Die Erfindung betrifft ein elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren zu dessen Betrieb.The invention relates to an electric drive system for a vehicle according to the features of the preamble of claim 1 and a method for its operation.
Aus dem Stand der Technik ist, wie in der DE 10 2015 014 612 A1 beschrieben, eine elektrische Maschinenanordnung bekannt, welche eine elektrische Maschine mit einem Rotor und einem Stator sowie eine elektronische Regelung zur Ansteuerung des Stators umfasst.From the prior art, as in the DE 10 2015 014 612 A1 described, an electrical machine assembly is known which comprises an electrical machine with a rotor and a stator and an electronic control for driving the stator.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug und ein Verfahren zu dessen Betrieb anzugeben.The invention is based on the object to provide a comparison with the prior art improved electric drive system for a vehicle and a method for its operation.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Antriebssystems für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 5.The object is achieved by an electric drive system for a vehicle having the features of claim 1 and a method for operating an electric drive system for a vehicle having the features of claim 5.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Ein elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug, beispielsweise für ein Elektrofahrzeug, Hybridfahrzeug oder Brennstoffzellenfahrzeug, umfasst eine elektrische Antriebsmaschinenanordnung und eine Batterie zur elektrischen Energieversorgung der elektrischen Antriebsmaschinenanordnung.An electric drive system for a vehicle, for example for an electric vehicle, hybrid vehicle or fuel cell vehicle, comprises an electric drive machine arrangement and a battery for the electrical power supply of the electric drive machine arrangement.
Erfindungsgemäß weist die elektrische Antriebsmaschinenanordnung zwei getrennte Drehstromsysteme auf, wobei die beiden Drehstromsysteme mit jeweils einem Inverter elektrisch gekoppelt sind. Die beiden Inverter sind mit unterschiedlichen elektrochemischen Teilbereichen der Batterie elektrisch gekoppelt, beispielsweise mit unterschiedlichen Einzelzellen und/oder unterschiedlichen Zellverbünden oder Zellpacks, die jeweils mehrere Einzelzellen aufweisen. Elektrische Phasen des jeweiligen Drehstromsystems sind als Sternschaltung verschaltet. Sternpunkte der beiden Sternschaltungen sind mit einer fahrzeugexternen elektrischen Gleichspannungsquelle koppelbar, um dadurch das Laden der Batterie mit einer Gleichspannung zu ermöglichen.According to the invention, the electric drive machine arrangement has two separate three-phase systems, wherein the two three-phase systems are electrically coupled to one inverter each. The two inverters are electrically coupled to different electrochemical portions of the battery, for example, with different single cells and / or different cell networks or cell packs, each having a plurality of individual cells. Electrical phases of the respective three-phase system are connected as star connection. Neutral points of the two star circuits can be coupled to a vehicle-external electrical DC voltage source, thereby enabling the charging of the battery with a DC voltage.
Die elektrische Antriebsmaschinenanordnung umfasst beispielsweise eine elektrische Drehstrommaschine, welche beide voneinander getrennten Drehstromsysteme aufweist, wobei die beiden Sternpunkte zweckmäßigerweise aus der Drehstrommaschine herausgeführt sind, um die Kopplung mit der fahrzeugexternen elektrischen Gleichspannungsquelle zu ermöglichen, oder es umfasst beispielsweise eine elektrische Drehstrommaschinen, welche zwei voneinander getrennte Drehstromsysteme aufweist, wobei die beiden Sternpunkte zweckmäßigerweise aus der jeweiligen Wicklungssysteme herausgeführt sind, um die Kopplung mit der fahrzeugexternen elektrischen Gleichspannungsquelle zu ermöglichen.The electric drive machine arrangement comprises, for example, an electric three-phase machine, which has both separate three-phase systems, the two star points are advantageously led out of the three-phase machine to enable the coupling with the vehicle external DC electrical power source, or it includes, for example, a three-phase electrical machines, which are two separate Has three-phase systems, wherein the two star points are advantageously led out of the respective winding systems to enable the coupling with the vehicle-external electric DC power source.
Durch die erfindungsgemäße Lösung können Batterien mit einer höheren elektrischen Spannung verwendet werden, wobei auch derartige Batterien mit einer Ladeinfrastruktur, welche nur für Batterien mit einer geringeren elektrischen Spannung ausgelegt sind, geladen werden können. So ist es derzeit beispielsweise noch der Fall, dass die bestehende Gleichstromladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge üblicherweise nur Batterien bis zu einer elektrischen Spannung von 500 V unterstützt. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird es ermöglicht, ohne Zusatzbauteile auch Batterien mit größerer elektrischer Spannung an dieser bestehenden Infrastruktur zu laden. D. h. durch die erfindungsgemäße Lösung wird es ermöglicht, die Batterie des Fahrzeugs sowohl an einer Ladeinfrastruktur, welche für Batterien mit kleineren elektrischen Spannungen ausgelegt ist, als auch an einer Ladeinfrastruktur, welche für die elektrische Gesamtspannung der hier verwendeten Batterie ausgelegt ist, jeweils ohne Zusatzkomponenten geladen werden.By the solution according to the invention batteries can be used with a higher electrical voltage, whereby such batteries can be charged with a charging infrastructure, which are designed only for batteries with a lower electrical voltage. For example, it is currently the case that the existing DC charging infrastructure for electric vehicles usually only supports batteries up to a voltage of 500 V. The inventive solution makes it possible to load without additional components and batteries with greater electrical voltage to this existing infrastructure. Ie. The solution according to the invention makes it possible to charge the battery of the vehicle both on a charging infrastructure which is designed for batteries with lower electrical voltages and on a charging infrastructure which is designed for the total electrical voltage of the battery used here, in each case without additional components ,
Die elektrische Kopplung der beiden Inverter mit jeweils einem Teilbereich der Batterie ermöglicht zudem eine Verwendung von Halbleitern mit geringerer Sperrfähigkeit. Dies verringert Verluste im Vergleich zu einer Verwendung von Halbleitern, die die größere elektrische Gesamtspannung der Batterie sperren könnten.The electrical coupling of the two inverters, each with a portion of the battery also allows use of semiconductors with lower blocking capability. This reduces losses compared to using semiconductors that could block the greater total battery voltage.
Des Weiteren werden durch die erfindungsgemäße Lösung Wirkungsgradvorteile im Teillastbereich erzielt, da hier einer der beiden Inverter abgeschaltet werden kann, wodurch Grundverluste reduziert werden.Furthermore, efficiency advantages in the partial load range are achieved by the solution according to the invention, since one of the two inverters can be switched off here, as a result of which ground losses are reduced.
Des Weiteren weist das erfindungsgemäße elektrische Antriebssystem durch die beiden getrennt bestrombaren Drehstromsysteme der Drehstrommaschine sowie die beiden mit jeweils einem der Drehstromsysteme elektrisch gekoppelten Inverter und elektrochemischen Teilbereiche der Batterie eine Redundanz auf, d. h. es sind zwei elektrische Teilantriebssysteme vorhanden, welche jeweils mit der niedrigen Teilbereichsspannung betrieben werden. Dadurch wird bei einem Fehler in einem dieser Teilantriebssysteme ein Notbetrieb ermöglicht, in welchem das Fahrzeug mit dem jeweils noch intakten Teilantriebssystem weiterhin bewegt werden kann, beispielsweise nach Hause, zu einer Werkstatt oder zu einem sicheren Abstellplatz für das Fahrzeug.Furthermore, the electric drive system according to the invention by the two separately energized three-phase systems of the three-phase machine and the two with one of the three-phase electrical systems electrically coupled inverter and electrochemical portions of the battery redundancy, d. H. There are two partial electric drive systems available, which are each operated with the low range voltage. As a result, emergency operation is made possible in the event of a fault in one of these partial drive systems, in which the vehicle can still be moved with the still intact partial drive system, for example home, to a workshop or to a secure parking space for the vehicle.
