DE102018130185A1 - In ein fahrzeug integriertes ladegerät und integrierter leistungswandler - Google Patents

Abstract

Ein Fahrzeug beinhaltet eine elektrische Maschine mit zwei Sätzen von galvanisch isolierten Wicklungen und eine Steuerung. Während des Ladens isoliert die Steuerung einen ersten Wechselrichter von einem ersten Satz der zwei Sätze und koppelt einen Leistungswandler derart elektrisch zwischen einer Traktionsbatterie und einem zweiten Wechselrichter, dass Ladestrom durch den ersten Satz fließt und in einem zweiten Satz der zwei Sätze eine Spannung induziert wird, um die Batterie zu laden.

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Diese Offenbarung betrifft elektrische Antriebssysteme für Kraftfahrzeuge und damit zusammenhängende Ladeanordnungen.
• STAND DER TECHNIK
• Hybridelektrofahrzeuge (hybrid-electric vehicles - HEV) und Batterieelektrofahrzeuge (battery electric vehicles - BEV) können eine Traktionsbatterie, um Leistung an einen Traktionsmotor zum Antrieb bereitzustellen, und einen dazwischengeschalteten Leistungswechselrichter, um Gleichstrom(direct current - DC)-Leistung in Wechselstrom(alternating current - AC)-Leistung umzuwandeln, nutzen. Der typische AC-Traktionsmotor ist ein Dreiphasenmotor, der durch drei sinusförmige Signale angetrieben werden kann, die jeweils mit einer Phasentrennung von 120 Grad angetrieben werden. Zudem können viele elektrifizierte Fahrzeuge einen DC/DC-Wandler beinhalten, um die Spannung der Traktionsbatterie in einen Betriebsspannungspegel des Traktionsmotors umzuwandeln.
• KURZDARSTELLUNG
• Ein Fahrzeug beinhaltet eine elektrische Maschine, die zwei Sätze von galvanisch isolierten Wicklungen beinhaltet, und eine Schaltanordnung. Während des Antriebs koppelt die Schaltanordnung einen ersten Wechselrichter mit einem der Sätze und koppelt einen zweiten Wechselrichter mit einer Traktionsbatterie, während ein Leistungswandler umgangen wird, um es Leistung aus der Batterie zu ermöglichen, durch die Sätze zu fließen. Während des Ladens isoliert die Schaltanordnung den ersten Wechselrichter von der elektrischen Maschine und koppelt den Wechselrichter derart elektrisch zwischen der Batterie und dem zweiten Wechselrichter, dass Strom von einem Ladeanschluss, der mit einer Quelle gekoppelt ist, durch den einen der Sätze fließt und in dem anderen der Sätze zum Gleichrichten über den zweiten Wechselrichter und zum Verstärken über den Leistungswandler eine Spannung induziert, um die Batterie aufzuladen, während die Quelle von der Batterie isoliert ist.
• Ein Fahrzeugleistungsversorgungsverfahren beinhaltet das Isolieren eines ersten Wechselrichters von einem ersten Satz von Wicklungen einer elektrischen Maschine durch eine auf den Lademodus reagierende Steuerung und das derartige elektrische Koppeln eines Leistungswandlers zwischen einer Traktionsbatterie und einem zweiten Wechselrichter, dass Ladestrom durch den ersten Satz fließt und in einem zweiten Satz von Wicklungen der elektrischen Maschine, die galvanisch isoliert sind von dem ersten Satz, eine Spannung induziert, um die Batterie zu laden.
• Ein Fahrzeug beinhaltet eine elektrische Maschine, die zwei Sätze von galvanisch isolierten Wicklungen beinhaltet, und eine Steuerung. Die Steuerung isoliert während des Ladens einen ersten Wechselrichter aus einem ersten Satz der zwei Sätze und koppelt einen Leistungswandler derart elektrisch zwischen einer Traktionsbatterie und einem zweiten Wechselrichter, dass Ladestrom durch den ersten Satz fließt und in einem zweiten Satz der zwei Sätze eine Spannung induziert, um die Batterie zu laden.
• Figurenliste
• 1 ist ein Blockdiagramm eines typischen bordseitigen Kraftfahrzeugladegeräts.
• 2 ist eine schematische Darstellung einer mehrphasigen elektrischen Maschine.
• 3 ist ein Zeigerdiagramm einer mehrphasigen elektrischen Maschine.
• Die 4a und 4b sind schematische Darstellungen von wirksamer Induktanz von elektrischen Maschinen.
