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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Energieversorgungseinheit für ein Kraftfahrzeugbordnetz mit zumindest einem ersten Teilnetz und einem zweiten Teilnetz mit unterschiedlichen Spannungsniveaus.
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Stand der Technik
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Kraftfahrzeugbordnetze können in Form sogenannter Zwei- oder Mehrspannungsbordnetze mit wenigstens zwei Teilnetzen ausgebildet sein. Derartige Netze kommen beispielsweise dann zum Einsatz, wenn in einem betreffenden Kraftfahrzeug Verbraucher mit unterschiedlichen Leistungsanforderungen vorhanden sind. In diesem Fall weisen wenigstens zwei der Teilnetze unterschiedliche Spannungsniveaus auf, z.B. 14 V (sogenanntes Niedervoltteilnetz) und 48 V (sogenanntes Hochvoltteilnetz). Die Teilnetze können z.B. über einen Gleichspannungswandler miteinander verbunden sein. Wenigstens eines der Teilnetze weist eine Generatoranordnung auf, die das Teilnetz speist. Ein über den genannten Gleichspannungswandler angebundenes zweites oder weiteres Teilnetz kann dann wiederum aus dem Teilnetz mit der Generatoranordnung versorgt werden.
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Elektrische Maschinen können insbesondere in Hybrid-Fahrzeugen genutzt werden, um sowohl motorisch als auch generatorisch betrieben zu werden. Der Verbrennungsmotor kann bei niedrigen Drehzahlen, bei denen dieser noch nicht sein volles Drehmoment liefert, durch einen motorischen Betrieb der elektrischen Maschine unterstützt werden. Beim Verzögern des Fahrzeugs kann durch generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine kinetische Energie in elektrische Energie gewandelt werden.
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Im generatorischen Betrieb erzeugt die elektrische Maschine gegebenenfalls einen mehrphasigen Drehstrom, der für ein Kraftfahrzeugbordnetz gleichgerichtet werden kann. Um sowohl motorischen als auch generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine zu ermöglichen, kann die elektrische Maschine mit einer Inverterschaltung ausgestattet werden, die beispielsweise aus elektrischen Schaltern, z.B. in Form von MOSFETs, einer zugehörigen Ansteuerschaltung sowie einer Zwischenkapazität bestehen kann. Um hohe Leistungen sowohl für den motorischen als auch den generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine zu gewährleisten, kann die elektrische Maschine mit der vergleichsweise hohen ersten Spannung des Hochvoltteilnetzes betrieben werden bzw. dieses versorgen.
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Die Nutzung sowohl einer Inverterschaltung als auch eines Gleichspannungswandlers ist dabei allerdings umständlich und mit hohem Kostenaufwand verbunden. Des Weiteren beanspruchen die zwei separaten Schaltungen der Inverterschaltung und des Gleichspannungswandlers den in einem Kraftfahrzeug ohnehin sehr eingeschränkten Bauraum.
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Es ist daher wünschenswert eine einfache, kostengünstige und platzsparende Möglichkeit bereitzustellen, sowohl einen generatorischen als auch einen motorischen Betrieb einer elektrischen Maschine zu ermöglichen, bei unterschiedlichen Teilnetzen des Kraftfahrzeugbordnetzes.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Betreiben einer Energieversorgungseinheit für ein Kraftfahrzeugbordnetz mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
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Vorteile der Erfindung
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Erfindungsgemäß weist eine elektrische Maschine der Energieversorgungseinheit zwei Statorwicklungen auf, die jeweils über eine Wandlerschaltung mit einem Teilnetz des Kraftfahrzeugbordnetzes verbunden sind. Die Wandlerschaltungen können beispielsweise Halbbrücken mit Schaltern, insbesondere MOSFETs, aufweisen. Insbesondere sind die Wandlerschaltungen jeweils analog zu einer herkömmlichen Inverterschaltung ausgestaltet.
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Die Wandlerschaltungen werden erfindungsgemäß derart angesteuert, dass die Energieversorgungseinheit als ein Gleichspannungswandler und die Statorwicklungen als ein Transformator zwischen den beiden Teilnetzen fungieren. Je nach Bedarf wird dabei eine der beiden Wandlerschaltungen als ein Wechselrichter angesteuert, um die Teilnetzgleichspannung des entsprechenden Teilnetzes in eine Wechselspannung umzuwandeln. Diese Wechselspannung erzeugt in der zugehörigen der beiden Statorwicklungen einen Stromfluss, welcher wiederum eine Wechselspannung in der anderen der beiden Statorwicklungen induziert. Die andere der beiden Wandlerschaltungen wird als ein Gleichrichter angesteuert, um diese induzierte Wechselspannung gleichzurichten und in das andere Teilnetz einzuspeisen.