Zudem können aufgrund einer hohen Taktfrequenz der Inverter im Vergleich zu einem Wechselspannungs-Inverterladen Filteraufwände reduziert werden. In addition, due to a high clock frequency of the inverter compared to an AC inverter charging filter costs can be reduced.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Dabei zeigen:Showing:
1 schematisch eine Ausführungsform eines elektrischen Antriebssystems für ein Fahrzeug, 1 1 schematically shows an embodiment of an electric drive system for a vehicle,
2 schematisch eine elektrische Verschaltung in einer Batterie des elektrischen Antriebssystems gemäß 1 zum Laden der Batterie mit einer hohen Ladespannung, 2 schematically an electrical interconnection in a battery of the electric drive system according to 1 for charging the battery with a high charging voltage,
3 schematisch eine elektrische Verschaltung in einer Batterie des elektrischen Antriebssystems gemäß 1 zum Laden der Batterie mit einer niedrigen Ladespannung, 3 schematically an electrical interconnection in a battery of the electric drive system according to 1 for charging the battery with a low charging voltage,
4 schematisch eine elektrische Verschaltung in einer Batterie des elektrischen Antriebssystems gemäß 1 für einen elektrischen Fahrbetrieb des Fahrzeugs, 4 schematically an electrical interconnection in a battery of the electric drive system according to 1 for an electric driving operation of the vehicle,
5 schematisch eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Antriebssystems für ein Fahrzeug, 5 schematically another embodiment of an electric drive system for a vehicle,
6 schematisch die Ausführungsform des elektrischen Antriebssystems gemäß 5 während eines Ladens einer Batterie des elektrischen Antriebssystems mit einer hohen Gleichspannung als Ladespannung, 6 schematically the embodiment of the electric drive system according to 5 during charging of a battery of the electric drive system with a high DC voltage as the charging voltage,
7 schematisch die Ausführungsform des elektrischen Antriebssystems gemäß 5 während eines Teilladevorgangs des Ladens einer Batterie des elektrischen Antriebssystems mit einer niedrigen Gleichspannung als Ladespannung, 7 schematically the embodiment of the electric drive system according to 5 during a partial charge of charging a battery of the electric drive system with a low DC voltage as the charging voltage,
8 schematisch die Ausführungsform des elektrischen Antriebssystems gemäß 5 während eines anderen Teilladevorgangs des Ladens einer Batterie des elektrischen Antriebssystems mit einer niedrigen Gleichspannung als Ladespannung, 8th schematically the embodiment of the electric drive system according to 5 during another partial charge of charging a battery of the electric drive system with a low DC voltage as the charging voltage,
9 schematisch die Ausführungsform des elektrischen Antriebssystems gemäß 5 während eines Ladens einer Batterie des elektrischen Antriebssystems mit einer Wechselspannung als Ladespannung, und 9 schematically the embodiment of the electric drive system according to 5 during charging of a battery of the electric drive system with an AC voltage as the charging voltage, and
10 schematisch die Ausführungsform des elektrischen Antriebssystems gemäß 5 während eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs. 10 schematically the embodiment of the electric drive system according to 5 during a driving operation of the vehicle.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
1 zeigt eine schematisch stark vereinfachte Darstellung eines elektrischen Antriebssystems 1 für ein Fahrzeug, welches insbesondere einen elektrischen Fahrbetrieb des Fahrzeugs ermöglicht. Das Fahrzeug ist somit beispielsweise als ein Elektrofahrzeug, ein Hybridfahrzeug oder ein Brennstoffzellenfahrzeug ausgebildet. Es weist eine Batterie 2, insbesondere eine Hochvoltbatterie, d. h. einen elektrochemischen Energiespeicher, zur Bereitstellung elektrischer Energie für zumindest einen elektrischen Antriebsmotor zum Antrieb des Fahrzeugs auf. Eine solche Batterie 2 wird auch als Traktionsbatterie bezeichnet. 1 shows a schematically highly simplified representation of an electric drive system 1 for a vehicle, which in particular allows an electric driving operation of the vehicle. The vehicle is thus designed, for example, as an electric vehicle, a hybrid vehicle or a fuel cell vehicle. It has a battery 2 , In particular, a high-voltage battery, that is, an electrochemical energy storage, for providing electrical energy for at least one electric drive motor for driving the vehicle. Such a battery 2 is also referred to as a traction battery.
Zum elektrischen Laden der Batterie 2 mit einer elektrischen Gleichspannung Uh, Un als Ladespannung an einer nicht dargestellten fahrzeugexternen elektrischen Energiequelle, beispielsweise einer Ladestation, weist das elektrische Antriebssystem 1 eine Ladedose 3 auf, über welche es mit der fahrzeugexternen elektrischen Energiequelle elektrisch koppelbar ist. Aus Sicherheitsgründen sind hier zwei Ladeschütze LS vorgesehen. Das elektrische Antriebssystem 1 gemäß 1 ermöglicht es, die Batterie 2 wahlweise mit einer hohen Gleichspannung Uh von beispielsweise 800 V als Ladespannung zu laden, welche einer Gesamtspannung der Batterie 2 entspricht, oder mit einer niedrigen Gleichspannung Un als Ladespannung zu laden, welche der Hälfte der Gesamtspannung der Batterie 2, d. h. einer Teilbereichsspannung U1, U2 der Batterie 2, entspricht, also beispielsweise 400 V. Dies wird ermöglicht durch die Ausbildung der Batterie 2 aus zwei elektrochemischen Teilbereichen 2.1, 2.2, auch als Batteriestränge bezeichnet, welche in unterschiedlicher Weise elektrisch miteinander verschaltet werden können. Die beschriebenen Spannungen U1, U2, Uh, Un sind in den 1 bis 4 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt, werden jedoch in den folgenden 5 bis 10 dargestellt.For electrical charging of the battery 2 with an electrical DC voltage Uh, Un as a charging voltage to a vehicle external electrical energy source, such as a charging station, not shown, the electric drive system 1 a charging socket 3 on, via which it is electrically coupled with the vehicle external electrical energy source. For safety reasons, two charging contactors LS are provided here. The electric drive system 1 according to 1 allows the battery 2 optionally with a high DC voltage Uh of, for example, 800 V to charge as a charging voltage, which is a total voltage of the battery 2 is equal to or charging with a low DC voltage Un as the charging voltage, which is half the total voltage of the battery 2 , ie a partial range voltage U1, U2 of the battery 2 , corresponds, for example, 400 V. This is made possible by the formation of the battery 2 from two electrochemical sections 2.1 . 2.2 , Also referred to as battery strings, which can be electrically interconnected in different ways. The described voltages U1, U2, Uh, Un are in the 1 to 4 however, for the sake of clarity, are not shown in the following 5 to 10 shown.
2 zeigt eine elektrische Verschaltung in der Batterie 2 zum Laden der Batterie 2 mit der hohen Gleichspannung Uh als Ladespannung, beispielsweise mit 800 V. 3 zeigt eine elektrische Verschaltung in der Batterie 2 zum Laden der Batterie 2 mit der niedrigen Gleichspannung Un als Ladespannung, beispielsweise mit 400 V. 4 zeigt eine elektrische Verschaltung in der Batterie 2 für einen elektrischen Fahrbetrieb des Fahrzeugs, d. h. für eine elektrische Energieversorgung des zumindest einen elektrischen Antriebsmotors des Fahrzeugs, mit der niedrigen elektrischen Gleichspannung Un von beispielsweise 400 V, da ein Hochvoltbordnetz 4 des Fahrzeugs, welches den zumindest einen elektrischen Antriebsmotor umfasst, auf diese niedrige elektrische Gleichspannung Un als Bordnetzspannung ausgelegt ist. 2 shows an electrical connection in the battery 2 to charge the battery 2 with the high DC voltage Uh as a charging voltage, for example with 800 V. 3 shows an electrical connection in the battery 2 to charge the battery 2 with the low DC voltage Un as the charging voltage, for example with 400 V. 4 shows an electrical connection in the battery 2 for an electric driving operation of the vehicle, ie for an electrical power supply of the at least one electric drive motor of the vehicle, with the low electrical DC voltage Un, for example, 400 V, since a high-voltage vehicle electrical system 4 of the vehicle, which comprises the at least one electric drive motor, to this low electrical DC voltage Un is designed as a vehicle electrical system voltage.
Um diese drei Betriebsarten gemäß den 2 bis 4 zu ermöglichen, umfasst die Batterie 2 eine umfangreiche Schaltmatrix, auch als Umschaltmatrix bezeichnet, mit sieben batterieinternen Schaltern BS1 bis BS7, im Folgenden als Batterieschalter BS1 bis BS7 bezeichnet. Diese Batterieschalter BS1 bis BS7 sind zweckmäßigerweise jeweils als ein elektrischer Schutz ausgebildet. Die Schaltmatrix oder Umschaltmatrix wird daher auch als Schützmatrix bezeichnet.To these three modes according to the 2 to 4 to allow, includes the battery 2 an extensive switching matrix, also referred to as switching matrix, with seven internal battery switches BS1 to BS7, hereinafter referred to as battery switch BS1 to BS7. These battery switches BS1 to BS7 are expediently designed in each case as an electrical protection. The switching matrix or switching matrix is therefore also referred to as a contactor matrix.
Zum Laden der Batterie 2 mit der hohen Gleichspannung Uh von beispielsweise 800 V als Ladespannung, welche der Gesamtspannung der Batterie 2 entspricht, werden diese Batterieschalter BS1 bis BS7 derart geschaltet, dass die beiden Teilbereiche 2.1, 2.2 der Batterie 2 elektrisch in Reihe geschaltet mit der Ladedose 3 gekoppelt sind, wie in 2 gezeigt, so dass an beiden Teilbereichen 2.1, 2.2 der Batterie 2 die Hälfte der hohen Ladespannung abfällt. Hierzu werden bei der dargestellten Ausführungsform der erste, dritte, vierte und sechste Batterieschalter BS1, BS3, BS4, BS6 geöffnet und der zweite, fünfte und siebte Batterieschalter BS2, BS5, BS7 geschlossen.To charge the battery 2 with the high DC voltage Uh of, for example, 800 V as the charging voltage, which is the total voltage of the battery 2 corresponds, these battery switches BS1 to BS7 are switched such that the two partial areas 2.1 . 2.2 the battery 2 electrically connected in series with the charging socket 3 are coupled, as in 2 shown so that at both subareas 2.1 . 2.2 the battery 2 Half of the high charging voltage drops. For this purpose, in the illustrated embodiment, the first, third, fourth and sixth battery switches BS1, BS3, BS4, BS6 are opened and the second, fifth and seventh battery switches BS2, BS5, BS7 are closed.
