DE102015213048A1

DE102015213048A1 - Anordnung zum Bereitstellen eines Ausgangspotentials und Fahrzeug mit einer solchen Anordnung

Info

Publication number: DE102015213048A1
Application number: DE102015213048.7A
Authority: DE
Inventors: Hardy Naumann; Uwe Hinrichsen; Henning Vogt
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2015-07-13
Filing date: 2015-07-13
Publication date: 2017-01-19

Abstract

Eine Anordnung (1) zum Bereitstellen eines Ausgangspotentials umfasst: eine Elektromaschine (3), welche einen Stator (5) aufweist, erste Leiter (7) jeweils mit einem Ende (13) und einem anderen Ende (15), die zwischen dem einen Ende und dem anderen Ende um den Stator (5) gewickelt sind und an dem einen Ende (13) jeweils an einem ersten Sternpunkt (21) verbunden sind, aufweist und zweite Leiter (9), die um den Stator (5) gewickelt sind, aufweist; einen Wechselrichter (35), welcher eine erste Wechselrichterkomponente (37) aufweist, die mit den anderen Enden (15) der ersten Leiter (7) verbunden ist, und eine zweite Wechselrichterkomponente (39) aufweist, die mit den zweiten Leitern (9) verbunden ist, wobei bei Betreiben der Elektromaschine (3) das Ausgangspotential an dem ersten Sternpunkt (21) bereitgestellt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Bereitstellen eines Ausgangspotentials, insbesondere einer Ausgangsgleichspannung, und betrifft ferner ein Fahrzeug, insbesondere Elektrofahrzeug, mit einer derartigen Anordnung.
Bei herkömmlichen Zweispannungs-Bordnetzen bzw. Mehrspannungs-Bordnetzen können zwei bzw. mehrere Spannungen für verschiedene Verbraucher zur Verfügung gestellt werden. Zum Beispiel kann es erforderlich sein, zwei oder mehrere Gleichspannungen zur Verfügung zu stellen. Dazu ist es bekannt, eine Spannungsumsetzung, z.B. mittels eines Wandlers (DC-Wandlers oder dergleichen) durchzuführen, wobei durch Umsetzung, z.B. Transformation, aus einer der mehreren Spannungen eine andere Spannung erzeugt wird, welche in dem Mehrspannungs-Bordnetz erforderlich ist. Dieses Vorgehen erfordert somit einen Spannungswandler, z.B. einen DC-Wandler, was Kosten, Gewicht und Bauraumbedarf verursacht.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 102 44 229 A1 offenbart ein Stromversorgungssystem und Stromversorgungsverfahren, wobei Energie von einer Hochspannungsbatterie durch einen Inverter einem Motor/Generator zugeführt wird. Ferner ist eine Niedrigspannungsbatterie mit dem Neutralpunkt des Motors/Generators verbunden. Der Inverter wird derart gesteuert, dass die Spannung einer Stromverzerrungserscheinung folgt, um die Neutralpunktspannung auf eine gewünschte Ladespannung in der Niedrigspannungsbatterie einzustellen. Es ist außerdem ein Dual-Stromversorgungssystem mit einem Spannungsverhältnis einer Niedrigspannungsbatterie zu einer Hochspannungsbatterie zwischen 1:2 und 1:4 beschrieben. Die vorgeschlagene Lösung hat den Nachteil, dass nicht für alle gewünschten Niedrigspannungen unter allen Umständen ein gewünschtes Antriebsdrehmoment durch den Motor erreicht ist, die Spannung der Hochspannungsbatterie somit nicht optimal zum Antrieb der E-Maschine bzw. des Motors verwendet werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zum Bereitstellen eines Ausgangspotentials und ein Fahrzeug mit einer solchen Anordnung bereitzustellen, welche die oben genannten Nachteile wenigstens teilweise überwinden.
Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung zum Bereitstellen eines Ausgangspotentials gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 und durch ein Fahrzeug gemäß unabhängigem Anspruch 10 gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Anordnung zum Bereitstellen eines Ausgangspotentials bereitgestellt, umfassend:
eine Elektromaschine, welche
einen Stator aufweist,
erste Leiter jeweils mit einem Ende und einem anderen Ende, die zwischen dem einen Ende und dem anderen Ende um den Stator gewickelt sind und an dem einen Ende jeweils an einem ersten Sternpunkt verbunden sind, aufweist und
zweite Leiter, die um den Stator gewickelt sind, aufweist;
einen Wechselrichter, insbesondere DC-AC-Wechselrichter, welcher
eine erste Wechselrichterkomponente aufweist, die mit den anderen Enden der ersten Leiter verbunden ist, und
eine zweite Wechselrichterkomponente aufweist, die mit den zweiten Leitern verbunden ist,
wobei bei Betreiben der Elektromaschine das Ausgangspotential an dem ersten Sternpunkt bereitgestellt ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug mit einer Anordnung gemäß dem ersten Aspekt bereitgestellt.
Weitere vorteilhafte Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der beigefügten Zeichnung und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen.
Allgemein kann die Anordnung bei manchen Ausführungsformen ein Ausgangspotential bereitstellen, das verschiedene Größen annehmen kann, um insbesondere zum Betreiben von Verbrauchern verwendet zu werden, welche verschiedene Betriebsspannungen erfordern. Außerdem kann allgemein bei manchen Ausführungsformen damit ein System zur Spannungsversorgung von Zwei- oder Mehrspannungsnetzen bereitgestellt werden, wobei eine Mehrzahl von Spannungsverhältnissen der zwei bzw. mehreren Spannungen bereitgestellt werden kann, und gleichzeitig eine Spannungsversorgungseinrichtung effektiv zum Vortrieb des Motors, insbesondere zum Antreiben eines Fahrzeuges, genutzt wird. Bei manchen Ausführungsformen wird ferner allgemein ein Fahrzeug bereitgestellt, welches ausgebildet ist, eine Versorgung von Verbrauchern, welche verschiedene Betriebsspannungen erfordern, zu unterstützen und welches weiterhin in effektiver Weise durch eine Elektromaschine angetrieben wird.