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Erfindungsgemäß wird kein zusätzlicher separater Gleichspannungswandler benötigt, es werden die bereits vorhandenen Bauteile und Komponenten der Wandlerschaltungen für die Gleichrichtung, die Wechselrichtung und die Transformation genutzt, wodurch letztendlich eine Gleichspannungswandlung ermöglicht wird. Die Gleichspannungswandlung erfolgt im Sinne der Erfindung demgemäß über dieselben Bauteile, die für die Gleichrichtung und die Wechselrichtung genutzt werden, und über die erste und die zweite Statorwicklung. Das erfindungsgemäße Verfahren vereint somit die Vorteile und Funktionen einer Inverterschaltung und eines Gleichspannungswandlers in einer einzigen Schaltung.
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Somit werden keine zusätzlichen Komponenten und Bauteile benötigt und der Kostenaufwand kann reduziert werden. Es wird lediglich die Statorwicklung verdoppelt, was einfach und ohne großen Aufwand zu realisieren ist. Dabei kann im Vergleich zu einer herkömmlichen elektrischen Maschine, welche nur eine Statorwicklung aufweist, entweder diese bereits vorhandene Statorwicklung geteilt werden oder es kann eine zusätzliche Statorwicklung integriert werden. Integrationsaufwand und Bauraumbedarf werden ebenfalls reduziert. Eine zur Ansteuerung dienende Recheneinheit, beispielsweise aufweisend ein Mikrocontroller, kann sowohl für die Steuerung der Gleichrichtung und der Wechselrichtung, als auch für die Steuerung der Transformation genutzt werden.
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Die Erfindung eignet sich insbesondere für elektrische Maschinen, z.B. fremderregte Synchronmaschine, zum Einsatz in Kraftfahrzeugen. Das Prinzip kann im Rahmen eines Boost-Rekuperations-Systems (BRS) in der elektrischen Maschine (Boost-Rekuperations-Maschine) eingesetzt werden.
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Im Folgenden wird das erste Teilnetz beispielhaft als ein Hochvolt-Bordnetz angenommen, das mit einer ersten Teilnetzgleichspannung betrieben wird, und das zweite Teilnetz als ein Niedervolt-Bordnetz, das mit einer zweiten Teilnetzgleichspannung betrieben wird, wobei die erste Teilnetzgleichspannung einen größeren Spannungswert besitzt als die zweite Teilnetzgleichspannung.
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Je nach Bedarf wird die erste Teilnetzgleichspannung des ersten Teilnetzes abwärts gewandelt und in das zweite Teilnetz übertragen oder die zweite Teilnetzgleichspannung des zweiten Teilnetzes wird aufwärts gewandelt und in das erste Teilnetz übertragen.
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Bevorzugt werden die erste und die zweite Wandlerschaltung jeweils zusätzlich als ein Tiefsetzsteller und/oder als ein Hochsetzsteller angesteuert. Somit können Spannungswerte der Teilnetzgleichspannungen der beiden Teilnetze unabhängig voneinander flexibel eingestellt werden. Alternativ oder zusätzlich können diese Spannungswerte auch über ein bestimmtes Wicklungsverhältnis der ersten und der zweiten Statorwicklung eingestellt werden. Das Wicklungsverhältnis kann sich anlog zu einem herkömmlichen Transformator an dem Verhältnis der beiden Gleichspannungen orientieren. Beispielhaft ergibt sich für einen ersten Gleichspannungswert von 48V und einen zweiten Gleichspannungswert von 12V ein Wicklungsverhältnis von 4:1.
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Durch die Ansteuerung der beiden Wandlerschaltungen werden die Abweichungen der beiden Teilnetzgleichspannungen von Nennwerten, die beispielsweise bei verschieden Batterie-Ladezuständen auftreten, ausgeglichen. Es ist zweckmäßigerweise auch möglich, zwei identische Statorwicklungen zu nutzen und eine Abwärtswandlung der ersten Teilnetzgleichspannung komplett durch einen Tiefsetzstellerbetrieb der ersten Wandlerschaltung zu realisieren. Dies bietet sich insbesondere an, wenn eine herkömmliche elektrische Maschine mit möglichst wenig konstruktiven Änderungen für ein erfindungsgemäßes Verfahren genutzt werden soll.
