine and for generating a further voltage level for a DC network.

Stand der TechnikState of the art

Es zeichnet sich ab, dass in Zukunft sowohl bei stationären Anwendungen, wie z.B. Windkraftanlagen oder Solaranlagen, wie auch in Fahrzeugen, wie Hybrid- oder Elektrofahrzeugen, vermehrt elektronische Systeme zum Einsatz kommen, die neue Energiespeichertechnologien mit elektrischer Antriebstechnik kombinieren.It is becoming apparent that in the future both stationary applications, e.g. Wind turbines or solar systems, as well as in vehicles such as hybrid or electric vehicles, increasingly electronic systems are used that combine new energy storage technologies with electric drive technology.

Die Einspeisung von mehrphasigem Strom in eine elektrische Maschine wird üblicherweise durch einen Umrichter in Form eines Pulswechselrichters bewerkstelligt. Dazu kann eine von einem Gleichspannungszwischenkreis bereitgestellte Gleichspannung in eine mehrphasige Wechselspannung, beispielsweise eine dreiphasige Wechselspannung umgerichtet werden. Der Gleichspannungszwischenkreis wird dabei von einem Strang aus seriell verschalteten Batteriemodulen gespeist. Um die für eine jeweilige Anwendung gegebenen Anforderungen an Leistung und Energie erfüllen zu können, werden häufig mehrere Batteriemodule in einer Traktionsbatterie in Serie geschaltet.The feeding of multi-phase current into an electrical machine is usually accomplished by a converter in the form of a pulse-controlled inverter. For this purpose, a DC voltage provided by a DC voltage intermediate circuit can be converted into a multi-phase AC voltage, for example a three-phase AC voltage. The DC link is fed by a string of serially connected battery modules. In order to meet the power and energy requirements of a particular application, multiple battery modules are often connected in series in a traction battery.

Die Serienschaltung mehrerer Batteriemodule bringt das Problem mit sich, dass der gesamte Strang ausfällt, wenn ein einziges Batteriemodul ausfällt. Ein solcher Ausfall des Energieversorgungsstrangs kann zu einem Ausfall des Gesamtsystems führen. Weiterhin können temporär oder permanent auftretende Leistungsminderungen eines einzelnen Batteriemoduls zu Leistungsminderungen im gesamten Energieversorgungsstrang führen.The series connection of several battery modules involves the problem that the entire string fails if a single battery module fails. Such a failure of the power supply string can lead to a failure of the entire system. Furthermore, temporarily or permanently occurring power reductions of a single battery module can lead to power reductions in the entire power supply line.

In der Druckschrift US 5,642,275 A1 ist ein Batteriesystem mit integrierter Wechselrichterfunktion beschrieben. Systeme dieser Art sind unter dem Namen Multilevel Cascaded Inverter oder auch Battery Direct Inverter (Batteriedirektumrichter, BDI) bekannt. Solche Systeme umfassen Gleichstromquellen in mehreren Energiespeichermodulsträngen, welche direkt an eine elektrische Maschine oder ein elektrisches Netz anschließbar sind. Dabei können einphasige oder mehrphasige Versorgungsspannungen generiert werden. Die Energiespeichermodulstränge weisen dabei eine Mehrzahl von in Serie geschalteten Energiespeichermodulen auf, wobei jedes Energiespeichermodul mindestens eine Batteriezelle und eine zugeordnete steuerbare Koppeleinheit aufweist, welche es erlaubt, in Abhängigkeit von Steuersignalen die jeweils zugeordnete mindestens eine Batteriezelle zu überbrücken oder die jeweils zugeordnete mindestens eine Batteriezelle in den jeweiligen Energiespeichermodulstrang zu schalten. Dabei kann die Koppeleinheit derart gestaltet sein, dass sie es zusätzlich erlaubt, die jeweils zugeordnete mindestens eine Batteriezelle auch mit inverser Polarität in den jeweiligen Energiespeichermodulstrang zu schalten oder auch den jeweiligen Energiespeichermodulstrang zu unterbrechen. Durch geeignete Ansteuerung der Koppeleinheiten, z.B. mit Hilfe von Pulsweitenmodulation, können auch geeignete Phasensignale zur Steuerung der Phasenausgangsspannung bereitgestellt werden, so dass auf einen separaten Pulswechselrichter verzichtet werden kann. Der zur Steuerung der Phasenausgangsspannung erforderliche Pulswechselrichter ist damit sozusagen in den BDI integriert.In the publication US 5,642,275 A1 a battery system with integrated inverter function is described. Systems of this type are known under the name Multilevel Cascaded Inverter or Battery Direct Inverter (Battery Direct Inverter, BDI). Such systems include DC sources in multiple energy storage module strings which are directly connectable to an electrical machine or electrical network. In this case, single-phase or multi-phase supply voltages can be generated. The energy storage module strands have a plurality of energy storage modules connected in series, each energy storage module having at least one battery cell and an associated controllable coupling unit, which allows the respective assigned at least one battery cell to be bridged as a function of control signals or the respectively assigned at least one battery cell to switch the respective energy storage module string. In this case, the coupling unit may be designed such that it additionally allows to switch the respectively associated at least one battery cell with inverse polarity in the respective energy storage module string or to interrupt the respective energy storage module string. By suitable control of the coupling units, for example by means of pulse width modulation, it is also possible to provide suitable phase signals for controlling the phase output voltage, so that a separate pulse inverter can be dispensed with. The required for controlling the phase output voltage pulse inverter is thus integrated so to speak in the BDI.

BDIs weisen gegenüber herkömmlichen Systemen üblicherweise einen höheren Wirkungsgrad, eine höhere Ausfallsicherheit und einen deutlich geringeren Oberschwingungsgehalt ihrer Ausgangsspannung auf. Die Ausfallsicherheit wird unter anderem dadurch gewährleistet, dass defekte, ausgefallene oder nicht voll leistungsfähige Batteriezellen durch geeignete Ansteuerung der ihnen zugeordneten Koppeleinheiten in den Energieversorgungssträngen überbrückt werden können. Die Phasenausgangsspannung eines Energiespeichermodulstrangs kann durch entsprechendes Ansteuern der Koppeleinheiten variiert und insbesondere stufig eingestellt werden. Die Stufung der Ausgangsspannung ergibt sich dabei aus der Spannung eines einzelnen Energiespeichermoduls, wobei die maximal mögliche Phasenausgangsspannung durch die Summe der Spannungen aller Energiespeichermodule eines Energiespeichermodulstrangs bestimmt wird.BDIs usually have a higher efficiency, a higher reliability and a much lower harmonic content of their output voltage compared to conventional systems. The reliability is ensured, inter alia, that defective, failed or not fully efficient battery cells can be bridged by appropriate control of their associated coupling units in the power supply lines. The phase output voltage of an energy storage module string can be varied by appropriate activation of the coupling units and in particular be set in stages. The gradation of the output voltage results from the voltage of a single energy storage module, wherein the maximum possible phase output voltage is determined by the sum of the voltages of all energy storage modules of an energy storage module string.

Die Druckschriften DE 10 2010 027 857 A1 und DE 10 2010 027 861 A1 beispielsweise offenbaren Batteriedirektinverter mit mehreren Batteriemodulsträngen, welche direkt an eine elektrische Maschine anschließbar sind.The pamphlets DE 10 2010 027 857 A1 and DE 10 2010 027 861 A1 For example, disclose battery direct inverter with multiple battery module strings, which are directly connected to an electric machine.

Am Ausgang von BDIs steht keine konstante Gleichspannung zur Verfügung, da die Energiespeicherzellen auf unterschiedliche Energiespeichermodule aufgeteilt sind und deren Koppeleinrichtungen gezielt zur Erzeugung einer Spannungslage angesteuert werden müssen. Durch diese Verteilung steht ein BDI im Grunde nicht als Gleichspannungsquelle, beispielsweise für die Speisung eines Bordnetzes eines elektrischen Fahrzeugs, zur Verfügung.At the output of BDIs is no constant DC voltage available because the energy storage cells are divided into different energy storage modules and their coupling devices must be targeted to generate a voltage. Due to this distribution, a BDI is basically not available as a DC voltage source, for example for the supply of an electrical system of an electric vehicle.

Es besteht daher ein Bedarf an einer Abgriffsanordnung für eine Energiespeichereinrichtung und einem Verfahren zum Betreiben derselben, mit denen im laufenden Betrieb der Energiespeichereinrichtung einer weitere Spannungslage, insbesondere eine Gleichspannungslage, abgegriffen oder erzeugt werden kann.There is therefore a need for a tap arrangement for an energy storage device and a method for operating the same, with which during operation of the energy storage device of a further voltage level, in particular a DC voltage position, can be tapped or generated.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung schafft gemäß einem Aspekt eine Gleichspannungsabgriffsanordnung für eine Energiespeichereinrichtung, welche eine Vielzahl von Energieversorgungszweigen mit jeweils einer Vielzahl von Energiespeichermodulen zur Erzeugung einer Wechselspannung an einer Vielzahl von Ausgangsanschlüssen der Energiespeichereinrichtung aufweist, mit einer ersten Halbbrückenschaltung mit einer Vielzahl von ersten Sammelanschlüssen, welche jeweils mit einem der Ausgangsanschlüsse der Energiespeichereinrichtung gekoppelt sind, einer zweiten Halbbrückenschaltung mit einer Vielzahl von zweiten Sammelanschlüssen, welche jeweils mit einem der Ausgangsanschlüsse der Energiespeichereinrichtung gekoppelt sind, und einem Hochsetzsteller, welcher zwischen die erste Halbbrückenschaltung und die zweite Halbbrückenschaltung gekoppelt ist, und welcher dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit von der Potentialdifferenz zwischen der ersten Halbbrückenschaltung und der zweiten Halbbrückenschaltung eine Gleichspannung an Abgriffsanschlüssen der Gleichspannungsabgriffsanordnung bereitzustellen.The present invention provides, in one aspect, a DC voltage tap arrangement for an energy storage device having a plurality of power supply branches each having a plurality of energy storage modules for generating an AC voltage at a plurality of output terminals of the energy storage device, comprising a first half-bridge circuit having a plurality of first collection terminals, each coupled to one of the output terminals of the energy storage device, a second half-bridge circuit having a plurality of second collection terminals respectively coupled to one of the output terminals of the energy storage device, and a boost converter coupled between the first half-bridge circuit and the second half-bridge circuit and configured therefor is, depending on the potential difference between the first half-bridge circuit and the second half-bridge c attitude to provide a DC voltage at Abgriffsanschlüssen the Gleichspannungsabgriffsanordnung.

