DE102018000488A1 - Elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug und Verfahren zu dessen Betrieb - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Antriebssystem (1) für ein Fahrzeug, umfassend mindestens eine elektrische Drehstrommaschine (2) und eine Batterie (3) zur elektrischen Energieversorgung der elektrischen Drehstrommaschine (2).Erfindungsgemäß ist die elektrische Drehstrommaschine (2) über einen Inverter (4) mit der Batterie (3) elektrisch koppelbar oder gekoppelt, wobei ein Sternpunkt (SP) der elektrischen Drehstrommaschine (2) mit einem Pluspolanschluss (6) eines Gleichstromladeanschlusses (7) des elektrischen Antriebssystems (1) elektrisch koppelbar oder gekoppelt ist und ein Minuspol (8) der Batterie (3) mit einem Minuspolanschluss (9) des Gleichstromladeanschlusses (7) des elektrischen Antriebssystems (1) elektrisch koppelbar oder gekoppelt ist.Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb des elektrischen Antriebssystems (1).
Description
- Die Erfindung betrifft ein elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren zu dessen Betrieb.
- Aus dem Stand der Technik sind, wie in der
DE 10 2016 015 314 A1 beschrieben, ein elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug und ein Verfahren zu dessen Betrieb bekannt. Das elektrische Antriebssystem umfasst eine elektrische Drehstrommaschine und eine Batterie zur elektrischen Energieversorgung der elektrischen Drehstrommaschine. Die elektrische Drehstrommaschine weist zwei getrennte Drehstromsysteme auf, wobei die beiden Drehstromsysteme mit jeweils einem Inverter elektrisch gekoppelt sind, wobei die Inverter mit unterschiedlichen elektrochemischen Teilbereichen der Batterie elektrisch gekoppelt sind und wobei eine Schalteinheit vorgesehen ist, mittels welcher die elektrochemischen Teilbereiche der Batterie elektrisch in Reihe schaltbar oder voneinander elektrisch trennbar sind. - In der
DE 10 2016 012 876 A1 wird ein elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug beschrieben. Das elektrische Antriebssystem umfasst eine elektrische Drehstrommaschine, eine Batterie zur elektrischen Energieversorgung der elektrischen Drehstrommaschine und zwei Inverter. Die elektrische Drehstrommaschine weist zwei getrennte Drehstromsysteme auf, wobei die beiden Drehstromsysteme mit jeweils einem der Inverter elektrisch gekoppelt sind, die mit unterschiedlichen elektrochemischen Teilbereichen der Batterie elektrisch gekoppelt sind. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug und ein Verfahren zu dessen Betrieb anzugeben.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Antriebssystems für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 4.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Ein elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug, beispielsweise für ein Elektrofahrzeug, Hybridfahrzeug oder Brennstoffzellenfahrzeug, umfasst mindestens eine elektrische Drehstrommaschine und eine Batterie zur elektrischen Energieversorgung der elektrischen Drehstrommaschine.
- Erfindungsgemäß ist die elektrische Drehstrommaschine über einen Inverter, auch als Wechselrichter bezeichnet, mit der Batterie elektrisch koppelbar oder gekoppelt, wobei ein Sternpunkt der elektrischen Drehstrommaschine mit einem Pluspolanschluss eines Gleichstromladeanschlusses des elektrischen Antriebssystems elektrisch koppelbar oder gekoppelt ist und ein Minuspol der Batterie mit einem Minuspolanschluss des Gleichstromladeanschlusses des elektrischen Antriebssystems elektrisch koppelbar oder gekoppelt ist.
- Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht ein vollständiges Laden der Batterie auch an fahrzeugexternen Gleichstromenergiequellen, deren bereitgestellte Gleichspannung kleiner ist als eine Nennspannung der Batterie und somit als eine Bordnetzspannung, genauer gesagt Bordnetznennspannung, des Fahrzeugs. Insbesondere sind hierfür keine zusätzlichen Schütze in der Batterie und im herkömmlichen Antriebssystem erforderlich, beispielsweise sind lediglich Ladeschalteinheiten zwischen dem Sternpunkt und dem Pluspolanschluss und/oder zwischen dem Minuspol der Batterie und dem Minuspolanschluss erforderlich. Des Weiteren wird durch die erfindungsgemäße Lösung eine Ladeleistung derartiger fahrzeugexterner Gleichstromenergiequellen maximiert.