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Vorteilhafterweise wird die elektrische Maschine in einem zweiten Betriebsmodus als ein Generator betrieben. Dabei wird ein insbesondere mehrphasiger Strom, bzw. eine insbesondere mehrphasige Ausgangsspannung, die von der elektrischen Maschine bereitgestellt werden, durch die Wandlerschaltungen gleichgerichtet. Vorzugsweise wird in dem zweiten Betriebsmodus elektrische Leistung von der elektrische Maschine in das erste und/oder in das zweite Teilnetz übertragen. Die übertragenen elektrischen Leistungen in das erste und das zweite Teilnetz können getrennt voneinander über die Ansteuerung der beiden Wandlerschaltungen eingestellt werden. So lässt sich z.B. in dem ersten Kraftfahrzeugbordnetz ein gewünschtes Bremsmoment einstellen, während beispielsweise in dem zweiten Kraftfahrzeugbordnetz eine gewünschte Batteriespannung geregelt wird. Des Weiteren wird ermöglicht, dass die elektrische Maschine elektrische Leistung sowohl direkt in das erste als auch zweite Kraftfahrzeugbordnetz übertragen kann. Dies ist beispielsweise in einem generatorischen Notbetrieb bei Ausfall einer Batterie von Vorteil.
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Vorzugsweise wird die elektrische Maschine in einem dritten Betriebsmodus als ein Motor betrieben. Die Teilnetzgleichspannung eines der Teilnetze wird dabei durch die Wandlerschaltungen wechselgerichtet. Vorteilhafterweise wird dabei elektrische Leistung von dem Teilnetz in die elektrische Maschine übertragen. Die elektrische Maschine wird dabei aus einem der Teilnetze versorgt, insbesondere aus dem Teilnetz, welches als Hochvolt-Bordnetz mit der höheren Teilnetzgleichspannung ausgebildet ist. Beispielhaft wird das erste Teilnetz als selbiges angenommen. Elektrische Leistung aus dem ersten Teilnetz wird in mechanische Leistung zum Antrieb des Kraftahrzeugs gewandelt. Die Höhe dieser mechanischen Leistung wird über die Ansteuerung der ersten Wandlerschaltung eingestellt.
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Die zweite Wandlerschaltung wird dabei entweder so angesteuert, dass keine Leistung in das zweite Teilnetz übertragen wird. Zweckmäßig kann die zweite Wandlerschaltung auch derart angesteuert werden, dass in dem motorischen Betrieb elektrische Leistung von dem ersten Kraftfahrzeugbordnetz sowohl in die elektrische Maschine als auch in das zweite Teilnetz übertragen wird.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Wandlerschaltung, beispielsweise über ein Schaltelement, entweder mit dem zweiten Teilnetz oder mit dem ersten Teilnetz verbindbar. Ist die zweite Wandlerschaltung mit dem ersten Teilnetz verbunden, kann die zweite Statorwicklung zusätzlich für die Übertragung elektrischer Energie zwischen dem ersten Kraftfahrzeugbordnetz und der elektrischen Maschine genutzt werden. In dem motorischen und dem generatorischen Betrieb kann dabei jeweils eine maximale übertragbare elektrische Leistung zwischen dem ersten Kraftfahrzeugbordnetz und der elektrischen Maschine übertragen werden.
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Ist die zweite Wandlerschaltung mit dem zweiten Kraftfahrzeugbordnetz verbunden, kann nicht mehr die maximale übertragbare elektrische Leistung zwischen dem ersten Kraftfahrzeugbordnetz und der elektrischen Maschine übertragen werden, stattdessen kann zusätzlich in das zweite Kraftfahrzeugbordnetz elektrische Leistung übertragen werden.
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Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
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Auch die Implementierung des Verfahrens in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines Mehrspannungsbordnetzes mit einer Energieversorgungseinheit nach dem Stand der Technik.
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2 zeigt eine Ausführungsform eines Mehrspannungsbordnetzes mit einer Energieversorgungseinheit, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.
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3 zeigt schaltplanartig eine Ausführungsform einer Energieversorgungseinheit, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.
