DE102014014849A1 - Energy-efficient power electronics - Google Patents

Energy-efficient power electronics Download PDF

Info

Publication number
DE102014014849A1
DE102014014849A1 DE102014014849.1A DE102014014849A DE102014014849A1 DE 102014014849 A1 DE102014014849 A1 DE 102014014849A1 DE 102014014849 A DE102014014849 A DE 102014014849A DE 102014014849 A1 DE102014014849 A1 DE 102014014849A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
power electronics
semiconductors
phase motor
current
reduced number
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102014014849.1A
Other languages
German (de)
Inventor
Alexander Kruse
Thomas Felkel
Andreas Apelsmeier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Priority to DE102014014849.1A priority Critical patent/DE102014014849A1/en
Publication of DE102014014849A1 publication Critical patent/DE102014014849A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2045—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for optimising the use of energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/425—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/52—Drive Train control parameters related to converters
    • B60L2240/525—Temperature of converter or components thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern mindestens eines Drehstrommotors in einem Fahrzeug mit einer Leistungselektronik und einem Steuergerät, wobei das Steuergerät in Abhängigkeit einer im Voraus bereitzustellenden Bedingung eine Wirkungsgradrechnung einer aktuell verwendeten Anzahl von in der Leistungselektronik verwendeten Halbleitern und einer in Abhängigkeit von einem Betriebsparameter des Drehstrommotors zu verwendenden und gegenüber der aktuell verwendeten Anzahl reduzierten Anzahl von in der Leistungselektronik verwendeten Halbleitern durchführt und für den Fall, dass unter Verwendung der reduzierten Anzahl von Halbleitern ein gegenüber einem aktuellen Wirkungsgrad erhöhter Wirkungsgrad zu erzielen ist, die Leistungselektronik unter Verwendung der reduzierten Anzahl von Halbleitern ansteuert. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine entsprechende Leistungselektronik, ein entsprechendes Fahrzeug und einen entsprechenden Drehstrommotor.The present invention relates to a method for controlling at least one three-phase motor in a vehicle having power electronics and a control unit, wherein the controller, depending on a condition to be provided in advance, an efficiency calculation of a currently used number of semiconductors used in the power electronics and one depending on an operating parameter of the three-phase motor to be used and compared to the currently used reduced number of used in the power electronics semiconductor performs and in the case that using the reduced number of semiconductors is achieved over a current efficiency increased efficiency, the power electronics using the reduced number of semiconductors. Furthermore, the present invention relates to a corresponding power electronics, a corresponding vehicle and a corresponding three-phase motor.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern mindestens eines Drehstrommotors in einem Fahrzeug sowie einen entsprechenden Drehstrommotor, ein entsprechendes Fahrzeug und eine zum Ansteuern des Drehstrommotors geeignete Leistungselektronik.The present invention relates to a method for controlling at least one three-phase motor in a vehicle, as well as to a corresponding three-phase motor, to a corresponding vehicle, and to power electronics suitable for driving the three-phase motor.

Elektrisch angetriebene Fahrzeuge gewinnen vor dem Hintergrund sich stetig verknappender Ölreserven gegenüber traditionellen Antrieben, wie bspw. Brennkraftmaschinen, zunehmend an Bedeutung.Electrically powered vehicles are gaining in importance against the backdrop of steadily declining oil reserves compared to traditional drives, such as internal combustion engines.

Um einen elektrischen Motor, wie bspw. einen Drehstrommotor mit Elektrizität zu versorgen und ein entsprechendes Fahrzeug dadurch anzutreiben, werden häufig Leistungselektroniken eingesetzt, die einen dem jeweiligen Drehstrommotor zur Verfügung gestellten elektrischen Strom in Stromstärke und Spannung regeln, so dass der jeweilige Drehstrommotor eine definierte Leistung erzeugt bzw. abgibt. Insbesondere bei einem ständigen Wechsel von Leistungsanforderungen an einen jeweiligen Elektromotor, wie es bspw. im Straßenverkehr der Fall ist, kann eine ineffiziente Ansteuerung des Elektromotors zu einem niedrigen Wirkungsgrad führen.In order to supply an electric motor, such as a three-phase motor with electricity and drive a corresponding vehicle thereby, often power electronics are used, which regulate the respective three-phase motor made available electric current in current and voltage, so that the respective three-phase motor has a defined power generates or releases. In particular, with a constant change of power requirements of a respective electric motor, as is the case, for example, in the road, an inefficient driving of the electric motor can lead to a low efficiency.

Im Stand der Technik sind Verfahren und Vorrichtungen zum Steigern eines Wirkungsgrads einer jeweiligen elektrischen Maschine beschrieben.The prior art describes methods and apparatus for increasing the efficiency of a respective electrical machine.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 42 05 778 A1 betrifft eine rotatorische elektrische Maschine mit einer elektronischen Steuerung, in der ein Optimierungsprogramm hinterlegt ist, das einen aktuellen Wirkungsgrad der elektrischen Maschine bei einer jeweils angeforderten Leistung im Teillastbereich tendenziell in einer solchen Weise markiert, dass gerade nur so viele Teilmaschinen beschrieben werden, wie zur Erzeugung einer angeforderten Leistung notwendig sind.The German patent application DE 42 05 778 A1 relates to a rotary electric machine with an electronic control, in which an optimization program is deposited, which tends to mark a current efficiency of the electric machine at each requested power in the partial load range in such a way that just as many sub-machines are described, as for the generation a requested service is necessary.

In der deutschen Patentschrift DE 41 24 240 C2 ist ein Verfahren zur Regulierung eines Motorstroms in Phasenwicklungen eines bürstenlosen Gleichstrommotors beschrieben, bei dem einzelne Phasenwicklungen über einen elektronisch steuerbaren Gleichspannungs-Zwischenkreis-Umrichter mit schaltbaren Halbleiterventilen und diesen parallel geschalteten Freilaufdioden in einzelnen Brückenzweigen bestromt werden, wobei eine Ist-Wert-Erfassung des Motorstroms ausschließlich in einem Gleichspannungs-Zwischenkreis erfolgt und wobei bei Erreichen eines Soll-Werts des Motorstroms im motorischen Betrieb nur ein schaltbares Halbleiterventil der beaufschlagten Brückenzweige für eine von einer Drehzahl abhängige Zeitdauer abgeschaltet wird.In the German patent DE 41 24 240 C2 a method for regulating a motor current in phase windings of a brushless DC motor is described in which individual phase windings are energized via an electronically controllable DC-DC converter with switchable semiconductor valves and these parallel freewheeling diodes in individual bridge arms, wherein an actual value detection of the motor current takes place exclusively in a DC intermediate circuit and wherein upon reaching a desired value of the motor current in motor operation, only a switchable semiconductor valve of the bridge branches acted on is switched off for a time dependent on a speed.