Zum Laden der Batterie 2 mit der niedrigen Gleichspannung Un als Ladespannung, die der Teilbereichsspannung U1, U2 und somit der Hälfte der Gesamtspannung der Batterie 2 entspricht, werden diese Batterieschalter BS1 bis BS7 derart geschaltet, dass die beiden Teilbereiche 2.1, 2.2 der Batterie 2 elektrisch parallel geschaltet mit der Ladedose 3 gekoppelt sind, wie in 3 gezeigt, so dass an beiden Teilbereichen 2.1, 2.2 der Batterie 2 die niedrige Ladespannung abfällt. Hierzu wird bei der dargestellten Ausführungsform lediglich der fünfte Batterieschalter BS5 geöffnet und der erste, zweite, dritte, vierte, sechste und siebte Batterieschalter BS1, BS2, BS3, BS4, BS6, BS7 werden geschlossen.To charge the battery 2 with the low DC voltage Un as the charging voltage, that of the partial range voltage U1, U2 and thus half of the total voltage of the battery 2 corresponds, these battery switches BS1 to BS7 are switched such that the two partial areas 2.1 . 2.2 the battery 2 electrically connected in parallel with the charging socket 3 are coupled, as in 3 shown so that at both subareas 2.1 . 2.2 the battery 2 the low charging voltage drops. For this purpose, in the illustrated embodiment, only the fifth battery switch BS5 is opened and the first, second, third, fourth, sixth and seventh battery switches BS1, BS2, BS3, BS4, BS6, BS7 are closed.
Für den elektrischen Fahrbetrieb des Fahrzeugs benötigt das Hochvoltbordnetz 4 des Fahrzeugs, wie bereits erwähnt, als Bordnetzspannung die niedrige elektrische Gleichspannung Un von beispielsweise 400 V. Hierfür werden die Batterieschalter BS1 bis BS7 derart geschaltet, dass die beiden Teilbereiche 2.1, 2.2 der Batterie 2 elektrisch parallel geschaltet mit dem Hochvoltbordnetz 4 des Fahrzeugs gekoppelt sind, wie in 4 gezeigt. Hierzu werden bei der dargestellten Ausführungsform der erste, zweite, dritte, vierte und sechste Batterieschalter BS1, BS2, BS3, BS4, BS6 geschlossen und der fünfte und siebte Batterieschalter BS5, BS7 werden geöffnet.For the electric driving of the vehicle requires the high-voltage vehicle electrical system 4 of the vehicle, as already mentioned, as the vehicle electrical system voltage, the low electrical DC voltage Un, for example, 400 V. For this purpose, the battery switches BS1 to BS7 are switched such that the two sub-areas 2.1 . 2.2 the battery 2 electrically connected in parallel with the high-voltage vehicle electrical system 4 coupled to the vehicle, as in 4 shown. For this purpose, in the illustrated embodiment, the first, second, third, fourth and sixth battery switches BS1, BS2, BS3, BS4, BS6 are closed and the fifth and seventh battery switches BS5, BS7 are opened.
Um auch während des Ladens der Batterie 2 mit der hohen Gleichspannung Uh als Ladespannung das Hochvoltbordnetz 4 des Fahrzeugs mit elektrischer Energie versorgen zu können, weist das elektrische Antriebssystem 1 zudem einen Gleichspannungswandler 5 auf, welcher mit der Ladedose 3 verbunden ist und zur Batterie 2 elektrisch parallel geschaltet ist. Dieser Gleichspannungswandler 5, auch als DC-DC-Wandler bezeichnet, transformiert die hohe Ladespannung von beispielsweise 800 V auf die niedrige Bordnetzspannung von beispielsweise 400 V herunter.To even while charging the battery 2 with the high DC voltage Uh as charging voltage, the high-voltage on-board electrical system 4 to supply the vehicle with electrical energy, has the electric drive system 1 also a DC-DC converter 5 on which with the charging socket 3 is connected and to the battery 2 electrically connected in parallel. This DC-DC converter 5 , also referred to as a DC-DC converter, transforms the high charging voltage of, for example, 800 V down to the low vehicle electrical system voltage of, for example, 400 V.
Das elektrische Antriebssystem 1 gemäß 1 mit seinen unterschiedlichen Verschaltungsmöglichkeiten gemäß den 2 bis 4 ermöglicht das Laden der Batterie 2 mit der hohen Gleichspannung Uh von beispielsweise 800 V als Ladespannung, wodurch gegenüber dem Laden mit der bisher üblichen niedrigen Ladespannung von beispielsweise 400 V eine erhöhte Ladeleistung und dadurch eine geringere Ladezeit erreicht wird. Das Laden der Batterie 2 mit der niedrigen Gleichspannung Un als Ladespannung bleibt jedoch weiterhin möglich. Um dies zu ermöglichen, sind keine Änderungen an Komponenten des Hochvoltbordnetzes 4 erforderlich. Es sind jedoch Änderungen an zum Laden der Batterie 2 erforderlichen Komponenten erforderlich. Insbesondere ist die umfangreiche Schützmatrix erforderlich, um die Teilbereiche 2.1, 2.2 der Batterie 2, d. h. die Stränge der Batterie 2, in Abhängigkeit von der jeweiligen Betriebsart zu schalten. Als elektrische Voraussetzungen sind zudem eine Potentialtrennung zwischen der hohen Ladespannung von beispielsweise 800 V und der niedrigen Bordnetzspannung von beispielsweise 400 V und somit eine entsprechende Isolationskoordination sowie als Zusatzkomponente der potentialtrennende Gleichspannungswandler 5 erforderlich.The electric drive system 1 according to 1 with its different interconnection options according to the 2 to 4 allows charging the battery 2 with the high DC voltage Uh of, for example, 800 V as a charging voltage, which compared to the store with the usual low charging voltage of 400 V, for example, an increased charging power and thus a lower charging time is achieved. Charging the battery 2 However, with the low DC voltage Un as charging voltage remains possible. To make this possible, there are no changes to components of the high-voltage vehicle electrical system 4 required. However, there are changes to charge the battery 2 required components required. In particular, the extensive contactor matrix is required to cover the subregions 2.1 . 2.2 the battery 2 ie the strands of the battery 2 to switch depending on the respective operating mode. As electrical requirements are also a potential separation between the high charging voltage of, for example, 800 V and the low vehicle electrical system voltage of, for example, 400 V and thus a corresponding insulation coordination and as an additional component of the potential-separating DC-DC converter 5 required.
Die 5 bis 10 zeigen schematische Darstellungen einer weiteren Ausführungsform eines elektrischen Antriebssystems 1 für ein beispielsweise als Elektrofahrzeug, Hybridfahrzeug oder Brennstoffzellenfahrzeug ausgebildetes Fahrzeug und zugehöriger Betriebsarten. Diese Ausführungsform weist gegenüber der in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform erhebliche Vorteile auf, wie im Folgenden erläutert wird.The 5 to 10 show schematic representations of another embodiment of an electric drive system 1 for a vehicle designed for example as an electric vehicle, hybrid vehicle or fuel cell vehicle and associated operating modes. This embodiment has opposite to in the 1 to 4 illustrated embodiment, considerable advantages, as will be explained below.
Das elektrische Antriebssystem 1 gemäß diesen beiden vorteilhaften Ausführungsformen umfasst eine elektrische Antriebsmaschinenanordnung 6 zum Antrieb des Fahrzeugs und des Weiteren ebenfalls eine Batterie 2, insbesondere eine Hochvoltbatterie, d. h. einen elektrochemischen Energiespeicher, auch als Traktionsbatterie bezeichnet, zur elektrischen Energieversorgung der elektrische Antriebsmaschinenanordnung 6. Diese Batterie 2 ist aus mehreren elektrochemischen Einzelzellen und/oder mehreren Zellverbünden oder Zellpacks elektrochemischer Einzelzellen ausgebildet, so dass sie in zwei elektrochemische Teilbereiche 2.1, 2.2, auch als Batteriestränge bezeichnet, unterteilt werden kann, welche durch entsprechende elektrische Kontaktelemente der Batterie 2 jeweils elektrisch kontaktiert werden können. Im dargestellten Beispiel ist die Batterie 2 beispielsweise als eine Batterie 2 mit einer Gesamtspannung von 800 V ausgebildet und weist zwei Teilbereiche 2.1, 2.2 mit einer jeweiligen Teilbereichsspannung U1, U2 von 400 V auf. In anderen Ausführungsbeispielen können die Teilbereichsspannungen U1, U2 beispielsweise auch voneinander abweichende Werte einnehmen, wobei die Gesamtspannung der Batterie 2 dann ebenfalls die Summe der Teilbereichsspannungen U1, U2 ist.The electric drive system 1 According to these two advantageous embodiments, an electric drive machine arrangement comprises 6 for driving the vehicle and also a battery 2 , In particular, a high-voltage battery, ie an electrochemical energy storage, also referred to as a traction battery, for electrical power supply of the electric drive machine assembly 6 , This battery 2 is composed of several electrochemical single cells and / or more Cell networks or cell packs formed electrochemical single cells, so that they are divided into two electrochemical sections 2.1 . 2.2 , Also referred to as battery strings, can be divided, which by corresponding electrical contact elements of the battery 2 each can be contacted electrically. In the example shown, the battery is 2 for example as a battery 2 formed with a total voltage of 800 V and has two sections 2.1 . 2.2 with a respective partial range voltage U1, U2 of 400V. In other exemplary embodiments, the partial voltage ranges U1, U2 may also assume different values, for example, where the total voltage of the battery 2 then also the sum of the partial range voltages U1, U2.