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4 zeigt schaltplanartig eine weitere Ausführungsform einer Energieversorgungseinheit, die dazu eingerichtet ist, eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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Einander entsprechende Elemente sind mit identischen Bezugszeichen angegeben. Sie werden der Übersichtlichkeit halber nicht wiederholt erläutert.
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In 1 ist eine Ausführungsform eines Mehrspannungsbordnetzes mit einer Energieversorgungseinheit eines Kraftfahrzeugbordnetzes nach dem Stand der Technik schematisch dargestellt. In diesem Beispiel ist das Kraftfahrzeug als ein Hybrid-Fahrzeug ausgebildet. Einer herkömmlichen elektrischen Maschine 50 mit einfacher Statorwicklung ist eine Inverterschaltung 150 nachgeschaltet. Die elektrische Maschine 50 soll in diesem Beispiel als eine dreiphasige elektrische Maschine 50 ausgebildet sein. Die Inverterschaltung 150 dient zur Gleichrichtung eines mehrphasigen Stroms, in diesem Beispiel eines dreiphasigen Stroms, der von der elektrischen Maschine 100 in einem generatorischen Betrieb bereitgestellt wird. Des Weiteren ermöglicht die Inverterschaltung 150 eine Umwandlung eines gleichgerichteten Stroms in einen dreiphasigen Strom, um die elektrische Maschine 50 in einem motorischen Betrieb zu betreiben.
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In dem generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine 50 stellt die Inverterschaltung 150 eine erste Teilnetzgleichspannung von beispielsweise 48V für ein erstes Teilnetz N1 des Kraftfahrzeugbordnetzes bereit. Mittels dieser ersten Teilnetzgleichspannung können mehrere elektrische Verbraucher betrieben werden, die in Figur 1a symbolisch dargestellt und als V1 und V2 bezeichnet sind. Ein derartiger elektrischer Verbraucher kann beispielsweise ein Elektroantrieb des Hybrid-Fahrzeugs sein oder ein als V2 dargestellter Energiespeicher.
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Da die meisten elektrischen Verbraucher in dem Hybrid-Fahrzeug, beispielsweise ein Anlasser eines Verbrennungsmotors, ein Autoradio oder ein Bordcomputer, mit einer geringeren Spannung als der ersten Teilnetzgleichspannung betrieben werden, wird die erste Teilnetzgleichspannung durch einen Gleichspannungswandler DCDC in eine zweite Teilnetzgleichspannung, z.B. 14V, für ein zweites Teilnetz N2 verringert. Elektrische Verbraucher, die mit der zweiten Gleichspannung betrieben werden, sind in 1 symbolisch dargestellt und als V3, V4 bzw. V5 bezeichnet.
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Die verwendeten Spannungswerte 48 V und 14 V stellen lediglich Beispiele dar. Die Erfindung kann auch bei anderen Spannungslagen oder zeitlich veränderlichen Spannungen eingesetzt werden.
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In 2 ist eine Ausführungsform eines Mehrspannungsbordnetzes mit einer Energieversorgungseinheit 1 schematisch dargestellt, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Einer elektrischen Maschine 100 mit doppelter Statorwicklung sind zwei Wandlerschaltungen 200 nachgeschaltet. Die Wandlerschaltungen 200 dienen sowohl als Inverterschaltungen, um ein erstes Teilnetz N1 mit einer ersten Teilnetzgleichspannung U1, z.B. 48V, zu versorgen, über welches die die elektrischen Verbraucher V1 und V2 betrieben werden, und um ein zweites Teilnetz N2 mit einer zweiten Teilnetzgleichspannung U2, z.B. 12V, zu versorgen, über welches die Verbraucher V3, V4, V5 betrieben werden. Die Energieversorgungsschaltung 1 ermöglicht in einem ersten Betriebsmodus Übertragung elektrischer Leistung zwischen den beiden Teilnetzen N1 und N2, in einem zweiten, generatorischen Betrieb Übertragung elektrischer Leistung von der elektrischen Maschine 100 auf die Teilnetze N1 und/oder N2 und in einem dritten, motorischen Betrieb Übertragung elektrischer Leistung von dem ersten Kraftfahrzeugbordnetz N1 auf die elektrische Maschine 100 und gegebenenfalls zusätzlich auf das zweite Kraftfahrzeugbordnetz N2.
