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Die vorliegende Erfindung betrifft ein hochintegriertes Stromrichtersystem für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einem gattungsgemäßen hochintegrierten Stromrichtersystem.
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Es sind Kraftfahrzeuge mit unterschiedlichen Antriebskonzepten bekannt. Die Antriebskonzepte werden insbesondere in verbrennungsmotorische, hybride und elektromotorische Antriebskonzepte unterteilt. Bei einem verbrennungsmotorischen Antriebskonzept weist das Kraftfahrzeug als Antriebsmittel mindestens einen Verbrennungsmotor auf, welcher beispielsweise mit Benzin, Diesel, Erdgas oder dergleichen betreibbar ist. Elektromotorische Antriebskonzepte weisen mindestens einen Elektromotor und einen Energiespeicher zum Speichern elektrischer Energie und/oder eine Brennstoffzelle zur Erzeugung elektrischer Energie aus Wasserstoff auf. Kraftfahrzeuge mit einem elektromotorischen Antriebskonzept werden auch als Elektrofahrzeuge bezeichnet. Hybride Antriebskonzepte weisen einen Verbrennungsmotor und mindestens einen Elektromotor auf. Kraftfahrzeuge mit einem hybriden Antriebskonzept werden auch als Hybridfahrzeuge bezeichnet. Hybridfahrzeuge mit einer Ladeschnittstelle zum elektrischen Koppeln mit einer externen Stromquelle werden als Plug-In Hybridfahrzeuge bezeichnet. Bei den hybriden Antriebskonzepten wird im Wesentlichen zwischen drei hybriden Antriebskonzepten unterschieden. Beim Microhybrid wird der Elektromotor lediglich zur Rekuperation, also zur Rückgewinnung von elektrischer Energie aus Bremskraft, verwendet. Der Mild-Hybrid ermöglicht eine Unterstützung des Verbrennungsmotors durch den Elektromotor. Ein reiner Antrieb durch den Elektromotor ist bei einem Vollhybrid möglich. Überdies weisen die einzelnen hybriden Antriebskonzepte weitere Abwandelungen auf und unterscheiden sich beispielsweise in der Anzahl sowie Anordnung bzw. mechanischen Kopplung der Elektromotoren. Antriebskonzepte mit mindestens einem Elektromotor am Antriebsstrang werden auch als elektrifizierte Antriebskonzepte bezeichnet.
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Der Fokus dieser Erfindung liegt auf elektrischen sowie hybriden Antriebskonzepten, also auf elektrifizierten Antriebskonzepten, wobei die Antriebskonzepte mindestens zwei Elektromotoren aufweisen. Ein zweiter Elektromotor kann im Antriebsstrang beispielsweise als Generator mit einem weiteren Motor, wie z.B. einem Verbrennungsmotor bei einem Hybridfahrzeug, in Serie gekoppelt sein. Somit ist der zweite Elektromotor als Generator über den Verbrennungsmotor zur Erzeugung von elektrischem Strom betreibbar. Alternativ kann der zweite Elektromotor am bzw. in der Nähe des Getriebes angeordnet sein, um bei Schaltvorgängen eine Performancesteigerung zu bewirken.
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Das Laden eines Energiespeichers eines Elektrofahrzeugs oder eines Plug-In Hybridfahrzeugs erfolgt insbesondere über eine externe Stromquelle, die mit der Ladeschnittstelle des Kraftfahrzeugs, welche beispielsweise als Ladebuchse ausgebildet ist, elektrisch gekoppelt wird. Über einen Umwandler ist ein von der externen Stromquelle bereitgestellter Ladestrom in einen Gleichstrom umwandelbar und somit in dem Energiespeicher des Kraftfahrzeugs speicherbar. Aus der
US 2016/0016479 A1 ist eine Ladevorrichtung zum Laden eines Energiespeichers eines Plug-In Hybridfahrzeugs sowie eines Elektrofahrzeugs bekannt. Mittels einer zentralen Ladevorrichtung ist sowohl eine Hochvoltbatterie (HV) als auch eine Niedrigvoltbatterie (LV) des Kraftfahrzeugs aufladbar.