- Zum Laden an derartigen fahrzeugexternen Gleichstromenergiequellen werden dafür erforderliche Leistungsschalter im Inverter getaktet eingeschaltet und ausgeschaltet, wenn eine solche fahrzeugexterne Gleichstromenergiequelle mit dem Gleichstromladeanschluss des elektrischen Antriebssystems elektrisch gekoppelt ist und die Batterie geladen werden soll. Dadurch wird an beispielsweise als Gleichstromanschlussklemmen ausgebildeten Gleichstromanschlüssen des Inverters eine Gleichspannung erzeugt, welche einer Batterieklemmenspannung entspricht.
- Zum Laden der Batterie an einer fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle, deren bereitgestellte Gleichspannung der Nennspannung der Batterie entspricht, werden die erforderlichen Leistungsschalter im Inverter eingeschaltet und bleiben permanent eingeschaltet.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
- Dabei zeigen:
-
1 schematisch ein elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug, -
2 schematisch das elektrische Antriebssystem während eines Ladens der Batterie an einer fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle, deren bereitgestellte Gleichspannung einer Nennspannung der Batterie entspricht, -
3 schematisch das elektrische Antriebssystem während eines Ladens der Batterie an einer fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle, deren bereitgestellte Gleichspannung kleiner ist als die Nennspannung der Batterie, -
4 schematisch das elektrische Antriebssystem während eines Ladens der Batterie an einer fahrzeugexternen Wechselstromenergiequelle, und -
5 schematisch das elektrische Antriebssystem während eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs. - Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
- Die
1 bis5 zeigen schematische Darstellungen eines elektrischen Antriebssystems1 für ein Fahrzeug, beispielsweise für ein Elektrofahrzeug, Hybridfahrzeug oder Brennstoffzellenfahrzeug. -
1 zeigt einen Prinzipaufbau des elektrischen Antriebssystems1 . Das elektrische Antriebssystem1 umfasst eine elektrische Drehstrommaschine2 , insbesondere als Antriebsmotor für das Fahrzeug, und eine Batterie3 , insbesondere eine Hochvoltbatterie, d. h. einen elektrochemischen Energiespeicher, auch als Traktionsbatterie bezeichnet, zur elektrischen Energieversorgung der elektrischen Drehstrommaschine2 . Die Batterie3 und somit ein Hochvolt-Bordnetz des Fahrzeugs weist beispielsweise eine NennspannungUBat von 800 V auf, d. h. insbesondere sind alle Hochvolt-Komponenten dieses elektrischen Antriebssystems1 und insbesondere des Fahrzeugs auf diese hohe NennspannungUBat von 800 V ausgelegt. - Die elektrische Drehstrommaschine
2 ist über einen Inverter4 , auch als Wechselrichter bezeichnet, mit der Batterie3 elektrisch gekoppelt. - Des Weiteren ist in diesem Hochvolt-Bordnetz ein elektrisches Nebenaggregatesystem
5 vorgesehen, umfassend ein oder mehrere Nebenaggregate, welche ebenfalls von der Batterie3 mit elektrischer Energie versorgbar sind, d. h., wie bereits erwähnt, ebenfalls auf diese hohe NennspannungUBat ausgelegt sind. - Die elektrische Drehstrommaschine
2 weist eine Sternschaltung auf, deren SternpunktSP mit einem Pluspolanschluss6 eines Gleichstromladeanschlusses7 des elektrischen Antriebssystems1 elektrisch koppelbar oder gekoppelt ist. Des Weiteren ist ein Minuspol8 der Batterie3 mit einem Minuspolanschluss9 des Gleichstromladeanschlusses7 des elektrischen Antriebssystems1 elektrisch koppelbar oder gekoppelt. Der Gleichstromladeanschluss7 kann zum Laden der Batterie3 mit einer elektrischen GleichspannungUDC mit einer fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle10 elektrisch gekoppelt werden, die diese elektrische GleichspannungUDC bereitstellt. - Um auch das Laden der Batterie