Vor diesem Hintergrund wird ein Verfahren gemäß unabhängigem Patentanspruch 1, ein Drehstrommotor gemäß nebengeordnetem Patentanspruch 5, eine Leistungselektronik gemäß nebengeordnetem Patentanspruch 6 und ein Fahrzeug gemäß nebengeordnetem Patentanspruch 8 vorgestellt.Against this background, a method according to independent claim 1, a three-phase motor according to the independent claim 5, a power electronics according to the independent claim 6 and a vehicle according to the independent claim 8 presented.

Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung sowie den abhängigen Patentansprüchen.Embodiments result from the description and the dependent claims.

Es wird somit ein Verfahren zum Steuern mindestens eines Drehstrommotors in einem Fahrzeug mit einer Leistungselektronik und einem Steuergerät vorgestellt, wobei das Steuergerät in Abhängigkeit einer im Voraus bereitzustellenden Bedingung eine Wirkungsgradrechnung einer aktuell verwendeten Anzahl von in der Leistungselektronik verwendeten Halbleitern und einer in Abhängigkeit von einem Betriebsparameter des Drehstrommotors zu verwendenden und gegenüber der aktuell verwendeten Anzahl reduzierten Anzahl von in der Leistungselektronik verwendeten Halbleitern durchführt und für den Fall, dass unter Verwendung der reduzierten Anzahl von Halbleitern ein gegenüber einem aktuellen Wirkungsgrad erhöhter Wirkungsgrad zu erzielen ist, die Leistungselektronik unter Verwendung der reduzierten Anzahl von Halbleitern ansteuert.Thus, a method for controlling at least one three-phase motor in a vehicle with power electronics and a control unit is presented, the control unit depending on a condition to be provided in advance an efficiency calculation of a currently used number of semiconductors used in the power electronics and a function of an operating parameter of the three-phase motor to be used and compared to the currently used reduced number of used in the power electronics semiconductor performs and in the case that using the reduced number of semiconductors is achieved over a current efficiency increased efficiency, the power electronics using the reduced number of semiconductors.

Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem in Abhängigkeit von Anforderungen an einen jeweiligen Drehstrommotor ein Schaltschema, d. h. eine definierte Anzahl von Halbleitern, aktiviert bzw. deaktiviert wird, um den jeweiligen Drehstrommotor zu regeln, sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass in einer Leistungselektronik zum Steuern eines jeweiligen Drehstrommotors in Abhängigkeit aktueller Anforderungen des Drehstrommotors bzw. des Fahrzeugs und in Abhängigkeit einer Wirkungsgradrechnung jeweilige Halbleiter, d. h. Steuerungselemente, wie bspw. bipolare Transistoren mit isolierten Gate-Elektroden (IGBTs) insbesondere dynamisch, d. h. an einen jeweiligen Betriebszustand des Drehstrommotors angepasst, an- bzw. abgeschaltet werden, so dass ein Energieverlust durch nicht benötigte Ein- bzw. Ausschaltverluste jeweiliger Halbleiter vermieden wird, indem eine möglichst energetisch effiziente Verschaltung, d. h. eine möglichst geringe Zahl an Halbleitern zum Erzeugen des jeweiligen Betriebszustands des Drehstrommotors verwendet wird.In contrast to the prior art, in which, depending on requirements for a respective three-phase motor, a circuit diagram, i. H. a defined number of semiconductors is activated or deactivated to regulate the respective three-phase motor, the inventive method provides that in a power electronics for controlling a respective three-phase motor depending on current requirements of the three-phase motor or vehicle and depending on an efficiency calculation respective Semiconductors, d. H. Control elements, such as, for example, bipolar transistors with insulated gate electrodes (IGBTs), in particular dynamically, d. H. adapted to a respective operating state of the three-phase motor, switched on or off, so that an energy loss is avoided by unneeded turn-on or turn-off of respective semiconductor by a possible energetically efficient interconnection, d. H. the smallest possible number of semiconductors is used to generate the respective operating state of the three-phase motor.

Da zum Betreiben eines Halbleiters, wie bspw. eines IGBTs, eine bestimmte Menge an Energie erforderlich ist und nicht immer alle in einer jeweiligen Leistungselektronik zur Verfügung stehende Halbleiter bzw. Schaltelemente für eine aktuelle Regelung bzw. Ansteuerung eines jeweiligen Drehstrommotors verwendet werden müssen, ist vorgesehen, dass bspw. unter Verwendung eines Steuergeräts eine Wirkungsgradrechnung für eine aktuelle und/oder eine ggf. für einen bestimmten Betriebszustand des Drehstrommotors vorteilhafte Konfiguration einer jeweiligen Leistungselektronik durchgeführt wird. Anhand der Wirkungsgradrechnung kann ermittelt bzw. beurteilt werden, ob eine aktuelle Konfiguration, d. h. eine aktuelle Ansteuerung von Halbleiterelementen der jeweiligen Leistungselektronik, energetisch effizient ist oder ob eine geänderte Konfiguration in Form einer Schaltanordnung mit einer ggf. reduzierten Anzahl von Halbleiterelementen verwendet werden soll, so dass zum Durchführen eines jeweiligen Schaltvorgangs benötigte Energie gegenüber der aktuellen Konfiguration reduziert wird.Since a certain amount of energy is required to operate a semiconductor, such as an IGBT, for example, and it is not always necessary to use all semiconductors or switching elements available in a particular power electronics for a current regulation or control of a respective three-phase motor that, for example, using a Control unit, an efficiency calculation for a current and / or an optionally advantageous for a particular operating state of the three-phase motor configuration of a respective power electronics is performed. On the basis of the efficiency calculation can be determined or assessed whether a current configuration, ie a current control of semiconductor elements of the respective power electronics, is energetically efficient or if a modified configuration in the form of a switching arrangement with an optionally reduced number of semiconductor elements to be used, so that required to perform a respective switching operation energy is reduced compared to the current configuration.