Die vorliegende Erfindung schafft gemäß einem weiteren Aspekt ein elektrisches Antriebssystem, mit einer Energiespeichereinrichtung, welche eine Vielzahl von Energieversorgungszweigen mit jeweils einer Vielzahl von Energiespeichermodulen zur Erzeugung einer Wechselspannung an einer Vielzahl von Ausgangsanschlüssen der Energiespeichereinrichtung aufweist, und einer erfindungsgemäßen Gleichspannungsabgriffsanordnung, deren erste und zweite Sammelanschlüsse jeweils mit einem der Ausgangsanschlüsse der Energiespeichereinrichtung gekoppelt sind.The present invention provides according to another aspect of an electric drive system, comprising an energy storage device having a plurality of power supply branches each having a plurality of energy storage modules for generating an AC voltage at a plurality of output terminals of the energy storage device, and a DC voltage tap arrangement according to the invention, the first and second hunt groups are each coupled to one of the output terminals of the energy storage device.

Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen einer Gleichspannung aus einer Energiespeichereinrichtung, welche eine Vielzahl von Energieversorgungszweigen mit jeweils einer Vielzahl von Energiespeichermodulen zur Erzeugung einer Wechselspannung an einer Vielzahl von Ausgangsanschlüssen der Energiespeichereinrichtung aufweist, mit den Schritten des Abgreifens eines jeweils momentan höchsten Potentials an der Vielzahl von Ausgangsanschlüssen der Energiespeichereinrichtung, des Abgreifens eines jeweils momentan niedrigsten Potentials an der Vielzahl von Ausgangsanschlüssen der Energiespeichereinrichtung, des Hochsetzens der Potentialdifferenz zwischen dem jeweils momentan höchsten Potential und dem jeweils momentan niedrigsten Potential mit einem Hochsetzsteller, und des Bereitstellens einer von der hochgesetzten Potentialdifferenz abhängigen Gleichspannung.According to another aspect, the present invention provides a method for generating a DC voltage from an energy storage device having a plurality of power supply branches each having a plurality of energy storage modules for generating an AC voltage at a plurality of output terminals of the energy storage device, with the steps of each one currently tapping highest potential at the plurality of output terminals of the energy storage device, the tapping of a respective currently lowest potential at the plurality of output terminals of the energy storage device, increasing the potential difference between the currently highest potential and the current lowest potential with a boost converter, and providing one of the high potential difference dependent DC voltage.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Es ist Idee der vorliegenden Erfindung, eine Schaltung mit den Ausgängen einer Energiespeichereinrichtung, insbesondere eines Batteriedirektumrichters, zu koppeln, mit der eine Gleichspannung von den Ausgängen der Energiespeichereinrichtung abgegriffen werden kann. Dazu ist es vorgesehen, zwei Dioden-Halbbrücken als Sammeleinrichtungen an die Ausgangsanschlüsse der Energiespeichereinrichtung anzukoppeln, mit der jeweils das momentan höchste und das momentan niedrigste an den Ausgangsanschlüssen anliegende Potential der Energiespeichereinrichtung abgegriffen werden kann. Diese beiden Potentiale weisen eine Potentialdifferenz auf, die mithilfe eines Hochsetzstellers zum Erzeugen einer Gleichspannung genutzt werden kann. Die Gleichspannung kann dann beispielsweise zur Speisung eines Zwischenkreiskondensators des Bordnetzes verwendet werden.It is an idea of the present invention to couple a circuit with the outputs of an energy storage device, in particular a battery direct converter, with which a DC voltage can be tapped from the outputs of the energy storage device. For this purpose, it is provided to couple two diode half-bridges as collecting devices to the output terminals of the energy storage device, with which in each case the currently highest and currently lowest potential applied to the output terminals of the energy storage device can be tapped. These two potentials have a potential difference, which can be used by means of a boost converter to generate a DC voltage. The DC voltage can then be used, for example, to supply a DC link capacitor of the electrical system.

Ein erheblicher Vorteil dieser Gleichspannungsabgriffsanordnung besteht darin, dass sich die Energiespeichereinrichtung ohne zusätzliche Modifikation in einem elektrischen Antriebssystem einsetzen lässt, das heißt, ohne in den Betrieb der Energiespeichereinrichtung eingreifen zu müssen. Beispielsweise kann bei einem Einsatz der Energiespeichereinrichtung in einem elektrisch betriebenen Fahrzeug gleichzeitig eine Versorgungsspannung für den elektrischen Antrieb und eine Gleichspannung für das Bordnetz des elektrisch betriebenen Fahrzeugs erzeugt werden.A significant advantage of this DC voltage tap arrangement is that the energy storage device can be used without additional modification in an electric drive system, that is, without having to intervene in the operation of the energy storage device. For example, when using the energy storage device in an electrically operated vehicle, a supply voltage for the electric drive and a DC voltage for the electrical system of the electrically operated vehicle can be generated simultaneously.

Vorteilhafterweise kann durch die Sammeleinrichtung der Gleichspannungsabgriffsanordnung die Anzahl der Bauteile gering gehalten werden, da lediglich ein Hochsetzsteller in der Gleichspannungsabgriffsanordnung notwendig ist, um den Zwischenkreiskondensator des Bordnetzes zu speisen. Dadurch sinken einerseits der Bauteilbedarf und damit der Bauraumbedarf und das Gewicht des Systems, insbesondere bei einem elektrischen Antriebssystem, andererseits können Schaltverluste minimiert werden.Advantageously, the number of components can be kept low by the collecting device of the DC voltage tap arrangement, since only one boost converter in the Gleichspannungsabgriffsanordnung is necessary to feed the DC link capacitor of the electrical system. As a result, on the one hand, the component requirement and thus the space requirement and the weight of the system, in particular in an electric drive system, on the other hand, switching losses can be minimized.

Der schaltungstechnische Zusatzaufwand ist in vorteilhafter Weise gering. Darüber hinaus besteht der Vorteil, dass bei der Erzeugung der Gleichspannung ein Balancing der beteiligten Energiespeicherzellenmodule, das heißt, ein gleichmäßiges Belasten der einzelnen Energiespeicherzellenmodule in Abhängigkeit von Ladezustand und Alterungseffekten, automatisch mit dem im Betrieb der Energiespeichereinrichtung durchgeführten Balancing erfolgen kann, so dass die Energiespeicherzellenmodule gleichmäßig belastet werden und dadurch die Lebensdauer und Verfügbarkeit der Energiespeichereinrichtung erhöht wird.The circuitry overhead is low in an advantageous manner. In addition, there is the advantage that when generating the DC voltage, a balancing of the participating energy storage cell modules, that is, a uniform loading of the individual energy storage cell modules depending on state of charge and aging effects, can be done automatically with the balancing performed during operation of the energy storage device, so that the energy storage cell modules be charged evenly, thereby increasing the life and availability of the energy storage device is increased.

Überdies besteht ein erheblicher Vorteil darin, dass in dem Hochsetzsteller ein Schaltelement, beispielsweise ein Halbleiterleistungsschalter, eingesetzt werden kann, welches keine Rückwärtssperrfähigkeit aufweisen muss, da die Eingangsspannung des Hochsetzstellers stets die gleiche Polarität aufweist. Dies bietet den Vorteil, dass die Verlustleistungen in dem Hochsetzsteller minimiert werden können.Moreover, there is a significant advantage in that in the boost converter, a switching element, such as a semiconductor power switch, can be used, which need not have a reverse blocking capability, since the input voltage of the boost converter always has the same polarity. This offers the advantage that the power losses in the boost converter can be minimized.

