DE102018113394A1 - Wandler für variable spannungen auf grundlage eines flying-kondensators - Google Patents

Wandler für variable spannungen auf grundlage eines flying-kondensators Download PDF

Info

Publication number
DE102018113394A1
DE102018113394A1 DE102018113394.4A DE102018113394A DE102018113394A1 DE 102018113394 A1 DE102018113394 A1 DE 102018113394A1 DE 102018113394 A DE102018113394 A DE 102018113394A DE 102018113394 A1 DE102018113394 A1 DE 102018113394A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
capacitor
switches
vvc
flying capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018113394.4A
Other languages
English (en)
Inventor
Shuitao Yang
Yan Zhou
Lihua Chen
Baoming Ge
Fan Xu
Mohammed Khorshed Alam
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of DE102018113394A1 publication Critical patent/DE102018113394A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/007—Physical arrangements or structures of drive train converters specially adapted for the propulsion motors of electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/51—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/14—Arrangements for reducing ripples from dc input or output
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H02M7/53873—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with digital control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/40—DC to AC converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/52—Drive Train control parameters related to converters
    • B60L2240/526—Operating parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/52—Drive Train control parameters related to converters
    • B60L2240/527—Voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/52—Drive Train control parameters related to converters
    • B60L2240/529—Current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/325—Means for protecting converters other than automatic disconnection with means for allowing continuous operation despite a fault, i.e. fault tolerant converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Ein Antriebsstrang für ein Fahrzeug kann einen Wandler für variable Spannungen (variable voltage converter - VVC) und eine Steuerung beinhalten. Der VVC kann eine Induktionsspule, einen Buskondensator und einen Flying-Kondensator beinhalten. Die Steuerung kann zu Folgendem konfiguriert sein: als Reaktion darauf, dass ein Leistungsbedarfssignal einen Schwellenwert überschreitet, derartiges Modulieren von Schaltern des VVC, dass ein Induktionsstrom, der durch ein kollabierendes Feld der Induktionsspule erzeugt wird, derart in den Flying-Kondensator oder den Buskondensator geleitet wird, dass eine Spannung des Buskondensators eine Spannung des Flying-Kondensators überschreitet, und als Reaktion darauf, dass das Leistungsbedarfssignal unter den Schwellenwert fällt, derartiges Modulieren der Schalter, dass der Flying-Kondensator und der Buskondensator parallel geschaltet sind.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Diese Anmeldung betrifft im Allgemeinen einen DC/DC-Wandler, der einen Flying-Kondensator aufweist, der konfiguriert ist, um während eines Antriebsmodus eines Elektrofahrzeugs eine erhöhte Spannung an einer elektrischen Maschine bereitzustellen.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Elektrisch betriebene Fahrzeuge (electrified vehicles - EV), darunter Hybridelektrofahrzeuge (hybrid-electric vehicles - HEV) und Batterieelektrofahrzeuge (battery electric vehicles - BEV), sind darauf angewiesen, dass eine Traktionsbatterie einem Traktionsmotor Leistung zum Antrieb bereitstellt und ein Leistungswechselrichter dazwischen Leistung aus Gleichstrom (direct current - DC) in Leistung aus Wechselstrom (alternating current - AC) umwandelt. Der übliche AC-Traktionsmotor ist ein 3-Phasen-Motor, der durch 3 Sinussignale angetrieben werden kann, die jeweils mit einer Phasenverschiebung von 120 Grad erzeugt werden. Die Traktionsbatterie ist konfiguriert, um in einem bestimmten Spannungsbereich betrieben zu werden und einen Spitzenstrom bereitzustellen. Die Traktionsbatterie wird alternativ als Hochspannungsbatterie bezeichnet. Eine verbesserte Leistung elektrischer Maschinen kann jedoch durch einen Betrieb in einem anderen Spannungsbereich erreicht werden, üblicherweise bei Spannungen, die größer als die Klemmenspannung der Traktionsbatterie sind. Gleichermaßen werden die Stromanforderungen zum Antreiben einer elektrischen Maschine eines Fahrzeugs für gewöhnlich als Hochstrom bezeichnet.
  • Ferner beinhalten viele elektrifizierte Fahrzeuge einen DC/DC-Wandler, der auch als Wandler für variable Spannungen (variable voltage converter - VVC) bezeichnet wird, um die Spannung der Traktionsbatterie auf einen Betriebsspannungspegel der elektrischen Maschine umzuwandeln. Die elektrische Maschine, die einen Traktionsmotor und einen Generator beinhalten kann, kann Hochspannung und Hochstrom erforderlich machen. Aufgrund der Spannungs- und Stromanforderungen stehen ein Batteriemodul und ein Leistungselektronikmodul üblicherweise durchgehend miteinander in Verbindung.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Ein Antriebsstrang für ein Fahrzeug kann einen Wandler für variable Spannungen (variable voltage converter - VVC) und eine Steuerung beinhalten. Der VVC kann eine Induktionsspule, einen Buskondensator und einen Flying-Kondensator beinhalten. Die Steuerung kann zu Folgendem konfiguriert sein: als Reaktion darauf, dass ein Leistungsbedarfssignal einen Schwellenwert überschreitet, derartiges Modulieren von Schaltern des VVC, dass ein Induktionsstrom, der durch ein kollabierendes Feld der Induktionsspule erzeugt wird, derart in den Flying-Kondensator oder den Buskondensator geleitet wird, dass eine Spannung des Buskondensators eine Spannung des Flying-Kondensators überschreitet, und als Reaktion darauf, dass das Leistungsbedarfssignal unter den Schwellenwert fällt, derartiges Modulieren der Schalter, dass der Flying-Kondensator und der Buskondensator parallel geschaltet sind.
  • Ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangwandlers beinhaltet Leiten von Strom in eine Induktionsspule des Wandlers, um ein Feld zu erzeugen, und Kollabieren des Felds als Reaktion darauf, dass ein Leistungsbedarfssignal einen Schwellenwert überschreitet, um eine Ladung zu einem Flying-Kondensator strömen zu lassen, um eine Spannung eines Buskondensators hochzusetzen, sodass die Spannung des Buskondensators eine Spannung des Flying-Kondensators überschreitet.
  • Ein Fahrzeug beinhaltet eine elektrische Maschine, einen Wandler für variable Spannungen (variable voltage converter - VVC) und eine Steuerung. Die elektrische Maschine kann konfiguriert sein, um das Fahrzeug anzutreiben. Der VVC kann eine Induktionsspule, einen Buskondensator und einen Flying-Kondensator beinhalten. Die Steuerung kann konfiguriert sein, um Schalter des VVC derart zu modulieren, dass ein Induktionsstrom, der durch ein kollabierendes Feld der Induktionsspule erzeugt wurde, durch den Flying-Kondensator hochgesetzt und mit einer Antriebsspannung der elektrischen Maschine in den Buskondensator geleitet wird.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Diagramm eines elektrifizierten Fahrzeugs mit einer elektrischen Maschine, einem Wechselrichter und einem Wandler für variable Spannungen, der konfiguriert ist, um Stromwelligkeit während des Ladens des Elektrofahrzeugs über ein AC-Netz zu reduzieren.
    • 2 ist ein Diagramm eines Hybridfahrzeugs, das übliche Antriebsstrang- und Energiespeicherkomponenten veranschaulicht, darunter einen Wandler für variable Spannungen.
    • 3 ist ein schematisches Diagramm eines Leistungswechselrichters eines Leistungselektronikmoduls.
    • 4 ist ein Diagramm eines Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs, der eine Traktionsbatterie, einen Wechselrichter und einen Wandler für variable Spannungen beinhaltet, der einen Flying-Kondensator aufweist.
    • 5 ist eine grafische Darstellung von Steuersignalen für Schalter eines Wandlers für variable Spannungen und eines Ladungsstroms im Zeitbezug.
    • 6 ist eine grafische Darstellung eines Spannungserhöhungsverhältnisses eines Wandlers für variable Spannungen in Bezug auf eine Auslastung.
    • 7 ist ein Ablaufdiagramm eines Steuersystems für einen Wandler für variable Spannungen, um Blindleistung zu einem Kompensationskondensator zu leiten.
    • 8 ist eine grafische Darstellung von Steuersignalen für Schalter eines Wandlers für variable Spannungen und von elektrischen Systemeigenschaften in Bezug auf die Zeit.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Hierin werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaften Charakters sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Demnach sind hierin offenbarte spezifische strukturelle und funktionelle Einzelheiten nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um einen Fachmann eine vielfältige Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren. Für den Durchschnittsfachmann versteht sich, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, welche in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit veranschaulicht oder beschrieben werden. Die Kombinationen aus veranschaulichten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für übliche Anwendungen bereit. Unterschiedliche Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, können jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen erwünscht sein.
  • Ein übliches Antriebssystem für EV/HEV kann eine Gleichstrom(direct current - DC)-Leistungsquelle (d. h. eine Hochspannungsbatterie), einen Wandler für variable Spannungen (variable voltage converter - VVC), einen Wechselrichter und eine elektrische Maschine beinhalten. Bei dem VVC kann es sich um einen bidirektionalen Ausfwärtswandler handeln, der konfiguriert ist, um eine Spannung der Batterie auf eine Betriebsspannung des Motors/Generators und Wechselrichters hochzusetzen. Ein praktischer Aspekt des üblichen Antriebssystems beinhaltet, dass mehrere parallel geschaltete Stromversorgungsgeräte erforderlich sein können, wenn der Bedarf an Leistung ansteigt, um einen höheren Strom/eine höhere Leistung auszugeben, um den Bedarf zu decken. Der parallele Anschluss von mehreren Stromversorgungsgeräten kann zu einem Stromteilungsproblem zwischen den parallel geschalteten Stromversorgungsgeräten führen. Eine Folge des Stromteilungsproblems besteht darin, dass die Systemeffizienz beeinträchtigt werden kann. Außerdem kann in dem üblichen Antriebssystem dann ein Spannungsausgangsbereich eines Aufwärtswandlers eingeschränkt sein, wenn die Effizienz auf Grundlage eines Erhöhungsverhältnisses abnimmt, das sich aus Hochspannungs-DC-Spannung (Vdc) zu der Batterieeingangsspannung (Vb) zusammensetzt (z. B. Vdc/Vb > 2). Um die elektrische Antriebsleistung (e-Antriebsleistung) zu erhöhen, ist ein VVC erwünscht, der über einen großen Ausgangsspannungsbereich verfügt.
