DE102016223061A1 - Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung, sowie Kraftfahrzeug - Google Patents

Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung, sowie Kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer zum Antreiben des Kraftfahrzeugs ausgebildeten elektrischen Maschine (2), welche einen Stator (7) mit wenigstens einer Spule (14) zur Erzeugung eines magnetischen Feldes und einen relativ zu dem Stator (7) und dabei um eine Drehachse (9) drehbaren Rotor (8) umfasst, wobei eine Sicherheitseinrichtung (11) mit wenigstens einem bei einem Unfall des Kraftfahrzeugs aus einer Passivstellung (19) in eine Kurzschlussstellung (20) bewegbaren Kurzschlusselement (12) vorgesehen ist, mittels welchem in der Kurzschlussstellung ein Kurzschluss an der wenigstens einen Spule (14) erzeugbar ist. Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Antriebseinrichtung (1) sowie ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Antriebseinrichtung (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung, sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Antriebseinrichtung.
  • Derartige Antriebseinrichtungen für Kraftfahrzeuge sind beispielsweise aus der Fahrzeug-Serienherstellung bereits hinlänglich bekannt. Eine solche Antriebseinrichtung umfasst wenigstens eine elektrische Maschine zum Antreiben des jeweiligen Kraftfahrzeugs. Hierzu ist die elektrische Maschine beispielsweise in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar, mittels welchem wenigstens ein Rad und somit beispielsweise das Kraftfahrzeug insgesamt antreibbar sind.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebseinrichtung, ein Verfahren, sowie ein Kraftfahrzeug zu schaffen, sodass sich ein besonders sicherer Betrieb des Kraftfahrzeugs realisieren lässt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8, sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer zum Antreiben des Kraftfahrzeugs ausgebildeten elektrischen Maschine, welche einen Stator mit wenigstens einer Spule zur Erzeugung eines magnetischen Feldes und einen relativ zu dem Stator und dabei um eine Drehachse drehbaren Rotor umfasst. Zum Antreiben des Kraftfahrzeugs ist die elektrische Maschine beispielsweise in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar, mittels welchem wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs und somit beispielsweise das Kraftfahrzeug insgesamt elektrisch antreibbar ist. Wird das Kraftfahrzeug beispielsweise mittels der elektrischen Maschine angetrieben, so dreht sich währenddessen der Rotor um die Drehachse und dabei relativ zu dem Stator. Die Spule kann auch als sogenannte Erregerwicklung bezeichnet werden.
  • Um nun einen besonders sicheren Betrieb des Kraftfahrzeugs realisieren zu können, ist erfindungsgemäß eine Sicherheitseinrichtung mit wenigstens einem bei einem Unfall des Kraftfahrzeugs aus einer Passivstellung in eine Kurzschlussstellung bewegbaren Kurzschlusselement vorgesehen, mittels welchem in der Kurzschlussstellung ein Kurzschluss an der wenigstens einen Spule erzeugbar ist. Mit anderen Worten, kann beispielsweise die elektrische Maschine zunächst in Betrieb sein, wobei bei einem Unfall des Kraftfahrzeugs das Kurzschlusselement aus der Passivstellung in die Kurzschlussstellung bewegt wird. Durch das Erzeugen des Kurzschlusses an der wenigstens einen Spule kann ein ungewolltes Induzieren einer Spannung nach dem Unfall, also eine Spannungsinduktion, infolge einer Relativdrehung zwischen dem Rotor und dem Stator zumindest weitgehend unterbunden werden. Somit kann in vorteilhafter Weise nach dem Unfall zumindest weitgehend ausgeschlossen werden, dass durch den unter Umständen trotz des Unfalls weiterhin rotierenden Rotor bei einem gleichzeitigen Versagen einer aktiven Kurzschlussschaltung eines Hochvolt-Sicherheitssystems der Antriebseinrichtung und zusätzlich oder alternativ des Kraftfahrzeugs, gefährliche Hochvoltspannung induziert wird. Eine derartige ungewollte Spannungsinduktion könnte ohne das Kurzschlusselement bei einem sogenannten Generatorbetrieb der elektrischen Maschine auftreten, wenn beispielsweise ein nach dem Unfall weiter drehendes, mit dem Rotor gekoppeltes Rad des Kraftfahrzeugs den Rotor antreibt. Zu einem derartigen Generatorbetrieb könnte es beispielsweise bei einem unerwünschten Wegrollen des Kraftfahrzeugs nach dem Unfall kommen, um nur ein Beispiel zu nennen. Durch das Kurzschlusselement in dessen Kurzschlussstellung kann der besagte Generatorbetrieb der elektrischen Maschine zumindest weitgehend unterbunden werden.