Diese Batterie 2 weist somit zwar ebenfalls die beiden elektrochemischen Teilbereiche 2.1, 2.2 auf, ist jedoch gegenüber den in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform wesentlich einfacher ausgebildet, da die umfangreiche Schaltmatrix bzw. Schützmatrix mit vielen in oder an der Batterie 2 verbauten mechanischen Bauteilen nicht erforderlich ist. Dadurch werden eine signifikante Kostenreduktion und Komplexitätsreduktion erreicht. Dennoch ermöglicht auch diese Ausführungsform des elektrischen Antriebssystems 1 das Laden der Batterie 2 sowohl mit der hohen Gleichspannung Uh, welche der Gesamtspannung der Batterie 2 entspricht, als Ladespannung, insbesondere mehr als 400 V, beispielsweise 800 V, als auch mit der niedrigen Gleichspannung Un von beispielsweise 400 V als Ladespannung, welche der Teilbereichsspannung U1, U2 der Batterie 2 entspricht.This battery 2 Although thus also has the two electrochemical portions 2.1 . 2.2 is, however, opposite to in the 1 to 4 illustrated embodiment much simpler, since the extensive switching matrix or contactor matrix with many in or on the battery 2 installed mechanical components is not required. This achieves a significant cost reduction and complexity reduction. Nevertheless, this embodiment also makes possible the electric drive system 1 charging the battery 2 both with the high DC voltage Uh, which is the total voltage of the battery 2 corresponds, as a charging voltage, in particular more than 400 V, for example, 800 V, as well as with the low DC voltage Un, for example, 400 V as the charging voltage, which of the partial voltage U1, U2 of the battery 2 equivalent.
Die elektrische Antriebsmaschinenanordnung 6 weist zwei getrennte Drehstromsysteme 6.1, 6.2 auf, d. h. zwei getrennte Dreiphasensysteme. Jedes dieser Drehstromsysteme 6.1. 6.2 umfasst mindestens drei Wicklungen, welche jeweils einer elektrischen Phase zugeordnet sind. Die elektrische Antriebsmaschinenanordnung 6 umfasst beispielsweise eine einzelne elektrische Drehstrommaschine als elektrischen Antriebsmotor zum Antrieb des Fahrzeugs, welche beide voneinander getrennten Drehstromsysteme 6.1, 6.2 aufweist und welche somit als eine 2 × 3-Phasen-Drehstrommaschine ausgebildet ist, auch als 6-Phasen-Drehstrommaschine bezeichnet, oder die elektrische Antriebsmaschinenanordnung 6 umfasst zwei räumlich getrennte elektrische Drehstrommaschinen als elektrische Antriebsmotoren zum Antrieb des Fahrzeugs, welche jeweils eines der voneinander getrennten Drehstromsysteme 6.1, 6.2 aufweisen. Bei zwei räumlich getrennten elektrischen Drehstrommaschinen kann beispielsweise eine der elektrischen Drehstrommaschinen einem Frontantrieb und die andere elektrische Drehstrommaschine einem Heckantrieb des Fahrzeugs zugeordnet sein.The electric drive machine arrangement 6 has two separate three-phase systems 6.1 . 6.2 on, ie two separate three-phase systems. Each of these three-phase systems 6.1 , 6.2 comprises at least three windings, each associated with an electrical phase. The electric drive machine arrangement 6 includes, for example, a single electric three-phase machine as an electric drive motor for driving the vehicle, which both separate three-phase systems 6.1 . 6.2 and which is thus formed as a 2 × 3-phase rotary machine, also referred to as a 6-phase rotary machine, or the electric drive machine assembly 6 comprises two spatially separate electrical three-phase machines as electric drive motors for driving the vehicle, each of which is one of the separate three-phase systems 6.1 . 6.2 exhibit. In two spatially separate electric three-phase machines, for example, one of the electric three-phase machines can be assigned to a front-wheel drive and the other electric three-phase machine to a rear-wheel drive of the vehicle.
Das elektrische Antriebssystem 1 umfasst zudem zwei Inverter 7, 8, auch als Wechselrichter bezeichnet. Jeder dieser Inverter 7, 8 ist mit jeweils einem der Drehstromsysteme 6.1, 6.2 der elektrischen Antriebsmaschinenanordnung 6 elektrisch gekoppelt, d. h. das eine Drehstromsystem 6.1 ist mit seinen drei elektrischen Phasen mit dem einen Inverter 7 elektrisch gekoppelt und das andere Drehstromsystem 6.2 ist mit seinen drei elektrischen Phasen mit dem anderen Inverter 8 elektrisch gekoppelt. Somit sind die Wicklungen des einen Drehstromsystems 6.1 mit jeweils einer elektrischen Phase des einen Inverters 7 und die Wicklungen des anderen Drehstromsystems 6.2 mit jeweils einer elektrischen Phase des anderen Inverters 8 elektrisch gekoppelt. Die beiden Drehstromsysteme 6.1, 6.2 der elektrischen Antriebsmaschinenanordnung 6 werden somit von getrennten Invertern 7, 8 betrieben.The electric drive system 1 also includes two inverters 7 . 8th , also referred to as inverter. Each of these inverters 7 . 8th is with one of the three-phase systems 6.1 . 6.2 the electric drive machine assembly 6 electrically coupled, ie a three-phase system 6.1 is with its three electrical phases with one inverter 7 electrically coupled and the other three-phase system 6.2 is with its three electrical phases with the other inverter 8th electrically coupled. Thus, the windings of a three-phase system 6.1 each having an electrical phase of the one inverter 7 and the windings of the other three-phase system 6.2 each with an electrical phase of the other inverter 8th electrically coupled. The two three-phase systems 6.1 . 6.2 the electric drive machine assembly 6 are thus separated by inverters 7 . 8th operated.
Die beiden Inverter 7, 8 sind mit jeweils einem der elektrochemischen Teilbereiche 2.1, 2.2 der Batterie 2 elektrisch gekoppelt. D. h. der eine Inverter 7 ist mit dem einen Teilbereich 2.1 und der andere Inverter 8 mit dem anderen Teilbereich 2.2 der Batterie 2 elektrisch gekoppelt. Eine Gleichspannungsversorgung der Inverter 7, 8 erfolgt jeweils über Teilabgriffe der Batterie 2, d. h. über die elektrische Kopplung des jeweiligen Inverters 7, 8 mit jeweils einem Teilbereich 2.1, 2.2 der Batterie 2. Im dargestellten Beispiel, in welchem die Batterie 2, wie oben bereits beschrieben, als eine Batterie 2 mit einer Gesamtspannung von 800 V ausgebildet ist und zwei Teilbereiche 2.1, 2.2 mit einer jeweiligen Teilbereichsspannung U1, U2 von 400 V aufweist, kann somit der eine Inverter 7 mit 400 V des einen Teilbereichs 2.1, auch als untere 400 V der Batterie 2 bezeichnet (Teilbereich von 0 V–400 V), versorgt werden und der andere Inverter 8 mit 400 V des anderen Teilbereichs 2.2, auch als obere 400 V der Batterie 2 bezeichnet (Teilbereich von 400 V–800 V), versorgt werden. Die dargestellten Inverterschalter IS im jeweiligen Inverter 7, 8 sind zweckmäßigerweise als Halbleiterschalter ausgebildet. Durch die geringere Spannungsbeaufschlagung des jeweiligen Inverters 7, 8 können Halbleiter, d. h. Halbleiterschalter, mit einer geringeren Sperrfestigkeit im Vergleich zu einer Spannungsversorgung mit der Gesamtspannung der Batterie 2 verwendet werden.The two inverters 7 . 8th are each with one of the electrochemical sections 2.1 . 2.2 the battery 2 electrically coupled. Ie. the one inverter 7 is with the one section 2.1 and the other inverter 8th with the other section 2.2 the battery 2 electrically coupled. A DC power supply to the inverters 7 . 8th takes place via partial taps of the battery 2 , ie via the electrical coupling of the respective inverter 7 . 8th each with a subarea 2.1 . 2.2 the battery 2 , In the example shown, in which the battery 2 as already described above, as a battery 2 is formed with a total voltage of 800 V and two subregions 2.1 . 2.2 With a respective partial range voltage U1, U2 of 400 V, thus can an inverter 7 with 400 V of one subarea 2.1 , also as lower 400 V of the battery 2 (sub-range of 0 V-400 V), and the other inverter 8th with 400 V of the other subarea 2.2 , also as upper 400 V of the battery 2 designated (subrange of 400 V-800 V) to be supplied. The illustrated inverter switch IS in the respective inverter 7 . 8th are suitably designed as a semiconductor switch. Due to the lower voltage applied to the respective inverter 7 . 8th Semiconductors, ie semiconductor switches, with a lower blocking resistance compared to a voltage supply with the total voltage of the battery 2 be used.
Alternativ zur oben beschriebenen gleichmäßigen Aufteilung der Gesamtspannung der Batterie 2 auf die beiden Inverter 7, 8 und somit auf die beiden Drehstromsysteme 6.1, 6.2 kann auch eine Aufteilung in einem anderen Verhältnis erfolgen. Dies kann beispielsweise über eine Windungsanzahl der Wicklungen der Drehstromsysteme 6.1, 6.2 erfolgen. So kann beispielsweise für die gleichmäßige Aufteilung der Gesamtspannung vorgesehen sein, dass die Wicklungen der beiden Drehstromsysteme 6.1, 6.2 eine gleiche Windungsanzahl aufweisen. Für eine Aufteilung in einem anderen Verhältnis kann vorgesehen sein, dass die Wicklungen des einen Drehstromsystems 6.1 eine höhere oder geringere Windungsanzahl aufweisen als die Wicklungen des anderen Drehstromsystems 6.2.Alternatively to the above-described even distribution of the total voltage of the battery 2 on the two inverters 7 . 8th and thus on the two three-phase systems 6.1 . 6.2 can also a split into a different ratio. This can, for example, via a number of turns of the windings of the three-phase systems 6.1 . 6.2 respectively. Thus, for example, be provided for the uniform distribution of the total voltage that the windings of the two-phase systems 6.1 . 6.2 have an equal number of turns. For a breakdown in a different ratio can be provided that the windings of a three-phase system 6.1 have a higher or lower number of turns than the windings of the other three-phase system 6.2 ,
Zusätzlich zu den Invertern 7, 8 können auch Nebenverbraucher N1, N2 des Fahrzeugs, auch als Nebenaggregate bezeichnet, an jeweils einen Teilbereich 2.1, 2.2 der Batterie 2 elektrisch angeschlossen werden, wie in dem hier dargestellten Beispielen gemäß den 5 bis 10 gezeigt.In addition to the inverters 7 . 8th can also auxiliary consumers N1, N2 of the vehicle, also referred to as ancillary units, in each case a subarea 2.1 . 2.2 the battery 2 be electrically connected, as in the examples shown here according to the 5 to 10 shown.
