DE102019002781A1 - A method of storing electrical energy in a high voltage power module for a vehicle and high voltage power module for storing electrical energy - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Speichern elektrischer Energie in einem Hochvolt-Leistungsmodul (50) für ein Fahrzeug. Das Hochvolt-Leistungsmodul (50) weist eine Hochvolt-Batterie (10), eine Asynchronmaschine (ASM) und eine Synchronmaschine (PSM) auf. Die Hochvolt-Batterie (10) wird von dem Hochvolt-Leistungsmodul (50) des Fahrzeugs während eines Betriebs der Asynchronmaschine (ASM) und der Synchronmaschine (PSM) elektrisch getrennt. Es wird ein Wert eines vorgegebenen Parameters des Hochvolt-Leistungsmoduls (50) erfasst und der Wert wird mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen. In Abhängigkeit von dem Vergleichen wird die Synchronmaschine (PSM) mittels einer Kurzschlusseinheit (KZE) in einen Kurzschlussbetrieb umgeschaltet, in dem die Synchronmaschine (PSM) elektrisch kurzgeschlossen ist. Damit kann ein Zwischenkreiskondensator (16) der Synchronmaschine (PSM) zum Speichern der elektrischen Energie genutzt werden.

Figure DE102019002781A1_0000
The invention relates to a method for storing electrical energy in a high-voltage power module (50) for a vehicle. The high-voltage power module (50) has a high-voltage battery (10), an asynchronous machine (ASM) and a synchronous machine (PSM). The high-voltage battery (10) is electrically disconnected from the high-voltage power module (50) of the vehicle during asynchronous machine (ASM) and synchronous machine (PSM) operation. A value of a predetermined parameter of the high-voltage power module (50) is detected and the value is compared with a predetermined threshold value. Depending on the comparison, the synchronous machine (PSM) is switched by means of a short-circuit unit (KZE) into a short circuit mode in which the synchronous machine (PSM) is electrically short-circuited. Thus, a DC link capacitor (16) of the synchronous machine (PSM) can be used to store the electrical energy.
Figure DE102019002781A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Speichern elektrischer Energie in einem Hochvolt-Leistungsmodul für ein Fahrzeug. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Hochvolt-Leistungsmodul zum Speichern von elektrischer Energie.The invention relates to a method for storing electrical energy in a high-voltage power module for a vehicle. Moreover, the invention relates to a high-voltage power module for storing electrical energy.

Beim Vermarkten von Elektrofahrzeugen spielt insbesondere für die Kunden eine Reichweite des Elektrofahrzeuges eine große Rolle. Viele technische Ansätze versuchen daher, die Reichweite von Elektrofahrzeugen weiter zu steigern. Einer dieser technischen Ansätze besteht darin, mittels einer Rekuperation beim Bremsen von Elektrofahrzeugen einen Teil der Bewegungsenergie in elektrische Energie zurückzugewinnen. Dabei können jedoch im ungünstigsten Fall in einem Bordnetz eines Elektrofahrzeugs unerwünschte Spannungsspitzen entstehen. Eine solche Situation wird häufig auch als Load-Dump Fall bezeichnet.When marketing electric vehicles, a range of the electric vehicle plays a major role, in particular for the customers. Many technical approaches are therefore trying to further increase the range of electric vehicles. One of these technical approaches is to recover part of the kinetic energy into electrical energy by means of recuperation when braking electric vehicles. However, in the worst case, unwanted voltage peaks can occur in a vehicle electrical system of an electric vehicle. Such a situation is often referred to as a load-dump case.

Unter einem Load-Dump Fall versteht man insbesondere das Entstehen einer Spannungsspitze in einem Hochvoltzwischenkreis. Es kann beispielsweise dann auftreten, wenn eine Rekuperationsleistung der elektrischen Maschine im generatorischen Betrieb erzeugt wird und eine vorgesehene Energierückeinspeisung unerwartet nicht mehr möglich ist, weil beispielsweise eine Hochvolt-Batterie elektrisch vom Bordnetz abgetrennt wurde. Im ungünstigsten Fall wird die Rekuperationsleistung nicht reduziert, sodass eine elektrische Spannung im Hochvoltzwischenkreis ansteigt. Dieser Spannungsanstieg kann dann nur noch durch eventuell vorhandene Kondensatoren in dem Zwischenkreis der Hochvoltkomponenten gemildert werden. Steigt im Load-Dump Fall die elektrische Spannung im Zwischenkreis aufgrund der elektrisch getrennten Hochvoltbatterie weiter über eine definierte Schwelle, so wird in der Regel mithilfe entsprechender Leistungselektronik eine Ersatzreaktion eingeleitet. Diese Ersatzreaktion zielt meistens darauf ab, die Hochvoltkomponenten der Bordelektronik des Elektrofahrzeugs vor Beschädigung zu schützen.A load-dump case is understood to mean, in particular, the occurrence of a voltage spike in a high-voltage intermediate circuit. It can occur, for example, when a recuperation power of the electric machine is generated in regenerative operation and an envisaged energy feedback is unexpectedly no longer possible because, for example, a high-voltage battery was disconnected electrically from the electrical system. In the worst case, the recuperation power is not reduced, so that an electrical voltage in the high-voltage intermediate circuit increases. This voltage increase can then only be alleviated by any existing capacitors in the intermediate circuit of the high-voltage components. If, in the load-dump case, the electrical voltage in the DC link continues to rise above a defined threshold due to the electrically isolated high-voltage battery, a replacement reaction is usually initiated by means of the corresponding power electronics. This replacement reaction mostly aims to protect the high voltage components of the on-board electronics of the electric vehicle from damage.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2018 000 870 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reduzieren von auftretenden elektrischen Spannungsspitzen in ein Hochvolt-Leistungsmodul für ein Fahrzeug. Dabei wird eine Regeleinrichtung mit einer Kennlinie bereitgestellt und Ereignisse detektiert, welche jeweils mindestens eine elektrische Spannungsspitze im Hochvolt-Leistungsmodul aufweisen. Darüber hinaus wird mittels einer Zähleinrichtung eine Vielzahl der elektrischen Spannungsspitze gezählt. Mit Hilfe eines Zählwertes in Bezug auf die elektrische Spannungsspitze und unter Verwendung der Kennlinie wird eine Leistungsreduktion in dem Leistungsmodul anhand des Zählwerts eingeleitet.The publication DE 10 2018 000 870 A1 describes a method and apparatus for reducing occurring electrical voltage spikes in a high voltage power module for a vehicle. In this case, a control device is provided with a characteristic curve and events are detected which each have at least one electrical voltage peak in the high-voltage power module. In addition, a plurality of the electrical voltage peak is counted by means of a counter. By means of a count of the electrical voltage spike and using the characteristic, a power reduction in the power module is initiated based on the count value.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2009 049 623 A1 beschreibt ein Verfahren zur Regelung der Gleichspannung eines durch einen Generator über einen Wechselrichter gespeisten Zwischenkreises eines Kraftfahrzeugs. Es werden Nulldurchgänge des Generatorstroms detektiert. Die induzierte Spannung wird auf Basis der Nulldurchgänge geschätzt. Eine in den Zwischenkreis nachzuführende Ladungsmenge wird anhand einer Ist-Gleichspannung einer vorgegebenen Soll-Gleichspannung des Zwischenkreises geregelt. Der Wechselrichter wird in Abhängigkeit von den Nulldurchgängen der induzierten Spannung und der nachzuführenden Ladungsmenge angesteuert.The publication DE 10 2009 049 623 A1 describes a method for controlling the DC voltage of a supplied by a generator via an inverter DC link of a motor vehicle. Zero crossings of the generator current are detected. The induced voltage is estimated based on the zero crossings. An amount of charge to be fed into the intermediate circuit is regulated on the basis of an actual DC voltage of a predetermined desired DC voltage of the DC link. The inverter is controlled as a function of the zero crossings of the induced voltage and the amount of charge to be fed.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren beziehungsweise ein Hochvolt-Leistungsmodul bereitzustellen, womit in einem Load-Dump Fall elektrische Energie gespeichert werden kann.It is an object of the present invention to provide a method or a high-voltage power module, with which electrical energy can be stored in a load-dump case.