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Da der Energiespeicher des Kraftfahrzeugs lediglich Gleichstrom bereitstellt, ist zum Betreiben der Elektromotoren jeweils ein entsprechender Fahrumrichter, wie z.B. ein B6-Umrichter, erforderlich. Üblicherweise ist an jedem Elektromotor ein solcher Fahrumrichter direkt angeordnet bzw. mit diesem als integrale Einheit ausgebildet. Mit steigender Anzahl der Elektromotoren wird somit auch eine Komplexität der Leistungselektronik des Kraftfahrzeugs deutlich erhöht. Ferner hat eine solche Dezentralisierung der Leistungselektronik den Nachteil, dass hierdurch ein besonders großer Platzbedarf besteht und die einzelnen elektronischen Komponenten schwer zu warten sind. Die
DE 10 2011 118 823 A1 zeigt eine Ladevorrichtung zum Laden einer Hochvoltbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs. Die Ladevorrichtung weist einen gesteuerten oder ungesteuerten Gleichrichter zum Umwandeln einer Wechselspannung in eine Gleichspannung zum Laden der Hochvoltbatterie auf.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, voranstehende Nachteile des Stands der Technik zu beheben oder zumindest teilweise zu beheben. Es ist insbesondere die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Stromrichtersystem eines elektrischen oder hybriden Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, welcher mindestens zwei Elektromotoren aufweist, zu verbessern. Ferner ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches die Nachteile des Stands der Technik nicht oder zumindest teilweise nicht aufweist.
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Voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch ein hochintegriertes Stromrichtersystem mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 7 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen hochintegrierten Stromrichtersystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
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Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein hochintegriertes Stromrichtersystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrang gelöst. Der Antriebsstrang weist einen ersten Elektromotor sowie mindestens einen zweiten Elektromotor auf. Das hochintegrierte Stromrichtersystem weist für den ersten Elektromotor einen ersten Fahrumrichter und für den zweiten Elektromotor einen zweiten Fahrumrichter sowie eine zentrale Steuereinheit zum Ansteuern des ersten Fahrumrichters zum Betreiben des ersten Elektromotors und zum Ansteuern des zweiten Fahrumrichters zum Betreiben des zweiten Elektromotors auf. Erfindungsgemäß weist das hochintegrierte Stromrichtersystem ein Zentralmodul auf, wobei der erste Fahrumrichter und der zweite Fahrumrichter in dem Zentralmodul angeordnet und elektrisch miteinander gekoppelt sind.
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Das hochintegrierte Stromrichtersystem ist für ein Kraftfahrzeug ausgebildet, welches einen ersten Elektromotor und mindestens einen zweiten Elektromotor aufweist. Zusätzlich kann ein Verbrennungsmotor vorgesehen sein. Demnach ist das Kraftfahrzeug vorzugsweise als Elektrofahrzeug oder als Hybridfahrzeug ausgebildet. Mittels des hochintegrierten Stromrichtersystems sind die Elektromotoren bedarfsgerecht mit elektrischem Strom versorgbar, insbesondere zum Vorantreiben des Kraftfahrzeugs. Ferner ist mittels des hochintegrierten Stromrichtersystems ein Laden eines oder mehrerer Energiespeicher des Kraftfahrzeugs gewährleistet. Dabei ist das hochintegrierte Stromrichtersystem dafür ausgebildet, elektrischen Strom in der jeweils erforderlichen Form, wie z.B. als Drehstrom zum Betreiben eines Elektromotors oder als Gleichstrom zum Laden bzw. Entladen des bzw. der Energiespeicher mit der jeweils erforderlichen Spannung bereitzustellen.