Durch das Abgreifen des jeweils momentan höchsten und momentan niedrigsten Potentials an den Ausgangsanschlüssen kann die jeweils momentan maximal mögliche Potentialdifferenz zur Erzeugung der Gleichspannung genutzt werden. Außerdem kann es vermieden werden, die Gleichspannungsabgriffsanordnung dauerhaft mit der Bezugspotentialschiene der Energiespeichereinrichtung zu verbinden.By tapping the respective momentarily highest and currently lowest potential at the output terminals, the maximum potential difference currently possible in each case can be used to generate the DC voltage. In addition, it can be avoided to permanently connect the DC voltage tap arrangement to the reference potential rail of the energy storage device.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Energiespeichereinrichtung kann die erste Halbbrückenschaltung eine Vielzahl von ersten Dioden aufweisen, welche jeweils zwischen den Hochsetzsteller und einen der Vielzahl von ersten Sammelanschlüssen gekoppelt sind. In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die erste Halbbrückenschaltung eine Vielzahl von ersten Kommutierungsdrosseln aufweisen, welche jeweils zwischen die Vielzahl von ersten Dioden und den Hochsetzsteller gekoppelt sind. Gleichermaßen kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Energiespeichereinrichtung die zweite Halbbrückenschaltung eine Vielzahl von zweiten Dioden aufweisen, welche jeweils zwischen den Hochsetzsteller und einen der Vielzahl von zweiten Sammelanschlüssen gekoppelt sind. In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die zweite Halbbrückenschaltung eine Vielzahl von zweiten Kommutierungsdrosseln aufweisen, welche jeweils zwischen die Vielzahl von zweiten Dioden und den Hochsetzsteller gekoppelt sind. Dadurch können in den Halbbrückenschaltungen jeweils Schwankungen, insbesondere zu bestimmten Zeitpunkten der Ansteuerung der Energiespeichereinrichtung hochfrequente Schwankungen, der Potentiale an den Ausgangsanschlüssen ausgeglichen bzw. abgepuffert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform können jeweils die Anoden der Vielzahl von ersten Dioden mit den ersten Sammelanschlüssen und jeweils die Kathoden der Vielzahl von zweiten Dioden mit den zweiten Sammelanschlüssen gekoppelt sein.According to one embodiment of the energy storage device according to the invention, the first half-bridge circuit may comprise a plurality of first diodes, which are respectively coupled between the boost converter and one of the plurality of first bus terminals. In an advantageous embodiment, the first half-bridge circuit may have a multiplicity of first commutation reactors, which are each coupled between the multiplicity of first diodes and the boost converter. Similarly, according to a further embodiment of the energy storage device according to the invention, the second half-bridge circuit having a plurality of second diodes, which are each coupled between the boost converter and one of the plurality of second hunt groups. In an advantageous embodiment, the second half-bridge circuit may comprise a plurality of second commutation chokes which are each coupled between the plurality of second diodes and the boost converter. As a result, in the half-bridge circuits in each case fluctuations, in particular at certain times of the activation of the energy storage device, high-frequency fluctuations, of the potentials at the output terminals can be compensated or buffered. In a preferred embodiment, each of the anodes of the plurality of first diodes may be coupled to the first hunt terminals and the cathodes of the plurality of second diodes may be coupled to the second hunt terminals, respectively.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Energiespeichereinrichtung kann der Hochsetzsteller eine Wandlerdrossel, eine Ausgangsdiode, und ein Stellerschaltelement aufweisen. In einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Stellerschaltelement einen Leistungshalbleiterschalter aufweisen, beispielsweise einen MOSFET-Schalter oder einen IGBT-Schalter. Dies hat den Vorteil, dass ein Schaltelement verwendet werden kann, welches keine definierte Rückwärtssperrfähigkeit aufweisen muss.According to a further embodiment of the energy storage device according to the invention, the boost converter may have a converter choke, an output diode, and a switch element. In an advantageous embodiment, the actuator switching element may comprise a power semiconductor switch, for example a MOSFET switch or an IGBT switch. This has the advantage that a switching element can be used which does not have to have a defined reverse blocking capability.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Energiespeichereinrichtung einen Zwischenkreiskondensator umfassen, welcher zwischen die Abgriffsanschlüsse der Gleichspannungsabgriffsanordnung gekoppelt ist, und welcher dazu ausgelegt ist, mit den durch den Hochsetzsteller erzeugten Ausgangsstrompulsen gespeist zu werden.According to a further embodiment, the energy storage device according to the invention may comprise an intermediate circuit capacitor which is coupled between the tapping terminals of the DC tapping arrangement and which is adapted to be fed with the output current pulses generated by the step-up converter.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Energiespeichereinrichtung eine erste Ausgleichsdiode, deren Anode mit der Bezugspotentialschiene der Energiespeichereinrichtung und deren Kathode mit einem ersten Eingangsanschluss des Hochsetzstellers gekoppelt ist, und/oder eine zweite Ausgleichsdiode, deren Kathode mit der Bezugspotentialschiene der Energiespeichereinrichtung und deren Anode mit einem zweiten Eingangsanschluss des Hochsetzstellers gekoppelt ist, aufweisen. Dies ermöglicht es, insbesondere bei geringen Spannungen an den Ausgangsanschlüssen der Energiespeichereinrichtung, das Sternpunktpotential der n-phasigen elektrischen Maschine durch gleichmäßiges Erhöhen oder Absenken der Ausgangsspannungen an der Vielzahl von Ausgangsanschlüssen der Energiespeichereinrichtung gegenüber dem Bezugspotential zu verschieben. Dies ist besonders von Vorteil, wenn die Statorspannungen an der elektrischen Maschine, beispielsweise in einem niedrigen Drehzahlbereich, ansonsten zu gering sind, um den Hochsetzsteller mit einer ausreichend hohen Eingangsspannung zu versorgen. Durch die Ausgleichsdioden kann das an dem Sammelpunkt der ersten Halbbrückenschaltung anstehende Potential immer auf mindestens Bezugspotentialniveau gehalten werden, so dass durch gleichmäßiges Absenken der Ausgangsspannungen an der Vielzahl von Ausgangsanschlüssen der Energiespeichereinrichtung die Eingangsspannung des Hochsetzstellers erhöht wird bzw. es kann das an dem Sammelpunkt der zweiten Halbbrückenschaltung anstehende Potential immer auf höchstens Bezugspotentialniveau gehalten werden, so dass durch gleichmäßiges Anheben der Ausgangsspannungen an der Vielzahl von Ausgangsanschlüssen der Energiespeichereinrichtung die Eingangsspannung des Hochsetzstellers erhöht wird.According to a further embodiment, the energy storage device according to the invention, a first compensating diode whose anode is coupled to the reference potential rail of the energy storage device and its cathode to a first input terminal of the boost converter, and / or a second compensation diode whose cathode with the reference potential rail of the energy storage device and the anode with a second input terminal of the boost converter is coupled. This makes it possible, especially at low voltages at the output terminals of the energy storage device, to shift the star point potential of the n-phase electric machine by steadily increasing or decreasing the output voltages at the plurality of output terminals of the energy storage device with respect to the reference potential. This is particularly advantageous if the stator voltages on the electric machine, for example in a low speed range, are otherwise too low to supply the boost converter with a sufficiently high input voltage. By balancing diodes pending at the collection point of the first half-bridge circuit potential can always be maintained at least reference potential level, so that by uniform lowering of the output voltages at the plurality of output terminals of the energy storage device, the input voltage of the boost converter is increased or it can at the collection point of the second Half-bridge circuit pending potential are always maintained at the maximum reference potential level, so that by uniformly raising the output voltages at the plurality of output terminals of the energy storage device, the input voltage of the boost converter is increased.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Verfahren weiterhin den Schritt des Speisens eines Zwischenkreiskondensators mit der bereitgestellten Gleichspannung umfassen.According to one embodiment of the method according to the invention, the method may further comprise the step of feeding a Include link capacitor with the DC voltage provided.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Verfahren zum Bereitstellen der Gleichspannung für ein Bordnetz eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen elektrischen Antriebssystem eingesetzt werden.According to one embodiment of the method according to the invention, the method for providing the DC voltage for an electrical system of an electrically operated vehicle with an electric drive system according to the invention can be used.

Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.Further features and advantages of embodiments of the invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Systems mit einer Energiespeichereinrichtung; 1 a schematic representation of a system with an energy storage device;

2 eine schematische Darstellung eines Energiespeichermoduls einer Energiespeichereinrichtung; 2 a schematic representation of an energy storage module of an energy storage device;

3 eine schematische Darstellung eines Energiespeichermoduls einer Energiespeichereinrichtung; 3 a schematic representation of an energy storage module of an energy storage device;

4 eine schematische Darstellung eines Systems mit einer Energiespeichereinrichtung und einer Gleichspannungsabgriffsanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 4 a schematic representation of a system with an energy storage device and a Gleichspannungsabgriffsanordnung according to an embodiment of the invention;

5 eine schematische Darstellung eines Systems mit einer Energiespeichereinrichtung und einer Gleichspannungsabgriffsanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und 5 a schematic representation of a system with an energy storage device and a Gleichspannungsabgriffsanordnung according to another embodiment of the present invention; and

6 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Erzeugen einer Gleichspannung aus einer Energiespeichereinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 6 a schematic representation of a method for generating a DC voltage from an energy storage device according to another embodiment of the present invention.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 100 mit einer Energiespeichereinrichtung 1 zur Spannungswandlung von in Energiespeichermodulen 3 bereitgestellter Gleichspannung in eine n-phasige Wechselspannung. Die Energiespeichereinrichtung 1 umfasst eine Vielzahl von Energieversorgungszweigen Z, von denen in 1 beispielhaft drei gezeigt sind, welche zur Erzeugung einer dreiphasigen Wechselspannung, beispielsweise für eine Drehstrommaschine 2, geeignet sind. Es ist jedoch klar, dass jede andere Anzahl an Energieversorgungszweigen Z ebenso möglich sein kann. Die Energieversorgungszweige Z können eine Vielzahl von Energiespeichermodulen 3 aufweisen, welche in den Energieversorgungszweigen Z in Serie geschaltet sind. Beispielhaft sind in 1 je drei Energiespeichermodule 3 pro Energieversorgungszweig Z gezeigt, wobei jedoch jede andere Anzahl an Energiespeichermodulen 3 ebenso möglich sein kann. Die Energiespeichereinrichtung 1 verfügt an jedem der Energieversorgungszweige Z über einen Ausgangsanschluss 1a, 1b und 1c, welche jeweils an Phasenleitungen 2a, 2b bzw. 2c angeschlossen sind. 1 shows a schematic representation of a system 100 with an energy storage device 1 for voltage conversion in energy storage modules 3 provided DC voltage in an n-phase AC voltage. The energy storage device 1 comprises a plurality of power supply branches Z, of which in 1 three are shown by way of example, which are used to generate a three-phase alternating voltage, for example for a three-phase machine 2 , are suitable. However, it will be understood that any other number of power supply branches Z may also be possible. The power supply branches Z may have a plurality of energy storage modules 3 have, which are connected in the power supply branches Z in series. Exemplary are in 1 three energy storage modules each 3 each power supply branch Z shown, but with any other number of energy storage modules 3 may be possible as well. The energy storage device 1 has at each of the power supply branches Z via an output terminal 1a . 1b and 1c , which in each case to phase lines 2a . 2 B respectively. 2c are connected.

Das System 100 kann weiterhin eine Steuereinrichtung 6 umfassen, welche mit der Energiespeichereinrichtung 1 verbunden ist, und mithilfe derer die Energiespeichereinrichtung 1 gesteuert werden kann, um die gewünschten Ausgangsspannungen an den jeweiligen Ausgangsanschlüssen 1a, 1b, 1c bereitzustellen.The system 100 can continue a control device 6 comprising, which with the energy storage device 1 is connected, and by means of which the energy storage device 1 can be controlled to the desired output voltages at the respective output terminals 1a . 1b . 1c provide.

Die Energiespeichermodule 3 weisen jeweils zwei Ausgangsanschlüsse 3a und 3b auf, über welche eine Ausgangsspannung der Energiespeichermodule 3 bereitgestellt werden kann. Da die Energiespeichermodule 3 primär in Reihe geschaltet sind, summieren sich die Ausgangsspannungen der Energiespeichermodule 3 zu einer Gesamt-Ausgangsspannung, welche an dem jeweiligen der Ausgangsanschlüsse 1a, 1b und 1c der Energiespeichereinrichtung 1 bereitgestellt werden kann.The energy storage modules 3 each have two output terminals 3a and 3b on, over which an output voltage of the energy storage modules 3 can be provided. Because the energy storage modules 3 are primarily connected in series, the output voltages of the energy storage modules add up 3 to a total output voltage present at the respective one of the output terminals 1a . 1b and 1c the energy storage device 1 can be provided.