• 5 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs mit einem integrierten Ladegerät.
• 6 ist eine schematische Darstellung eines Elektroantriebs für einen sechsphasigen Elektromotor.
• 7 ist eine andere schematische Darstellung eines Elektroantriebs für einen sechsphasigen Elektromotor.
• DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
• In dieser Schrift werden unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Die offenbarten Ausführungsformen sind jedoch lediglich beispielhaft und andere Ausführungsformen können unterschiedliche und alternative Formen annehmen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind hier offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um einen Durchschnittsfachmann die unterschiedliche Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren. Der Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass unterschiedliche Merkmale, die in Bezug auf beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht werden, um Ausführungsformen vorzusehen, welche nicht explizit veranschaulicht oder beschrieben sind. Die Kombinationen veranschaulichter Merkmale stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Unterschiedliche Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, können jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
• Die offenbarte/n Prozesse, Verfahren, Logik oder Strategien können einer Verarbeitungsvorrichtung, einer Steuerung oder einem Computer zuführbar sein und/oder durch diese umgesetzt werden, die/der eine beliebige bestehende programmierbare elektronische Steuereinheit oder dedizierte elektronische Steuereinheit beinhalten kann. Gleichermaßen können die Prozesse, Verfahren, Logik oder Strategien als Daten und Anweisungen gespeichert sein, die von einer Steuerung oder einem Computer in vielen Formen ausgeführt werden können, einschließlich unter anderem Informationen, die permanent auf unterschiedlichen Typen von Erzeugnissen gespeichert sind, die dauerhafte nicht beschreibbare Speichermedien, wie etwa ROM-Vorrichtungen, beinhalten können, sowie Informationen, die veränderbar auf beschreibbaren Speichermedien, wie etwa Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM-Vorrichtungen und anderen magnetischen und optischen Medien, gespeichert sind. Die Prozesse, Verfahren, Logik und Strategien können zudem in einem durch Software ausführbaren Objekt umgesetzt sein. Alternativ können sie vollständig oder teilweise unter Verwendung geeigneter Hardwarekomponenten, wie etwa anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen (Application Specific Integrated Circuits - ASIC), feldprogrammierbarer Gate-Arrays (Field-Programmable Gate Arrays - FPGAs), Zustandsmaschinen, Steuerungen oder anderer Hardwarekomponenten oder Vorrichtungen oder einer Kombination von Hardware-, Software- und Firmware-Komponenten, ausgeführt sein.
• Trotz Unterschieden in ihren Architekturen weisen Elektrofahrzeuge (electric vehicles - EV) Ähnlichkeiten in ihren Strukturen auf. Beispielsweise sind eine Batterie, ein Wechselrichter und ein Elektromotor typischerweise die Hauptbauteile eines beliebigen EV. Um die Batterie mit Energie zu versorgen und dem Motor Leistung bereitzustellen, werden zwei Arten von Ladegerät genutzt: bordseitige Ladegeräte und externe (eigenständige) Ladegeräte. Bordseitige Ladegeräte ermöglichen die Flexibilität, überall dort zu laden, wo ein elektrischer Stromauslass verfügbar ist. Der bordseitige Typ weist den möglichen Nachteil auf, dass den Fahrzeugen Gewicht, Volumen und Kosten hinzugefügt werden. Somit ist eine beliebige Möglichkeit wünschenswert, durch Verwenden verfügbarer Hardware, vor allem des Elektromotors und des Wechselrichters, zum Laden der Batterie diese Probleme von zusätzlichem Ladegerätegewicht, -raum und -kosten zu vermeiden. Unter Betrachtung des Falls bei EV, bei denen das Fahrzeug während der Ladezeit nicht gefahren wird und es während der Fahrzeit, außer bei Rückgewinnung beim Bremsen, nicht vorgesehen ist, das Batteriepack zu laden, scheint die Integration eines bordseitigen Ladegeräts und Antriebssystem eine machbare Möglichkeit.