Diese Aufgabe wird mit Hilfe der unabhängigen Ansprüche dieser Anmeldung gelöst. Sinnvolle Weiterbildungen und alternative Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Figuren beschrieben.This object is achieved by the independent claims of this application. Meaningful developments and alternative embodiments are described in the subclaims, the description and the figures.

Die Erfindung sieht ein Verfahren zum Speichern elektrischer Energie in einem Hochvolt-Leistungsmodul für ein Fahrzeug vor. Das Hochvolt-Leistungsmodul weist eine Hochvolt-Batterie, eine Asynchronmaschine für eine erste Achse des Fahrzeugs und eine Synchronmaschine für eine zweite Achse des Fahrzeugs auf. Eine Asynchronmaschine ist insbesondere eine Drehstrommaschine, bei der ein Rotor einem Drehfeld eines Stators vor- beziehungsweise nachläuft. Somit sind bei einer Asynchronmaschine die jeweiligen Drehfelder des Rotors und des dazugehörigen Magnetfeldes zueinander nicht in Phase, also asynchron zueinander. Bei einer Synchronmaschine hingegen läuft bevorzugt der Rotor synchron mit dem Drehfeld des Stators. Das Verfahren sieht folgende Schritte vor:The invention provides a method for storing electrical energy in a high-voltage power module for a vehicle. The high-voltage power module has a high-voltage battery, an asynchronous machine for a first axis of the vehicle and a synchronous machine for a second axis of the vehicle. An asynchronous machine is in particular a three-phase machine in which a rotor advances or follows a rotating field of a stator. Thus, in an asynchronous machine, the respective rotating fields of the rotor and the associated magnetic field to each other are not in phase, so asynchronous to each other. In a synchronous machine, however, the rotor preferably runs synchronously with the rotating field of the stator. The procedure provides the following steps:

In einem ersten Schritt a) wird die Hochvolt-Batterie elektrische von dem Hochvolt-Leistungsmodul des Fahrzeugs während eines Betriebs der Asynchronmaschine und der Synchronmaschine getrennt. Dieses elektrische Trennen geschieht insbesondere mithilfe entsprechender Hochvoltschütze in oder an der Hochvolt-Batterie. Dabei ist zu beachten, dass dieser Schritt a) kein gewünschter Verfahrensschritt ist, sondern eine Situation darstellt, in der die Hochvolt-Batterie aus anderen Gründen elektrisch von dem Hochvolt-Leistungsmodul getrennt wird oder werden muss. Somit kann dieses elektrische Trennen im Schritt a) beispielsweise aufgrund einer anderen Leistungselektronik hervorgerufen werden. Schritt a) kann als eine unerwünschte Situation betrachtet werden, die jedoch im Rahmen dieser Erfindung soweit wie möglich sinnvoll behandelt wird.In a first step a), the high-voltage battery electrical is disconnected from the high-voltage power module of the vehicle during operation of the asynchronous machine and the synchronous machine. This electrical disconnection is done in particular by means of appropriate high-voltage contactors in or on the high-voltage battery. It should be noted that this step a) is not a desired process step, but represents a situation in which the high-voltage battery is electrically disconnected from the high-voltage power module for other reasons or must be. Thus, this electrical separation in step a), for example, due to another Power electronics are caused. Step a) can be regarded as an undesirable situation, but this is treated as meaningfully as possible within the scope of this invention.

In einem weiteren Schritt b) wird ein Wert eines vorgegebenen Parameters des Hochvolt-Leistungsmoduls erfasst und dieser Wert wird mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen. Der vorgegebene Parameter kann beispielsweise der Ladezustand der Hochvolt-Batterie, eine Spannung in dem Hochvolt-Leistungsmodul, eine Rekuperationsleistung, ein Rekuperationsmoment oder eine Temperatur eines Kondensators in dem Hochvolt-Leistungsmodul sein.In a further step b), a value of a predetermined parameter of the high-voltage power module is detected and this value is compared with a predetermined threshold value. The predetermined parameter may be, for example, the state of charge of the high-voltage battery, a voltage in the high-voltage power module, a recuperation power, a recuperation torque or a temperature of a capacitor in the high-voltage power module.