Beispielhafte Aufbauformen der Energiespeichermodule 3 sind in den 2 und 3 in größerem Detail gezeigt. Die Energiespeichermodule 3 umfassen dabei jeweils eine Koppeleinrichtung 7 mit mehreren Koppelelementen 7a, 7c sowie gegebenenfalls 7b und 7d. Die Energiespeichermodule 3 umfassen weiterhin jeweils ein Energiespeicherzellenmodul 5 mit einem oder mehreren in Reihe geschalteten Energiespeicherzellen 5a bis 5k.Exemplary construction forms of the energy storage modules 3 are in the 2 and 3 shown in greater detail. The energy storage modules 3 each comprise a coupling device 7 with several coupling elements 7a . 7c and optionally 7b and 7d , The energy storage modules 3 each further comprise an energy storage cell module 5 with one or more energy storage cells connected in series 5a to 5k ,

Das Energiespeicherzellenmodul 5 kann dabei beispielsweise in Reihe geschaltete Batterien 5a bis 5k, beispielsweise Lithium-Ionen-Batterien aufweisen. Dabei beträgt die Anzahl der Energiespeicherzellen 5a bis 5k in den in 2 und 3 gezeigten Energiespeichermodulen 3 beispielhaft zwei, wobei jedoch jede andere Zahl von Energiespeicherzellen 5a bis 5k ebenso möglich ist.The energy storage cell module 5 can, for example, in series batteries 5a to 5k , For example, lithium-ion batteries have. The number of energy storage cells is 5a to 5k in the in 2 and 3 shown energy storage modules 3 two by way of example, but with every other number of energy storage cells 5a to 5k is also possible.

Die Energiespeicherzellenmodule 5 sind über Verbindungsleitungen mit Eingangsanschlüssen der zugehörigen Koppeleinrichtung 7 verbunden. Die Koppeleinrichtung 7 ist in 2 beispielhaft als Vollbrückenschaltung mit je zwei Koppelelementen 7a, 7c und zwei Koppelelementen 7b, 7d ausgebildet. Die Koppelelemente 7a, 7b, 7c, 7d können dabei jeweils ein aktives Schaltelement, beispielsweise einen Halbleiterschalter, und eine dazu parallel geschaltete Freilaufdiode aufweisen. Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Koppelelemente 7a, 7b, 7c, 7d als MOSFET-Schalter, welche bereits eine intrinsische Diode aufweisen, oder IGBT-Schalter ausgebildet sind. Alternativ ist es möglich, jeweils nur zwei Koppelelemente 7a, 7c auszubilden, so dass – wie in 3 beispielhaft dargestellt – eine Halbbrückenschaltung realisiert wird. Dabei kann die Verschaltung der Ausgangsklemmen 3a und 3b wie in 3 dargestellt gewählt werden. Alternativ kann auch die Ausgangsklemme 3a an den Mittelabgriff zwischen den Koppelelementen 7a und 7c angeschlossen sein und die Ausgangsklemme 3b kann an den negativen Pol des Energiespeicherzellenmoduls 5 angeschlossen sein. In beiden Fällen können zudem die Ausgangsklemmen 3a und 3b vertauscht werden.The energy storage cell modules 5 are via connection lines with input terminals of the associated coupling device 7 connected. The coupling device 7 is in 2 by way of example as a full bridge circuit with two coupling elements each 7a . 7c and two coupling elements 7b . 7d educated. The coupling elements 7a . 7b . 7c . 7d can each have an active switching element, such as a semiconductor switch, and a parallel-connected freewheeling diode. It may be provided that the coupling elements 7a . 7b . 7c . 7d as a MOSFET switch, which already has a have intrinsic diode, or IGBT switches are formed. Alternatively, it is possible, in each case only two coupling elements 7a . 7c form so that - as in 3 exemplified - a half-bridge circuit is realized. In this case, the interconnection of the output terminals 3a and 3b as in 3 be selected represented. Alternatively, the output terminal 3a to the center tap between the coupling elements 7a and 7c be connected and the output terminal 3b can be connected to the negative pole of the energy storage cell module 5 be connected. In both cases, also the output terminals 3a and 3b be reversed.

Die Koppelelemente 7a, 7b, 7c, 7d können derart angesteuert werden, beispielsweise mithilfe der in 1 dargestellten Steuereinrichtung 6, dass das jeweilige Energiespeicherzellenmodul 5 selektiv zwischen die Ausgangsanschlüsse 3a und 3b geschaltet wird oder dass das Energiespeicherzellenmodul 5 überbrückt wird. Mit Bezug auf 2 kann das Energiespeicherzellenmodul 5 beispielsweise in Vorwärtsrichtung zwischen die Ausgangsanschlüsse 3a und 3b geschaltet werden, indem das aktive Schaltelement des Koppelelements 7d und das aktive Schaltelement des Koppelelements 7a in einen geschlossenen Zustand versetzt werden, während die beiden übrigen aktiven Schaltelemente der Koppelelemente 7b und 7c in einen offenen Zustand versetzt werden. Ein Überbrückungszustand kann beispielsweise dadurch eingestellt werden, dass die beiden aktiven Schaltelemente der Koppelelemente 7a und 7b in geschlossenen Zustand versetzt werden, während die beiden aktiven Schaltelemente der Koppelelemente 7c und 7d in offenem Zustand gehalten werden. Ein zweiter Überbrückungszustand kann dadurch eingestellt werden, dass die beiden aktiven Schaltelemente der Koppelelemente 7a und 7b in offenem Zustand gehalten werden, während die beiden aktiven Schaltelemente der Koppelelemente 7c und 7d in geschlossenen Zustand versetzt werden. Schließlich kann das Energiespeicherzellenmodul 5 beispielsweise in Rückwärtsrichtung zwischen die Ausgangsanschlüsse 3a und 3b geschaltet werden, indem das aktive Schaltelement des Koppelelements 7b und das aktive Schaltelement des Koppelelements 7c in einen geschlossenen Zustand versetzt werden, während die beiden übrigen aktiven Schaltelemente der Koppelelemente 7a und 7d in einen offenen Zustand versetzt werden. Durch geeignetes Ansteuern der Koppeleinrichtungen 7 können daher einzelne Energiespeicherzellenmodule 5 der Energiespeichermodule 3 gezielt und mit beliebiger Polung in die Reihenschaltung eines Energieversorgungszweigs integriert werden. Analoge Erwägungen können jeweils für die Halbbrückenschaltung in 3 angestellt werden.The coupling elements 7a . 7b . 7c . 7d can be controlled in such a way, for example by means of in 1 shown control device 6 in that the respective energy storage cell module 5 selectively between the output terminals 3a and 3b is switched or that the energy storage cell module 5 is bridged. Regarding 2 can the energy storage cell module 5 for example, in the forward direction between the output terminals 3a and 3b be switched by the active switching element of the coupling element 7d and the active switching element of the coupling element 7a be placed in a closed state, while the two remaining active switching elements of the coupling elements 7b and 7c be put in an open state. A bridging state can be set, for example, by virtue of the fact that the two active switching elements of the coupling elements 7a and 7b be placed in the closed state, while the two active switching elements of the coupling elements 7c and 7d kept open. A second bypass state can be set by the fact that the two active switching elements of the coupling elements 7a and 7b be kept in the open state, while the two active switching elements of the coupling elements 7c and 7d be placed in the closed state. Finally, the energy storage cell module 5 for example, in the reverse direction between the output terminals 3a and 3b be switched by the active switching element of the coupling element 7b and the active switching element of the coupling element 7c be placed in a closed state, while the two remaining active switching elements of the coupling elements 7a and 7d be put in an open state. By suitable activation of the coupling devices 7 can therefore individual energy storage cell modules 5 the energy storage modules 3 be integrated specifically and with any polarity in the series connection of a power supply branch. Analogous considerations may apply to the half-bridge circuit in 3 be employed.

Beispielhaft dient das System 100 in 1 zur Speisung einer dreiphasigen elektrischen Maschine 2, beispielsweise in einem elektrischen Antriebssystem für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Energiespeichereinrichtung 1 zur Erzeugung von elektrischem Strom für ein Energieversorgungsnetz 2 verwendet wird. Die Energieversorgungszweige Z können an ihrem zu einem Sternpunkt verbundenen Ende mit einem Bezugspotential 4 (Bezugspotentialschiene) verbunden werden. Das Bezugspotential 4 kann beispielsweise ein Massepotential sein.The system is exemplary 100 in 1 for feeding a three-phase electric machine 2 For example, in an electric drive system for an electrically powered vehicle. However, it can also be provided that the energy storage device 1 for generating electricity for a power grid 2 is used. The power supply branches Z can be connected at their end connected to a star point with a reference potential 4 (Reference potential rail) are connected. The reference potential 4 may for example be a ground potential.

Für die Erzeugung einer Phasenspannung zwischen den Ausgangsanschlüssen 1a, 1b und 1c einerseits und der Bezugspotentialschiene 4 andererseits wird üblicherweise nur ein Teil der Energiespeicherzellenmodule 5 der Energiespeichermodule 3 benötigt. Deren Koppeleinrichtungen 7 können derart angesteuert werden, dass die Gesamt-Ausgangsspannung eines Energieversorgungszweigs Z stufig in einem rechteckigen Spannungs-/Strom-Stellbereich zwischen der mit der Anzahl der Energiespeichermodule 3 multiplizierten negativen Spannung eines einzelnen Energiespeicherzellenmoduls 5 und der mit der Anzahl der Energiespeichermodule 3 multiplizierten positiven Spannung eines einzelnen Energiespeicherzellenmoduls 5 einerseits und dem negativen und dem positiven Nennstrom durch ein einzelnes Energiespeichermodul 3 andererseits eingestellt werden kann.For generating a phase voltage between the output terminals 1a . 1b and 1c on the one hand and the reference potential rail 4 On the other hand, usually only a part of the energy storage cell modules 5 the energy storage modules 3 needed. Their coupling devices 7 can be controlled such that the total output voltage of a power supply branch Z stage in a rectangular voltage / current adjustment range between the with the number of energy storage modules 3 multiplied negative voltage of a single energy storage cell module 5 and the number of energy storage modules 3 multiplied positive voltage of a single energy storage cell module 5 on the one hand and the negative and the positive rated current through a single energy storage module 3 on the other hand can be adjusted.