Die Anordnung kann in verschiedenen technischen Bereichen verwendet werden, in denen zwei oder mehr Spannungen (z.B. eine höhere Spannung für Leistungsverbraucher oder -erzeuger, kleinere Spannung(en) für Steuerung) zur Versorgung verschiedener Verbraucher erforderlich sind, wobei dazu insbesondere zwei oder mehrere Spannungsebenen verknüpft sind (miteinander indirekt verbunden sind). Die Anordnung kann insbesondere in solchen technischen Bereichen eingesetzt werden, wo weiterhin eine Drehfeldmaschine notwendig ist bzw. bereits vorhanden ist. Unter einer Drehfeldmaschine wird dabei bei manchen Ausführungsformen eine elektro-mechanische Maschine verstanden, in welcher ein Rotor mit Elektromagneten bzw. Permanentmagneten relativ zu einem Stator drehbar gelagert ist, welcher Wicklungen aufweist. Zum Beispiel kann die Anordnung in Fahrzeugen, Wind- oder Wasserkraftanlagen, in Notstromaggregaten, in Elektrofahrrädern oder in sonstigen Antriebsmaschinen eingesetzt werden.
Das bereitgestellte Ausgangspotential kann z.B. gegen einen Bezugspunkt (z.B. Masse) gemessen eine Spannung einer der zwei oder mehreren Spannungsebenen bereitstellen. Das bereitgestellte Ausgangspotential kann z.B. eine Ausgangsgleichspannung bereitstellen, welche zum Nachladen, z.B. eines elektrischen Akkumulators bzw. einer Batterie, verwendet werden kann. Die Anordnung kann dazu ausgebildet sein, ein Ausgangspotential innerhalb gewisser Grenzen zu erzeugen und bereitzustellen. Ein separater Spannungsumsetzer ist daher bei manchen Ausführungsformen nicht unbedingt erforderlich. Somit können Raum und Kosten eingespart werden.
Die Elektromaschine kann z.B. in einer Betriebsart als ein Motor bzw. Generator verwendet werden, insbesondere kann sie als eine Synchronmaschine ausgeführt sein. Der Stator kann ringförmig sein und er kann bei manchen Ausführungsformen aus einem ferromagnetischen Material gefertigt sein, welches eine hohe magnetische Permeabilität aufweist. Der Stator kann z.B. Zähne aufweisen, welche radial nach innen bzw. radial nach außen gerichtet sind, und wobei (in Nuten) zwischen den Zähnen die ersten Leiter bzw. die zweiten Leiter hindurchgeführt sind. Die ersten Leiter bzw. die zweiten Leiter sind elektrisch leitfähig und können z.B. aus einem Metall, insbesondere Kupfer oder einer Legierung gefertigt sein. Die Leiter können mit einer Isolationsschicht überzogen sein. Die Leiter können gemäß verschiedenen Wicklungsschemata um den Stator bzw. Zähne des Stators gewickelt sein. Es können z.B. zwei erste Leiter, drei erste Leiter, vier erste Leiter, fünf erste Leiter oder noch mehr erste Leiter vorgesehen sein. Das Gleiche gilt für die Anzahl der zweiten Leiter.
Im Betrieb der Anordnung kann z.B. an dem jeweiligen anderen Ende jedes der ersten Leiter eine Spannung zugeführt bzw. erzeugt werden (bei Betrieb der Elektromaschine als Motor bzw. als Generator), welche jeweils einer Phase einer Wechselspannung entspricht. Wenn z.B. drei erste Leiter vorgesehen sind, können die Phasen der Wechselspannungen der ersten Leiter an dem anderen Ende, z.B. 120°, versetzt zueinander sein.
Die Elektromaschine kann elektrisch angetrieben sein und bspw. als Motor betrieben werden. Bei anderen Ausführungsformen kann die Elektromaschine mechanisch angetrieben sein und als Generator fungieren bzw. betrieben werden. Zum Beispiel kann die Elektromaschine in einem Fahrzeug, insbesondere Elektrofahrzeug, als Motor oder Generator betrieben werden und z.B. kann die Elektromaschine in einer Wind- oder Wasserkraftanlage bzw. in einem Notstromaggregat im Generatorbetrieb verwendet werden. Die an dem jeweils anderen Ende jedes der ersten Leiter erzeugte bzw. zugeführte Spannung bzw. Klemmenpotential kann jeweils eine Wechselspannung sein und ist insbesondere verschieden von dem Ausgangspotential, insbesondere Ausgangsgleichspannung, welche von der Anordnung bereitgestellt ist. Somit sind verschiedene hohe Spannungen in der Anordnung bereitgestellt, um somit insbesondere ein Zwei- bzw. Mehrspannungsnetz zu unterstützen. An dem ersten Sternpunkt sind die einen Enden der ersten Leiter elektrisch miteinander verbunden. Der erste Sternpunkt kann von außen zugänglich sein, um das Ausgangspotential an dem ersten Sternpunkt abgreifen zu können. An dem ersten Sternpunkt kann z.B. ein elektrischer Leiter angeschlossen sein, der das Ausgangspotential nach außen führt, um außerhalb der Elektromaschine abgegriffen zu werden.
Die Anzahl der zweiten Leiter kann gleich oder unterschiedlich zur Anzahl der ersten Leiter sein. Bei manchen Ausführungsformen sind genau drei erste Leiter und auch genau drei zweite Leiter vorgesehen. Außerdem können dritte Leiter, vierte Leiter, fünfte Leiter oder noch weitere Leiter vorgesehen sein, welche ebenfalls um den (gemeinsamen) Stator gewickelt sind.
Bei manchen Ausführungsformen sind genau drei erste Leiter, drei zweite Leiter und drei dritte Leiter vorgesehen, welche jeweils ein Ende und ein anderes Ende haben und welche jeweils an dem einen Ende an einem jeweiligen Sternpunkt elektrisch verbunden sind.
Für die jeweiligen ersten Leiter, zweiten Leiter, dritten Leiter, vierten Leiter ... n-ten Leiter (n ist eine natürliche Zahl) kann jeweils eine erste, zweite ... n-te Wechselrichterkomponente vorgesehen sein, die jeweils mit den anderen Enden der jeweiligen Leiter verbunden ist. Dabei können die jeweils anderen Enden der jeweiligen Leiter mit jeweiligen Wechselstromanschlüssen der jeweiligen Wechselrichterkomponente verbunden sein. Jeweilige Gleichstromanschlüsse der Wechselrichterkomponenten können miteinander verbunden sein und können bei manchen Ausführungsformen mit einer Versorgungsgleichspannungseinrichtung verbunden sein, insbesondere bei Ausführungsformen, in denen die Elektromaschine (bzw. ein System mit mehreren Elektromaschinen) als Motor betrieben wird.