Die Verwendung der beiden Inverter 7, 8 an den beiden Teilbereichen 2.1, 2.2 der Batterie 2, d. h. die elektrische Kopplung der Inverter 7, 8 mit jeweils einem Teilbereich 2.1, 2.2 der Batterie 2, ermöglicht, wie oben bereits beschrieben, die Verwendung von Halbleitern mit geringerer Sperrfestigkeit in den Invertern 7, B. Dadurch werden im Vergleich zur Verwendung von Halbleitern, die eine Spannung von 800 V sperren können, Verluste reduziert.The use of both inverters 7 . 8th at the two subareas 2.1 . 2.2 the battery 2 ie the electrical coupling of the inverters 7 . 8th each with a subarea 2.1 . 2.2 the battery 2 , as already described above, allows the use of semiconductors with lower blocking resistance in the inverters 7 , B. This reduces losses compared to the use of semiconductors that can block a voltage of 800V.
Des Weiteren ermöglicht es die beschriebene Lösung, in einem Teillastbereich der elektrischen Drehstrommaschine 6, beispielsweise während eines Teillastfahrbetriebs des Fahrzeugs, einen der beiden Inverter 7, 8 abzuschalten, wodurch Grundverluste dieses Inverters 7, 8 eliminiert werden. Zudem weist das elektrische Antriebssystem 1 durch die beiden getrennt bestrombaren Drehstromsysteme 6.1, 6.2 der Drehstrommaschine 6 sowie die beiden mit jeweils einem der Drehstromsysteme 6.1, 6.2 elektrisch gekoppelten Inverter 7, 8 und elektrochemischen Teilbereiche 2.1, 2.2 der Batterie 2 eine Redundanz auf, d. h. es sind zwei elektrische Teilantriebssysteme vorhanden, welche jeweils mit der niedrigen Teilbereichsspannung U1, U2 betrieben werden. Dadurch wird bei einem Fehler in einem dieser Teilantriebssysteme ein Notbetrieb ermöglicht, in welchem das Fahrzeug mit dem jeweils noch intakten Teilantriebssystem weiterhin bewegt werden kann, beispielsweise nach Hause, zu einer Werkstatt oder zu einem sicheren Abstellplatz für das Fahrzeug.Furthermore, the described solution makes it possible in a partial load range of the electric three-phase machine 6 For example, during a partial load driving operation of the vehicle, one of the two inverters 7 . 8th shut down, causing ground losses of this inverter 7 . 8th be eliminated. In addition, the electric drive system 1 through the two separately energized three-phase systems 6.1 . 6.2 the three-phase machine 6 as well as the two, each with one of the three-phase systems 6.1 . 6.2 electrically coupled inverter 7 . 8th and electrochemical sections 2.1 . 2.2 the battery 2 a redundancy, that is, there are two partial electric drive systems, which are each operated with the low range voltage U1, U2. As a result, emergency operation is made possible in the event of a fault in one of these partial drive systems, in which the vehicle can still be moved with the still intact partial drive system, for example home, to a workshop or to a secure parking space for the vehicle.
Die Verschaltung des jeweiligen Drehstromsystems 6.1, 6.2 mit dem jeweiligen Inverter 7, 8 erfolgt als Sternschaltung. Somit sind elektrische Phasen des jeweiligen Drehstromsystems 6.1, 6.2 als Sternschaltung verschaltet. Sternpunkte SP1, SP2 der beiden Sternschaltungen sind mit einer als fahrzeugexterne elektrische Gleichspannungsquelle ausgebildeten fahrzeugexternen elektrischen Energiequelle koppelbar, um dadurch das Laden der Batterie 2 mit einer Gleichspannung Uh, Un zu ermöglichen. Zweckmäßigerweise sind bei Verwendung der einzelnen Drehstrommaschine die beiden Sternpunkte SP1, SP2 zu diesem Zweck getrennt aus der einzelnen Drehstrommaschine herausgeführt und bei Verwendung der beiden räumlich getrennten Drehstrommaschinen ist zweckmäßigerweise der jeweilige Sternpunkt SP1, SP2 zu diesem Zweck aus der jeweiligen Drehstrommaschine herausgeführt.The interconnection of the respective three-phase system 6.1 . 6.2 with the respective inverter 7 . 8th takes place as a star connection. Thus, electrical phases of the respective three-phase system 6.1 . 6.2 interconnected as star connection. Neutral points SP1, SP2 of the two star circuits can be coupled to a vehicle-external electrical energy source designed as a vehicle-external electrical DC voltage source, thereby charging the battery 2 with a DC voltage Uh to enable Un. Conveniently, when using the single three-phase machine, the two star points SP1, SP2 led out separately for this purpose from the single three-phase machine and when using the two spatially separated three-phase machines expediently the respective star point SP1, SP2 led out for this purpose from the respective three-phase machine.
In den 6 bis 8 wird das Laden der Batterie 2 mit einer Gleichspannung Uh, Un gezeigt. Während dieses Ladens sind die Sternpunkte SP1, SP2 der beiden Sternschaltungen mit der als fahrzeugexterne elektrische Gleichspannungsquelle ausgebildeten fahrzeugexternen elektrischen Energiequelle gekoppelt. Dabei zeigt 6 das Laden der Batterie 2 mit einer hohen Gleichspannung Uh, welche der Gesamtspannung der Batterie 2 von Beispielsweise 800 V entspricht, und die 7 und 8 zeigen das Laden der Batterie 2 mit einer niedrigen Gleichspannung Un, welche der Teilbereichsspannung U1, U2 von beispielsweise 400 V und damit zweckmäßigerweise der Hälfte der Gesamtspannung der Batterie 2 entspricht. Das Laden der Batterie 2 mit der niedrigen Gleichspannung Un erfolgt in zwei Teilladevorgängen, wie später noch näher erläutert wird.In the 6 to 8th will charge the battery 2 with a DC voltage Uh, Un shown. During this charging, the neutral points SP1, SP2 of the two star circuits are coupled to the vehicle-external electrical energy source designed as a vehicle-external electrical DC voltage source. It shows 6 charging the battery 2 with a high DC voltage Uh, which is the total voltage of the battery 2 For example, corresponds to 800 V, and the 7 and 8th show the charging of the battery 2 with a low DC voltage Un, which of the partial range voltage U1, U2 of, for example, 400 V and thus expediently half of the total voltage of the battery 2 equivalent. Charging the battery 2 with the low DC voltage Un takes place in two partial charging operations, as will be explained in more detail later.
Bei der vorteilhaften Ausführungsform des elektrischen Antriebssystems 1 gemäß den 5 bis 10 kann zudem eine Schalteinheit 9 vorgesehen sein, mittels welcher die elektrochemischen Teilbereiche 2.1, 2.2 der Batterie 2 elektrisch in Reihe schaltbar oder voneinander elektrisch trennbar sind, wie in den 5 bis 10 gezeigt. Diese Schalteinheit 9 ist beispielsweise als ein Schütz oder als ein anderer Schalter ausgebildet. Ist diese Schalteinheit 9 vorhanden, so wird sie in einem Verfahren zum Betrieb des elektrischen Antriebssystems 1 in Abhängigkeit von einer jeweiligen Betriebsart des elektrischen Antriebssystems 1 geschlossen, um die elektrochemischen Teilbereiche 2.1, 2.2 der Batterie 2 elektrisch in Reihe zu schalten, oder geöffnet, um die elektrochemischen Teilbereiche 2.1, 2.2 der Batterie 2 elektrisch, insbesondere galvanisch, voneinander zu trennen.In the advantageous embodiment of the electric drive system 1 according to the 5 to 10 can also have a switching unit 9 be provided, by means of which the electrochemical sections 2.1 . 2.2 the battery 2 electrically switchable in series or are electrically separable from each other, as in the 5 to 10 shown. This switching unit 9 is designed, for example, as a contactor or as another switch. Is this switching unit 9 present, it is in a process for operating the electric drive system 1 depending on a respective operating mode of the electric drive system 1 closed to the electrochemical sections 2.1 . 2.2 the battery 2 electrically connected in series, or opened to the electrochemical sections 2.1 . 2.2 the battery 2 electrically, in particular galvanically separated from each other.