  • Der Erfindung liegt also die Erkenntnis zugrunde, dass, falls nach dem Unfall beispielsweise kein Abbremsen des Kraftfahrzeugs durch eine Bremsvorrichtung erfolgt, der Rotor im Generatorbetrieb der elektrischen Maschine weiterhin in unkontrollierter Rotation relativ zu dem Stator verbleiben oder gelangen kann und dadurch eine ebenso unkontrollierte Spannungsinduktion auftreten kann.
  • Das Kurzschlusselement ermöglicht in vorteilhafter Weise auch in dessen Kurzschlussstellung ein Drehen des Rotors relativ zu dem Stator, sodass auch nach einem etwaigen Unfall ein Wegschieben des Kraftfahrzeugs, beispielsweise zum Sichern einer Unfallstelle möglich ist. Durch das Erzeugen des Kurzschlusses kann ein Wegschieben nach dem Unfall sogar erleichtert werden, da ein Erzeugen eines etwaigen, in einem Generatorbetrieb dem Wegschieben entgegenwirkenden Widerstandsmoments an der Welle durch den Kurzschluss wenigstens weitgehend oder sogar vollständig verhindert werden kann.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind in der Kurzschlussstellung jeweilige Spulenenden der wenigstens einen Spule mittels des Kurzschlusselements leitend verbunden. Dies ist von Vorteil, da hierdurch jeweilige Spulenwicklungen der Spule wirksam überbrückt werden können. Dadurch kann ein Stromfluss durch die Spule unterbunden werden. Allgemein kann die Induktion von Hochvoltspannungen, welche größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, sein können, sicher vermieden werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine zumindest in der Passivstellung gespannte Federeinrichtung vorgesehen, mittels welcher das Kurzschlusselement aus der Passivstellung in die Kurzschlussstellung bewegbar ist. Zumindest in der Passivstellung kann die Federeinrichtung eine Federkraft bereitstellen, mittels welcher das Kurzschlusselement bei dem Unfall aus der Passivstellung in die Kurzschlussstellung bewegt werden kann. Bei dieser mittels der Federkraft bewirkten Bewegung des Kurzschlusselements aus der Passivstellung in die Kurzschlussstellung entspannt sich die Federeinrichtung zumindest teilweise. Um die Federeinrichtung in der Passivstellung des Kurzschlusselements gespannt zu halten, kann wenigstens ein Verriegelungselement vorgesehen sein. Das Verriegelungselement kann dabei aus einer Verriegelungsstellung in eine Freigabestellung bewegbar sein. In der Verriegelungsstellung ist die Federeinrichtung mittels des Verriegelungselements gespannt gehalten. Wird das Verriegelungselement beispielsweise unfallbedingt aus der Verriegelungsstellung in die Freigabestellung bewegt, so kann sich die Federeinrichtung entspannen und dadurch das Kurzschlusselement aus der Passivstellung in die Kurzschlussstellung bewegen. Eine derartige Federeinrichtung kann besonders einfach aufgebaut und dementsprechend wenig anfällig für etwaige, unfallbedingte Störungen sein. Dies stellt auch bei einem etwaigen Unfall eine Einsatzbereitschaft der Federeinrichtung zumindest weitgehend sicher.