3 an einer fahrzeugexternen Wechselstromenergiequelle11 zu ermöglichen, ist des Weiteren eine On-Board-Wechselstromladevorrichtung12 vorgesehen. - Während des Ladens der Batterie
3 mit einer GleichspannungUDC oder Wechselspannung und ebenfalls während eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs wird zudem das elektrische Nebenaggregatesystem5 mit elektrischer Energie versorgt. - Zur elektrischen Kopplung des Sternpunktes
SP der elektrischen Drehstrommaschine2 mit dem Pluspolanschluss6 des Gleichstromladeanschlusses7 und zur elektrischen Kopplung des Minuspols8 der Batterie3 mit dem Minuspolanschluss9 des Gleichstromladeanschlusses7 sind im dargestellten Beispiel LadeschalteinheitenS1 ,S2 vorgesehen, welche jeweils beispielsweise als Schalter und/oder Schütz ausgebildet sind. - D. h. zwischen dem Sternpunkt
SP der elektrischen Drehstrommaschine2 und dem Pluspolanschluss6 des Gleichstromladeanschlusses7 und zwischen dem Minuspol8 der Batterie3 und dem Minuspolanschluss9 des Gleichstromladeanschlusses7 ist jeweils eine solche LadeschalteinheitS1 ,S2 angeordnet. - Dadurch ist durch Öffnen der Ladeschalteinheiten
S1 ,S2 eine Spannungsfreiheit am Gleichstromladeanschluss7 herstellbar, wenn der Gleichstromladeanschluss7 nicht benötigt wird, d. h. insbesondere wenn die Batterie3 nicht über den Gleichstromladeanschluss7 geladen werden soll, insbesondere während eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs und/oder während des Ladens der Batterie3 an einer fahrzeugexternen Wechselstromenergiequelle11 . Während des Ladens der Batterie3 über den Gleichstromladeanschluss7 sind die LadeschalteinheitenS1 ,S2 geschlossen. - Das elektrische Antriebssystem
1 , insbesondere die beschriebene Kopplung des Gleichstromladeanschlusses7 mit dem SternpunktSP der elektrischen Drehstrommaschine2 und dem Minuspol8 der Batterie3 , ermöglicht es, wie im Folgenden näher beschrieben, die Batterie3 sowohl an einer fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle10 zu laden, deren bereitgestellte GleichspannungUDC der NennspannungUBat der Batterie3 und somit der Bordnetznennspannung des Hochvolt-Bordnetzes des Fahrzeugs von beispielsweise 800 V entspricht, als auch an einer fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle10 zu laden, deren bereitgestellte GleichspannungUDC kleiner ist als die NennspannungUBat der Batterie3 und somit kleiner ist als die Bordnetznennspannung des Hochvolt-Bordnetzes des Fahrzeugs. D. h. diese Schaltung ermöglicht es, die Batterie3 beispielsweise auch an einer fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle10 zu laden, die beispielsweise lediglich eine GleichspannungUDC von 500 V bereitstellt. -
2 zeigt das elektrische Antriebssystem1 während des Ladens der Batterie3 an einer fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle10 , deren bereitgestellte GleichspannungUDC der NennspannungUBat der Batterie3 und somit der Bornetznennspannung des Hochvolt-Bordnetzes des Fahrzeugs von beispielsweise 800 V entspricht. Die beispielsweise als Ladesäule ausgebildete fahrzeugexterne Gleichstromenergiequelle10 , insbesondere galvanisch getrennt, erzeugt eine vom Fahrzeug kommandierte, d. h. vorgegebene, GleichspannungUDC . Die LadeschalteinheitenS1 ,S2 sind geschlossen. Ein Ladestromkreis stellt sich über die fahrzeugexterne Gleichstromenergiequelle10 , die elektrische Drehstrommaschine2 , den Inverter4 und die Batterie3 ein, wie mittels durchgezogener LadestrompfeilenLP für den fließenden Ladestrom gezeigt. Dafür erforderliche LeistungsschalterLS innerhalb des Inverters4 sind während dieses Ladevorgangs permanent eingeschaltet, wodurch Verluste im Inverter4 minimiert werden. - Durch das gleichartige Ansteuern der Leistungsschalter