Die vorteilhafte Ausführungsform des elektrischen Antriebssystems 1 gemäß den 5 bis 10 ermöglicht es zudem, die Batterie 2 nicht nur an einer fahrzeugexternen elektrischen Energiequelle zu laden, welche die hohe Gleichspannung Uh von beispielsweise 800 V als Ladespannung zur Verfügung stellt, die der Gesamtspannung der Batterie 2 entspricht, oder welche die niedrige Gleichspannung Un von beispielsweise 400 V als Ladespannung zur Verfügung stellt, die der Teilbereichsspannung U1, U2 der Teilbereiche 2.1, 2.2 der Batterie 2 entspricht, d. h. an einer als fahrzeugexterne elektrische Gleichspannungsquelle ausgebildeten fahrzeugexternen elektrischen Energiequelle zu laden, sondern die Batterie 2 kann zudem auch an einer fahrzeugexternen elektrischen Energiequelle geladen werden, welche eine Wechselspannung Uw als Ladespannung zur Verfügung stellt, d. h. an einer als fahrzeugexterne elektrische Wechselspannungsquelle ausgebildeten fahrzeugexternen elektrischen Energiequelle.The advantageous embodiment of the electric drive system 1 according to the 5 to 10 it also allows the battery 2 not to load only on an external electric power source, which provides the high DC voltage Uh of, for example, 800 V as the charging voltage, the total voltage of the battery 2 corresponds, or which provides the low DC voltage Un, for example, 400 V as the charging voltage, that of the partial range voltage U1, U2 of the partial areas 2.1 . 2.2 the battery 2 corresponds, ie to load on a designed as a vehicle external electrical DC voltage source vehicle external electrical energy source, but the battery 2 In addition, it can also be charged to a vehicle-external electrical energy source which has an alternating voltage Uw as Charging voltage provides, ie on a vehicle external electrical AC voltage source formed external vehicle electrical energy source.
Um dies zu ermöglichen, umfasst dieses elektrische Antriebssystem 1 eine On-Board-Wechselspannungsladevorrichtung 10. Diese On-Board-Wechselspannungsladevorrichtung 10 ist als eine zweiphasige On-Board-Wechselspannungsladevorrichtung 10 ausgebildet, welche zwei zweckmäßigerweise isolierte Gleichspannungswandler 11, 12 aufweist, die mit jeweils einem der beiden elektrochemischen Teilbereiche 2.1, 2.2 der Batterie 2 elektrisch gekoppelt sind. Diese Gleichspannungswandler 11, 12 weisen beispielsweise jeweils ein Wandlerverhältnis von 2:1 auf. Sie sind im dargestellten Beispiel über eine Filtereinheit 13, welche mindestens einen Filter und einen Leistungsfaktorkorrekturfilter aufweist, mit einem wechselspannungsseitigen Eingang der On-Board-Wechselspannungsladevorrichtung 10 verbunden. Der Leistungsfaktorkorrekturfilter wird auch als Power Factor Correction oder Power Factor Compensation, abgekürzt PFC, bezeichnet.To make this possible, this electric drive system includes 1 an on-board AC charging device 10 , This on-board AC charging device 10 is as a two-phase on-board AC charging device 10 formed, which two expediently insulated DC-DC converter 11 . 12 having, in each case one of the two electrochemical portions 2.1 . 2.2 the battery 2 are electrically coupled. These DC-DC converters 11 . 12 For example, each have a conversion ratio of 2: 1. They are in the example shown via a filter unit 13 comprising at least one filter and a power factor correction filter with an AC side input of the on-board AC charging device 10 connected. The power factor correction filter is also referred to as Power Factor Correction or Power Factor Compensation, abbreviated to PFC.
Die 6 bis 10 zeigen die Ausführungsform des elektrischen Antriebssystems 1 in einer jeweiligen Betriebsart, wobei, falls in der jeweiligen Betriebsart vorhanden, eine jeweilige Ladespannung, ein jeweiliger Hauptanteil eines Ladestroms IL, ein jeweiliger Balancing-Strom IB und eine magnetische Leistungsübertragung L dargestellt sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß den 5 bis 10 ist zudem dem jeweiligen Teilbereich 2.1, 2.2 der Batterie 2 jeweils ein Zwischenkreiskondensator ZK1, ZK2 zugeordnet.The 6 to 10 show the embodiment of the electric drive system 1 in a respective operating mode, wherein, if present in the respective operating mode, a respective charging voltage, a respective main portion of a charging current IL, a respective balancing current IB and a magnetic power transmission L are shown. In the illustrated embodiment according to the 5 to 10 is also the respective subarea 2.1 . 2.2 the battery 2 each associated with a DC link capacitor ZK1, ZK2.
Die 6 bis 8 zeigen das Laden der Batterie 2 an einer fahrzeugexternen elektrischen Energiequelle, beispielsweise Ladestation, welche als eine Gleichspannungsquelle ausgebildet ist, d. h. welche eine Gleichspannung Uh, Un als Ladespannung zur Verfügung stellt. Zum Laden der Batterie 2 mit dieser Gleichspannung Uh, Un als Ladespannung wird diese elektrische Gleichspannungsquelle mit den beiden Sternpunkten SP1, SP2 der Antriebsmaschinenanordnung 6 verbunden, so dass die Gleichspannung Uh, Un als Ladespannung über die beiden Sternpunkte SP1, SP2 eingespeist wird, wodurch der Hauptanteil des Ladestroms IL über die beiden Inverter 7, 8 in die beiden Teilbereiche 2.1, 2.2 der Batterie 2 fließt.The 6 to 8th show the charging of the battery 2 at a vehicle external electrical energy source, for example, charging station, which is designed as a DC voltage source, ie which provides a DC voltage Uh, Un as a charging voltage available. To charge the battery 2 With this DC voltage Uh, Un as the charging voltage, this electric DC voltage source with the two star points SP1, SP2 of the engine assembly 6 connected, so that the DC voltage Uh, Un is charged as charging voltage via the two neutral points SP1, SP2, whereby the main portion of the charging current IL via the two inverters 7 . 8th into the two subareas 2.1 . 2.2 the battery 2 flows.
6 zeigt das Laden der Batterie 2 mit einer hohen Gleichspannung Uh als Ladespannung, welche der Gesamtspannung der Batterie 2 von beispielsweise 800 V entspricht. Um dieses Laden zu ermöglichen, wird die in diesem Ausführungsbeispiel des elektrischen Antriebssystems 1 vorhandene Schalteinheit 9 geschlossen, so dass die beiden Teilbereiche 2.1, 2.2 der Batterie 2 elektrisch in Reihe geschaltet sind. Die Inverterschalter IS oberer Halbbrücken OH1 des einen Inverters 7, hier des ersten Inverters 7, und die Inverterschalter IS unterer Halbbrücken UH2 des anderen Inverters 8, hier des zweiten Inverters 8, werden geschlossen, die anderen Inverterschalter IS bleiben geöffnet. Der Hauptanteil des Ladestroms IL fließt somit über die beiden Sternpunkte SP1, SP2 und die ihnen zugeordneten Inverter 7, 8 in die beiden Teilbereiche 2.1, 2.2 der Batterie 2. Das Balancing, d. h. ein Ausgleich der Ladestände der beiden Teilbereiche 2.1, 2.2, erfolgt über die zweiphasige On-Board-Wechselspannungsladevorrichtung 10, genauer gesagt über die magnetische Leistungsübertragung L in der On-Board-Wechselspannungsladevorrichtung 10. Die entsprechenden Balancing-Ströme IB sind in 6 dargestellt. 6 shows the charging of the battery 2 with a high DC voltage Uh as the charging voltage, which is the total voltage of the battery 2 of, for example, 800V. In order to enable this charging, the in this embodiment of the electric drive system 1 existing switching unit 9 closed, leaving the two sections 2.1 . 2.2 the battery 2 are electrically connected in series. The inverter switches IS upper half-bridges OH1 of one inverter 7 , here the first inverter 7 , and the inverter switches IS lower half bridges UH2 of the other inverter 8th , here the second inverter 8th , are closed, the other inverter switches IS remain open. The main portion of the charging current IL thus flows through the two star points SP1, SP2 and their associated inverter 7 . 8th into the two subareas 2.1 . 2.2 the battery 2 , The balancing, ie a compensation of the charge levels of the two sections 2.1 . 2.2 , via the two-phase on-board AC charging device 10 More specifically, about the magnetic power transmission L in the on-board AC charging device 10 , The corresponding balancing currents IB are in 6 shown.
Die 7 und 8 zeigen das Laden der Batterie 2 mit einer niedrigen Gleichspannung Un als Ladespannung, welche der Teilbereichsspannung U1, U2 von beispielsweise 400 V und somit zweckmäßigerweise der Hälfte der Gesamtspannung der Batterie 2 von beispielsweise 800 V entspricht. Um dieses Laden zu ermöglichen, wird die in diesem Ausführungsbeispiel des elektrischen Antriebssystems 1 vorhandene Schalteinheit 9 geschlossen, so dass die beiden Teilbereiche 2.1, 2.2 der Batterie 2 elektrisch in Reihe geschaltet sind.The 7 and 8th show the charging of the battery 2 with a low DC voltage Un as a charging voltage, which of the partial voltage range U1, U2 of, for example, 400 V and thus expediently half of the total voltage of the battery 2 of, for example, 800V. In order to enable this charging, the in this embodiment of the electric drive system 1 existing switching unit 9 closed, leaving the two sections 2.1 . 2.2 the battery 2 are electrically connected in series.
Das Laden der Batterie 2 mit der niedrigen Gleichspannung Un als Ladespannung erfolgt in zwei Teilladevorgängen. Der eine Teilladevorgang ist in 7 gezeigt und der andere Teilladevorgang in 8. Diese Teilladevorgänge werden nacheinander durchgeführt, beispielsweise jeweils einmal oder mehrfach abwechselnd. Die Teilladevorgänge können dabei in der Reihenfolge gemäß 7 und 8 oder in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden.Charging the battery 2 with the low DC voltage Un as the charging voltage takes place in two partial charging operations. The one partial charge is in 7 shown and the other part loading in 8th , These partial charging operations are carried out one after the other, for example alternately once or several times. The partial load operations can be carried out in the order according to 7 and 8th or in reverse order.