Eine derartige Energiespeichereinrichtung 1 wie in 1 gezeigt, weist an den Ausgangsanschlüssen 1a, 1b, 1c zu verschiedenen Zeitpunkten im Betrieb unterschiedliche Potentiale auf, und kann daher nicht ohne weiteres als Gleichspannungsquelle genutzt werden. Besonders in elektrischen Antriebssystemen elektrisch betriebener Fahrzeuge ist es häufig wünschenswert, das Bordnetz des Fahrzeugs, beispielsweise ein Hochvoltbordnetz oder ein Niedervoltbordnetz, aus der Energiespeichereinrichtung 1 zu speisen. Daher ist eine Gleichspannungsabgriffsanordnung vorgesehen, welche dazu ausgelegt ist, an eine Energiespeichereinrichtung 1 angeschlossen zu werden, und gespeist von jener eine Gleichspannung, beispielsweise für das Bordnetz eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs, bereitzustellen.Such an energy storage device 1 as in 1 shown points at the output terminals 1a . 1b . 1c at different times during operation different potentials, and therefore can not be readily used as a DC voltage source. Particularly in electric drive systems of electrically powered vehicles, it is often desirable to have the vehicle electrical system of the vehicle, for example a high-voltage on-board electrical system or a low-voltage on-board electrical system, from the energy storage device 1 to dine. Therefore, a DC tap arrangement is provided which is adapted to an energy storage device 1 to be connected, and fed by that a DC voltage, for example, for the electrical system of an electrically powered vehicle to provide.

4 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 200 mit einer Energiespeichereinrichtung 1 und einer solchen Gleichspannungsabgriffsanordnung 8. Die Gleichspannungsabgriffsanordnung 8 ist mit der Energiespeichereinrichtung 1 über erste Sammelanschlüsse 8a, 8b und 8c einerseits und über zweite Sammelanschlüsse 8g, 8h und 8i andererseits gekoppelt. An Abgriffsanschlüssen 8e und 8f kann eine Gleichspannung UZK der Gleichspannungsabgriffsanordnung 8 abgegriffen werden. An den Abgriffsanschlüssen 8e und 8f kann beispielsweise ein (nicht gezeigter) Gleichspannungswandler für ein Bordnetz eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs angeschlossen werden oder es kann – bei geeignetem Abgleich zwischen der Spannung UZK zwischen den Abgriffsanschlüssen 8e und 8f und der Bordnetzspannung – dieses Bordnetz direkt angeschlossen werden. 4 shows a schematic representation of a system 200 with an energy storage device 1 and such a DC tap arrangement 8th , The DC tap arrangement 8th is with the energy storage device 1 over first hunt connections 8a . 8b and 8c on the one hand and via second hunt groups 8g . 8h and 8i coupled on the other hand. At tap connections 8e and 8f may be a DC voltage U ZK of the DC voltage tap arrangement 8th be tapped. At the tap connections 8e and 8f For example, a (not shown) DC-DC converter be connected for an electrical system of an electrically powered vehicle or it can - with a suitable balance between the voltage U ZK between the tap connections 8e and 8f and the vehicle electrical system voltage - this electrical system can be connected directly.

Die Gleichspannungsabgriffsanordnung 8 weist eine erste Halbbrückenschaltung 9 auf, welche über die ersten Sammelanschlüsse 8a, 8b, 8c jeweils mit einem der Ausgangsanschlüsse 1a, 1b, 1c der Energiespeichereinrichtung 1 gekoppelt ist. Die ersten Sammelanschlüsse 8a, 8b, 8c können dabei beispielsweise an den Phasenleitungen 2a, 2b bzw. 2c des Systems 200 gekoppelt sein. Die erste Halbbrückenschaltung 9 kann eine Vielzahl von ersten Dioden 9a aufweisen, die jeweils an einen der Sammelanschlüsse 8a, 8b, 8c gekoppelt sind, so dass jeweils Anoden der Dioden 9a mit den Phasenleitungen 2a, 2b bzw. 2c gekoppelt sind. Die Kathoden der Dioden 9a können an einem gemeinsamen Sammelpunkt der ersten Halbbrückenschaltung 9 zusammengeschaltet sein. Dadurch steht an dem Sammelpunkt der Halbbrückenschaltung 9 jeweils das momentan höchste Potential der Phasenleitungen 2a, 2b bzw. 2c an. Zusätzlich kann optional eine Vielzahl von ersten Kommutierungsdrosseln 9b vorgesehen sein, welche jeweils zwischen die ersten Dioden 9a und den Sammelpunkt der ersten Halbbrückenschaltung 9 gekoppelt sind. Die ersten Kommutierungsdrosseln 9b können dabei Potentialschwankungen, welche aufgrund von ansteuerungsbedingten stufigen Potentialwechseln in den jeweiligen Phasenleitungen 2a, 2b und 2c zeitweise auftreten können, abpuffern, so dass die ersten Dioden 9a weniger stark durch häufige Kommutierungsvorgänge belastet werden.The DC tap arrangement 8th has a first half-bridge circuit 9 on which via the first hunt groups 8a . 8b . 8c each with one of the output terminals 1a . 1b . 1c the energy storage device 1 is coupled. The first hunt groups 8a . 8b . 8c can, for example, on the phase lines 2a . 2 B respectively. 2c of the system 200 be coupled. The first half-bridge circuit 9 can be a variety of first diodes 9a each having to one of the hunt groups 8a . 8b . 8c are coupled, so that each anodes of the diodes 9a with the phase lines 2a . 2 B respectively. 2c are coupled. The cathodes of the diodes 9a may be at a common collection point of the first half-bridge circuit 9 be interconnected. This is at the collection point of the half-bridge circuit 9 in each case the currently highest potential of the phase lines 2a . 2 B respectively. 2c at. In addition, optionally, a plurality of first commutation chokes 9b be provided, which in each case between the first diodes 9a and the collection point of the first half-bridge circuit 9 are coupled. The first commutation chokes 9b can potential fluctuations, which due to control-related level potential changes in the respective phase lines 2a . 2 B and 2c may temporarily occur, buffering so that the first diodes 9a be less heavily burdened by frequent commutation.

In analoger Weise weist die Gleichspannungsabgriffsanordnung 8 eine zweite Halbbrückenschaltung 15 auf, welche über die zweiten Sammelanschlüsse 8g, 8h, 8i jeweils mit einem der Ausgangsanschlüsse 1a, 1b, 1c der Energiespeichereinrichtung 1 gekoppelt ist. Die zweiten Sammelanschlüsse 8g, 8h, 8i können dabei beispielsweise an den Phasenleitungen 2a, 2b bzw. 2c des Systems 200 gekoppelt sein. Die zweite Halbbrückenschaltung 15 kann eine Vielzahl von zweiten Dioden 15a aufweisen, die jeweils an einen der zweiten Sammelanschlüsse 8g, 8h, 8i gekoppelt sind, so dass jeweils Kathoden der Dioden 15a mit den Phasenleitungen 2a, 2b bzw. 2c gekoppelt sind. Die Anoden der Dioden 15a können an einem gemeinsamen Sammelpunkt der zweiten Halbbrückenschaltung 15 zusammengeschaltet sein. Dadurch steht an dem Sammelpunkt der zweiten Halbbrückenschaltung 15 jeweils das momentan niedrigste Potential der Phasenleitungen 2a, 2b bzw. 2c an. Zusätzlich kann optional eine Vielzahl von zweiten Kommutierungsdrosseln 15b vorgesehen sein, welche jeweils zwischen die zweiten Dioden 15a und den Sammelpunkt der zweiten Halbbrückenschaltung 15 gekoppelt sind. Die zweiten Kommutierungsdrosseln 15b können dabei Potentialschwankungen, welche aufgrund von ansteuerungsbedingten stufigen Potentialwechseln in den jeweiligen Phasenleitungen 2a, 2b und 2c zeitweise auftreten können, abpuffern, so dass die zweiten Dioden 15 weniger stark durch häufige Kommutierungsvorgänge belastet werden.Analogously, the Gleichspannungsabgriffsanordnung 8th a second half-bridge circuit 15 on, which via the second hunt groups 8g . 8h . 8i each with one of the output terminals 1a . 1b . 1c the energy storage device 1 is coupled. The second hunt groups 8g . 8h . 8i can, for example, on the phase lines 2a . 2 B respectively. 2c of the system 200 be coupled. The second half-bridge circuit 15 can be a variety of second diodes 15a each having to one of the second hunt groups 8g . 8h . 8i are coupled, so that each cathode of the diodes 15a with the phase lines 2a . 2 B respectively. 2c are coupled. The anodes of the diodes 15a can at a common collection point of the second half-bridge circuit 15 be interconnected. This is at the collection point of the second half-bridge circuit 15 in each case the currently lowest potential of the phase lines 2a . 2 B respectively. 2c at. In addition, optionally, a plurality of second commutation chokes 15b be provided, which in each case between the second diodes 15a and the collection point of the second half-bridge circuit 15 are coupled. The second commutation chokes 15b can potential fluctuations, which due to control-related level potential changes in the respective phase lines 2a . 2 B and 2c temporarily may bump off, leaving the second diodes 15 be less heavily burdened by frequent commutation.