In Abhängigkeit von dem Vergleichen wird in Schritt c) die Synchronmaschine in einen Kurzschlussbetrieb umgeschaltet. In dem Kurzschlussbetrieb ist die Synchronmaschine elektrisch kurzgeschlossen. Die Synchronmaschine wird umgeschaltet, um einen Zwischenkreiskondensator der Synchronmaschine zum Speichern der elektrischen Energie zu nutzen. Die Situation nach Schritt a) kann als Load-Dump Fall bezeichnet werden. In dieser Situation wird insbesondere aufgrund einer Rekuperation elektrische Energie in dem Hochvolt-Leistungsmodul gewonnen, welche jedoch nicht in die Hochvolt-Batterie geleitet werden kann, da diese elektrisch von dem Rest des Hochvolt-Leistungsmoduls getrennt ist. In dieser Situation wird bevorzugt die Synchronmaschine kurzgeschlossen. Dies ist insbesondere deshalb möglich, da bei der Synchronmaschine deutlich geringere Kurzschlussströme beim Kurzschließen auftreten als im Vergleich zur Asynchronmaschine. Meistens weist die Synchronmaschine einen Zwischenkreiskondensator oder anderweitige Kapazitäten zur Speicherung elektrischer Energie auf. Durch das Kurzschließen der Synchronmaschine können vorhandenen Energiespeicherkapazitäten in der Synchronmaschine sinnvoll zum Speichern der von der Asynchronmaschine erzeugten elektrischen Energie genau dann sinnvoll genutzt werden. Depending on the comparison, in step c), the synchronous machine is switched to a short-circuit operation. In the short-circuit operation, the synchronous machine is electrically short-circuited. The synchronous machine is switched to use a DC link capacitor of the synchronous machine for storing the electric power. The situation after step a) can be called a load-dump case. In this situation, especially due to recuperation, electrical energy is gained in the high-voltage power module, which, however, can not be conducted into the high-voltage battery because it is electrically isolated from the remainder of the high-voltage power module. In this situation, the synchronous machine is preferably short-circuited. This is particularly possible because in the synchronous machine significantly lower short-circuit currents occur during short-circuiting compared to the asynchronous machine. In most cases, the synchronous machine has an intermediate circuit capacitor or other capacity for storing electrical energy. By short-circuiting the synchronous machine, existing energy storage capacities in the synchronous machine can be usefully used to save the electrical energy generated by the asynchronous machine.

Da im Load-Dump Fall in der Regel die Asynchronmaschine eine höhere Rekuperationsleistung erzeugt, ist es sinnvoll, die Synchronmaschine kurzzuschließen, um so vorhandene Energiespeichermöglichkeiten sinnvoll zu nutzen. Auf diese Weise kann auch im Load-Dump Fall die von der Asynchronmaschine erzeugte elektrische Energie gespeichert werden.Since the asynchronous machine generally generates a higher recuperation power in the load-dump case, it makes sense to short-circuit the synchronous machine in order to meaningfully use existing energy storage options. In this way, the electrical energy generated by the asynchronous machine can also be stored in the load-dump case.

Die Erfindung stellt auch ein Hochvolt-Leistungsmodul zum Speichern elektrischer Energie bereit. Das Hochvolt-Leistungsmodul weist eine Hochvolt-Batterie auf, welche von dem Hochvolt-Leistungsmodul elektrisch trennbar ist. Zu dem Hochvolt-Leistungsmodul gehören ferner eine Asynchronmaschine und eine Synchronmaschine, die einen Zwischenkreiskondensator aufweist. Das Hochvolt-Leistungsmodul weist ferner eine Kurzschlusseinheit auf, die ausgestaltet ist, einen Wert eines vorgegebenen Parameters des Hochvolt-Leistungsmoduls in einem Zustand zu erfassen, in welchem die Hochvolt-Batterie elektrisch von dem Hochvolt-Leistungsmodul getrennt ist, und diesen Wert mit einem vorgegebenen Schwellenwert zu vergleichen. Ferner ist die Kurzschlusseinheit dazu ausgestaltet, die Synchronmaschine in Abhängigkeit von dem Vergleichen in einen Kurzschlussbetrieb umzuschalten, indem die Synchronmaschine kurzgeschlossen ist, um den Zwischenkreiskondensator der Synchronmaschine zum Speichern der elektrischen Energie zu nutzen.The invention also provides a high voltage power module for storing electrical energy. The high-voltage power module has a high-voltage battery, which is electrically separable from the high-voltage power module. The high-voltage power module further includes an asynchronous machine and a synchronous machine having an intermediate circuit capacitor. The high-voltage power module further includes a short-circuit unit configured to detect a value of a predetermined parameter of the high-voltage power module in a state where the high-voltage battery is electrically disconnected from the high-voltage power module, and that value to a predetermined one Threshold to compare. Further, the short-circuit unit is configured to switch the synchronous machine to short-circuit operation depending on the comparison by short-circuiting the synchronous machine to use the DC link capacitor of the synchronous machine to store the electric power.

Mithilfe dieses Hochvolt-Leistungsmoduls kann nicht nur elektrische Energie gespeichert werden, vielmehr können zugleich auftretende elektrische Spannungsspitzen gedämpft beziehungsweise geglättet werden. Die in dem Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen Vorteile und Beispiele gelten sinngemäß und analog für das erfindungsgemäße Hochvolt-Leistungsmodul und umgekehrt.Using this high-voltage power module not only electrical energy can be stored, but also occurring electrical voltage peaks can be attenuated or smoothed. The advantages and examples described in connection with the method apply mutatis mutandis and analogously for the high-voltage power module according to the invention and vice versa.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Fig. sowie die dazugehörige Beschreibung lediglich darstellen sollen, wie die Erfindung ausgeführt werden kann. Die in der Figurenbeschreibung genannten Beispiele und Merkmale sind nicht als Einschränkungen zu verstehen.The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the figures and the accompanying description are merely intended to illustrate how the invention can be carried out. The examples and features mentioned in the description of the figures are not to be understood as limitations.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Dabei zeigt:

  • 1 schematisch ein Hochvolt-Leistungsmodul, welches mehrere Komponenten aufweist;
  • 2 beispielhaft eine Situation, welche einem Load-Dump Fall entspricht;
  • 3 eine schematische Darstellung von Parametern für eine Kurzschlusseinheit.
Showing:
  • 1 schematically a high-voltage power module having a plurality of components;
  • 2 exemplarily a situation which corresponds to a load-dump case;
  • 3 a schematic representation of parameters for a short-circuiting unit.