In dem einen Teilladevorgang, dargestellt in 7, werden die Inverterschalter IS der oberen Halbbrücken OH1, OH2 der beiden Inverter 7, 8 geschlossen, die anderen Inverterschalter IS bleiben geöffnet. Der Hauptanteil des Ladestroms IL fließt somit über die beiden Sternpunkte SP1, SP2 und die ihnen zugeordneten Inverter 7, 8 in den ersten Teilbereich 2.1 der Batterie 2, wodurch dieser erste Teilbereich 2.1 geladen wird.In the one partial loading, shown in 7 , the inverter switches IS the upper half-bridges OH1, OH2 of the two inverters 7 . 8th closed, the other inverter switches IS remain open. The main portion of the charging current IL thus flows through the two star points SP1, SP2 and their associated inverter 7 . 8th in the first section 2.1 the battery 2 , making this first subarea 2.1 is loaded.
In dem anderen Teilladevorgang, dargestellt in 8, werden die Inverterschalter IS der unterer Halbbrücken UH1, UH2 der beiden Inverter 7, 8 geschlossen, die anderen Inverterschalter IS bleiben geöffnet. Der Hauptanteil des Ladestroms IL fließt somit über die beiden Sternpunkte SP1, SP2 und die ihnen zugeordneten Inverter 7, 8 in den zweiten Teilbereich 2.2 der Batterie 2, wodurch dieser zweite Teilbereich 2.2 geladen wird. Das Balancing, d. h. der Ausgleich der Ladestände der beiden Teilbereiche 2.1, 2.2, erfolgt über ein vorteilhafterweise mehrfaches Umschalten zwischen den beiden Teilladevorgängen, d. h. über ein entsprechendes Tastverhältnis zwischen den beiden Teilladevorgängen, und/oder über eine Ladestromregelung der Inverter 7, 8.In the other part loading process, shown in 8th , the inverter switches IS the lower half-bridges UH1, UH2 of the two inverters 7 . 8th closed, the other inverter switches IS remain open. The main portion of the charging current IL thus flows through the two star points SP1, SP2 and their associated inverter 7 . 8th in the second subarea 2.2 the battery 2 , making this second subarea 2.2 is loaded. The balancing, ie the Compensation of the charge levels of the two subareas 2.1 . 2.2 , takes place via an advantageously multiple switching between the two partial charging operations, ie via a corresponding duty cycle between the two partial charging operations, and / or via a charging current control of the inverter 7 . 8th ,
9 zeigt das Laden der Batterie 2 an einer als elektrische Wechselspanungsquelle ausgebildeten fahrzeugexternen elektrischen Energiequelle, beispielsweise Ladestation, welche die Wechselspannung Uw als Ladespannung zur Verfügung stellt. Um dieses Laden zu ermöglichen, wird die in diesem Ausführungsbeispiel des elektrischen Antriebssystems 1 vorhandene Schalteinheit 9 geöffnet, so dass die beiden Teilbereiche 2.1, 2.2 der Batterie 2 voneinander getrennt sind. 9 shows the charging of the battery 2 on a vehicle external electrical energy source, for example charging station, which is designed as an electrical alternating voltage source and provides the alternating voltage Uw as the charging voltage. In order to enable this charging, the in this embodiment of the electric drive system 1 existing switching unit 9 opened so that the two subareas 2.1 . 2.2 the battery 2 are separated from each other.
Die Wechselspannung Uw wird in die On-Board-Wechselspannungsladevorrichtung 10 eingespeist, d. h. die fahrzeugexterne elektrische Energiequelle wird mit der On-Board-Wechselspannungsladevorrichtung 10 gekoppelt. In der On-Board-Wechselspannungsladevorrichtung 10 wird diese Wechselspannung Uw in die niedrige Gleichspannung Un, welche der Teilbereichsspannung U1, U2 von beispielsweise 400 V und somit zweckmäßigerweise der Hälfte der Gesamtspannung der Batterie 2 von beispielsweise 800 V entspricht, umgewandelt und damit wird der jeweilige Teilbereich 2.1, 2.2 der Batterie 2 geladen. Entsprechende Hauptanteile der Ladeströme IL sind in 9 dargestellt. Das Balancing, d. h. der Ausgleich der Ladestände der beiden Teilbereiche 2.1, 2.2, erfolgt über eine Ladestromregelung der beiden Gleichspannungswandlerphasen der On-Board-Wechselspannungsladevorrichtung 10.The AC voltage Uw is in the on-board AC charging device 10 fed, ie the vehicle external electric power source is connected to the on-board AC charger 10 coupled. In the on-board AC charging device 10 is this AC voltage Uw in the low DC voltage Un, which of the partial range voltage U1, U2, for example, 400 V, and thus conveniently half of the total voltage of the battery 2 of, for example, 800 V, converted and thus becomes the respective subarea 2.1 . 2.2 the battery 2 loaded. Corresponding main components of the charging currents IL are in 9 shown. The balancing, ie the compensation of the charge levels of the two subareas 2.1 . 2.2 , via a charging current control of the two DC voltage converter phases of the on-board AC charging device 10 ,
10 zeigt das elektrische Antriebssystem 1 während eines elektrischen Fahrbetriebs des Fahrzeugs. Zur Durchführung dieses elektrischen Fahrbetriebs wird die in diesem Ausführungsbeispiel des elektrischen Antriebssystems 1 vorhandene Schalteinheit 9 geöffnet, wodurch die beiden Teilbereiche 2.1, 2.2 elektrisch voneinander getrennt sind. Das Balancing, d. h. der Ausgleich der Ladestände der beiden Teilbereiche 2.1, 2.2, erfolgt über eine Ladestromregelung der beiden Gleichspannungswandlerphasen der On-Board-Wechselspannungsladevorrichtung 10. Beide elektrische Teilantriebssysteme sind redundant und ermöglichen somit eine Weiterfahrt im Fehlerfall eines der Teilantriebssysteme oder eines der Teilbereiche 2.1, 2.2 der Batterie 2. 10 shows the electric drive system 1 during an electric driving operation of the vehicle. To carry out this electrical driving operation is in this embodiment of the electric drive system 1 existing switching unit 9 opened, reducing the two subregions 2.1 . 2.2 are electrically isolated from each other. The balancing, ie the compensation of the charge levels of the two subareas 2.1 . 2.2 , via a charging current control of the two DC voltage converter phases of the on-board AC charging device 10 , Both electric partial drive systems are redundant and thus enable further travel in case of failure of one of the partial drive systems or one of the partial areas 2.1 . 2.2 the battery 2 ,
Wie aus den 9 und 10 ersichtlich, sind die Sternpunkte SP1, SP2 während des Ladens der Batterie 2 an der als elektrische Wechselspanungsquelle ausgebildeten fahrzeugexternen elektrischen Energiequelle, welche die Wechselspannung Uw als Ladespannung zur Verfügung stellt, sowie während des elektrischen Fahrbetriebs des Fahrzeugs offen, d. h. sie sind nicht mit der als elektrische Gleichspannungsquelle ausgebildeten fahrzeugexternen elektrischen Energiequelle und auch nicht miteinander verbunden.Like from the 9 and 10 can be seen, the star points SP1, SP2 during charging of the battery 2 on the electrical external power source designed as an electrical alternating voltage source, which provides the alternating voltage Uw as a charging voltage, as well as during the electric driving operation of the vehicle, ie they are not connected to the vehicle external electrical energy source and also not connected to the electrical DC voltage source.
Der Schalter 9 in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel des elektrischen Antriebssystems 1 gemäß den 5 bis 10 kann durch eine dauerhafte Verbindung ersetzt werden, wenn beide Teilbereichssysteme des elektrischen Antriebssystems 1, d. h. die den beiden Teilbereichen 2.1, 2.2 der Batterie 2 zugeordneten Komponenten des elektrischen Antriebssystems 1, auf eine Schutzisolation für die hohe Gleichspannung Uh ausgelegt sind, beispielsweise für eine 800 V-Schutzisolation. D. h. bei einem solchen, hier nicht dargestellten, Ausführungsbeispiel des elektrischen Antriebssystems 1 ist dann eine nicht schaltbare Verbindung zwischen den beiden elektrochemischen Teilbereichen 2.1, 2.2 der Batterie 2 vorgesehen. Das oben beschriebene jeweilige Öffnen oder Schließen der Schalteinheit 9 würde dann entfallen.The desk 9 in the embodiment of the electric drive system shown here 1 according to the 5 to 10 can be replaced by a permanent connection, if both subsystem of the electric drive system 1 ie the two subareas 2.1 . 2.2 the battery 2 associated components of the electric drive system 1 , are designed for a protective insulation for the high DC voltage Uh, for example, for a 800 V protective insulation. Ie. in such, not shown here, embodiment of the electric drive system 1 is then a non-switchable connection between the two electrochemical sections 2.1 . 2.2 the battery 2 intended. The above-described respective opening or closing of the switching unit 9 would then be omitted.