Die Wechselrichterkomponenten können dabei z.B. jeweils pro Leiter eine Halbbrücke (steuerbare Schalter, die jeweils als Paare hintereinander geschaltet sind) aufweisen. Die steuerbaren Schalter können z.B. durch Leistungstransistoren, z.B. IGBTs oder MOSFETs, realisiert sein.
Die steuerbaren Schalter der Wechselrichterkomponente(n) können dabei z.B. durch Pulsweitenmodulations-Signale einer Treiberschaltung angesteuert werden. Zum Betrieb kann z.B. eine feldorientierte Regelung bzw. Vektorregelung durchgeführt werden, um z.B. ein gewünschtes Ausgangspotential (bzw. Ausgangsgleichstrom) an dem ersten Sternpunkt bereitzustellen.
Gemäß der feldorientierten Regelung kann z.B. auch der von dem ersten Sternpunkt ausgehende bzw. in den ersten Sternpunkt fließende (Gleich)Strom dadurch geregelt werden, dass ein Regler ein Fehlersignal aus einer Differenz zwischen einem gewünschten Strom und einem Ist-Strom erhält (z.B. in einem D-Q-Koordinatensystem) und daraus Pulsweitenmodulations-Signale zum Ansteuern der steuerbaren Schalter der Wechselrichterkomponente(n) berechnet, welche schließlich zu dem gewünschten Strom (insbesondere verschiedene Stromkomponenten in einem D-Q-Koordinatensystem, z.B. i_q, i_d und i₀) führen.
Die Anordnung kann ferner einen Ausgangsanschluss (welcher insbesondere von außen zugänglich ist, um das Ausgangspotential abgreifen zu können) und einen ersten Schalter aufweisen, der zwischen dem Ausgangsanschluss und dem ersten Sternpunkt angeschlossen ist. Durch Schließen des ersten Schalters kann das Ausgangspotential an dem Ausgangsanschluss abgreifbar sein, um z.B. einen Verbraucher betreiben zu können und/oder, um z.B. eine Batterie aufzuladen. Bei geöffnetem ersten Schalter ist bei manchen Ausführungsformen ein Betrieb der Elektromaschine aufgrund eines Abgreifens des Ausgangspotentials nicht beeinträchtigt, sodass die Elektromaschine z.B. in einem Motorbetrieb zum Antrieb eines Fahrzeuges in optimaler Weise (das heißt z.B. mit maximaler Spannung/Leistung) verwendet werden kann. Damit kann wahlweise eine Versorgung eines Verbrauchers bzw. ein optimaler Antrieb eines Fahrzeuges erreicht werden.
Die Anordnung kann ferner eine Versorgungsgleichspannungseinrichtung (z.B. Hochspannungsquelle, welche eine Spannung von 48 V bereitstellt oder eine andere Spannung) umfassen, welche mit einem ersten Gleichspannungseingang des Wechselrichters und mit einem zweiten Gleichspannungseingang des Wechselrichters zum Zuführen einer Versorgungsgleichspannung (an den Wechselrichter) verbunden ist, um die Elektromaschine als Elektromotor zu betreiben (über die jeweiligen Wechselstromanschlüsse der jeweiligen Wechselrichterkomponenten). Dabei ist zwischen dem ersten Sternpunkt und dem ersten Gleichspannungseingang (bzw. einem damit verbundenen elektrischen Leiter) eine Ausgangsgleichspannung bereitgestellt. Der erste Gleichspannungseingang kann z.B. Masse bzw. Erde entsprechen. Somit kann z.B. die Ausgangsgleichspannung zwischen dem ersten Sternpunkt und Masse bzw. Erde bereitgestellt sein. Die Ausgangsgleichspannung kann z.B. kleiner sein als die Versorgungsgleichspannung der Versorgungsgleichspannungseinrichtung. Damit kann in einfacher Weise ein Zwei- bzw. Mehrspannungsnetz unterstützt werden.
Die Anordnung kann ferner eine Treiberschaltung (z.B. integrierte Schaltung) umfassen, welche ausgebildet ist, (steuerbare) Schalter (z.B. Leistungstransistoren) der ersten Wechselrichterkomponente und der zweiten Wechselrichterkomponente derart anzusteuern, dass den zweiten Leitern eine maximale Wechselspannung zugeführt wird (welche bei einer gegebenen Versorgungsgleichspannung möglich ist), und/oder, dass den ersten Leitern eine Wechselspannung (z.B. kleiner als die maximale Wechselspannung) zugeführt wird, welche zu einer gewünschten Ausgangsgleichspannung bzw. zu einem gewünschten Ausgangsgleichstrom an dem ersten Sternpunkt führt. Dazu kann eine feldorientierte Regelung durchgeführt werden, welche z.B. von einem gewünschten Ausgangsgleichstrom bzw. einer gewünschten Ausgangsgleichspannung an dem ersten Sternpunkt ausgeht, einem Regler ein entsprechendes Fehlersignal zuführt und von dem Regler ausgegebene Spannungen durch Ansteuern der steuerbaren Schalter erzeugt, welche zu dem gewünschten Ausgangsgleichstrom bzw. der gewünschten Ausgangsgleichspannung an dem ersten Sternpunkt führen.
Durch Zuführen einer maximalen Wechselspannung an die zweiten Leiter (bzw. im Wesentlichen maximalen Wechselspannung, innerhalb gewisser Fehlertoleranzen) kann ein effektiver Vortrieb bzw. eine Erzeugung eines optimalen Drehmoments mittels der Elektromaschine aufgrund der Bestromung der zweiten Leiter erreicht werden. Gleichzeitig kann an dem ersten Sternpunkt die Ausgangsgleichspannung bzw. der Ausgangsgleichstrom bereitgestellt werden, um somit ein Zwei- bzw. Mehrspannungsnetz zu unterstützen, während gleichzeitig im Motorbetriebsmodus ein ausreichender Antrieb der Elektromaschine bzw. im Generatorbetriebsmodus eine ausreichende Generatorleistung erreicht ist.