Es ist denkbar, dass eine ggf. zu ändernde Konfiguration einer jeweiligen Leistungselektronik in Abhängigkeit einer im Voraus bereitzustellenden Bedingung, wie bspw. einer anzustrebenden Reduzierung von Schaltverlusten und/oder Durchlassverlusten oder einem aktuell anliegenden Strom, d. h. einer aktuell anliegenden Stromstärke und/oder Spannung geändert wird.It is conceivable that a possibly to be changed configuration of a respective power electronics in dependence of a condition to be provided in advance, such as a desired reduction of switching losses and / or passage losses or a current applied current, d. H. a currently applied current and / or voltage is changed.

Bei einer Abhängigkeit einer Konfiguration einer jeweiligen Leistungselektronik mit Fokus auf eine Reduzierung von Schaltverlusten ist denkbar, dass bei bspw. vergleichbaren Betriebsparametern, d. h. gleicher anliegender Stromstärke und Spannung sowie einer vergleichbaren Kühlmitteltemperatur zwei anstelle von drei Schaltern verwendet werden, um einen entsprechenden Drehstrommotor anzusteuern.In a dependence of a configuration of a respective power electronics with a focus on a reduction of switching losses is conceivable that, for example. Comparable operating parameters, d. H. same applied amperage and voltage and a comparable coolant temperature two instead of three switches are used to drive a corresponding three-phase motor.

Bei einer Konfiguration mit einem Drehstrommotor, der durch eine Leistungselektronik mit elektrischem Strom versorgt wird, wobei bspw. Renesas IGBTs und Dioden mit den Kennzahlen 650 V, 8,8 × 8,8 mm2 und IC_max = 200 A als Basis dienen, sollen nachstehend exemplarisch zum direkten Vergleich Konfigurationen der Leistungselektronik mit 3 bzw. 2 parallel geschalteten Halbleitern in verschiedenen Betriebspunkten verglichen werden.In a configuration with a three-phase motor supplied with electric power by power electronics using, for example, Renesas IGBTs and diodes having the characteristics 650 V, 8.8 × 8.8 mm 2, and IC_max = 200 A, the following will be described below As an example for a direct comparison, configurations of the power electronics with 3 or 2 parallel-connected semiconductors can be compared in different operating points.

Bei einer Einschaltenergie jeweiliger Halbleiterelemente von 15 mJ entfallen bei einer ersten Konfiguration der Leistungselektronik mit drei Schaltern auf jeden Schalter 5 mJ. Wohingegen bei einer zweiten Konfiguration mit zwei Schaltern bei gleicher Einschaltenergie auf jeden Schalter 7,5 mJ entfallen. Was jeweilige Ausschaltvorgänge betrifft, so belaufen diese sich bei der ersten Konfiguration mit drei Schaltern auf 10 mJ pro Schalter bzw. insgesamt 30 mJ, bei der zweiten Konfiguration mit lediglich zwei Schaltern auf insgesamt 28 mJ, d. h. 14 mJ pro Schalter, so dass bei der zweiten Konfiguration mit lediglich zwei Schaltern 2 mJ an Schalt- und Durchlassverlusten pro Regelungsvorgang gegenüber der ersten Konfiguration eingespart werden können.With a turn-on energy of respective semiconductor elements of 15 mJ omitted with a first configuration of the power electronics with three switches on each switch 5 mJ. Whereas in a second configuration with two switches with the same turn-on energy each switch 7.5 mJ omitted. For each turn-off operation, in the first configuration with three switches, they amount to 10 mJ per switch, or 30 mJ in total, and in the second configuration with only two switches to a total of 28 mJ, d. H. 14 mJ per switch, so that in the second configuration with only two switches, 2 mJ of switching and forward losses per control operation compared to the first configuration can be saved.

Schalterverluste ergeben sich in einem elektrischen Schalter, wie bspw. einem Halbleiter, durch einen Leistungsbedarf des elektrischen Schalters, um zwischen einem ”Ein”- und einem ”Aus”-Zustand zu wechseln. Durchlassverluste hingegen ergeben sich aus einer Stromwärmeverlustleistung, die während eines leitenden, d. h. eines ”Ein”-Zustands des elektrischen Schalters auftritt.Switch losses result in an electrical switch, such as a semiconductor, by a power requirement of the electrical switch to switch between an "on" and an "off" state. On the other hand, on-line losses result from a power dissipation that occurs during a conducting, ie. H. an "on" state of the electrical switch occurs.

Weiterhin ist denkbar, dass für einen gegenüber einem aktuellen ersten Betriebspunkt, bei dem bspw. eine Stromstärke von 400 Ampere anliegt zu einem zweiten Betriebspunkt, bei dem bspw. eine Stromstärke von 200 Ampere anliegt, eine Berechnung durchgeführt wird, durch die ermittelt wird, wie viele Schalter benötigt werden, um die jeweilige Stromstärke innerhalb jeweiliger Betriebsparameter der jeweiligen Halbleiter, d. h. Schalter, zu regeln. Bei einer maximalen Belastung von bspw. 200 A pro Schalter werden für den ersten Betriebspunkt mit einer Stromstärke von 400 A und einer Spitzenbelastung von 568 A drei Schalter benötigt, so dass pro Schalter 189,33 A anliegen, um im ersten Betriebspunkt effizient zu verschalten. Der zweite Betriebspunkt bedingt eine Spitzenbelastung von 284 A und einer entsprechenden Belastung von 94,6 A pro Schalter, bei einer Konfiguration mit drei Schaltern. Durch die Spitzenbelastung von 284 A wäre es physikalisch möglich, eine jeweilige Leistungselektronik zu konfigurieren, die lediglich zwei Schalter schaltet, wobei die jeweiligen Schalter entsprechend einer Belastung von 142 A ausgesetzt würden. Bei einer Konfiguration mit zwei anstelle von drei Schaltern kann bspw. 1 mJ pro Einschaltvorgang gespart und die jeweilige Leistungselektronik entsprechend effizient betrieben werden.Furthermore, it is conceivable that for a comparison with a current first operating point, in which, for example. A current of 400 amps applied to a second operating point, in which, for example. A current of 200 amps is applied, a calculation is performed, is determined by how Many switches are required to provide the respective current within respective operating parameters of the respective semiconductors, i. H. Switch, to regulate. At a maximum load of, for example, 200 A per switch, three switches are required for the first operating point with a current of 400 A and a peak load of 568 A, so that 189.33 A are present per switch in order to efficiently interconnect at the first operating point. The second operating point requires a peak load of 284 A and a corresponding load of 94.6 A per switch, in a three-switch configuration. The peak load of 284 A would make it physically possible to configure a particular power electronics system that only switches two switches, exposing the switches to a load of 142 amps. In a configuration with two instead of three switches, for example, 1 mJ per switch-on process can be saved and the respective power electronics can be operated correspondingly efficiently.