Die Situation in 1 stellt einen typischen Rekuperationsbetrieb dar. Zu den Komponenten von 1 gehören eine Hochvolt-Batterie 10, eine Asynchronmaschine ASM, eine Synchronmaschine PSM, zwei Motorinverter 12 für die beiden Maschinen, zwei Zwischenkreiskondensatoren 16 sowie zwei Hochvoltschütze 14. Die Summe dieser Komponenten stellt ein Hochvolt-Leistungsmodul 50 dar. Beispielsweise wird bei einer Bremsung des Elektrofahrzeugs ein vorhandenes Rekuperationsmoment in elektrischen Strom beziehungsweise elektrische Energie umgewandelt. 1 zeigt beispielhaft unterschiedliche Stromflüsse in dem Hochvolt-Leistungsmodul 50. Ein erster Stromfluss 11 wird durch die Asynchronmaschine ASM generiert und ein zweiter Stromfluss 12 wird durch die Synchronmaschine PSM generiert. Häufig sind Synchronmaschinen PSM permanent erregt, weshalb die Synchronmaschine mit PSM bezeichnet wird. Der erste Stromfluss 11 und der zweite Stromfluss 12 ergeben in dem Beispiel von 1 einen dritten Stromfluss 13, welcher zu der Hochvolt-Batterie 10 geleitet wird und diese teilweise auflädt. So kann bei einem Bremsvorgang eines Elektrofahrzeugs ein Teil der Bremsenergie in elektrische Energie umgewandelt werden, welche zum Aufladen der Hochvolt-Batterie 10 genutzt werden kann.The situation in 1 represents a typical Rekuperationsbetrieb. To the components of 1 include a high-voltage battery 10 , an asynchronous machine ASM , a synchronous machine PSM , two motor inverters 12 for the two machines, two DC link capacitors 16 as well as two High-voltage contactors 14 , The sum of these components is a high-voltage power module 50 For example, during braking of the electric vehicle, an existing recuperation torque is converted into electrical current or electrical energy. 1 shows by way of example different current flows in the high-voltage power module 50 , A first current flow 11 is through the asynchronous machine ASM generated and a second current flow 12 is through the synchronous machine PSM generated. Often synchronous machines PSM permanently energized, which is why the synchronous machine with PSM referred to as. The first current flow 11 and the second current flow 12 result in the example of 1 a third current flow 13 leading to the high-voltage battery 10 is directed and this partially charged. Thus, during a braking operation of an electric vehicle, part of the braking energy can be converted into electrical energy, which is used to charge the high-voltage battery 10 can be used.

2 entspricht insbesondere jener Situation, welche nach dem Schritt a) vorliegt. 2 entspricht somit insbesondere dem Load-Dump Fall. In diesem Fall sind die Hochvoltschütze 14, welche die Hochvolt-Batterie 10 mit dem Rest des Hochvolt-Leistungsmoduls 50 verbinden, geöffnet. Somit ist die Hochvolt-Batterie 10 elektrisch von dem Hochvolt-Leistungsmodul 50 getrennt. Dies bedeutet insbesondere, dass der dritte Stromfluss 13 nicht länger die Hochvolt-Batterie 10 aufladen kann. Da in der Situation von 2 dennoch elektrische Energie aufgrund einer Rekuperation erzeugt wird, kann eine Spannung UZK eines Zwischenkreises 18 im Hochvolt-Leistungsmodul 50 ansteigen. Da in der Situation von 2 die Asynchronmaschine ASM einen deutlich stärkeren Beitrag zur Rückgewinnung elektrischer Energie aufweist, wird bei der Synchronmaschine PSM ein aktiver Kurzschluss AKS induziert. 2 corresponds in particular to the situation which exists after step a). 2 thus corresponds in particular to the load-dump case. In this case, the high-voltage contactors 14 which the high-voltage battery 10 with the rest of the high-voltage power module 50 connect, open. Thus, the high-voltage battery 10 electrically from the high-voltage power module 50 separated. This means in particular that the third current flow 13 no longer the high-voltage battery 10 can charge. Because in the situation of 2 Nevertheless, electrical energy is generated due to recuperation, a voltage UDC a DC link 18 in the high-voltage power module 50 increase. Because in the situation of 2 the asynchronous machine ASM has a much greater contribution to the recovery of electrical energy is in the synchronous machine PSM an active short circuit AKS induced.

Dieser aktive Kurzschluss AKS schließt dabei insbesondere alle drei Phasen U, V, W der Synchronmaschine PSM kurz. Dadurch resultierende Kurzschlussströme IAK gelangen dadurch nicht in den Zwischenkreiskondensator 16. Dies geschieht insbesondere, wenn die Spannung im Hochvoltzwischenkreis 18 den vorgegebenen Schwellenwert übersteigt. Dieser Schwellenwert ist dabei insbesondere derart gewählt, dass in einem Normalbetrieb auf die auftretenden Spannungsniveaus im Hochvoltzwischenkreis 18 des Hochvolt-Leistungsmoduls 50 nicht zu einer Ersatzreaktion führen, bei der beispielsweise getaktete Schalter der Asynchronmaschine geöffnet werden. Das Einleiten des aktiven Kurzschlusses kann dabei nicht nur von der Spannung UZK des Zwischenkreises 18 abhängig sein, sondern von weiteren Parametern. Der Zwischenkreis 18 im Hochvolt-Leistungsmodul 50 beinhaltet insbesondere die Asynchronmaschine ASM und vorhandene Zwischenkreiskondensatoren 16 der Synchronmaschine, jedoch nicht die Hochvolt-Batterie 10.This active short circuit AKS in particular, includes all three phases U . V . W the synchronous machine PSM short. Resulting short-circuit currents IAK do not get into the DC link capacitor 16 , This happens especially when the voltage in the high-voltage intermediate circuit 18 exceeds the predetermined threshold. This threshold value is chosen in particular such that in a normal operation on the voltage levels occurring in the high-voltage intermediate circuit 18 the high-voltage power module 50 do not lead to a replacement reaction in which, for example, clocked switches of the asynchronous machine are opened. The initiation of the active short circuit can not only from the voltage UDC of the DC link 18 be dependent, but of other parameters. The DC link 18 in the high-voltage power module 50 includes in particular the asynchronous machine ASM and existing DC link capacitors 16 the synchronous machine, but not the high-voltage battery 10 ,

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass nach dem elektrischen Trennen der Hochvolt-Batterie 10 ein getaktetes Schaltelement der Asynchronmaschine ASM in einen geöffneten Zustand geschaltet wird. Das getaktete Schaltelement kann insbesondere als IGBT-Transistor ausgebildet sein.A further embodiment provides that after the electrical disconnection of the high-voltage battery 10 a clocked switching element of the asynchronous machine ASM is switched to an open state. The clocked switching element may be formed in particular as an IGBT transistor.