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Die Energieversorgungseinheit 1 sowie eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb der Energieversorgungsschaltung 1 werden anhand von 3 beschrieben.
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Die elektrische Maschine 100 ist in diesem Beispiel als eine dreiphasige elektrische Maschine ausgeführt. Die elektrische Maschine 100 weist eine erste Statorwicklung 101 und eine zweite Statorwicklung 102 auf. Jede der Statorwicklungen 101 bzw. 102 weist je drei Ständerinduktivitäten bzw. Phasen L1a, L1b, L1c bzw. L2a, L2b, L2c auf. Die Ständerinduktivitäten der Statorwicklungen 101 und 102 sind jeweils zu einer Dreieckschaltung verbunden. Die elektrische Maschine 100 weist des Weiteren eine Erregerwicklung L3 auf.
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Die erste Statorwicklung 101 und die zweite Statorwicklung 102 sind jeweils mit einer Wandlerschaltung W1 bzw. einer zweiten Wandlerschaltung W2 verbunden. Die Gesamtheit der beiden Wandlerschaltung W1 und W2 ist als 200 bezeichnet. Die erste Wandlerschaltung W1 ist mit den Anschlüssen P1a und P1b des ersten Teilnetzes N1 verbunden, zwischen denen die erste Teilnetzgleichspannung U1 anliegt. Die zweite Wandlerschaltung W2 ist mit den Anschlüssen P2a und P2b des zweiten Teilnetzes N2 verbunden, zwischen denen die zweite Teilnetzgleichspannung U2 anliegt.
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Die Wandlerschaltungen W1 und W2 sind insbesondere analog zu einer Inverterschaltung 150 nach dem Stand der Technik ausgestaltet. Jede der Wandlerschaltungen W1 bzw. W2 weist dabei jeweils drei Halbbrücken B1a, B1b, B1c bzw. B2a, B2b, B2c auf. Jede der Halbbrücken weist jeweils zwei Schalter S1a bis S1f bzw. S2a bis S2f auf, welche in diesem Beispiel als MOSFETs ausgebildet sind. Jede der Halbbrücken B1a, B1b bzw. B1c der ersten Wandlerschaltung W1 ist über jeweils einen Mittelabgriff M1a, M1b, M1c mit jeweils einem Phasenanschluss E1a, E1b bzw. E1c der ersten Statorwicklung 101 verbunden. Analoges gilt für Mittelabgriffe M2a, M2b bzw. M2c der zweiten Wandlerschaltung W2 und Phasenanschlüsse E2a, E2b bzw. E2c der zweiten Statorwicklung 102.
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Neben der Energieversorgungseinheit 1 ist eine Recheneinheit dargestellt, die insbesondere als ein Steuergerät 300 des Fahrzeugs ausgebildet ist, die programmtechnisch dazu eingerichtet ist, eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Das Steuergerät 300 übernimmt die Ansteuerungen der elektrischen Maschine 100 und der Wandlerschaltungen W1 und W2 im Allgemeinen, bzw. der einzelnen Bauteile und das Schalten der einzelnen Schalter S1a bis S1f und S2a bis S2f im Speziellen.
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In einem transformatorischen Betriebsmodus (erster Betriebsmodus) wird elektrische Leistung zwischen dem ersten Teilnetz N1 und dem zweiten Teilnetz N2 über die erste und zweite Wandlerschaltung W1 und W2 und über die erste und zweite Statorwicklung 101 und 102 übertragen.
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Im Folgenden wird beispielhaft die Übertragung elektrischer Leistung von dem ersten Teilnetz N1 auf das zweite Teilnetz N2 beschrieben. Analoges gilt für die Übertragung elektrischer Leistung in die andere Richtung. Die erste Teilnetzgleichspannung U1 des ersten Teilnetz N1 wird mittels der ersten Wandlerschaltung W1, die als ein Wechselrichter betrieben bzw. angesteuert wird, in eine dreiphasige Wechselspannung umgewandelt. Das Steuergerät 300 steuert dafür die Schalter S1a bis S1f der ersten Wandlerschaltung W1 zweckmäßig an. Diese dreiphasige Wechselspannung erzeugt in der ersten Statorwicklung 101 einen Stromfluss, welcher wiederum eine dreiphasige Wechselspannung in der zweiten Statorwicklung 102 induziert. Diese induzierte dreiphasige Wechselspannung wird mittels der zweiten Wandlerschaltung W2, die als ein Gleichrichter angesteuert wird, gleichgerichtet und in das zweite Teilnetz N2 eingespeist. Das Steuergerät 300 steuert dafür die Schalter S2a bis S2f der zweiten Wandlerschaltung W2 zweckmäßig an. Durch das getaktete, zweckmäßige Ansteuern der einzelnen Schalter der Wandlerschaltungen W1 und W2 kann die zweite Teilnetzgleichspannung U2 eingestellt werden.