Es ist vorgesehen, dass eine Wirkungsgradrechnung für eine ggf. bei aktuellen Bedingungen mögliche Reduktion von zur Regelung der Drehstrommaschine verwendeten Halbleiterelementen bzw. einer entsprechend effizienten Konfiguration der Leistungselektronik durchgeführt wird und nur dann eine geänderte Konfiguration der Leistungselektronik vorgenommen wird, wenn die Wirkungsgradrechnung ergibt, dass eine Energiemenge bedingt durch Schaltverluste über einem im Voraus bereitzustellenden Schwellenwert liegt.It is envisaged that an efficiency calculation for an optionally possible under current conditions reduction of semiconductor elements used for controlling the three-phase machine or a correspondingly efficient configuration of the power electronics is performed and only then a changed configuration of the power electronics is made when the efficiency calculation shows that an amount of energy due to switching losses is above a threshold to be provided in advance.

In einer möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass mittels der Wirkungsgradrechnung eine Energieersparnis zwischen einer aktuellen Konfiguration und einer weiteren Konfiguration der Leistungselektronik berechnet wird, wobei bei der weiteren Konfiguration eine gegenüber der aktuellen Konfiguration reduzierte Anzahl von Halbleitern verwendet wird.In one possible embodiment of the method according to the invention, it is provided that by means of the efficiency calculation an energy saving between a current configuration and a further configuration of the power electronics is calculated, wherein in the further configuration a reduced number of semiconductors compared to the current configuration is used.

Um zwei konkurrierende Konfigurationen einer jeweiligen Leistungselektronik, d. h. bspw. eine aktuelle und eine ggf. zu reduzierende Anzahl von bei einem Schaltvorgang zu verwendenden Halbleitern zu beurteilen und ggf. auszuwählen, ist vorgesehen, dass jeweilige ggf. zu ändernde Konfigurationen der Leistungselektronik durch eine Wirkungsgradrechnung anhand bspw. einer definierten Anzahl von Schaltvorgängen durchgeführt wird und nur dann eine geänderte Konfiguration der Leistungselektronik verwendet wird, wenn einer ggf. gegenüber einer aktuellen Konfiguration reduzierte Anzahl von Ein- und Ausschaltvorgängen zu einem gegenüber der aktuellen Konfiguration verbesserten Energiebedarf der Leistungselektronik führen.To two competing configurations of a particular power electronics, ie, for example, a It is provided that current and possibly reducing numbers of semiconductors to be used in a switching operation are to be selected, that respective power electronics configurations to be changed may be carried out by an efficiency calculation based on, for example, a defined number of switching operations and only then a modified configuration of the power electronics is used if a possibly reduced compared to a current configuration number of switching on and off lead to an improved compared to the current configuration power requirements of the power electronics.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die im Voraus bereitzustellende Bedingung in Abhängigkeit mindestens eines Betriebsparameters der folgenden Liste an Betriebsparametern gewählt wird: Aktuell zum Betrieb des mindestens einen Drehstrommotors benötigte Stromstärke, aktuell zum Betrieb des mindestens einen Drehstrommotors benötigte Spannung, aktuelle Kühlmitteltemperatur des mindestens einen Drehstrommotors, aktuelle, in der Leistungselektronik zu erwartende Schaltverluste und aktuelle, in der Leistungselektronik zu erwartende Durchlassverluste.In a further possible embodiment of the method according to the invention, it is provided that the condition to be provided in advance is selected as a function of at least one operating parameter of the following list of operating parameters: Current for operating the at least one three-phase motor current required, currently required for operating the at least one three-phase motor voltage, current coolant temperature of the at least one three-phase motor, current, expected in the power electronics switching losses and current, expected in the power electronics forward losses.

Aufgrund der Tatsache, dass bei Halbleitern nicht nur Schaltverluste sondern auch Durchlassverluste zur energetischen Effizienz der Konfiguration einer jeweiligen Leistungselektronik beitragen, ist vorgesehen, dass bei einer Wirkungsgradberechnung auch Durchlassverluste berücksichtigt werden.Due to the fact that in semiconductor not only switching losses but also conduction losses contribute to the energy efficiency of the configuration of a respective power electronics, it is provided that in an efficiency calculation, conduction losses are taken into account.