Die Transistoren des Hochvoltbordnetzes, hier beispielsweise IGBTs, werden von einer pulsweitenmodulierten Ansteuerung, kurz PWM, in den offenen Zustand überführt bzw. kommandiert. Die Zeitdauer zwischen Verletzung der Spannungsgrenze und einem Öffnen der Transistoren, d.h. der IGBTs, liegt im Mikro-Sekunden-Bereich (µs-Bereich). Sobald die Transistoren bzw. IGBTs geöffnet sind, wird die Rekuperationsleistung sofort begrenzt. Die Restenergie in den Motorwicklungen, insbesondere in den Spulen, führt zu einer weiteren Erhöhung der Zwischenkreisspannung. Im ungünstigen Fall kann somit die Höhe der Zwischenkreisspannung UZK in einen Bereich vordringen, in dem Hochvoltkomponenten geschädigt werden. Da die Hochvoltkomponentenschädigung von der Spannungshöhe abhängt, ergeben sich unterschiedliche Alterungsbedingungen. Bei der Synchronmaschine PSM ergibt sich die Möglichkeit, über den aktiven Kurzschluss AKS der Phasen U, V und W den Leistungseintrag in den Zwischenkreis 18 zu unterbinden.The transistors of the high-voltage vehicle electrical system, in this case, for example, IGBTs, are transferred or commanded into the open state by a pulse-width-modulated drive, PWM for short. The period of time between violation of the voltage limit and opening of the transistors, ie the IGBTs, is in the microsecond range (μs range). As soon as the transistors or IGBTs are opened, the recuperation power is immediately limited. The residual energy in the motor windings, in particular in the coils, leads to a further increase in the intermediate circuit voltage. In the worst case, thus, the height of the DC link voltage UDC penetrate into an area where high-voltage components are damaged. Since the high-voltage component damage depends on the voltage level, different aging conditions result. In the synchronous machine PSM This gives the possibility of over the active short circuit AKS the phases U . V and W the power entry in the DC link 18 to prevent.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass bei einem Dreiphasenwechselstrom für die Synchronmaschine PSM alle drei Phasen U, V, W kurzgeschlossen werden. Damit kann ein sicheres Kurzschließen gewährleistet werden und der Zwischenkreiskondensator 16 der Synchronmaschine PSM steht zur Speicherung der von der Asynchronmaschine ASM generierten elektrischen Energie zur Verfügung.A further embodiment provides that in the case of a three-phase alternating current for the synchronous machine PSM all three phases U . V . W be shorted. This ensures safe short-circuiting and the DC link capacitor 16 the synchronous machine PSM is the storage of the asynchronous machine ASM Generated electrical energy available.

Das erfindungsgemäße Verfahren findet bevorzugt bei einem Bremsbetrieb des Fahrzeugs Anwendung. Dies bedeutet, dass insbesondere die Hochvolt-Batterie 10 während eines Bremsbetriebs des Fahrzeugs von dem Zwischenkreis 18 des Hochvolt-Leistungsmodul 50 elektrisch getrennt wird. Dabei kann der vorgegebenen Parameter als Ladezustand SOC der Hochvolt-Batterie 10, als Spannung UZK im Zwischenkreis 18 des Hochvolt-Leistungsmoduls 50, ein Rekuperationsmoment MRK, eine Rekuperationsleistung PRK und/oder als Temperatur T des Zwischenkreiskondensators 16 der Synchronmaschine PSM oder des Zwischenkreiskondensators 16 der Asynchronmaschine ASM definiert werden. Damit kann das Einleiten des aktiven Kurzschlusses AKS flexibel und situationsbedingt gesteuert werden.The method according to the invention is preferably used in a braking operation of the vehicle. This means that in particular the high-voltage battery 10 during a braking operation of the vehicle from the intermediate circuit 18 the high-voltage power module 50 is electrically disconnected. In this case, the predetermined parameter as a state of charge SOC the high-voltage battery 10 , as tension UDC in the intermediate circuit 18 the high-voltage power module 50 , a recuperation moment MRK , a recuperation service PRK and / or as temperature T of the DC link capacitor 16 the synchronous machine PSM or the DC link capacitor 16 the asynchronous machine ASM To be defined. This can be the initiation of the active short circuit AKS be controlled flexibly and situationally.

2 stellt den Load-Dump Fall dar, bei dem das Fahrzeug sich im Rekuperationsmodus befindet. In diesem Fall fließen die elektrischen Ströme I1 und I2 in die Zwischenkreiskondensatoren 16 der beiden Maschinen. Infolgedessen steigt die Spannung UZK im Zwischenkreis 18 des Hochvolt-Leistungsmodul 50 an und erreicht einen Schwellenwert, der softwareseitig oder hardwareseitig vorgegeben sein kann. Bei der Asynchronmaschine ASM ist häufig vorgesehen, dass bei Überschreiten dieses Schwellenwerts der Spannung eine Ersatzreaktion ausgelöst wird, bei der die Leistungstransistoren von einem getakteten Zustand in einen offenen Zustand überführt werden. Dabei wird das Rekuperationsmoment MRK beziehungsweise die Rekuperationsleistung PRK aufgehoben, da ein Magnetfeld im Stator und Rotor einer elektrischen Maschine der Asynchronmaschine ASM aufgelöst wird. Eine restliche induktive Energie der E-Maschine sowie des elektrischen Hochvoltleitungssatzes kann über Freilaufdioden der Leistungselektronik in die Zwischenkreiskondensatoren 16 des Hochvolt-Leistungsmoduls 50 gelangen. Dadurch steigt die Spannung UZK im Hochvolt-Leistungsmodul 50 weiter an. Dieser Energieeintrag durch die Asynchronmaschine ASM kann nicht direkt unterbunden werden. Betreffend die Asynchronmaschine ASM ist ein aktiver Kurzschluss AKS äußerst ungünstig, da bei der Asynchronmaschine ASM die auftretenden Kurzschlussströme deutlich größer sind als im Vergleich zur Synchronmaschine PSM. Aus diesem Grund wird der aktive Kurzschluss AKS bevorzugt ausschließlich bei der Synchronmaschine PSM durchgeführt. 2 represents the load-dump case where the vehicle is in recuperation mode. In this case, the electric currents flow I1 and I2 in the DC link capacitors 16 the two machines. As a result, the voltage increases UDC in the intermediate circuit 18 the high-voltage power module 50 and reaches a threshold, which may be predetermined by the software or hardware. At the asynchronous machine ASM It is often envisaged that when this threshold value of voltage is exceeded, a replacement reaction is triggered in which the power transistors are transferred from a clocked state to an open state. At the same time the recuperation moment becomes MRK or the recuperation power PRK canceled, as a magnetic field in the stator and rotor of an electrical machine of the asynchronous machine ASM is resolved. A residual inductive energy of the electric motor and the electrical high-voltage cable set can via freewheeling diodes of the power electronics in the DC link capacitors 16 the high-voltage power module 50 reach. This increases the tension UDC in the high-voltage power module 50 continue on. This energy input through the asynchronous machine ASM can not be stopped directly. Regarding the asynchronous machine ASM is an active short circuit AKS extremely unfavorable, because with the asynchronous machine ASM the occurring short-circuit currents are significantly greater than in comparison to the synchronous machine PSM , For this reason, the active short circuit AKS preferably exclusively in the synchronous machine PSM carried out.