  • Zum Bewegen des Verriegelungselements aus der Verriegelungsstellung in die Freigabestellung kann beispielsweise wenigstens ein Stellglied vorgesehen sein, welches beispielsweise als pneumatisch und zusätzlich oder alternativ hydraulisch und zusätzlich oder alternativ elektrisch betreibbares Stellglied ausgebildet sein kann. Insbesondere kann das Stellglied beispielsweise als pyrotechnisches Stellglied, ausgebildet sein, mittels welchem das Verriegelungselement besonders schnell aus der Verriegelungsstellung in die Freigabestellung bewegt werden kann.
  • Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass das Verriegelungselement mittels einer direkt auf das Verriegelungselement wirkenden und aus dem Unfall des Kraftfahrzeugs resultierenden Beschleunigung aus der Verriegelungsstellung in die Freigabestellung bewegbar ist. Dadurch können zusätzliche Stellglieder zum Bewegen des Kurzschlusselements vermieden werden.
  • Darunter, dass das Kurzschlusselement bei einem Unfall des Kraftfahrzeugs aus der Passivstellung in die Kurzschlussstellung bewegbar ist, ist zu verstehen, dass das Kurzschlusselement beispielsweise aus der Passivstellung in die Kurzschlussstellung bewegt wird, wenn der genannte Unfall tatsächlich auftritt. Somit wird das Kurzschlusselement beispielsweise während des Unfalls beziehungsweise nach Beginn des Unfalls aus der Passivstellung in die Kurzschlussstellung bewegt.
  • Ferner kann darunter, dass das Kurzschlusselement bei dem Unfall aus der Passivstellung in die Kurzschlussstellung bewegbar ist, verstanden werden, dass das Kurzschlusselement zeitlich vor dem tatsächlichen Eintreten des Unfalls, das heißt zeitlich vor dem eigentlichen Beginn des Unfalls aus der Passivstellung in die Kurzschlussstellung bewegt wird. Hierzu ist beispielsweise eine Sensoreinrichtung vorgesehen, mittels welcher wenigstens eine den Unfall charakterisierende Messgröße erfassbar ist. Anhand der Messgröße wird beispielsweise eine Wahrscheinlichkeit berechnet, mit der es in naher Zukunft zu dem Unfall des Kraftfahrzeugs kommt. Überschreitet die berechnete Wahrscheinlichkeit einen vorgebbaren Schwellenwert, so wird die Sicherheitseinrichtung ausgelöst, sodass das Kurzschlusselement, insbesondere zeitlich vor dem tatsächlichen Beginn des Unfalls, aus der Passivstellung in die Kurzschlussstellung bewegt wird.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens ein pyrotechnischer Aktor vorgesehen, mittels welchem das Kurzschlusselement aus der Passivstellung in die Kurzschlussstellung bewegbar ist. Mittels des pyrotechnischen Aktors kann das Kurzschlusselements selbst besonders schnell aus der Passivstellung in die Kurzschlussstellung bewegt werden.
  • Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die zuvor genannte Sensoreinrichtung vorgesehen ist. Dabei ist die Sensoreinrichtung ferner dazu ausgebildet, infolge des Erfassens der Messgröße wenigstens ein elektrisches Signal bereitzustellen, mittels welchem eine Bewegung des Kurzschlusselements aus der Passivstellung in die Kurzschlussstellung bewirkbar ist. Mittels des elektrischen Signals wird beispielsweise das zuvor genannte Stellglied angesteuert, um dadurch mittels des Stellglieds das Verriegelungselement aus der Verriegelungsstellung in die Freigabestellung zu bewegen. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, mittels des elektrischen Signals wenigstens einen Aktor, insbesondere einen pneumatisch und zusätzlich oder alternativ elektrisch und zusätzlich oder alternativ hydraulisch betätigbaren Aktor, und zusätzlich oder alternativ den zuvor genannten pyrotechnischen Aktor anzusteuern, um infolge der Ansteuerung des Aktors mittels des Aktors das Kurzschlusselement selbst aus der Passivstellung in die Kurzschlussstellung zu bewegen.