Ist diese Schalteinheit 9 vorhanden, wie im hier dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß 5, beispielsweise weil die Schutzisolation nur auf die niedrige Gleichspannung Un von beispielsweise 400 V ausgelegt ist, so wird die Schalteinheit 9 zum elektrischen Laden der Batterie 2 mit der Wechselspannung Uw als Ladespannung und für den elektrischen Fahrbetrieb des Fahrzeugs geöffnet und zum elektrischen Laden der Batterie 2 mit der Gleichspannung Uh, Un, d. h. mit der hohen oder niedrigen Gleichspannung Uh, Un, als Ladespannung wird die Schalteinheit 9 geschlossen, wie oben bereits beschrieben und in den 6 bis 10 gezeigt. Durch die Schalteinheit 9, genauer gesagt durch das Öffnen der Schalteinheit 9, entstehen zwei Teilsysteme, jeweils mit der niedrigen Gleichspannung Un von beispielsweise 400 V als Betriebsspannung.Is this switching unit 9 present, as in the embodiment shown here according to 5 For example, because the protective insulation is designed only for the low DC voltage Un, for example, 400 V, so the switching unit 9 for charging the battery electrically 2 with the AC voltage Uw as charging voltage and for the electric driving operation of the vehicle open and for electrically charging the battery 2 with the DC voltage Uh, Un, ie with the high or low DC voltage Uh, Un, as the charging voltage is the switching unit 9 closed, as already described above and in the 6 to 10 shown. Through the switching unit 9 more precisely by opening the switching unit 9 , arise two subsystems, each with the low DC voltage Un, for example, 400 V as the operating voltage.
Durch die anhand der 5 bis 10 beschriebene Lösung kann das Laden der Batterie 2 mit einer Gleichspannung Uh, Un als Ladespannung auf einfache Weise und ohne aufwändige Zusatzkomponenten realisiert werden, denn über die Sternpunkte SP1, SP2 kann entweder die niedrige Gleichspannung Un von beispielsweise 400 V, welche der Teilbereichsspannung U1, U2 entspricht, als Ladespannung eingespeist werden, oder es kann durch Reihenschaltung beider Teilbereiche 2.1, 2.2 der Batterie 2 das Doppelte der Teilbereichsspannung U1, U2, d. h. die hohe Gleichspannung Uh, welche der Gesamtspannung der Batterie 2 entspricht, als Ladespannung über die Sternpunkte SP1, SP2 eingespeist werden.By the basis of the 5 to 10 described solution may be charging the battery 2 with a DC voltage Uh, Un as a charging voltage in a simple manner and without complex additional components can be realized, because of the star points SP1, SP2 either the low DC voltage Un, for example, 400 V, which corresponds to the partial range voltage U1, U2, are fed as a charging voltage, or It can be done by series connection of both sections 2.1 . 2.2 the battery 2 twice the partial range voltage U1, U2, ie the high DC voltage Uh, which is the total voltage of the battery 2 corresponds to be fed as charging voltage via the star points SP1, SP2.
Durch die anhand der 5 bis 10 beschriebenen Lösung wird es insbesondere ermöglicht, Ladungsunterschiede zwischen den beiden Teilbereichen 2.1, 2.2 der Batterie 2 auszugleichen. Dadurch kann es vermieden werden, dass die Teilbereiche 2.1, 2.2 unterschiedlich geladen sind und unterschiedliche Teilbereichsspannungen U1, U2 aufweisen. Auf diese Weise werden insbesondere unkontrollierte Ausgleichsströme und somit Energieverluste sowie eine Alterung oder Zerstörung von Bauteilen, insbesondere Relais, vermieden.By the basis of the 5 to 10 In particular, the solution described makes it possible to have charge differences between the two some areas 2.1 . 2.2 the battery 2 compensate. As a result, it can be avoided that the subregions 2.1 . 2.2 are loaded differently and have different partial range voltages U1, U2. In this way, in particular uncontrolled compensation currents and thus energy losses as well as aging or destruction of components, in particular relays, are avoided.
Für das Laden der Batterie 2 mittels der anhand der 5 bis 10 beschriebenen Lösung, insbesondere für das Laden mit der hohen Gleichspannung Uh von beispielsweise 800 V, ist die komplizierte Schützmatrix der in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform nicht erforderlich. Falls, wie oben beschrieben, die Schutzisolation der den beiden Teilbereichen 2.1, 2.2 zugeordneten Komponenten auf die hohe Gleichspannung Uh ausgelegt ist, kann auch die Schalteinheit 9 entfallen und durch eine dauerhafte Verbindung ersetzt werden, so dass für das Laden der Batterie 2 mit der hohen Gleichspannung Uh als Ladespannung im Vergleich zu den anderen oben beschriebenen Ladearten keine zusätzlichen Schalter erforderlich sind.For charging the battery 2 by means of the 5 to 10 described solution, in particular for charging with the high DC voltage Uh of 800 V, for example, is the complicated contactor matrix in the 1 to 4 not shown embodiment required. If, as described above, the protective insulation of the two sub-areas 2.1 . 2.2 assigned components is designed for the high DC voltage Uh, can also be the switching unit 9 eliminated and replaced by a permanent connection, allowing for charging the battery 2 with the high DC voltage Uh as the charging voltage compared to the other types of charging described above no additional switches are required.
Des Weiteren kann bei der anhand der 5 bis 10 beschriebenen Lösung eine Gleichspannungsschützbox entfallen, d. h. es können beispielsweise die in 1 dargestellten Ladeschütze LS entfallen, da der Strom über die Inverter 7, 8 kontrolliert werden kann.Furthermore, in the case of the 5 to 10 solution described a DC contactor omitted, ie, for example, in 1 Charging contactors LS are omitted as the current through the inverter 7 . 8th can be controlled.
Zudem können bei dieser Lösung im Vergleich zu einem Wechselspannungsinverterladen aufgrund der hohen Taktfrequenz der Inverter 7, 8 Filteraufwände reduziert werden.In addition, in this solution compared to an AC inverter charging due to the high clock frequency of the inverter 7 . 8th Filter expenses are reduced.
Des Weiteren können mittels dieser Lösung bei einem Betrieb mit der niedrigen Gleichspannung Un, d. h. beispielsweise beim Laden mit der niedrigen Gleichspannung Un als Ladespannung, während eines Fahrbetriebs und/oder beim Laden mit der Wechselspannung Uw als Ladespannung, die in die niedrige Gleichspannung Un umgewandelt wird, unkontrollierte Ausgleichsströme vermieden werden. Umladeströme zum Batteriebalancing, d. h. die Balancing-Ströme IB, können jederzeit kontrolliert werden und, wenn erforderlich, gestoppt werden.Furthermore, by means of this solution in a operation with the low DC voltage Un, d. H. for example, when charging with the low DC voltage Un as a charging voltage during a driving operation and / or when charging with the AC voltage Uw as a charging voltage that is converted into the low DC voltage Un, uncontrolled compensation currents are avoided. Recharge currents for battery balancing, d. H. the balancing currents IB, can be controlled at any time and, if necessary, stopped.
Bei der anhand der 5 bis 10 beschriebenen Lösung ist zudem nur die On-Board-Wechselspannungsladevorrichtung 10 mit den beiden Gleichspannungswandlern 11, 12 erforderlich. Ein zusätzlicher Gleichspannungswandler, welcher beispielsweise die hohe Gleichspannung Uh von beispielsweise 800 V auf die niedrige Gleichspannung Un von beispielsweise 400 V wandelt, ist nicht erforderlich.When using the 5 to 10 also described solution is also only the on-board AC charging device 10 with the two DC-DC converters 11 . 12 required. An additional DC-DC converter, which converts, for example, the high DC voltage Uh of, for example, 800 V to the low DC voltage Un of, for example, 400 V, is not required.
Des Weiteren entsteht durch diese Lösung auch kein Mehraufwand in der On-Board-Wechselspannungsladevorrichtung 10, da ohnehin ein Einsatz einer solchen als zweiphasiger Lader ausgebildeten On-Board-Wechselspannungsladevorrichtung 10 in Fahrzeugen vorgesehen ist.Furthermore, this solution also does not result in additional expenditure in the on-board AC charging device 10 , since anyway a use of such designed as a two-phase charger on-board AC charging device 10 is provided in vehicles.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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11
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Antriebssystemdrive system
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22
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Batteriebattery
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2.1, 2.22.1, 2.2
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Teilbereichsubregion
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33
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Ladedosecharging socket
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44
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HochvoltbordnetzHigh-voltage onboard network
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55
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GleichspannungswandlerDC converter
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66
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AntriebsmaschinenanordnungArray of prime movers
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6.1, 6.26.1, 6.2
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DrehstromsystemThree-phase system
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7, 87, 8
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Inverterinverter
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99
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Schalteinheitswitching unit
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1010
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On-Board-WechselspannungsladevorrichtungOn-board AC power charger
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11, 1211, 12
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Gleichspannungswandler der WechselspannungsladevorrichtungDC-DC converter of the AC charging device
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1313
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Filtereinheitfilter unit
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BS1 bis BS7BS1 to BS7
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batterieinterne Schalter, Batterieschalterinternal battery switch, battery switch
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IBIB
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Balancing-StromBalancing power
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ILIL
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Ladestromcharging current
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ISIS
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Inverterschalterinverter switch
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LL
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Leistungsübertragungpower transmission
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LSLS
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Ladeschützcharging switch
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N1, N2N1, N2
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NebenverbraucherIn addition to consumer
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OH1, OH2OH1, OH2
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obere Halbbrückenupper half bridges
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UH1, UH2UH1, UH2
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untere Halbbrückenlower half bridges
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SP1, SP2SP1, SP2
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Sternpunktstar point
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U1, U2U1, U2
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TeilbereichsspannungSubregion voltage
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UhUh
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hohe Gleichspannunghigh DC voltage
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UnU.N
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niedrige Gleichspannunglow DC voltage
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Uwuw
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WechselspannungAC
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ZK1, ZK2ZK1, ZK2
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ZwischenkreiskondensatorLink capacitor
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 102015014612 A1 [0002] DE 102015014612 A1 [0002]