Bei der Synchronmaschine PSM wird ebenfalls wie bei der Asynchronmaschine ASM aufgrund des Rekuperationsmoments MRK elektrische Energie gewonnen. Im Gegensatz zur Asynchronmaschine ASM kann die Synchronmaschine PSM durchaus kurzgeschlossen werden. Damit kann ein Energieeintrag der E-Maschine der Synchronmaschine PSM sehr schnell unterbunden werden. Beispielsweise können, nachdem ein vorgegebener Wert bezüglich der Spannung UZK des Zwischenkreises 18 des Hochvolt-Leistungsmoduls 50 erreicht wird, die Leistungstransistoren der Synchronmaschine PSM in den offenen Zustand geschaltet werden und kurz darauf der aktive Kurzschluss AKS eingeleitet werden. Dabei bedeutet der Ausdruck „kurz darauf“ „bis zu 50 Mikrosekunden“. Der aufgrund des aktiven Kurzschlusses AKS erzeugte Kurzschlussstrom ist bei der Synchronmaschine PSM um ein vielfaches geringer als bei der Asynchronmaschine ASM und kann somit gefahrlos eingeleitet werden. Im Fall des aktiven Kurzschlusses AKS werden die drei Phasen U, V und W der E-Maschine der Synchronmaschine PSM in der Leistungselektronik über die Leistungstransistoren gebrückt. Nach dem Einleiten des aktiven Kurzschlusses AKS wird keine elektrische Energie mehr in den Zwischenkreiskondensator 16 sowie in der Hochvolt-Leistungsmodul 50 transportiert.In the synchronous machine PSM is also like the asynchronous machine ASM due to the recuperation torque MRK gained electrical energy. In contrast to the asynchronous machine ASM can the synchronous machine PSM definitely be shorted. This can be an energy input of the electric motor of the synchronous machine PSM be stopped very quickly. For example, after a predetermined value with respect to the voltage UDC of the DC link 18 the high-voltage power module 50 is achieved, the power transistors of the synchronous machine PSM be switched to the open state and shortly thereafter the active short circuit AKS be initiated. The term "shortly thereafter" means "up to 50 microseconds". The due to the active short circuit AKS generated short-circuit current is in the synchronous machine PSM many times less than the asynchronous machine ASM and thus can be initiated safely. In case of active short circuit AKS become the three phases U . V and W the electric machine of the synchronous machine PSM bridged in the power electronics via the power transistors. After initiating the active short circuit AKS no electrical energy is left in the DC link capacitor 16 as well as in the high-voltage power module 50 transported.

Wie 2 beispielhaft andeutet zirkulieren die aufgrund des aktiven Kurzschlusses auftretenden Ströme zwischen der elektrischen Maschine des Synchronmotors PSM und des Motorinverters 12 im „Kreis“. Dies hat zur Folge, dass keine Spannung aufgrund der elektrischen Maschine des Synchronmotors in das Hochvolt-Leistungsmodul 50 gelangt. Somit liefert die Synchronmaschine PSM keinen zusätzlichen Beitrag für einen Anstieg der elektrischen Spannung UZK des Hochvolt-Leistungsmoduls 50. Damit kann jedoch der Zwischenkreiskondensator 16 der Synchronmaschine PSM sinnvoll genutzt werden. Beispielsweise kann bei einer 4x4 Fahrzeugvariante im Load-Dump Fall die elektrische Energie, die durch die Asynchronmaschine ASM erzeugt wird, mit Hilfe des Zwischenkreiskondensators 16 der Synchronmaschine PSM zumindest teilweise gespeichert werden. Ist beispielsweise die Asynchronmaschine ASM einer Vorderachse des Fahrzeugs zugeordnet und die Synchronmaschine PSM einer Hinterachse des Fahrzeugs zugeordnet, so kann mit Hilfe des aktiven Kurzschlusses AKS bei einem Load-Dump Fall die gewonnene elektrische Energie der Vorderachse effizienter gespeichert werden.As 2 By way of example, the currents occurring due to the active short circuit indicate circulating between the electrical machine of the synchronous motor PSM and the motor inverter 12 in the "circle". As a result, no voltage due to the electric machine of the synchronous motor in the high-voltage power module 50 arrives. Thus, the synchronous machine delivers PSM no additional contribution to an increase in electrical voltage UDC the high-voltage power module 50 , However, this can be the DC link capacitor 16 the synchronous machine PSM be used meaningfully. For example, in a 4x4 vehicle variant in the load-dump case, the electrical energy generated by the asynchronous machine ASM is generated, with the aid of the DC link capacitor 16 the synchronous machine PSM at least partially stored. Is for example the asynchronous machine ASM associated with a front axle of the vehicle and the synchronous machine PSM assigned to a rear axle of the vehicle, so can with the help of the active short circuit AKS In a load-dump case, the electrical energy gained from the front axle is stored more efficiently.

Wird beispielsweise bezogen auf die Hinterachse die vorgegebene Schwelle für die Spannung zum Umschalten sehr gering gewählt, beispielsweise z.B. 430 Volt, so wird ab 430 Volt der aktive Kurzschluss AKS eingeleitet. Aufgrund des frei werdenden Zwischenkreiskondensators 16 der Synchronmaschine PSM steht so quasi zusätzliche eine sehr große Speicherkapazität „umsonst“ zur Verfügung. Mithilfe dieser zusätzlichen Kapazität des Zwischenkreiskondensators 16 der Synchronmaschine PSM kann eine deutlich größere Rekuperationsleistung PRK, die von der Asynchronmaschine ASM erzielbar ist, gespeichert werden. Dadurch können bisher vorhandene Schranken beziehungsweise Einschränkungen während des Rekuperationsbetriebs überwunden werden. Durch das Nutzen der Zwischenkreiskapazität 16 der Synchronmaschine PSM kann ein deutlich größerer Teil der von der Asynchronmaschine ASM rückgewonnen elektrischen Energie gespeichert werden. Dabei wird vorzugsweise eine maximale Spannung von 500 Volt (Gleichstrom) nicht überschritten. Ohne das gezielte Einleiten des aktiven Kurzschlusses AKS muss bei der Asynchronmaschine ASM im Load-Dump Fall ein sehr großer Sicherheitsabstand hinsichtlich des Spannungsniveaus eingehalten werden, was jedoch dazu führt, dass die maximale Rekuperationsleistung nicht erzielt werden kann.If, for example, based on the rear axle, the predetermined threshold for the voltage to switch selected very low, for example, for example, 430 volts, so from 430 volts, the active short circuit AKS initiated. Due to the freewheeling DC link capacitor 16 the synchronous machine PSM There is an additional, very large storage capacity available "free of charge". With the help of this additional capacitance of the DC link capacitor 16 the synchronous machine PSM can a much greater recuperation performance PRK that from the asynchronous machine ASM is achievable, stored. As a result, previously existing barriers or restrictions can be overcome during the Rekuperationsbetriebs. By using the DC link capacity 16 the synchronous machine PSM can be a much larger part of the asynchronous machine ASM recovered electrical energy can be stored. In this case, a maximum voltage of 500 volts (DC) is preferably not exceeded. Without the targeted initiation of the active short circuit AKS must be at the asynchronous machine ASM In the load-dump case, a very large safety margin in terms of voltage levels are met, but this means that the maximum Rekuperationsleistung can not be achieved.