  • Insbesondere stellt die Sensoreinrichtung das elektrische Signal beispielsweise dann bereit, wenn die berechnete Wahrscheinlichkeit den vorgebbaren Schwellenwert überschreitet. Dadurch ist es beispielsweise möglich, das Kurzschlusselement bereits zeitlich vor dem tatsächlichen Beginn des Unfalls aus der Passivstellung in die Kurzschlussstellung zu bewegen beziehungsweise mit der Bewegung des Kurzschlusselements aus der Passivstellung in die Kurzschlussstellung vor dem eigentlichen Beginn des Unfalls zu beginnen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Kurzschlusselement mittels einer direkt auf das Kurzschlusselement wirkenden und aus dem Unfall resultierenden Beschleunigung aus der Passivstellung in die Kurzschlussstellung bewegbar. Dadurch kann ein besonders sicherer Betrieb auf kostengünstige Weise realisiert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kurzschlusselement als Kurzschlussbrücke ausgebildet ist. Dies ist von Vorteil, da eine derartige Kurzschlussbrücke einen besonders einfachen und somit störunempfindlichen Aufbau aufweist. Dadurch kann auch bei einem schweren Unfall eine Funktionsfähigkeit der Kurzschlussbrücke wenigstens weitgehend aufrechterhalten werden.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, bei welchem eine, einen Stator mit wenigstens einer Spule zur Erzeugung eines magnetischen Feldes und einen relativ zu dem Stator und dabei um eine Drehachse drehbaren Rotor umfassende, elektrische Maschine angetrieben wird. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass bei einem Unfall des Kraftfahrzeugs ein Kurzschlusselement einer Sicherheitseinrichtung der Antriebseinrichtung aus einer Passivstellung in eine Kurzschlussstellung bewegt wird, und durch das Kurzschlusselement in der Kurzschlussstellung ein Kurzschluss an der Spule erzeugt wird. Dadurch lässt sich ein besonders sicherer Betrieb des Kraftfahrzeugs auch im Falle eines Unfalls realisieren. Insbesondere kann ein unkontrolliertes Erzeugen einer gefährlichen Induktionsspannung vermieden werden.
  • Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts und des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt. Durch den Einsatz der Sicherheitseinrichtung kann eine besonders hohe und robuste Sicherheit, insbesondere Hochvolt-Sicherheit, realisiert werden, da durch das Erzeugen des Kurzschlusses ein Generatorbetrieb der elektrischen Maschine zumindest weitgehend unterbunden und damit unerwünschte Induktion einer übermäßigen Hochvolt-Spannung nachhaltig verhindert werden kann.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit dazugehöriger Zeichnung.
  • Dabei zeigt die einzige Fig. eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer zum Antreiben des Kraftfahrzeugs ausgebildeten elektrischen Maschine, die einen Stator und einen Rotor umfasst, wobei eine Sicherheitseinrichtung mit wenigstens einem Kurzschlusselement vorgesehen ist, mittels welchem in einer Kurzschlussstellung des Kurzschlusselements ein Kurzschluss an der wenigstens einen Spule erzeugbar ist.
  • Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung ausschnittsweise eine Antriebseinrichtung 1 für ein hier nicht weiter dargestelltes Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen wie beispielsweise einen Personenkraftwagen. Die Antriebseinrichtung 1 umfasst wenigstens eine elektrische Maschine 2, mittels welcher das Kraftfahrzeug antreibbar ist. In seinem vollständig hergestellten Zustand umfasst das Kraftfahrzeug wenigstens zwei in einer, im vorliegenden Ausführungsbeispiel senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufenden, Fahrzeuglängsrichtung hintereinander angeordnete Achsen, von welchen in der Fig. lediglich beispielhaft eine Achse 3 erkennbar ist. Die Achse 3 kann beispielsweise als Vorderachse oder als Hinterachse des Kraftfahrzeugs ausgestaltet sein. Vorliegend umfasst die Achse 3 jeweilige Räder 4 sowie ein Differentialgetriebe 5, über welches die Räder 4 antreibbar sind. Die Funktion des Differentialgetriebes 5, welches auch als Differential, Achsgetriebe oder Achsdifferential bezeichnet werden kann, ist hinlänglich bekannt und wird daher nachfolgend nur kurz beschrieben.