Da sich insbesondere bei einem Betrieb eines Fahrzeugs aktuell zum Betrieb eines jeweiligen Drehstrommotors benötigte Stromstärken und Spannungen laufend ändern, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren durch entsprechend geänderte Konfigurationen der Leistungselektronik eines entsprechenden Fahrzeugs und eine entsprechende Vielzahl von eingesparten Schaltverlusten eine energetisch effiziente Fahrzeug- bzw. Motorsteuerung.Since current intensities and voltages currently required to operate a respective three-phase motor are constantly changing, in particular when operating a vehicle, the method according to the invention allows an energy-efficient vehicle or motor control by correspondingly changed configurations of the power electronics of a corresponding vehicle and a corresponding multiplicity of switching losses saved.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der mindestens eine Drehstrommotor als dreiphasiger Motor gewählt wird, der mit einer konstanten Anzahl Spulen zu betreiben ist.In a further possible embodiment of the method according to the invention it is provided that the at least one three-phase motor is selected as a three-phase motor, which is to be operated with a constant number of coils.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zum Betrieb eines Fahrzeugs mit einem Drehstrommotor, der mit konstanten Betriebsparametern, d. h. mit einer konstanten Anzahl von Phasen und einer konstanten Anzahl von zu bestromenden Spulen betrieben wird. In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Wirkungsgradberechnung dynamisch, in Abhängigkeit einer von dem Fahrzeug aktuell benötigten Leistung durchgeführt wird.The inventive method is particularly suitable for operating a vehicle with a three-phase motor, with constant operating parameters, d. H. is operated with a constant number of phases and a constant number of coils to be energized. In a further possible embodiment of the method according to the invention, it is provided that the efficiency calculation is performed dynamically as a function of a power currently required by the vehicle.

Um einen jeweiligen Drehstrommotor an eine aktuelle Situation eines jeweiligen Fahrzeugs anzupassen und eine Leistungselektronik des Fahrzeugs entsprechend zu konfigurieren, ist vorgesehen, dass für einen Betrieb des Elektromotors relevante Betriebsparameter, wie bspw. aktuell benötigte Leistungsabgabe und/oder Kühlmitteltemperatur konstant überwacht werden und für den Fall, dass sich entsprechende Betriebsparameter über einen im Voraus zu definierenden Schwellenwert ändern, mittels der erfindungsgemäß vorgesehenen Wirkungsgradberechnung überprüft wird, ob eine geänderte Konfiguration zu einem Energieersparnis führen würde und, für den Fall, dass eine Energieersparnis zu erwarten ist, die Leistungselektronik entsprechend konfiguriert wird.In order to adapt a respective three-phase motor to a current situation of a respective vehicle and to configure power electronics of the vehicle accordingly, it is provided that operating parameters relevant for operation of the electric motor, such as currently required power output and / or coolant temperature, are monitored constantly and in case in that corresponding operating parameters change over a threshold to be defined in advance, is checked by means of the efficiency calculation provided according to the invention, if a changed configuration would lead to energy savings and, in the event that an energy saving is to be expected, the power electronics are correspondingly configured.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Drehstrommotor für ein Fahrzeug, mit einer Leistungselektronik und einem Steuergerät, wobei das Steuergerät dazu konfiguriert ist, in Abhängigkeit einer im Voraus bereitzustellenden Bedingung, eine Wirkungsgradrechnung einer aktuell verwendeten Anzahl von in der Leistungselektronik verwendeten Halbleitern und einer in Abhängigkeit von einem Betriebsparameter des Drehstrommotors zu verwendenden, gegenüber einer aktuell verwendeten reduzierten Anzahl von in der Leistungselektronik verwendeten Halbleitern zu berechnen und, für den Fall, dass unter Verwendung der reduzierten Anzahl von Halbleitern ein gegenüber einem aktuellen Wirkungsgrad erhöhter Wirkungsgrad zu erzielen ist, die Leistungselektronik entsprechend anzusteuern, d. h. mit der reduzierten Anzahl von Halbleitern. Der erfindungsgemäße Drehstrommotor dient insbesondere zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.Furthermore, the present invention relates to a three-phase motor for a vehicle, having power electronics and a control unit, wherein the controller is configured depending on a condition to be provided in advance, an efficiency calculation of a currently used number of semiconductors used in the power electronics and one depending on to use an operating parameter of the three-phase motor to be used compared to a currently used reduced number of semiconductors used in power electronics and, in the event that using the reduced number of semiconductors is increased compared to a current efficiency efficiency to drive the power electronics accordingly , d. H. with the reduced number of semiconductors. The three-phase motor according to the invention is used in particular for carrying out the method according to the invention.

Ferner betrifft die vorgestellte Erfindung eine Leistungselektronik zum Steuern eines Drehstrommotors in einem Fahrzeug, wobei die Leistungselektronik eine Anzahl von Halbleitern umfasst, die in Abhängigkeit einer durch ein Steuergerät berechneten Wirkungsgradrechnung zu aktivieren bzw. zu deaktivieren sind.Furthermore, the presented invention relates to a power electronics for controlling a three-phase motor in a vehicle, wherein the power electronics comprises a number of semiconductors, which are to be activated or deactivated depending on an efficiency calculation calculated by a control unit.

Die erfindungsgemäße Leistungselektronik dient insbesondere zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The power electronics according to the invention are used in particular for carrying out the method according to the invention.

Insbesondere kann die erfindungsgemäße Leistungselektronik mit einem Steuergerät zu einer baulichen Einheit zusammengefasst sein, so dass entsprechende Berechnungen, wie bspw. die erfindungsgemäß vorgesehene Wirkungsgradrechnung, von der Leistungselektronik direkt durchgeführt werden kann und die Leistungselektronik ihre Konfiguration entsprechend schnell ändern kann, indem bspw. entsprechende Halbleiterelemente deaktiviert werden, d. h. von einer Versorgung mit Elektrizität ausgeschlossen werden.In particular, the power electronics according to the invention can be combined with a control unit to form a structural unit, so that corresponding calculations, such as the inventively provided efficiency calculation, can be performed directly by the power electronics and the power electronics can change their configuration accordingly quickly by, for example. corresponding semiconductor elements are deactivated, ie be excluded from a supply of electricity.

Ferner umfasst die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug mit mindestens einem Drehstrommotor, einer Leistungselektronik und einem Steuergerät, wobei das Steuergerät dazu konfiguriert ist, in Abhängigkeit einer im Voraus bereitzustellenden Bedingung, eine Wirkungsgradrechnung einer aktuell verwendeten Anzahl von in der Leistungselektronik verwendeten Halbleitern und einer in Abhängigkeit von einem Betriebsparameter des Drehstrommotors zu verwendenden gegenüber der aktuell verwendeten Anzahl reduzierten Anzahl von in der Leistungselektronik verwendeten Halbleitern zu berechnen und für den Fall, dass unter Verwendung der reduzierten Anzahl von Halbleitern ein gegenüber einem aktuellen Wirkungsgrad erhöhter Wirkungsgrad zu erzielen ist, die Leistungselektronik entsprechend anzusteuern, d. h. mit der reduzierten Anzahl an Halbleitern.Furthermore, the present invention comprises a vehicle having at least one three-phase motor, power electronics and a control unit, the control unit being configured, depending on a condition to be provided in advance, an efficiency calculation of a currently used number of semiconductors used in the power electronics and one depending on to calculate an operating parameter of the three-phase motor to be used compared to the currently used number of semiconductors used in power electronics and in the event that using the reduced number of semiconductors is achieved compared to a current efficiency efficiency to drive the power electronics accordingly, d. H. with the reduced number of semiconductors.