Dies bedeutet, dass mithilfe des gezielten Einleitens des aktiven Kurzschlusses AKS die Speicherkapazität beziehungsweise Speicherfähigkeit im Fall des Load-Dump Falls deutlich erhöht werden kann. Somit kann die Hochvolt-Batterie 10 im Load-Dump Fall deutlich effizienter aufgeladen werden. Damit kann eine Gesamtreichweite des Elektrofahrzeugs gesteigert werden. Somit kann die hier dargestellte Lösung dazu beitragen, die Reichweite von Elektrofahrzeugen zu steigern und somit eine größere Akzeptanz von Elektrofahrzeugen gegenüber Kunden zu erzeugen. Ist der vorgegebene Schwellenwert betreffend die Spannung in dem Hochvolt-Leistungsmodul 50 intelligent gewählt, so entsteht de facto „umsonst“ eine zusätzliche Energiespeicherkapazität. Diese zusätzliche Energiespeicherkapazität kann dazu genutzt werden, dass die Asynchronmaschine ASM hinsichtlich ihrer erzeugten Rekuperationsleistung PRK nicht beschränkt werden muss. Dadurch kann die Bremsenergie des Elektrofahrzeugs besser ausgenutzt werden. Dies kann zu einer größeren Reichweite des Elektrofahrzeugs sowie zu einem größeren Wirkungsgrad für das Elektrofahrzeug führen. Im Fall von 2 stellt der rechte Zwischenkreiskondensator 16 die zusätzliche Energiespeichermöglichkeit dar. Diese kann mithilfe des aktiven Kurzschlusses AKS wie zuvor beschrieben sinnvoll genutzt werden.This means that by means of the targeted initiation of the active short circuit AKS the storage capacity or storage capacity in the Case of load-dump case can be increased significantly. Thus, the high-voltage battery 10 be charged much more efficiently in the load-dump case. Thus, a total range of the electric vehicle can be increased. Thus, the solution presented here can help to increase the range of electric vehicles and thus generate greater acceptance of electric vehicles to customers. Is the predetermined threshold regarding the voltage in the high voltage power module 50 Intelligently selected, this creates de facto "free" an additional energy storage capacity. This additional energy storage capacity can be used to power the asynchronous machine ASM in terms of their generated Rekuperationsleistung PRK does not have to be limited. As a result, the braking energy of the electric vehicle can be better utilized. This can lead to a greater range of the electric vehicle and a greater efficiency for the electric vehicle. In case of 2 represents the right DC link capacitor 16 the additional energy storage option. This can be done using the active short circuit AKS be used as described above meaningful.

Der aktive Kurzschluss wird insbesondere mittels einer Kurzschlusseinheit KZE realisiert. 3 zeigt deutlich, dass die Kurzschlusseinheit KZE in Abhängigkeit von mehreren Parametern den aktiven Kurzschluss AKS steuern beziehungsweise regeln kann. Zu diesen Parametern gehören der Ladezustand der Batterie SOC, die Spannung UZK des Hochvolt-Leistungsmoduls 50, die Rekuperationsleistung PRK, das Rekuperationsmoment MRK sowie die Temperatur des Zwischenkreiskondensators 16. All diese Parameter können von der Kurzschlusseinheit KZE zum Ermitteln eines optimalen Umschaltpunkts der Synchronmaschine PSM berücksichtigt werden. Der Umschaltpunkt der Synchronmaschine PSM ist insbesondere jener Punkt, bei dem der aktive Kurzschluss AKS eingeleitet wird. Das Ermitteln dieses Umschaltpunkts kann mithilfe einer entsprechenden Logik oder eines neuronalen Netzes erfolgen. Damit kann die Kurzschlusseinheit KZE den Umschaltpunkt für den aktiven Kurzschluss AKS flexibel und situationsgerecht bestimmen. Mittels des variablen Umschaltpunkts betreffend den aktiven Kurzschluss AKS kann die Energierückgewinnung im Load-Dump Fall weiter optimiert werden.The active short circuit is in particular by means of a short-circuit unit KZE realized. 3 clearly shows that the short-circuit unit KZE depending on several parameters the active short circuit AKS can control or regulate. These parameters include the state of charge of the battery SOC , the voltage UDC the high-voltage power module 50 , the recuperation power PRK , the recuperation moment MRK as well as the temperature of the DC link capacitor 16 , All these parameters can be obtained from the short circuit unit KZE for determining an optimal switching point of the synchronous machine PSM be taken into account. The switching point of the synchronous machine PSM is in particular that point where the active short circuit AKS is initiated. This switching point can be determined by means of a corresponding logic or a neural network. This allows the short-circuit unit KZE the switching point for the active short circuit AKS determine flexibly and appropriate to the situation. By means of the variable switching point concerning the active short circuit AKS Energy recovery can be further optimized in the load-dump case.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Hochvolt-BatterieHigh-voltage battery
1212
Motorinvertermotor inverter
1414
HochvoltschützeHigh-voltage contactors
1616
ZwischenkreiskondensatorLink capacitor
1818
ZwischenkreisDC
5050
Hochvolt-LeistungsmodulHigh voltage power module
AKSAKS
aktiver Kurzschlussactive short circuit
ASMASM
Asynchronmaschineasynchronous
11, 12, 1311, 12, 13
Stromflüsse im Hochvolt-LeistungsmodulCurrent flows in the high-voltage power module
KZEKZE
KurzschlusseinheitShort-circuit unit
MRKMRK
Rekuperationsmomentrecuperation
PRKPRK
RekuperationsleistungRekuperationsleistung
PSMPSM
Synchronmaschinesynchronous machine
SOCSOC
LadezustandSOC
TT
Temperaturtemperature
U, V, WAND MANY MORE
Phasen des DreiphasenwechselstromsPhases of the three-phase alternating current
UZKUDC
Spannung im Hochvolt-LeistungsmodulVoltage in the high-voltage power module
IAKIAK
KurzschlussstromShort circuit current