• Es gibt konkrete Anforderungen für bordseitige Ladegeräte (einschließlich galvanischer Isolierung), die für jedes beliebige integrierte System erfüllt werden müssen. Andere Aspekte, die bezüglich integrierter Ladegeräte in Betracht gezogen werden müssen, sind Spannungspegelanpassung, ungewünschtes entwickeltes Drehmoment in dem Motor beim Laden, Wirksamkeit, niedrige harmonische Anteile in dem Strom aus dem Stromnetz und möglicher erforderlicher Einheitsleistungsfaktorvorgang.
• Aufgrund von vielen Vorteilen, die integrierte Ladegeräte dem System hinzufügen können, wurde zuvor von unterschiedlichen Typen von integrierten Ladegeräten berichtet. Die Mehrheit dieser integrierten Ladegeräte litt jedoch unter der fehlenden galvanischen Isolierung in ihrer Struktur. Hier stellen bestimmte vorgeschlagene integrierte Ladungen eine galvanische Isolierung für den Ladevorgang bereit.
• Gegenwärtig verwenden einige Hersteller keine integrierten Ladegeräte und legen den Schwerpunkt stattdessen auf bordseitige Ladegeräte, die die elektrischen Antriebskomponenten nicht verwenden. 1 veranschaulicht ein Fahrzeug 10 mit einer bordseitigen Ladegerätanordnung 12, die betriebswirksam mit einer Leistungsquelle 14 angeordnet ist. Die bordseitige Ladegerätanordnung 12 beinhaltet einen Ladeanschluss 16, einen Filter 18 für elektromagnetische Störung (electro-magnetic interference - EMI), eine Diodenbrücke 20, einen DC/AC-Wandler 22, einen Transformator 24, einen AC/DC-Filter 26, einen Aufwärtswandler 28 und eine Traktionsbatterie 30. Der EMI-Filter 18 reduziert elektronisches Hochfrequenzrauschen, bevor eine Eingabe an die Diodenbrücke 20 bereitgestellt wird. Der Transformator 24 stellt eine Isolierung zwischen dem DC/AC-Wandler 22 und dem AC/DC-Wandler 26 bereit. Der Aufwärtswandler 28 führt eine Leistungsfaktorkorrektur (und möglicherweise Spannungsanpassung) an einer Ausgabe aus dem AC/DC-Wandler 26 durch, bevor eine Eingabe an die Traktionsbatterie 30 bereitgestellt wird.
• Für Hochleistungsanwendungen (z. B. Elektrofahrzeuge) beinhalten große AC-Maschinen manchmal mehrere Wicklungen (2), die von mehreren Wechselrichtern gespeist werden. Hier ist a1 die Induktanz der Phase a des Wicklungssatzes 1, ist a2 die Induktanz der Phase a des Wicklungssatzes 2, ist b1 die Induktanz der Phase b des Wicklungssatzes 1, ist b2 die Induktanz der Phase b des Wicklungssatzes 2, ist c1 die Induktanz der Phase c des Wicklungssatzes 1, ist c2 die Induktanz der Phase c des Wicklungssatzes 2, ist d1 die Induktanz des Wicklungssatzes 1 entlang der d-Achse, ist d2 die Induktanz des Wicklungssatzes 2 entlang der d-Achse, ist q1 die Induktanz des Wicklungssatzes 1 entlang der q-Achse, ist q2 die Induktanz des Wicklungssatzes 2 entlang der q-Achse und ist ω die elektrische Geschwindigkeit. Die d-Achse des Rotors liegt an dem Winkel θ₁ relativ zu der Achse der Phase a₁ und an θ₂ relativ zu der Achse der Phase a₂ und α = θ₂ - θ₁.
• Aufgrund der Struktur dieser mehrphasigen Maschinen ist die gegenseitige Induktanz (magnetisches Koppeln) unter diesen Gruppen von Phasen zusätzlich zu den individuellen Phasen unvermeidbar. Dies ist nicht nur für das Bestimmen von Leistungs- und Ausgestaltungssteuerungssystemen interessant, sondern auch für das Analysieren der Fehlertoleranz. Diese Kreuzkopplung zwischen den Wicklungen (Phasen) kann einen Transformator bilden, wenn die Energie in nur eine Gruppe von Wicklungen eingeführt wird.
• Unter AC-Steady-State-Bedingungen können die RMS-Werte der Flussverkettungen Ψ_d und Ψ_q der d- und q-Achse in einen Zeiger kombiniert werden: $${\mathrm{\Psi }}_{\text{i}}={\mathrm{\Psi }}_{\text{di}}+\text{j}{\mathrm{\Psi }}_{\text{qi}}$$