LS wird erreicht, dass sich identische Ströme in den einzelnen Wicklungen der Drehstrommaschine einstellen. Somit wird die Erzeugung eines Antriebsmoments in der Drehstrommaschine vermieden. - Das Nebenaggregatesystem
5 oder zumindest notwendige elektrische Verbraucher im Hochvolt-Bordnetz, insbesondere Nebenaggregate des Nebenaggregatesystems5 wird/werden durch die Batterie3 und/oder die Gleichstromenergiequelle10 mit elektrischer Energie versorgt, wie durch gestrichelte VersorgungsstrompfeileVP für den fließenden Versorgungsstrom gezeigt. - In einem Verfahren zum Betrieb des elektrischen Antriebssystems
1 wird somit gemäß2 zum Laden der Batterie3 an der fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle10 , deren bereitgestellte GleichspannungUDC der NennspannungUBat der Batterie3 und somit der Bornetznennspannung des Hochvolt-Bordnetzes des Fahrzeugs von beispielsweise 800 V entspricht, der Gleichstromladeanschluss7 mit der fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle10 elektrisch gekoppelt und die LadeschalteinheitenS1 ,S2 werden geschlossen. Die erforderlichen LeistungsschalterLS im Inverter4 werden eingeschaltet und bleiben permanent eingeschaltet. -
3 zeigt das elektrische Antriebssystem1 während des Ladens der Batterie3 an einer fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle10 , deren bereitgestellte GleichspannungUDC kleiner ist als die NennspannungUBat der Batterie3 und somit kleiner ist als die Bornetznennspannung des Hochvolt-Bordnetzes des Fahrzeugs. Beispielsweise stellt die fahrzeugexterne Gleichstromenergiequelle10 lediglich eine GleichspannungUDC von 500 V bereit, d. h. sie ist nur für diese maximale GleichspannungUDC ausgelegt. - Die beispielsweise als Ladesäule ausgebildete fahrzeugexterne Gleichstromenergiequelle
10 , insbesondere galvanisch getrennt, erzeugt eine vom Fahrzeug kommandierte, d. h. vorgegebene, GleichspannungUDC . Um eine Ladeleistung zu maximieren, ist es vorteilhaft, die fahrzeugexterne Gleichstromenergiequelle10 auf ihre maximale GleichspannungUDC zu kommandieren. Die LadeschalteinheitenS1 ,S2 sind geschlossen. Ein Ladestromkreis stellt sich über die fahrzeugexterne Gleichstromenergiequelle10 , die elektrische Drehstrommaschine2 , den Inverter4 und die Batterie3 ein, wie mittels der durchgezogenen LadestrompfeileLP für den fließenden Ladestrom gezeigt. Die dafür erforderlichen LeistungsschalterLS innerhalb des Inverters4 takten, d. h. sie schalten getaktet ein und aus, und erzeugen somit an beispielsweise als Gleichstromanschlussklemmen ausgebildeten Gleichstromanschlüssen des Inverters4 eine Spannung, welche einer Batterieklemmenspannung entspricht. - Das Nebenaggregatesystem
5 oder zumindest notwendige elektrische Verbraucher im Hochvolt-Bordnetz, insbesondere Nebenaggregate des Nebenaggregatesystems5 wird/werden durch die Batterie3 und/oder die Gleichstromenergiequelle10 mit elektrischer Energie versorgt, wie durch gestrichelte VersorgungsstrompfeileVP für den fließenden Versorgungsstrom gezeigt. - Im Verfahren zum Betrieb des elektrischen Antriebssystems
1 wird somit gemäß3 zum Laden der Batterie3 an der fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle10 , deren bereitgestellte GleichspannungUDC kleiner ist als die NennspannungUBat der Batterie3 und somit kleiner ist als die Bornetznennspannung des Hochvolt-Bordnetzes des Fahrzeugs und beispielsweise lediglich 500 V beträgt, der Gleichstromladeanschluss7 mit der fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle10 elektrisch gekoppelt und die LadeschalteinheitenS1 ,S2 werden geschlossen. Die erforderlichen LeistungsschalterLS im Inverter4 werden getaktet eingeschaltet und ausgeschaltet. -