  • 1 stellt ein Hybridelektrofahrzeug dar, wobei interne elektrische Antriebsstrangkomponenten veranschaulicht werden, die konfiguriert sind, um einen Strom durch Wicklungen einer elektrischen Maschine 2 fließen zu lassen, indem der Wechselrichter 4 der elektrischen Maschine über einen Wandler für variable Spannungen (Variable Voltage Converter - VVC) 6 (z. B. einen DC/DC-Wandler) und eine Hochspannungstraktionsbatterie 14 betrieben wird. Der VVC beinhaltet Stromversorgungsgeräte 8, Kondensatoren 10 und eine Induktionsspule 12. Der VVC kann in zumindest drei Antriebsmodi betrieben werden, zu denen ein Durchgangsmodus, ein Low-Boost-Modus und ein High-Boost-Modus gehören.
  • In einem ersten Betriebsmodus (d. h. dem Durchgangsmodus) werden die Stromversorgungsgeräte 8A, 8B und 8D eingeschaltet und ist das Stromversorgungsgerät 8C konfiguriert, um einen offenen Stromkreis zu erzeugen, sodass die Kondensatoren 10A und 10B im Allgemeinen parallel geschaltet sind. Hier ist eine DC-Busspannung (Vdc) zu dem Wechselrichter 4 im Wesentlichen gleich der Spannung der Batterie 14 (Vb) und der Spannung (Vf) über den Flying-Kondensator 10A (d. h. Vdc=Vf=Vb).
  • Bei dem zweiten Betriebsmodus handelt es sich um den Low-Boost-Modus, bei dem die Stromversorgungsgeräte 8A und 8D eingeschaltet bleiben und die Stromversorgungsgeräte 8B und 8C als ein herkömmlicher Aufwärtswandler moduliert werden (z. B. in Form einer Pulsbreitenmodulation (pulse width modulation - PWM)) und die Ausgangskondensatoren 10A und 10B parallel geschaltet sind. Hier ist eine DC-Busspannung (Vdc) zu dem Wechselrichter 4 größer der Spannung der Batterie 14 (Vb) auf Grundlage des Auslastungsverhältnisses. Beispielsweise kann Vdc gleich Vb/D sein, wobei D das Auslastungsverhältnis des Stromversorgungsgeräts 8B im Zeitverlauf ist.
  • Bei dem dritten Betriebsmodus handelt es sich um den High-Boost-Modus, bei dem die Stromversorgungsgeräte 8A, 8B, 8C und 8D alle moduliert werden (z. B. durch PWM). Während des Betriebs in diesem Modus kann die DC-Busspannung (Vdc) größer einer maximalen Spannung sein, die in dem zweiten Modus erzeugt werden kann. Beispielsweise kann die DC-Busspannung (Vdc) auf die doppelte Batteriespannung (Vb) dividiert durch das Auslastungsverhältnis (D) hochgesetzt werden (d. h. Vdc=2Vb/D). Hierdurch würde eine Spannung des Flying-Kondensators (Vf) gleich der Batteriespannung (Vb) dividiert durch das Auslastungsverhältnis (D) entstehen (d. h. Vf=Vb/D); somit kann Vf gesteuert werden, um der Hälfte der DC-Busspannung (Vdc) zu entsprechend. Während des Betriebs in diesem Modus kann eine Welligkeitsfrequenz einer Induktionsspule (fL) gleich einem Mehrfachen von der Schaltfrequenz (fsw) sein (z. B. fL=2fsw). Hier beträgt die entsprechende Schaltfrequenz für die Induktionsspule das Doppelte und somit müssen die Induktionsspulengröße und -kosten reduziert werden. Ein Vorteil des dritten Modus besteht darin, dass es möglich ist, einen Ausgang mit einer größeren Effizienz zu erzeugen als es bei dem zweiten Modus möglich ist; der zweite Modus weist jedoch eine größere Buskapazität auf und kann somit eine niedrigere Welligkeit an der Ausgangsspannung aufweisen.
  • 2 stellt ein elektrifiziertes Fahrzeug 112 dar, das als Plug-in-Hybridelektrofahrzeug (plug-in hybrid-electric vehicle - PHEV) bezeichnet werden kann. Ein Plug-in-Hybridelektrofahrzeug 112 kann eine oder mehrere elektrische Maschinen 114 umfassen, die mechanisch an ein Hybridgetriebe 116 gekoppelt sind. Die elektrischen Maschinen 114 können unter Umständen als Motor oder Generator betrieben werden. Des Weiteren ist das Hybridgetriebe 116 mechanisch an einen Motor 118 gekoppelt. Das Hybridgetriebe 116 ist ferner mechanisch an eine Antriebswelle 120 gekoppelt, die mechanisch an die Räder 122 gekoppelt ist. Die elektrischen Maschinen 114 können eine Antriebs- und Abbremsfunktion bereitstellen, wenn der Motor 118 ein- oder ausgeschaltet wird. Die elektrischen Maschinen 114 können zudem als Generatoren fungieren und können Kraftstoffeffizienzvorteile bereitstellen, indem Energie zurückgewonnen wird, die normalerweise in einem Reibungsbremssystem als Wärme verloren gehen würde. Die elektrischen Maschinen 114 können zudem Fahrzeugemissionen reduzieren, indem sie es ermöglichen, dass der Motor 118 bei effizienteren Drehzahlen betrieben wird, und es ermöglichen, dass das Hybridelektrofahrzeug 112 im Elektromodus betrieben wird, wobei der Motor 118 bei bestimmten Bedingungen ausgeschaltet ist. Bei einem elektrifizierten Fahrzeug 112 kann es sich ferner um ein Batterieelektrofahrzeug (battery electric vehicle - BEV) handeln. In einer BEV-Konfiguration ist der Motor 118 unter Umständen nicht vorhanden. In anderen Konfigurationen kann das elektrifizierte Fahrzeug 112 ein Vollhybridelektrofahrzeug (full hybrid-electric vehicle - FHEV) ohne Plug-in-Funktion sein.
  • Eine Traktionsbatterie oder ein Batteriepack 124 speichert Energie, die von den elektrischen Maschinen 114 verwendet werden kann. Das Fahrzeugbatteriepack 124 kann einen Hochspannungsgleichstrom(direct current - DC)-Ausgang bereitstellen. Die Traktionsbatterie 124 kann elektrisch an ein oder mehrere Leistungselektronikmodule 126 gekoppelt sein. Ein oder mehrere Schütze 142 können die Traktionsbatterie 124 von anderen Komponenten trennen, wenn sie geöffnet sind, und die Traktionsbatterie 124 mit anderen Komponenten verbinden, wenn sie geschlossen sind. Das Leistungselektronikmodul 126 ist ferner elektrisch an die elektrischen Maschinen 114 gekoppelt und stellt die Fähigkeit bereit, Energie bidirektional zwischen der Traktionsbatterie 124 und den elektrischen Maschinen 114 zu übertragen. Beispielsweise kann eine Traktionsbatterie 124 eine DC-Spannung bereitstellen, während die elektrischen Maschinen 114 mit einem Dreiphasenwechselstrom (alternating current - AC) betrieben werden können, um zu funktionieren. Das Leistungselektronikmodul 126 kann die DC-Spannung in einen Dreiphasen-AC-Strom umwandeln, um die elektrischen Maschinen 114 zu betreiben. In einem Regenerationsmodus kann das Leistungselektronikmodul 126 den Dreiphasen-AC-Strom von den elektrischen Maschinen 114, die als Generatoren fungieren, in die DC-Spannung umwandeln, die mit der Traktionsbatterie 124 kompatibel ist.
  • Das Fahrzeug 112 kann einen Wandler für variable Spannungen (variable-voltage Converter - VVC) 152 beinhalten, der elektrisch zwischen der Traktionsbatterie 124 und dem Leistungselektronikmodul 126 gekoppelt ist. Der VVC 152 kann ein DC/DC-Aufwärtswandler sein, der zum Erhöhen oder Hochsetzen der von der Traktionsbatterie 124 bereitgestellten Spannung konfiguriert ist. Durch Erhöhen der Spannung können Stromanforderungen gesenkt werden, was zu einer Verringerung des Verdrahtungsumfangs für das Leistungselektronikmodul 126 und die elektrischen Maschinen 114 führt. Ferner können die elektrischen Maschinen 114 mit besserer Effizienz und geringeren Verlusten betrieben werden.
  • Neben dem Bereitstellen von Antriebsenergie kann die Traktionsbatterie 124 Energie für weitere elektrische Fahrzeugsysteme bereitstellen. Das Fahrzeug 112 kann ein DC/DC-Wandlermodul 128 beinhalten, das den Hochspannungs-DC-Ausgang der Traktionsbatterie 124 in eine Niederspannungs-DC-Zufuhr umwandelt, die mit Niederspannungsverbrauchern des Fahrzeugs kompatibel ist. Ein Ausgang des DC/DC-Wandlermoduls 128 kann elektrisch an eine Hilfsbatterie 130 (z. B. eine 12 V-Batterie) zum Aufladen der Hilfsbatterie 130 gekoppelt sein. Die Niederspannungssysteme können elektrisch an die Hilfsbatterie 130 gekoppelt sein. Ein oder mehrere elektrische Verbraucher 146 können mit dem Hochspannungsbus verbunden sein. Die elektrischen Verbraucher 146 können eine zugeordnete Steuerung aufweisen, welche die elektrischen Verbraucher 146 gegebenenfalls betreibt und steuert. Zu Beispielen für elektrische Verbraucher 146 können ein Gebläse, ein elektrisches Heizelement und/oder ein Klimakompressor gehören.