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Ein Erregerstrom der Erregerwicklung L3 der elektrischen Maschine 100 ist dabei zweckmäßigerweise gleich Null, so dass keine Polradspannung in den Statorwicklungen 101 und 102 induziert wird. Die Übertragung elektrischer Energie kann sowohl bei drehender als auch bei stehender elektrischer Maschine 100 durchgeführt werden.
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In dem zweiten, generatorischen Betriebsmodus wird mechanische Leistung in elektrische Leistung gewandelt und, je nach Bedarf, in das erste Teilnetz N1 mit der ersten Teilnetzgleichspannung U1 und/oder das zweite Teilnetz N2 mit der zweiten Teilnetzgleichspannung U2 abgegeben. Die Höhe dieser beiden übertragenen elektrischen Leistungen wird durch das Ansteuern der Schalter S1a bis S1f der ersten Wandlerschaltung W1 und der Schalter S2a bis S2f der zweiten Wandlerschaltung W2 sowie des Stroms durch die Erregerwicklung L3 geregelt.
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In dem dritten, motorischen Betriebsmodus werden durch getaktetes, zweckmäßiges Schalten der Schalter S1a bis S1f der ersten Wandlerschaltung W1 die Phasen der elektrischen Maschine 100 bestromt, wodurch elektrische Leistung aus dem ersten Teilnetz N1 in mechanische Leistung gewandelt wird. Die Höhe der umgewandelten elektrischen Leistung kann durch dieses Ansteuern der Schalter S1a bis S1f eingestellt werden.
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Je nach Bedarf werden die Schalter S2a bis S2f der zweiten Wandlerschaltung W2 entweder derart angesteuert, dass zusätzlich zu der Umwandlung elektrischer Leistung in mechanische Leistung ebenfalls elektrische Leistung von dem ersten Teilnetz N1 in das zweite Teilnetz N2 übertragen wird. Die Höhe dieser übertragenen Leistung wird durch das Ansteuern der Schalter S2a bis S2f der zweiten Wandlerschaltung W2 geregelt. Alternativ können die Schalter S2a bis S2f auch derart angesteuert werden, dass keine elektrische Leistung von dem ersten Teilnetz N1 in das zweite Teilnetz N2 übertragen wird.
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In 4 ist eine weitere Ausgestaltung einer Energieversorgungseinheit 1* schaltplanartig dargestellt, die für die Durchführung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Die Energieversorgungseinheit 1* aus 4 ist analog ausgestaltet zu der Energieversorgungseinheit 1 aus 3. Der Übersichtlichkeit halber sind daher nicht alle Bezugszeichen in 4 erneut dargestellt.
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Die Energieversorgungseinheit 1* aus 4 unterscheidet sich von der Energieversorgungseinheit 1 aus 3 durch die Wandlerschaltung W2*. Die Halbbrücken B2a, B2b, B2c der Energieversorgungseinheit 1* sind identisch zu denen der Energieversorgungseinheit 1 ausgestaltet. Allerdings weist die Wandlerschaltung W2* zwei Schaltelemente Sa* und Sb* auf, die von dem Steuergerät 300 angesteuert werden. Mittels dieser Schaltelemente Sa* und Sb* kann die Wandlerschaltung W2* entweder mit den Anschlüssen P2a und P2b des zweiten Teilnetzes N2 oder mit den Anschlüssen P1a und P1b des ersten Teilnetzes N1 verbunden werden.
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Ist die Wandlerschaltung W2* mit dem ersten Kraftfahrzeugbordnetzes N1 verbunden, kann in dem motorischen und dem generatorischen Betriebsmodus eine maximale übertragbare elektrische Leistung umgesetzt werden.
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Ist die Wandlerschaltung W2* mit dem zweiten Kraftfahrzeugbordnetzes N1 verbunden, wird die Energieversorgungsschaltung 1* analog zu 3 angesteuert.