Das erfindungsgemäße Fahrzeug dient insbesondere zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The vehicle according to the invention is used in particular for carrying out the method according to the invention.

Insbesondere umfasst das erfindungsgemäße Fahrzeug ein Zentralsteuergerät, das zur Konfiguration der Leistungselektronik als auch zur Berechnung der Wirkungsgradrechnung verwendungsfähig ist.In particular, the vehicle according to the invention comprises a central control unit that can be used to configure the power electronics as well as to calculate the efficiency calculation.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehenden 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.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung schematisch und ausführlich beschrieben.The invention is schematically illustrated by means of embodiments in the drawing and will be described schematically and in detail with reference to the drawing.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einer möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Drehstrommotors und einer möglichen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Leistungselektronik. 1 shows a schematic representation of a possible embodiment of the vehicle according to the invention with a possible embodiment of the three-phase motor according to the invention and a possible embodiment of the power electronics according to the invention.

In einem in 1 dargestellten Fahrzeug 1 ist ein Drehstrommotor 3 verbaut, wobei der Drehstrommotor 3 durch eine Leistungselektronik 5 mit elektrischem Strom versorgt wird, wobei für die folgende Betrachtung Renesas IGBTs und Dioden mit den Kennzahlen 650 V, 8,8 × 8,8 mm2 und IC_max = 200 A als Basis dienen. Dabei werden zum direkten Vergleich 3 bzw. 2 parallelgeschaltete Halbleiter in verschiedenen Betriebspunkten verwendet.In an in 1 illustrated vehicle 1 is a three-phase motor 3 installed, the three-phase motor 3 through a power electronics 5 Renesas IGBTs and diodes with the characteristics 650 V, 8.8 × 8.8 mm 2 and IC_max = 200 A serve as the basis for the following consideration. Here, 3 or 2 parallel-connected semiconductors are used in different operating points for a direct comparison.

Da sich bei einer Fahrt des Fahrzeugs 1 jeweilige Betriebsparameter, wie bspw. eine Leistungsabgabe und/oder eine Kühlmitteltemperatur des Drehstrommotors 3 laufend ändern, ändern sich auch jeweilige Anforderungen an die Leistungselektronik 5. Dies bedeutet, dass die Leistungselektronik 5 zu einem ersten Zeitpunkt bspw. einen hohen Stromfluss von bspw. 600 A bereitstellen muss, um ein Beschleunigen des Fahrzeugs 1 zu ermöglichen, und zu einem zweiten Zeitpunkt lediglich einen geringen Stromfluss von bspw. 200 A bereitstellen muss, um eine Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 zu ermöglichen.As in a drive of the vehicle 1 respective operating parameters, such as, for example, a power output and / or a coolant temperature of the three-phase motor 3 Constantly changing, the respective requirements for the power electronics change 5 , This means that the power electronics 5 For example, at a first time point, it must provide a high current flow of, for example, 600 A in order to accelerate the vehicle 1 and at a second time only has to provide a low current flow of, for example, 200A to provide a constant speed ride of the vehicle 1 to enable.

Da bei dem zweiten Zeitpunkt ein gegenüber dem ersten Zeitpunkt geringerer Stromfluss von lediglich 200 A durch die Leistungselektronik bereitzustellen bzw. zu verschalten ist, ist es möglich, zur Verschaltung der 200 A eine gegenüber dem ersten Zeitpunkt reduzierte Anzahl von Halbleitern, d. h. Schaltern zu verwenden, so dass sich Durchlass- und Schaltverluste in der Leistungselektronik 5 ebenfalls reduzieren und die Leistungselektronik 5 sowie das Fahrzeug 1 dadurch effizient betrieben werden können.Since, at the second time point, a current flow of only 200 A, which is less than the first time point, is to be provided or interconnected by the power electronics, it is possible to use a reduced number of semiconductors, ie switches, for switching the 200 A, compared to the first time point. so that passage and switching losses in power electronics 5 also reduce and the power electronics 5 as well as the vehicle 1 thereby be operated efficiently.

Unter Verwendung einer definierten Anzahl von Halbleitern in der Leistungselektronik 5, die jeweils zur Verschaltung eines bestimmten elektrischen Stroms, d. h. eines Stroms einer bestimmten Stromstärke und Spannung geeignet sind, kann einem jeweiligen zu verschaltenden, d. h. dem Drehstrommotor 3 bereitzustellenden elektrischen Strom eine bestimmte Konfiguration der Leistungselektronik 5, d. h. eine Verwendung einer bestimmten Anzahl von Halbleitern in der Leistungselektronik 5 zugeordnet werden.Using a defined number of semiconductors in power electronics 5 , which are each suitable for interconnecting a specific electrical current, ie a current of a certain current and voltage, can be connected to a respective, ie the three-phase motor 3 to be provided electric power a certain configuration of the power electronics 5 ie use of a certain number of semiconductors in power electronics 5 be assigned.