Die Treiberschaltung kann z.B. dazu ausgebildet sein, die Schalter der ersten Wechselrichterkomponente mittels Pulsweitenmodulations-Signalen derart anzusteuern, dass ein Verhältnis der Versorgungsgleichspannung zu der Ausgangsgleichspannung zwischen 1:1 und X:1, wobei X >= 1, z.B. zwischen 2:1 und 10:1, liegt. Damit kann ein großer Spannungsbereich der Ausgangsgleichspannung zum Betreiben einer Mehrzahl von Verbrauchern bereitgestellt sein. Bei anderen Ausführungsformen erfolgt eine Ansteuerung der Schalter der ersten Wechselrichterkomponente derart, dass ein Ausgangsgleichstrom an dem ersten Sternpunkt eine gewünschte Größe hat, insbesondere wenn an dem Ausgangsanschluss eine äußere Spannung, z.B. eine Spannung einer zu ladenden Batterie, z.B. 12 V-Batterie, anliegt.
Die Anordnung kann ferner einen Elektroakkumulator aufweisen, welcher an dem Ausgangsanschluss angeschlossen ist und bei geschlossenem ersten Schalter von der Versorgungsgleichspannungseinrichtung über einen von dem ersten Sternpunkt ausgehenden Strom geladen wird. Der Elektroakkumulator kann z.B. bei voller Ladung eine geringere Spannung bereitstellen, als von der Versorgungsgleichspannungseinrichtung bereitgestellt ist. Damit kann z.B. eine herkömmliche Autobatterie über die Versorgungsgleichspannungseinrichtung (z.B. einen Traktionsnetzspeicher) geladen werden, während ferner ein ausreichender Antrieb des Fahrzeuges gewährleistet sein kann.
Die zweiten Leiter können ein (erstes) Ende und ein anderes (zweites) Ende aufweisen, wobei die zweiten Leiter zwischen dem einen (ersten) Ende und dem anderen (zweiten) Ende der zweiten Leiter um den Stator gewickelt sind und an dem einen (ersten) Ende jeweils an einem zweiten Sternpunkt verbunden sind (d.h. elektrisch verbunden sind). Die Anordnung kann weiter einen zweiten Schalter umfassen, der zwischen dem Ausgangsanschluss und dem zweiten Sternpunkt angeordnet ist. Bei geschlossenem zweiten Schalter kann z.B. an dem Ausgangsanschluss ein höherer Ausgangsgleichstrom bereitgestellt sein, als wenn nur der erste Schalter geschlossen wäre. Damit kann ein effektives Laden, z.B. einer Niedrigvolt- bzw. Niedrigspannungsbatterie, durchgeführt werden.
Die Versorgungsgleichspannung kann in einer beispielhaften, nicht beschränkenden Ausführungsform z.B. zwischen 45 V und 50 V liegen (insbesondere im Wesentlichen bei 48 V) und die Ausgangsgleichspannung kann zwischen 10 V und 15 V liegen. Andere Werte sind möglich. Eine Nennleistung der ersten und/oder der zweiten Leiter kann zwischen 3 kW und 5 kW liegen. Damit können Zweispannungs-Bordnetze eines herkömmlichen Fahrzeuges, insbesondere Elektrofahrzeuges, unterstützt werden.
Die Anordnung kann ferner einen Rotor umfassen, der mindestens einen Magneten (z.B. Elektromagnet und/oder Permanentmagnet) aufweist und drehbar relativ zu dem Stator gelagert ist. Dabei sind der Rotor und der Stator derart relativ zueinander angeordnet, dass bei Drehung des Rotors relativ zu dem Stator elektrische Spannungen in den ersten Leitern und den zweiten Leitern (bzw. noch weiteren Leitern) induziert werden.
Der Rotor kann z.B. mechanisch angetrieben werden, wenn die Elektromaschine im Generatorbetrieb verwendet wird. Alternativ kann der Rotor durch von den ersten Leitern, zweiten Leitern erzeugten Magnetfeldern elektrisch bzw. magnetisch angetrieben sein, wenn die Elektromaschine im Motorbetrieb verwendet wird.
Manche Ausführungsformen betreffen ein Fahrzeug, insbesondere Elektrofahrzeug, mit einer Anordnung zum Bereitstellen eines Ausgangspotentials, wie sie oben beschrieben wurde. Die Anordnung kann dabei eine Doppelfunktion ausführen. Einerseits dient sie zum Antreiben des Fahrzeuges, andererseits dient sie zur elektrischen Energieversorgung einer Komponente des Fahrzeuges, wobei die Komponente eine Spannung erfordern kann, welche bei manchen Ausführungsformen kleiner ist als die zum Antrieb verwendete Versorgungsgleichspannung.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Die Erfindung ist nicht auf die illustrierten oder beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
1 illustriert schematisch eine Anordnung zum Bereitstellen eines Ausgangspotentials gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche z.B. in einem Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst sein kann; und
2 illustriert Graphen zur Erläuterung von Betriebsmoden der in 1 illustrierten Anordnung.
Die in 1 schematisch illustrierte Anordnung 1 zum Bereitstellen eines Ausgangspotentials umfasst eine Elektromaschine 3, welche einen schematisch illustrierten Stator 5, erste Leiter 7, zweite Leiter 9 und dritte Leiter 11 aufweist.
Der schematisch illustrierte Stator 5 ist z.B. ringförmig, insbesondere kreisförmig, ausgeführt und ist aus ferromagnetischem Material gefertigt. Außerdem hat er Zähne, wobei in Zwischenräumen zwischen den Zähnen die ersten Leiter 7, die zweiten Leiter 9 und die dritten Leiter 11 gelegt (gewickelt) sind. Der Stator 5 kann ein für alle Leiter 7, 9, 11 gemeinsam benutzter Stator sein oder durch separate Statoren 5a, 5b bzw. 5c gebildet sein, um die die Leiter 7, 9, 11 separat gelegt sind, wie in 1 angedeutet ist.
Die ersten Leiter 7 weisen jeweils ein Ende 13 auf sowie ein anderes Ende 15, wobei sie zwischen dem einen (ersten) Ende 13 und dem anderen (zweiten) Ende 15 um den Stator gewickelt sind und somit eine Induktivität 17 und einen ohmschen Widerstand 19 bilden. An dem ersten Ende 13 sind die ersten Leiter 7 an einem ersten Sternpunkt 21 miteinander elektrisch verbunden. Das Ausgangspotential ist an dem ersten Sternpunkt 21 bereitgestellt.