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102018000870 A1 [0004]DE 102018000870 A1 [0004]
  • DE 102009049623 A1 [0005]DE 102009049623 A1 [0005]

Claims (6)

Verfahren zum Speichern elektrischer Energie in einem Hochvolt-Leistungsmodul (50) für ein Fahrzeug, wobei das Hochvolt-Leistungsmodul (50) eine Hochvolt-Batterie (10), eine Asynchronmaschine (ASM) für eine erste Achse des Fahrzeugs und eine Synchronmaschine (PSM) für eine zweite Achse des Fahrzeugs aufweist, gekennzeichnet durch: a) Elektrisches Trennen der Hochvolt-Batterie (10) von dem Hochvolt-Leistungsmodul (50) des Fahrzeugs während eines Betriebs der Asynchronmaschine (ASM) und der Synchronmaschine (PSM), b) Erfassen eines Werts eines vorgegebenen Parameters des Hochvolt-Leistungsmoduls (50) und Vergleichen des Werts mit einem vorgegebenen Schwellenwert, c) Umschalten der Synchronmaschine (PSM) in einen Kurzschlussbetrieb, in dem die Synchronmaschine (PSM) elektrisch kurzgeschlossen ist, in Abhängigkeit von dem Vergleichen, um einen Zwischenkreiskondensator (16) der Synchronmaschine (PSM) zum Speichern der elektrischen Energie zu nutzen.Method for storing electrical energy in a high-voltage power module (50) for a vehicle, wherein the high-voltage power module (50) comprises a high-voltage battery (10), an asynchronous machine (ASM) for a first axle of the vehicle and a synchronous machine (PSM) for a second axle of the vehicle, characterized by : a) electrically disconnecting the high voltage battery (10) from the high voltage power module (50) of the vehicle during asynchronous machine (ASM) and synchronous machine (PSM) operation, b) sensing a value of a predetermined parameter of the high-voltage power module (50) and comparing the value with a predetermined threshold value, c) switching the synchronous machine (PSM) into a short-circuit operation in which the synchronous machine (PSM) is electrically short-circuited, depending on the comparison, to use a DC link capacitor (16) of the synchronous machine (PSM) to store the electrical energy. Verfahren nach Anspruch 1, wobei nach dem elektrischen Trennen der Hochvolt-Batterie (10) ein getaktetes Schaltelement der Asynchronmaschine (ASM) in einen geöffneten Zustand geschaltet wird.Method according to Claim 1 , wherein after the electrical disconnection of the high-voltage battery (10), a clocked switching element of the asynchronous machine (ASM) is switched to an open state. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei einem Dreiphasenwechselstrom für die Synchronmaschine (PSM) alle drei Phasen (U, V, W) kurzgeschlossen werden.Method according to one of the preceding claims, wherein in a three-phase alternating current for the synchronous machine (PSM) all three phases (U, V, W) are short-circuited. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hochvolt-Batterie (10) während eines Bremsbetriebs des Fahrzeugs von dem Hochvolt-Leistungsmodul (50) elektrisch getrennt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the high-voltage battery (10) is electrically disconnected from the high-voltage power module (50) during a braking operation of the vehicle. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der vorgegebene Parameter als Ladezustand (SOC) der Hochvolt-Batterie, als Spannung (UZK) in dem Hochvolt-Leistungsmodul (50), ein Rekuperationsmoment (MRK), eine Rekuperationsleistung (PRK) und/oder als eine Temperatur (T) des Zwischenkreiskondensators (16) der Synchronmaschine (PSM) oder eines Zwischenkreiskondensators (16) der Asynchronmaschine (ASM) definiert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the predetermined parameter as the state of charge (SOC) of the high-voltage battery, a voltage (UZK) in the high-voltage power module (50), a recuperation (MRK), a Rekuperationsleistung (PRK) and / or as a temperature (T) of the intermediate circuit capacitor (16) of the synchronous machine (PSM) or of an intermediate circuit capacitor (16) of the asynchronous machine (ASM) is defined. Hochvolt-Leistungsmodul (50) zum Speichern elektrischer Energie, mit - einer Hochvolt-Batterie (10), welche von dem Hochvolt-Leistungsmodul (50) elektrisch trennbar ist, - einer Asynchronmaschine (ASM), - einer Synchronmaschine (PSM), die einen Zwischenkreiskondensator (16) aufweist, und - einer Kurzschlusseinheit (KZE), die ausgestaltet ist, * einen Wert eines vorgegebenen Parameters des Hochvolt-Leistungsmoduls (50) in einem Zustand, in welchem die Hochvolt-Batterie (10) elektrisch von dem Hochvolt-Leistungsmodul (50) getrennt ist, zu erfassen und diesen Wert mit einem vorgegebenen Schwellenwert zu vergleichen, und * die Synchronmaschine (PSM) in Abhängigkeit von dem Vergleichen in einen Kurzschlussbetrieb umzuschalten, in dem die Synchronmaschine (PSM) kurzgeschlossen ist, um den Zwischenkreiskondensator (16) der Synchronmaschine (PSM) zum Speichern der elektrischen Energie zu nutzen.High-voltage power module (50) for storing electrical energy, with a high-voltage battery (10) which is electrically separable from the high-voltage power module (50), an asynchronous machine (ASM), - A synchronous machine (PSM) having a link capacitor (16), and a short circuit unit (KZE), which is designed to detect a value of a predetermined parameter of the high-voltage power module (50) in a state in which the high-voltage battery (10) is electrically disconnected from the high-voltage power module (50) and to compare this value with a predetermined threshold value; and * to switch the synchronous machine (PSM) into a short-circuit operation in response to the comparison in which the synchronous machine (PSM) is short-circuited to use the DC link capacitor (16) of the synchronous machine (PSM) to store the electrical energy.
DE102019002781.7A 2019-04-16 2019-04-16 A method of storing electrical energy in a high voltage power module for a vehicle and high voltage power module for storing electrical energy Withdrawn DE102019002781A1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102022128275A1 (en) 2022-10-25 2024-04-25 Elringklinger Ag Control method for a HV contactor in a battery storage system and control device for its implementation

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DE102022128275A1 (en) 2022-10-25 2024-04-25 Elringklinger Ag Control method for a HV contactor in a battery storage system and control device for its implementation

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