Die Halbbrückenschaltungen 9 und 15 sind über ihre Sammelpunkte jeweils mit einem von zwei Eingangsanschlüssen eines Hochsetzsteller 14 gekoppelt. Zwischen den Sammelpunkten besteht eine Potentialdifferenz, welche durch den Hochsetzsteller 14 hochgesetzt werden kann. Der Hochsetzsteller 14 ist dabei dazu ausgelegt, in Abhängigkeit von der Potentialdifferenz zwischen den Halbbrückenschaltungen 9 und 15 eine Gleichspannung UZK an den Abgriffsanschlüssen 8e, 8f der Gleichspannungsabgriffsanordnung 8 bereitzustellen. Der Hochsetzsteller 14 kann beispielsweise eine Wandlerdrossel 10 und eine Ausgangsdiode 11 in Reihenschaltung aufweisen, deren Mittelpunktsabgriff ein Stellerschaltelement 12 mit der zweiten Halbbrückenschaltung 15 koppelt. Alternativ kann die Wandlerdrossel 10 auch zwischen der zweiten Halbbrückenschaltung 15 und dem Stellerschaltelement 12 vorgesehen sein, oder es können zwei Wandlerdrosseln 10 an beiden Eingangsanschlüssen des Hochsetzstellers 14 vorgesehen sein, die zudem optional magnetisch gekoppelt, also auf dem selben Eisenkern gewickelt sein können. Analoges gilt für die Ausgangsdiode 11, die alternativ auch zwischen dem Ausgangsabgriff 8f und dem Stellerschaltelement 12 vorgesehen sein kann.The half-bridge circuits 9 and 15 are via their collection points each with one of two input terminals of a boost converter 14 coupled. There is a potential difference between the collection points, which is caused by the boost converter 14 can be raised. The boost converter 14 is designed to be a function of the potential difference between the half-bridge circuits 9 and 15 a DC voltage U ZK at the tap connections 8e . 8f the DC voltage tap arrangement 8th provide. The boost converter 14 For example, a converter choke 10 and an output diode 11 have in series, the center point tap a Stellerschaltelement 12 with the second half-bridge circuit 15 coupled. Alternatively, the converter choke 10 also between the second half-bridge circuit 15 and the actuator switch element 12 be provided, or there may be two converter chokes 10 at both input terminals of the boost converter 14 be provided, which also optionally magnetically coupled, so can be wound on the same iron core. The same applies to the output diode 11 , alternatively between the output tap 8f and the actuator switch element 12 can be provided.

Das Stellerschaltelement 12 kann beispielsweise einen Leistungshalbleiterschalter aufweisen, wie zum Beispiel einen MOSFET-Schalter oder einen IGBT-Schalter. Beispielsweise kann für das Stellerschaltelement 12 ein n-Kanal-IGBT verwendet werden, welcher im Normalzustand gesperrt ist. Es sollte dabei jedoch klar sein, dass jeder andere Leistungshalbleiterschalter für das Stellerschaltelement 12 ebenso eingesetzt werden kann.The actuator switch element 12 For example, it may include a power semiconductor switch, such as a MOSFET switch or an IGBT switch. For example, for the actuator switching element 12 an n-channel IGBT may be used, which is normally disabled. It should be understood, however, that any other power semiconductor switch for the actuator switch element 12 can also be used.

Es besteht die Möglichkeit, auf das Stellerschaltelement 12 zu verzichten, oder das Stellerschaltelement 12 in einem dauerhaft sperrenden Zustand zu belassen, insbesondere dann, wenn die Potentialdifferenz zwischen den Sammelpunkten der Halbbrückenschaltungen 9 und 15 stets innerhalb eines durch eine an die Abgriffsanschlüsse 8e, 8f angeschlossene weitere Komponente vorgegebenen Eingangsspannungsbereichs liegt. In diesem Fall kann in manchen Ausführungsformen auch auf die Ausgangsdiode 11 verzichtet werden.There is a possibility to switch on the actuator 12 to dispense, or the actuator switching element 12 to leave in a permanently blocking state, in particular when the potential difference between the collection points of the half-bridge circuits 9 and 15 always within one of the tapping ports 8e . 8f connected further component predetermined input voltage range is. In this case, in some embodiments, the output diode may also be 11 be waived.

Die Gleichspannungsabgriffsanordnung 8 kann weiterhin einen Zwischenkreiskondensator 13 aufweisen, welcher zwischen die Abgriffsanschlüsse 8e, 8f der Gleichspannungsabgriffsanordnung 8 geschaltet ist, und welcher dazu ausgelegt ist, die vom Hochsetzsteller 14 ausgegebenen Strompulse zu puffern und so am Ausgang des Hochsetzstellers 14 einen geglättete Gleichspannung UZK zu erzeugen. Über den Zwischenkreiskondensator 13 kann dann beispielsweise ein Gleichspannungswandler eines Bordnetzes eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs gespeist werden oder es kann dieses Bordnetz in bestimmten Fällen auch direkt an den Zwischenkreiskondensator 13 angeschlossen werden.The DC tap arrangement 8th can continue a DC link capacitor 13 which is between the tap connections 8e . 8f the DC voltage tap arrangement 8th is switched, and which is designed to that of the boost converter 14 to buffer output current pulses and so at the output of the boost converter 14 to produce a smoothed DC voltage U ZK . Via the DC link capacitor 13 can then be fed, for example, a DC-DC converter of a vehicle electrical system of an electrically powered vehicle or it can in certain cases this vehicle electrical system also directly to the DC link capacitor 13 be connected.

Die Anzahl der Dioden 9a und 15a in den Halbbrückenschaltungen 9 und 15 ist in 4 beispielhaft mit jeweils drei angegeben und ist an die Anzahl der Ausgangsanschlüsse 1a, 1b, 1c der Energiespeichereinrichtung 1 angepasst. Es sollte dabei klar sein, dass jede andere Anzahl von Dioden in den Halbbrückenschaltungen 9 und 15 ebenso möglich ist, je nachdem, welche Phasenspannungen von der Energiespeichereinrichtung 1 erzeugt werden.The number of diodes 9a and 15a in the half-bridge circuits 9 and 15 is in 4 exemplified by three each and is the number of output terminals 1a . 1b . 1c the energy storage device 1 customized. It should be understood that any other number of diodes in the half-bridge circuits 9 and 15 is also possible, depending on which phase voltages from the energy storage device 1 be generated.

5 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 300 mit einer Energiespeichereinrichtung 1 und einer Gleichspannungsabgriffsanordnung 8. Das System 300 unterscheidet sich von dem in 4 gezeigten System 200 im Wesentlichen darin, dass die Gleichspannungsabgriffsanordnung 8 zusätzlich einen Bezugsanschluss 8d aufweist, welcher mit einer Bezugspotentialschiene 4 der Energiespeichereinrichtung 1 gekoppelt ist. Zwischen den Sammelpunkten der Halbbrückenschaltungen 9 und 15 und dem Bezugsanschluss 8d sind jeweils Ausgleichsdioden 16a bzw. 17a geschaltet. Dabei ist die Kathode der ersten Ausgleichsdiode 16a mit dem Sammelpunkt der ersten Halbbrückenschaltung 9, und die Anode der zweiten Ausgleichsdiode 17a mit dem Sammelpunkt der zweiten Halbbrückenschaltung 15 gekoppelt. 5 shows a schematic representation of a system 300 with an energy storage device 1 and a DC tap arrangement 8th , The system 300 is different from the one in 4 shown system 200 essentially in that the DC tap arrangement 8th in addition a reference terminal 8d having, which with a reference potential rail 4 the energy storage device 1 is coupled. Between the collection points of the half-bridge circuits 9 and 15 and the reference terminal 8d are each compensation diodes 16a respectively. 17a connected. In this case, the cathode of the first compensating diode 16a with the collection point of the first half-bridge circuit 9 , and the anode of the second balancing diode 17a with the collection point of the second half-bridge circuit 15 coupled.

Durch die Ausgleichsdioden 16a bzw. 17a können die Potentiale, die an den Sammelpunkten der Halbbrückenschaltungen 9 und 15 anstehen nach unten bzw. oben hin auf das Bezugspotential, welches an dem Bezugsanschluss 8d ansteht, begrenzt werden. Dabei begrenzt die Ausgleichsdiode 16a das Potential am Sammelpunkt der Halbbrückenschaltung 9 nach unten auf das Bezugspotential und es begrenzt die Ausgleichsdiode 17a das Potential am Sammelpunkt der Halbbrückenschaltung 15 nach oben auf das Bezugspotential. Dies ermöglicht es, auch bei geringen Statorspannungen in den Phasenleitungen 2a, 2b, 2c, beispielsweise bei geringen Drehzahlen oder bei Stillstand der elektrischen Maschine 2, eine ausreichend hohe Potentialdifferenz zwischen den Eingangsanschlüssen des Hochsetzstellers 14 zu gewährleisten, indem das Sternpunktpotential der elektrischen Maschine 2 um einen einheitlichen Wert erhöht oder gesenkt wird. Dabei kann das Sternpunktpotential der elektrischen Maschine 2 durch gleichmäßiges Erhöhen oder Absenken der Ausgangsspannungen der Vielzahl von Energieversorgungszweigen der Energiespeichereinrichtung 1 angehoben oder abgesenkt werden, wenn die Potentialdifferenz zwischen dem jeweils momentan höchsten Potential und dem jeweils momentan niedrigsten Potential an den Ausgangsanschlüssen 1a, 1b, 1c der Energiespeichereinrichtung 1 einen vorbestimmten Schwellwert unterschreitet. Das heißt, dass die Ausgangspotentiale aller Energieversorgungszweige Z um einen einheitlichen Wert angehoben bzw. gesenkt werden, ohne dass die Statorspannungen und/oder Statorströme der elektrischen Maschine 2 beeinflusst werden. Dabei erlaubt die Ausgleichsdiode 16a die Nutzung einer Verschiebung des Sternpunktpotentials der elektrischen Maschine 2 hin zu kleineren Werten zur Erhöhung der Eingangsspannung des Hochsetzstellers 14. Umgekehrt erlaubt die Ausgleichsdiode 17a die Nutzung einer Verschiebung des Sternpunktpotentials der elektrischen Maschine 2 hin zu größeren Werten zur Erhöhung der Eingangsspannung des Hochsetzstellers 14. Erfindungsgemäß kann folglich auch nur eine der beiden Ausgleichsdioden 16a oder 17a vorgesehen sein, da bereits dies in Verbindung mit einer Verschiebung des Sternpunktpotentials der elektrischen Maschine 2 in die entsprechende Richtung eine Erhöhung der Eingangsspannung des Hochsetzstellers 14 erlaubt, ohne dass die Statorspannungen und Statorströme der elektrischen Maschine 2 dadurch beeinflusst werden. Um Schwankungen durch Kommutierungsvorgänge auszugleichen, können in Reihe zu den jeweiligen Ausgleichsdioden 16a und 17a jeweils weitere Kommutierungsdrosseln 16b bzw. 17b geschaltet werden.Through the compensation diodes 16a respectively. 17a can the potentials at the collection points of the half-bridge circuits 9 and 15 pending down or up to the reference potential, which at the reference terminal 8d is due, limited. The compensation diode limits 16a the potential at the collection point of the half-bridge circuit 9 down to the reference potential and it limits the balancing diode 17a the potential at the collection point of the half-bridge circuit 15 up to the reference potential. This makes it possible, even with low stator voltages in the phase lines 2a . 2 B . 2c For example, at low speeds or at standstill of the electric machine 2 , a sufficiently high potential difference between the input terminals of the boost converter 14 ensure by the neutral point potential of the electric machine 2 increased or decreased by a single value. In this case, the neutral point potential of the electric machine 2 by evenly increasing or decreasing the output voltages of the plurality of power supply branches of the energy storage device 1 be raised or lowered when the potential difference between the currently highest potential and the current lowest potential at the output terminals 1a . 1b . 1c the energy storage device 1 falls below a predetermined threshold. This means that the output potentials of all energy supply branches Z are raised or lowered by a uniform value, without the stator voltages and / or stator currents of the electrical machine 2 to be influenced. The compensation diode allows 16a the use of a shift of the neutral point potential of the electric machine 2 towards smaller values for increasing the input voltage of the boost converter 14 , Conversely, the compensation diode allows 17a the use of a shift of the neutral point potential of the electric machine 2 towards larger values for increasing the input voltage of the boost converter 14 , Consequently, according to the invention, only one of the two compensation diodes can also be used 16a or 17a be provided, since this already in connection with a shift of the neutral point potential of the electric machine 2 in the corresponding direction an increase in the input voltage of the boost converter 14 allowed, without the stator voltages and stator currents of the electric machine 2 be influenced by it. To compensate for variations by commutation, in series with the respective balancing diodes 16a and 17a in each case further commutation reactors 16b respectively. 17b be switched.