Eine Induktivität 62 ist zwischen dem Sternpunkt 21 bzw. den Sternpunkten 31 und 33 der E-Maschine(n) und dem Ausgangsanschluss 59 (dem „Niedrigspannungsbordnetz“) geschaltet, welche die (echte) Gleichspannung auf der Seite der Niedrigspannungsbatterie von dem Sternpunktpotential entkoppeln kann. Das Sternpunktpotential kann einer Gleichspannung entsprechen, kann allerdings insbesondere bei optimaler Ausnutzung der Traktionsnetzspannung durch die E-Maschine mit einem Wechselanteil überlagert sein und damit nur im Mittel der Niedrigspannung entsprechen.
Die zweiten Leiter 9 und auch die dritten Leiter 11 sind in analoger Weise zu den ersten Leitern 7 konfiguriert und weisen auch ein (erstes) Ende 23 bzw. 25 auf sowie ein jeweils anderes (zweites) Ende 27 bzw. 29. An dem einen (ersten) Ende 23 sind die zweiten Leiter 9 an einem zweiten Sternpunkt 31 elektrisch miteinander verbunden. An dem einen (ersten) Ende 25 sind die dritten Leiter 11 an einem dritten Sternpunkt 33 elektrisch miteinander verbunden.
Die Anordnung 1 weist ferner einen Wechselrichter 35 auf, welcher eine erste Wechselrichterkomponente 37, eine zweite Wechselrichterkomponente 39 und eine dritte Wechselrichterkomponente 41 aufweist. Dabei sind Wechselstromanschlüsse 43 der ersten Wechselrichterkomponente 37 jeweils mit den anderen (zweiten) Enden 15 der ersten Leiter 7 elektrisch verbunden, wobei die Verbindungspunkte mit U1, V1 und W1 in 1 gekennzeichnet sind. Im Betrieb liegen an den Punkten U1, V1 und W1 Wechselspannungen an, die von der ersten Wechselrichterkomponente 37 gesteuert sind.
In analoger Weise sind die anderen Enden 27 der zweiten Leiter 9 mit Wechselstromanschlüssen 45 der zweiten Wechselrichterkomponente 39 verbunden und es sind die anderen Ende 29 der dritten Leiter 11 mit Wechselstromanschlüssen 47 der dritten Wechselrichterkomponente 41 elektrisch verbunden.
Alle Wechselrichterkomponenten 37, 39 und 41 umfassen jeweils sechs steuerbare Schalter 49 (z.B. IGBTs), welche mittels einer Treiberschaltung 51 mit Ansteuersignalen 53, 55 bzw. 57 (welche jeweils für alle sechs Schalter 49 der jeweiligen Wechselrichterkomponente individuelle Ansteuersignale umfassen) für die erste, zweite bzw. dritte Wechselrichterkomponente 37, 39 bzw. 41 angesteuert werden.
Die Anordnung 1 weist ferner einen Ausgangsanschluss 59 auf sowie einen ersten Schalter 61, der zwischen dem Ausgangsanschluss 59 und dem ersten Sternpunkt 21 angeordnet ist. Die Anordnung 1 weist ferner eine Versorgungsgleichspannungseinrichtung 63 auf, welche mit einem ersten Gleichspannungseingang 65 des Wechselrichters 35 und mit einem zweiten Gleichspannungseingang 67 des Wechselrichters 35 zum Zuführen einer Versorgungsgleichspannung u_TN verbunden ist, um die Elektromaschine 3 als Elektromotor zu betreiben. Dabei ist zwischen dem ersten Sternpunkt 21 und dem ersten Gleichspannungseingang 65 eine Ausgangsgleichspannung u_N bereitgestellt.
Durch Ansteuern der sechs steuerbaren Schalter 49 der ersten Wechselrichterkomponente 37 mittels der Ansteuersignale 53, welche von der Treiberschaltung 51 erzeugt werden, kann die Ausgangsgleichspannung u_N auf einen gewünschten Wert eingestellt werden, insbesondere sodass ein Verhältnis der Versorgungsgleichspannung u_TN zu der Ausgangsgleichspannung u_n zwischen 1:1 und X:1, wobei X >= 1 ist, liegt, z.B. zwischen 2:1 und 10:1 liegt.
Die Anordnung 1 umfasst ferner einen Elektroakkumulator 69, welcher an dem Ausgangsanschluss 59 angeschlossen ist und bei geschlossenem ersten Schalter 61 von der Versorgungsgleichspannungseinrichtung 63 über einen von dem ersten Sternpunkt 21 ausgehenden Strom i_N1 geladen wird. Außerdem hat die Anordnung 1 einen Rotor mit Magneten (nicht gezeigt), welcher relativ zu dem Stator 5 drehbar gelagert ist und bei Drehung in den ersten Leitern 7, den zweiten Leitern 9 und dritten Leitern 11 Spannungen induziert.
Bei Integration der in 1 gezeigten Anordnung 1 in ein Fahrzeug kann eine gewünschte Ausgangsgleichspannung u_N z.B. zum Laden einer herkömmlichen Autobatterie 69 erzeugt werden.
Die Anordnung 1 zum Bereitstellen des Ausgangspotentials bzw. einer Ausgangsgleichspannung u_N kann auch als eine komplexe Ausführung einer E-Maschine mit Inverter bei einem Zweispannungs-Bordnetz von 12 V/48 V betrachtet werden. Dabei kann die Elektromaschine 3 als aus mehreren (z.B. drei) „Teilmaschinen“ mit mindestens je drei Phasenwicklungen U1, ..., 3, V1, ..., 3, W1, ..., 3 (auch höhere Phasenanzahl pro Teilmaschine möglich) angesehen werden, welche jeweils von einem Inverter 37, 39 bzw. 41 angesteuert werden.
Dabei erhält die erste E-Maschine (die ersten Leiter 7) mit den Wicklungsanschlüssen U1, V1, W1 den (schaltbaren) Sternpunktabgriff N1, über den die Spannungsumsetzungsfunktion realisiert werden kann. Somit können die Teilmaschinen 9 und 11 (bzw. bis n, wobei n eine natürliche Zahl ist) mit voller E-Maschinen-Performanz arbeiten und die Teilmaschine 1 (die Leiter 7) kann bei Ausnutzung der halben Traktionsnetzspannung die Spannungsumsetzungsfunktion und die (teilweise) Funktion der Drehmomentbereitstellung darstellen.