  • Das elektrifizierte Fahrzeug 112 kann konfiguriert sein, um die Traktionsbatterie 124 über eine externe Leistungsquelle 136 wieder aufzuladen. Bei der externen Leistungsquelle 136 kann es sich um eine Verbindung zu einer Steckdose handeln. Die externe Leistungsquelle 136 kann elektrisch an eine Ladevorrichtung oder eine Ladestation für Elektrofahrzeuge (electric vehicle supply equipment - EVSE) 138 gekoppelt sein. Die externe Leistungsquelle 136 kann ein elektrisches Leistungsverteilungsnetz sein, wie es von einem Elektrizitätsversorgungsunternehmen bereitgestellt wird. Die EVSE 138 kann eine Schaltung und Steuerungen bereitstellen, um die Übertragung von Energie zwischen der Leistungsquelle 136 und dem Fahrzeug 112 zu regeln und zu verwalten. Die externe Leistungsquelle 136 kann der EVSE 138 elektrische Leistung als DC oder AC bereitstellen. Die EVSE 138 kann einen Ladestecker 140 zum Einstecken in einen Ladeanschluss 134 des Fahrzeugs 112 aufweisen. Bei dem Ladeanschluss 134 kann es sich um eine beliebige Art von Anschluss handeln, der konfiguriert ist, um Leistung von der EVSE 138 an das Fahrzeug 112 zu übertragen. Der Ladeanschluss 134 kann elektrisch an eine Ladevorrichtung oder ein bordeigenes Leistungswandlermodul 132 gekoppelt sein. Das Leistungswandlermodul 132 kann die von der EVSE 138 zugeführte Leistung konditionieren, um der Traktionsbatterie 124 die richtigen Spannungs- und Strompegel bereitzustellen. Das Leistungswandlermodul 132 kann mit dem EVSE 138 über eine Schnittstelle verbunden sein, um die Abgabe von Leistung an das Fahrzeug 112 zu koordinieren. Der EVSE-Stecker 140 kann Stifte aufweisen, die mit entsprechenden Aussparungen des Ladeanschlusses 134 zusammenpassen. Alternativ dazu können verschiedene Komponenten, die als elektrisch gekoppelt oder verbunden beschrieben sind, Leistung unter Verwendung einer drahtlosen induktiven Kopplung übertragen.
  • Eine oder mehrere Radbremsen 144 können bereitgestellt sein, um das Fahrzeug 112 abzubremsen und eine Bewegung des Fahrzeugs 112 zu verhindern. Die Radbremsen 144 können hydraulisch betätigt, elektrisch betätigt oder eine Kombination davon sein. Die Radbremsen 144 können Teil eines Bremssystems 150 sein. Das Bremssystem 150 kann weitere Komponenten beinhalten, um die Radbremsen 144 zu betätigen. Der Einfachheit halber zeigt die Figur eine einzige Verbindung zwischen dem Bremssystem 150 und einer der Radbremsen 144. Eine Verbindung zwischen dem Bremssystem 150 und den weiteren Radbremsen 144 wird impliziert. Das Bremssystem 150 kann eine Steuerung beinhalten, um das Bremssystem 150 zu überwachen und zu koordinieren. Das Bremssystem 150 kann die Bremskomponenten überwachen und die Radbremsen 144 zum Abbremsen des Fahrzeugs steuern. Das Bremssystem 150 kann auf Fahrerbefehle reagieren und kann zudem autonom arbeiten, um Funktionen wie etwa Fahrdynamikregelung umzusetzen. Die Steuerung des Bremssystems 150 kann ein Verfahren zum Anwenden einer angeforderten Bremskraft umsetzen, wenn dies von einer weiteren Steuerung oder Unterfunktion angefordert wird.
  • Elektronische Module in dem Fahrzeug 112 können über ein oder mehrere Fahrzeugnetzwerke kommunizieren. Das Fahrzeugnetzwerk kann eine Vielzahl von Kommunikationskanälen beinhalten. Ein Kanal des Fahrzeugnetzwerks kann ein serieller Bus sein, wie etwa ein Controller Area Network (CAN). Einer der Kanäle des Fahrzeugnetzwerks kann ein Ethernet-Netzwerk laut der Definition durch die Normengruppe 802 des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) beinhalten. Weitere Kanäle des Fahrzeugnetzwerks können diskrete Verbindungen zwischen Modulen beinhalten und können Leistungssignale von der Hilfsbatterie 130 beinhalten. Unterschiedliche Signale können über unterschiedliche Kanäle des Fahrzeugnetzwerks übertragen werden. Beispielsweise können Videosignale über einen Hochgeschwindigkeitskanal (z. B. Ethernet) übertragen werden, während Steuersignale über ein CAN oder diskrete Signale übertragen werden können. Das Fahrzeugnetzwerk kann beliebige Hardware- und Softwarekomponenten beinhalten, die eine Übertragung von Signalen und Daten zwischen Modulen unterstützen. Das Fahrzeugnetzwerk ist in 1 nicht gezeigt, jedoch kann davon ausgegangen werden, dass sich das Fahrzeugnetzwerk mit jedem Elektronikmodul verbinden kann, das in dem Fahrzeug 112 vorhanden ist. Eine Fahrzeugsystemsteuerung (vehicle system controller - VSC) 148 kann vorhanden sein, um den Betrieb der verschiedenen Komponenten zu koordinieren.
  • Der VVC 152 ist oftmals als Aufwärtswandler konfiguriert. Der VVC 152 kann Eingangsklemmen beinhalten, die über die Schütze 142 an Klemmen der Traktionsbatterie 124 gekoppelt sein können. Der VVC 152 kann Ausgangsklemmen beinhalten, die an Klemmen des Leistungselektronikmoduls 126 gekoppelt sind. Der VVC 152 kann so betrieben werden, dass veranlasst wird, dass eine Spannung an den Ausgangsklemmen größer einer Spannung an den Eingangsklemmen ist. Das Fahrzeug 112 kann eine VVC-Steuerung beinhalten, die elektrische Parameter (z. B. Spannung und Strom) an verschiedenen Stellen innerhalb des VVC 152 überwacht und steuert. In einigen Konfigurationen kann die VVC-Steuerung als Teil des VVC 152 eingeschlossen sein. Die VVC-Steuerung kann eine Ausgangsspannungsreferenz, V d c * .,
    Figure DE102018113394A1_0001
    bestimmen. Die VVC-Steuerung kann auf Grundlage der elektrischen Parameter und der Spannungsreferenz V d c *
    Figure DE102018113394A1_0002
    ein Steuersignal bestimmen, das ausreichend ist, um zu veranlassen, dass der VVC 152 die gewünschte Ausgangsspannung erreicht. In einigen Konfigurationen kann das Steuersignal als pulsweitenmoduliertes (pulse-width modulated PWM-) Signal umgesetzt sein, wobei eine Auslastung des PWM-Signals variiert wird. Das Steuersignal kann mit einer vorbestimmten Schaltfrequenz betrieben werden. Die VVC-Steuerung kann dem VVC 152 den Befehl geben, die gewünschte Ausgangsspannung unter Verwendung des Steuersignals bereitzustellen. Das konkrete Steuersignal, bei dem der VVC 152 betrieben wird, kann direkt mit der Höhe der Spannungserhöhung in Zusammenhang stehen, die von dem VVC 152 bereitgestellt werden soll.
  • Unter Bezugnahme auf 2 kann der VVC 152 das Spannungspotenzial der von der Traktionsbatterie 124 bereitgestellten elektrischen Leistung hochsetzen oder „hochtransformieren“. Die Traktionsbatterie 124 kann Hochspannungs(high-voltage - HV)-DC-Leistung bereitstellen. In einigen Konfigurationen kann die Traktionsbatterie 124 eine Spannung zwischen 150 und 400 Volt bereitstellen. Das Schütz 142 kann elektrisch zwischen der Traktionsbatterie 124 und dem VVC 152 in Reihe geschaltet sein. Wenn das Schütz 142 geschlossen ist, kann die HV-DC-Leistung von der Traktionsbatterie 124 zu dem VVC 152 übertragen werden. Ein Eingangskondensator 202 kann elektrisch mit der Traktionsbatterie 124 parallel geschaltet sein. Der Eingangskondensator 202 kann die Busspannung stabilisieren und jegliche Spannungs- und Stromwelligkeit verringern. Der VVC 152 kann die HV-DC-Leistung aufnehmen und das Spannungspotenzial der Eingangsspannung gemäß der Auslastung hochsetzen oder „hochtransformieren“. Häufig ist ein Ausgangskondensator elektrisch zwischen den Ausgangsklemmen des VVC 152 und dem Eingang des Leistungselektronikmoduls 126 gekoppelt, um die Busspannung zu stabilisieren und Spannungs- und Stromwelligkeit an dem Ausgang des VVC 152 zu verringern.
  • Unter Bezugnahme auf 3 wird ein System 300 zum Steuern eines Leistungselektronikmoduls (power electronics module - PEM) 126 bereitgestellt. Das PEM 126 aus 3 beinhaltet der Darstellung nach eine Vielzahl von Schaltern 302 (z. B. IGBT), die konfiguriert sind, um zusammen als ein Wechselrichter mit einem ersten, zweiten und dritten Phasenzweig 316, 318, 320 zu betrieben zu werden. Während der Wechselrichter als Dreiphasen-Stromrichter dargestellt ist, kann der Wechselrichter zusätzliche Phasenzweige beinhalten. Beispielsweise kann der Wechselrichter ein Vierphasen-Stromrichter, ein Fünfphasen-Stromrichter, ein Sechsphasen-Stromrichter usw. sein. Des Weiteren kann das PEM 126 mehrere Stromrichter beinhalten, wobei jeder Wechselrichter in dem PEM 126 drei oder mehr Phasenzweige beinhaltet. Beispielsweise kann das System 300 zwei oder mehr Wechselrichter in dem PEM 126 steuern. Das PEM 126 kann ferner einen DC/DC-Wandler beinhalten, der Hochleistungsschalter (z. B. IGBT) aufweist, um eine Eingangsspannung des Leistungselektronikmoduls durch Hochsetzen, Tiefsetzen oder eine Kombination davon in eine Ausgangsspannung des Leistungselektronikmoduls umzuwandeln.