4 zeigt das elektrische Antriebssystem1 während des Ladens der Batterie3 an einer fahrzeugexternen Wechselstromenergiequelle11 . Die On-Board-Wechselstromladevorrichtung12 lädt die Batterie3 , wie mittels der durchgezogenen LadestrompfeileLP gezeigt, und versorgt notwendige elektrische Verbraucher im Hochvolt-Bordnetz, insbesondere Nebenaggregate des Nebenaggregatesystems5 , wie durch gestrichelte VersorgungsstrompfeileVP für den fließenden Versorgungsstrom gezeigt. Die LadeschalteinheitenS1 ,S2 sind geöffnet, damit keine elektrische Spannung am Gleichstromladeanschluss7 anliegt. - Im Verfahren zum Betrieb des elektrischen Antriebssystems
1 werden somit gemäß4 zum Laden der Batterie3 an der fahrzeugexternen Wechselstromenergiequelle11 die LadeschalteinheitenS1 ,S2 geöffnet und die On-Board-Wechselstromladevorrichtung12 wird mit der fahrzeugexternen Wechselstromenergiequelle11 elektrisch gekoppelt. -
5 zeigt das elektrische Antriebssystem1 während eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs, wobei die elektrische Drehstrommaschine2 von der Batterie3 mit elektrischer Energie versorgt wird, wie mittels durchgezogener AntriebsstrompfeileAP für den fließenden Antriebsstrom gezeigt. Die LadeschalteinheitenS1 ,S2 sind geöffnet, damit keine elektrische Spannung am Gleichstromladeanschluss7 anliegt. - Das Nebenaggregatesystem
5 wird durch die Batterie3 mit elektrischer Energie versorgt, wie durch gestrichelte VersorgungsstrompfeileVP für den fließenden Versorgungsstrom gezeigt. - Im Verfahren zum Betrieb des elektrischen Antriebssystems
1 werden somit gemäß5 zur Durchführung des Fahrbetriebs die LadeschalteinheitenS1 ,S2 geöffnet. Die elektrische Drehstrommaschine2 wird von der Batterie3 mit elektrischer Energie versorgt. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Antriebssystem
- 2
- Drehstrommaschine
- 3
- Batterie
- 4
- Inverter
- 5
- Nebenaggregatesystem
- 6
- Pluspolanschluss
- 7
- Gleichstromladeanschluss
- 8
- Minuspol
- 9
- Minuspolanschluss
- 10
- Gleichstromenergiequelle
- 11
- Wechselstromenergiequelle
- 12
- On-Board-Wechselstromladevorrichtung
- AP
- Antriebsstrompfeil
- LP
- Ladestrompfeil
- LS
- Leistungsschalter
- S1, S2
- Ladeschalteinheit
- SP
- Sternpunkt
- UBat
- Nennspannung der Batterie
- UDC
- Gleichspannung
- VP
- Versorgungsstrompfeil
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102016015314 A1 [0002]
- DE 102016012876 A1 [0003]
Claims (8)
- Elektrisches Antriebssystem (1) für ein Fahrzeug, umfassend mindestens eine elektrische Drehstrommaschine (2) und eine Batterie (3) zur elektrischen Energieversorgung der elektrischen Drehstrommaschine (2), dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Drehstrommaschine (2) über einen Inverter (4) mit der Batterie (3) elektrisch koppelbar oder gekoppelt ist, ein Sternpunkt (SP) der elektrischen Drehstrommaschine (2) mit einem Pluspolanschluss (6) eines Gleichstromladeanschlusses (7) des elektrischen Antriebssystems (1) elektrisch koppelbar oder gekoppelt ist und ein Minuspol (8) der Batterie (3) mit einem Minuspolanschluss (9) des Gleichstromladeanschlusses (7) des elektrischen Antriebssystems (1) elektrisch koppelbar oder gekoppelt ist.
- Elektrisches Antriebssystem (1) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Sternpunkt (SP) und dem Pluspolanschluss (6) und/oder zwischen dem Minuspol (8) der Batterie (3) und dem Minuspolanschluss (9) jeweils eine Ladeschalteinheit (S1, S2) angeordnet sind/ist. - Elektrisches Antriebssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine On-Board-Wechselstromladevorrichtung (12) mit der Batterie (3) elektrisch koppelbar oder gekoppelt ist.
- Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Antriebssystems (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Laden der Batterie (3) an einer fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle (10) der Gleichstromladeanschluss (7) mit der fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle (10) elektrisch gekoppelt wird, wobei dafür erforderliche Leistungsschalter (LS) im Inverter (4) eingeschaltet werden und permanent eingeschaltet bleiben, wenn eine von der fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle (10) bereitgestellte Gleichspannung (UDC) einer Nennspannung (UBat) der Batterie (3) entspricht, und getaktet eingeschaltet und ausgeschaltet werden, wenn die von der fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle (10) bereitgestellte Gleichspannung (UDC) kleiner ist als die Nennspannung (UBat) der Batterie (3).
- Verfahren nach
Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass zum Laden der Batterie (3) an der fahrzeugexternen Gleichstromenergiequelle (10) die Ladeschalteinheiten (S1, S2) geschlossen werden. - Verfahren nach
Anspruch 4 oder5 , dadurch gekennzeichnet, dass zum Laden der Batterie (3) an einer fahrzeugexternen Wechselstromenergiequelle (11) die On-Board-Wechselstromladevorrichtung (12) mit der fahrzeugexternen Wechselstromenergiequelle (11) elektrisch gekoppelt wird. - Verfahren nach
Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass zum Laden der Batterie (3) an der fahrzeugexternen Wechselstromenergiequelle (11) die Ladeschalteinheiten (S1, S2) geöffnet werden. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 4 bis7 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs die Ladeschalteinheiten (S1, S2) geöffnet werden.
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---|---|---|---|
DE102018000488.1A DE102018000488A1 (de) | 2018-01-22 | 2018-01-22 | Elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug und Verfahren zu dessen Betrieb |
Publications (1)
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---|---|
DE102018000488A1 true DE102018000488A1 (de) | 2018-07-12 |
Family
ID=62636735
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE102018000488.1A Pending DE102018000488A1 (de) | 2018-01-22 | 2018-01-22 | Elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug und Verfahren zu dessen Betrieb |
Country Status (2)
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---|---|
DE (1) | DE102018000488A1 (de) |
WO (1) | WO2019141491A1 (de) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021003882A1 (de) | 2021-07-27 | 2021-09-09 | Daimler Ag | Elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug, sowie Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Antriebssystems |
DE102021003851A1 (de) | 2021-07-27 | 2021-09-23 | Daimler Ag | Elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeugs, sowie Verfahren zum Betreiben eines entsprechenden elektrischen Antriebssystems |
DE102022000711A1 (de) | 2022-02-28 | 2022-04-14 | Mercedes-Benz Group AG | Elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug und Verfahren zu dessen Betrieb |
DE102021003883A1 (de) | 2021-07-27 | 2023-02-02 | Mercedes-Benz Group AG | Elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug, Fahrzeug mit einem entsprechenden elektrischen Antriebssystem sowie Verfahren zum Betreiben eines entsprechenden elektrischen Antriebssystems |
EP3992014A4 (de) * | 2019-06-30 | 2023-08-02 | BYD Company Limited | Energieumwandlungsvorrichtung und fahrzeug |
DE102022002607B3 (de) | 2022-07-18 | 2023-08-17 | Mercedes-Benz Group AG | Fahrzeug mit einer elektrischen Schaltungsanordnung und zwei elektrischen Antriebseinheiten und Verfahren zu dessen Betrieb |
DE102022210978A1 (de) | 2022-10-18 | 2024-04-18 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Stromrichtervorrichtung zur Konvertierung einer Eingangsgleichspannung in eine Ausgangsgleichspannung, elektrisches Antriebs- und Ladesystem und Verfahren zur Ermittlung eines elektrischen Ausgangsstroms |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016012876A1 (de) | 2016-10-28 | 2017-06-01 | Daimler Ag | Elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug |
DE102016015314A1 (de) | 2016-12-22 | 2017-07-20 | Daimler Ag | Elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug und Verfahren zu dessen Betrieb |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005033954A (ja) * | 2003-07-09 | 2005-02-03 | Toyota Motor Corp | バッテリ充電装置 |
JP4682740B2 (ja) * | 2005-08-08 | 2011-05-11 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の電源装置 |
DE102009052680A1 (de) * | 2009-11-11 | 2011-05-12 | Daimler Ag | Ladevorrichtung zum Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeugs mit Tiefsetzsteller |
DE102016209905A1 (de) * | 2016-06-06 | 2016-12-29 | Continental Automotive Gmbh | Fahrzeugbordnetz mit Wechselrichter, Energiespeicher, elektrischer Maschine und Gleichstrom-Übertragungsanschluss |
DE102016015311A1 (de) * | 2016-12-22 | 2017-07-20 | Daimler Ag | Elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug und Verfahren zu dessen Betrieb |
-
2018
- 2018-01-22 DE DE102018000488.1A patent/DE102018000488A1/de active Pending
- 2018-12-21 WO PCT/EP2018/086515 patent/WO2019141491A1/de active Application Filing
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016012876A1 (de) | 2016-10-28 | 2017-06-01 | Daimler Ag | Elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug |
DE102016015314A1 (de) | 2016-12-22 | 2017-07-20 | Daimler Ag | Elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug und Verfahren zu dessen Betrieb |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3992014A4 (de) * | 2019-06-30 | 2023-08-02 | BYD Company Limited | Energieumwandlungsvorrichtung und fahrzeug |
DE102021003883A1 (de) | 2021-07-27 | 2023-02-02 | Mercedes-Benz Group AG | Elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug, Fahrzeug mit einem entsprechenden elektrischen Antriebssystem sowie Verfahren zum Betreiben eines entsprechenden elektrischen Antriebssystems |
DE102021003882A1 (de) | 2021-07-27 | 2021-09-09 | Daimler Ag | Elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug, sowie Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Antriebssystems |
WO2023006726A1 (de) | 2021-07-27 | 2023-02-02 | Mercedes-Benz Group AG | Elektrisches antriebssystem für ein fahrzeug, fahrzeug mit einem entsprechenden elektrischen antriebssystem sowie verfahren zum betreiben eines entsprechenden elektrischen antriebssystems |
WO2023006749A1 (de) | 2021-07-27 | 2023-02-02 | Mercedes-Benz Group AG | Elektrisches antriebssystem für ein fahrzeug, sowie verfahren zum betreiben eines elektrischen antriebssystems |
DE102021003851A1 (de) | 2021-07-27 | 2021-09-23 | Daimler Ag | Elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeugs, sowie Verfahren zum Betreiben eines entsprechenden elektrischen Antriebssystems |
DE102022000711A1 (de) | 2022-02-28 | 2022-04-14 | Mercedes-Benz Group AG | Elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug und Verfahren zu dessen Betrieb |
DE102022000711B4 (de) | 2022-02-28 | 2023-08-03 | Mercedes-Benz Group AG | Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Antriebssystems für ein Fahrzeug |
WO2023161497A1 (de) | 2022-02-28 | 2023-08-31 | Mercedes-Benz Group AG | Verfahren zum betrieb eines elektrischen antriebssystems für ein fahrzeug |
DE102022002607B3 (de) | 2022-07-18 | 2023-08-17 | Mercedes-Benz Group AG | Fahrzeug mit einer elektrischen Schaltungsanordnung und zwei elektrischen Antriebseinheiten und Verfahren zu dessen Betrieb |
DE102022002607B8 (de) | 2022-07-18 | 2023-10-19 | Mercedes-Benz Group AG | Fahrzeug mit einer elektrischen Schaltungsanordnung und zwei elektrischen Antriebseinheiten und Verfahren zu dessen Betrieb |
WO2024017775A1 (de) | 2022-07-18 | 2024-01-25 | Mercedes-Benz Group AG | Fahrzeug mit einer elektrischen schaltungsanordnung und zwei elektrischen antriebseinheiten und verfahren zu dessen betrieb |
DE102022210978A1 (de) | 2022-10-18 | 2024-04-18 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Stromrichtervorrichtung zur Konvertierung einer Eingangsgleichspannung in eine Ausgangsgleichspannung, elektrisches Antriebs- und Ladesystem und Verfahren zur Ermittlung eines elektrischen Ausgangsstroms |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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