Durch Abschalten des Sternpunktanschlusses (der erste Schalter S₁ ist offen) kann die volle E-Maschinenleistung der ersten Teilmaschine bzw. der ersten Leiter 7 abgerufen werden, allerdings ist für diesen Fall die Spannungsumsetzungsfunktion bei dieser Ausführungsform nicht verfügbar.
Die in 1 illustrierte Anordnung zum Bereitstellen eines elektrischen Potentials kann verschiedene Spannungsverhältnisse zwischen der Versorgungsgleichspannung u_TN und der Ausgangsgleichspannung u_N bereitstellen, z.B. ein Spannungsverhältnis von 2:1 oder 4:1 oder noch ein höheres Spannungsverhältnis. Gleichzeitig kann eine Antriebsperformanz ausreichend bzw. optimal sein.
Optional kann ein zweiter Schalter 71 zwischen dem zweiten Sternpunkt 31 und dem Ausgangsanschluss 59 und/oder ein dritter Schalter 73 zwischen dem dritten Sternpunkt 33 und dem Ausgangsanschluss 59 vorgesehen sein.
Durch die weiteren Schalter 71, 73 kann eine Erhöhung der Flexibilität erreicht werden. Zum Beispiel kann ein höherer Ladestrom (bei geschlossenen Schaltern 61, 71, 73) zum Laden des Akkumulators 69 bereitgestellt sein.
Außerdem ist bei manchen Ausführungsformen eine Erhöhung der Anzahl der Teilmaschinen (bzw. Erhöhung der Anzahl von Leitergruppen) vorgesehen sowie eine Erhöhung der Phasenanzahl pro Teilmaschine. Zum Beispiel kann es bei manchen Ausführungsformen ausreichen, nur zwei Teilmaschinen (d.h. erste Leiter 7 und zweite Leiter 9) vorzusehen, wobei jeweils z.B. drei Leiter vorgesehen sind, um drei Phasen zu unterstützen. Bei manchen Ausführungsformen sind jedoch noch mehr Phasen unterstützt und auch mehr als drei Teilmaschinen vorgesehen.
Wenn die Schalter 71, 73 geöffnet sind (bzw. der zweite Sternpunkt 31 und auch der dritte Sternpunkt 33 nicht mit dem Ausgangsanschluss 59 verbunden sind) können die Teilmaschinen 9 und 11 mit voller Leistung (zum Beispiel zum Antrieb eines Fahrzeuges) betrieben werden, während die erste Teilmaschine 7 zur Darstellung der Spannungsumsetzungsfunktion nur mit maximal halber Spannung betrieben werden kann.
Eine Aufteilung des Stators 5 der Maschine in mehrere Statoren ist möglich. Das Konzept der „Teilmaschinen“ kann dabei gemäß Ausführungsformen der Erfindung verschiedene Konfigurationen zulassen:

a. Aufteilung der E-Maschine in Teilmaschinen, die getrennte Wicklungen 7, 9, 11 enthalten, die in einem Stator untergebracht sind (ggf. auf den Umfang verteilt) und auf einen (einzigen) Rotor wirken (entspricht einer Addition der Magnetflüsse innerhalb der Maschine).
b. Verteilung der getrennten Wicklungen 7, 9, 11 auf separate Statoren 5a, 5b bzw. 5c (siehe 1), die auf einen Rotor wirken. Zum Beispiel ist eine axiale Aufteilung der (Teil-)Statoren 5a, 5b bzw. 5c bei gemeinsamem Rotor möglich (entspricht einer Addition der Magnetflüsse innerhalb des Rotors).
c. Verteilung der getrennten Wicklungen 7, 9, 11 auf separate Statoren 5a, 5b bzw. 5c, die auf separate Rotoren wirken, welche auf gemeinsamer Welle angeordnet sind. Zum Beispiel ist eine axiale Aufteilung möglich (entspricht einer Addition der mechanischen Drehmomente jeder Teilmaschine).
d. Verteilung der Wicklungen 7, 9, 11 auf separate Vollmaschinen, deren Abtriebe mechanisch gekoppelt sind, z.B. durch eine Reibradstufe/Zahnradstufe (entspricht einer Addition der mechanischen Leistungen jeder Teilmaschine).

Damit können verschiedene Elektromaschinenkonzepte unterstützt werden.
Die Anordnung 1 wird bei manchen Ausführungsformen durch eine feldorientierte Regelung bzw. Vektorregelung betrieben.
Dabei nutzt die feldorientierte Regelung einer Synchronmaschine die sogenannte Clarke-Transformation, um die drei (verketteten) Phasenströme i_U, i_V, i_W als Raumzeiger in das zweidimensionale statorfeste Koordinatensystem mit den Komponenten α und β zu überführen, wie in der folgenden Gleichung 1 beschrieben ist. Eine nachfolgend beschriebene Regelung kann auf jede der Teilmaschinen 7, 9, 11 (separat) angewendet werden. Tatsächlich können der Treiberschaltung 51 für jede der Teilmaschinen 7, 9, 11 (separat) transformierte Spannungen ud, uq, u0 zugeführt werden. Zur Übersichtlichkeit werden Indizes für die Teilmaschinen im Zusammenhang mit der Treiberschaltung 51 und in Zusammenhang mit den folgenden Gleichungen unterdrückt.
Die Nullkomponente i₀ (für jede der Teilmaschinen 7, 9, 11) beschreibt dabei, in welchem Maße ein Ungleichgewicht im Drehstromsystem U, V, W (für jede der Teilmaschinen 7, 9, 11) besteht. Die statorfeste Darstellung lässt sich mit Hilfe einer Drehung um den Rotorwinkel φ (s. Gleichung 2 weiter unten) in das rotorfeste Koordinatensystem mit den Komponenten d (Ausrichtung gleich der Pollage des Rotor-Permanentmagneten) und q (90° gegenüber d-Achse gedreht) transformieren (sogenannte Park-Transformation) (für jede der Teilmaschinen 7, 9, 11).