  • Wie in 3 gezeigt, kann der Wechselrichter ein DC/AC-Wandler sein. Im Betrieb nimmt der DC/AC-Wandler DC-Leistung durch einen DC-Bus 304 über eine DC-Leistungsverbindung 306 auf und wandelt die DC-Leistung in AC-Leistung um. Die AC-Leistung wird über die Phasenströme ia, ib und ic übertragen, um eine AC-Maschine anzutreiben, die auch als elektrische Maschine 114 bezeichnet wird, wie etwa einen dreiphasigen permanenterregten Synchronmotor (permanent-magnet synchronous motor - PMSM), wie in 3 dargestellt. In einem derartigen Beispiel kann die DC-Leistungsverbindung 306 eine DC-Speicherbatterie beinhalten, um dem DC-Bus 304 DC-Leistung bereitzustellen. In einem anderen Beispiel kann der Wechselrichter als AC/DC-Wandler betrieben werden, der AC-Leistung von der AC-Maschine 114 (z.B. einem Generator) in DC-Leistung umrichtet, die der DC-Bus 304 der DC-Leistungsverbindung 306 bereitstellen kann. Ferner kann das System 300 das PEM 126 mit anderen Leistungselektroniktopologien steuern.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf 3 beinhaltet jeder der Phasenzweige 316, 318, 320 in dem Wechselrichter Leistungsschalter 302, die durch verschiedene Arten von steuerbaren Schaltern umgesetzt sein können. In einer Ausführungsform kann jeder Leistungsschalter 302 eine Diode und einen Transistor (z. B. einen IGBT) beinhalten. Die Dioden aus 3 sind als Da1 , Da2 , Db1 , Db2 , Dc1 und De2 gekennzeichnet, während die IGBT aus 3 jeweils als Sa1 , Sa2 , Sb1 , Sb2 , Sei und Sc2 gekennzeichnet sind. Die Leistungsschalter Sa1 , Sa2 , Da1 und Da2 sind Teil eines Phasenzweigs A des Dreiphasen-Stromrichters, der in 3 als der erste Phasenzweig A 316 gekennzeichnet ist. Ebenso sind die Leistungsschalter Sb1 , Sb2 , Db1 und Db2 Teil eines Phasenzweigs B 318 und sind die Leistungsschalter Sc1 , Sc2 , De1 und Dc2 Teil eines Phasenzweigs C 320 des Dreiphasen-Stromrichters. Der Wechselrichter kann abhängig von der bestimmten Konfiguration des Wechselrichters eine beliebige Anzahl der Leistungsschalter 302 oder Schaltungselemente beinhalten. Die Dioden (Dxx ) sind mit den IGBT (Sxx ) parallel geschaltet, da die Polaritäten für den ordnungsgemäßen Betrieb jedoch umgekehrt sind, wird diese Konfiguration häufig als antiparallel geschaltet bezeichnet. Eine Diode in dieser antiparallelen Konfiguration wird auch Freilaufdiode genannt.
  • Wie in 3 veranschaulicht, werden Stromsensoren CSa , CSb und CSc bereitgestellt, um einen Stromfluss in den jeweiligen Phasenzweigen 316, 318, 320 zu erfassen. 3 zeigt die Stromsensoren CSa , CSb und CSc getrennt von dem PEM 126. Die Stromsensoren CSa , CSb und CSc können jedoch je nach dessen Konfiguration als Teil des PEM 126 integriert sein. Die Stromsensoren CSa , CSb und CSc aus 3 sind in Reihe mit jedem der Phasenzweige A, B und C (d. h. der Phasenzweige 316, 318, 320 aus 3) eingebaut und stellen die jeweiligen Rückkopplungssignale ias, ibs und ics (ebenfalls in 3 veranschaulicht) für das System 300 bereit. Die Rückkopplungssignale ias, ibs und ics können rohe Stromsignale sein, die von einer Logikvorrichtung (logic device - LD) 310 verarbeitet werden, oder können in Daten oder Informationen über den Stromfluss durch die jeweiligen Phasenzweige 316, 318, 320 eingebettet oder codiert sein. Ferner können die Leistungsschalter 302 (z. B. IGBT) eine Stromerfassungsfunktion beinhalten. Die Stromerfassungsfunktion kann beinhalten, dass sie mit einem Stromspiegelausgang konfiguriert sind, der Daten/Signale bereitstellen kann, die für ias, ibs und ics repräsentativ sind. Die Daten/Signale können eine Richtung eines Stromflusses, eine Größe des Stromflusses oder sowohl die Richtung als auch den Betrag des Stromflusses durch die jeweiligen Phasenzweige A, B und C angeben.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 3 beinhaltet das System 300 eine Logikvorrichtung (LD) oder Steuerung 310. Die Steuerung oder LD 310 kann durch verschiedene Arten oder Kombinationen von elektronischen Vorrichtungen und/oder mikroprozessorbasierten Computern oder Steuerungen umgesetzt sein. Um ein Verfahren zum Steuern des PEM 126 umzusetzen, kann die Steuerung 310 ein Computerprogramm oder einen Algorithmus ausführen, das/der in dem Verfahren eingebettet oder codiert und in einem flüchtigen und/oder permanenten Speicher 312 gespeichert ist. Alternativ dazu kann Logik in diskreter Logik, einem Mikroprozessor, einem Mikrocontroller oder einer Logik- oder Gateanordnung, die auf einem oder mehreren integrierten Schaltungschips gespeichert ist, codiert sein. Wie in der Ausführungsform aus 3 gezeigt, empfängt und verarbeitet die Steuerung 310 die Rückkopplungssignale ias, ibs und ics, um die Phasenströme ia , ib und ic zu steuern, sodass die Phasenströme ia , ib und ic gemäß verschiedenen Strom- oder Spannungsmustern durch die Phasenzweige 316, 318, 320 und in die jeweiligen Wicklungen der elektrischen Maschine 114 fließen. Beispielsweise können die Strommuster Muster der Phasenströme ia , ib und ic beinhalten, die in den und weg von dem DC-Bus 304 oder einem DC-Buskondensator 308 fließen. Der DC-Buskondensator 308 aus 3 ist getrennt von dem PEM 126 gezeigt. Der DC-Buskondensator 308 kann jedoch als Teil des PEM 126 integriert sein.
  • Wie in 3 gezeigt, kann ein Speichermedium 312 (nachfolgend „Speicher“), wie etwa ein computerlesbarer Speicher, das Computerprogramm oder den Algorithmus speichern, das/der in dem Verfahren eingebettet oder codiert ist. Des Weiteren kann der Speicher 312 Daten oder Informationen über die verschiedenen Betriebsbedingungen oder Komponenten in dem PEM 126 speichern. Beispielsweise kann der Speicher 312 Daten oder Informationen über einen Stromfluss durch die jeweiligen Phasenzweige 316, 318, 320 speichern. Der Speicher 312 kann, wie in 3 gezeigt, Teil der Steuerung 310 sein. Der Speicher 312 kann jedoch an jeder geeigneten Stelle positioniert sein, auf die durch die Steuerung 310 zugegriffen werden kann.
  • Wie in 3 veranschaulicht, überträgt die Steuerung 310 zumindest ein Steuersignal 236 an das Leistungswandlersystem 126. Das Leistungswandlersystem 126 empfängt das Steuersignal 322, um die Schaltkonfiguration des Wechselrichters und somit den Stromfluss durch die jeweiligen Phasenzweige 316, 318 und 320 zu steuern. Bei der Schaltkonfiguration handelt es sich um einen Satz von Schaltzuständen der Leistungsschalter 302 in dem Wechselrichter. Im Allgemeinen bestimmt die Schaltkonfiguration des Wechselrichters, wie der Wechselrichter Leistung zwischen der DC-Leistungsverbindung 306 und der elektrischen Maschine 114 umwandelt.
  • Um die Schaltkonfiguration des Wechselrichters zu steuern, ändert der Wechselrichter den Schaltzustand jedes Leistungsschalters 302 in dem Wechselrichter auf Grundlage des Steuersignals 322 entweder in einen EIN-Zustand oder einen AUS-Zustand. In der veranschaulichten Ausführungsform stellt die Steuerung/LD 310 jedem Leistungsschalter 302 die Gatespannung (Vg) bereit, um den Leistungsschalter 302 entweder in den EIN- oder den AUS-Zustand zu schalten, und treibt somit den Schaltzustand jedes Leistungsschalters 302 an. Die Gatespannungen Vga1 , Vga2 , Vgb1 , Vgb2 , Vgc1 und Vgc2 (in 3 gezeigt) steuern den Schaltzustand und die Eigenschaften der jeweiligen Leistungsschalter 302. Während der Wechselrichter in 3 als spannungsgesteuerte Vorrichtung dargestellt ist, kann der Wechselrichter eine stromgesteuerte Vorrichtung sein oder durch andere Strategien gesteuert werden, durch die der Leistungsschalter 302 zwischen dem EIN- und AUS-Zustand geschaltet wird. Die Steuerung 310 kann den Gateantrieb für jeden IGBT auf Grundlage der Drehzahl der elektrischen Maschine 114, des Spiegelstroms oder einer Temperatur des IGBT-Schalters ändern. Die Änderung des Gateantriebs kann aus einer Vielzahl von Gateantriebsströmen ausgewählt sein, wobei die Änderung des Gateantriebsstroms proportional zu einer Änderung der IGBT-Schaltgeschwindigkeit ist.
  • Wie ebenfalls in 3 gezeigt, beinhaltet jeder Phasenzweig 316, 318 und 320 zwei Schalter 302. Es kann sich jedoch nur ein Schalter in jedem der Zweige 316, 318, 320 im EIN-Zustand befinden, ohne die DC-Leistungsverbindung 306 kurzzuschließen. Daher ist in jedem Phasenzweig der Schaltzustand des unteren Schalters üblicherweise dem Schaltzustand des entsprechenden oberen Schalters entgegengesetzt. Die oberen Schalter werden üblicherweise als hochspannungsseitige Schalter (d. h. 302A, 302B, 302C) bezeichnet und die unteren Schalter werden üblicherweise als niederspannungsseitige Schalter (d. h. 302D, 302E, 302F) bezeichnet. Folglich bezieht sich ein HOHER Zustand eines Phasenzweigs darauf, dass sich der obere Schalter in dem Zweig im EIN-Zustand befindet, wobei sich der untere Schalter im AUS-Zustand befindet. Gleichermaßen bezieht sich ein NIEDRIGER Zustand des Phasenzweigs darauf, dass sich der obere Schalter in dem Zweig im AUS-Zustand befindet, wobei sich der untere Schalter im EIN-Zustand befindet. Infolgedessen können sich IGBT mit Stromspiegelfunktion an allen IGBT, einer Teilmenge der IGBT (z. B. Sa1 , Sb1 , Sc1 ) oder einem einzigen IGBT befinden.