  

  $${\text{I}}_{\text{i}}={\text{I}}_{\text{di}}+{\text{jI}}_{\text{qi}}$$

  

  $${\text{V}}_{\text{i}}={\text{V}}_{\text{di}}+{\text{jV}}_{\text{qi}}={\text{R}}_{\text{i}}{\text{I}}_{\text{i}}+\text{j}\mathrm{\omega }{\mathrm{\Psi }}_{\text{i}}$$

  

  wobei i = 1, 2 und V_di = R_i I_di - X_qi I_qi - X_q1q2I_q2 und V_qi = E_qi + R_iI_qi + X_diI_di + X_d1d2I_d2. Diese Gleichungen wurden grafisch in 3 beschrieben, wobei Ψ_di die Flussverkettung des Wicklungssatzes i entlang der d-Achse ist, Ψ_qi die Flussverkettung des Wicklungssatzes i entlang der q-Achse ist, Ψ_i die gesamte Flussverkettung des Wicklungssatzes i ist, I_di der Strom des Wicklungssatzes i entlang der d-Achse ist, I_qi der Strom des Wicklungssatzes i entlang der q-Achse ist, I_i der Gesamtstrom des Wicklungssatzes i ist, V_di die Spannung ist, die an dem Wicklungssatz i entlang der d-Achse angelegt wird, V_qi die Spannung ist, die an dem Wicklungssatz i entlang der q-Achse angelegt wird, V_i die Gesamtspannung ist, die an dem Wicklungssatz i angelegt wird, Ri der Widerstand des Wicklungssatzes i ist, ω die elektrische Geschwindigkeit ist, E_q1 die gegenelektromotorische Kraft (electromotive force - EMF) entlang der q-Achse ist, wie sie der Wicklungssatz 1 erfährt, X_d1 die Reaktanz des Wicklungssatzes 1 entlang der d-Achse ist, X_q1 die Reaktanz des Wicklungssatzes 1 entlang der q-Achse ist, X_d1d2 die gegenseitige Reaktanz der Wicklungssätze 1 und 2 entlang der d-Achse ist, X_q1q2 die gegenseitige Reaktanz der Wicklungssätze 1 und 2 entlang der q-Achse ist, Φ der Winkel zwischen I₁ und V₁ ist, γ der Winkel zwischen I₁ und E_q1 ist und δ der Winkel zwischen V_q1 und E_q1 ist.
• Die Kreuzkopplungsterme treten in dem Zeigerdiagramm als zusätzliche Spannungsabfälle auf, die dazu neigen, den Strom einzuschränken. Falls α = 0 (Winkel zwischen Gruppen von Phasen), gibt es eng gekoppelte Induktanzen zwischen den zwei Sätzen, wie bereits bemerkt; und falls diese Sätze aus einer gemeinsamen Spannungsquelle gespeist werden, beträgt der Strom in jedem Satz ungefähr die Hälfte des Stroms, der in einen Satz fließen würde, falls sich der andere im Leerlauf befinden würde. Dies ist ein praktischer Punkt, da er voraussetzt, dass sich in einer zweigängigen Wicklung, falls sich ein Satz im Leerlauf befindet, der Strom in dem anderen Satz um einen Faktor von nahezu 200 % erhöhen könnte, wenn er nicht reguliert wäre. Gleichermaßen, falls sich ein Satz im Leerlauf befindet, wird die Impedanz des zweiten Satzes reduziert und sein Strom könnte sich ebenfalls auf einen hohen Wert erhöhen, falls er nicht reguliert ist.
• Das Verhalten der zweigängigen Sätze ist analog zu dem der parallelen Induktanzen, siehe 4a und 4b, mit einer äquivalenten Induktanz von $$\frac{L_1{L}_2-M^2}{L_1+L_2-2M}$$

  
• In diesem Fall gilt, falls L1 = L2 = L, dann wird die effektive Induktanz $$\frac{L+M}{2}$$