6 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 20 zum Erzeugen einer Gleichspannung UZK aus einer Energiespeichereinrichtung, insbesondere einer Energiespeichereinrichtung 1, wie im Zusammenhang mit den 1 bis 5 beschrieben. Das Verfahren 20 kann beispielsweise zum Bereitstellen der Gleichspannung UZK für ein Bordnetz eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit einem elektrischen Antriebssystem 200 oder 300 der 4 oder 5 eingesetzt werden. 6 shows a schematic representation of a method 20 for generating a DC voltage U ZK from an energy storage device, in particular an energy storage device 1 , as related to the 1 to 5 described. The procedure 20 For example, to provide the DC voltage U ZK for an electrical system of an electrically powered vehicle with an electric drive system 200 or 300 of the 4 or 5 be used.

Bei dem elektrischen Antriebssystem 200 gemäß 4 kann in einem ersten Schritt S1 ein Abgreifen eines jeweils momentan höchsten Potentials an der Vielzahl von Ausgangsanschlüssen 1a, 1b, 1c der Energiespeichereinrichtung 1 erfolgen. In einem zweiten Schritt S2 kann bei dem elektrischen Antriebssystem 200 gemäß 4 ein Abgreifen eines jeweils momentan niedrigsten Potentials an der Vielzahl von Ausgangsanschlüssen 1a, 1b, 1c der Energiespeichereinrichtung 1 erfolgen. Dann kann in einem Schritt S3 die Potentialdifferenz zwischen dem jeweils momentan höchsten Potential und dem jeweils momentan niedrigsten Potential mit einem Hochsetzsteller hochgesetzt werden. Die hochgesetzte Potentialdifferenz kann als Gleichspannung UZK in Schritt S4 bereitgestellt werden. Optional kann in einem Schritt S5 ein Speisen eines Zwischenkreiskondensators 13 mit der bereitgestellten Gleichspannung UZK erfolgen. Ist, wie z.B. in 5 dargestellt, ein elektrisches Antriebssystem 300 mit einer Ausgleichsdiode 16a vorhanden, so erfolgt im ersten Schritt S1 ein Abgreifen eines jeweils momentan höchsten Potentials an der Vielzahl von Ausgangsanschlüssen 1a, 1b, 1c und an der Bezugspotentialschiene 4 der Energiespeichereinrichtung 1. Ist, wie ebenfalls z.B. in 5 dargestellt, ein elektrisches Antriebssystem 300 mit einer Ausgleichsdiode 17a vorhanden, so erfolgt im zweiten Schritt S2 ein Abgreifen eines jeweils momentan niedrigsten Potentials an der Vielzahl von Ausgangsanschlüssen 1a, 1b, 1c und an der Bezugspotentialschiene 4 der Energiespeichereinrichtung 1.In the electric drive system 200 according to 4 For example, in a first step S1, a tapping of a currently highest potential at the plurality of output terminals can be picked up 1a . 1b . 1c the energy storage device 1 respectively. In a second step S2, in the electric drive system 200 according to 4 tapping a respective currently lowest potential at the plurality of output terminals 1a . 1b . 1c the energy storage device 1 respectively. Then, in a step S3, the potential difference between the currently highest potential and the currently lowest potential with a boost converter are set high. The high potential difference can be provided as DC voltage U ZK in step S4. Optionally, in a step S5, feeding a DC link capacitor 13 done with the provided DC voltage U ZK . Is, such as in 5 shown, an electric drive system 300 with a compensation diode 16a present, so takes place in the first step S1, a tapping of each momentarily highest potential at the plurality of output terminals 1a . 1b . 1c and at the reference potential rail 4 the energy storage device 1 , Is, as also eg in 5 shown, an electric drive system 300 with a compensation diode 17a present, so takes place in the second step S2, a tapping of a respective currently lowest potential at the plurality of output terminals 1a . 1b . 1c and at the reference potential rail 4 the energy storage device 1 ,

Das Verfahren 20 kann beispielsweise zum Betreiben einer Gleichspannungsabgriffsanordnung 8 in einem elektrischen Antriebssystem 200 oder 300 eingesetzt werden.The procedure 20 For example, to operate a Gleichspannungsabgriffsanordnung 8th in an electric drive system 200 or 300 be used.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 5642275 A1 [0005] US 5642275 A1 [0005]
  • DE 102010027857 A1 [0007] DE 102010027857 A1 [0007]
  • DE 102010027861 A1 [0007] DE 102010027861 A1 [0007]

Claims (17)