  • Zwei Situationen können während eines aktiven Zustands des beispielhaften Dreiphasen-Stromrichters auftreten, der in 2 veranschaulicht ist: (1) Zwei Phasenzweige befinden sich im HOHEN Zustand, während sich der dritte Phasenzweig im NIEDRIGEN Zustand befindet, oder (2) ein Phasenzweig befindet sich im HOHEN Zustand, während sich die beiden anderen Phasenzweige im NIEDRIGEN Zustand befinden. Daher befindet sich ein Phasenzweig im Dreiphasen-Stromrichter, der als „Referenz“-Phase für einen bestimmten aktiven Zustand des Wechselrichters definiert sein kann, in einem Zustand, der den anderen beiden Phasenzweigen, oder „Nicht-Referenz“-Phasen, die den gleichen Zustand aufweisen, entgegengesetzt ist. Folglich befinden sich die Nicht-Referenz-Phasen während eines aktiven Zustands des Wechselrichters entweder beide im HOHEN Zustand oder beide im NIEDRIGEN Zustand.
  • Festkörpervorrichtungen (solid state devices - SSD), wie etwa Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (insulated gate bipolar junction transistors - IGBT), Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistoren (metal oxide semiconductor field effect transistors - MOSFET) oder Bipolartransistoren (bipolar junction transistors - BJT), werden häufig in einer Vielzahl von Automobil- und Industrieanwendungen verwendet, wie etwa Elektromotorantrieben, Leistungswechselrichtern, DC/DC-Wandlern und Leistungsmodulen. Der Betrieb eines IGBT und eines MOSFET ist spannungsgesteuert, wobei der Betrieb auf einer Spannung basiert, die an ein Gate des IGBT oder MOSFET angelegt wird, während der Betrieb eines BJT stromgesteuert ist, wobei der Betrieb auf einem Strom basiert, der an eine Basis des BJT angelegt wird. Hierbei kann die Verwendung von SSD oder Hochleistungsrelais genutzt werden, um einen Strom zwischen einer Batterie und einer elektrischen Maschine eines Fahrzeugs zu steuern, zu verändern oder zu modulieren.
  • 4 ist ein Diagramm eines Hybridfahrzeugantriebsstrangs, der eine elektrische Maschine 402, einen Wechselrichter 404 (z. B. einen DC/AC-Wandler), einen Wandler für variable Spannungen (variable voltage converter - VVC) 406 und eine Batterie 414 beinhaltet. Der VVC beinhaltet 4 Stromversorgungsgeräte (408A, 408B, 408C und 408D), einen Flying-Kondensator (Cf ) 410A und einen DC-Buskondensator (Cdc ) 410B und eine Boost-Induktionsspule 412. Der VVC 406 kann in zumindest drei Modi betrieben werden, zu denen ein Durchgangsmodus, ein Low-Boost-Modus und ein High-Boost-Modus gehören.
  • In dem ersten Betriebsmodus (d. h. dem Durchgangsmodus) werden die Stromversorgungsgeräte 408A, 408B und 408D eingeschaltet und ist das Stromversorgungsgerät 408C konfiguriert, um einen offenen Stromkreis zu erzeugen, sodass die Kondensatoren 410A und 410B im Allgemeinen parallel geschaltet sind. Hier entspricht eine DC-Busspannung (Vdc) zu dem Wechselrichter 404 im Wesentlichen einer Spannung der Batterie 414 (Vb) und der Spannung über den Flying-Kondensator (Vf) 410A (d.h. Vdc=Vf=Vb).
  • Bei dem zweiten Betriebsmodus handelt es sich um den Low-Boost-Mode, bei dem die Stromversorgungsgeräte 408A und 408D eingeschaltet bleiben und die Stromversorgungsgeräte 408B und 408C durch eine Steuerung ähnlich der Modulation eines herkömmlichen Aufwärtswandlers moduliert werden (z. B. in Form einer Pulsbreitenmodulation (Pulse Width Modulation - PWM)), und die Ausgangskondensatoren 410A und 410B parallel geschaltet sind. Hier ist eine DC-Busspannung (Vdc) zu dem Wechselrichter 404 größer der Spannung der Batterie 414 (Vb) auf Grundlage des Auslastungsverhältnisses. Beispielsweise kann Vdc gleich Vb/D sein, wobei D das Auslastungsverhältnis des Stromversorgungsgeräts 408B im Zeitverlauf ist.
  • Bei dem dritten Betriebsmodus handelt es sich um den High-Boost-Modus, bei dem die Stromversorgungsgeräte 408A, 408B, 408C und 408D alle moduliert werden (z. B. durch PWM). Für die Modulation können komplementäre Signale für abgestimmte hoch- und niederspannungsseitige Treiber verwendet werden; zum Beispiel sind die abgestimmten hoch- und niederspannungsseitigen Treiber S1 408A mit S4 408D und S2 408B mit S3 408C. In diesem Beispiel können die Steuersignale für S1 408A und S4 408D im Wesentlichen zur gleichen Zeit in entgegengesetzte Richtungen übergehen, während die Steuersignale S2 408B und S3 408C im Wesentlichen zur gleichen Zeit, jedoch zu einem sich von dem Übergang von S1 408A und S4 408D unterscheidenden Zeitpunkt in entgegengesetzte Richtungen übergehen. Ferner können die Steuersignale einen Versatz oder eine Verzögerung beinhalten, sodass kein DC-Pfad zum Boden erzeugt wird, indem sowohl die hoch- als auch die niederspannungsseitigen Schalter zur gleichen Zeit eingeschaltet sind. Des Weiteren können einige der Steuersignale eine weitere Verzögerung beinhalten, da die Ein- und Ausschaltzeiten mehr oder weniger Zeit benötigen können.
  • In High-Boost-Betriebsmodus kann die DC-Busspannung (Vdc) größer einer maximalen Spannung sein, die in dem zweiten Modus erzeugt werden kann (z. B. einer maximalen Verstärkung eines herkömmlichen Aufwärtswandlers). Beispielsweise kann die DC-Busspannung (Vdc) auf die doppelte Batteriespannung (Vb) dividiert durch das Auslastungsverhältnis (D) hochgesetzt werden (d. h. Vdc=2Vb/D). Hierdurch würde eine Spannung des Flying-Kondensators (Vf) gleich der Batteriespannung (Vb) dividiert durch das Auslastungsverhältnis (D) entstehen (d. h. Vf=Vb/D); somit kann Vf gesteuert werden, um der Hälfte der DC-Busspannung (Vdc) zu entsprechend. Während des Betriebs in diesem Modus kann eine Welligkeitsfrequenz einer Induktionsspule (fL ) gleich einem Mehrfachen von der Schaltfrequenz (fsw ) sein (z. B. fL=2fsw). Hier beträgt die entsprechende Schaltfrequenz für die Induktionsspule das Doppelte und somit müssen die Induktionsspulengröße und -kosten reduziert werden. Ein Vorteil des dritten Modus besteht darin, dass es möglich ist, einen Ausgang mit einer größeren Effizienz zu erzeugen als es bei dem zweiten Modus möglich ist; der zweite Modus weist jedoch eine größere Buskapazität auf und kann somit eine niedrigere Welligkeit an der Ausgangsspannung aufweisen.
  • Dieser VVC 406 weist eine Konfiguration auf, die auf einer mehrstufigen Topologie basiert; ein Vorteil dieses VVC 406 besteht somit in der Fähigkeit, dieselbe Hochspannungs-DC-Busspannung (Vdc) zu erzielen wie ein herkömmlicher Aufwärtswandler, während ein Stromversorgungsgerät verwendet wird, das eine niedrigere Nennspannung aufweist. Dies liegt darin begründet, dass das Stromversorgungsgerät in Reihe geschaltet wird, sodass sich die Durchbruchsspannung über vier Stromversorgungsgeräte verteilen würde. Somit kann ein IGBT mit einer niedrigeren Nennspannung oder möglicherweise sogar ein Leistungs-MOSFET für die Schalter/Stromversorgungsgeräte verwendet werden, um eine Kosten/Leistungsverbesserung und Effizienzerhöhung bereitzustellen.
  • Ferner weist der VVC 406 3 verschiedene Betriebsmodi auf, d. h. einen Durchgangsmodus, einen Low-Boost-Modus und einen High-Boost-Modus, die verschiedene Spannungserhöhungsverhältnisse (Vdc/Vb) aufweisen. Somit besteht ein höherer Freiheitsgrad beim Konfigurieren des Systems, um die Systemeffizienzoptimierung zu erhöhen, insbesondere für Systeme, die ein hohes Erhöhungsverhältnis benötigen.
  • Und eine Welligkeitsfrequenz der Induktionsspule 412 ist üblicherweise das 2-fache der Schaltfrequenz; anders ausgedrückt, ist die entsprechende Schaltfrequenz für die Induktionsspule das Doppelte. Hierdurch wird/werden die Induktionsspulengröße/-kosten weiter reduziert.
  • Obwohl der vorgeschlagene VVC 406 vier Stromversorgungsgeräte 408A-408D aufweist, verglichen mit den zwei Stromversorgungsgeräte in einem herkömmlichen Aufwärtswandler, ermöglichen die vier Stromversorgungsgeräte 408A-408D des VVC 406 außerdem einen fehlertoleranten Betrieb. Wenn zum Beispiel S1 408A oder S4 408D einen Fehler (z. B. einen Kurzschluss) aufweist, kann der VVC 406 weiterhin in einem Durchgangsmodus oder Low-Boost-Modus betrieben werden, sodass eine Spannungserhöhung der Batteriespannung auf eine Hochspannungs-DC-Busspannung weiterhin möglich ist.