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Zum Umwandeln von Dreh- oder Wechselstrom in Gleichstrom bzw. von Gleichstrom in Dreh- oder Wechselstrom weist das hochintegrierte Stromrichtersystem den ersten Fahrumrichter sowie den zweiten Fahrumrichter auf. Der erste Fahrumrichter ist zum Betreiben des ersten Elektromotors und der zweite Fahrumrichter zum Betreiben des zweiten Elektromotors ausgebildet. Vorzugsweise ist der erste Fahrumrichter als Hauptumrichter zum Betreiben eines Hauptelektroantriebs und der zweite Fahrumrichter als Nebenumrichter zum Betreiben eines Nebenelektroantriebs des Kraftfahrzeugs ausgebildet, wobei der Hauptelektroantrieb den ersten Elektromotor und der Nebenelektroantrieb den zweiten Elektromotor aufweist. Der erste Fahrumrichter und der zweite Fahrumrichter sind in dem Zentralmodul angeordnet und elektrisch miteinander gekoppelt, z.B. über eine Schaltvorrichtung. Bei Vorhandensein weiterer Elektromotoren sind die hierfür erforderlichen Fahrumrichter vorzugsweise ebenfalls gemäß dem ersten Fahrumrichter bzw. dem zweiten Fahrumrichter im Zentralmodul angeordnet sowie elektrisch gekoppelt. Mittels eines Zentralmoduls ist eine Hochintegration von Stromrichterkomponenten, also des ersten Fahrumrichters und des zweiten Fahrumrichters im einem zentralen Modul bereitgestellt. Mittels der zentralen Steuereinheit sind der erste Fahrumrichter sowie der zweite Fahrumrichter ansteuerbar.
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Die elektrische Kopplung des ersten Fahrumrichters mit dem zweiten Fahrumrichters ist vorzugsweise mittels eines Schalters oder mehrerer Schalter manipulierbar. Auf diese Weise sind die vorhandenen leistungselektronischen Komponenten des ersten Fahrumrichters und des zweiten Fahrumrichters durch Umlegen von Schaltern für das Laden des Stromspeichers verwendbar. Ein- und Ausgang des Lademoduls sind dabei galvanisch getrennt. Vorzugsweise weist die elektrische Kopplung einen Serienresonanzkreis mit einer ersten Spule sowie einer zweiten Spule auf, wobei die erste Spule mit dem ersten Fahrumrichter und die zweite Spule mit dem zweiten Fahrumrichter elektrisch gekoppelt sind. Vorzugsweise ist der Serienresonanzkreis mittels eines Schalters oder mehrerer Schalter vom ersten Fahrumrichter und/oder zweiten Fahrumrichter elektrisch trennbar. Neben dem Betreiben der Elektromotoren ist der erste Fahrumrichter und zumindest Teile des zweiten Fahrumrichters zur Aufnahme eines Ladestroms von einer Ladestromquelle sowie zur Umwandlung und Weiterleitung des Ladestroms zu einem Energiespeicher oder mehreren Energiespeichern des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Das hochintegrierte Stromrichtersystem weist somit eine reduzierte Serienresonanz auf und begünstigt somit ein hochfrequentes Serienresonanzladen mit einer hohen Schaltfrequenz. Ferner ist das hochintegrierte Stromrichtersystem aufgrund der zentralen Anordnung der Komponenten der Leistungselektronik besonders kompakt sowie wartungsfreundlich.
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Ein erfindungsgemäßes hochintegriertes Stromrichtersystem hat gegenüber herkömmlichen Lösungen mit dezentralen, jeweils an einem Elektromotor angeordneten, Fahrumrichtern den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein elektrischer sowie hybrider Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs betreibbar ist. Das Betreiben betrifft das Bereitstellen von elektrischem Strom für die Elektromotoren sowie das Laden des Energiespeichers bzw. der Energiespeicher des Kraftfahrzeugs. Durch das Zentralmodul ist eine durch Software gesteuerte lastpunktabhängige Reduzierung von Harmonischen möglich, welche zu zusätzlichen harmonischen Verlusten in Form von Eisen- und Kupferverlusten führen.
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Vorzugsweise ist der erste Fahrumrichter oder der zweite Fahrumrichter als 3-Level Fahrumrichter ausgebildet. Besonders bevorzugt sind der erste Fahrumrichter und der zweite Fahrumrichter als 3-Level Fahrumrichter ausgebildet. Ein 3-Level Fahrumrichter weist eine höhere Komplexität als ein 2-Level Fahrumrichter auf. Mittels eines 3-Level Fahrumrichters ist ein verbessertes sowie hocheffizientes hochintegriertes Stromrichtersystem mit einer sehr robusten Topologie realisierbar. Ein solches hochintegriertes Stromrichtersystem ist für ein hochfrequentes Serienresonanzladen mit einer hohen Schaltfrequenz aufgrund weiter reduzierter Serienresonanz besonders geeignet.