  • Das Differentialgetriebe 5 wird genutzt, um ein von der elektrischen Maschine 2 bereitgestelltes Drehmoment zum Antreiben der Räder 4 und somit des Kraftfahrzeugs insgesamt auf die Räder 4 zu verteilen beziehungsweise aufzuteilen, sodass die Räder 4 über das Differentialgetriebe 5 von dem, von der elektrischen Maschine 2 bereitgestellten, Drehmoment antreibbar sind. Ferner kann das Differentialgetriebe 5 genutzt werden, um beispielsweise einen Drehzahlausgleich zwischen den Rädern 4 zu ermöglichen. Mit anderen Worten lässt das Differentialgetriebe 5 beispielsweise bei einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs unterschiedliche Drehzahlen der Räder 4 zu, sodass sich beispielsweise das kurvenäußere Rad mit einer höheren Drehzahl als das kurveninnere Rad drehen kann, ohne dass es zu einer übermäßigen Verspannung der Antriebseinrichtung 1 kommt.
  • Die elektrische Maschine 2 umfasst ein Gehäuse 6, in welchem ein Stator 7 und ein Rotor 8 der elektrischen Maschine 2 angeordnet sind. Der Rotor 8 ist dabei um eine Drehachse 9 relativ zu dem Stator 7 drehbar. An dem Stator 7 ist vorliegend eine Spule 14 mit jeweiligen Spulenenden 15, 16 angeordnet. Die Spule 14 kann auch als Erregerwicklung bezeichnet werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist lediglich eine Spule 14 gezeigt, es ist jedoch klar, dass auch mehrere Spulen 14 an dem Stator 7 angeordnet sein können.
  • Über die Spulenenden 15, 16 ist die Spule 14 - beispielsweise durch eine hier nicht weiter dargestellte Energiequelle des Kraftfahrzeugs - mit elektrischer Energie versorgbar und dadurch das magnetische Feld erzeugbar. Die elektrische Maschine 2 ist dadurch in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar. In dem Motorbetrieb stellt die elektrische Maschine 2, insbesondere über den Rotor 8, Drehmomente zum Antreiben der Räder 4 und somit des Kraftfahrzeugs insgesamt bereit, wobei das jeweilige Drehmoment - wie zuvor beschrieben - über das Differentialgetriebe 5 auf die Räder 4 übertragen wird. Hierzu umfasst beispielsweise der Rotor 8 eine um die Drehachse 9 drehbare Welle 10, von welcher das Differentialgetriebe 5 und somit die Räder 4 antreibbar sind.
  • Um nun einen besonders sicheren Betrieb des Kraftfahrzeugs zu realisieren, umfasst die Antriebseinrichtung 1 eine Sicherheitseinrichtung 11 mit wenigstens einem, bei einem Unfall des Kraftfahrzeugs aus einer Passivstellung 19 in eine Kurzschlussstellung 20 bewegbaren Kurzschlusselement 12, mittels welchem in der Kurzschlussstellung 20 ein Kurzschluss an der wenigstens einen Spule 14 erzeugbar ist.
  • Das Kurzschlusselement 12 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Kurzschlussbrücke ausgebildet.
  • In der Fig. ist das Kurzschlusselement 12 zur besseren Unterscheidung von dessen Passivstellung 19 in dessen Kurzschlussstellung 20 gestrichelt dargestellt. Wie in der Fig. gezeigt ist, sind in der Kurzschlussstellung 20 des Kurzschlusselements 12 die jeweiligen Spulenenden 15, 16 der wenigstens einen Spule 14 mittels des Kurzschlusselements 12 leitend verbunden. Durch das leitende Verbinden des ersten Spulenendes 15 und des zweiten Spulenendes 16 überbrückt also das Kurzschlusselement 12 in dessen Kurzschlussstellung 20 die Spule 14. Bei dem in der Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist das Kurzschlusselement 12 in eine, durch einen Pfeil 13 veranschaulichte Bewegungsrichtung aus der Passivstellung 19 in die Kurzschlussstellung 20 relativ zu dem Gehäuse 6 und relativ zu dem Rotor 8 bewegbar, um in der Kurzschlussstellung 20 die Spule 14 kurzzuschließen.