  

  wobei Ψ₁ der Fluss der Spule 1 ist, Ψ₂ der Fluss der Spule 2 ist, M die gegenseitige Induktanz der Spulen ist, L₁ die Induktanz der Spule 1 ist, L₂ die Induktanz der Spule 2 ist und i der Gesamtstrom ist. Des Weiteren, wenn α = 0, rückt M nahe an L und die effektive äquivalente Induktanz wird L. Gleichzeitig wird der Kopplungskoeffizient zwischen den Phasen k = 1 (theoretisch). Der Gesamtstrom ist jener, der durch L eingeschränkt ist, und es fließt die Hälfte des Stroms in jedem Satz. Falls sich ein Satz im Leerlauf befindet, neigt der gleiche Gesamtstrom dazu, in einem Satz zu fließen. Die Auswirkung davon ist, dass eine Regulierung des Stroms hilfreich sein kann.
• Da das Traktionssystem und das bordseitige Ladegerät nicht gleichzeitig funktionieren können und unter Betrachtung der annehmbaren Menge von Kopplung zwischen den Phasen, wie vorstehend erläutert, scheint das Verwenden einer mehrphasigen elektrischen Maschine als ein Transformator, um eine Isolierung für ein bordseitiges Ladegerät zu erzeugen, ein logischer Ansatz zu sein. 5 veranschaulicht eine hochwertige vorgeschlagene Architektur für ein integriertes bordseitiges Ladegerät und Traktionssystem. In diesem Beispiel beinhaltet das Fahrzeug 32 ein Getriebe 33 und ein Differential 34, das dazu angeordnet ist, die Räder/Reifenbaugruppen 36 anzutreiben. (Räder/Reifenbaugruppen 37 folgen den angetriebenen Rädern/Reifenbaugruppen 36.) Das Fahrzeug 32 beinhaltet ebenfalls ein elektrisches Antriebssystem 38, das konfiguriert ist, um über eine Kupplung 40 selektiv mit dem Getriebe 33 gekoppelt zu sein. Das elektrische Antriebssystem 38 beinhaltet einen Elektromotor 42, eine Schaltvorrichtung 44 für einen Wechselrichter und Wicklungen und eine Traktionsbatterie 46. Die Schaltvorrichtung 44 für den Wechselrichter und die Wicklungen ist dazu angeordnet, Leistung aus einem externen Ladekabel 48 zu empfangen. Leistung, die aus dem externen Ladekabel 48 empfangen wird, kann der Traktionsbatterie 46 über die Schaltvorrichtung 44 für den Wechselrichter und die Wicklungen zu Ladezwecken bereitgestellt werden. Ähnlich kann Leistung, die von der Traktionsbatterie 46 empfangen wird, dem Elektromotor 42 über die Schaltvorrichtung 44 für den Wechselrichter und die Wicklungen bereitgestellt werden, um den Elektromotor 42 zu betreiben. Eine Steuerung 49 (oder Steuerungen, hierin austauschbar verwendet) steht in Kommunikation mit und steuert das elektrische Antriebssystem 38. Natürlich werden andere und/oder unterschiedliche Fahrzeugkonfigurationen auch in Betracht gezogen. Derartige Konfigurationen müssen zum Beispiel nicht das Getriebe 33 oder die Kupplung 40 usw. beinhalten.
• Wie nachstehend noch detaillierter beschrieben, arbeiten die Schaltvorrichtung 44 für den Wechselrichter und die Wicklungen und der Elektromotor 42 während des Fahrzeugantriebs als das Traktionssystem und nehmen während des Ladenvorgangs der Traktionsbatterie 46 am Ladeprozess teil.
• 6 zeigt eine vorgeschlagene Topologie für das elektrische Antriebssystem 38 aus 5. In diesem Beispiel beinhaltet der Elektromotor 42 zwei Sätze von Wicklungen 52, 54, und die Schaltvorrichtung 44 für den Wechselrichter und die Wicklungen beinhaltet ein Paar von Wechselrichtern 56, 58, einen DC/DC-Aufwärtswandler 60 und die Schalter S1 bis S4. Das Fahrzeug 32 beinhaltet ebenfalls einen EMI-Filter 62 und einen Ladeanschluss 64. Der Ladeanschluss 64 ist mit einer entfernten Leistungsquelle 66 gekoppelt dargestellt. Im Traktionsmodus verbindet die Steuerung 49 (5) die Schalter S1, S2 und S3 zwischen den Wicklungen 52 und dem Wechselrichter 56 und verbindet den Schalter S4 zwischen der Traktionsbatterie 46 und dem Wechselrichter 58 (Position 2), um den DC/DC-Aufwärtswandler 60 zu umgehen - wobei die Schaltelemente desselben ausgeschaltet sind - und den Ladeanschluss 64 von der Schaltvorrichtung 44 für den Wechselrichter und die Wicklungen zu isolieren. (Im Traktionsmodus wäre der Ladeanschluss 64 natürlich nicht mit der entfernten Leistungsquelle 66 