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Alternativ kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der erste Fahrumrichter oder der zweite Fahrumrichter als B6 Fahrumrichter ausgebildet ist. Ebenfalls bevorzugt sind der erste Fahrumrichter und der zweite Fahrumrichter als B6 Fahrumrichter ausgebildet. Ein B6 Umrichter ist besonders kostengünstig herstellbar und weist eine hohe Zuverlässigkeit auf.
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Weiter bevorzugt weist der zweite Fahrumrichter einen Wide-Bandgap Halbleiter auf. Der Wide-Bandgap Halbleiter weist vorzugsweise SiC bzw. Siliciumcarbid auf. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn der zweite Elektromotor Teil eines Zusatz- oder Nebenantriebs des Kraftfahrzeugs ist. Durch einen derartigen Halbleiter sind Verluste, insbesondere beim Laden, reduzierbar. Die Schaltfrequenz ist weiter erhöhbar und somit der Platzbedarf des hochintegrierten Stromrichtersystem weiter reduzierbar. Größe und Gewicht von insbesondere Glättungsdrosseln sind auf diese Weise deutlich reduzierbar.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann bei einem hochintegrierten Stromrichtersystem vorgesehen sein, dass das Zentralmodul eine Energiespeicherschnittstelle zum elektrischen Koppeln mit einem Energiespeicher zum Versorgen des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors mit elektrischem Strom sowie eine Stromquellenschnittstelle zum elektrischen Koppeln mit einer externen Stromquelle zum Laden des Energiespeichers aufweist. Vorzugsweise ist die Energiespeicherschnittstelle zum elektrischen Koppeln mit mehreren Energiespeichern, vorzugsweise mit mehreren unterschiedlich ausgebildeten Energiespeichern, ausgebildet. Insbesondere bevorzugt ist die Energiespeicherschnittstelle zum elektrischen Koppeln mit mindestens einer ersten Hochspannungsbatterie und mindestens einer zweiten Hochspannungsbatterie ausgebildet. Die erste Hochspannungsbatterie weist beispielsweise eine Spannung von etwa 800 V, die zweite Hochspannungsbatterie weist beispielsweise eine Spannung von 400 V auf. Mittels eines derartigen hochintegrierten Stromrichtersystems sind ein Betreiben der Elektromotoren sowie ein Laden der Energiespeicher auf einfache sowie kostengünstige Art und Weise gewährleistet.
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Vorzugsweise sind der erste Fahrumrichter und/oder der zweite Fahrumrichter zum hochfrequenten Serienresonanzladen des Energiespeichers über die Energiespeicherschnittstelle ausgebildet. Beim hochfrequenten Serienresonanzladen erfolgt das Laden des Energiespeichers bzw. der Energiespeicher mit einer besonders hohen Schaltfrequenz. Hierfür weist das hochintegrierte Stromrichtersystem eine reduzierte Serienresonanz auf, wodurch das hochfrequente Serienresonanzladen begünstigt wird. Auf diese Weise ist ein effizientes sowie schnelles Laden der Energiespeicher auf einfache sowie kostengünstige Art und Weise verbessert.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrang gelöst, wobei der Antriebsstrang einen ersten Elektromotor sowie einen zweiten Elektromotor bzw. mindestens einen zweiten Elektromotor aufweist. Erfindungsgemäß weist das Kraftfahrzeug ein erfindungsgemäßes hochintegriertes Stromrichtersystem auf. Das hochintegrierte Stromrichtersystem ist zum Betreiben des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors sowie zum Laden mindestens eines Energiespeichers des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Das Kraftfahrzeug kann erfindungsgemäß als Elektrofahrzeug oder als Hybridfahrzeug ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Kraftfahrzeug eine Brennstoffzelle oder mehrere Brennstoffzellen aufweisen.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist dieselben Vorteile auf, wie bereits voranstehend zum hochintegrierten Stromrichtersystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben sind. Demnach hat das Kraftfahrzeug den Vorteil, dass dessen elektrischer oder hybrider Antriebsstrang mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise betreibbar ist. Das Betreiben betrifft das Bereitstellen von elektrischem Strom für die Elektromotoren sowie das Laden des Energiespeichers bzw. der Energiespeicher des Kraftfahrzeugs. Durch das Zentralmodul des hochintegrierten Stromrichtersystems ist eine durch Software gesteuerte lastpunktabhängige Reduzierung von Harmonischen möglich, welche zu zusätzlichen harmonischen Verlusten in Form von Eisen- und Kupferverlusten führen. Das hochintegrierte Stromrichtersystem des Kraftfahrzeugs weist somit eine reduzierte Serienresonanz auf und begünstigt somit ein hochfrequentes Serienresonanzladen mit einer hohen Schaltfrequenz. Ferner ist das hochintegrierte Stromrichtersystem aufgrund der zentralen Anordnung der Komponenten der Leistungselektronik besonders kompakt sowie wartungsfreundlich.