  • Die Sicherheitseinrichtung 11 umfasst ferner eine Antriebseinrichtung 17, mittels welcher das Kurzschlusselement 12 aus dessen Passivstellung 19 in die Kurzschlussstellung 20 bewegbar ist. Dabei umfasst die Antriebseinrichtung 17 beispielsweise wenigstens eine zumindest in der Passivstellung 19 gespannte Federeinrichtung, mittels welcher das Kurzschlusselement 12 aus der Passivstellung 19 in die Kurzschlussstellung 20 bewegbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Antriebseinrichtung 17 wenigstens einen pyrotechnischen Aktor umfassen, mittels welchem das Kurzschlusselement 12 aus der Passivstellung 19 in die Kurzschlussstellung 20 bewegbar ist. In der Fig. ist erkennbar, dass das Kurzschlusselement 12 bei dem hier veranschaulichen Ausführungsbeispiel translatorisch aus der Passivstellung 19 in die Kurzschlussstellung 20 relativ zu dem Gehäuse 6 bewegbar ist.
  • Die Antriebseinrichtung 1 kann auch eine, in der Fig. lediglich schematisch dargestellte Sensoreinrichtung 18 umfassen, mittels welcher wenigstens eine den Unfall des Kraftfahrzeugs charakterisierende Messgröße erfassbar und infolge des Erfassens der Messgröße wenigstens ein elektrisches Signal bereitstellbar ist. Mittels des elektrischen Signals ist eine Bewegung des Kurzschlusselements 12 aus der Passivstellung 19 in die Aktivstellung 20 bewirkbar. Beispielsweise wird die Antriebseinrichtung 17, insbesondere der pyrotechnische Aktor, mittels des elektrischen Signals angesteuert und dadurch ausgelöst, wodurch das Kurzschlusselement 12 aus der Passivstellung 19 in die Kurzschlussstellung 20 bewegt werden kann.
  • Beispielsweise ist die Sensoreinrichtung 18 dazu ausgebildet, den tatsächlich eintretenden Unfall zu erfassen, sodass das Kurzschlusselement 12 beispielsweise innerhalb einer besonders kurzen Zeit nach dem tatsächlichen Beginn des Unfalls aus der Passivstellung 19 in die Kurzschlussstellung 20 bewegt wird. Alternativ ist es denkbar, das Kurzschlusselement 12 zeitlich vor dem eigentlichen Beginn des Unfalls aus der Passivstellung 19 in die Bremsstellung 20 zu bewegen. Hierzu kann beispielsweise auf Basis der Messgröße eine Wahrscheinlichkeit berechnet werden, bei welcher es in Zukunft zu einem Unfall des Kraftfahrzeugs kommen wird. Übersteigt die Wahrscheinlichkeit einen vorgebbaren Schwellenwert, so wird darauf rückgeschlossen, dass der Unfall unvermeidlich eintritt, sodass das Kurzschlusselement 12 aus der Passivstellung 19 in die Kurzschlussstellung 20 bewegt werden kann, bevor der Unfall tatsächlich eintritt.