Gleichspannungsabgriffsanordnung (8) für eine Energiespeichereinrichtung (1), welche eine Vielzahl von Energieversorgungszweigen (Z) mit jeweils einer Vielzahl von Energiespeichermodulen (3) zur Erzeugung einer Wechselspannung an einer Vielzahl von Ausgangsanschlüssen (1a, 1b, 1c) der Energiespeichereinrichtung (1) aufweist, mit: einer ersten Halbbrückenschaltung (9) mit einer Vielzahl von ersten Sammelanschlüssen (8a, 8b, 8c), welche jeweils mit einem der Ausgangsanschlüsse (1a, 1b, 1c) der Energiespeichereinrichtung (1) gekoppelt sind; einer zweiten Halbbrückenschaltung (15) mit einer Vielzahl von zweiten Sammelanschlüssen (8g, 8h, 8i), welche jeweils mit einem der Ausgangsanschlüsse (1a, 1b, 1c) der Energiespeichereinrichtung (1) gekoppelt sind; und einem Hochsetzsteller (14), welcher zwischen die erste Halbbrückenschaltung (9) und die zweite Halbbrückenschaltung (15) gekoppelt ist, und welcher dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit von der Potentialdifferenz zwischen der ersten Halbbrückenschaltung (9) und der zweiten Halbbrückenschaltung (15) eine Gleichspannung (UZK) an Abgriffsanschlüssen (8e, 8f) der Gleichspannungsabgriffsanordnung (8) bereitzustellen.DC voltage tapping arrangement ( 8th ) for an energy storage device ( 1 ), which have a plurality of energy supply branches (Z) each with a plurality of energy storage modules ( 3 ) for generating an AC voltage at a plurality of output terminals ( 1a . 1b . 1c ) of the energy storage device ( 1 ), comprising: a first half-bridge circuit ( 9 ) with a plurality of first hunt groups ( 8a . 8b . 8c ), each connected to one of the output terminals ( 1a . 1b . 1c ) of the energy storage device ( 1 ) are coupled; a second half-bridge circuit ( 15 ) with a plurality of second hunt groups ( 8g . 8h . 8i ), each connected to one of the output terminals ( 1a . 1b . 1c ) of the energy storage device ( 1 ) are coupled; and a boost converter ( 14 ) which is connected between the first half-bridge circuit ( 9 ) and the second half-bridge circuit ( 15 ), and which is designed in dependence on the potential difference between the first half-bridge circuit ( 9 ) and the second half-bridge circuit ( 15 ) a DC voltage (U ZK ) at tapping terminals ( 8e . 8f ) of the DC voltage tapping arrangement ( 8th ). Gleichspannungsabgriffsanordnung (8) nach Anspruch 1, wobei die erste Halbbrückenschaltung (9) eine Vielzahl von ersten Dioden (9a) aufweist, welche jeweils zwischen den Hochsetzsteller (14) und einen der Vielzahl von ersten Sammelanschlüssen (8a, 8b, 8c) gekoppelt sind.DC voltage tapping arrangement ( 8th ) according to claim 1, wherein the first half-bridge circuit ( 9 ) a plurality of first diodes ( 9a ), which in each case between the boost converter ( 14 ) and one of the plurality of first hunt groups ( 8a . 8b . 8c ) are coupled. Gleichspannungsabgriffsanordnung (8) nach Anspruch 2, wobei die erste Halbbrückenschaltung (9) eine Vielzahl von ersten Kommutierungsdrosseln (9b) aufweist, welche jeweils zwischen die Vielzahl von ersten Dioden (9a) und den Hochsetzsteller (14) gekoppelt sind.DC voltage tapping arrangement ( 8th ) according to claim 2, wherein the first half-bridge circuit ( 9 ) a plurality of first commutating reactors ( 9b ), which in each case between the plurality of first diodes ( 9a ) and the boost converter ( 14 ) are coupled. Gleichspannungsabgriffsanordnung (8) nach einem der Ansprüche 2 und 3, wobei die zweite Halbbrückenschaltung (15) eine Vielzahl von zweiten Dioden (15a) aufweist, welche jeweils zwischen den Hochsetzsteller (14) und einen der Vielzahl von zweiten Sammelanschlüssen (8g, 8h, 8i) gekoppelt sind. DC voltage tapping arrangement ( 8th ) according to one of claims 2 and 3, wherein the second half-bridge circuit ( 15 ) a plurality of second diodes ( 15a ), which in each case between the boost converter ( 14 ) and one of the plurality of second hunt groups ( 8g . 8h . 8i ) are coupled. Gleichspannungsabgriffsanordnung (8) nach Anspruch 4, wobei die zweite Halbbrückenschaltung (15) eine Vielzahl von zweiten Kommutierungsdrosseln (15b) aufweist, welche jeweils zwischen die Vielzahl von zweiten Dioden (15a) und den Hochsetzsteller (14) gekoppelt sind.DC voltage tapping arrangement ( 8th ) according to claim 4, wherein the second half-bridge circuit ( 15 ) a plurality of second commutation chokes ( 15b ), which in each case between the plurality of second diodes ( 15a ) and the boost converter ( 14 ) are coupled. Gleichspannungsabgriffsanordnung (8) nach einem der Ansprüche 4 und 5, wobei jeweils die Anoden der Vielzahl von ersten Dioden (9a) mit den ersten Sammelanschlüssen (8a, 8b, 8c) und jeweils die Kathoden der Vielzahl von zweiten Dioden (15a) mit den zweiten Sammelanschlüssen (8g, 8h, 8i) gekoppelt sind.DC voltage tapping arrangement ( 8th ) according to one of claims 4 and 5, wherein in each case the anodes of the plurality of first diodes ( 9a ) with the first hunt groups ( 8a . 8b . 8c ) and in each case the cathodes of the plurality of second diodes ( 15a ) with the second hunt groups ( 8g . 8h . 8i ) are coupled. Gleichspannungsabgriffsanordnung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Hochsetzsteller (14) eine Wandlerdrossel (10), eine Ausgangsdiode (11), und ein Stellerschaltelement (12) aufweist.DC voltage tapping arrangement ( 8th ) according to one of claims 1 to 6, wherein the boost converter ( 14 ) a converter choke ( 10 ), an output diode ( 11 ), and an actuator switching element ( 12 ) having. Gleichspannungsabgriffsanordnung (8) nach Anspruch 7, wobei das Stellerschaltelement (12) einen Leistungshalbleiterschalter aufweist.DC voltage tapping arrangement ( 8th ) according to claim 7, wherein the actuator switching element ( 12 ) has a power semiconductor switch. Gleichspannungsabgriffsanordnung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, weiterhin mit: einem Zwischenkreiskondensator (13), welcher zwischen die Abgriffsanschlüsse (8e, 8f) der Gleichspannungsabgriffsanordnung (8) gekoppelt ist, und welcher dazu ausgelegt ist, mit den durch den Hochsetzsteller (14) erzeugten Strompulsen gespeist zu werden und diese in eine geglättete Gleichspannung (UZK) am Ausgang des Hochsetzstellers (14) zu überführen.DC voltage tapping arrangement ( 8th ) according to one of claims 1 to 8, further comprising: a DC link capacitor ( 13 ), which between the tap connections ( 8e . 8f ) of the DC voltage tapping arrangement ( 8th ), and which is designed to be connected to the one by the boost converter ( 14 ) current pulses are fed and these into a smoothed DC voltage (U ZK ) at the output of the boost converter ( 14 ). Gleichspannungsabgriffsanordnung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, weiterhin mit: einer ersten Ausgleichsdiode (16a), deren Anode mit der Bezugspotentialschiene (4) der Energiespeichereinrichtung (1) und deren Kathode mit einem ersten Eingangsanschluss des Hochsetzstellers (14) gekoppelt ist; und/oder einer zweiten Ausgleichsdiode (17a), deren Kathode mit der Bezugspotentialschiene (4) der Energiespeichereinrichtung (1) und deren Anode mit einem zweiten Eingangsanschluss des Hochsetzstellers (14) gekoppelt ist.DC voltage tapping arrangement ( 8th ) according to one of claims 1 to 9, further comprising: a first compensating diode ( 16a ) whose anode is connected to the reference potential rail ( 4 ) of the energy storage device ( 1 ) and its cathode with a first input terminal of the boost converter ( 14 ) is coupled; and / or a second balancing diode ( 17a ) whose cathode is connected to the reference potential rail ( 4 ) of the energy storage device ( 1 ) and its anode with a second input terminal of the boost converter ( 14 ) is coupled. Elektrisches Antriebssystem (200; 300), mit: einer Energiespeichereinrichtung (1), welche eine Vielzahl von Energieversorgungszweigen (Z) mit jeweils einer Vielzahl von Energiespeichermodulen (3) zur Erzeugung einer Wechselspannung an einer Vielzahl von Ausgangsanschlüssen (1a, 1b, 1c) der Energiespeichereinrichtung (1) aufweist; und einer Gleichspannungsabgriffsanordnung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, deren erste Sammelanschlüsse (8a, 8b, 8c) und zweite Sammelanschlüsse (8g, 8h, 8i) jeweils mit einem der Ausgangsanschlüsse (1a, 1b, 1c) der Energiespeichereinrichtung (1) gekoppelt sind.Electric drive system ( 200 ; 300 ), comprising: an energy storage device ( 1 ), which have a plurality of energy supply branches (Z) each with a plurality of energy storage modules ( 3 ) for generating an AC voltage at a plurality of output terminals ( 1a . 1b . 1c ) of the energy storage device ( 1 ) having; and a DC voltage tapping arrangement ( 8th ) according to one of claims 1 to 10, whose first collection connections ( 8a . 8b . 8c ) and second hunt groups ( 8g . 8h . 8i ) each with one of the output terminals ( 1a . 1b . 1c ) of the energy storage device ( 1 ) are coupled. Elektrisches Antriebssystem (200; 300) nach Anspruch 11, weiterhin mit: einer n-phasigen elektrischen Maschine (2) mit n Phasenanschlüssen, welche mit den Ausgangsanschlüssen (1a, 1b, 1c) der Energiespeichereinrichtung (1) gekoppelt ist, wobei n ≥ 1.Electric drive system ( 200 ; 300 ) according to claim 11, further comprising: an n-phase electric machine ( 2 ) with n phase terminals connected to the output terminals ( 1a . 1b . 1c ) of the energy storage device ( 1 ), where n ≥ 1. Verfahren (20) zum Erzeugen einer Gleichspannung (UZK) aus einer Energiespeichereinrichtung (1), welche eine Vielzahl von Energieversorgungszweigen (Z) mit jeweils einer Vielzahl von Energiespeichermodulen (3) zur Erzeugung einer Wechselspannung an einer Vielzahl von Ausgangsanschlüssen (1a, 1b, 1c) der Energiespeichereinrichtung (1) aufweist, mit den Schritten: Abgreifen (S1) eines jeweils momentan höchsten Potentials an der Vielzahl von Ausgangsanschlüssen (1a, 1b, 1c) der Energiespeichereinrichtung (1); Abgreifen (S2) eines jeweils momentan niedrigsten Potentials an der Vielzahl von Ausgangsanschlüssen (1a, 1b, 1c) der Energiespeichereinrichtung (1); Hochsetzen (S3) der Potentialdifferenz zwischen dem jeweils momentan höchsten Potential und dem jeweils momentan niedrigsten Potentials mit einem Hochsetzsteller (14); und Bereitstellen (S4) einer von der hochgesetzten Potentialdifferenz abhängigen Gleichspannung (UZK).Procedure ( 20 ) for generating a DC voltage (U ZK ) from a Energy storage device ( 1 ), which have a plurality of energy supply branches (Z) each with a plurality of energy storage modules ( 3 ) for generating an AC voltage at a plurality of output terminals ( 1a . 1b . 1c ) of the energy storage device ( 1 ), comprising the steps of: picking up (S1) a respective currently highest potential at the plurality of output terminals ( 1a . 1b . 1c ) of the energy storage device ( 1 ); Picking up (S2) a respective currently lowest potential at the plurality of output terminals ( 1a . 1b . 1c ) of the energy storage device ( 1 ); Raising (S3) the potential difference between the currently highest potential and the current lowest potential with a boost converter ( 14 ); and providing (S4) a DC voltage (U ZK ) dependent on the high potential difference. Verfahren (20) nach Anspruch 13 mit dem Schritt: Abgreifen (S1) des jeweils momentan höchsten Potentials an der Vielzahl von Ausgangsanschlüssen (1a, 1b, 1c) und der Bezugspotentialschiene 4 der Energiespeichereinrichtung (1).Procedure ( 20 ) according to claim 13, comprising the step of: picking up (S1) the respectively highest current potential at the plurality of output terminals (S1) 1a . 1b . 1c ) and the reference potential rail 4 the energy storage device ( 1 ). Verfahren (20) nach Anspruch 13 oder 14 mit dem Schritt: Abgreifen (S2) des jeweils momentan niedrigsten Potentials an der Vielzahl von Ausgangsanschlüssen (1a, 1b, 1c) und der Bezugspotentialschiene 4 der Energiespeichereinrichtung (1).Procedure ( 20 ) according to claim 13 or 14, comprising the step of tapping ( S2 ) of the respective currently lowest potential at the plurality of output terminals ( 1a . 1b . 1c ) and the reference potential rail 4 the energy storage device ( 1 ). Verfahren (20) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, weiterhin mit dem Schritt: Speisen (S5) eines Zwischenkreiskondensators (13) mit der bereitgestellten Gleichspannung (UZK).Procedure ( 20 ) according to any one of claims 13 to 15, further comprising the step of: feeding ( S5 ) of a DC link capacitor ( 13 ) with the provided DC voltage (U ZK ). Verfahren (20) nach Anspruch 16 zum Bereitstellen der Gleichspannung (UZK) für ein Bordnetz eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit einem elektrischen Antriebssystem (200; 300) nach Anspruch 11.Procedure ( 20 ) according to claim 16 for providing the DC voltage (U ZK ) for an electrical system of an electrically operated vehicle with an electric drive system ( 200 ; 300 ) according to claim 11.
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