Da die Ströme i_d, i_q (für jede der Teilmaschinen 7, 9, 11) im stationären Fall mit der Synchrondrehzahl ω = dφ/dt rotieren, handelt es sich um Gleichgrößen, d.h. keine Wechselgrößen. Diese sind Regelgrößen des Stromreglers, der die Stellgrößen u_d, u_q, u₀ (für jede der Teilmaschinen 7, 9, 11) berechnet. Die Rücktransformation von u_d, u_q, u₀ führt auf die Phasenspannungen u_U, u_V, u_W (für jede der Teilmaschinen 7, 9, 11) gemäß den folgenden Gleichungen 3 und 4.
Zum Betreiben der Anordnung 1 werden bei dieser Ausführungsform z.B. Sollstromwerte id, iq (Sollströme in Rotorkoordinaten) und i0 („Null-Komponente“) (für jede der Teilmaschinen 7, 9, 11) vorgegeben, wie in 1 schematisch illustriert ist.
Die Sollwerte werden mit Istwerten der Ströme im d, q-Koordinatensystem verglichen (für jede der Teilmaschinen 7, 9, 11) und es wird mittels eines Subtraktionselementes 75 (für jede der Teilmaschinen 7, 9, 11) ein Fehler-(Vektor-)Signal 77 (für jede der Teilmaschinen 7, 9, 11) berechnet. Dieses Fehler-Vektorsignal 77 wird einem jeweiligen Regler (z.B. PI-Regler 79) (für jede der Teilmaschinen 7, 9, 11) zugeführt, welcher daraus Spannungen ud, uq, u0 (für jede der Teilmaschinen 7, 9, 11) berechnet, aus denen die Treiberschaltung 51 Pulsweitenmodulationssignale 53, 55 und 57 für die Teilmaschinen 7, 9, 11 berechnet, welche den jeweiligen steuerbaren Schaltern 49 der verschiedenen Wechselrichterkomponenten 37, 39 und 41 zugeführt werden. Die Null-Komponente i0 (für jede der Teilmaschinen 7, 9, 11) bestimmt dabei den Sternpunktstrom, z.B. den Strom i_N1, welcher von dem ersten Sternpunkt 21, dem zweiten Sternpunkt 31 bzw. dem dritten Sternpunkt 33 ausgeht bzw. diesem zugeführt wird.
Die berechneten Spannungen ud, uq, u0 (für jede der Teilmaschinen 7, 9, 11) werden mit Hilfe der Gleichungen 3 und 4 (Transformatorelement 80) in die Phasenspannungen uu, uv, uw (für jede der Teilmaschinen 7, 9, 11) transformiert und an die Treiberschaltung 51 zur Berechnung und Ausgabe der Pulsweiten-Signale 53, 55 und 57 für die Teilmaschinen 7, 9, 11 berechnet und ausgegeben. Die Ist-Ströme id, iq, i0 werden (für jede der Teilmaschinen 7, 9, 11) durch Transformation 82 aus den gemessenen Phasenströmen iu, iv, iw (für jede der Teilmaschinen 7, 9, 11) mittels der Gleichungen 1 und 2 bestimmt.
2 illustriert Kurven 81 und 83 in einem Koordinatensystem, wobei die Abszisse 85 einen Phasenwinkel φ und wobei eine Ordinate 87 eine Spannung kennzeichnet.
Die Kurve 81 illustriert einen sinusförmigen Spannungsverlauf mit maximaler Aussteuerung des Pulswechselrichters zwischen den Punkten u1 und N1, d.h. zwischen den Punkten 15 und 21 in 1. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Versorgungsgleichspannung u_TN 48 V beträgt. Zwischen den Punkten u1 und N1 ergibt sich dann bei Raumzeigermodulation eine maximale Spannungsamplitude u_max von 48 V/√3:
An dem ersten Sternpunkt 21 ist somit genau die Hälfte der Spannung der Versorgungsgleichspannung u_TN bereitgestellt, d.h. 24 V. Soll nun der Sternpunkt 21 auf ein festes Potential von u_N’ = u_TN/4 gelegt werden, ergeben sich Einschränkungen in der Spannungsamplitude, sie kann in der Raumzeigerdarstellung nur noch u_max‘ wie in der folgenden Gleichen beschrieben, betragen:
Die Kurve 83 lässt erkennen, dass nur noch die halbe Traktionsnetzspannung ausgenutzt werden kann. Diese Einschränkung gilt jedoch nur für die erste Teilmaschine 7, während die zweite Teilmaschine 9 und die dritte Teilmaschine 11 bei voller Aussteuerung und somit voller Leistung betrieben werden können, weil deren Sternpunkte 31 bzw. 33 nicht mit dem Ausgangsanschluss 59 verbunden sind.
Die Anordnung 1 ist in dieser Ausführungsform, ohne, dass die vorliegende Erfindung in dieser Hinsicht beschränkt ist, folgendermaßen dimensioniert: 3 × 4 kW = 12 kW Nennleistung der Maschine für Vollbetrieb entspräche für Wandlerbetrieb mit 1 kW Wandlerleistung (4 + 4 + 1) kW = 9 kW Maschinenleistung. Die genaue Auslegung der Maschine im Zusammenhang mit motorischem/generatorischem Leistungsbedarf sowie dem Leistungsbedarf des NV-Bordnetzes (Niedrigspannungs-Bordnetz) kann je nach Bedarf angepasst werden. Auch die Betriebsstrategie sowie der Fahrzyklus können Einflussgrößen zur Auslegung der Anordnung 1 sein.
Einige Ausführungsformen ermöglichen eine DC-Wandlung in „Abwärtsrichtung“ (Buck Mode) und (in Abhängigkeit der Betriebssituation) eine Aufwärtswandlung, z.B. von 12V auf 48V (Boost Mode).
Eine hier beschriebene Spannungswandlungsfunktion kann das Ansteuerkonzept der Maschine (und damit der Wandlerfunktion) umfassen, das auf einer Regelung des Stromes i₀ basiert. Der Stromsollwert (i_0,soll) kann dabei von einer übergeordneten Instanz berechnet werden (Laderegler o.ä.), die die Spannungen und/oder Ladezustände der Speicher in den beiden Bordnetzen überwacht.
Die Funktion der Gleichspannungswandlung kann unabhängig von der E-Maschinenfunktion bereitgestellt sein (Drehmoment der E-Maschine kann auch gleich 0Nm sein). Der Betrieb der E-Maschine ist damit gleichzeitig bei Spannungswandlung als Motor oder Generator möglich.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die Anwendung in einer PM-erregten Synchronmaschine. Alle Drehfeldmaschinen (fremderregt, asynchron) sind für die Umsetzung der Erfindung möglich.
