DE102017200904A1 - Power control device for an electrical machine and method for separating an electric machine from an electrical energy storage - Google Patents

Power control device for an electrical machine and method for separating an electric machine from an electrical energy storage Download PDF

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Abstract

Ein Fahrzeug-Antriebstrang mit einer Leistungsansteuervorrichtung (LS) umfasst eine elektrische Maschine (EM). Die Leistungsansteuervorrichtung (LS) hat einen Gleichspannungsanschluss (GA) und einen Inverter (IN), der eine Halbleiter-Brückenschaltung (11-23; H1-H24) umfasst, die von einer Steuerung gesteuert wird. Die Halbleiter-Brückenschaltung (11-23; H1, H11, H21) hat einen ersten Halbleiterschalter (11-13; H1, H11, H21). Die Leistungsansteuervorrichtung weist ferner mindestens einen zweiten Halbleiterschalter (S1; H3, H13, H23) auf, der antiseriell zu dem mindestens einen ersten Halbleiterschalter (11-13; H1 - H21) angeschlossen ist. Die die Steuerung (C1, C2) weist einen Trennsignaleingang (TES, TEM) auf zum Empfang eines Trennsignals. Die Steuerung (C1, C2) ist eingerichtet, den ersten und den zweiten Halbleiterschalter zu öffnen, wenn das Trennsignal auftritt, wobei das Trennsignal einen Normalbetrieb-Modus der elektrischen Maschine (EM) wiedergibt, in dem elektrischen Maschine (EM) drehmomentlos ist.Ferner wird ein Antriebsstrang beschrieben, bei dem das Trennsignal einen Fehler bei der Übertragung von elektrischer Energie zwischen der Anschlussschnittstelle (AS) oder der stationären Komponente (L) einerseits und dem Energiespeicher andererseits wiedergibt.Zudem werden entsprechende Verfahren beschrieben.A vehicle powertrain having a power driver (LS) includes an electric machine (EM). The power driving device (LS) has a DC voltage terminal (GA) and an inverter (IN) including a semiconductor bridge circuit (11-23; H1-H24) controlled by a controller. The semiconductor bridge circuit (11-23; H1, H11, H21) has a first semiconductor switch (11-13; H1, H11, H21). The power drive device further comprises at least one second semiconductor switch (S1; H3, H13, H23) connected in antiseries to the at least one first semiconductor switch (11-13; H1-H21). The controller (C1, C2) has a separation signal input (TES, TEM) for receiving a separation signal. The controller (C1, C2) is arranged to open the first and second semiconductor switches when the disconnect signal occurs, the disconnect signal representing a normal operation mode of the electric machine (EM) in which the electric machine (EM) is torqueless.Further a powertrain is described in which the separation signal represents an error in the transmission of electrical energy between the connection interface (AS) or the stationary component (L) on the one hand and the energy storage on the other hand.

Description

Es ist bekannt, ein Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb auszustatten, wobei ein elektrischer Energiespeicher in Form eines Akkumulators die Energie zum Betrieb des elektrischen Antriebs liefert. Zum Vortrieb eines Fahrzeugs sind relativ hohe Leistungen erforderlich, sodass auch der Antrieb gemäß dieser Leistung ausgelegt sein muss. Um den Leiterdurchmesser und auch den zu steuernden Strom bei gleicher (hoher) Leistung zu reduzieren, werden relativ hohe Betriebsspannungen für elektrische Antriebe und deren Energiespeicher verwendet. Beispielsweise können hier Spannungsniveaus von mehr als 300 Volt auftreten, insbesondere von mehr als 350 Volt, beispielsweise 400 Volt oder auch 600 Volt oder 800 Volt.It is known to equip a vehicle with an electric drive, wherein an electrical energy store in the form of a rechargeable battery supplies the energy for operating the electric drive. To drive a vehicle relatively high power levels are required, so that the drive must be designed according to this power. In order to reduce the conductor diameter and the current to be controlled with the same (high) power, relatively high operating voltages for electric drives and their energy storage are used. For example, voltage levels of more than 300 volts may occur here, in particular more than 350 volts, for example 400 volts or even 600 volts or 800 volts.

Da diesen hohen Spannungen ein hohes Sicherheitsrisiko darstellen, muss darauf geachtet werden, dass etwa bei Wartung oder im Falle eines Unfalls die Berührspannung ungefährlich ist. Um dies zu erreichen, werden üblicherweise Schütze verwendet, das heißt elektromechanische Schalter, welche den Energiespeicher von dem Rest des Fahrzeugbordnetzes abtrennen.Since these high voltages pose a high safety risk, care must be taken that the contact voltage is harmless, for example during maintenance or in the case of an accident. To achieve this, contactors are usually used, that is, electromechanical switches, which separate the energy storage from the rest of the vehicle electrical system.

Derartige elektromechanische Schalter müssen für hohe Halteströme (entsprechend der maximalen Traktionsleistung) und insbesondere auch für hohe Schaltleistungen ausgelegt sein, um zuverlässig zu schalten, um den Stromfluss zu unterbrechen. Dies ist mit hohen Kosten verbunden, auch wenn die Schaltereignisse selten sind und sich auf Wartung oder Unfall beschränken.Such electromechanical switches must be designed for high holding currents (corresponding to the maximum traction power) and, in particular, for high switching powers in order to switch reliably in order to interrupt the flow of current. This is associated with high costs, even if the switching events are rare and limited to maintenance or accident.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit aufzuzeigen, mit der sich insbesondere der Kostenaufwand für die Realisierung eines zuverlässigen Abtrennvorgangs reduziere lässt.It is an object of the invention to indicate a possibility with which, in particular, the cost for the realization of a reliable separation process can be reduced.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Fahrzeug-Antriebstrang und durch das Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Weitere Ausführungsformen, Merkmale, Eigenschaften und Vorteile ergeben sich mit der Beschreibung und den beigefügten Figuren.This object is achieved by the vehicle powertrain and by the method according to the independent claims. Further embodiments, features, properties and advantages will become apparent from the description and the attached figures.

Es wird vorgeschlagen, zum Abtrennen des elektrischen Energiespeichers Halbleiterschalter zu verwenden, die bereits Funktionen eines Inverters und/oder eines Gleichspannungswandlers ausführen. Dadurch kann zumindest ein Potential des Energiespeichers abgetrennt werden, ohne dass ein elektromechanischer Trennschalter (zur Abtrennung dieses Potentials) nötig wäre. Es kann zumindest einer der beiden Trennschalter (ein Trennschalter pro Potential des Energiespeichers) eingespart werden. Um einen Stromfluss in beide Richtungen (bezogen auf den Energiespeicher) zu unterbinden, werden zwei Halbleiterschalter geöffnet, die zueinander antiseriell angeordnet sind, wenn ein Fehlersignal vorliegt. Beide Halbleiterschalter sind Teil eines Inverters oder Teil eines Inverters und eines Gleichspannungswandlers. Die beiden Halbleiterschalter (d.h. der erste und der zweite Halbleiterschalter) folgen zwischen einem Wechselstromanschluss und einem Gleichstromanschluss der Leistungssteuervorrichtung antiseriell (direkt oder indirekt) aufeinander. In einem Strompfad, der von dem Wechselstromanschluss zu dem Gleichstromanschluss führt, sind die beiden Halbleiterschalter (d.h. der erste und der zweite Halbleiterschalter) nacheinander geschaltet und sind zueinander antiseriell. Mit anderen Worten sind die Arbeitsrichtungen des ersten und des zweiten Halbleiterschalters, in denen diese durch äußere Signale steuerbar sind, entgegengesetzt zueinander, wobei die Arbeitsrichtungen in einem Strompfad betrachtet werden, der von dem Wechselstromanschluss zu dem Gleichstromanschluss führt.It is proposed to use for the separation of the electrical energy storage semiconductor switches, which already perform functions of an inverter and / or a DC-DC converter. As a result, at least one potential of the energy store can be disconnected without the need for an electromechanical disconnecting switch (for separating this potential). It can be saved at least one of the two circuit breakers (one disconnector per potential of the energy storage). In order to prevent a current flow in both directions (with respect to the energy storage), two semiconductor switches are opened, which are arranged antiserially to each other when an error signal is present. Both semiconductor switches are part of an inverter or part of an inverter and a DC-DC converter. The two semiconductor switches (i.e., the first and second semiconductor switches) antiserially (directly or indirectly) between an AC terminal and a DC terminal of the power control device. In a current path leading from the AC terminal to the DC terminal, the two semiconductor switches (i.e., the first and second semiconductor switches) are sequentially switched and antiseries to each other. In other words, the operating directions of the first and second semiconductor switches, in which they are controllable by external signals, are opposite to one another, the working directions being viewed in a current path leading from the AC connection to the DC connection.

Es können beide (d.h. der mindestens eine erste und der mindestens eine zweite) der antiseriell geschalteten Halbleiterschalter Teil der Brückenschaltung eines Inverters sein, oder es kann einer dieser beiden Halbleiterschalter (nämlich der mindestens eine erste Halbleiterschalter) Teil der Brückenschaltung des Inverters sein, und der mindestens eine andere Halbleiterschalter (nämlich der zweite) kann Teil eines Gleichspannungswandlers sein. Ein derartiger Gleichspannungswandler kann etwa zwischen dem Energiespeicher und dem Inverter angeschlossen sein, etwa um die Betriebsspannung des Inverters auf ein gewünschtes Niveau zu bringen oder konstant zu halten.Both (ie the at least one first and the at least one second) of the anti-serially connected semiconductor switch may be part of the bridge circuit of an inverter, or one of these two semiconductor switches (namely the at least one first semiconductor switch) may be part of the bridge circuit of the inverter, and at least one other semiconductor switch (namely, the second) may be part of a DC-DC converter. Such a DC-DC converter can be connected approximately between the energy store and the inverter, for example to bring the operating voltage of the inverter to a desired level or to keep constant.

Es wird eine Leistungsansteuervorrichtung für eine elektrische Maschine beschrieben. Insbesondere betrifft dies eine Leistungsansteuervorrichtung in einem Fahrzeugbordnetz. Die elektrische Maschine kann eine elektrische Maschine eines Traktionsantriebs, eines Startergenerators oder einer anderen Komponente sein, beispielsweise eines elektrischen Klimakompressors. Die Leistungsansteuervorrichtung weist einen Gleichspannungsanschluss und einen Inverter auf. Der Inverter ist zwischen dem Gleichspannungsanschluss und einem Wechselspannungsanschluss der Leistungsansteuervorrichtung vorgesehen. Der Wechselspannungsanschluss ist zum Anschluss der elektrischen Maschine vorgesehen. Die Leistungsansteuervorrichtung ist dahingehend für eine elektrische Maschine vorgesehen, dass die Leistungsansteuervorrichtung einen Inverter aufweist, der an dem Wechselspannungsanschluss einen Drehstrom abgeben (oder auch aufnehmen) kann. Der Inverter weist eine Halbleiter-Brückenschaltung auf. Der Inverter ist uni- oder bidirektional und ist insbesondere eingerichtet, aus Gleichspannung, die an dem Gleichspannungsanschluss bzw. an einer Gleichspannungsseite des Inverters anliegt, eine Wechselspannung, insbesondere einen Drehstrom, am Wechselspannungsanschluss zu erzeugen. Hierzu werden die einzelnen Halbleiterschalter der Halbleiter-Brückenschaltung in bekannter Weise gezielt angesteuert.A power driving apparatus for an electric machine will be described. In particular, this relates to a power control device in a vehicle electrical system. The electric machine may be an electric machine of a traction drive, a starter generator or other component, such as an electric air conditioning compressor. The power drive device has a DC voltage terminal and an inverter. The inverter is provided between the DC voltage terminal and an AC terminal of the power driving device. The AC voltage connection is intended for connection of the electrical machine. The power driving device is provided for an electric machine such that the power driving device has an inverter capable of outputting (or also picking up) three-phase current at the AC power terminal. The inverter has a semiconductor bridge circuit. The inverter is unidirectional or bidirectional and is in particular arranged, from DC voltage, at the DC voltage connection or at a DC voltage side of the inverter is applied to generate an AC voltage, in particular a three-phase current, at the AC voltage terminal. For this purpose, the individual semiconductor switches of the semiconductor bridge circuit are selectively controlled in a known manner.

Die elektrische Maschine ist insbesondere eine permanenterregte Maschine. Bei dieser Art von elektrischer Maschine besteht das Problem der Induktion von Spannung, wenn die elektrische Maschine von außen bewegt wird, etwa bei einem Abschleppvorgang. Dieses Problem, insbesondere das Problem der elektromotorischen Kraft bei Antreiben der elektrischen Maschine, die die Maximalspannung der Leistungselektronik nicht überschreiten soll, wird durch das hier beschriebene Öffnen der betreffenden Schalter gelöst. Die elektrische Maschine kann ferner eine Synchronmaschine oder Asynchronmaschine sein. Die elektrische Maschine kann wie erwähnt eine permanenterregte Maschine oder eine fremderregte Maschine sein.The electric machine is in particular a permanently excited machine. In this type of electric machine, there is a problem of induction of voltage when the electric machine is moved from outside, such as in a towing operation. This problem, in particular the problem of the electromotive force when driving the electric machine, which should not exceed the maximum voltage of the power electronics, is solved by the opening of the relevant switch described here. The electric machine may further be a synchronous machine or asynchronous machine. As mentioned, the electric machine can be a permanently excited machine or a separately excited machine.

Insbesondere kann eine elektrische Maschine mit einer erhöhten Reluktanz verwendet werden. Derartige Motoren weisen Magnete auf, die im Rotor der elektrischen Maschine vergraben sind, die v-förmig vergraben sind, oder die radial angeordnet und vergraben sind. Es ergibt sich gegenüber Motoren gleicher Bauart und Baugröße, die jedoch nicht die wie beschrieben vergrabenen Magnete aufweisen, eine höhere Reluktanz.In particular, an electrical machine with an increased reluctance can be used. Such motors have magnets which are buried in the rotor of the electric machine, which are buried in a V-shape, or which are arranged radially and buried. It results over motors of the same type and size, but do not have the buried as described magnets, a higher reluctance.

Die Leistungsansteuervorrichtung umfasst mindestens eine Steuerung. Diese ist ansteuernd mit der Halbleiter-Brückenschaltung verbunden, insbesondere mit deren Halbleiterschaltern. Die Steuerung weist einen Trennsignaleingang auf, an dem ein Trennsignal empfangen werden kann, wobei die Steuerung eingerichtet ist, bei Empfang eines Trennsignals den mindestens einen ersten und den mindestens einen zweiten Halbleiterschalter zu öffnen. Die Steuerung (oder eine andere Steuerung) ist, zusammen mit der Halbleiter-Brückenschaltung eingerichtet, eine Gleichspannung am Gleichspannungsanschluss in einen Drehstrom zur Abgabe an den Wechselspannungsanschluss zu wandeln. Der Inverter kann direkt mit dem Gleichspannungsanschluss verbunden sein, das heißt ohne die Änderung des Spannungsniveaus, oder der Inverter kann indirekt, insbesondere über einen Gleichspannungswandler, mit dem Gleichspannungsanschluss verbunden sein. Die Steuerung ist vorzugsweise eingerichtet, die Halbleiter-Brückenschaltung anzusteuern, eine Gleichspannung am Gleichspannungsanschluss in einen Drehstrom zur Abgabe an dem Wechselspannungsanschluss zu wandeln. Diese Funktion kann jedoch auch in einer anderen Steuerung realisiert sein, die vorzugsweise mit der Steuerung eingerichtet zum Öffnen von Halbleiterschaltern bei Auftreten eines Trennsignals verbunden ist, oder über eine gemeinsame (übergeordnete) Steuereinheit mit dieser abgestimmt arbeitet.The power drive device includes at least one controller. This is drivingly connected to the semiconductor bridge circuit, in particular with their semiconductor switches. The controller has a disconnect signal input to which a disconnect signal may be received, the controller configured to open the at least one first and the at least one second semiconductor switch upon receiving a disconnect signal. The controller (or other controller), along with the semiconductor bridge circuit, is configured to convert a DC voltage at the DC voltage terminal into a three-phase current for delivery to the AC voltage terminal. The inverter can be connected directly to the DC voltage connection, that is to say without the change in the voltage level, or the inverter can be connected to the DC voltage connection indirectly, in particular via a DC-DC converter. The controller is preferably configured to drive the semiconductor bridge circuit to convert a DC voltage at the DC voltage terminal into a three-phase current for delivery to the AC voltage terminal. However, this function can also be implemented in another controller, which is preferably connected to the controller for opening semiconductor switches when a disconnect signal occurs, or via a common control unit (control unit).

Die Halbleiter-Brückenschaltung weist mindestens einen ersten Halbleiterschalter auf, der zwischen dem Wechselspannungsanschluss und einem ersten Potential des Gleichspannungsanschluss anliegt. Mit anderen Worten ist der mindestens eine erste Halbleiterschalter zwischen dem Wechselspannungsanschluss und einer Potentialschiene, welche das erste Potential aufweist, angeschlossen. Mindestens ein zweiter Halbleiterschalter der Leistungsansteuervorrichtung ist antiseriell zu dem mindestens einen ersten Halbleiterschalter angeschlossen. Der erste und der zweite Halbleiterschalter sind zwischen dem Gleichspannungsanschluss und den Wechselspannungsanschluss parallel nacheinander geschaltet (direkt oder indirekt über ein weiteres Bauelement, etwa über eine Induktivität). Der mindestens eine zweite Halbleiterschalter ist an das erste Potential (das heißt an eine erste Potentialschiene) des Gleichspannungsanschlusses angeschlossen. Der mindestens eine erste und der mindestens eine zweite Halbleiterschalter sind in Serie zwischen dem Gleichspannungsanschluss und dem Wechselspannungsanschluss vorgesehen.The semiconductor bridge circuit has at least one first semiconductor switch, which is connected between the AC voltage terminal and a first potential of the DC voltage terminal. In other words, the at least one first semiconductor switch is connected between the AC voltage terminal and a potential rail having the first potential. At least one second semiconductor switch of the power drive device is connected in antiseries to the at least one first semiconductor switch. The first and the second semiconductor switches are connected in parallel succession between the DC voltage connection and the AC voltage connection (directly or indirectly via a further component, for example via an inductance). The at least one second semiconductor switch is connected to the first potential (that is, to a first potential rail) of the DC voltage terminal. The at least one first and the at least one second semiconductor switch are provided in series between the DC voltage terminal and the AC voltage terminal.

Die Steuerung weist einen Trennsignaleingang auf. Dieser ist eingerichtet, ein Trennsignal zu empfangen. Das Trennsignal entspricht einem Normalbetrieb-Modus der elektrischen Maschine, in dem die elektrische Maschine drehmomentlos ist. Das Trennsignal entspricht somit einem Normalbetrieb-Modus der elektrischen Maschine, in dem die elektrische Maschine stromlos ist (wobei sich dies insbesondere auf den Wirkanteil bezieht). Beide Definitionen sind in direkter Wirkung miteinander verknüpft und somit austauschbar.The controller has a disconnect signal input. This is set up to receive a disconnect signal. The isolation signal corresponds to a normal operation mode of the electric machine in which the electric machine is torque-free. The isolating signal thus corresponds to a normal operating mode of the electric machine in which the electric machine is de-energized (in which this relates in particular to the active component). Both definitions are directly linked and therefore interchangeable.

Dies ist beispielsweise der Fall, wenn das Fahrzeug abgeschleppt wird (allgemein: bewegt wird, während der Antriebsstrang inaktiv ist) oder wenn durch die elektrische Maschine hindurch elektrische Leistung übertragen wird, etwa beim Laden oder Rückspeisen. Dies ist auch der Fall, in dem das Fahrzeug verbrennungsmotorisch angetrieben wird und die elektrische Maschine hinsichtlich des Antriebs inaktiv ist, entsprechend einem Zustand „rein verbrennungsmotorischer Antrieb“ des Antriebstrangs. Dies entspricht ebenso einem Normalbetrieb-Modus.This is the case, for example, when the vehicle is being towed (in general: being moved while the drive train is inactive) or when electric power is being transmitted through the electric machine, such as during charging or regeneration. This is also the case in which the vehicle is driven by internal combustion engines and the electric machine is inactive with respect to the drive, corresponding to a state of "pure internal combustion engine drive" of the drive train. This also corresponds to a normal operation mode.

Im Normalbetrieb-Modus ist der Antriebsstrang in einen Zustand, in dem die elektrische Maschine in Bewegung ist oder in Bewegung versetzt werden kann (beides ohne Erzeugung von Bewegung durch die elektrische Maschine selbst), oder in dem eine Zuführung elektrischer Leistung durch die Maschine hindurch beendet ist. Die (beendete) Zuführung elektrischer Leistung betrifft hierbei eine Energieübertragung ohne Erzeugen von Drehmoment (d.h. Rückspeisen oder Laden durch die elektrische Maschine hindurch).In the normal operation mode, the drive train is in a state where the electric machine is in motion or can be set in motion (both without generating movement by the electric machine itself) or in which an electric power supply through the engine ends is. The (finished) supply of electrical power in this case relates to an energy transfer without generating torque (ie, feeding or charging through the electric machine).

Insbesondere entspricht das Trennsignal einem Betriebsmodus, in dem die elektrische Maschine mechanisch angetrieben wird, d.h. durch mechanische Leistung in Rotation versetzt wird (jedoch ohne Übertragung von Drehmoment und ohne Abgabe oder Zufuhr von elektrischer Leistung von bzw. an die elektrische Maschine). Das Trennsignal entspricht einem Betriebsmodus, in dem die elektrische Maschine mechanisch angetrieben wird, d.h. sich durch zugeführte mechanische Leistung bzw. durch eine Bewegung von außen mechanisch in Rotation befindet, oder in dem es möglich ist, dass die elektrische Maschine durch zugeführte mechanische Leistung (ohne wesentliche Drehmomentübertragung) in Bewegung versetzt ist oder wird. Beispielsweise sind dies Betriebsmodi, die einem Abschleppen entsprechen (wobei durch die Abschleppbewegung die elektrische Maschine in Rotation ist), einem rein verbrennungsmotorischen Fahren entsprechen, oder die einem Parken entsprechen, wobei bei einem Abschleppvorgang (ausgehend vom Parken) die elektrische Maschine in Bewegung versetzt wird durch Zuführen mechanischer Leistung. Mit anderen Worten entspricht das Trennsignal einem Betriebsmodus, bei dem die elektrische Maschine bewegungsübertragend mit dem Abtrieb des Fahrzeugs verbunden ist, etwa ein eingekoppelter Zustand des Antriebstrangabschnitts zwischen elektrischer Maschine und Abtrieb, jedoch insbesondere ohne Übertragung von mechanischer oder elektrischer Leistung an oder ausgehend von der elektrischen Maschine .In particular, the isolation signal corresponds to an operating mode in which the electric machine is mechanically driven, i. is set in rotation by mechanical power (but without transmission of torque and without delivery or supply of electrical power from or to the electric machine). The isolation signal corresponds to an operating mode in which the electric machine is mechanically driven, i. is mechanically in rotation by supplied mechanical power or by an external movement, or in that it is possible that the electric machine by supplied mechanical power (without significant torque transmission) is set in motion or will. For example, these are operation modes that correspond to towing (with the electric machine being in rotation by the towing motion), to pure-combustion engine driving, or to parking, and in a towing operation (from parking), the electric machine is set in motion by supplying mechanical power. In other words, the separation signal corresponds to an operating mode in which the electric machine is connected to the output of the vehicle in a motion-transmitting manner, for example a coupled state of the drive train section between electric machine and output, but in particular without transmission of mechanical or electrical power to or from the electric Machine.

Das Trennsignal kann somit einen Abschleppmodus des Fahrzeug-Antriebstrangs wiedergeben. In diesem wird die elektrische Maschine mechanisch angetrieben bzw. im Wesentlichen drehmomentlos bewegt. Alternativ kann das Trennsignal einen Parkmodus wiedergeben, in dem das Fahrzeug abgestellt ist. Das Trennsignal wird im Parkmodus ausgegeben, wenn eine Bewegung des Fahrzeugs erfasst wird, während der Antrieb inaktiv ist. Diese Bewegung kann durch einen Radsensor, durch einen Bewegungssensor, durch einen Neigungssensor, und/oder durch Drehgeber der elektrischen Maschine erfasst werden, wobei mehrere Sensoren verwendet werden können, um den Bewegungszustands zu validieren bzw. redundant zu erfassen. Ferner kann das Trennsignal kann einen rein verbrennungsmotorischen Fahrzustand wiedergeben, in dem die elektrische Maschine passiv mitbewegt wird. Etwa von einer Fahrmodussteuerung kann ein entsprechendes Signal abgegeben werden, das den Fahrzustand wiedergibt, wobei auch Komponenten des verbrennungsmotorischen Antriebs ein entsprechendes Aktivitätssignal abgeben können, das den Fahrzustand wiedergibt, oder ein Drehgeber oder eine Geschwindigkeitserfassung kann das Bewegen im rein verbrennungsmotorischen Fahrzustand im Sinne des Trennsignals wiedergeben.The isolation signal may thus reflect a towing mode of the vehicle powertrain. In this, the electric machine is mechanically driven or moved substantially without torque. Alternatively, the isolation signal may reflect a park mode in which the vehicle is parked. The disconnect signal is output in park mode when a movement of the vehicle is detected while the drive is inactive. This movement can be detected by a wheel sensor, by a motion sensor, by a tilt sensor, and / or by rotary encoders of the electrical machine, wherein a plurality of sensors can be used to validate the state of motion or redundant. Further, the isolation signal may reflect a pure combustion engine driving state in which the electric machine is passively moved. For example, from a drive mode controller, a corresponding signal representing the driving condition may be output, and components of the internal combustion engine driver may also output a corresponding activity signal representing the driving condition, or a rotary encoder or speed detection may be moving in the pure engine driving condition in the sense of the disconnecting signal play.

Der Fahrzeug-Antriebstrang kann einen elektrischen Energiespeicher und eine Anschlussschnittstelle (etwa eine Ladebuchse oder eine induktive Ladeschnittstelle) umfassen. Die Anschlussschnittstelle ist zum Übertragen von elektrischer Energie zwischen dem Energiespeicher und einer stationären Komponente eingerichtet. Die Anschlussschnittstelle ist über die elektrische Maschine an die Leistungsansteuervorrichtung angeschlossen. Das Trennsignal kann eine ordnungsgemäß beendete Energieübertragung zwischen der Anschlussschnittstelle oder der stationären Komponente einerseits und dem Energiespeicher andererseits wiedergeben. Das Trennsignal gibt die Abtrennung des Energiespeichers von der stationären Komponente wieder.The vehicle drive train may include an electrical energy storage and a connection interface (such as a charging socket or an inductive charging interface). The connection interface is designed to transmit electrical energy between the energy store and a stationary component. The connection interface is connected to the power drive device via the electric machine. The isolation signal may reflect a properly terminated power transfer between the port interface or the stationary component, on the one hand, and the energy storage, on the other hand. The isolation signal represents the separation of the energy storage from the stationary component.

Das Trennsignal kann bei den folgenden Ereignissen abgegeben werden:_

  • Rückspeisen beendet, etwa wenn eine vorgegebene, übertragene Energiemenge oder eine vorgegebene, im Energiespeicher verbleibende Energiemenge oder eine vorgegebene Rückspeisezeitdauer erreicht wurde oder eine Aktivierung des Antriebsstrangs erfasst wurde oder eine Temperaturschwelle (insbesondere des Energiespeichers oder einer Rückspeisevorrichtung) überschritten wurde; und/oder
  • Laden des Energiespeichers beendet, etwa wenn eine vorgegebene, übertragene Energiemenge oder eine vorgegebene, im Energiespeicher verbleibende Energiemenge oder eine vorgegebene Rückspeisezeitdauer erreicht wurde oder eine Aktivierung des Antriebsstrangs erfasst wurde oder eine Temperaturschwelle (insbesondere des Energiespeichers oder einer Ladevorrichtung) überschritten wurde;
  • Die vorangehenden Merkmale und Ausführungsformen betreffen den Fall, dass das Trennsignal einem Normalbetrieb-Modus der elektrischen Maschine entspricht, in dem die elektrische Maschine drehmomentlos (oder stromlos) ist. Davon abweichend kann jedoch auch das das Trennsignal einem Fehler bei der Übertragung von elektrischer Leistung im Rahmen eines Lade- oder Rückspeisungsprozesses entsprechen, bei dem die Leistung durch die elektrische Maschine geleitet wird. Mit anderen Worten kann das Trennsignal einem Fehler bei der Übertragung von Leistung zwischen der Anschlussschnittstelle oder der stationären Komponente einerseits und dem Energiespeicher andererseits entsprechen. Hierbei hat der Antriebsstrang eine Anschlussschnittstelle (zum Laden oder Rückspeisen), die über die elektrische Maschine (sowie über die Leistungsansteuervorrichtung und gegebenenfalls einem weiteren Wandler) mit dem elektrischen Energiespeicher des Antriebsstrangs verbunden ist. Wie in der oben genannten Ausführungsform, in der das Fehlersignal das ordnungsgemäß Beenden einer Energieübertragung von oder zum Energiespeicher wiedergibt, betrifft dies das Beenden der Energieübertragung von oder zum Energiespeicher. Im Unterscheid zur oben genannten Ausführungsform wird hierbei das Trennsignal nicht innerhalb des Normbetriebs verwendet, sondern als Signal eines Fehlers beim Übertragen von Leistung von oder zum Energiespeicher sowie über die elektrische Maschine hinweg. Die Übertragung von Energie durch die elektrische Maschine hindurch, d.h. durch mindestens eine Wicklung der elektrischen Maschine, dient zur Filterung des übertragenen Stroms, insbesondere zum Tiefpassfiltern mittels der Induktivität der elektrischen Maschine.
The disconnect signal can be emitted at the following events: _
  • Regenerations terminated, such as when a predetermined amount of transmitted energy or a predetermined amount of energy remaining in the energy storage or a predetermined Rückspeisezeitdauer has been reached or activation of the drive train has been detected or a temperature threshold (in particular the energy storage or a regenerative device) has been exceeded; and or
  • Charging the energy storage stops, such as when a predetermined amount of transmitted energy or a predetermined amount of energy remaining in the energy storage or a predetermined Rückspeisezeitdauer has been reached or activation of the drive train has been detected or a temperature threshold (in particular of the energy storage or a charging device) has been exceeded;
  • The foregoing features and embodiments relate to the case where the disconnect signal corresponds to a normal operation mode of the electric machine in which the electric machine is torque-free (or de-energized). Deviating from this, however, the disconnecting signal may also correspond to an error in the transmission of electric power in the context of a charging or regenerative process in which the power is passed through the electric machine. In other words, the isolation signal may correspond to an error in the transmission of power between the port interface or the stationary component, on the one hand, and the energy storage, on the other hand. In this case, the drive train has a connection interface (for charging or regeneration), via the electrical machine (as well as the power drive device and possibly a another converter) is connected to the electrical energy storage of the drive train. As in the above-mentioned embodiment, in which the error signal reflects the proper termination of an energy transfer from or to the energy store, this relates to the termination of the energy transfer from or to the energy store. In contrast to the above embodiment, in this case the isolation signal is not used within normal operation, but as a signal of an error when transmitting power from or to the energy storage and across the electrical machine. The transmission of energy through the electrical machine through, ie by at least one winding of the electric machine, is used for filtering the transmitted current, in particular for low-pass filtering by means of the inductance of the electric machine.

Es wird somit auch ein Fahrzeug-Antriebstrang mit einer Leistungsansteuervorrichtung und einer elektrische Maschine beschrieben, wobei die Leistungsansteuervorrichtung mit einem Gleichspannungsanschluss und einem Inverter ausgestattet ist. Der Inverter ist zwischen dem Gleichspannungsanschluss und der elektrischen Maschine bzw. einem Wechselspannungsanschluss zum Anschluss der elektrischen Maschine angeschlossen. Der Inverter umfasst eine Halbleiter-Brückenschaltung. Die Leistungsansteuervorrichtung umfasst eine Steuerung, die ansteuernd mit der Halbleiter-Brückenschaltung verbunden ist. Die Halbleiter-Brückenschaltung weist mindestens einen ersten Halbleiterschalter auf. Dieser ist zwischen dem Wechselspannungsanschluss und einem ersten Potential des Gleichspannungsanschlusses vorgesehen. Die Leistungsansteuervorrichtung umfasst ferner mindestens einen zweiten Halbleiterschalter, der antiseriell zu dem mindestens einen ersten Halbleiterschalter angeschlossen ist und der ferner an dem ersten Potential des Gleichspannungsanschlusses angeschlossen ist.Thus, a vehicle powertrain having a power drive device and an electric machine is also described, wherein the power drive device is equipped with a DC voltage terminal and an inverter. The inverter is connected between the DC voltage connection and the electrical machine or an AC connection for connecting the electrical machine. The inverter includes a semiconductor bridge circuit. The power drive device includes a controller that is drivingly connected to the semiconductor bridge circuit. The semiconductor bridge circuit has at least one first semiconductor switch. This is provided between the AC voltage terminal and a first potential of the DC voltage terminal. The power drive device further comprises at least one second semiconductor switch which is antiserially connected to the at least one first semiconductor switch and which is further connected to the first potential of the DC voltage terminal.

Die Steuerung weist einen Trennsignaleingang auf, der eingerichtet ist zum Empfang eines Trennsignals. Die Steuerung ist eingerichtet, den mindestens einen ersten Halbleiterschalter und den mindestens einen zweiten Halbleiterschalter zu öffnen, wenn das Trennsignal auftritt. Der Fahrzeug-Antriebstrang weist einen elektrischen Energiespeicher und eine Anschlussschnittstelle auf. Diese ist zum Übertragen von elektrischer Energie zwischen dem Energiespeicher und einer stationären Komponente eingerichtet. Die Anschlussschnittstelle ist über die elektrische Maschine an die Leistungsansteuervorrichtung angeschlossen. Das Trennsignal gibt einen Fehler bei der Übertragung von elektrischer Energie zwischen der Anschlussschnittstelle oder der stationären Komponente einerseits und dem Energiespeicher andererseits wieder. Ein derartiger Fehler kann der Ausfall einer Komponente sein, oder die Überschreitung einer Betriebsparametergrenze, etwa die Überschreitung eines Maximalstroms, einer Maximalspannung oder einer Maximaltemperatur. Diese Maximalgrößen sind insbesondere nicht die Obergrenzen eines zulässigen Betriebsbereichs sondern liegen um eine vorgegeben Mindestmarge über diesen Obergrenzen und geben das Auftreten eines Fehlers wieder.The controller has a disconnect signal input configured to receive a disconnect signal. The controller is configured to open the at least one first semiconductor switch and the at least one second semiconductor switch when the isolation signal occurs. The vehicle drive train has an electrical energy store and a connection interface. This is set up for the transmission of electrical energy between the energy store and a stationary component. The connection interface is connected to the power drive device via the electric machine. The isolation signal reflects an error in the transmission of electrical energy between the connection interface or the stationary component on the one hand and the energy storage on the other. Such an error may be the failure of a component, or the exceeding of an operating parameter limit, such as exceeding a maximum current, a maximum voltage or a maximum temperature. In particular, these maximum values are not the upper limits of a permissible operating range but lie around a predetermined minimum margin above these upper limits and indicate the occurrence of an error.

Die Steuerung ist eingerichtet, den mindestens einen ersten Halbleiterschalter sowie den mindestens einen zweiten Halbleiterschalter zu öffnen, wenn das Trennsignal auftritt. Das Trennsignal kann beispielsweise durch einen bestimmten Pegel oder durch eine bestimmte Signalfolge wiedergegeben sein. Die Steuerung kann aus einem oder mehreren einzelnen Steuerelementen zusammengesetzt sein, wobei jedes Steuerelement einen derartigen Trennsignaleingang aufweist. Insbesondere dann, wenn der mindestens eine erste Halbleiterschalter in einer anderen Brückenschaltung bzw. an einer anderen Komponente vorgesehen ist als der mindestens eine zweite Halbleiterschalter, dann können mehrere Steuerungselement vorliegen (vorzugsweise jeweils eines pro Komponente), welches jeweils einen entsprechenden Trennsignaleingang aufweisen. Es kann zudem eine übergeordnete Steuerungseinheit vorgesehen sein, denen die Steuerung oder die Steuerungseinheiten nachgeordnet ist bzw. sind.The controller is configured to open the at least one first semiconductor switch and the at least one second semiconductor switch when the isolation signal occurs. The separation signal can be reproduced, for example, by a certain level or by a specific signal sequence. The controller may be composed of one or more individual controls, each controller having such a separator signal input. In particular, if the at least one first semiconductor switch is provided in a different bridge circuit or on a different component than the at least one second semiconductor switch, then a plurality of control elements may be present (preferably one per component), which each have a corresponding isolating signal input. In addition, a higher-level control unit may be provided, to which the control or the control units are or are arranged downstream.

Eine erste Möglichkeit ist es, dass der mindestens eine erste Halbleiterschalter und der mindestens eine zweite Halbleiterschalter in der gleichen Komponente vorgesehen sind (und insbesondere eingerichtet sind, gemeinsam eine Funktion zu realisieren). Daher kann der mindestens eine erste Halbleiterschalter sowie der mindestens eine zweite Halbleiterschalter Teil der Halbleiter-Brückenschaltung sein bzw. jeweils Teil des Inverters sein. Die Halbleiter-Brückenschaltung weist daher mindestens zwei Halbleiterschalter auf, die zueinander antiseriell zwischen Wechselspannungsanschluss und Gleichspannungsanschluss geschaltet sind. Die Halbleiterschalter sind insbesondere durch externe Signale ansteuerbare Schalter. Die Halbleiterschalter sind insbesondere eingerichtet, Strom in einer Durchflussrichtung gemäß einem Signal an einem Steuereingang zu steuern (insbesondere zu schalten). Der Halbleiterschalter kann ferner in einer entgegengesetzten Stromflussrichtung nicht in der Lage sein, den Stromfluss gemäß einem externen Steuersignal zu steuern, insbesondere dann, wenn der Halbleiterschalter Inversdioden bzw. Bodydioden aufweist, die das betreffende Schaltelement entgegen der Durchflussrichtung (im steuerbaren Betrieb) überbrücken. Dies ist beispielsweise der Fall bei Feldeffekttransistoren wie MOSFETs und IGBTs. Als Halbleiterschalter der hier erwähnten Leistungsansteuervorrichtung (und des hier erwähnten Verfahrens) werden somit vorzugsweise Feldeffekttransistoren wie MOSFETs oder auch IGBTs. Um einen Stromfluss in beide Richtungen zu unterbinden, ist vorgesehen, dass mindestens ein erster und mindestens ein zweiter Halbleiterschalter vorgesehen ist, die in Reihe geschaltet sind, jedoch in ihrer Arbeitsrichtung (in der eine Steuerung des Stromflusses mittels äußerer Signale möglich ist) zueinander entgegengesetzt sind. Mit anderen Worten kann die Richtung Source-Drain bzw. die Richtung Kollektor-Emitter des ersten und des zweiten Halbleiterschalters zueinander entgegengesetzt sein. Eine derartige antiserielle Reihenschaltung bezieht sich auf die Betrachtungsweise eines Stromflusses zwischen Wechselspannungsanschluss und Gleichspannungsanschluss.A first possibility is that the at least one first semiconductor switch and the at least one second semiconductor switch are provided in the same component (and in particular are set up to realize a function together). Therefore, the at least one first semiconductor switch and the at least one second semiconductor switch may be part of the semiconductor bridge circuit or each part of the inverter. The semiconductor bridge circuit therefore has at least two semiconductor switches, which are connected in antiseries to one another between the AC voltage connection and the DC voltage connection. The semiconductor switches are in particular switchable by external signals. The semiconductor switches are in particular configured to control (in particular to switch) current in a flow direction in accordance with a signal at a control input. Furthermore, the semiconductor switch may not be able to control the current flow in accordance with an external control signal in an opposite current flow direction, in particular if the semiconductor switch has inverse diodes or body diodes which bridge the relevant switching element counter to the direction of flow (in controllable operation). This is the case, for example, with field-effect transistors such as MOSFETs and IGBTs. As a semiconductor switch of the power drive device mentioned here (and the method mentioned here) are thus preferably field effect transistors such as MOSFETs or IGBTs. In order to prevent a current flow in both directions, it is provided that at least one first and at least one second semiconductor switch is provided, which are connected in series, but in their working direction (in which a control of the current flow is possible by means of external signals) are opposite to each other , In other words, the direction of the source-drain or the direction of the collector-emitter of the first and the second semiconductor switch may be opposite to each other. Such an antiserial series circuit relates to the view of a current flow between AC voltage terminal and DC voltage terminal.

Die Halbleiter-Brückenschaltung ist insbesondere eine H-Brückenschaltung. Der mindestens eine erste Halbleiterschalter sowie der mindestens eine zweite Halbleiterschalter sind Teil dieser H-Brückenschaltung. Auf diese Weise kann nur eine Steuerung vorgesehen sein, nämlich die, welche die Halbleiterschalter der H-Brückenschaltung steuert, und die ferner einen Trennsignaleingang aufweist, wie er hierin beschrieben ist. Dadurch erhalten der mindestens eine erste und der mindestens eine zweite Halbleiterschalter eine weitere Funktion, nämlich die Funktion der Abtrennung der elektrischen Maschine von dem Energiespeicher bzw. von dem Gleichspannungsanschluss, neben der üblichen Funktion des Inverters, aus der Gleichspannung am Gleichspannungsanschluss einen Drehstrom am Wechselspannungsanschluss zu erzeugen.The semiconductor bridge circuit is in particular an H-bridge circuit. The at least one first semiconductor switch and the at least one second semiconductor switch are part of this H-bridge circuit. In this way, only one control can be provided, namely that which controls the semiconductor switches of the H-bridge circuit, and which further comprises a separation signal input as described herein. As a result, the at least one first and the at least one second semiconductor switch receive a further function, namely the function of disconnecting the electrical machine from the energy store or from the DC voltage connection, in addition to the usual function of the inverter, from the DC voltage at the DC voltage connection to a three-phase current at the AC voltage connection produce.

Eine H-Brückenschaltung umfasst für jede Phase des Wechselspannungsanschlusses jeweils zwei Serienschaltungen bzw. Äste. Jede Serienschaltung umfasst zwei seriell zueinander angeschlossene Halbleiterschalter, die sich insbesondere zwischen den beiden Versorgungspotentialen des Gleichspannungsanschlusses (etwa Masse und ein positives Versorgungspotential) erstrecken. Der mindestens eine erste Halbleiterschalter sowie der mindestens eine zweite Halbleiterschalter gehören der gleichen Phase an und sind hierbei unterschiedlichen Serienschaltungen (der gleichen Phase) zugeordnet. Der erste und der zweite Halbleiterschalter sind mit dem gleichen Versorgungspotential verbunden, insbesondere mit dem positiven Versorgungspotential des Inverters.An H-bridge circuit comprises two series circuits or branches for each phase of the AC voltage connection. Each series circuit comprises two semiconductor switches connected in series with one another, which extend in particular between the two supply potentials of the DC voltage connection (for example ground and a positive supply potential). The at least one first semiconductor switch and the at least one second semiconductor switch belong to the same phase and in this case are assigned to different series circuits (of the same phase). The first and the second semiconductor switch are connected to the same supply potential, in particular to the positive supply potential of the inverter.

Der Wechselspannungsanschluss weist mehrere Phasen auf, wobei jede Phase mit einem Verbindungspunkt zwischen zwei in Serie geschalteten Halbleiterschaltern angeschlossen ist. Die H-Brückenschaltung umfasst für jede Phase eine Vollbrückenschaltung, wobei die Brücke zwischen den beiden Ästen (welche von jeweils zwei in Serie geschalteten Halbleiterschaltern vorgesehen sind) jeweils von einer Induktivität gebildet wird. Einer der beiden Äste ist den Gleichspannungsanschluss (direkt oder indirekt über einen Gleichspannungswandler) angeschlossen, während die jeweils andere Serienschaltung der gleichen Phase mit einer Phase des Wechselspannungsanschlusses (bzw. der elektrischen Maschine) verbunden ist. Insbesondere sind hier für eine Phase, für mehrere Phasen oder für alle Phasen der erste und der zweite Halbleiterschalter in Serie geschaltet, insbesondere über die Induktivität bzw. über die Brücke, welche die beiden Äste der H-Brückenschaltung verbindet.The AC voltage terminal has a plurality of phases, each phase being connected to a connection point between two series-connected semiconductor switches. The H-bridge circuit comprises a full-bridge circuit for each phase, the bridge between the two branches (which are each provided by two series-connected semiconductor switches) each formed by an inductance. One of the two branches is connected to the DC voltage connection (directly or indirectly via a DC-DC converter), while the other series connection of the same phase is connected to one phase of the AC voltage connection (or the electrical machine). In particular, the first and the second semiconductor switch are connected in series here for one phase, for several phases or for all phases, in particular via the inductor or via the bridge, which connects the two branches of the H bridge circuit.

Eine weitere Möglichkeit ist es, dass der mindestens eine erste Halbleiterschalter Teil des Inverters bzw. der Halbleiter-Brückenschaltung ist, und der mindestens eine zweite Halbleiterschalter einer anderen Komponente (und insbesondere einer anderen Funktion) angehört, und beispielsweise Teil eines Gleichspannungswandlers ist. Daher kann die Leistungsansteuervorrichtung eine weitere Komponente umfassen, insbesondere in Form eines Gleichspannungswandlers, wobei diese Komponente zwischen dem Gleichspannungseingang (zum Anschluss des Energiespeichers) und dem Inverter in Reihe geschaltet ist. Der Gleichspannungswandler bzw. diese Komponente weist Halbleiterschalter auf, von denen zumindest einer den zweiten Halbleiterschalter ausbildet. Mit anderen Worten ist der mindestens eine zweite Halbleiterschalter Teil des Gleichspannungswandlers bzw. dieser Komponente. Der erste Halbleiterschalter ist Teil der Halbleiterbrückenschaltung bzw. Teil des Inverters. Der Gleichspannungswandler ist insbesondere ein Synchronwandler mit zwei in Reihe geschalteten Halbleiterschaltern. Die Enden der so gebildeten Reihenschaltung sind an den Inverter bzw. an dessen Gleichspannungsseite angeschlossen.Another possibility is that the at least one first semiconductor switch is part of the inverter or the semiconductor bridge circuit, and the at least one second semiconductor switch of another component (and in particular another function) belongs, and for example part of a DC-DC converter. Therefore, the power drive device may comprise a further component, in particular in the form of a DC-DC converter, wherein this component is connected in series between the DC voltage input (for connection of the energy storage device) and the inverter. The DC-DC converter or this component has semiconductor switches, of which at least one forms the second semiconductor switch. In other words, the at least one second semiconductor switch is part of the DC-DC converter or this component. The first semiconductor switch is part of the semiconductor bridge circuit or part of the inverter. The DC-DC converter is in particular a synchronous converter with two series-connected semiconductor switches. The ends of the series circuit formed in this way are connected to the inverter or to its DC side.

Der Gleichspannungswandler weist ferner einen Energiespeicher auf, etwa in Form einer Induktivität oder eines Kondensators. Insbesondere kann eine Induktivität des Gleichspannungswandlers zwischen dem ersten Potential bzw. dem Gleichspannungsanschluss der Leistungsansteuervorrichtung und dem Verknüpfungspunkt der beiden Halbleiterschalter angeschlossen sein, die wie erwähnt in Reihe geschaltet sind. Es kann eine Steuerung vorgesehen sein, die sowohl die Komponente bzw. den Gleichspannungswandler als auch den Inverter ansteuert, und die ferner einen Trennsignaleingang aufweist. Eine derartige Steuerung ist eingerichtet, bei Empfang eines Trennsignals bzw. eines Fehlersignals sowohl mindestens einen ersten als auch den mindestens einen zweiten Halbleiterschalter zu öffnen. Ferner kann eine erste Steuerung vorgesehen sein, die die Halbleiterschalter bzw. die Brückenschaltung des Inverters ansteuert, und es kann eine zweite Steuerung vorgesehen sein, die die Halbleiterschalter des Gleichspannungswandlers bzw. der Komponente ansteuert. Beide Steuerungen weisen vorzugsweise jeweils einen Trennsignaleingang auf. Beide Steuerungen sind eingerichtet, bei Empfang eines Trennsignals bzw. eines Fehlersignals die betreffenden Halbleiterschalter zu öffnen. Die erste Komponente ist eingerichtet, den mindestens einen ersten Halbleiterschalter zu öffnen, wenn ein Trennsignal empfangen wird. Die zweite Steuerung ist eingerichtet, den mindestens einen zweiten Halbleiterschalter zu öffnen, wenn ein Trennsignal empfangen wird.The DC-DC converter also has an energy store, for example in the form of an inductance or a capacitor. In particular, an inductance of the DC-DC converter between the first potential or the DC voltage terminal of the power drive device and the node of the two semiconductor switches may be connected, which are connected in series as mentioned. There may be provided a controller which drives both the component or the DC-DC converter and the inverter, and further comprising a separation signal input. Such a controller is set up to open both at least one first and the at least one second semiconductor switch when a disconnect signal or an error signal is received. Furthermore, a first controller may be provided, which drives the semiconductor switches or the bridge circuit of the inverter, and it may be provided a second control, which are the semiconductor switches of the DC-DC converter or the component controls. Both controllers preferably each have a separation signal input. Both controllers are set up to open the respective semiconductor switches upon receipt of a disconnect signal or an error signal. The first component is configured to open the at least one first semiconductor switch when a disconnect signal is received. The second controller is configured to open the at least one second semiconductor switch when a disconnect signal is received.

Schließlich kann eine übergeordnete Steuereinheit vorgesehen sein, sowie eine erste und eine zweite Steuerung, wobei die erste Steuerung die Halbleiterschalter der Komponente bzw. des Gleichspannungswandlers ansteuert und die zweite Steuerung die Halbleiterschalter des Inverters bzw. dessen Brückenschaltung ansteuert. Die erste und die zweite Steuerung sind der übergeordneten Steuerungseinheit nachgeschaltet. Die übergeordnete Steuereinheit kann ein Trennsignaleingang aufweisen. Die übergeordnete Steuerung ist ansteuernd mit der ersten und der zweiten Steuerung verbunden. Die erste und die zweite Steuerung sowie die übergeordnete Steuerungseinheit sind eingerichtet, bei Empfang eines Fehlersignals oder Trennsignals (insbesondere am Trennsignaleingang der übergeordneten Steuerungseinheit) den mindestens einen ersten Halbleiterschalter und den mindestens einen zweiten Halbleiterschalter zu öffnen.Finally, a higher-level control unit may be provided, as well as a first and a second controller, wherein the first controller controls the semiconductor switches of the component or the DC-DC converter and the second controller controls the semiconductor switches of the inverter or its bridge circuit. The first and the second controller are connected downstream of the higher-level control unit. The higher-level control unit can have a separation signal input. The higher-level controller is drivingly connected to the first and the second controller. The first and the second controller and the higher-order control unit are set up to receive the at least one first semiconductor switch and the at least one second semiconductor switch upon receipt of an error signal or separation signal (in particular at the isolating signal input of the higher-order control unit).

Die Halbleiter-Brückenschaltung (des Inverters) kann eine voll gesteuerter Drehstrombrückenschaltung sein. Hierbei ist für jede Phase vorgesehen, dass zwei Halbleiterschalter in Reihe geschaltet sind und an den Gleichspannungsanschluss angeschlossen sind. Die Wechselspannungsanschlüsse entsprechen den Verbindungspunkten zwischen den Halbleiterschaltern. Insbesondere ist die Halbleiter-Brückenschaltung eine B6C-Drücke oder allgemein eine BnC-Brücke, wobei n die Anzahl der Phasen multipliziert mit zwei wiedergibt. Der Großbuchstabe C in dieser Abkürzung gibt wieder, dass die Schaltelemente der Brückenschaltung durch Signale von außen gesteuert werden können. Auch hier sind die Halbleiterschalter vorzugsweise Feldeffekttransistoren wie MOSFETs oder sind IGBTs. Der mindestens eine erste Halbleiterschalter ist zwischen dem Gleichspannungswandler und dem Wechselspannungsanschluss angeschlossen. Der mindestens eine erste Halbleiterschalter ist somit ein Schalter der Serienschaltung zweier Schalter, die einen Ast bzw. eine Phase der Vollbrückenschaltung ausmacht. Der mindestens eine zweite Halbleiterschalter ist ein Teil des Gleichspannungswandlers bzw. einer Komponente, die zwischen der Halbleiter-Brückenschaltung des Inverters und dem Gleichspannungsanschluss angeschlossen ist. Insbesondere ist der mindestens eine zweite Halbleiterschalter über das Speicherelement (des Gleichspannungswandlers, der die Komponente ausbildet) mit dem ersten Potential verbunden. Das Speicherelement ist insbesondere eine Induktivität, über die die Halbleiterschalter des Gleichspannungswandlers mit dem ersten Potential verbunden sind.The semiconductor bridge circuit (of the inverter) may be a fully controlled three-phase bridge circuit. In this case, it is provided for each phase that two semiconductor switches are connected in series and are connected to the DC voltage connection. The AC voltage terminals correspond to the connection points between the semiconductor switches. In particular, the semiconductor bridge circuit is a B6C pressure or generally a BnC bridge, where n represents the number of phases multiplied by two. The capital letter C in this abbreviation again states that the switching elements of the bridge circuit can be controlled by external signals. Again, the semiconductor switches are preferably field effect transistors such as MOSFETs or IGBTs. The at least one first semiconductor switch is connected between the DC-DC converter and the AC voltage connection. The at least one first semiconductor switch is thus a switch of the series connection of two switches, which constitutes a branch or a phase of the full-bridge circuit. The at least one second semiconductor switch is a part of the DC-DC converter or a component which is connected between the semiconductor bridge circuit of the inverter and the DC voltage connection. In particular, the at least one second semiconductor switch is connected to the first potential via the memory element (of the DC-DC converter which forms the component). The memory element is in particular an inductance, via which the semiconductor switches of the DC-DC converter are connected to the first potential.

Das erste Potential ist insbesondere das positive Potential des Energiespeichers (welcher den Inverter speist). Als zweites Potential des Gleichspannungsanschlusses kann insbesondere die Masse verwendet werden. Es kann vorgesehen sein, dass zwischen dem Masseanschluss des Energiespeichers und dem Inverter (insbesondere zwischen dem Energiespeicheranschluss und dem Gleichspannungswandler, falls dieser vorhanden ist) durch ein elektromechanisches oder anderweitiges Element unterbrochen ist. Es kann vorgesehen sein, dass zumindest eine der Steuerungen oder die übergeordnete Steuerungseinheit diesen Trennschalter im zweiten Potential (der Masseanschluss des Energiespeichers nachgeschaltet) bei Empfang eines entsprechenden Trennsignals oder Fehlersignals öffnet, vorzugsweise gleichzeitig mit der Öffnung des ersten und des zweiten Halbleiterelements. Der Energiespeicher ist vorzugsweise ein Hochvolt-Energiespeicher mit einer Betriebsspannung von über 60 Volt, insbesondere über 120 Volt und vorzugsweise über 300 oder 360 Volt. Beispielsweise kann die Betriebsspannung des Energiespeichers 400 Volt, 600 Volt oder auch 800 Volt betragen. Der Energiespeicher ist beispielsweise eine Lithium basierte Batterie mit mehreren, in Serie geschalteten galvanischen Zellen (basierend auf Lithium Technologie). Der Energiespeicher ist insbesondere ein Traktionsspeicher des Fahrzeugbordnetzes.The first potential is in particular the positive potential of the energy store (which feeds the inverter). In particular, the mass can be used as the second potential of the DC voltage connection. It may be provided that there is an interruption between an electromechanical or other element between the ground connection of the energy store and the inverter (in particular between the energy store connection and the DC-DC converter, if present). It can be provided that at least one of the controls or the higher-level control unit opens this disconnect switch in the second potential (the ground terminal of the energy store downstream) upon receipt of a corresponding disconnect signal or error signal, preferably simultaneously with the opening of the first and second semiconductor elements. The energy store is preferably a high-voltage energy store with an operating voltage of more than 60 volts, in particular more than 120 volts and preferably more than 300 or 360 volts. For example, the operating voltage of the energy storage 400 volts, 600 volts or even 800 volts. The energy store is, for example, a lithium-based battery with several series-connected galvanic cells (based on lithium technology). The energy storage is in particular a traction storage of the vehicle electrical system.

Die Steuerung, die Steuerungen bzw. die übergeordnete Steuerungseinheit kann ferner eingerichtet sein, den mindestens einen ersten und den mindestens einen zweiten Halbleiterschalter dauerhaft zu öffnen, insbesondere bis ein Rücksetzsignal vorliegt. Ferner können diese Steuerungselemente der Leistungsansteuervorrichtung eingerichtet sein, den mindestens einen ersten und den mindestens einen zweiten Halbleiterschalter mit offenem Zustand anzusteuern, nachdem ein Trennsignal aufgetreten ist, insbesondere bis ein Rücksetzsignal empfangen wird.The controller, the controllers or the higher-order control unit can furthermore be designed to permanently open the at least one first and the at least one second semiconductor switch, in particular until a reset signal is present. Further, these control elements of the power drive device may be configured to drive the at least one first and the at least one second semiconductor switch with an open state after a disconnect signal has occurred, in particular until a reset signal is received.

Das Trennsignal kann von einem Bodycontroller vorgesehen sein, von den vorangehend genannten Sensoren, von einer Steuerung (etwa in Form von Betriebsparamenten des Normalbetriebs), von einer Sicherheitseinrichtung, oder allgemein von einer signalverarbeitenden Komponente, die eingerichtet ist, einen Wartungszustand, einen Zustand des Abschleppens, einen Zustand des rein verbrennungsmotorischen Fahrens (mit passiv mitbewegter elektrischer Maschine), einen Ladezustand, einen Rückspeisungszustand oder einen Fehlerzustand des Ladens oder des Rückspeisens zu erkennen und/oder die eingerichtet ist, den Beginn eines Abschleppvorgangs oder das Ende eines Rückspeise- oder Ladevorgangs oder einen Fehler im Rahmen des Rückspeisens oder Ladens zu erfassen.The isolation signal may be provided by a body controller, by the aforementioned sensors, by a controller (such as in the form of normal operation), by a safety device, or generally by a signal processing component that is set up, a maintenance condition, a towing condition , a state of purely internal combustion engine driving (with passively moving electric machine), a state of charge, a regenerative state or a Detect fault state of the charging or regenerative and / or is adapted to detect the beginning of a towing process or the end of a regeneration or charging or a fault in the context of feedback or charging.

Es kann eine (oder mehrere) Steuerung vorgesehen sein, die die Halbleiterschalter des Inverters zur Wandlung von Wechselspannung in Gleichspannung und/oder die Halbleiterschalter des Gleichspannungswandlers zur Wandlung von Gleichspannung in Gleichspannung (anderer Höhe) ansteuert. Es kann mindestens eine weitere Steuerung vorgesehen sein, die den mindestens einen ersten und/oder den mindestens einen zweiten Halbleiterschalter zum Öffnen ansteuert, wenn ein Trennsignal empfangen wurde. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die mindestens eine Steuerung, welche die Funktion des Wandelns steuert, auch den ersten und/oder zweiten Halbleiterschalter öffnet, wenn ein Trennsignal empfangen wird. Während die bei Empfang eines Trennsignals zu öffnenden Halbleiterschalter Teil des Inverters sind und gegebenenfalls auch Teil eines Gleichspannungswandlers, kann vorgesehen sein, dass die betreffenden Steuerungen hinsichtlich dieser Funktionen (Wandeln und Trennen) getrennt sind.It can be provided (or more) control, which drives the semiconductor switch of the inverter for converting AC voltage into DC voltage and / or the semiconductor switch of the DC-DC converter for converting DC voltage into DC voltage (other height). At least one further control may be provided, which activates the at least one first and / or the at least one second semiconductor switch for opening when a disconnection signal has been received. However, it can also be provided that the at least one controller, which controls the function of the conversion, also opens the first and / or second semiconductor switch when a disconnection signal is received. While the semiconductor switches to be opened upon receipt of a disconnect signal are part of the inverter and possibly also part of a DC-DC converter, it may be provided that the respective controllers are separated with respect to these functions (converting and disconnecting).

Wie erwähnt sind der mindestens eine erste Halbleiterschalter und der mindestens eine zweite Halbleiterschalter Transistoren, welche eine Body-Diode bzw. Inversdiode aufweisen. Dies ist insbesondere bei Feldeffekttransistoren durch die Struktur des Halbleiterschalters bedingt. Es kann ferner vorgesehen sein, dass eine Diode als diskretes Bauelement antiparallel zu einem Halbleiterschalter geschaltet ist. In diesem Fall wie auch im Falle von Inversdioden ist es möglich, dass bei Stromflüssen entgegengesetzt zur Arbeitsrichtung bzw. üblichen Durchlassrichtung des Halbleiterschalters Strom fließen kann, insbesondere unabhängig von einer äußeren Ansteuerung. Um zu vermeiden, dass entgegen der Arbeitsrichtung Strom fließt, sind der erste und der zweite Halbleiterschalter zueinander antiseriell geschaltet (vom Gleichstromanschluss in Richtung des Wechselstromanschlusses gesehen).As mentioned, the at least one first semiconductor switch and the at least one second semiconductor switch are transistors which have a body diode or inverse diode. This is due in particular to field effect transistors by the structure of the semiconductor switch. It may further be provided that a diode is connected as a discrete component antiparallel to a semiconductor switch. In this case, as well as in the case of inverse diodes, it is possible for current to flow in the opposite direction to the working direction or the usual forward direction of the semiconductor switch, in particular independently of an external triggering. In order to prevent current from flowing counter to the working direction, the first and the second semiconductor switches are connected in antiseries to one another (viewed from the DC connection in the direction of the AC connection).

Die Anschlussschnittstelle kann nur bzw. direkt über die elektrische Maschine an die Leistungsansteuervorrichtung angeschlossen sein. Als direkte Verbindung bzw. als Anschluss nur über die elektrische Maschine wird eine Verbindung bezeichnet, die keine Netzanschlussschaltung und insbesondere keine Trenn- oder Konfigurationsschalter umfasst. Dennoch kann eine Überstrom- oder Überspannungssicherung (die hier nicht als Trennschalter zu betrachten ist), ein Filter oder ähnliches umfassen. Alternativ kann die Anschlussschnittstelle über die elektrische Maschine sowie über eine Netzanschlussschaltung mit der Anschlussschnittstelle verbunden sein. Hierbei ist zwischen der Anschlussschnittstelle und der elektrischen Maschine eine Netzanschlussschaltung vorgesehen. Diese ist eingerichtet, die Konfiguration der elektrischen Maschine gesteuert zu ändern und/oder aufzulösen, oder ist eingerichtet, die elektrischen Maschine gesteuert von der Anschlussschnittstelle zu trennen und wieder zu verbinden, oder beides. Die Netzanschlussschaltung kann hierzu Schalter aufweisen, die mit Enden der Wicklungen der elektrischen Maschine einzeln verbunden sind. Die Netzanschlussschaltung kann ferner Trennschalter aufweisen, um die Enden der Wicklungen gesteuert zu verbinden oder zu trennen, und kann gegebenenfalls Schalter aufweisen, um die Verbindung der elektrischen Maschine mit der Anschlussschnittstelle zu steuern.The connection interface can be connected to the power drive device only or directly via the electrical machine. As a direct connection or as a connection only via the electrical machine, a connection is referred to, which does not comprise a mains connection circuit and in particular no separation or configuration switch. Nevertheless, an overcurrent or overvoltage fuse (which should not be considered a circuit breaker here) may include a filter or the like. Alternatively, the connection interface can be connected to the connection interface via the electrical machine and via a network connection circuit. In this case, a network connection circuit is provided between the connection interface and the electrical machine. This is arranged to change and / or resolve the configuration of the electric machine under control, or is arranged to disconnect and reconnect the electric machine under control of the connection interface, or both. The power connection circuit may for this purpose have switches which are individually connected to ends of the windings of the electrical machine. The power connection circuit may further include disconnect switches for controllably connecting or disconnecting the ends of the windings, and may optionally include switches for controlling the connection of the electrical machine to the connection interface.

Ferner wird ein Verfahren zum Abtrennen einer elektrischen Maschine von einem elektrischen Energiespeicher beschrieben. Zunächst wird ein Trennsignal erfasst, das einen Normalbetrieb-Modus der elektrischen Maschine (EM) wiedergibt, in dem elektrischen Maschine (EM) drehmomentlos ist. Wenn dieses erfasst wird, wird mindestens ein erster Halbleiterschalter und mindestens ein zweiter Halbleiterschalter geöffnet. Diese sind zueinander antiparallel. Die Halbleiterschalter sind zwischen der elektrischen Maschine bzw. dessen Wechselstromanschluss und einem Gleichspannungsanschluss vorgesehen, insbesondere einem ersten Potential des Gleichspannungsanschlusses. Der Gleichspannungsanschluss und der Wechselspannungsanschluss sind, wie erwähnt, vorzugsweise Anschlüsse einer Leistungsansteuervorrichtung, die zwischen dem Energiespeicher und der elektrischen Maschine vorliegt, um die Leistungszufuhr von der Batterie zu der elektrischen Maschine zu steuern. Der mindestens eine erste Halbleiterschalter ist Teil eines Inverters, der zwischen dem elektrischen Energiespeicher (bzw. dem Gleichspannungsanschluss) und der elektrischen Maschine (bzw. dem Wechselspannungsanschluss) angeschlossen ist. Ebenso kann auch der mindestens eine zweite Halbleiter Teil eines Inverters sein. Alternativ ist der zweite Halbleiterschalter Teil einer anderen Komponente, die zwischen dem Energiespeicher und der elektrischen Maschine vorgesehen ist, insbesondere einem Gleichspannungswandler. Das Verfahren verwendet hierbei vorzugsweise die Komponenten der Leistungsansteuervorrichtung.Furthermore, a method for separating an electric machine from an electrical energy store is described. First, a disconnect signal representing a normal operation mode of the electric machine (EM) in which the electric machine (EM) is torqueless is detected. When detected, at least one first semiconductor switch and at least one second semiconductor switch are opened. These are antiparallel to each other. The semiconductor switches are provided between the electrical machine or its AC connection and a DC voltage connection, in particular a first potential of the DC voltage connection. As mentioned, the DC voltage terminal and the AC voltage terminal are preferably terminals of a power driving device provided between the power storage and the electric machine for controlling the power supply from the battery to the electric machine. The at least one first semiconductor switch is part of an inverter which is connected between the electrical energy store (or the DC voltage connection) and the electrical machine (or the AC voltage connection). Likewise, the at least one second semiconductor may also be part of an inverter. Alternatively, the second semiconductor switch is part of another component which is provided between the energy store and the electrical machine, in particular a DC-DC converter. The method preferably uses the components of the power drive device.

Das Trennsignal gibt insbesondere einen Abschleppmodus des Fahrzeug-Antriebstrangs wieder. Bei einem erfassten Abschleppvorgang wird das Trennsignal (von einer entsprechenden Erfassungsvorrichtung) abgegeben. Der Abschleppvorgang wird insbesondere durch Erfassen einer Bewegung einer Komponente des Antriebsstrangs oder eines Abtriebs erfasst, insbesondere wenn der Antriebsstrang inaktiv ist (bzw. wenn erfasst wird, dass ein Abschleppvorgang stattfindet und erfasst wird, dass der Antriebsstrang inaktiv ist). Die elektrische Maschine wird (durch Öffnen des mindestens einen Schalters) abgetrennt, während sie mechanisch angetrieben wird, etwa während des Abschleppvorgangs. Ferner kann das Trennsignal einen Parkmodus wiedergeben, in dem das Fahrzeug abgestellt ist (und ggf. abgeschleppt werden kann, insbesondere während die elektrische Maschine mit dem Abtrieb gekoppelt ist). Hierbei wird die elektrische Maschine abgetrennt, wenn das Fahrzeug abgestellt wird oder bereits abgestellt ist. Das Abtrennen umfasst wie erwähnt das Öffnen des mindestens einen ersten und des mindestens einen zweiten Schalters. Das Abtrennen betrifft das elektrische Abtrennen der elektrischen Maschine.In particular, the separation signal represents a towing mode of the vehicle drive train. In a detected towing the separation signal (from a corresponding detection device) is emitted. The towing operation is detected in particular by detecting a movement of a component of the drive train or a power take-off, in particular when the drive train is inactive (or when it is detected that a towing operation takes place and it is detected that the Powertrain is inactive). The electric machine is disconnected (by opening the at least one switch) while it is mechanically driven, such as during the towing process. Further, the disconnect signal may reflect a park mode in which the vehicle is parked (and may be towable, particularly while the electric machine is coupled to the output). Here, the electric machine is disconnected when the vehicle is turned off or already parked. The separation comprises, as mentioned, the opening of the at least one first and the at least one second switch. The disconnection relates to the electrical disconnection of the electric machine.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine abgetrennt wird, während eines Lade- oder Rückspeisevorgangs. Die elektrische Maschine wird abgetrennt, während elektrische Energie über die elektrische Maschine zwischen einem elektrischen Energiespeicher und einer stationären Komponente übertragen wird, und beendet dadurch das Übertragen der Energie. Das Trennsignal gibt eine ordnungsgemäß beendete bzw. zu beendende Energieübertragung zwischen der stationären Komponente einerseits und dem Energiespeicher andererseits wieder. Das Trennsignal gibt insbesondere eine Ende einer Ladephase des Energiespeichers wieder oder auch das Ende einer Rückspeisephase.Furthermore, it can be provided that the electrical machine is disconnected during a charging or regenerative process. The electric machine is disconnected while electrical energy is transferred via the electric machine between an electric energy storage and a stationary component, and thereby stops transmitting the energy. The separation signal indicates a properly terminated or terminated energy transfer between the stationary component on the one hand and the energy storage on the other hand again. In particular, the isolation signal represents an end of a charge phase of the energy store or else the end of a regeneration phase.

Anstatt dass das Trennsignal das ordnungsgemäße Ende eines Ladevorgangs, eines Rückspeisevorgangs oder den Beginn eines Abschleppvorgangs wiedergibt, kann dies auch das Auftreten eines Fehlers außerhalb des Normbetriebs beim Laden oder beim Rückspeisen kennzeichnen sowie die Notwendigkeit, aufgrund des Fehlers abzutrennen bzw. den mindestens einen Halbleiterschalter zu öffnen.Rather than the disconnect signal indicating the proper end of a charge, regenerative, or toggle operation, this may also indicate the occurrence of a non-standard charge or regenerate fault, as well as the need to disconnect due to the fault or the at least one semiconductor switch to open.

Es wird somit ferner ein Verfahren zum Abtrennen einer elektrischen Maschine von einem elektrischen Energiespeicher beschrieben. Es wird ein Trennsignal erfasst, wobei das Trennsignal einen Fehler bei der Übertragung von elektrischer Energie durch die elektrische Maschine hindurch und zwischen einer stationären Komponente und dem Energiespeicher wiedergibt. Mindestens ein erster Halbleiterschalter und mindestens ein zweiter Halbleiterschalter wird geöffnet, der zum ersten Halbleiterschalter antiparallel geschaltet ist. Die Halbleiterschalter liegen zwischen der elektrischen Maschine und einem ersten Potential eines Gleichspannungsanschlusses vor. Zumindest einer der geöffneten ersten und zweiten Halbleiterschalter ist Teil eines Inverters. Der Inverter ist zwischen dem elektrischen Energiespeicher und der elektrischen Maschine angeschlossen.It is thus further described a method for separating an electrical machine from an electrical energy storage. A disconnect signal is detected, wherein the disconnect signal represents an error in the transmission of electrical energy through the electrical machine and between a stationary component and the energy store. At least one first semiconductor switch and at least one second semiconductor switch is opened, which is connected in anti-parallel to the first semiconductor switch. The semiconductor switches are present between the electrical machine and a first potential of a DC voltage connection. At least one of the opened first and second semiconductor switches is part of an inverter. The inverter is connected between the electrical energy storage and the electric machine.

Beim Öffnen des ersten und des zweiten Halbleiterschalters werden vorzugsweise zwei Halbleiterschalter geöffnet, die Teil einer Halbleiter-Brückenschaltung des Inverters sind. Das Öffnen des ersten und zweiten Halbleiterschalters wird daher umgesetzt, indem mindestens ein erster und mindestens ein zweiter Halbleiterschalter der Halbleiter-Brückenschaltung des Inverters geöffnet wird. In diesem Fall sind der mindestens eine erste und der mindestens eine zweite Halbleiterschalter Teil des Inverters. Mit anderen Worten werden als erster und zweiter Halbleiterschalter zwei zueinander antiparallele Halbleiterschalter geöffnet, die Teil des Inverters sind. Der Inverter umfasst hierbei insbesondere eine H-Brücke. Ferner sind der erste und der zweite Halbleiterschalter an das gleiche (Gleichspannungs-)potential angeschlossen.When opening the first and the second semiconductor switch, preferably two semiconductor switches are opened, which are part of a semiconductor bridge circuit of the inverter. The opening of the first and second semiconductor switches is therefore implemented by opening at least a first and at least one second semiconductor switch of the semiconductor bridge circuit of the inverter. In this case, the at least one first and the at least one second semiconductor switch are part of the inverter. In other words, as a first and second semiconductor switch two mutually antiparallel semiconductor switches are opened, which are part of the inverter. The inverter in this case comprises in particular an H-bridge. Further, the first and second semiconductor switches are connected to the same (DC) potential.

Alternativ kann das Öffnen des mindestens einen ersten Halbleiterschalters umfassen: Öffnen mindestens einen Halbleiterschalters, der Teil einer Halbleiter-Brückenschaltung des Inverters ist. Diesbezüglich entspricht dies dem vorangehend genannten Verfahren. Das Öffnen des mindestens einen zweiten Halbleiterschalters umfasst jedoch, dass mindestens ein Halbleiterschalter geöffnet wird, der Teil eines Gleichspannungswandlers ist. Der Gleichspannungswandler ist hierbei zwischen dem Energiespeicher und dem Inverter angeschlossen. Mit anderen Worten wird als erster Halbleiterschalter ein Halbleiterschalter des Inverters geöffnet, und als zweiter Halbleiterschalter wird ein Halbleiterschalter des Gleichspannungswandlers. Die Vorzeichen der Versorgungspotentiale, an denen der erste und der zweite Halbleiterschalter angeschlossen sind, sind identisch. Vorzugsweise werden alle Halbleiterschalter des Inverters als (mehrere) erste Halbleiterschalter geöffnet, die an das gleiche Versorgungspotential angeschlossen sind (d.h. an ein Versorgungspotential mit dem gleichen Vorzeichen wie das Versorgungspotential, an das der zweite Halbleiterschalter angeschlossen ist).Alternatively, the opening of the at least one first semiconductor switch may include: opening at least one semiconductor switch which is part of a semiconductor bridge circuit of the inverter. In this regard, this corresponds to the method mentioned above. The opening of the at least one second semiconductor switch, however, comprises opening at least one semiconductor switch which is part of a DC-DC converter. The DC-DC converter is in this case connected between the energy storage and the inverter. In other words, a semiconductor switch of the inverter is opened as the first semiconductor switch, and as a second semiconductor switch is a semiconductor switch of the DC-DC converter. The signs of the supply potentials to which the first and second semiconductor switches are connected are identical. Preferably, all of the semiconductor switches of the inverter are opened as (multiple) first semiconductor switches connected to the same supply potential (i.e., to a supply potential of the same sign as the supply potential to which the second semiconductor switch is connected).

Während des Betriebs des Gleichspannungswandlers zur Wandlung von Gleichspannung wird derjenige Halbleiterschalter wiederholt geöffnet und geschlossen, der auch bei Auftreten des Trennsignals (dauerhaft) geöffnet wird.During the operation of the DC-DC converter for the conversion of DC voltage that semiconductor switch is repeatedly opened and closed, which is opened (permanently) even when the separation signal.

Das Öffnen des betreffenden Halbleiterschalters nach Empfang bzw. aufgrund des Trennsignals betrifft eine Öffnungsphase, die deutlich länger ist, als die Öffnungsphase eines Halbleiterschalters während des Betriebs des Gleichspannungswandlers. Insbesondere dauert nach Empfang eines Trennsignals der geöffnete Zustand des mindestens einen ersten und des mindestens einen zweiten Halbleiterschalters an, bis ein Rücksetzsignal vorliegt. Stattdessen kann das Öffnen in Bezug zum Trennsignal hysteresefrei sein, so dass die betreffenden Schalter wieder geschlossen werden, wenn das Trennsignal nicht (mehr) erfasst wird.The opening of the respective semiconductor switch after receiving or due to the separation signal relates to an opening phase which is significantly longer than the opening phase of a semiconductor switch during operation of the DC-DC converter. In particular, after receiving a disconnection signal, the open state of the at least one first and the at least one second semiconductor switch lasts until a reset signal is present. Instead, the opening may be hysteresis-free with respect to the isolation signal, so that the respective switches be closed again when the isolation signal is not detected (more).

Der mindestens eine erste Halbleiterschalter und/oder der mindestens eine zweite Halbleiterschalter können Teil der Halbleiter-Brückenschaltung sein.The at least one first semiconductor switch and / or the at least one second semiconductor switch may be part of the semiconductor bridge circuit.

Die Halbleiter-Brückenschaltung kann eine H-Brückenschaltung sein. Der eine erste Halbleiterschalter und/oder der mindestens eine zweite Halbleiterschalter können Teil der H-Brückenschaltung sein.The semiconductor bridge circuit may be an H-bridge circuit. The one semiconductor switch and / or the at least one second semiconductor switch may be part of the H bridge circuit.

Die H-Brückenschaltung kann für jede Phase des Wechselspannungsanschlusses jeweils zwei Serienschaltungen mit jeweils zwei seriell geschalteten Halbleiterschaltern aufweisen. Der mindestens eine erste Halbleiterschalter und/oder der mindestens eine zweite Halbleiterschalter können der gleichen Phase und unterschiedlichen Serienschaltungen angehören.The H-bridge circuit may have two series circuits each having two series-connected semiconductor switches for each phase of the AC voltage connection. The at least one first semiconductor switch and / or the at least one second semiconductor switch may belong to the same phase and different series circuits.

Die Leistungsansteuervorrichtung kann einen Gleichspannungswandler umfassen. Über den kann der Gleichspannungsanschluss mit dem Inverter verbunden sein. Der mindestens eine erste Halbleiterschalter kann Teil der Halbleiter-Brückenschaltung sein. Der mindestens eine zweite Halbleiterschalter kann Teil des Gleichspannungswandlers sein.The power drive device may include a DC-DC converter. About the DC voltage connection can be connected to the inverter. The at least one first semiconductor switch may be part of the semiconductor bridge circuit. The at least one second semiconductor switch may be part of the DC-DC converter.

Der Gleichspannungswandler kann ein Speicherelement und mindestens einen Halbleiterschalter umfassen. Dieser kann zwischen dem Speicherelement und dem Inverter angeschlossen sein. Dieser kann den mindestens einen Halbleiterschalter und den mindestens einen zweiten Halbleiterschalter bilden.The DC-DC converter may include a memory element and at least one semiconductor switch. This can be connected between the memory element and the inverter. This can form the at least one semiconductor switch and the at least one second semiconductor switch.

Die Halbleiter-Brückenschaltung kann eine vollgesteuerte Drehstrombrückenschaltung sein. Der mindestens eine erste Halbleiterschalter kann zwischen dem Gleichspannungswandler und dem Wechselspannungsanschluss angeschlossen sein. Der mindestens eine zweite Halbleiterschalter kann über das Speicherelement mit dem ersten Potential verbunden sein.The semiconductor bridge circuit may be a fully controlled three-phase bridge circuit. The at least one first semiconductor switch may be connected between the DC-DC converter and the AC voltage connection. The at least one second semiconductor switch can be connected to the first potential via the memory element.

Das Öffnen des mindestens einen ersten Halbleiterschalter umfasst insbesondere: Öffnen mindestens eines Halbleiterschalters, der Teil einer Halbleiter-Brückenschaltung des Inverters ist. Das Öffnen des mindestens einen zweiten Halbleiterschalters umfasst insbesondere: Öffnen mindestens eines Halbleiterschalters, der ebenso Teil einer Halbleiter-Brückenschaltung des Inverters ist.The opening of the at least one first semiconductor switch comprises in particular: opening at least one semiconductor switch, which is part of a semiconductor bridge circuit of the inverter. The opening of the at least one second semiconductor switch comprises in particular: opening at least one semiconductor switch, which is also part of a semiconductor bridge circuit of the inverter.

Das Öffnen des mindestens einen ersten Halbleiterschalter umfasst ferner beispielsweise: Öffnen mindestens eines Halbleiterschalters, der Teil einer Halbleiter-Brückenschaltung des Inverters ist. Das Öffnen des mindestens einen zweiten Halbleiterschalters kann umfassen: Öffnen mindestens eines Halbleiterschalters, der Teil eines Gleichspannungswandlers ist, welcher zwischen dem Energiespeicher und dem Inverter angeschlossen ist.The opening of the at least one first semiconductor switch further comprises, for example: opening at least one semiconductor switch, which is part of a semiconductor bridge circuit of the inverter. The opening of the at least one second semiconductor switch may include: opening at least one semiconductor switch which is part of a DC-DC converter connected between the energy store and the inverter.

Die 1 und 2 zeigen Fahrzeugbordnetze mit einer Leistungsansteuerung und dienen zur näheren Erläuterung der hier beschriebenen Vorgehensweise und der hier beschriebenen Leistungsansteuervorrichtung.The 1 and 2 show vehicle electrical systems with a power drive and serve to explain in more detail the procedure described here and the power drive device described here.

Die 1 stellt beispielhaft ein Fahrzeugbordnetz dar, in dem eine Leistungsansteuerungsvorrichtung LS einen elektrischen Energiespeicher ES, insbesondere einen Akkumulator, mit einer elektrischen Maschine EM verbindet. Um aus der Gleichspannung des Energiespeichers ES einen Wechselstrom zu erzeugen, umfasst die Leistungsansteuervorrichtung LS einen Inverter IN mit einer Halbleiter-Brückenschaltung, die von den Schaltern 11, 12, 13, 21, 22 und 23 gebildet wird. Die Brückenschaltung des Inverters IN ist eine B6C-Brücke, wobei für jede Phase ein Ast vorgesehen ist, der zwei seriell miteinander verbundene Halbleiter umfasst. Ein erster Ast betreffend eine erste Phase der elektrischen Maschine wird gebildet von den Halbleiterschaltern 11 und 21, ein weiterer Ast (betreffend eine zweite Phase) wird gebildet von den Halbleiterschaltern 12 und 22, und ein dritter Ast (betreffend eine dritte Phase) wird gebildet von den Halbleiterschaltern 13 und 23. Somit ist die in 1 dargestellte Ausführungsform dreiphasig, wobei jedoch die Anzahl der Phasen nicht auf diese Zahl beschränkt ist. Insbesondere können auch sechs Phasen verwendet werden.The 1 exemplifies a vehicle electrical system in which a power drive LS connects an electrical energy storage ES, in particular an accumulator, with an electric machine EM. In order to generate an alternating current from the DC voltage of the energy store ES, the power drive device LS comprises an inverter IN with a semiconductor bridge circuit provided by the switches 11 . 12 . 13 . 21 . 22 and 23 is formed. The bridge circuit of the inverter IN is a B6C bridge, wherein a branch is provided for each phase, which comprises two semiconductors connected in series. A first branch relating to a first phase of the electric machine is formed by the semiconductor switches 11 and 21 , another branch (concerning a second phase) is formed by the semiconductor switches 12 and 22 , and a third branch (concerning a third phase) is formed by the semiconductor switches 13 and 23 , Thus, the in 1 illustrated embodiment, three-phase, but the number of phases is not limited to this number. In particular, six phases can also be used.

In jedem Ast befindet sich ein Verbindungspunkt A1, A2, A3, an dem die Halbleiterschalter eines Asts miteinander verbunden sind. Die seriell miteinander verbundenen Halbleiterschalter jedes Asts sind an ein positives und ein negatives Versorgungspotential des Inverters IN angeschlossen. Die Verbindungspunkte A1 - A3 werden zu einem Wechselspannungsanschluss WA geführt und entsprechen den Phasenanschlüssen der elektrischen Maschine.In each branch there is a connection point A1, A2, A3, at which the semiconductor switches of a branch are connected to each other. The serially connected semiconductor switches of each branch are connected to a positive and a negative supply potential of the inverter IN. The connection points A1 - A3 are led to an AC voltage connection WA and correspond to the phase connections of the electrical machine.

Ein Gleichspannungswandler DCDC, hier als Synchronwandler dargestellt, umfasst eine Serienschaltung von zwei Halbleiterschaltern S1 und S2. Die Enden dieser Serienschaltung sind mit dem Inverter IN verbunden. Über eine Induktivität IND ist der Verbindungspunkt zwischen den beiden Schaltern S1 und S2 mit einem ersten Potential P des Energiespeichers ES verbunden. Der Gleichspannungswandler DCDC sowie der Inverter IN sind ferner mit Masse M verbunden, wobei dies auch der Masse des Energiespeichers entspricht, und auch als zweites Potential bezeichnet werden kann.A DC-DC converter DCDC, shown here as a synchronous converter, comprises a series connection of two semiconductor switches S1 and S2. The ends of this series circuit are connected to the inverter IN. Via an inductance IND, the connection point between the two switches S1 and S2 is connected to a first potential P of the energy store ES. The DC-DC converter DCDC and the inverter IN are further connected to ground M, wherein this also corresponds to the mass of the energy store, and may also be referred to as a second potential.

Über einen Wechselspannungsanschluss WA ist die Leistungsansteuervorrichtung LS mit der elektrischen Maschine EM verbunden. Der Inverter ist entweder direkt mit dem ersten Potential P oder, wie dargestellt, über den optionalen Gleichspannungswandler DCDC mit dem Energiespeicher ES verbunden. Via an AC voltage terminal WA, the power drive device LS is connected to the electric machine EM. The inverter is connected either directly to the first potential P or, as shown, via the optional DC-DC converter DCDC to the energy store ES.

In der dargestellten Ausführungsform steuert eine Steuerung C1, die Teil des Inverters, Teil der Leistungsansteuervorrichtung sein kann, oder außerhalb dieser vorgesehen sein kann, die Halbleiterschalter 11 bis 23 des Inverters IN an, um im normalen Betrieb aus der Gleichspannung, die an dem Inverter anliegt, am Wechselspannungsausgang WA einen Drehstrom zu erzeugen. Mittels dieses Drehstroms wird ein magnetisches Drehfeld in der elektrischen Maschine erzeugt. Der Inverter kann auch bidirektional sein und eingerichtet sein, eine Wechselspannung, die am Wechselspannungsanschluss WA anliegt, in eine Gleichspannung zur Speisung des Energiespeichers ES zu wandeln. Ferner werden von der Steuerung C1 die Schalter S1, S2 des Gleichspannungswandlers DCDC angesteuert. Die Steuerung C1 ist eingerichtet, die Schalter zur Wandlung einer Gleichspannung (in eine weitere Gleichspannung) anzusteuern.In the illustrated embodiment, a controller C1, which may be part of or may be external to the inverter, part of the power driver, controls the semiconductor switches 11 to 23 of the inverter IN to generate a three-phase current from the DC voltage applied to the inverter in normal operation at the AC output WA. By means of this three-phase current, a magnetic rotating field is generated in the electric machine. The inverter can also be bidirectional and be configured to convert an AC voltage, which is applied to the AC voltage terminal WA, into a DC voltage for feeding the energy store ES. Further, the controller C1, the switches S1, S2 of the DC-DC converter DCDC are driven. The controller C1 is set up to control the switches for converting a DC voltage (into another DC voltage).

Alternativ ist eine Steuerung C2 vorgesehen, die die gleichen, vorangehend genannten Eigenschaften der Steuerung C1 aufweist.Alternatively, a controller C2 is provided, which has the same, aforementioned properties of the controller C1.

Beide Steuerungen weisen einen Trennsignaleingang auf. Die Steuerung C1 weist den Trennsignaleingang auf, der in der 1 als TEM bezeichnet wird. Der Trennsignaleingang TEM betrifft ein Trennsignal, das zur Abtrennung der elektrischen Maschine dient, um bei eine Übertragung von Bewegung auf die elektrische Maschine (etwa beim Abschleppen) diese (und angeschlossene Komponenten) zu schützen. Das für den Trennsignaleingang TEM bestimmte Trennsignal betrifft einen Normalbetrieb-Modus der elektrischen Maschine, in dem elektrischen Maschine drehmomentlos ist (und sich insbesondere in Rotation befindet). Die Steuerung C1 ist eingerichtet, bei Empfang des Trennsignals am Trennsignaleingang TEM den mindestens einen ersten und den mindestens einen zweiten Schalter zu Öffnen.Both controllers have a disconnect signal input. The controller C1 has the isolation signal input which is in the 1 is called TEM. The disconnect signal input TEM relates to a disconnect signal which serves to disconnect the electrical machine to protect it (and associated components) when transmitting motion to the electrical machine (such as when towing). The disconnect signal intended for the disconnect signal input TEM relates to a normal mode of operation of the electrical machine in which the electrical machine is torque-free (and in particular is in rotation). The controller C1 is set up to open the at least one first switch and the at least one second switch upon receipt of the isolating signal at the isolating signal input TEM.

Die Steuerung C2 weist den Trennsignaleingang auf, der in der 1 als TES bezeichnet wird. Der Trennsignaleingang TES betrifft ein Trennsignal, das zur Abtrennung des Energiespeichers ES von einer Anschlussschnittstelle AS und insbesondere von einer stationären Komponente L dient. Die Komponente L kann eine Ladestation oder eine Rückspeisestation sein. Das für den Trennsignaleingang TES bestimmte Trennsignal kann eine ordnungsgemäß beendete Energieübertragung zwischen der Anschlussschnittstelle (AS) oder der stationären Komponente (L) einerseits und dem Energiespeicher (ES) andererseits wiedergeben. Alternativ kann das für den Trennsignaleingang TES bestimmte Trennsignal einen Fehler bei der Übertragung von elektrischer Energie zwischen der Anschlussschnittstelle (AS) oder der stationären Komponente (L) einerseits und dem Energiespeicher andererseits wiedergeben. In beiden Fällen dient dies zur Unterbrechung der Verbindung zwischen Energiespeicher und Anschlussschnittstelle durch Öffnen der genannten Schalter der Leistungssteuervorrichtung LS.The controller C2 has the isolation signal input, which in the 1 is referred to as TES. The separation signal input TES relates to a separation signal which serves to separate the energy store ES from a connection interface AS and in particular from a stationary component L. The component L may be a charging station or a recovery station. The isolating signal intended for the isolating signal input TES can, on the other hand, reproduce a correctly terminated energy transmission between the connection interface (AS) or the stationary component (L) on the one hand and the energy store (ES) on the other hand. Alternatively, the isolating signal intended for the isolating signal input TES can reproduce an error in the transmission of electrical energy between the connection interface (AS) or the stationary component (L), on the one hand, and the energy store, on the other hand. In both cases, this serves to interrupt the connection between energy storage and connection interface by opening said switches of the power control device LS.

Die Steuerungen C1 und C2 sind eingerichtet, bei Empfang eines Trennsignals Schalter zu öffnen. Es werden von der Steuerung C1 oder von der (hierzu alternativen) Steuerung C2 zum Einen zumindest der Schalter 11 geöffnet, wobei jedoch auch die Schalter 12 und 13 und somit alle Schalter geöffnet werden können, die zwischen dem Wechselstromanschluss WA und dem Versorgungspotential des Inverters (entsprechend dem positiven Ausgang des Gleichspannungswandlers) liegen. Zum anderen werden von der Steuerung C1 und von der (alternativen) Steuerung C2 bei Empfang des Trennsignals der Schalter S1 (des Gleichspannungswandlers DCDC) geöffnet. Ausgehend von den Wechselspannungsanschluss WA und einem Strompfad zum ersten Potential P folgend sind der Schalter 11 und der Schalter S1 (des Gleichspannungswandlers DCDC) zueinander antiseriell geschaltet, sodass trotz deren Inversdioden (beispielsweise die Inversdiode 1 des Schalters 11) in keiner Richtung ein Strom fließen kann. Somit ergibt sich eine vollständige Trennung zwischen dem Gleichspannungsanschluss GA (an den der Energiespeicher ES an die Leistungssteuervorrichtung ELS angebunden ist)und der Wechselspannungsanschluss WA. Die beiden antiseriell zueinander geschalteten Schalter im Trennungsfall gehören gemäß dem Beispiel der 1 unterschiedlichen Komponenten der Leistungsansteuervorrichtung an, nämlich dem Inverter IN und dem Gleichspannungswandler DCDC. Beide antiseriell zueinander geschalteten Schalter sind an das gleiche Versorgungspotential angeschlossen, nämlich an das positive Versorgungspotential des Inverters (entsprechend dem positiven Ausgangspotential des Gleichspannungswandlers DCDC). Der erste und der zweite Halbleiterschalter sind in diesem Fall direkt miteinander verbunden (jedoch mit entgegengesetzten Arbeitsrichtungen).The controls C1 and C2 are arranged to open switches upon receipt of a disconnect signal. On the one hand, at least the switch is provided by the controller C1 or by the controller C2 (to this end) 11 open, but also the switches 12 and 13 and thus all switches can be opened, which are between the AC terminal WA and the supply potential of the inverter (corresponding to the positive output of the DC-DC converter). On the other hand, the switch C1 (of the DC-DC converter DCDC) is opened by the controller C1 and the (alternative) controller C2 upon receipt of the disconnection signal. Starting from the AC voltage terminal WA and a current path to the first potential P following are the switch 11 and the switch S1 (of the DC-DC converter DCDC) are connected in antiserial to each other, so that despite their inverse diodes (for example, the inverse diode 1 of the switch 11 ) in any direction a current can flow. This results in a complete separation between the DC voltage connection GA (to which the energy store ES is connected to the power control device ELS) and the AC voltage connection WA. The two anti-serially connected switches in the case of separation belong according to the example of 1 different components of the power drive device, namely the inverter IN and the DC-DC converter DCDC. Both anti-serially connected switches are connected to the same supply potential, namely to the positive supply potential of the inverter (corresponding to the positive output potential of the DC-DC converter DCDC). The first and second semiconductor switches are in this case directly connected to each other (but with opposite directions of operation).

Die Steuerungen C1 und C2 sind in der dargestellten Ausführungsform eingerichtet, bei Empfang eines derartigen Trennsignals die Halbleiterschalter zu öffnen. Es kann vorgesehen sein, dass für die Funktion des Wandelns für den Inverter IN und den Gleichspannungswandler DCDC mindestens eine weitere Steuerung verwendet wird, während für die Funktion des Öffnens des ersten und zweiten Halbleiterschalters die Steuerung C1 oder die Steuerung C2 verwendet wird. Die weitere Steuerung kann der Steuerung C1 bzw. der Steuerung C2 nachgeschaltet sein und von diesen angesteuert werden. Hierbei hat die Ansteuerung durch C1 oder C2 Priorität vor der Funktion der weiteren Steuerung (nämlich der Betrieb des Gleichspannungswandlers als solcher bzw. der der Betrieb des Inverters als solcher), so dass bei eine Fehlersignal die betreffenden Schalter (dauerhaft) geöffnet werden.The controls C1 and C2 are arranged in the illustrated embodiment to open upon receiving such a separation signal, the semiconductor switches. It can be provided that at least one further control is used for the function of the conversion for the inverter IN and the DC-DC converter DCDC, while for the function of opening the first and second Semiconductor switch, the controller C1 or the controller C2 is used. The further control can be connected downstream of the controller C1 or the controller C2 and controlled by them. Here, the control by C1 or C2 has priority over the function of the further control (namely, the operation of the DC-DC converter as such or the operation of the inverter as such), so that when an error signal, the respective switch (permanently) are opened.

Der Zustand des Energiespeichers ES bedingt das Trennsignal, das an den Trennsignaleingang TES abgegeben wird, wobei dies durch den gestrichelten Pfeil zwischen diesen Komponenten dargestellt ist. Der Zustand des Energiespeichers, etwa dessen Ladezustand oder Fehlerzustand bedingt die Abgabe eines Trennsignals an die Steuerung C2. Die elektrische Maschine ES wird von einer Motorsteuerung MS angesteuert und überwacht. Erfasst diese etwa eine Bewegung der elektrischen Maschine EM trotz inaktiver (d.h. unbestromter) elektrischer Maschine, dann wirkt die Motorsteuerung MS auf den Trennsignaleingang TEM. Dies kann auch der Fall sein, wenn die Motorsteuerung MS einen Fehler erkennt, woraufhin durch die Steuerung C1 die Schalter öffnet. Die Wirkung des Öffnens auf die betreffenden ersten und zweiten Schalter, angesteuert durch Steuerung C1, ist durch die gestrichelten Pfeile zwischen diesen Komponenten symbolhaft dargestellt. Dies gilt auch für die Steuerung C2. Die Steuerung C1 und C2 geben unterschiedliche Ausführungsformen wieder, die auf das Abtrennen des Energiespeichers zu dessen Schutz (Steuerung C2) oder auf das Abtrennen der elektrischen Maschine EM (Steuerung C1) abzielen. Es können beide Steuerungen vorgesehen sein, wobei diese in diesem Fall vorzugsweise gemeinsame Ausgänge zum Ansteuern der Schalter und vorzugsweise getrennte Trennsignaleingänge TES, TEM aufweisen.The state of the energy storage ES causes the separation signal, which is delivered to the separation signal input TES, this being indicated by the dashed arrow between these components. The state of the energy store, such as its state of charge or fault condition requires the delivery of a disconnect signal to the controller C2. The electric machine ES is controlled and monitored by a motor control MS. If this detects, for example, a movement of the electric machine EM despite an inactive (i.e., no-current) electric machine, then the motor control MS acts on the separation signal input TEM. This may also be the case when the motor control MS detects an error, whereupon the controller opens the switch by the controller C1. The effect of the opening on the relevant first and second switches, driven by control C1, is symbolized by the dashed arrows between these components. This also applies to the controller C2. The controllers C1 and C2 represent different embodiments which aim at disconnecting the energy store for its protection (control C2) or at disconnecting the electric machine EM (control C1). Both controllers can be provided, in which case they preferably have common outputs for driving the switches and preferably separate isolation signal inputs TES, TEM.

In der 2 ist ein weiteres Fahrzeugbordnetz beispielhaft dargestellt, welches der weiteren Erläuterung der beschriebenen Vorgehensweise dient.In the 2 another vehicle electrical system is exemplified, which serves to further explain the procedure described.

Auch hier ist ein Energiespeicher ES über die Leistungsansteuervorrichtung mit einer elektrischen Maschine EM verbunden. Hierbei weist die Leistungsansteuervorrichtung LS einen Gleichspannungsanschluss GA, an dem der Energiespeicher angeschlossen ist, sowie einen Wechselspannungsanschluss WA auf, an den die elektrische Maschine EM angeschlossen ist. Auch hier sind die elektrische Maschine EM und auch der Wechselspannungsanschluss WA der Leistungsansteuervorrichtung LS mehrphasig. Es kann ein (optionaler) Gleichspannungswandler DCDC vorgesehen sein, der zwischen dem Gleichspannungsanschluss GA und dem Inverter IN der Leistungsansteuervorrichtung LS angeschlossen ist, oder es kann kein Gleichspannungswandler DCDC vorgesehen sein, wobei dies abhängig von den verwendeten Betriebsspannungen des Energiespeichers und der elektrischen Maschine unterschiedlich realisiert sein kann.Here, too, an energy store ES is connected to an electric machine EM via the power drive device. Here, the power drive LS has a DC voltage terminal GA, to which the energy store is connected, and an AC voltage terminal WA, to which the electric machine EM is connected. Again, the electric machine EM and the AC voltage terminal WA of the Leistungsansteuervorrichtung LS are multi-phase. An (optional) DC-DC converter DCDC may be provided, which is connected between the DC voltage terminal GA and the inverter IN of the power driver LS, or it may be provided no DC-DC converter DCDC, which realized differently depending on the operating voltages used of the energy storage and the electric machine can be.

Der Inverter IS umfasst eine mehrphasige H-Brückenschaltung. Jede Phase der H-Brückenschaltung des Inverters IN umfasst zwei Äste, die jeweils zwei seriell geschaltete Halbleiterschalter umfasst. In jeder Phase der H-Brückenschaltung ist ein Ast bzw. eine Serienschaltung von zwei Halbleiterschaltern mit einem Gleichstrompotential EA1, EA2 des Inverters verbunden (welche den Anschlüssen des Energiespeichers entsprechen können). Mit anderen Worten ist in jeder Phase der H-Brückenschaltung ist ein Ast bzw. eine Serienschaltung von zwei Halbleiterschaltern mit einer Gleichspannungsseite des Inverters IN bzw. mit einem Gleichspannungsanschluss des Inverters verbunden.The inverter IS comprises a multi-phase H bridge circuit. Each phase of the H bridge circuit of the inverter IN comprises two branches, each comprising two series-connected semiconductor switches. In each phase of the H-bridge circuit, a branch or series connection of two semiconductor switches is connected to a DC potential EA1, EA2 of the inverter (which may correspond to the terminals of the energy store). In other words, in each phase of the H bridge circuit, a branch of a pair of semiconductor switches is connected to a DC side of the inverter IN and to a DC terminal of the inverter, respectively.

In jeder Phase ist ein zweiter Ast bzw. eine zweite Serienschaltung zweier Halbleiterschalter mit dem Wechselspannungsanschluss WA verbunden. Die ersten Äste bzw. die erste Serienschaltungen, die mit Gleichspannungspotential GA1, GA2 bzw. mit dem Energiespeicher ES verbunden sind, sind die Halbleiterschalter H1, H2 für die erste Phase, H11, H12 für die zweite Phase und H21, H22 für die dritte Phase. Die somit auf der linken Seite dargestellten Serienschaltungen zweier Halbleiterschalter können als Gleichspannungsseite des Inverters angesehen sein, während die anderen Äste bzw. Serienschaltungen (H3, H4, H13, H14, H23, H24) als Wechselspannungsseite betrachtet werden können.In each phase, a second branch or a second series connection of two semiconductor switches is connected to the AC voltage terminal WA. The first branches or the first series circuits, which are connected to DC potential GA1, GA2 or to the energy store ES, are the semiconductor switches H1, H2 for the first phase, H11, H12 for the second phase and H21, H22 for the third phase , The series circuits of two semiconductor switches thus shown on the left side can be regarded as the DC side of the inverter, while the other branches or series circuits (H3, H4, H13, H14, H23, H24) can be considered as the AC side.

Parallel zu den Ästen der Wechselspannungsseite des Inverters sind Kondensatoren C21, C22 und C23 parallel angeschlossen. Als Brückenelement zwischen den Ästen jeder Phase ist jeweils eine Induktivität L1, L2 und L3 in Serie geschaltet. Bezogen auf die elektrische Maschine ist somit die mehrphasige H-Brückenschaltung seriell zwischen Gleichspannungsanschluss GA und Wechselspannungsanschluss WA angeschlossen.Parallel to the branches of the AC side of the inverter, capacitors C21, C22 and C23 are connected in parallel. As a bridge element between the branches of each phase in each case an inductance L1, L2 and L3 is connected in series. Relative to the electrical machine, the multi-phase H bridge circuit is thus connected in series between the DC voltage connection GA and the AC voltage connection WA.

Eine Steuerung C, die Teil der Leistungsansteuervorrichtung sein kann, ist eingerichtet, im normalen Betrieb die Halbleiterschalter H1 bis H24 anzusteuern, um die Gleichspannung am Gleichspannungsanschluss GA oder an den Versorgungspotentialen EA1, EA2 in eine Wechselspannung am Wechselspannungsanschluss WA umzuwandeln. Gegebenenfalls ist die Leistungsansteuervorrichtung auch bidirektional ausgestaltet, sodass die Steuerung C ausgestaltet sein kann, eine Wechselspannung am Wechselspannungsanschluss WA in eine Gleichspannung am Gleichspannungsanschluss GA zu wandeln.A controller C, which may be part of the power drive device, is set up to drive the semiconductor switches H1 to H24 in normal operation in order to convert the DC voltage at the DC voltage terminal GA or at the supply potentials EA1, EA2 into an AC voltage at the AC voltage terminal WA. Optionally, the power drive device is also configured bidirectionally, so that the controller C can be configured to convert an AC voltage at the AC voltage terminal WA into a DC voltage at the DC voltage terminal GA.

Die Steuerung C1 umfasst einen Trennsignaleingang TEM, an dem ein Trennsignal empfangen werden kann. Die Steuerung C1 ist eingerichtet, bei Auftreten des Trennsignals am Eingang SE die Schalter zu öffnen, die zwischen den Phasenanschlüssen des Wechselspannungsanschlusses WA und dem Gleichspannungsanschluss GA liegen. Für die obere Phase sind dies die Schalter H1 und H3, für die mittlere Phase sind es die Schalter H11 und H13 und für die untere Phase sind es die Schalter H21 und H23. In der dargestellten Ausführungsform sind diejenigen Schalter, welche bei einem Trennsignal geöffnet werden, die Schalter, welche mit dem ersten Potential des Energiespeichers ES verbunden sind, im dargestellten Fall das Potential EA1, welches einem Pluspol entsprechen kann. Es sind auch komplementäre Ausführungsformen denkbar. Ausgehend vom Wechselspannungsanschluss WA zum Gleichspannungsanschluss GA führend sind in jeder Phase die von der Steuerung C geöffneten Schalter antiparallel zueinander. Es ergibt sich eine vollständige Abtrennung zwischen dem Wechselspannungsanschluss WA und dem Gleichspannungsanschluss GA. The controller C1 comprises a separation signal input TEM, at which a separation signal can be received. The controller C1 is set up to open the switches between the phase terminals of the AC voltage terminal WA and the DC voltage terminal GA when the disconnection signal occurs at the input SE. For the upper phase these are the switches H1 and H3, for the middle phase they are the switches H11 and H13 and for the lower phase they are the switches H21 and H23. In the illustrated embodiment, those switches which are opened at a disconnect signal, the switches which are connected to the first potential of the energy store ES, in the illustrated case, the potential EA1, which may correspond to a positive pole. There are also complementary embodiments conceivable. Starting from the AC voltage connection WA to the DC voltage terminal GA leader in each phase, the switches open by the controller C are anti-parallel to each other. This results in a complete separation between the AC voltage terminal WA and the DC voltage terminal GA.

Alternativ kann eine Steuerung C mit einem Trennsignaleingang FE wie dargestellt vorgesehen sein, die den Schritt des Öffnens realisiert, während eine weitere Steuerung die Halbleiterschalter des Inverters im Normalbetrieb zur Erzeugung eines Drehstroms ansteuert.Alternatively, a controller C may be provided with a disconnect signal input FE as shown, which implements the step of opening, while another controller drives the semiconductor switches of the inverter in normal operation to produce a three-phase current.

Wie auch in 1 gilt auch für 2 oder für andere Ausführungsformen, dass die Steuerung zum Öffnen der Halbleiterschalter bei Vorliegen eines Trennsignals Vorrang hat, falls diese Steuerung nicht derjenigen Steuerung entspricht, die die Halbleiterschalter für den Normalbetrieb (=Wandeln von Spannung) ansteuert.As well as in 1 applies to 2 or for other embodiments, that the control for opening the semiconductor switch in the presence of a separation signal has priority, if this control does not correspond to the control that drives the semiconductor switches for normal operation (= conversion of voltage).

Es sei bemerkt, dass auch in der 1 bei Auftreten eines Trennsignals zumindest ein Schalter geöffnet wird (etwa Schalter 11 oder auch die Schalter 11, 12 und 13), welche zwischen dem Wechselspannungsanschluss und dem ersten Potential P liegen, welches in der 1 dem positiven Versorgungspotential entsprechen kann.It should be noted that also in the 1 at least one switch is opened when a disconnect signal occurs (such as a switch 11 or the switches 11 . 12 and 13 ), which are between the AC voltage terminal and the first potential P, which in the 1 can correspond to the positive supply potential.

In den dargestellten Beispielen der 1 und 2 kann ferner ein zusätzlicher Trennschalter im Massepfad vorgesehen sein, der (direkt) dem Energiespeicher nachgeschaltet ist, und der ebenso bei Auftritt eines Fehlersignals oder Trennsignals geöffnet wird.In the illustrated examples of 1 and 2 Further, an additional circuit breaker may be provided in the ground path, which is (directly) connected downstream of the energy storage, and which is also opened upon the occurrence of an error signal or separation signal.

Wie erwähnt ist die Öffnung der Schalter (auch des weiteren Schalters) dauerhaft und dauert insbesondere an, bis ein Rücksetzsignal, insbesondere von der Steuerung C1 und/oder C2, erfasst wurde. Während in der 1 vorzugsweise sowohl zumindest ein Schalter des Inverters als auch ein Schalter des Gleichspannungswandlers DCDC bei Auftreten eines Fehlersignals geöffnet werden, um zwei zueinander antiseriell stehende Schalter in offenem Zustand vorzusehen, ist es bei der Ausführungsform der Figur 2 möglich, dass zwei Schalter des Inverters selbst geöffnet werden, im Fall der 2 die Schalter H1 und H3, sowie die Schalter H11 und H13 und auch die Schalter H21 und H23. Die zueinander antiseriellen Schalter, die im Falle eines Trennsignals geöffnet werden, sind seriell zu Halbleiterschaltern angeschlossen, welche direkt mit Masse verbunden sind bzw. mit einem Potential, das nicht dem ersten Potential entspricht.As mentioned, the opening of the switches (also of the further switch) is permanent and in particular continues until a reset signal, in particular from the controller C1 and / or C2, has been detected. While in the 1 Preferably, both at least one switch of the inverter and a switch of the DC-DC converter DCDC are opened when an error signal occurs, in order to provide two mutually antiserial switches in the open state, it is in the embodiment of FIG 2 possible that two switches of the inverter itself be opened, in the case of 2 the switches H1 and H3, as well as the switches H11 and H13 and also the switches H21 and H23. The mutually antiserial switches, which are opened in the case of a disconnect signal, are connected in series to semiconductor switches, which are connected directly to ground or with a potential which does not correspond to the first potential.

Die Steuerungen C1 und C2 der 2 haben die gleichen Merkmale und Eigenschaften wie die Steuerungen C1 und C2 der 1.The controllers C1 and C2 of the 2 have the same features and characteristics as the controllers C1 and C2 of the 1 ,

Für beide Figuren und auch für sonstige Ausführungsformen gilt: Es wird eine Leistungsansteuervorrichtung für eine elektrische Maschine wird beschrieben. Ein Inverter IN der Vorrichtung ist zwischen einem Gleichspannungsanschluss GA der Vorrichtung und einem Wechselspannungsanschluss WA für die elektrische Maschine EM angeschlossen. Die Leistungsansteuervorrichtung weist eine Steuerung auf, der eine Halbleiter-Brückenschaltung des Inverters IN ansteuernd nachgeschaltet sind. Die Halbleiter-Brückenschaltung weist mindestens einen ersten Halbleiterschalter auf, der zwischen dem Wechselspannungsanschluss und einem ersten Potential des Gleichspannungsanschlusses liegt. Ein zweiter Halbleiterschalter der Leistungsansteuervorrichtung ist antiseriell zu dem mindestens einen ersten Halbleiterschalter und an dem ersten Potential des Gleichspannungsanschlusses angeschlossen. Die Steuerung weist einen Trennsignaleingang auf zum Empfang eines Trennsignals. Die Steuerung öffnet den mindestens einen ersten und den mindestens einen zweiten Halbleiterschalter, wenn ein Trennsignal auftritt.For both figures and also for other embodiments: A power drive device for an electric machine is described. An inverter IN of the device is connected between a DC voltage terminal GA of the device and an AC voltage terminal WA for the electric machine EM. The power drive device has a control, which is connected downstream of a semiconductor bridge circuit of the inverter IN. The semiconductor bridge circuit has at least one first semiconductor switch which lies between the AC voltage connection and a first potential of the DC voltage connection. A second semiconductor switch of the power drive device is antiserial to the at least one first semiconductor switch and connected to the first potential of the DC voltage terminal. The controller has a disconnect signal input for receiving a disconnect signal. The controller opens the at least one first and the at least one second semiconductor switch when a disconnect signal occurs.

Es wird ferner ein Verfahren zum Abtrennen einer elektrischen Maschine EM von einem elektrischen Energiespeicher ES beschrieben, bei dem bei Erfassen eines Trennsignals mindestens ein erster und mindestens ein (hierzu antiparallel geschalteter) zweiter Halbleiterschalters geöffnet wird. Die Halbleiterschalter sind zwischen der elektrischen Maschine EM und einem ersten Potential eines Gleichspannungsanschlusses GA angeschlossen. Die Halbleiterschalter sind Teil eines Inverters und gegebenenfalls auch eines Gleichspannungswandlers DCDC zwischen Inverter IN und Energiespeicher ES.Furthermore, a method for separating an electric machine EM from an electrical energy store ES is described, in which, upon detection of a disconnection signal, at least one first and at least one second semiconductor switch (connected in antiparallel) is opened. The semiconductor switches are connected between the electric machine EM and a first potential of a DC voltage terminal GA. The semiconductor switches are part of an inverter and optionally also a DC-DC converter DCDC between inverter IN and energy storage ES.

In den 1 und 2 ist jeweils eine Netzanschlussschaltung T dargestellt, über die die elektrische Maschine EM mit der Anschlussschnittstelle AS verbunden ist. Diese ist optional und daher gestrichelt dargestellt. Ist keine Netzanschlussschaltung T vorgesehen, dann ist die elektrische Maschine EM direkt mit der Anschlussschnittstelle AS verbunden. Die Netzanschlussschaltung T ist eingerichtet, die Konfiguration der elektrischen Maschine, d.h. die Verschaltung der einzelnen Wicklungen, einzustellen. Es können unterschiedliche Konfigurationen eingestellt werden (Stern- oder Dreieck-Konfiguration), oder es kann die Konfiguration gesteuert aufgelöst (und wieder erstellt) werden. Ferner kann die Netzanschlussschaltung T eingerichtet sein, die elektrische Maschine gesteuert mit der Anschlussschnittstelle AS verbinden oder von dieser abzutrennen. Die Netzanschlussschaltung T weist hierzu Schaltelemente auf. Die Netzanschlussschaltung T kann von der Motorsteuerung MS oder von der Steuerung C1 und/oder C2 angesteuert werden. Die Netzanschlussschaltung T kann einen Filter, einen Überspannungsschutz, einen Überstromschutz und/oder mindestens einen Sensor zur Erfassung mindestens einer Größe (Phase, Leistung, Strom, Spannung, Leistungsfaktor, ...) des Wechselstromsignals umfassen, das zwischen der elektrischen Maschine und der Anschlussschnittstelle AS fließt.In the 1 and 2 in each case a network connection circuit T is shown, via which the electric machine EM is connected to the connection interface AS. This is optional and therefore shown in dashed lines. If no mains connection circuit T is provided, then the electric machine EM is connected directly to the connection interface AS. The mains connection circuit T is set up to set the configuration of the electrical machine, ie the interconnection of the individual windings. Different configurations can be set (star or triangle configuration) or the configuration can be resolved (and recreated) under control. Furthermore, the network connection circuit T can be set up to connect or disconnect the electrical machine in a controlled manner to the connection interface AS. The network connection circuit T has switching elements for this purpose. The grid connection circuit T can be controlled by the motor controller MS or by the controller C1 and / or C2. The mains connection circuit T may comprise a filter, overvoltage protection, overcurrent protection and / or at least one sensor for detecting at least one magnitude (phase, power, current, voltage, power factor,...) Of the AC signal present between the electrical machine and the connection interface AS flows.

Claims (10)

Fahrzeug-Antriebstrang mit einer Leistungsansteuervorrichtung (LS) und einer elektrische Maschine (EM), wobei die Leistungsansteuervorrichtung (LS) mit einem Gleichspannungsanschluss (GA) und einem Inverter (IN) ausgestattet ist, der zwischen dem Gleichspannungsanschluss (GA) und einem Wechselspannungsanschluss (WA) zum Anschluss der elektrischen Maschine (EM) angeschlossen ist und der eine Halbleiter-Brückenschaltung (11-23; H1-H24) umfasst, wobei die Leistungsansteuervorrichtung eine Steuerung (C1, C2) umfasst, die ansteuernd mit der Halbleiter-Brückenschaltung (11-23; H1-H24) verbunden ist, wobei die Halbleiter-Brückenschaltung (11-23; H1, H11, H21) mindestens einen ersten Halbleiterschalter (11-13; H1, H11, H21) aufweist, der zwischen dem Wechselspannungsanschluss (WA) und einem ersten Potential (P; EA1) des Gleichspannungsanschlusses (GA) liegt, und Leistungsansteuervorrichtung (LS) ferner mindestens einen zweiten Halbleiterschalter (S1; H3, H13, H23) umfasst, der antiseriell zu dem mindestens einen ersten Halbleiterschalter (11-13; H1 - H21) angeschlossen ist und an dem ersten Potential (P; EA1) des Gleichspannungsanschlusses angeschlossen ist, wobei die Steuerung (C1, C2) ferner einen Trennsignaleingang (TES, TEM) eingerichtet zum Empfang eines Trennsignals aufweist und die Steuerung (C1, C2) eingerichtet ist, den mindestens einen ersten Halbleiterschalter und den mindestens einen zweiten Halbleiterschalter zu öffnen, wenn das Trennsignal auftritt, wobei das Trennsignal einen Normalbetrieb-Modus der elektrischen Maschine (EM) wiedergibt, in dem elektrischen Maschine (EM) drehmomentlos ist.A vehicle powertrain having a power driver (LS) and an electric machine (EM), said power driver (LS) being provided with a DC voltage terminal (GA) and an inverter (IN) connected between said DC voltage terminal (GA) and an AC power terminal (WA ) is connected to the connection of the electric machine (EM) and which comprises a semiconductor bridge circuit (11-23; H1-H24), wherein the power drive device comprises a controller (C1, C2) which is connected to the semiconductor bridge circuit (11-13; 23, H1-H24), wherein the semiconductor bridge circuit (11-23; H1, H11, H21) comprises at least one first semiconductor switch (11-13; H1, H11, H21) connected between the AC voltage terminal (WA) and a first potential (P; EA1) of the DC voltage terminal (GA), and the power driver (LS) further comprises at least one second semiconductor switch (S1; H3, H13, H23) antiserially connected to the at least one first semiconductor switch (11-13; H1-H21) and at the first potential (P; EA1) of the DC voltage terminal is connected, wherein the controller (C1, C2) further comprises a disconnect signal input (TES, TEM) arranged to receive a disconnect signal and the controller (C1, C2) is arranged to open the at least one first semiconductor switch and the at least one second semiconductor switch when the disconnect signal occurs wherein the disconnect signal represents a normal mode of operation of the electric machine (EM) in which the electric machine (EM) is torqueless. Fahrzeug-Antriebstrang nach Anspruch 1, wobei das Trennsignal einen Abschleppmodus des Fahrzeug-Antriebstrangs wiedergibt, in dem die elektrische Maschine mechanisch angetrieben wird, oder einen Parkmodus wiedergibt, in dem das Fahrzeug abgestellt ist.Vehicle drivetrain behind Claim 1 wherein the disconnect signal represents a towing mode of the vehicle powertrain in which the electric machine is mechanically powered or a park mode in which the vehicle is parked. Fahrzeug-Antriebstrang nach Anspruch 1 oder 2, mit einem elektrischen Energiespeicher (ES) und einer Anschlussschnittstelle (AS), die zum Übertragen von elektrischer Energie zwischen dem Energiespeicher (ES) und einer stationären Komponente (L) eingerichtet ist, wobei die Anschlussschnittstelle (AS) über die elektrische Maschine (EM) an die Leistungsansteuervorrichtung (LS) angeschlossen ist und das Trennsignal eine ordnungsgemäß beendete Energieübertragung zwischen der Anschlussschnittstelle (AS) oder der stationären Komponente (L) einerseits und dem Energiespeicher andererseits oder einen sicheren Zustand vor Beginn des Ladevorganges wiedergibt.Vehicle drivetrain behind Claim 1 or 2 , with an electrical energy store (ES) and a connection interface (AS), which is used for transmitting electrical Energy between the energy storage device (ES) and a stationary component (L) is set, wherein the connection interface (AS) via the electric machine (EM) to the power drive device (LS) is connected and the separation signal a properly terminated energy transfer between the connection interface (AS ) or the stationary component (L) on the one hand and the energy storage on the other hand or a safe state before the start of the charging process. Fahrzeug-Antriebstrang mit einer Leistungsansteuervorrichtung (LS) und einer elektrische Maschine (EM), wobei die Leistungsansteuervorrichtung (LS) mit einem Gleichspannungsanschluss (GA) und einem Inverter (IN) ausgestattet ist, der zwischen dem Gleichspannungsanschluss (GA) und einem Wechselspannungsanschluss (WA) zum Anschluss der elektrischen Maschine (EM) angeschlossen ist und der eine Halbleiter-Brückenschaltung (11-23; H1-H24) umfasst, wobei die Leistungsansteuervorrichtung eine Steuerung (C1, C2) umfasst, die ansteuernd mit der Halbleiter-Brückenschaltung (11-23; H1-H24) verbunden ist, wobei die Halbleiter-Brückenschaltung (11-23; H1, H11, H21) mindestens einen ersten Halbleiterschalter (11-13; H1, H11, H21) aufweist, der zwischen dem Wechselspannungsanschluss (WA) und einem ersten Potential (P; EA1) des Gleichspannungsanschlusses (GA) liegt, und Leistungsansteuervorrichtung (LS) ferner mindestens einen zweiten Halbleiterschalter (S1; H3, H13, H23) umfasst, der antiseriell zu dem mindestens einen ersten Halbleiterschalter (11-13; H1 - H21) angeschlossen ist und an dem ersten Potential (P; EA1) des Gleichspannungsanschlusses angeschlossen ist, wobei der Fahrzeug-Antriebstrang die Steuerung (C1, C2) ferner einen Trennsignaleingang (TES) eingerichtet zum Empfang eines Trennsignals aufweist und die Steuerung (C1, C2) eingerichtet ist, den mindestens einen ersten Halbleiterschalter und den mindestens einen zweiten Halbleiterschalter zu öffnen, wenn das Trennsignal auftritt, wobei der Fahrzeug-Antriebstrang einen elektrischen Energiespeicher (ES) und eine Anschlussschnittstelle (AS) umfasst, die zum Übertragen von elektrischer Energie zwischen dem Energiespeicher (ES) und einer stationären Komponente (L) eingerichtet ist, wobei die Anschlussschnittstelle (AS) über die elektrische Maschine (EM) an die Leistungsansteuervorrichtung (LS) angeschlossen ist und das Trennsignal einen Fehler bei der Übertragung von elektrischer Energie zwischen der Anschlussschnittstelle (AS) oder der stationären Komponente (L) einerseits und dem Energiespeicher andererseits wiedergibt.A vehicle powertrain having a power driver (LS) and an electric machine (EM), said power driver (LS) being provided with a DC voltage terminal (GA) and an inverter (IN) connected between said DC voltage terminal (GA) and an AC power terminal (WA ) is connected to the connection of the electric machine (EM) and which comprises a semiconductor bridge circuit (11-23; H1-H24), wherein the power drive device comprises a controller (C1, C2) which is connected to the semiconductor bridge circuit (11-13; 23, H1-H24), wherein the semiconductor bridge circuit (11-23; H1, H11, H21) comprises at least one first semiconductor switch (11-13; H1, H11, H21) connected between the AC voltage terminal (WA) and a first potential (P; EA1) of the DC voltage terminal (GA), and the power driver (LS) further comprises at least one second semiconductor switch (S1; H3, H13, H23) antiserially connected to the at least one first semiconductor switch (11-13; H1-H21) and at the first potential (P; EA1) of the DC voltage terminal is connected, wherein the vehicle drive train, the control (C1, C2) further comprises a separation signal input (TES) arranged to receive a separation signal and the controller (C1, C2) is arranged, the at least one first semiconductor switch and to open the at least one second semiconductor switch when the isolation signal occurs, wherein the vehicle drive train comprises an electrical energy store (ES) and a connection interface (AS), which is arranged for transmitting electrical energy between the energy store (ES) and a stationary component (L), wherein the connection interface (AS) via the electrical Machine (EM) is connected to the Leistungsansteuervorrichtung (LS) and the separation signal reflects an error in the transmission of electrical energy between the connection interface (AS) or the stationary component (L) on the one hand and the energy storage on the other. Fahrzeug-Antriebstrang nach Anspruch 4, wobei das Trennsignal einen Fehler innerhalb dem Energiespeicher (ES) oder innerhalb der elektrischen Maschine oder innerhalb der stationären Komponente wiedergibt.Vehicle drivetrain behind Claim 4 wherein the isolation signal represents an error within the energy storage (ES) or within the electrical machine or within the stationary component. Fahrzeug-Antriebstrang nach Anspruch 3, 4 oder 5, wobei die Anschlussschnittstelle (AS) nur über die elektrische Maschine (EM) an die Leistungsansteuervorrichtung angeschlossen ist, oder über eine Netzanschlussschaltung (T) mit der Anschlussschnittstelle (AS) verbunden ist.Vehicle drivetrain behind Claim 3 . 4 or 5 , wherein the connection interface (AS) is connected to the power drive device only via the electrical machine (EM), or is connected to the connection interface (AS) via a network connection circuit (T). Verfahren zum Abtrennen einer elektrischen Maschine (EM) von einem elektrischen Energiespeicher (ES), mit: Erfassen eines Trennsignals, das einen Normalbetrieb-Modus der elektrischen Maschine (EM) wiedergibt, in dem elektrischen Maschine (EM) drehmomentlos ist; und Öffnen mindestens eines ersten Halbleiterschalters (11-13; H1, H11, H21) und mindestens eines zweiten Halbleiterschalters (S1; H3, H13, H23), der zum ersten Halbleiterschalter antiparallel geschaltet ist, wobei die Halbleiterschalter zwischen der elektrischen Maschine (EM) und einem ersten Potential (P, EA1) eines Gleichspannungsanschlusses (GA) vorliegen, wobei zumindest einer der ersten und zweiten Halbleiterschalter Teil eines Inverters (IN) ist, der zwischen dem elektrischen Energiespeicher (ES) und der elektrischen Maschine (EM) angeschlossen ist.Method for separating an electric machine (EM) from an electrical energy store (ES), comprising: Detecting a disconnection signal representing a normal operation mode of the electric machine (EM) in which the electric machine (EM) is torqueless; and Opening at least one first semiconductor switch (11-13; H1, H11, H21) and at least one second semiconductor switch (S1; H3, H13, H23) connected in anti-parallel with the first semiconductor switch, the semiconductor switches being connected between the electrical machine (EM) and a first potential (P, EA1) of a DC voltage terminal (GA), wherein at least one of the first and second semiconductor switches is part of an inverter (IN) connected between the electrical energy store (ES) and the electric machine (EM). Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Trennsignal einen Abschleppmodus des Fahrzeug-Antriebstrangs wiedergibt, und die elektrische Maschine abgetrennt wird, während sie mechanisch angetrieben wird, etwa während eines Abschleppvorgangs, oder wobei das Trennsignal einen Parkmodus wiedergibt, in dem das Fahrzeug abgestellt ist, und die elektrische Maschine abgetrennt wird, wenn das Fahrzeug abgestellt wird oder bereits abgestellt ist.Method according to Claim 7 wherein the disconnect signal represents a towing mode of the vehicle powertrain, and the electric machine is disconnected while mechanically driven, such as during a towing operation, or wherein the disconnect signal represents a park mode in which the vehicle is parked and the electric machine disconnected when the vehicle is parked or already parked. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die elektrische Maschine abgetrennt wird, während elektrische Energie über die elektrische Maschine zwischen einem elektrischen Energiespeicher (ES) und einer stationären Komponente (L) übertragen wird, und das Trennsignal eine ordnungsgemäß beendete Energieübertragung zwischen der der stationären Komponente (L) einerseits und dem Energiespeicher andererseits wiedergibt, insbesondere eine Ende einer Ladephase des Energiespeichers (ES).Method according to Claim 7 wherein the electric machine is disconnected while electrical energy is transferred via the electric machine between an electrical energy store (ES) and a stationary component (L), and the disconnect signal a properly terminated energy transfer between the stationary component (L) on the one hand and the Energy storage on the other hand reflects, in particular an end of a charging phase of the energy storage (ES). Verfahren zum Abtrennen einer elektrischen Maschine (EM) von einem elektrischen Energiespeicher (ES), mit: Erfassen eines Trennsignals, das Trennsignal einen Fehler bei der Übertragung von elektrischer Energie durch die elektrische Maschine (EM) hindurch und zwischen einer stationären Komponente (L) und dem Energiespeicher (ES) wiedergibt; und Öffnen mindestens eines ersten Halbleiterschalters (11-13; H1, H11, H21) und mindestens eines zweiten Halbleiterschalters (S1; H3, H13, H23), der zum ersten Halbleiterschalter antiparallel geschaltet ist, wobei die Halbleiterschalter zwischen der elektrischen Maschine (EM) und einem ersten Potential (P, EA1) eines Gleichspannungsanschlusses (GA) vorliegen, wobei zumindest einer der ersten und zweiten Halbleiterschalter Teil eines Inverters (IN) ist, der zwischen dem elektrischen Energiespeicher (ES) und der elektrischen Maschine (EM) angeschlossen ist.Method for separating an electric machine (EM) from an electrical energy store (ES), comprising: Detecting a disconnect signal, the disconnect signal representing an error in the transmission of electrical energy through the electric machine (EM) and between a stationary component (L) and the energy store (ES); and Opening at least one first semiconductor switch (11-13; H1, H11, H21) and at least one second semiconductor switch (S1; H3, H13, H23) connected in anti-parallel with the first semiconductor switch, the semiconductor switches being connected between the electrical machine (EM) and a first potential (P, EA1) of a DC voltage terminal (GA), wherein at least one of the first and second semiconductor switches is part of an inverter (IN) connected between the electrical energy store (ES) and the electric machine (EM).
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