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Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass der erste Elektromotor als Hauptantriebsmotor des Kraftfahrzeugs und/oder der zweite Elektromotor als Generator zum Generieren von elektrischem Strom ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Hauptantriebsmotor direkt oder über ein Getriebe mit einer Antriebsachse des Kraftfahrzeugs mechanisch gekoppelt. Mittels eines Hauptantriebsmotors ist das Kraftfahrzeug antreibbar. Mittels eines Generators ist elektrischer Strom zum Betreiben eines Hauptantriebsmotors sowie zum Laden eines Energiespeichers erzeugbar. Der Generator ist beispielsweise von einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs oder über eine Antriebsachse des Kraftfahrzeugs im Rahmen der Rekuperation betreibbar. Weiter bevorzugt ist der zweite Elektromotor drehsynchron mit einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs mechanisch gekoppelt. Der zweite Elektromotor ist vorzugsweise auf derselben Seite eines Schaltgetriebes des Kraftfahrzeugs wie der Verbrennungsmotor angeordnet. Eine derartige Anordnung des zweiten Elektromotors ist insbesondere von Vorteil, wenn der zweite Elektromotor als Generator betreibbar ist.
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Zusätzlich oder alternativ ist es bevorzugt, dass der zweite Elektromotor als Zusatzantriebsmotor des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Der Zusatzantriebsmotor ist vorzugsweise direkt oder über ein Getriebe mit einer Antriebsachse des Kraftfahrzeugs mechanisch gekoppelt. Mittels eines Zusatzantriebsmotors ist das Antreiben des Kraftfahrzeugs, z.B. durch Boosten, verbesserbar. Alternativ oder zusätzlich kann der zweite Elektromotor als Rekuperationsgenerator, Startergenerator oder Antrieb eines Klimakompressors ausgebildet sein. Zusätzlich zum Zusatzantriebsmotor weist das Kraftfahrzeug einen Hauptantriebsmotor und optional einen Verbrennungsmotor auf.
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Ein erfindungsgemäßes hochintegriertes Stromrichtersystem sowie ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
- 1 eine bevorzugte erste Ausführungsform eines hochintegrierten Stromrichtersystems,
- 2 eine bevorzugte zweite Ausführungsform eines hochintegrierten Stromrichtersystems,
- 3 eine bevorzugte Ausführungsform einer Stromquellenschnittstelle eines erfindungsgemäßen hochintegrierten Stromrichtersystems, und
- 4 in einer Seitenansicht eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.
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Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 4 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist eine bevorzugte erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen hochintegrierten Stromrichtersystems 1 schematisch abgebildet. Die einzelnen in 2 abgebildeten elektrotechnischen Elemente, wie z.B. Dioden, Kondensatoren, Transistoren oder dergleichen, entsprechen. Das hochintegrierte Stromrichtersystem 1 weist ein Zentralmodul 9 auf, in welchem ein erster Fahrumrichter 6 sowie ein zweiter Fahrumrichter 7 angeordnet sind. Der erste Fahrumrichter 6 ist zum Betreiben eines ersten Elektromotors 4, welcher vorzugsweise als Hauptantriebsmotor ausgebildet ist, ausgebildet. Ein Hauptantriebsmotor kann beispielsweise für die Bereitstellung eines Hauptantriebsdrehmoments eines Kraftfahrzeugs 2 (vgl. 4), z.B. bei einem Elektrofahrzeug, oder zum Unterstützen eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs 2, wie z.B. bei einem Hybridfahrzeug, ausgebildet sein. Der zweite Fahrumrichter 7 ist zum Betreiben eines zweiten Elektromotors 5, welcher vorzugsweise als Zusatzantriebsmotor und/oder Generator ausgebildet ist, ausgebildet. Ein Zusatzantriebsmotor ist insbesondere zur Unterstützung eines Hauptantriebsmotors ausgebildet. Ein Generator ist insbesondere zur Stromerzeugung aus kinetischer Energie ausgebildet.