Bezugszeichenliste

1: Anordnung zum Bereitstellen eines Ausgangspotentials
3: Elektromaschine
5: Stator
5a, 5b, 5c: Teilstatoren
7: erste Leiter
9: zweite Leiter
11: dritte Leiter
13: erste Enden
15: andere Enden
17: Induktivität
19: ohmscher Widerstand
21: erster Sternpunkt
23: eine Enden der zweiten Leiter
25: eine Enden der dritten Leiter
27: andere Enden der zweiten Leiter
29: andere Enden der dritten Leiter
31: zweiter Sternpunkt
33: dritter Sternpunkt
35: Wechselrichter
37, 39, 41: Wechselrichterkomponenten
43, 45, 47: Wechselstromanschlüsse
49: steuerbare Schalter
51: Treiberschaltung
53, 55, 57: Pulsweitenmodulationssignale
59: Ausgangsanschluss
61: erster Schalter
62: Induktivität
63: Versorgungsgleichspannungseinrichtung
65: erster Gleichspannungseingang
67: zweiter Gleichspannungseingang
69: Elektroakkumulator
71: zweiter Schalter
73: dritter Schalter
75: Additionselement
77: Fehler-(Vektor-)Signal
79: PI-Regler
80, 82: Transformatorelement
81, 83: Spannungskurven
85: Abszisse
87: Ordinate
i_N1: vom dem ersten Sternpunkt ausgehender Strom
id, iq, i0: Ist-Ströme
iu, iv, iw: gemessene Phasenströme
ud, uq, u0: berechnete Spannungen
u_TN: Versorgungsgleichspannung
u_N: Ausgangsgleichspannung
u_max: Spannungsamplitude
U1, V1, W1: Verbindungspunkte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10244229 A1 [0003]

Claims

Anordnung (1) zum Bereitstellen eines Ausgangspotentials, umfassend: eine Elektromaschine (3), welche einen Stator (5) aufweist, erste Leiter (7) jeweils mit einem Ende (13) und einem anderen Ende (15), die zwischen dem einen Ende und dem anderen Ende um den Stator (5) gewickelt sind und an dem einen Ende (13) jeweils an einem ersten Sternpunkt (21) verbunden sind, aufweist und zweite Leiter (9), die um den Stator (5) gewickelt sind, aufweist; einen Wechselrichter (35), welcher eine erste Wechselrichterkomponente (37) aufweist, die mit den anderen Enden (15) der ersten Leiter (7) verbunden ist, und eine zweite Wechselrichterkomponente (39) aufweist, die mit den zweiten Leitern (9) verbunden ist, wobei bei Betreiben der Elektromaschine (3) das Ausgangspotential an dem ersten Sternpunkt (21) bereitgestellt ist.
Anordnung gemäß Anspruch 1, weiter umfassend: einen Ausgangsanschluss (59); und einen ersten Schalter (61), der zwischen dem Ausgangsanschluss und dem ersten Sternpunkt angeschlossen ist.
Anordnung gemäß dem vorangehenden Anspruch, weiter umfassend: eine Versorgungsgleichspannungseinrichtung (63), welche mit einem ersten Gleichspannungseingang (65) des Wechselrichters (35) und mit einem zweiten Gleichspannungseingang (67) des Wechselrichters zum Zuführen einer Versorgungsgleichspannung verbunden ist, um die Elektromaschine (3) als Elektromotor zu betreiben, wobei zwischen dem ersten Sternpunkt (21) und dem ersten Gleichspannungseingang (65) eine Ausgangsgleichspannung (u_N) bereitgestellt ist.
Anordnung gemäß dem vorangehenden Anspruch, weiter umfassend: eine Treiberschaltung (51), welche ausgebildet ist, Schalter (49) der ersten Wechselrichterkomponente (37) und der zweiten Wechselrichterkomponente (39) anzusteuern, um den zweiten Leitern (9) eine maximale Wechselspannung zuzuführen, und um den ersten Leitern (7) eine Wechselspannung zuzuführen, welche zu einer gewünschten Ausgangsgleichspannung (u_N) führt.
Anordnung gemäß Anspruch 4, wobei die Treiberschaltung (51) ausgebildet ist, die Schalter (49) der ersten Wechselrichterkomponente (37) mittels Pulsweitenmodulationssignalen (53) derart anzusteuern, dass ein Verhältnis der Versorgungsgleichspannung (u_TN) zu der Ausgangsgleichspannung (u_N) zwischen 1:1 und X:1 liegt, wobei X >= 1 ist.
Anordnung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 3 bis 5, weiter umfassend: einen Elektroakkumulator (69), welcher an dem Ausgangsanschluss (59) angeschlossen ist und bei geschlossenem erstem Schalter (61) von der Versorgungsgleichspannungseinrichtung (63) über einen von dem ersten Sternpunkt (21) ausgehenden Strom (i_N1) geladen wird.
Anordnung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 2 bis 6, wobei die zweiten Leiter (9) ein Ende (23) und ein anderes Ende (27) aufweisen, wobei die zweiten Leiter zwischen dem einen Ende und dem anderen Ende der zweiten Leiter um den Stator (5) gewickelt sind und an dem einen Ende (23) jeweils an einem zweiten Sternpunkt (31) verbunden sind, wobei die Anordnung weiter einen zweiten Schalter (71) umfasst, der zwischen dem Ausgangsanschluss (59) und dem zweiten Sternpunkt (31) angeordnet ist.
Anordnung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 3 bis 7, wobei die Versorgungsgleichspannung (u_TN) zwischen 45 V und 50 V liegt und wobei die Ausgangsgleichspannung (u_N) zwischen 10 V und 15 V liegt, und/oder wobei eine Nennleistung der ersten und/oder zweiten Leiter zwischen 3 kW und 5 kW liegt.
Anordnung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, weiter umfassend: einen Rotor, der mindestens einen Magneten aufweist und drehbar relativ zu dem Stator gelagert ist, wobei der Rotor und der Stator derart relativ zueinander angeordnet sind, dass bei Drehung des Rotors relativ zu dem Stator elektrische Spannungen in den ersten Leitern und den zweiten Leitern induziert werden.
Fahrzeug mit einer Anordnung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.