Um eine jeweils optimale Konfiguration, d. h. eine jeweils energetisch effiziente Anzahl von Halbleitern für einen jeweiligen Betriebszustand bzw. einen jeweiligen bereitzustellenden elektrischen Strom zu ermitteln, berechnet ein Steuergerät 7 einen Wirkungsgrad verschiedener Konfigurationen und ermittelt die für eine jeweilige Anforderung, wie bspw. eine Energieeffizienz oder eine Materialschonung am besten geeignete Konfiguration der Leistungselektronik 5. Sobald das Steuergerät eine zu einem jeweiligen Betriebszustand des Drehstrommotors 3 und/oder zu einer jeweiligen Anforderung passende Konfiguration der Leistungselektronik 5 ermittelt hat, wird die Leistungselektronik 5 durch das Steuergerät 7 derart angesteuert, dass die passende Konfiguration in der Leistungselektronik eingestellt wird.In order to determine a respectively optimal configuration, ie a respectively energetically efficient number of semiconductors for a respective operating state or a respective electrical current to be provided, a control device calculates 7 an efficiency of various configurations and determines the most suitable for a particular requirement, such as energy efficiency or a material conservation configuration of the power electronics 5 , Once the controller to a respective operating state of the three-phase motor 3 and / or configuration of the power electronics suitable for a respective requirement 5 has determined is the power electronics 5 through the control unit 7 controlled so that the appropriate configuration is set in the power electronics.

Die passende Konfiguration kann bspw. für einen elektrischen Strom mit einer Stromstärke von 200 A und einer Spitzenbelastung von 280 A aus lediglich 2 Schaltern bestehen, wobei für einen elektrischen Strom mit einer Stromstärke von 400 A und einer Spitzenbelastung von 500 A 3 Schalter geeignet wären. For example, for an electric current of 200 A and a peak load of 280 A, the suitable configuration may consist of only 2 switches, with 3 switches suitable for an electric current with a current of 400 A and a peak load of 500 A.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 4205778 A1 [0005] DE 4205778 A1 [0005]
  • DE 4124240 C2 [0006] DE 4124240 C2 [0006]

Claims (8)

Verfahren zum Steuern mindestens eines Drehstrommotors in einem Fahrzeug mit einer Leistungselektronik und einem Steuergerät, wobei das Steuergerät in Abhängigkeit einer im Voraus bereitzustellenden Bedingung eine Wirkungsgradrechnung einer aktuell verwendeten Anzahl von in der Leistungselektronik verwendeten Halbleitern und einer in Abhängigkeit von einem Betriebsparameter des Drehstrommotors zu verwendenden und gegenüber der aktuell verwendeten Anzahl reduzierten Anzahl von in der Leistungselektronik verwendeten Halbleitern durchführt und für den Fall, dass unter Verwendung der reduzierten Anzahl von Halbleitern ein gegenüber einem aktuellen Wirkungsgrad erhöhter Wirkungsgrad zu erzielen ist, die Leistungselektronik unter Verwendung der reduzierten Anzahl von Halbleitern ansteuert.A method for controlling at least one three-phase motor in a vehicle having power electronics and a control unit, the controller depending on a condition to be provided in advance, an efficiency calculation of a currently used number of semiconductors used in the power electronics and one depending on an operating parameter of the three-phase motor and compared to the currently used number of reduced number of semiconductors used in the power electronics performs and in the event that using the reduced number of semiconductors is achieved over a current efficiency increased efficiency, the power electronics using the reduced number of semiconductors drives. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die im Voraus bereitzustellende Bedingung in Abhängigkeit mindestens eines Betriebsparameters aus der folgenden Liste an Betriebsparametern gewählt wird: aktuell zum Betrieb des mindestens einen Drehstrommotors benötigte Stromstärke, aktuell zum Betrieb des mindestens einen Drehstrommotors benötigte Spannung, aktuelle Kühlmitteltemperatur des mindestens einen Drehstrommotors, aktuelle, in der Leistungselektronik zu erwartende Schaltverluste und aktuelle, in der Leistungselektronik zu erwartende Durchlassverluste.Method according to Claim 1, in which the condition to be provided in advance is selected as a function of at least one operating parameter from the following list of operating parameters: current required for operation of the at least one three-phase motor, current required to operate the at least one three-phase motor, current coolant temperature of at least a three-phase motor, current, expected in power electronics switching losses and current, expected in power electronics forward losses. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem der mindestens eine Drehstrommotor als 3-phasiger Motor gewählt wird, der mit einer konstanten Anzahl Spulen zu betreiben ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the at least one three-phase motor is selected as a 3-phase motor, which is to be operated with a constant number of coils. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem die Wirkungsgradberechnung dynamisch, in Abhängigkeit einer von dem Fahrzeug aktuell benötigten Leistung durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, in which the efficiency calculation is performed dynamically as a function of a power currently required by the vehicle. Drehstrommotor für ein Fahrzeug, mit einer Leistungselektronik und einem Steuergerät, wobei das Steuergerät dazu konfiguriert ist, in Abhängigkeit einer im Voraus bereitzustellenden Bedingung, eine Wirkungsgradrechnung einer aktuell verwendeten Anzahl von in der Leistungselektronik verwendeten Halbleitern und einer in Abhängigkeit von einem Betriebsparameter des Drehstrommotors zu verwendenden gegenüber der aktuell verwendeten Anzahl reduzierten Anzahl von in der Leistungselektronik verwendeten Halbleitern zu berechnen und für den Fall, dass unter Verwendung der reduzierten Anzahl von Halbleitern ein gegenüber einem aktuellen Wirkungsgrad erhöhter Wirkungsgrad zu erzielen ist, die Leistungselektronik unter Verwendung der reduzierten Anzahl von Halbleitern anzusteuern.A three-phase motor for a vehicle, having power electronics and a controller, the controller configured to use an efficiency calculation of a currently used number of semiconductors used in the power electronics and one to be used depending on an operating parameter of the three-phase motor, depending on a condition to be provided in advance Compared to the currently used number of reduced number of semiconductors used in the power electronics and in the event that, using the reduced number of semiconductors is achieved over a current efficiency increased efficiency to drive the power electronics using the reduced number of semiconductors. Leistungselektronik zum Steuern eines Drehstrommotors in einem Fahrzeug, wobei die Leistungselektronik eine Anzahl von Halbleitern umfasst, wobei die Halbleiter in Abhängigkeit einer durch ein Steuergerät berechneten Wirkungsgradrechnung zu aktivieren bzw. zu deaktivieren sind.Power electronics for controlling a three-phase motor in a vehicle, wherein the power electronics comprises a number of semiconductors, wherein the semiconductors are to be activated or deactivated depending on an efficiency calculation calculated by a control unit. Leistungselektronik nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die Leistungselektronik und das Steuergerät zu einer baulichen Einheit zusammengefasst sind.Power electronics according to claim 5 or 6, wherein the power electronics and the control unit are combined to form a structural unit. Fahrzeug mit mindestens einem Drehstrommotor, einer Leistungselektronik und einem Steuergerät, wobei das Steuergerät dazu konfiguriert ist, in Abhängigkeit einer im Voraus bereitzustellenden Bedingung, eine Wirkungsgradrechnung einer aktuell verwendeten Anzahl von in der Leistungselektronik verwendeten Halbleitern und einer in Abhängigkeit von einem Betriebsparameter des Drehstrommotors zu verwendenden gegenüber der aktuell verwendeten Anzahl reduzierten Anzahl von in der Leistungselektronik verwendeten Halbleitern zu berechnen und für den Fall, dass unter Verwendung der reduzierten Anzahl von Halbleitern ein gegenüber einem aktuellen Wirkungsgrad erhöhter Wirkungsgrad zu erzielen ist, die Leistungselektronik unter Verwendung der reduzierten Anzahl von Halbleitern anzusteuern.A vehicle having at least one of a three-phase motor, power electronics, and a controller, the controller being configured to use an efficiency calculation of a currently used number of semiconductors used in the power electronics and a function of an operating parameter of the three-phase motor depending on a condition to be provided in advance Compared to the currently used number of reduced number of semiconductors used in the power electronics and in the event that, using the reduced number of semiconductors is achieved over a current efficiency increased efficiency to drive the power electronics using the reduced number of semiconductors.
DE102014014849.1A 2014-10-07 2014-10-07 Energy-efficient power electronics Pending DE102014014849A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014014849.1A DE102014014849A1 (en) 2014-10-07 2014-10-07 Energy-efficient power electronics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014014849.1A DE102014014849A1 (en) 2014-10-07 2014-10-07 Energy-efficient power electronics