  • 5 ist eine grafische Darstellung von Steuersignalen 502 für die Schalter eines Wandlers für variable Spannungen (Variable Voltage Converter - VVC) (z. B. des VVC auf Fig, 4) und eines Induktionsstroms 504 (z.B. eines zu der Induktionsspule 412 fließenden Stroms) in Bezug auf eine Zeit 506. Die Steuersignale 502 beinhalten ein erstes Signal (S1) 502A, das ein erstes Profil 508A (z. B. ein Steuersignal für den Schalter 408A) aufweist, ein zweites Signal (S2 ) 502B, das ein zweites Profil 508B (z. B. ein Steuersignal für den Schalter 408B) aufweist, ein drittes Signal (S3 ) 502C, das ein drittes Profil 508C (z. B. ein Steuersignal für den Schalter 408C) aufweist, und ein viertes Signal (S4 ) 502D, das ein viertes Profil 508C (z. B. ein Steuersignal für den Schalter 408D) aufweist. Der Induktionsstrom 504 (z. B. der zu der Induktionsspule 412 fließende Strom) ist in Bezug auf die Zeit 506 als ein Stromprofil 510 veranschaulicht. Zu einem ersten Zeitpunkt 512 gehen die Schalter (z.B. 408B und 408C) für den Flying-Kondensator (z. B. 410A) ergänzend derart über, dass der hochspannungsseitige Schalter S2 (z. B. 408B) ausgeschaltet wird und der niederspannungsseitige Schalter S3 (z. B. 408B) eingeschaltet wird, während der andere hochspannungssteitige Schalter (z. B. 408A) ausgeschaltet ist (z. B. offener Kreislauf) und der niederspannungsseitige Schalter (z. B. 408D) eingeschaltet ist (z. B. geschlossener Kreislauf oder Kurzschluss). Somit fließt Strom von der Batterie (z. B. der Batterie 414) durch die Induktionsspule (z. B. 412), wodurch ein Feld in der Induktionsspule induziert wird.
  • Der Induktionsstrom 510 steigt bis zu einem zweiten Zeitpunkt 514 an, zu dem die äußeren Schalter (z. B. 408A und 408B) für den Flying-Kondensator (z. B. 410A) ergänzend derart übergehen, dass der hochspannungsseitige Schalter S1 (z. B. 408A) eingeschaltet wird und der niederspannungsseitige Schalter S4 (z. B. 408D) ausgeschaltet wird, während der andere hochspannungsseitige Schalter (z. B. 408B) ausgeschaltet ist (z. B. offener Schaltkreis) und der andere niederspannungsseitige Schalter (z. B. 408C) eingeschaltet ist (z. B. geschlossener Kreislauf oder Kurzschluss). Dies führt dazu, dass das Feld der Induktionsspule (z. B. 412) kollabiert und somit ein Strom von der Batterie zu der Induktionsspule, dann zu dem Flying-Kondensator (z. B. 410A) auf den Hochspannungs-DC-Bus und dann zurück zu der Batterie fließt.
  • Zu einem dritten Zeitpunkt 516 gehen die äußeren Schalter (z. B. 408A und 408D) für den Flying-Kondensator (z. B. 410A) ergänzend derart über, dass der hochspannungsseitige Schalter S1 (z.B. 408A) ausgeschaltet wird und der niederspannungsseitige Schalter S4 (z. B. 408D) eingeschaltet wird, während der innere hochspannungsseitige Schalter (z. B. 408B) ausgeschaltet ist (z. B. offener Kreislauf) und der niederspannungsseitige Schalter (z. B. 408C) eingeschaltet ist (z. B. geschlossener Kreislauf oder Kurzschluss). Somit fließt der Strom von der Batterie (z. B. der Batterie 414) durch die Induktionsspule (z. B. 412), wodurch ein Feld in der Induktionsspule induziert wird.
  • Der Induktionsstrom 510 steigt bis zu einem vierten Zeitpunkt 518 erneut an, zu dem die inneren Schalter (z. B. 408B und 408C) für den Flying-Kondensator (z. B. 410A) ergänzend derart übergehen, dass der hochspannungsseitige Schalter S2 (z. B. 408B) eingeschaltet wird und der niederspannungsseitige Schalter S3 (z. B. 408C) ausgeschaltet wird, während der andere hochspannungsseitige Schalter (z. B. 408A) ausgeschaltet ist (z. B. offener Schaltkreis) und der andere niederspannungsseitige Schalter (z. B. 408D) eingeschaltet ist (z. B. geschlossener Kreislauf oder Kurzschluss). Dies führt dazu, dass das Feld der Induktionsspule (z. B. 412) kollabiert und somit Strom durch eine Strömung von der Batterie (z. B. 414) zu der Induktionsspule (z. B. 412), dann zu dem Flying-Kondensator (z. B. 410A) und zurück zu der Batterie (z. B. 414) fließen gelassen wird.
  • Hierdurch wird der Zyklus abgeschlossen, da die Steuersignale zu dem Zeitpunkt 512 gleich den Signalen zu dem Zeitpunkt 520 sind. Hier dauert ein Zyklus von dem ersten Zeitpunkt 512 zu dem zweiten Zeitpunkt 520. Eine durchschnittliche Eigenschaft wird im Verlauf eines Zyklus bestimmt; zum Beispiel wird ein durchschnittlicher Induktionsstrom 504 im Verlauf eines Zyklus gemessen und werden eine durchschnittliche Flying-Kondensatorspannung und eine durchschnittliche Buskondensatorspannung im Verlauf eines Zyklus (z. B. von dem Zeitpunkt 512 zu dem Zeitpunkt 520) gemessen. 5 ist eine grafische Darstellung eines dynamischen Systems, das sich im Zeitverlauf ändert, wie durch die sich ändernden Steuersignale gezeigt, die zu einem sich ändernden Induktionsstrom führen. Im Gegensatz zu dem dynamischen Betrieb handelt es sich bei einem stationären Betriebsmodus um einen, bei dem sich die Steuersignale nicht ändern, während sie in diesem Modus sind. Beispielsweise veranschaulicht 5 einen Zyklus eines starken High-Boost-Betriebsmodus, bei dem modulierende Schalter eine Ausgangsspannung hochsetzen. Wenn der VVC in einen Durchgangsmodus geschaltet ist, werden die Schalter S1, S2 und S4 (408A, 408B und 408D) eingeschaltet, während der Schalter S3 (408C) ausgeschaltet ist, und werden alle Schalter in diesen leitenden Zuständen gehalten; dies kann als der stationäre Durchgangsbetriebsmodus bezeichnet werden.
  • 6 ist eine grafische Darstellung 600 eines Spannungserhöhungsverhältnisses 602 eines Wandlers für variable Spannungen in Bezug auf eine Auslastung 604. In dieser Veranschaulichung ist das WC-Spannungserhöhungsverhältnis (Vdc/Vb) während drei verschiedenen Betriebsmodi eines VVC (z. B. des VVC 406) gezeigt. Dies veranschaulicht, dass ein höherer Freiheitsgrad in Bezug auf die Auswahl eines Betriebsmodus zur Systemeffizienzoptimierung besteht. Das erste Profil 608 veranschaulicht einen Durchgangsmodus mit einer Verstärkung von eins. Der Low-Boost-Modus, wie durch das zweite Profil 610 gezeigt, veranschaulicht ein Betriebsprinzip, das ähnlich einem herkömmlichen Aufwärtswandler ist. Wenn die Auslastung abnimmt, wodurch das Erhöhungsverhältnis ansteigt, fällt hier entweder die Wandlereffizienz dramatisch oder ist es aufgrund des ESR der Induktionsspule nicht möglich, eine erwünschte Spannung mit einem besonders hohen Erhöhungsverhältnis (z. B. >5) auszugeben. In dem High-Boost-Modus, wie durch das dritte Profil 612 gezeigt, verdoppelt sich das Erhöhungsverhältnis 602 jedoch im Vergleich zu dem Profil 610 des Low-Boost-Modus bei derselben Auslastung. Somit kann die Ausgangsspannung auf einen wesentlich höheren Pegel hochgesetzt werden.
  • 7 ist ein Ablaufdiagramm eines Steuersystems 700 für einen Wandler für variable Spannungen, um Blindleistung zu einem Kompensationskondensator zu leiten. Hier generiert ein herkömmlicher Aufwärtswandlersteuerungsblock 704 ein Referenzsignal D0, das eine Auslastung eines PWM-Signals beinhaltet. Das Referenzsignal wird mit einem Signal von einem Floating-Kondensatorversatz 702 kombiniert. Durch den Floating-Kondensatorversatz 702 wird zuerst die Floating-Kondensatorspannung (Vf ) mit einer Floating-Kondensatorreferenzspannung (Vf * ) verglichen, die dann durch einen Regler 710 reguliert wird. Der regulierte Ausgang wird durch einen Begrenzer 712 gebunden und der Ausgang wird dann mit dem Referenzsignal D0 kombiniert. Die Kombination des Begrenzerausgangs mit dem Referenzsignal D0 wird zweimal ausgeführt. Zuerst wird der Begrenzerausgang zu dem Referenzsignal D0 addiert, um ein Gatesignal für die äußeren Flying-Kondensatorschalter (z.B. S1 und S4) zu erzeugen. Das Gatesignal wird gemäß einem ersten Träger moduliert, um das S1/S4-Gatesignal zu erzeugen. Als Nächstes wird der Begrenzerausgang von dem Referenzsignal D0 subtrahiert, um ein zweites Gatesignal für die inneren Flying-Kondensatorschalter (z. B. S2 und S3) zu erzeugen. Dieses Gatesignal wird gemäß einem zweiten Träger moduliert, um das S2/S3-Gatesignal zu erzeugen. Die Signale des ersten und zweiten Trägers können demselben Träger entsprechend oder können auf Grundlage einer Verzögerung zugeordnet oder in Bezug gesetzt werden. Der Steueralgorithmus für einen VVC in dem High-Boost-Modus, in dem sowohl die Hochspannungs-DC-Busspannung Vdc als auch die Floating-Kondensatorspannung Vf gesteuert wird, wurde durch eine Simulation geprüft.
  • Zusammenfassend zeigt 7 ein Steuerverfahren für einen VVC in einem High-Boost-Modus. Grundsätzlich liegen in diesem High-Boost-Modus zwei Steuerziele vor: Erstens, die Ausgangsbusspannung Vdc steuern, um der Referenzspannung nach Anforderung des Motor/Generator-Wechselrichters zu entsprechen. Zweitens, die Floating-Kondensatorspannung Vf auf im Allgemeinen die Hälfte von Vdc zu steuern. Ferner können die zwei PWM-Träger, Träger 1 und Träger 2, phasengleich oder phasenverschoben sein. Und bei der herkömmlichen Steuerung zur Erhöhungssteuerung könnte es sich um ein beliebiges der bestehenden Steuerverfahren handeln, das die Ausgangsspannung für einen Aufwärtswandler regulieren kann, einschließlich einer einzigen Spannungssteuerung mit geschlossenem Kreislauf, einer Spannungs- und Stromsteuerung mit zwei Kreisläufen, analogen oder digitalen Steuerverfahren.
  • 8 ist eine grafische Darstellung 800 von Steuersignalen 802 für Schalter eines Wandlers für variable Spannungen und von elektrischen Systemeigenschaften (804, 806, 808 und 810) in Bezug auf die Zeit 812. In 8 sind Simulationswellenformen für einen VVC (z. B. 406) gezeigt, der in einem High-Boost-Modus betrieben wird. In der Simulation beträgt die Referenzspannung für die Floating-Kondensatorspannung Vf * 300 V und die Referenzspannung für die HV-DC 600 V. Der Induktionsstrom 804 weist ein Profil 816 auf, bei dem es sich um ein Sägezahnmuster ähnlich dem Profil 510 aus 5 handelt. Die DC-Busspannung 806 weist ein Profil 818 auf, das eine Welligkeit an der Schaltfrequenz aufweist, die Flying-Kondensatorspannung 808 weist ein Profil 818 auf, das ebenfalls eine Welligkeit an der Schaltfrequenz aufweist und auf der Kapazität des Flying- und DC-Buskondensators basiert, und die DC-Busspannung 810 weist ein Profil 822 auf, das im Wesentlichen konstant ist.
  • Die Steuersignale 802 beinhalten ein erstes Signal (S1 ) 802A, das ein erstes Profil 814A (z. B. ein Steuersignal für den Schalter 408A) aufweist, ein zweites Signal (S2 ) 802B, das ein zweites Profil 514B (z. B. ein Steuersignal für den Schalter 408B) aufweist, ein drittes Signal (S3 ) 802C, das ein drittes Profil 814C (z. B. ein Steuersignal für den Schalter 408C) aufweist, und ein viertes Signal (S4 ) 802D, das ein viertes Profil 814D (z. B. ein Steuersignal für den Schalter 408D) aufweist. Der Induktionsstrom 804 (z.B. der zu der Induktionsspule 412 fließende Strom) ist in Bezug auf die Zeit 812 als ein Stromprofil 816 veranschaulicht. Wie die Schaltwellenformen für 5 gehen die Schalter (z. B. 408B und 408C) für den Flying-Kondensator (z. B. 410A) ergänzend zu einem ersten Zeitpunkt 8 derart über, dass der hochspannungsseitige Schalter S2 (z. B. 408B) ausgeschaltet wird und der niederspannungsseitige Schalter S3 (z. B. 408B) eingeschaltet wird, während der andere hochspannungsseitige Schalter (z. B. 408A) ausgeschaltet ist (z. B. offener Kreislauf) und der niederspannungsseitige Schalter (z. B. 408B) eingeschaltet ist (z. B. geschlossener Kreislauf oder Kurzschluss). Somit fließt Strom von der Batterie (z. B. der Batterie 414) durch die Induktionsspule (z. B. 412), wodurch ein Feld in der Induktionsspule induziert wird. Danach wird das Feld kollabiert, um die Spannung derart hochzusetzen, dass eine Spannung an dem Kondensator angelegt wird, wenn das Feld kollabiert wird, z. B. zuerst an dem Flying-Kondensator und dann an dem DC-Buskondensator.
  • In Bezug auf 5 und 8 wird eine durchschnittliche Systemeigenschaft im Verlauf eines Zyklus (z.B. von dem Zeitpunkt 512 zu dem Zeitpunkt 520) bestimmt. Beispielsweise werden ein Durchschnitt der Flying-Kondensatorspannung 808 und ein Durchschnitt der Buskondensatorspannung 806 im Verlauf eines Zyklus (z. B. von dem Zeitpunkt 512 zu dem Zeitpunkt 520) gemessen. Wie in 8 gezeigt, ist die durchschnittliche Buskondensatorspannung 806 in dem High-Boost-Modus größer der durchschnittlichen Flying-Kondensatorspannung 808, da der Flying-Kondensator verwendet wird, um die an dem Buskondensator angelegt Spannung hochzusetzen, und ist die durchschnittliche Flying-Kondensatorspannung 808 größer der durchschnittlichen Batteriespannung 810. In dem normalen Verstärkungsmodus ist der Flying-Kondensator mit dem Buskondensator parallel geschaltet und ist die durchschnittliche Buskondensatorspannung 806 im Wesentlichen gleich der durchschnittlichen Flying-Kondensatorspannung 808, wobei sowohl die durchschnittliche Buskondensatorspannung 806 als auch die durchschnittliche Flying-Kondensatorspannung 808 größer der durchschnittlichen Batteriespannung 810 sind. In dem Durchgangsmodus ist die durchschnittliche Buskondensatorspannung 806 schließlich im Wesentlichen gleich der durchschnittlichen Flying-Kondensatorspannung 808, die im Wesentlichen gleich der durchschnittlichen Batteriespannung 810 ist. In diesem stationären Durchgangsmodus kann Leistung von der Batterie an die elektrische Maschine oder von der elektrischen Maschine an die Batterie übertragen werden.
  • Die Steuerlogik oder die durch die Steuerung durchgeführten Funktionen können in einer oder mehreren Figuren durch Ablaufdiagramme oder ähnliche Diagramme dargestellt sein. Diese Figuren stellen repräsentative Steuerstrategien und/oder -logik bereit, die unter Verwendung von einer oder mehreren Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, umgesetzt werden können. Demnach können unterschiedliche dargestellte Schritte oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge oder parallel durchgeführt oder in manchen Fällen weggelassen werden. Wenngleich dies nicht immer ausdrücklich dargestellt ist, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass eine/r oder mehrere der dargestellten Schritte oder Funktionen je nach konkreter verwendeter Verarbeitungsstrategie wiederholt ausgeführt werden können. Ebenso ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwingend erforderlich, um die hier beschriebenen Merkmale und Vorteile zu erzielen, sondern soll der Veranschaulichung und Beschreibung dienen. Die Steuerlogik kann hauptsächlich als Software umgesetzt sein, die durch eine mikroprozessorbasierte Fahrzeug-, Motor- und/oder Antriebsstrangsteuerung, wie etwa die Steuerung, ausgeführt wird. Selbstverständlich kann die Steuerlogik je nach konkreter Anwendung in Software, Hardware oder einer Kombination aus Software und Hardware in einer oder mehreren Steuerungen umgesetzt sein. Bei einer Umsetzung als Software kann die Steuerlogik in einer/einem oder mehreren computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien bereitgestellt sein, in denen Daten gespeichert sind, die Code oder Anweisungen darstellen, der/die durch einen Computer zum Steuern des Fahrzeugs oder seiner Teilsysteme ausgeführt wird/werden. Die computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien können eine oder mehrere einer Reihe bekannter physischer Vorrichtungen beinhalten, die elektrischen, magnetischen und/oder optischen Speicher nutzen, um ausführbare Anweisungen und zugehörige Kalibrierungsinformationen, Betriebsvariablen und dergleichen zu speichern.
  • Die hier offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können einer Verarbeitungsvorrichtung, einer Steuerung oder einem Computer zuführbar sein/davon umgesetzt werden, die/der eine bereits bestehende programmierbare elektronische Steuereinheit oder eine dedizierte elektronische Steuereinheit beinhalten kann. Gleichermaßen können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Anweisungen gespeichert sein, die durch eine Steuerung oder einen Computer in vielen Formen ausgeführt werden können, darunter unter anderem Informationen, die permanent auf nicht beschreibbaren Speichermedien, wie etwa Festwertspeicher(Read Only Memory - ROM)-Vorrichtungen, gespeichert sind, und Informationen, die veränderbar auf beschreibbaren Speichermedien, wie etwa Disketten, Magnetbändern, Compact Discs (CDs), Direktzugriffsspeicher(Random Access Memory - RAM)-Vorrichtungen und weiteren magnetischen und optischen Medien, gespeichert sind. Die Prozesse, Verfahren und Algorithmen können ferner in einem von Software ausführbaren Objekt umgesetzt sein. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise unter Verwendung geeigneter Hardwarekomponenten, wie zum Beispiel anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen (Application Specific Integrated Circuits - ASICs), feldprogrammierbarer Gate-Arrays (Field-Programmable Gate Arrays - FPGAs), Zustandsmaschinen, Steuerungen oder anderer Hardwarekomponenten oder Vorrichtungen oder einer Kombination aus Hardware-, Software- und Firmwarekomponenten, ausgeführt sein.
  • Obwohl vorstehend Ausführungsbeispiele beschrieben sind, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen beschreiben, welche durch die Ansprüche umfasst werden. Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke sind vielmehr beschreibende Ausdrücke als einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen zu bilden, die unter Umständen nicht ausdrücklich beschrieben oder dargestellt sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften als vorteilhaft oder bevorzugt beschrieben sein können, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Eigenschaften in Frage gestellt werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erzielen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängig sind. Zu diesen Attributen gehören unter anderem Kosten, Festigkeit, Lebensdauer, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Wartbarkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, einfache Montage usw. Daher liegen Ausführungsformen, welche in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen aus dem Stand der Technik beschrieben werden, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims (15)

  1. Antriebsstrang für ein Fahrzeug, umfassend: einen Wandler für variable Spannungen (variable voltage converter - VVC), der eine Induktionsspule, einen Buskondensator und einen Flying-Kondensator beinhaltet; und eine Steuerung, die zu Folgendem konfiguriert ist: als Reaktion darauf, dass ein Leistungsbedarfssignal einen Schwellenwert überschreitet, derartiges Modulieren von Schaltern des VVC, dass ein Induktionsstrom, der durch ein kollabierendes Feld der Induktionsspule erzeugt wird, derart in den Flying-Kondensator oder den Buskondensator geleitet wird, dass eine Spannung des Buskondensators eine Spannung des Flying-Kondensators überschreitet, und als Reaktion darauf, dass das Leistungsbedarfssignal unter den Schwellenwert fällt, derartiges Modulieren der Schalter, dass der Flying-Kondensator und der Buskondensator parallel geschaltet sind.
  2. Antriebsstrang nach Anspruch 1, wobei der VVC zwischen einer Traktionsbatterie und einer elektrischen Antriebseinheit gekoppelt ist.
  3. Antriebsstrang nach Anspruch 1, wobei die Schalter des VVC 4 Schalter beinhalten, die zwischen einer negativen und positiven Ausgangsklemme des VVC in Reihe geschaltet sind.
  4. Fahrzeug, umfassend: eine elektrische Maschine, die konfiguriert ist, um das Fahrzeug anzutreiben; einen Wandler für variable Spannungen (variable voltage converter - VVC), der eine Induktionsspule, einen Buskondensator und einen Flying-Kondensator beinhaltet; und eine Steuerung, die konfiguriert ist, um Schalter des VVC derart zu modulieren, dass ein Induktionsstrom, der durch ein kollabierendes Feld der Induktionsspule erzeugt wurde, durch den Flying-Kondensator hochgesetzt und mit einer Antriebsspannung der elektrischen Maschine in den Buskondensator geleitet wird.
  5. Antriebsstrang nach Anspruch 1 oder Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei die Schalter Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (insulated gate bipolar junction transistors - IGBT) oder Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistoren (metal oxide semiconductor field effect transistors - MOSFET) sind.
  6. Antriebsstrang nach Anspruch 3 oder Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei die Schalter des VVC einen ersten Schalter beinhalten, der zwischen einem zweiten Schalter und einer positiven Ausgangsklemme gekoppelt ist, wobei der zweite Schalter zwischen dem ersten Schalter und einem dritten Schalter gekoppelt ist, wobei der dritte Schalter zwischen dem zweiten Schalter und einem vierten Schalter gekoppelt ist und wobei der vierte Schalter zwischen dem dritten Schalter und einer negativen Ausgangsklemme gekoppelt ist.
  7. Fahrzeug nach Anspruch 6, wobei der Flying-Kondensator zwischen einer oberen Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Schalter und einer zweiten Verbindung zwischen dem dritten und vierten Schalter gekoppelt ist und die Induktionsspule zwischen einer positiven Eingangsklemme und einem Mittelpunkt zwischen dem zweiten und dritten Schalter gekoppelt ist.
  8. Fahrzeug nach Anspruch 7, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um den Induktionsstrom abwechselnd in den Flying-Kondensator und den Buskondensator fließen zu lassen, die durch die Schalter in Reihe geschaltet sind, oder den Induktionsstrom in den Buskondensator fließen zu lassen, während der Flying-Kondensator durch die Schalter mit dem Buskondensator in Reihe geschaltet ist und durch eine Diode überbrückt wird.
  9. Fahrzeug nach Anspruch 7, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um den Flying-Kondensator und den Buskondensator als Reaktion darauf, dass ein Leistungsbedarfssignal zu negativ übergeht, parallel zu schalten und die Schalter in einem stationären Betrieb in einem Durchgangsmodus zu betreiben, um Ladung strömen zu lassen, wobei der erste, zweite und vierte Schalter leiten und der dritte Schalter ausgeschaltet ist.
  10. Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei der VVC zwischen einer Traktionsbatterie und der elektrischen Antriebseinheit gekoppelt ist.
  11. Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangwandlers, umfassend: Leiten von Strom in eine Induktionsspule des Wandlers, um ein Feld zu erzeugen; und Kollabieren des Felds als Reaktion darauf, dass ein Leistungsbedarfssignal einen Schwellenwert überschreitet, um eine Ladung zu einem Flying-Kondensator strömen zu lassen, um eine Spannung eines Buskondensators hochzusetzen, sodass die Spannung des Buskondensators eine Spannung des Flying-Kondensators überschreitet.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend Modulieren von Schaltern des Wandlers durch eine Steuerung, um den Strom in die Induktionsspule zu leiten und um das Feld zu kollabieren.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Feld kollabiert, um eine Ladung zu dem Buskondensator und dem Flying-Kondensator strömen zu lassen.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, ferner beinhaltend Parallelschalten des Flying-Kondensators und des Buskondensators als Reaktion darauf, dass ein Leistungsbedarfssignal unter den Schwellenwert fällt, und Leiten der Ladung sowohl in den Flying-Kondensator als auch den Buskondensator, wenn das Feld kollabiert.
  15. Verfahren Anspruch 14, ferner beinhaltend Parallelschalten des Flying-Kondensators und des Buskondensators als Reaktion darauf, dass ein Leistungsbedarfssignal zu negativ übergeht, und Betreiben der Schalter in einem stationären Betrieb in einem Durchgangsmodus, um Ladung strömen zu lassen.
DE102018113394.4A 2017-06-09 2018-06-05 Wandler für variable spannungen auf grundlage eines flying-kondensators Pending DE102018113394A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/619,118 US10770970B2 (en) 2017-06-09 2017-06-09 Flying capacitor based variable voltage converter
US15/619,118 2017-06-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018113394A1 true DE102018113394A1 (de) 2018-12-13

Family

ID=64332548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018113394.4A Pending DE102018113394A1 (de) 2017-06-09 2018-06-05 Wandler für variable spannungen auf grundlage eines flying-kondensators

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10770970B2 (de)
CN (1) CN109039069A (de)
DE (1) DE102018113394A1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10790763B2 (en) * 2018-06-12 2020-09-29 Ford Global Technologies, Llc HEV e-drives with HV boost ratio and wide DC bus voltage range
US11201493B2 (en) * 2018-12-31 2021-12-14 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Circuit for battery charging and system supply, combining capacitive and inductive charging
US10958204B1 (en) 2019-10-22 2021-03-23 Ford Global Technologies, Llc Automotive electric drive systems with interleaved variable voltage converters
CN111224541B (zh) * 2020-02-18 2024-05-31 恩智浦有限公司 控制功率开关的开关顺序以缓解电压过应力
CN113612385B (zh) * 2021-07-07 2022-12-30 上海伏达半导体有限公司 电容计算装置、方法及系统
DE102022002606A1 (de) * 2022-07-18 2024-01-18 Mercedes-Benz Group AG Fahrzeug und Verfahren zu dessen Betrieb
CN116388345B (zh) * 2023-06-01 2023-08-11 西安为光能源科技有限公司 电池pack电路系统及控制方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1562279A3 (de) * 2004-02-06 2005-11-02 HONDA MOTOR CO., Ltd. DC-DC-Wandler und Programm
TWI268041B (en) 2004-09-09 2006-12-01 Delta Electronics Inc Input stage circuit of a three-level DC/DC converter
JP2008141871A (ja) * 2006-12-01 2008-06-19 Honda Motor Co Ltd 電力変換器
US7787270B2 (en) 2007-06-06 2010-08-31 General Electric Company DC-DC and DC-AC power conversion system
US8310218B2 (en) 2007-08-08 2012-11-13 Advanced Analogic Technologies, Inc. Time-multiplexed-capacitor DC/DC converter with multiple outputs
WO2011016199A1 (ja) * 2009-08-05 2011-02-10 三菱電機株式会社 Ｄｃ／ｄｃ電力変換装置
JP5189620B2 (ja) * 2010-06-29 2013-04-24 三菱電機株式会社 Ｄｃ／ｄｃ電力変換装置
DE112015005915T5 (de) * 2015-01-08 2017-09-28 Mitsubishi Electric Corporation DC/DC-Umsetzer
JP6153144B1 (ja) * 2016-03-17 2017-06-28 三菱電機株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータの制御装置および制御方法
US9866113B1 (en) * 2016-12-15 2018-01-09 Texas Instruments Incorporated Multilevel buck converter with a flying capacitor and charge pump

Also Published As

Publication number Publication date
US20180354372A1 (en) 2018-12-13
CN109039069A (zh) 2018-12-18
US10770970B2 (en) 2020-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017104983B4 (de) Dynamischer igbt-gate-treiber zur reduzierung von schaltverlust
DE102018113394A1 (de) Wandler für variable spannungen auf grundlage eines flying-kondensators
DE102018120378A1 (de) Konfigurierbare hybridantriebsysteme
DE102017128260A1 (de) Dithering einer pulsweitenmodulierten grundfrequenz zum reduzieren von geräuschen bei elektrofahrzeugen
DE102018111518A1 (de) Wandler für reduzierte Welligkeit bei hybriden Antriebssystemen
DE102018103345A1 (de) Wechselrichter für reduzierte welligkeit bei hybriden antriebssystemen
DE102018103404A1 (de) System und verfahren zur geräuschminderung in elektrifizierten fahrzeugantriebssträngen mit elektrischem mehrfachdreiphasenantrieb
DE102017105621A1 (de) Variables spannungswandlungssystem mit reduzierter bypassdiodenleitung
DE102018101830A1 (de) Hybridantriebssystem mit mehreren wechselrichtern
DE102017128177A1 (de) Adaptive Verstärkerspannung für Hybridfahrzeugbetrieb
DE102018107177A1 (de) Resonanzgatetreiber für Hybridantrieb mit einer einzelnen Versorgung
DE102018128268A1 (de) Leistungsschalterrückkopplung eines veränderlichen widerstands
DE102018128275A1 (de) Zusammengesetztes bidirektionales integriertes ladegerät für ein fahrzeug
DE102017117192A1 (de) IGBT-Gateantrieb mit aktiver Abschaltung zur Reduzierung von Schaltverlust
DE102018101852A1 (de) Resonanz-Gate-Treiber
DE102017111844A1 (de) Strombasierte Sechs-Stufen-Steuerung
DE102018122454A1 (de) Antriebsstrang Hybridfahrzeug mit isoliertem Doppelbus
DE102019115048A1 (de) Verschachtelter wandler für variable spannung
DE102017109591A1 (de) Doppelmodus-igbt-gate-treiber zur reduzierung von schaltverlusten
DE102018114719A1 (de) Sperrschichttemperaturkompensierter gatetreiber
DE102017105620A1 (de) Dynamischer igbt-gate-treiber zum reduzieren von schaltverlusten
DE102017101514A1 (de) Dynamische igbt-gateansteuerung zum verringern von schaltverlust
DE102018107178A1 (de) Gatetreiber mit temperaturkompensiertem Abschalten
DE102018101851A1 (de) Fehlererfassung einer Bypassdiode in einem Wandlungssystem für variable Spannung
DE102017128645A1 (de) Selbstausgleichende parallel geschaltete leistungsvorrichtungen mit einem temperaturkompensierten gateantrieb

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative

Representative=s name: PATERIS THEOBALD ELBEL & PARTNER, PATENTANWAEL, DE

Representative=s name: PATERIS THEOBALD ELBEL FISCHER, PATENTANWAELTE, DE