gekoppelt.) Im Lademodus verbindet die Steuerung 49 die Schalter S1, S2 und S3 zwischen den Wicklungen 52 und dem EMI-Filter 62 und verbindet den Schalter S4 zwischen der Traktionsbatterie 46 und dem DC/DC-Aufwärtswandler 60 (Position 1), um die Traktionsbatterie 46 mit der entfernten Leistungsquelle 66 zu koppeln. Die Schaltelemente des DC/DC-Aufwärtswandlers 60 können anschließend selektiv auf den Befehl der Steuerung 49 über bekannte Zeitsequenzen aktiviert werden, um die Spannungsausgabe durch den Wechselrichter 58 zu erhöhen und den Leistungsfaktor zur Übertragung an die Traktionsbatterie 46 zu korrigieren.
• Der Elektromotor 42 wird als ein Transformator verwendet, der über den EMI-Filter 62 mit der Leistungsquelle 66 verbunden ist. Diese Komponenten stellen die Isolationsstufe bereit. Der Wechselrichter 58 fungiert als ein Gleichrichter, der den DC/DC-Aufwärtswandler 60 speist. Der DC/DC-Aufwärtswandler 60 stellt eine Spannungsregulierung zum Laden bereit und fungiert ebenfalls als eine Leistungsfaktorkorrekturstufe. In bestimmten Konfigurationen könnte der DC-Zwischenkreiskondensator des DC/DC-Aufwärtswandlers 60 entfallen und stattdessen könnte der DC-Zwischenkreiskondensator des Wechselrichters 56 verwendet werden. Es wären keine zusätzlichen Komponenten oder Änderungen im Betrieb nötig, da der DC-Zwischenkreiskondensator des Wechselrichters 56 bereits mit der Ausgabe des DC/DC-Aufwärtswandlers 60 parallelgeschaltet ist, wenn der Schalter S4 sich in Position 1 befindet.
• Einige Ausführungsformen können bestimmte Vorteile bieten. Die Leistungsquelle kann einphasig, zweiphasig oder dreiphasig sein. Die primäre Gleichrichtungsphase des bordseitigen Ladegeräts kann entfernt werden. Der DC/AC-Wandler ist entfernt. Der Elektromotor kann als ein Transformator verwendet werden. Die AC/DC-Stufe wird durch Verwenden eines bestehenden Wechselrichters erreicht. Das Entfallen der Gleichrichtungsstufe und des DC/AC-Wandlers kann die Effizienz des Systems erhöhen.
• 7 zeigt eine andere vorgeschlagene Topologie für ein elektrisches Antriebssystem. Die Zugabe von Primzahlen ausgenommen, sind die nummerierten Elemente die gleichen wie jene aus 6. Daher teilen ähnlich nummerierte Elemente gemeinsame Beschreibungen, die im Interesse der Kürze nicht wiederholt werden. Das Schaltschema und der Betrieb der Ausführungsform aus 7 sind gleich der aus 6. Die Ausgestaltung aus 7 kann jedoch bestimmte Optionen bereitstellen. Der DC-Zwischenkreiskondensator des Wechselrichters 56' oder des Wechselrichters 58' könnte entfallen. Daher könnten sich beide der Wechselrichter 56', 58' einen Kondensator teilen. Die Wechselrichter 56', 58' könnten auch als ein Teil hergestellt werden, um sich einen DC-Zwischenkreiskondensator zu teilen.
• Bei den in der Beschreibung verwendeten Ausdrücken handelt es sich um beschreibende und nicht um einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass unterschiedliche Änderungen vorgenommen werden können, ohne von Wesen und Schutzumfang der Offenbarung und den Ansprüchen abzuweichen. Wie vorstehend beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen zu bilden, die möglicherweise nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen eventuell so beschrieben sind, dass sie Vorteile bereitstellen oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Eigenschaften bevorzugt werden, liegt für den Durchschnittsfachmann auf der Hand, dass ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Eigenschaften beeinträchtigt werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erzielen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängen. Diese Attribute beinhalten unter anderem Folgendes: Kosten, Festigkeit, Lebensdauer, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Betriebsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Montagefreundlichkeit usw. Demnach liegen Ausführungsformen, die in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik beschrieben sind, nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims (14)