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014014849A1 true DE102014014849A1 (en) 2016-04-07

Family

ID=55530923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014014849.1A Pending DE102014014849A1 (en) 2014-10-07 2014-10-07 Energy-efficient power electronics

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014014849A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022120996A1 (en) 2022-08-19 2024-02-22 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Operating an inverter with multiple semiconductor chips per circuit breaker

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4205778A1 (en) 1992-02-21 1993-09-16 Mannesmann Ag Rotating electrical machine - Has outer rotor with flat permanent magnets and inner rotor with salient pole windings commutated in groups
DE4124240C2 (en) 1990-08-21 1994-08-04 Heidelberger Druckmasch Ag Process for controlling the motor current of a brushless DC motor
DE102009046529A1 (en) * 2009-01-05 2010-07-15 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Voltage source inverter with a voltage offset
DE102009056720A1 (en) * 2009-03-24 2010-10-07 Hitachi Automotive Systems, Ltd., Hitachinaka-shi Vehicle steering control device and its method
DE102011014165A1 (en) * 2011-03-16 2012-09-20 Feaam Gmbh Inverter for an electrical machine and method for controlling a circuit breaker

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4124240C2 (en) 1990-08-21 1994-08-04 Heidelberger Druckmasch Ag Process for controlling the motor current of a brushless DC motor
DE4205778A1 (en) 1992-02-21 1993-09-16 Mannesmann Ag Rotating electrical machine - Has outer rotor with flat permanent magnets and inner rotor with salient pole windings commutated in groups
DE102009046529A1 (en) * 2009-01-05 2010-07-15 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Voltage source inverter with a voltage offset
DE102009056720A1 (en) * 2009-03-24 2010-10-07 Hitachi Automotive Systems, Ltd., Hitachinaka-shi Vehicle steering control device and its method
DE102011014165A1 (en) * 2011-03-16 2012-09-20 Feaam Gmbh Inverter for an electrical machine and method for controlling a circuit breaker

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022120996A1 (en) 2022-08-19 2024-02-22 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Operating an inverter with multiple semiconductor chips per circuit breaker

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010041059A1 (en) A method for setting a desired output voltage of a power supply branch of a controllable energy storage
DE102015203960A1 (en) Fail-safe device for a converter
DE102012208610A1 (en) METHOD AND DEVICES FOR WIRELESS FITTING APPLICATION WITH VEHICLE INTERACTION
DE102016103041A1 (en) Power conversion device
DE102011014165A1 (en) Inverter for an electrical machine and method for controlling a circuit breaker
DE102013112147A1 (en) CIRCUIT ARRANGEMENT AND METHOD FOR OPERATING AN ELECTRIC MACHINE
DE102011050755A1 (en) Motor control with switching function for energy recovery
DE102008023332A1 (en) Diesel electric drive system
DE112017006894T5 (en) ENERGY CONVERSION DEVICE AND ENERGY CONVERSION SYSTEM
DE102013203734B4 (en) Modular high frequency inverter
EP2276165A1 (en) Plastic processing machine and method for operating the same
DE102014014849A1 (en) Energy-efficient power electronics
DE102020104380A1 (en) DOWN / UP CONVERTER FOR ELECTRIC DRIVE
DE102018213130A1 (en) Electrical vehicle electrical system and motor vehicle with such an electrical system
WO2019020460A2 (en) Inverter-charger circuit topology with at least two b6-bridges connected in parallel
DE102011003778A1 (en) A method of operating a control system for an electric machine and system for controlling an electric machine
DE102016202169A1 (en) Operating an arrangement of generator-operated electrical machine and active bridge rectifier
DE102021101382A1 (en) UNIVERSAL CLAMPING CIRCUIT FOR SWITCH GATE DRIVES IN MOTOR VEHICLES
EP2625420B1 (en) Method for operating an electrical machine
WO2016012301A1 (en) Method for operating an at least generator-operable electric machine and means for the implementation thereof
DE102015202912B3 (en) Method and device for driving an active bridge rectifier when canceling a phase short circuit
EP3736961A1 (en) Electric drive system and method of operation
WO2020025195A1 (en) Operation of a drive train with fuel cell assembly
DE102018202662A1 (en) Setting a specific operating state of an electrical machine of a vehicle
DE102021212348B3 (en) Process for driving semiconductor switches of at least one half-bridge and circuit arrangement

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication