DE102017209111A1

DE102017209111A1 - Method and device for controlling a drive, and drive

Info

Publication number: DE102017209111A1
Application number: DE102017209111.8A
Authority: DE
Inventors: Georg Mallebrein; Sven Reimann; Florian Malchow; Oliver Tschismar
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-05-31
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2018-12-06
Also published as: WO2018219645A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebs (2), wobei der Antrieb (2) eine elektrische Maschine (21) und eine Kühleinrichtung (22) zum Kühlen von Komponenten des Antriebs (2) aufweist, wobei eine Kühlleistung der Kühleinrichtung (22) und ein Betriebspunkt der elektrischen Maschine (21) derart geregelt werden, dass unter Einhaltung von vorgegebenen thermischen Belastbarkeitsgrenzen von Komponenten (211, 212, 213) des Antriebs (2) ein Drehmoment der elektrischen Maschine (21) für einen vorgegebenen Zeitraum auf einen vorgegebenen Wert eingestellt wird.

The invention relates to a method for controlling a drive (2), wherein the drive (2) comprises an electric machine (21) and a cooling device (22) for cooling components of the drive (2), wherein a cooling capacity of the cooling device (22). and an operating point of the electric machine (21) are controlled such that, while maintaining predetermined thermal load limits of components (211, 212, 213) of the drive (2), a torque of the electric machine (21) for a predetermined period of time to a predetermined value is set.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebs, eine Vorrichtung zur Steuerung eines Antriebs und einen Antrieb, insbesondere für ein Fahrzeug. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Antriebs für ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug.The present invention relates to a method for controlling a drive, a device for controlling a drive and a drive, in particular for a vehicle. In particular, the invention relates to a method and a device for controlling a drive for a hybrid vehicle or an electric vehicle.

Stand der TechnikState of the art

Elektrische Antriebe für Fahrzeuge können sich im Betrieb stark erhitzen, sodass temperaturempfindliche Komponenten der elektrischen Antriebe an die Grenzen ihrer thermischen Belastbarkeit gelangen können, d. h. beschädigt oder gar zerstört werden können. Um diese Komponenten daher vor Überhitzung zu schützen, muss die abgegebene oder aufgenommene mechanische Leistung nach einer gewissen Zeit reduziert werden. Um jedoch z. B. bei einem Überholmanöver trotzdem genügend Leistung bereitzustellen, sollte dieses sogenannte Derating im Allgemeinen möglichst lange hinausgezögert werden.Electric drives for vehicles can become very hot during operation, so that temperature-sensitive components of the electric drives can reach the limits of their thermal capacity, ie. H. damaged or even destroyed. In order to protect these components against overheating, the delivered or absorbed mechanical power must be reduced after a certain time. However, to z. B. still provide enough power in an overtaking maneuver, this so-called derating should generally be delayed as long as possible.

Die Druckschrift DE 10 2014 220 208 A1 stellt daher eine Steuervorrichtung für eine Elektromaschine bereit, wobei der Betriebspunkt der Elektromaschine basierend auf einer Drehmomentvorgabe und auf erfassten Temperaturen eines Stators und eines Rotors der Elektromaschine eingestellt wird. Durch diese elektrische Betriebspunktverschiebung kann beispielsweise die entstehende Verlustwärme, insbesondere im Rotor, bei gleichem mechanischen Betriebspunkt, das heißt bei gleichem Drehmoment und bei gleicher Drehzahl, verringert werden.The publication DE 10 2014 220 208 A1 Therefore, it provides a control apparatus for an electric machine, wherein the operating point of the electric machine is adjusted based on a torque command and detected temperatures of a stator and a rotor of the electric machine. By this electrical operating point shift, for example, the resulting heat loss, especially in the rotor, at the same mechanical operating point, that is, at the same torque and at the same speed can be reduced.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, eine Vorrichtung zur Steuerung eines Antriebs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 und einen Antrieb mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 bereit.The invention provides a method for controlling a drive with the features of claim 1, a device for controlling a drive with the features of claim 6 and a drive with the features of claim 10 ready.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung demnach ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebs, wobei der Antrieb eine elektrische Maschine und eine Kühleinrichtung zum Kühlen von Komponenten des Antriebs, insbesondere von Komponenten der elektrischen Maschine aufweist. Eine Kühlleistung der Kühleinrichtung und ein Betriebspunkt der elektrischen Maschine werden derart geregelt, dass unter Einhaltung von vorgegebenen thermischen Belastbarkeitsgrenzen von Komponenten des Antriebs ein Drehmoment der elektrischen Maschine für einen vorgegebenen Zeitraum auf einen vorgegebenen Wert eingestellt wird. Der dafür nötige Energieaufwand wird hierbei vorzugsweise auf ein Mindestmaß reduziert.According to a first aspect, the invention accordingly relates to a method for controlling a drive, wherein the drive comprises an electric machine and a cooling device for cooling components of the drive, in particular of components of the electric machine. A cooling capacity of the cooling device and an operating point of the electric machine are controlled such that, while maintaining predetermined thermal load limits of components of the drive, a torque of the electric machine is set to a predetermined value for a predetermined period. The energy required for this is preferably reduced to a minimum.

Gemäß einem zweiten Aspekt stellt die Erfindung demnach eine Vorrichtung zur Steuerung eines Antriebs bereit, wobei der Antrieb eine elektrische Maschine und eine Kühleinrichtung zum Kühlen von Komponenten des Antriebs aufweist. Die Vorrichtung umfasst eine Regelungseinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine Kühlleistung der Kühleinrichtung und einen Betriebspunkt der elektrischen Maschine derart zu regeln, dass unter Einhaltung von vorgegebenen thermischen Belastbarkeitsgrenzen von Komponenten des Antriebs ein Drehmoment der elektrischen Maschine für einen vorgegebenen Zeitraum auf einen vorgegebenen Wert eingestellt wird.According to a second aspect, the invention accordingly provides a device for controlling a drive, wherein the drive comprises an electric machine and a cooling device for cooling components of the drive. The device comprises a control device, which is designed to control a cooling capacity of the cooling device and an operating point of the electric machine such that, while maintaining predetermined thermal load limits of components of the drive, a torque of the electric machine is set to a predetermined value for a predetermined period of time becomes.

Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung einen Antrieb, insbesondere für ein Fahrzeug, bevorzugt für ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug, mit einer elektrischen Maschine, einer Kühleinrichtung zum Kühlen von Komponenten des Antriebs und mit einer Vorrichtung, welche dazu ausgebildet ist, die elektrische Maschine und die Kühleinrichtung zu steuern.According to a third aspect, the invention relates to a drive, in particular for a vehicle, preferably for an electric vehicle or a hybrid vehicle, with an electric machine, a cooling device for cooling components of the drive and with a device which is adapted to the electric machine and to control the cooling device.

Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.Preferred embodiments are the subject of the respective subclaims.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Oftmals ist eine Anpassung des Betriebspunkts der elektrischen Maschine selbst nicht ausreichend, um das Drehmoment lange genug auf einen vorgegebenen Wert einzustellen. Insbesondere drohen sich bestimmte Komponenten des Antriebs zu stark zu erhitzen, beispielsweise ein Rotor oder Stator der elektrischen Maschine, ein Zwischenkreiskondensator, Energiespeicher, Gleichstromwandler oder Wechselrichter, sowie Komponenten des Wechselrichters wie Leistungsschalter, Halbleiterschalter oder Freilaufdioden. Dadurch muss frühzeitig ein Derating durchgeführt werden. Indem jedoch zusätzlich eine Kühlleistung der Kühleinrichtung entsprechend eingestellt wird, ermöglicht die Erfindung es, aufgrund des dadurch zusätzlich zur Verfügung stehenden Freiheitsgrades, das Derating der elektrischen Maschine und somit die Drosselung des Drehmoments der elektrischen Maschine weiter hinauszuzögern.Often, an adjustment of the operating point of the electric machine itself is not sufficient to set the torque long enough to a predetermined value. In particular, certain components of the drive threaten to overheat, for example, a rotor or stator of the electric machine, a DC link capacitor, energy storage, DC converter or inverter, and components of the inverter such as circuit breakers, semiconductor switches or freewheeling diodes. This requires early derating. However, by additionally setting a cooling capacity of the cooling device accordingly, the invention makes it possible, due to the degree of freedom additionally available thereby, to further delay the derating of the electrical machine and thus the throttling of the torque of the electric machine.

Vorzugsweise werden daher die Kühlleistung der Kühleinrichtung und der Betriebspunkt der elektrischen Maschine derart geregelt, dass der Zeitraum, während welchem das Drehmoment auf den vorgegebenen Wert eingestellt wird, maximiert wird. Erfindungsgemäß werden dazu vorzugsweise gleichzeitig bzw. parallel die Kühlleistung der Kühleinrichtung und der Betriebspunkt der elektrischen Maschine geregelt. Jedoch können auch abwechselnd entweder die Kühlleistung der Kühleinrichtung oder der Betriebspunkt der elektrischen Maschine variiert werden. Vorzugsweise wird die Regelung derart durchgeführt, dass ein gesamter Energieverbrauch des elektrischen Antriebs während der Regelung minimiert wird. Die Erfindung ermöglicht es außerdem, das Derating möglichst lange heraus zu zögern. Dadurch kann eine sportlichere Fahrweise ermöglicht werden oder auch genügend Drehmoment für Überholvorgänge bereitgestellt werden.Preferably, therefore, the cooling capacity of the cooling device and the operating point of the electric machine are controlled so that the period during which the torque is set to the predetermined value is maximized. According to the invention, the cooling capacity of the cooling device and the operating point of the electric are preferably simultaneously or in parallel Machine regulated. However, alternatively, either the cooling capacity of the cooling device or the operating point of the electric machine can be varied. Preferably, the regulation is carried out in such a way that a total energy consumption of the electric drive during the regulation is minimized. The invention also makes it possible to delay the derating as long as possible. As a result, a sportier driving style can be made possible or enough torque can be provided for overtaking.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens werden aktuelle Temperaturen von Komponenten des Antriebs ermittelt und anhand der ermittelten Temperaturen und der aktuellen mechanischen Leistungsanforderung an den Antrieb wird ein Temperaturverlauf für die Komponenten prädiziert. Beispielsweise kann für einen Stator, einen Rotor, einen Zwischenkreiskondensator oder für einen Wechselrichter bzw. Inverter der elektrischen Maschine der jeweilige Temperaturverlauf vorhergesagt werden. Das Prädizieren der Temperaturverläufe kann anhand von Kennlinien, Modellen und/oder anhand von Navigationsdaten des Fahrzeugs durchgeführt werden. Die Kühlleistung der Kühleinrichtung wird erhöht und/oder der Betriebspunkt der elektrischen Maschine wird verschoben, falls anhand des prädizierten Temperaturverlaufs eine Überschreitung der thermischen Belastbarkeitsgrenzen von Komponenten des Antriebs ermittelt wird. Somit kann eine mögliche Überhitzung frühzeitig erkannt werden und durch Anpassung der Betriebsparameter der Kühleinrichtung und der elektrischen Maschine ein Derating trotzdem möglichst lange verzögert werden, ohne die temperaturempfindlichen Komponenten des Antriebs zu gefährden.According to a preferred development of the method, current temperatures of components of the drive are determined, and based on the determined temperatures and the current mechanical power requirement on the drive, a temperature profile for the components is predicted. For example, for a stator, a rotor, an intermediate circuit capacitor or for an inverter or inverter of the electrical machine, the respective temperature profile can be predicted. The prediction of the temperature profiles can be carried out on the basis of characteristic curves, models and / or on the basis of navigation data of the vehicle. The cooling capacity of the cooling device is increased and / or the operating point of the electric machine is shifted, if based on the predicted temperature profile, an exceeding of the thermal load limits of components of the drive is determined. Thus, possible overheating can be detected early and, by adapting the operating parameters of the cooling device and the electrical machine, a derating can nevertheless be delayed as long as possible without jeopardizing the temperature-sensitive components of the drive.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird anhand des prädizierten Temperaturverlaufs für mindestens eine Komponente des Antriebs eine Erwärmungsreduktion als diejenige Größe bestimmt, um welche die abgegebene Wärmeleistung der Komponente reduziert werden muss oder aber die Entwärmung der Komponente durch aktive Kühlung verbessert werden muss, um die thermische Belastbarkeitsgrenze der Komponente für den vorgegebenen Zeitraum einzuhalten. Der Begriff „Erwärmungsreduktion“ umfasst also sowohl eine Verringerung der abgegebenen Wärmeleistung, das heißt eine Wärmeleistungsreduktion, als auch eine Erhöhung der Entwärmung durch aktive Kühlung. Die Kühlleistung der Kühleinrichtung wird derart erhöht und/oder der Betriebspunkt der elektrischen Maschine wird derart verschoben, dass die geforderte Erwärmungsreduktion der Komponente erreicht wird. Wird beispielsweise ermittelt, dass eine Überhitzung des Rotors in dem vorgegebenen Zeitraum verhindert werden kann, falls die abgegebene Wärmeleistung des Rotors um 50 W reduziert wird, so werden die Kühleinrichtung und die elektrische Maschine entsprechend angesteuert. So kann beispielsweise durch eine Veränderung des Betriebspunkts der elektrischen Maschine, etwa durch eine Veränderung von q-Achsenkomponenten und d-Achsenkomponenten eines Stromvektors der elektrischen Maschine eine weitere Erhitzung des Rotors verhindert werden, wobei sich im Allgemeinen der Stator stärker erhitzen wird als andere Teile der Maschine. Der Rotor stellt üblicherweise eine schwieriger zu kühlende Komponente dar, während der Stator bereits durch die Kühleinrichtung ausreichend gekühlt werden kann.According to a preferred embodiment of the method, a heating reduction is determined as the size by which the heat output of the component must be reduced or the cooling of the component must be improved by active cooling, the thermal Resilience limit of the component for the given period. The term "heating reduction" thus includes both a reduction in the output heat output, that is, a reduction in heat output, as well as an increase in the cooling by active cooling. The cooling capacity of the cooling device is thus increased and / or the operating point of the electric machine is shifted in such a way that the required reduction in the heating of the component is achieved. If, for example, it is determined that overheating of the rotor can be prevented in the given period of time, if the output heat output of the rotor is reduced by 50 W, then the cooling device and the electric machine are activated accordingly. Thus, for example, by changing the operating point of the electric machine, such as a change of q-axis components and d-axis components of a current vector of the electric machine further heating of the rotor can be prevented, which will generally heat the stator more than other parts of the Machine. The rotor is usually a more difficult to cool component, while the stator can already be sufficiently cooled by the cooling device.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird ein zum Reduzieren der Wärmeleistung der Komponente des Antriebs benötigter Gesamtverbrauch des Antriebs in Abhängigkeit von einer Veränderung der Kühlleistung und in Abhängigkeit von einer Verschiebung des Betriebspunkts der elektrischen Maschine ermittelt. Die Kühlleistung der Kühleinrichtung und der Betriebspunkt der elektrischen Maschine werden derart geregelt, dass der zum Reduzieren der Wärmeleistung der mindestens einen Komponente benötigte Gesamtverbrauch des Antriebs anhand der ermittelten Abhängigkeit minimiert wird. Die Erfindung stellt dadurch ein verbrauchsoptimiertes Verfahren zur Steuerung des Antriebs bereit.According to a preferred development of the method, a total consumption of the drive required for reducing the heat output of the component of the drive is determined as a function of a change in the cooling power and as a function of a shift in the operating point of the electric machine. The cooling capacity of the cooling device and the operating point of the electric machine are controlled such that the total consumption of the drive required to reduce the heat output of the at least one component is minimized on the basis of the determined dependence. The invention thus provides a consumption-optimized method for controlling the drive.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens treibt der elektrische Antrieb ein Fahrzeug an, wobei thermische Belastungen des Fahrzeugs anhand von Navigationsdaten des Fahrzeugs bestimmt werden. Das Regeln der Kühlleistung der Kühleinrichtung und des Betriebspunkts der elektrischen Maschine wird in Abhängigkeit von prädizierten thermischen Belastungen des Fahrzeugs durchgeführt. Somit wird ein über eine zukünftige Fahrstrecke minimaler Gesamtaufwand zur Einhaltung der thermischen Belastungsgrenzen erreicht. Beispielsweise kann anhand von Informationen eines Navigationssystems des Fahrzeugs erkannt werden, dass das Fahrzeug nach einer bestimmten Zeit einen steileren Bergabschnitt befahren wird, sodass ein stärkerer Temperaturanstieg der Komponenten des Antriebs aufgrund der höheren Beanspruchung zu erwarten ist.According to a preferred embodiment of the method, the electric drive drives a vehicle, thermal loads of the vehicle being determined on the basis of navigation data of the vehicle. The control of the cooling capacity of the cooling device and the operating point of the electric machine is performed in dependence on predicted thermal loads of the vehicle. Thus, a minimum over a future route total cost of compliance with the thermal load limits is achieved. For example, based on information from a navigation system of the vehicle, it can be recognized that after a certain time, the vehicle is driven on a steeper mountain section, so that a greater temperature increase of the components of the drive due to the higher load is to be expected.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung weist diese eine Temperaturermittlungseinrichtung auf, welche dazu ausgebildet ist, aktuelle Temperaturen von Komponenten des Antriebs zu ermitteln. Weiter ist die Regelungseinrichtung dazu ausgebildet, anhand der ermittelten Temperaturen und der aktuellen und zu erwartenden mechanischen Leistungsanforderung an den Antrieb einen Temperaturverlauf für die Komponenten zu prädizieren. Die Regelungseinrichtung ist dazu ausgebildet, die Kühlleistung der Kühleinrichtung schon dann zu erhöhen und/oder den Betriebspunkt der elektrischen Maschine zu verschieben, falls anhand des prädizierten Temperaturverlaufs eine Überschreitung der thermischen Belastbarkeitsgrenzen von Komponenten des Antriebs ermittelt bzw. prädiziert wird.According to a preferred embodiment of the device, this has a temperature determination device, which is designed to determine current temperatures of components of the drive. Furthermore, the control device is designed to predict a temperature profile for the components on the basis of the determined temperatures and the current and expected mechanical power requirement for the drive. The control device is designed to increase the cooling capacity of the cooling device already then and / or the operating point of the electric To shift machine, if based on the predicted temperature profile, exceeding the thermal load limits of components of the drive is determined or predicted.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung ist die Regelungseinrichtung dazu ausgebildet, anhand des prädizierten Temperaturverlaufs für mindestens eine Komponente des Antriebs eine Erwärmungsreduktion als diejenige Größe zu bestimmen, um welche die abgegebene Wärmeleistung der Komponente reduziert wird, um die thermische Belastbarkeitsgrenze der Komponente möglichst lange zu unterschreiten.According to a preferred embodiment of the device, the control device is designed to determine a heating reduction as the size by which the heat output of the component is reduced in order to minimize the thermal load limit of the component as long as possible based on the predicted temperature profile for at least one component of the drive ,

Die Regelungseinrichtung ist dazu ausgebildet, den Arbeitspunkt der elektrischen Maschine derart zu verschieben und/oder die Kühlleistung der Kühleinrichtung derart zu erhöhen, dass die abgegebene Wärmeleistung der Komponente um die gewünschte Erwärmungsreduktion reduziert wird bzw. um den kühlenden Wärmestrom bei kritischer Komponententemperatur zu erhöhen.The control device is configured to shift the operating point of the electric machine and / or to increase the cooling capacity of the cooling device such that the heat output of the component is reduced by the desired reduction in heating or to increase the cooling heat flow at critical component temperature.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung ist die Regelungseinrichtung weiter dazu ausgebildet, einen zum Reduzieren der Wärmeleistung der Komponente des Antriebs benötigten Gesamtverbrauch des Antriebs in Abhängigkeit von einer Veränderung der Kühlleistung und von einer Verschiebung des Arbeitspunkts der elektrischen Maschine zu ermitteln. Die Regelungseinrichtung ist weiter dazu ausgebildet, den zum Reduzieren der Wärmeleistung bzw. zur Kühlung der mindestens einen Komponente benötigten Gesamtverbrauch des Antriebs anhand der ermittelten Abhängigkeit zu minimieren.According to a preferred embodiment of the device, the control device is further configured to determine a total consumption of the drive required for reducing the heat output of the component of the drive as a function of a change in the cooling capacity and a shift in the operating point of the electric machine. The control device is further configured to minimize the total consumption of the drive required for reducing the heat output or for cooling the at least one component on the basis of the determined dependence.

Figurenlistelist of figures

Es zeigen:

1 ein schematisches Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Steuerung eines Antriebs;
2 schematische Abhängigkeiten einer Änderung einer Gesamtverlustleistung eines Antriebs in Abhängigkeit vom Aufwand zur Reduktion einer abgegebenen Wärmeleistung eines Rotors bzw. vom Aufwand zur Kühlung des Rotors einer elektrischen Maschine;
3 ein schematisches Blockdiagramm einen Antriebs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
4 ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zur Steuerung eines Antriebs.

Show it:

1 a schematic block diagram of a device for controlling a drive;
2 schematic dependencies of a change in a total power loss of a drive as a function of the effort to reduce a given heat output of a rotor or the cost of cooling the rotor of an electric machine;
3 a schematic block diagram of a drive according to an embodiment of the invention; and
4 a flowchart for explaining a method for controlling a drive.

In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen mit denselben Bezugszeichen versehen. Verschiedene Ausführungsformen können beliebig miteinander kombiniert werden, sofern dies sinnvoll ist.In all figures, the same or functionally identical elements and devices are provided with the same reference numerals. Various embodiments can be combined as desired, if appropriate.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

In 1 ist ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung 1 zur Steuerung eines Antriebs 2 illustriert. Der Antrieb 2 dient beispielsweise zum Antreiben eines Fahrzeugs, etwa eines Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug. Der Antrieb 2 weist eine elektrische Maschine 21 auf, welche mehrere Komponenten umfasst, insbesondere einen Rotor 211, einen Stator 212 und einen Wechselrichter 213. Der Wechselrichter 213 ist dazu ausgelegt, Gleichspannung von einer Gleichspannungsquelle in Wechselspannung zu wandeln. Der Wechselrichter weist Leistungsschalter, Halbleiterschalter und/oder Freilaufdioden auf, welche sich im Betrieb erhitzen können. Weiter umfasst der Antrieb 2 eine Kühleinrichtung 22, welche dazu ausgebildet ist, die elektrische Maschine 21 zu kühlen. Die Kühleinrichtung 22 kann insbesondere einen Kühlkreislauf bereitstellen, welcher einen Lüfter, einen Wärmeübertrager und eine Pumpe umfasst. Die Kühleinrichtung 22 kann auch für verschiedene Komponenten der elektrischen Maschine 21 verschiedene Kühlkreisläufe bereitstellen. Die Kühleinrichtung 22 kann auch weitere Komponenten des Antriebs 2 kühlen, etwa einen Zwischenkreiskondensator, einen Gleichstromwandler oder einen Energiespeicher.In 1 is a schematic block diagram of a device 1 for controlling a drive 2 illustrated. The drive 2 is used for example for driving a vehicle, such as an electric vehicle or hybrid vehicle. The drive 2 has an electric machine 21 on, which comprises a plurality of components, in particular a rotor 211 , a stator 212 and an inverter 213 , The inverter 213 is designed to convert DC voltage from a DC voltage source into AC voltage. The inverter has power switches, semiconductor switches and / or freewheeling diodes, which can heat up during operation. Next includes the drive 2 a cooling device 22 , which is adapted to the electric machine 21 to cool. The cooling device 22 In particular, it may provide a cooling circuit comprising a fan, a heat exchanger and a pump. The cooling device 22 Can also be used for various components of the electric machine 21 to provide different cooling circuits. The cooling device 22 can also use other components of the drive 2 cool, such as a DC link capacitor, a DC-DC converter or an energy storage.

Gemäß weiteren Ausführungsformen kann die Vorrichtung 1 auch ein Teil des Antriebs 2 sein.According to further embodiments, the device 1 also part of the drive 2 be.

Die Vorrichtung 1 weist eine Regelungseinrichtung 11 auf, welche dazu ausgebildet ist, eine Kühlleistung der Kühleinrichtung 22 und einen Betriebspunkt der elektrischen Maschine derart zu regeln, dass unter Einhaltung von vorgegebenen thermischen Belastbarkeitsgrenzen von Komponenten des Antriebs 2 ein Drehmoment der Maschine auf einen vorgegebenen Wert eingestellt wird.The device 1 has a control device 11 which is adapted to a cooling capacity of the cooling device 22 and to regulate an operating point of the electric machine such that, while maintaining predetermined thermal load limits of components of the drive 2 a torque of the machine is set to a predetermined value.

Zur Bestimmung der Kühlleistung der Kühleinrichtung 22 können insbesondere auch die Temperatur des aus dem Wärmetauscher der Kühleinrichtung 22 austretenden Kühlwassers, die Umgebungstemperatur und/oder eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs berücksichtigt werden.To determine the cooling capacity of the cooling device 22 in particular, the temperature of the heat exchanger of the cooling device 22 emerging cooling water, the ambient temperature and / or a speed of the vehicle are taken into account.

Die Regelung des Betriebspunkts kann insbesondere die Veränderung einer q-Achsenkomponente und/oder d-Achsenkomponente eines Stromvektors der elektrischen Maschine 22 und/oder eine Veränderung einer Schaltfrequenz des Wechselrichters 213 der elektrischen Maschine 22 umfassen. So kann durch eine Anpassung des elektrischen Betriebspunkts, d. h. durch eine Veränderung der q-Achsenkomponente oder d-Achsenkomponente des Rotors 211 der elektrischen Maschine 22 die Erwärmung des Rotors 211 zulasten einer Erwärmung des Stators 212 und der Halbleiter des Wechselrichters 213 verringert werden. Durch eine Verringerung der Schaltfrequenz des Wechselrichters 213 kann die Erwärmung der Halbleiter in dem Wechselrichter 213 wiederum verringert werden.The regulation of the operating point can in particular be the change of a q-axis component and / or d-axis component of a current vector of the electrical machine 22 and / or a change in a switching frequency of the inverter 213 the electric machine 22 include. Thus, by adjusting the electrical operating point, ie by changing the q-axis component or d-axis component of the rotor 211 the electric machine 22 the warming of the rotor 211 at the expense of heating the stator 212 and the semiconductor of the inverter 213 be reduced. By reducing the switching frequency of the inverter 213 may be the heating of the semiconductors in the inverter 213 be reduced again.

Die jeweiligen thermischen Belastbarkeitsgrenzen können in einer Liste gespeichert sein und auf einem Speicher der Regelungseinrichtung 11 abgelegt sein.The respective thermal capacity limits may be stored in a list and on a memory of the controller 11 be filed.

Die Vorrichtung 1 weist weiter eine Temperaturermittlungseinrichtung 12 auf, welche dazu ausgebildet ist, aktuelle Temperaturen von Komponenten des Antriebs 2 zu ermitteln. Insbesondere ermittelt die Temperaturermittlungseinrichtung 12 eine Temperatur des Rotors 211, des Stators 212 und des Wechselrichters 213. Die Regelungseinrichtung 11 prädiziert anhand der ermittelten Temperaturen und der aktuellen Belastungs- und Kühlsituation einen Temperaturverlauf der Komponenten 211, 212, 213 der elektrischen Maschine 21. Die Regelungseinrichtung 11 kann hierzu ein physikalisches oder empirisches Modell verwenden und/oder den Temperaturverlauf anhand von Kennlinien prädizieren. Das Modell kann beispielsweise die aktuellen Temperaturen der Komponenten des Antriebs 2 berücksichtigen. Weiter können auch die Temperatur von aus einem Wärmetauscher der Kühleinrichtung 22 austretendem Kühlwasser, die Umgebungstemperatur und/oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit in dem Modell berücksichtigt werden. Auch eine aktuelle oder prädizierte Spannung eines Zwischenkreiskondensators des Antriebs 2 kann zur Ermittlung des Temperaturverlaufs mit einbezogen werden. Die berücksichtigten Größen können jeweils gemessen und/oder modelliert werden. Auch die thermische Trägheit des Kühlwassers kann berücksichtigt werden, das heißt diejenige Zeit, welche zur Temperierung des Kühlwassers benötigt wird.The device 1 further comprises a temperature detecting means 12 which is adapted to current temperatures of components of the drive 2 to investigate. In particular, the temperature detection device determines 12 a temperature of the rotor 211 , the stator 212 and the inverter 213 , The control device 11 predicts a temperature profile of the components on the basis of the determined temperatures and the current load and cooling situation 211 . 212 . 213 the electric machine 21 , The control device 11 For this purpose, it is possible to use a physical or empirical model and / or to predicate the temperature profile on the basis of characteristic curves. The model can, for example, the current temperatures of the components of the drive 2 consider. Next can also be the temperature of a heat exchanger of the cooling device 22 exiting cooling water, the ambient temperature and / or a vehicle speed are taken into account in the model. Also a current or predicted voltage of a DC link capacitor of the drive 2 can be included to determine the temperature profile. The quantities considered can each be measured and / or modeled. Also, the thermal inertia of the cooling water can be taken into account, that is, the time required for the temperature control of the cooling water.

Für einen vorgegebenen Zeitraum wird von der Regelungseinrichtung 11 ermittelt, ob der prädizierte Temperaturverlauf innerhalb vorgegebener thermischer Belastbarkeitsgrenzen liegt. Beispielsweise überprüft die Regelungseinrichtung 11, ob die prädizierte Temperatur des Rotors 211 in dem vorgegebenen Zeitraum einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Ist dies der Fall, so ist die Regelungseinrichtung 11 dazu ausgebildet, eine Erwärmungsreduktion P_R zu bestimmen, um welche der Rotor 211 entwärmt werden muss, um die thermische Belastbarkeitsgrenze des Rotors 211 einzuhalten. Analog dazu soll auch eine Erhöhung des von der Kühlung abzuführenden Wärmestroms bestimmt werden.For a given period of time is from the control device 11 Determines whether the predicted temperature curve lies within predefined thermal load limits. For example, the control device checks 11 whether the predicted temperature of the rotor 211 exceeds a predetermined threshold in the given time period. If this is the case, then the control device 11 designed to reduce heating P _R to determine which of the rotor 211 must be cooled to the thermal load limit of the rotor 211 observed. Similarly, an increase of the dissipated by the cooling heat flow should be determined.

Beispielsweise ist ein maximaler Schwellenwert für eine Temperatur des Rotors 211 auf 100 °C festgelegt. Die Regelungseinrichtung 11 prädiziert nun, dass die Temperatur des Rotors 211 nach einem vorgegebenen Zeitraum, beispielsweise nach 100 Sekunden, den vorgegebenen Schwellenwert überschreiten wird, falls die Betriebsbedingungen des Antriebs, d. h. die Kühlleistung der Kühleinrichtung 22 und der Betriebspunkt der elektrischen Maschine 21, nicht geändert werden. Anhand von Kennlinien und/oder anhand einer Tabelle ermittelt die Regelungseinrichtung 11, dass sich der prädizierte Temperaturverlauf bei einer Erwärmungsreduktion P_R des Rotors 211 um 80 W derart ändert, oder analog die Wärmeabfuhr bei 100 °C um 80 W erhöht wird, dass die thermische Belastbarkeitsgrenze des Rotors 211 eingehalten wird, d. h. die Temperatur des Rotors 211 in dem vorgegebenen Zeitraum den Schwellenwert von 100 °C nicht überschreitet.For example, a maximum threshold for a temperature of the rotor 211 set to 100 ° C. The control device 11 now predicts that the temperature of the rotor 211 after a predetermined period of time, for example after 100 seconds, will exceed the predetermined threshold, if the operating conditions of the drive, ie the cooling capacity of the cooling device 22 and the operating point of the electric machine 21 , not changed. On the basis of characteristics and / or based on a table determines the control device 11 in that the predicted temperature profile results in a reduction in heating P _R of the rotor 211 changes by 80 W, or analogously, the heat removal at 100 ° C is increased by 80 W, that the thermal load limit of the rotor 211 is maintained, ie the temperature of the rotor 211 does not exceed the threshold value of 100 ° C in the given period.

Die Regelungseinrichtung 11 erhöht daher die Kühlleistung der Kühleinrichtung 22 entsprechend und/oder verschiebt den Betriebspunkt der elektrischen Maschine 21 derart, dass die abgegebene Wärmeleistung der Komponente, in diesem Fall des Rotors 211, um die ermittelte Erwärmungsreduktion P_R reduziert wird.The control device 11 therefore increases the cooling capacity of the cooling device 22 corresponding and / or shifts the operating point of the electric machine 21 such that the heat output of the component, in this case the rotor 211 to the determined warming reduction P _R is reduced.

Vorzugsweise wird die Regelung hierbei derart durchgeführt, dass der zum Reduzieren der Erwärmungsleistung benötigte Gesamtverbrauch des Antriebs 2 minimiert wird.Preferably, the control is carried out in such a way that the total consumption of the drive required to reduce the heating power 2 is minimized.

Dies wird anhand der 2 nun näher erläutert. In 2 ist die Änderung ΔP der Gesamtleistung des Antriebs 2 in Abhängigkeit von einer Erwärmungsreduktion P_R bzw. der Erhöhung der Kühlleistung des Rotors 211 illustriert. Die Änderung der Gesamtleistung des Antriebs 2 bzw. der Mehraufwand an Leistung ergibt sich einerseits durch den schlechteren Wirkungsgrad und andererseits durch den erhöhten Kühlaufwand der Pumpen, Lüfter und des Kompressors. Eine erste Kurve C1 entspricht hierbei einem Drehmoment von 50 Nm, eine zweite Kurve C2 einem Drehmoment von 60 Nm und eine dritte Kurve C3 einem Drehmoment von 80 Nm. Die Erwärmungsreduktion P_R des Rotors 211 entspricht hierbei einer Wärmeleistungsreduktion des Rotors 211 und erfolgt jeweils durch Veränderung der q-Achsenkomponenten und d-Achsenkomponenten des Stromvektors des Rotors 211, wobei gleichzeitig mehr Wärmeleistung am Stator 212 abgegeben wird. Die Kühlleistung der Kühleinrichtung 22 wird bei den Kurven C1 bis C3 jeweils nicht variiert sondern auf einem konstanten Wert gehalten.This is based on the 2 now explained in more detail. In 2 is the change ΔP of the total power of the drive 2 depending on a heating reduction P _R or increasing the cooling capacity of the rotor 211 illustrated. The change in the overall performance of the drive 2 or the additional expense of performance results on the one hand by the poorer efficiency and on the other hand by the increased cooling costs of the pumps, fans and the compressor. A first turn C1 This corresponds to a torque of 50 Nm, a second curve C2 a torque of 60 Nm and a third turn C3 a torque of 80 Nm. The warming reduction P _R of the rotor 211 This corresponds to a reduction in heat output of the rotor 211 and takes place respectively by changing the q-axis components and d-axis components of the current vector of the rotor 211 , whereby at the same time more heat output at the stator 212 is delivered. The cooling capacity of the cooling device 22 is at the curves C1 to C3 each not varied but kept at a constant value.

Eine vierte Kurve C4 zeigt die Änderung ΔP der Gesamtleistung des Antriebs 2 in Abhängigkeit von der Erwärmungsreduktion P_R des Rotors 211, wobei der Betriebspunkt der elektrischen Maschine 21 nicht verändert wird, jedoch die Kühlleistung der Kühleinrichtung 22 erhöht wird. Die Erwärmungsreduktion P_R entspricht hierbei der Erhöhung der Entwärmung. Wie sich den Kurven C1 bis C4 entnehmen lässt, wird die Änderung ΔP der Gesamtleistung des Antriebs 2, d. h. die zusätzlich benötigte Leistung, um eine Grenztemperatur des Rotors 211 einzuhalten, zunehmend größer. Es wird somit zunehmend mehr Energie benötigt, um eine Überhitzung des Rotors 211 zu verhindern. Weiter lässt sich den Kurven C1 bis C4 entnehmen, dass das jeweilige Verhalten der Kurven bei Veränderungen des Betriebspunkts bzw. bei einer Erhöhung der Kühlleistung unterschiedlich ausfällt. So ist eine Erhöhung der Kühlleistung der Kühleinrichtung 22 bei einem niedrigen Last-Drehzahlpunkt des Rotors 211 optimal, da eine Steigerung des Anstiegs der Kurve deutlich geringer ausfällt als bei einer Veränderung des Betriebspunkts.A fourth curve C4 shows the change ΔP of the total power of the drive 2 depending on the heating reduction P _R of the rotor 211 , wherein the operating point of the electric machine 21 is not changed, but the cooling capacity of the cooling device 22 is increased. The warming reduction P _R this corresponds to the increase in heat dissipation. Like the curves C1 to C4 is the change ΔP of the total power of the drive 2 , ie the additional power required to a limit temperature of the rotor 211 to keep up, increasingly bigger. Thus, more and more energy is needed to overheat the rotor 211 to prevent. Continue the curves C1 to C4 It can be seen that the respective behavior of the curves varies with changes in the operating point or with an increase in the cooling capacity. This is an increase in the cooling capacity of the cooling device 22 at a low load speed point of the rotor 211 optimal, since an increase in the slope of the curve is significantly lower than when changing the operating point.

Die Regelungseinrichtung 11 wird zur Einhaltung der Grenztemperatur des Rotors 211 jeweils entweder die Kühlleistung der Kühleinrichtung 22 erhöhen oder den Betriebspunkt der elektrischen Maschine 21 verschieben, und zwar je nachdem, welche dieser beiden Reduktionsmöglichkeiten einen geringeren Gradienten der Änderung ΔP der Gesamtleistung des Antriebs 2 im Vergleich zur Erwärmungsreduktion P_R des Rotors 211 aufweist.The control device 11 is to comply with the limit temperature of the rotor 211 either the cooling capacity of the cooling device 22 increase or the operating point of the electric machine 21 shift, depending on which of these two reduction options a smaller gradient of the change .DELTA.P of the total power of the drive 2 in comparison to the heating reduction P _{R of} the rotor 211 having.

Wird beispielsweise für ein konstantes Drehmoment von 80 Nm ermittelt, dass eine Erwärmungsreduktion P_R um 80 W erforderlich ist, so wird die Regelungseinrichtung 11 die Einhaltung der Grenztemperatur des Rotors 211 entlang einer fünften Kurve C5 sicherstellen. Die Reduktion der ersten 30 W erfolgt hierbei entlang eines ersten Kurvenabschnitts C51 lediglich durch Erhöhen der Kühlleistung der Kühleinrichtung 22. Ab diesem Punkt ist die Verschiebung des Betriebspunkts der elektrischen Maschine 21 vorteilhafter, da die entsprechende Kurve C3 einen geringeren Gradienten aufweist. Die Kurve C3 wird hierbei parallel entlang der x-Achse verschoben, d. h. die relevante Größe ist hierbei der Gradient bei einer Reduktion P_R von 0 W. Anschließend wird entlang eines zweiten Kurvenabschnitts C52 solange der Betriebspunkt verändert, bis wiederum der Gradient bei Erhöhung der Kühlleistung geringer ist. In dem anschließenden dritten Kurvenabschnitt C53 wird wiederum die Kühlleistung erhöht bis anschließend in einem vierten Kurvenabschnitt C54 schließlich bis zum Erreichen eines maximalen erwärmungsverhindernden Effekts von 80 W der Betriebspunkt wiederum verschoben wird.For example, if a constant torque of 80 Nm is determined, that is a reduction in heating P _R By 80 W is required, then the control device 11 compliance with the limit temperature of the rotor 211 along a fifth curve C5 to ensure. The reduction of the first 30 W takes place here along a first curve section C51 merely by increasing the cooling capacity of the cooling device 22 , From this point, the shift of the operating point of the electric machine 21 more advantageous because the corresponding curve C3 has a lower gradient. The curve C3 is shifted parallel along the x-axis, ie the relevant variable is the gradient for a reduction P _R of 0 W. Subsequently, along a second curve section C52 as long as the operating point changed until, in turn, the gradient is lower when increasing the cooling capacity. In the subsequent third curve section C53 In turn, the cooling capacity is increased until then in a fourth curve section C54 Finally, until reaching a maximum anti-warming effect of 80 W, the operating point is again shifted.

Durch die derart ausgeführte Regelung wird der zum Reduzieren der Erwärmung des Rotors 211 benötigte Gesamtverbrauch, d. h. die Änderung ΔP der Gesamtleistung, minimiert.By the thus executed control is to reduce the heating of the rotor 211 required total consumption, ie the change ΔP of the total power, minimized.

In bestimmten Situationen kann auch von der oben beschriebenen optimalen Einstellung von der Kühlleistung der Kühleinrichtung 22 und der Verschiebung des Betriebspunkts der elektrischen Maschine 21 abgewichen werden. So kann die Vorrichtung 1 weiter eine optionale Schnittstelle 13 zum Empfangen von Navigationsdaten des Fahrzeugs aufweisen. Anhand der Navigationsdaten des Fahrzeugs kann erkannt werden, dass das Fahrzeug nach einer bestimmten Zeit eine Bergfahrt durchführen wird. In diesem Fall kann bereits eine Kühlreserve durch Erhöhen der Kühlleistung der Kühleinrichtung 22 aufgebaut werden. Insbesondere kann auch mittels eines Schalters eine verstärkte Aktivierung der aktiven Kühlung, d. h. eine Erhöhung der Kühlleistung der Kühleinrichtung 22 eingeleitet werden. Vorzugsweise wird eine erhöhte Kühlreserve dann bereitgestellt werden, wenn eine erhöhte Belastung prädiziert wird. Beispielsweise kann anhand von einem Fahrplan eines elektrisch angetriebenen Busses die aktuelle Personenbeladung und/oder die zu erwartende Personenbeladung mit einbezogen werden, um eine erhöhte Kühlreserve zu prädizieren.In certain situations, too, the optimum setting of the cooling performance of the cooling device described above may also vary 22 and the shift of the operating point of the electric machine 21 to deviate. So can the device 1 further an optional interface 13 for receiving navigation data of the vehicle. Based on the navigation data of the vehicle, it can be recognized that the vehicle will be traveling uphill after a certain time. In this case, already a cooling reserve by increasing the cooling capacity of the cooling device 22 being constructed. In particular, by means of a switch, an increased activation of the active cooling, ie an increase in the cooling capacity of the cooling device 22 be initiated. Preferably, an increased cooling reserve will be provided when an increased load is predicted. For example, based on a timetable of an electrically driven bus, the current passenger load and / or the expected passenger load can be included in order to predict an increased cooling reserve.

Das Hinauszögern des Deratings kann auch im Rekuperationsbetrieb durchgeführt werden, wobei vorzugsweise zusätzlich erhöhte Rekuperationspotentiale berücksichtigt werden, beispielsweise unter Zuhilfenahme von Informationen über erhöhte Rekuperationsanforderungen anhand von Informationen eines Navigationssystems des Fahrzeugs.The delaying of the derating can also be carried out in recuperation operation, with preferably additionally increased recuperation potentials being taken into account, for example with the aid of information about increased recuperation requirements on the basis of information from a navigation system of the vehicle.

In 3 ist ein Blockschaltbild eines Antriebs 2 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung illustriert. Der Antrieb 2 ist insbesondere zum Antreiben eines Fahrzeugs, etwa eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeug ausgebildet. Der Antrieb 2 umfasst eine elektrische Maschine 21, eine zum Kühlen von Komponenten des Antriebs 2 und insbesondere von Komponenten der elektrischen Maschine 21 ausgebildete Kühleinrichtung 22 und eine Vorrichtung 1 gemäß einer der oben erläuterten Ausführungsformen. Die elektrische Maschine 21 kann, wie oben beschrieben, einen Rotor 211, ein Stator 212 und einen Wechselrichter 213 umfassen. Die Vorrichtung 1 ist, wie oben erläutert, dazu ausgelegt, eine Kühlleistung der Kühleinrichtung 22 und einen Betriebspunkt der elektrischen Maschine 21 derart zu regeln, dass unter Einhaltung von vorgegebenen thermischen Belastbarkeitsgrenzen von Komponenten des Antriebs 2 ein Drehmoment der elektrischen Maschine 21 für einen vorgegebenen Zeitraum auf einen vorgegebenen Wert eingestellt wird.In 3 is a block diagram of a drive 2 illustrated according to an embodiment of the invention. The drive 2 is particularly designed for driving a vehicle, such as an electric vehicle or hybrid vehicle. The drive 2 includes an electric machine 21 , one for cooling components of the drive 2 and in particular components of the electric machine 21 trained cooling device 22 and a device 1 according to one of the embodiments explained above. The electric machine 21 can, as described above, a rotor 211 , a stator 212 and an inverter 213 include. The device 1 is, as explained above, adapted to a cooling capacity of the cooling device 22 and an operating point of the electric machine 21 to regulate such that, while maintaining predetermined thermal load limits of components of the drive 2 a torque of the electric machine 21 is set to a predetermined value for a given period of time.

In 4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung eines Antriebs 2 illustriert.In 4 is a flowchart of a method for controlling a drive 2 illustrated.

In einem ersten Verfahrensschritt S1 werden aktuelle Temperaturen von Komponenten des Antriebs 2 ermittelt und anhand der ermittelten Temperaturen wird ein Temperaturverlauf für die Komponenten prädiziert.In a first process step S1 are actual temperatures of components of the drive 2 determined and based on the determined temperatures, a temperature profile for the components is predicted.

In einem Verfahrensschritt S2 werden eine Kühlleistung der Kühleinrichtung 22 und ein Betriebspunkt der elektrischen Maschine 21 derart geregelt, dass unter Einhaltung von vorgegebenen thermischen Belastbarkeitsgrenzen von Komponenten des Antriebs 2 ein Drehmoment der elektrischen Maschine 21 für einen vorgegebenen Zeitraum auf einen vorgegebenen Wert eingestellt wird. In one process step S2 become a cooling capacity of the cooling device 22 and an operating point of the electric machine 21 regulated such that, while maintaining predetermined thermal load limits of components of the drive 2 a torque of the electric machine 21 is set to a predetermined value for a given period of time.

Hierzu wird in einem Unterschritt S21 aus den ermittelten aktuellen Temperaturen, dem Betriebspunkt und dem prädizierten Temperaturverlaufs der Komponenten eine Sollerwärmungsreduktion berechnet. In einem weiteren Unterschritt S22 wird wie oben beschrieben sowohl für die Regelung der Kühlleistung als auch für die Regelung des Betriebspunkts der elektrischen Maschine 21 der Gradient der Änderung ΔP der Gesamtleistung des Antriebs 2 im Vergleich zur Erwärmungsreduktion P_R des Rotors 211 berechnet. In einem Unterschritt S23 wird ermittelt, welcher der beiden Gradienten kleiner ist und die entsprechende Regelung wird durchgeführt. In einem Unterschritt S24 wird überprüft, ob eine weitere Erwärmungsreduktion P_R nötig ist. Ist dies der Fall, werden die Schritte S21 bis S23 wiederholt. Andernfalls wird das Verfahren beendet, S25. Hierbei wird die Kühlleistung der Kühleinrichtung 22 erhöht und/oder der Betriebspunkt der elektrischen Maschine 21 verschoben, falls anhand des prädizierten Temperaturverlaufs eine Überschreitung der thermischen Belastbarkeitsgrenzen von Komponenten des Antriebs 2 ermittelt wird.This is done in a substep S21 calculated from the determined current temperatures, the operating point and the predicted temperature profile of the components Sollerwärmungsreduktion. In a further sub-step S22 is as described above both for the control of the cooling capacity and for the regulation of the operating point of the electric machine 21 the gradient of change ΔP of the total power of the drive 2 in comparison to the heating reduction P _R of the rotor 211 calculated. In a sub-step S23 it is determined which of the two gradients is smaller and the corresponding control is performed. In a sub-step S24 will be checked if a further warming reduction P _R is necessary. If so, the steps become S21 to S23 repeated. Otherwise, the procedure is terminated, S25 , Here, the cooling capacity of the cooling device 22 increases and / or the operating point of the electric machine 21 shifted, if on the basis of the predicted temperature curve exceeding the thermal load limits of components of the drive 2 is determined.

Die Regelung der Kühlleistung der Kühleinrichtung 22 und des Betriebspunkts der elektrischen Maschine 21 kann gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen durchgeführt werden.The regulation of the cooling capacity of the cooling device 22 and the operating point of the electric machine 21 can be performed according to one of the embodiments described above.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014220208 A1 [0003]

Claims

Method for controlling a drive (2), wherein the drive (2) comprises an electric machine (21) and a cooling device (22) for cooling components of the drive (2), wherein a cooling capacity of the cooling device (22) and an operating point of the electrical machine (21) are controlled such that, while maintaining predetermined thermal load limits of components of the drive (2) a torque of the electric machine (21) is set for a predetermined period of time to a predetermined value.

Method according to Claim 1 in which actual temperatures of components (211, 212, 213) of the drive (2) are determined and a temperature profile for the components (211, 212, 213) is predicted on the basis of the determined temperatures and the current mechanical power requirement; and wherein the cooling capacity of the cooling device (22) is increased and / or the operating point of the electric machine (21) is shifted, if determined on the basis of the predicted temperature profile exceeding the thermal capacity limits of components (211, 212, 213) of the drive (2) becomes.

Method according to Claim 2 , wherein based on the predicted temperature profile for at least one component (211, 212, 213) of the drive (2) a heating reduction (P _R ) is determined as the size by which the heat output of the component (211, 212, 213) are reduced to comply with the thermal capacity limit of the component (211, 212, 213) for the given period of time; and wherein the cooling capacity of the cooling device (22) is increased in such a way and / or the operating point of the electric machine (21) is shifted such that the heat output of the component (211, 212, 213) is reduced by the determined heating reduction (P _R ) ,

Method according to Claim 3 in which a total consumption of the drive (2) required for reducing the heat output of the component (211, 212, 213) of the drive (2) is determined as a function of a change in the cooling power and a shift in the operating point of the electric machine (21); and wherein the total consumption of the drive (2) required to reduce the heat output of the at least one component (211, 212, 213) is minimized on the basis of the determined dependence.

Method according to one of the preceding claims, wherein the electric drive (2) drives a vehicle, wherein thermal loads of the vehicle are determined based on navigation data of the vehicle, and wherein the control of the cooling capacity of the cooling device (22) and the operating point of the electric machine (21 ) is performed as a function of predicted thermal loads on the vehicle.

Device (1) for controlling a drive (2), wherein the drive (2) comprises an electric machine (21) and a cooling device (22) for cooling components of the drive (2), comprising: a control device (11), which is designed to control a cooling capacity of the cooling device (22) and an operating point of the electric machine (21) such that, while maintaining predetermined thermal load limits of components (211, 212, 213) of the drive ( 2) a torque of the electric machine (21) is set to a predetermined value for a predetermined period of time.

Device (1) according to Claim 6 further comprising temperature detecting means (12) adapted to detect current temperatures of components (211, 212, 213) of the drive (2); wherein the control device (11) is designed to predict a temperature profile for the components (211, 212, 213) based on the determined temperatures and the current and expected mechanical power requirement on the drive; and wherein the control device (11) is designed to increase the cooling capacity of the cooling device (22) and / or to shift the operating point of the electric machine (21) if, based on the predicted temperature profile, exceeding the thermal load limits of components (211, 212, 213) of the drive (2) is determined.

Device (1) according to Claim 7 , wherein the control device (11) is adapted to determine a heating reduction (P _R ) as the size by which the output heat output (P _R ) of the. Based on the predicted temperature profile for at least one component (211, 212, 213) of the drive Component (211, 212, 213) must be reduced to meet the thermal capacity limit of the component (211, 212, 213); and wherein the control device (11) is adapted to increase the cooling capacity of the cooling device (22) and / or to shift the operating point of the electric machine (21) such that the heat output of the component (211, 212, 213) the determined heating reduction (P _R ) is reduced.

Device (1) according to Claim 8 wherein the control device (11) is adapted to a total consumption of the drive (2) required to reduce the heat output of the component (211, 212, 213) of the drive (2) as a function of to determine a change in the cooling capacity and a shift of the operating point of the electric machine (21); and wherein the control device (11) is further configured to minimize the total consumption of the drive (2) required for reducing the heat output of the at least one component (211, 212, 213) on the basis of the determined dependence.

Drive (2), in particular for a vehicle, with an electric machine (21); a cooling device (22) for cooling components of the drive (2); and a device (1) according to one of Claims 6 to 9 , which is adapted to control the electric machine (21) and the cooling device (22).