1. Fahrzeug, umfassend: eine elektrische Maschine, die zwei Sätze von galvanisch isolierten Wicklungen beinhaltet; und eine Schaltanordnung, die konfiguriert ist, um während des Antriebs einen ersten Wechselrichter mit einem der Sätze zu koppeln und einen zweiten Wechselrichter mit einer Traktionsbatterie zu koppeln, während ein Leistungswandler umgangen wird, um es Leistung aus der Batterie zu ermöglichen, durch die Sätze zu fließen, und während des Ladens den ersten Wechselrichter von der elektrischen Maschine zu isolieren und den Wandler elektrisch derart zwischen der Batterie und dem zweiten Wechselrichter zu koppeln, dass Strom aus einem Ladeanschluss, der mit einer Quelle gekoppelt ist, durch den einen der Sätze fließt und in dem anderen der Sätze zum Gleichrichten über den zweiten Wechselrichter und zum Verstärken über den Leistungswandler eine Spannung induziert, um die Batterie zu laden, während die Quelle von der Batterie isoliert ist.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1, das ferner eine Steuerung umfasst, die konfiguriert ist, um den Leistungswandler zu betreiben, um einen Leistungsfaktor zu korrigieren, der mit der Spannung zusammenhängt.
3. Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die elektrische Maschine eine sechsphasige elektrische Maschine ist.
4. Fahrzeugleistungsversorgungsverfahren, umfassend: Isolieren eines ersten Wechselrichters von einem ersten Satz von Wicklungen einer elektrischen Maschine durch eine auf den Lademodus reagierende Steuerung und das derartige elektrische Koppeln eines Leistungswandlers zwischen einer Traktionsbatterie und einem zweiten Wechselrichter, dass Ladestrom durch den ersten Satz fließt und in einem zweiten Satz von Wicklungen der elektrischen Maschine, die galvanisch isoliert sind von dem ersten Satz, eine Spannung induziert, um die Batterie zu laden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, das ferner das Gleichrichten der Spannung über den zweiten Wechselrichter umfasst.
6. Verfahren nach Anspruch 4, das ferner das Verstärken der Spannung über den Leistungswandler umfasst.
7. Verfahren nach Anspruch 4, das ferner das Korrigieren eines Leistungsfaktors, der mit der Spannung zusammenhängt, über den Leistungswandler umfasst.
8. Verfahren nach Anspruch 4, das ferner, als Reaktion auf den Antriebsmodus, das Koppeln des ersten Wechselrichters mit dem ersten Satz und das Koppeln des zweiten Wechselrichters mit der Traktionsbatterie umfasst, während der Leistungswandler umgangen wird, um es Leistung aus der Batterie zu ermöglichen, durch die Sätze zu fließen.
9. Fahrzeug, umfassend: eine elektrische Maschine, die zwei Sätze von galvanisch isolierten Wicklungen beinhaltet; und eine Steuerung, die konfiguriert ist, um während des Ladens einen ersten Wechselrichter von einem ersten Satz der zwei Sätze zu isolieren und einen Leistungswandler derart elektrisch zwischen einer Traktionsbatterie und einem zweiten Wechselrichter zu koppeln, dass Ladestrom durch den ersten Satz fließt und in einem zweiten Satz der zwei Sätze eine Spannung induziert, um die Batterie zu laden.
10. Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei der zweite Wechselrichter konfiguriert ist, um die Spannung gleichzurichten.
11. Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei der Leistungswandler konfiguriert ist, um die Spannung zu verstärken.
12. Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei der Leistungswandler konfiguriert ist, um einen mit der Spannung zusammenhängenden Leistungsfaktor zu korrigieren.
13. Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um während des Antriebs den ersten Wechselrichter mit dem ersten Satz zu koppeln und den zweiten Wechselrichter mit der Traktionsbatterie zu koppeln, während der Leistungswandler umgangen wird, um es Leistung aus der Batterie zu ermöglichen, durch die Sätze zu fließen.
14. Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die elektrische Maschine eine sechsphasige elektrische Maschine ist.

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