  • Ferner ist es denkbar, dass das Kurzschlusselement 12 mittels einer direkt auf das Kurzschlusselement 12 wirkenden und aus dem Unfall resultierenden Beschleunigung aus der Passivstellung 19 in die Kurzschlussstellung 20 bewegbar ist, bzw. bewegt wird. Dies bedeutet, dass es infolge des Unfalls beispielsweise zu einer direkt auf das Kurzschlusselement 12 wirkenden Beschleunigung kommen kann, mittels welcher das Kurzschlusselement 12, insbesondere ohne Zuhilfenahme eines zusätzlichen Stellglieds aus der Passivstellung 19 in die Kurzschlussstellung 20 bewegt wird. Durch den Einsatz der Sicherheitseinrichtung 11 kann eine besonders hohe und robuste Hochvolt-Sicherheit realisiert werden, da eine durch eine unerwünschte Relativdrehung zwischen dem Rotor 8 und dem Stator 7 bewirkte Induktion einer übermäßigen Hochvoltspannung nachhaltig verhindert werden kann.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Antriebseinrichtung
    2
    elektrische Maschine
    3
    Achse
    4
    Rad
    5
    Differentialgetriebe
    6
    Gehäuse
    7
    Stator
    8
    Rotor
    9
    Drehachse
    10
    Welle
    11
    Sicherheitseinrichtung
    12
    Kurzschlusselement
    13
    Pfeil
    14
    Spule
    15
    erstes Spulenende
    16
    zweites Spulenende
    17
    Antriebseinrichtung
    18
    Sensoreinrichtung
    19
    Passivstellung
    20
    Kurzschlussstellung

Claims (9)

  1. Antriebseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer zum Antreiben des Kraftfahrzeugs ausgebildeten elektrischen Maschine (2), welche einen Stator (7) mit wenigstens einer Spule (14) zur Erzeugung eines magnetischen Feldes und einen relativ zu dem Stator (7) und dabei um eine Drehachse (9) drehbaren Rotor (8) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sicherheitseinrichtung (11) mit wenigstens einem bei einem Unfall des Kraftfahrzeugs aus einer Passivstellung (19) in eine Kurzschlussstellung (20) bewegbaren Kurzschlusselement (12) vorgesehen ist, mittels welchem in der Kurzschlussstellung (20) ein Kurzschluss an der wenigstens einen Spule (14) erzeugbar ist.
  2. Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kurzschlussstellung (20) jeweilige Spulenenden (15, 16) der wenigstens einen Spule (14) mittels des Kurzschlusselements (12) leitend verbunden sind.
  3. Antriebseinrichtung (1) Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zumindest in der Passivstellung (19) gespannte Federeinrichtung (17) vorgesehen ist, mittels welcher das Kurschlusselement (12) aus der Passivstellung (19) in die Kurzschlussstellung (20) bewegbar ist.
  4. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein pyrotechnischer Aktor (17) vorgesehen ist, mittels welchem das Kurzschlusselement (12) aus der Passivstellung (19) in die Kurzschlussstellung (20) bewegbar ist.
  5. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sensoreinrichtung (18) vorgesehen ist, mittels welcher wenigstens eine den Unfall charakterisierende Messgröße erfassbar und infolge des Erfassens der Messgröße wenigstens ein elektrisches Signal bereitstellbar ist, mittels welchem eine Bewegung des Kurzschlusselements (12) aus der Passivstellung (90) in die Kurzschlussstellung (20) bewirkbar ist.
  6. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurzschlusselement (12) mittels einer direkt auf das Kurzschlusselement (12) wirkenden und aus dem Unfall resultierenden Beschleunigung aus der Passivstellung (19) in die Kurzschlussstellung (20) bewegbar ist.
  7. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurzschlusselement (12) als Kurzschlussbrücke ausgebildet ist.
  8. Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, bei welchem eine, einen Stator (7) mit wenigstens einer Spule (14) zur Erzeugung eines magnetischen Feldes und einen relativ zu dem Stator (7) und dabei um eine Drehachse (9) drehbaren Rotor (8) umfassende, elektrische Maschine angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Unfall des Kraftfahrzeugs ein Kurzschlusselement (12) einer Sicherheitseinrichtung (11) der Antriebseinrichtung (1) aus einer Passivstellung (19) in eine Kurzschlussstellung (20) bewegt wird, und durch das Kurzschlusselement (12) in der Kurzschlussstellung (20) ein Kurzschluss an der Spule (14) erzeugt wird.
  9. Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Antriebseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
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