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Das hochintegrierte Stromrichtersystem 1 weist eine zentrale Steuereinheit 8 zum Steuern des ersten Fahrumrichters 6 sowie des zweiten Fahrumrichters 7 auf. Vorzugsweise ist die zentrale Steuereinheit 8 in bzw. an dem Zentralmodul 9 oder zumindest, wie in 1 gezeigt, in der Nähe des Zentralmoduls 9 angeordnet. Der erste Fahrumrichter 6 und der zweite Fahrumrichter 7 sind über Trennschalter 13 sowie einen Serienresonanzkreis 14 elektrisch miteinander gekoppelt. Auf diese Weise kann zwischen einem Versorgen des ersten Elektromotors 4 sowie des zweiten Elektromotors 5 mit elektrischem Strom und einem Aufladen eines Energiespeichers 11 wahlweise umgeschaltet werden. Zum Anschluss an eine nicht dargestellte externe Stromquelle weist das hochintegrierte Stromrichtersystem 1 eine Stromquellenschnittstelle 12 auf. Zum Anschluss des Energiespeichers 11 weist das hochintegrierte Stromrichtersystem 1 eine Energiespeicherschnittstelle 10 auf. Bei dem in 1 abgebildeten hochintegrierten Stromrichtersystem 1 sind der erste Fahrumrichter 6 und der zweite Fahrumrichter 7 jeweils als 3-Level Fahrumrichter ausgebildet.
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In 2 ist eine bevorzugte zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen hochintegrierten Stromrichtersystems schematisch abgebildet. Die zweite Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der ersten Ausführungsform, wobei gemäß der zweiten Ausführungsform der erste Fahrumrichter 6 und der zweite Fahrumrichter 7 jeweils als 2-Level Fahrumrichter ausgebildet sind.
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3 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer Stromquellenschnittstelle 12, welche vorzugsweise die durch die zentrale Steuereinheit konfigurierbare Einstellung des Leistungsfaktors erlaubt. Eine solche Stromquellenschnittstelle 12 kann beispielsweise in der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform oder der in 2 gezeigten zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen hochintegrierten Stromrichtersystems 1 angeordnet sein.
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4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 2 schematisch in einer Seitenansicht. Das Kraftfahrzeug 2 weist einen Antriebsstrang 3 auf, der in dieser Abbildung lediglich schematisch durch eine gestrichelte Linie symbolisiert ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Antriebsstrang 3 als Frontantrieb ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann der Antriebsstrang auch als Heckantrieb ausgebildet sein. Der Antriebsstrang 3 weist den in dieser Darstellung nicht gezeigten ersten Elektromotor 4 sowie den ebenfalls nicht abgebildeten zweiten Elektromotor 5 auf. Optional kann der Antriebsstrang 3 zusätzlich einen Verbrennungsmotor aufweisen. Dem Antriebsstrang 3 ist ein erfindungsgemäßes hochintegriertes Stromrichtersystem 1 zum Betreiben des ersten Elektromotors 4 und des zweiten Elektromotors 5 sowie zum Laden des Energiespeichers 11 zugeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- hochintegriertes Stromrichtersystem
- 2
- Kraftfahrzeug
- 3
- Antriebsstrang
- 4
- erster Elektromotor
- 5
- zweiter Elektromotor
- 6
- erster Fahrumrichter
- 7
- zweiter Fahrumrichter
- 8
- Steuereinheit
- 9
- Zentralmodul
- 10
- Energiespeicherschnittstelle
- 11
- Energiespeicher
- 12
- Stromquellenschnittstelle
- 13
- Trennschalter
- 14
- Serienresonanzkreis
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2016/0016479 A1 [0004]
- DE 102011118823 A1 [0005]
