DE102019203703A1 - Elektrische Maschine, Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine, Ladesystem - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine (7), insbesondere eines Kraftfahrzeugs (1), mit einem Rotor (13), der drehfest auf einer Antriebswelle (9) angeordnet/anordenbar ist, mit einer Statorwicklung (14) eines Stators (34), die zumindest drei Phasen (15,16,17) aufweist, wobei zumindest eine erste der Phasen (15) zumindest einen ersten Wicklungsteil (15.1) und einen zweiten Wicklungsteil (15.2) aufweist, und mit einer Schalteinrichtung (12), die eine erste Schaltstellung und eine zweite Schaltstellung derart aufweist, dass in der ersten Schaltstellung der erste Wicklungsteil (15.1) und der zweite Wicklungsteil (15.2) mit einem ersten elektrischen Energiespeicher (18) verbunden sind, und in der zweiten Schaltstellung der erste Wicklungsteil (15.1) mit dem ersten Energiespeicher (18) verbunden und der zweite Wicklungsteil (15.2) von dem ersten Energiespeicher (18) getrennt ist. Es ist vorgesehen, dass zumindest die erste Phase (15) einen dritten Wicklungsteil (15.3) aufweist, der zumindest in der zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung (12) mit einem zweiten elektrischen Energiespeicher (20) verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Rotor, der drehfest auf einer Antriebswelle angeordnet/anordenbar ist, mit einer Statorwicklung eines Stators, die zumindest drei Phasen aufweist, wobei zumindest eine erste der Phasen zumindest einen ersten Wicklungsteil und einen zweiten Wicklungsteil aufweist, und mit einer Schalteinrichtung, die eine erste Schaltstellung und eine zweite Schaltstellung derart aufweist, dass in der ersten Schaltstellung der erste Wicklungsteil und der zweite Wicklungsteil mit einem ersten elektrischen Energiespeicher verbunden und in der zweiten Schaltstellung der erste Wicklungsteil mit dem ersten Energiespeicher verbunden und der zweite Wicklungsteil von dem ersten Energiespeicher getrennt ist.
  • Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben der oben genannten elektrischen Maschine.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Ladesystem mit einem Stromnetz und mit der oben genannten elektrischen Maschine.
  • Stand der Technik
  • Elektrische Maschinen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart beispielsweise die Offenlegungsschrift WO 2011/159241 A1 eine elektrische Maschine mit einem Rotor und mit einer Statorwicklung eines Stators. Die Statorwicklung weist drei Phasen auf und ist derart um den Rotor verteilt angeordnet, dass der Rotor durch ein geeignetes Bestromen der Statorwicklung beziehungsweise der Phasen angetrieben beziehungsweise gedreht werden kann.
  • Die vorbekannte elektrische Maschine umfasst außerdem eine Schalteinrichtung, die eine erste Schaltstellung und eine zweite Schaltstellung aufweist. In der ersten Schaltstellung der Schalteinrichtung sind sowohl ein erster Wicklungsteil als auch ein zweiter Wicklungsteil zumindest einer ersten der Phasen elektrisch mit einem Energiespeicher verbunden. Somit sind in der ersten Schaltstellung sowohl der erste Wicklungsteil als auch der zweite Wicklungsteil der ersten Phase durch den Energiespeicher bestrombar. Bei dem ersten Wicklungsteil und dem zweiten Wicklungsteil der Phase handelt es sich dabei um der ersten Phase zugeordnete unterschiedliche Abschnitte der Statorwicklung. In der zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung ist der erste Wicklungsteil der ersten Phase mit dem Energiespeicher verbunden und der zweite Wicklungsteil der ersten Phase elektrisch von dem Energiespeicher getrennt, sodass auch der erste Wicklungsteil und der zweite Wicklungsteil elektrisch voneinander getrennt sind. Der elektrisch von dem Energiespeicher getrennte zweite Wicklungsteil ist dabei in der zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung mit einem Stromnetz verbindbar, sodass der mit dem Stromnetz verbundene zweite Wicklungsteil durch das Stromnetz bestrombar ist. Wird der zweite Wicklungsteil durch das Stromnetz bestromt, so wird in den mit dem zweiten Wicklungsteil induktiv gekoppelten ersten Wicklungsteil eine elektrische Spannung induziert, durch die der mit dem ersten Wicklungsteil verbundene Energiespeicher aufladbar ist. In der zweiten Schaltstellung sind der erste Wicklungsteil und der zweite Wicklungsteil demnach galvanisch getrennt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass ein energieeffizientes Aufladen des Energiespeichers beziehungsweise ersten Energiespeichers einerseits und eines weiteren, zweiten elektrischen Energiespeichers andererseits möglich ist. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass zumindest die erste Phase einen dritten Wicklungsteil aufweist, der zumindest in der zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung mit dem zweiten Energiespeicher verbunden ist. Es wird dabei davon ausgegangen, dass auch der dritte Wicklungsteil mit dem zweiten Wicklungsteil induktiv gekoppelt ist. Wird also in der zweiten Schaltstellung an den zweiten Wicklungsteil eine elektrische Spannung angelegt, beispielsweise mittels des Stromnetzes, so wird auch in den dritten Wicklungsteil eine elektrische Spannung induziert, sodass der zweite Energiespeicher durch die in den dritten Wicklungsteil induzierte Spannung aufladbar ist. Dabei wird weiterhin davon ausgegangen, dass zumindest in der zweiten Schaltstellung der dritte Wicklungsteil von dem ersten Energiespeicher elektrisch beziehungsweise galvanisch getrennt ist und der erste Wicklungsteil von dem zweiten Energiespeicher elektrisch beziehungsweise galvanisch getrennt ist. Vorzugsweise ist der dritte Wicklungsteil auch in der ersten Schaltstellung der Schalteinrichtung mit dem zweiten Energiespeicher verbunden und von dem ersten Energiespeicher getrennt. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass in der ersten Schaltstellung der Schalteinrichtung elektrische Energie von dem ersten Energiespeicher auf den zweiten Energiespeicher und umgekehrt induktiv übertragbar ist. Außerdem sind dann in der ersten Schaltstellung Bestandteile der Statorwicklung durch den ersten und durch den zweiten Energiespeicher bestrombar, sodass der Rotor durch elektrische Energie beider Energiespeicher antreibbar ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der zweite Wicklungsteil zumindest in der zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung mit einem Stromnetzanschluss zur Kontaktierung mit einem Stromnetz, insbesondere Wechselstromnetz, verbunden ist. Bei dem Stromnetzanschluss handelt es sich beispielsweise um eine Steckdose des Kraftfahrzeugs, die dazu ausgebildet ist, einen mit dem Stromnetz verbundenen Stecker aufzunehmen. Mittels des Stromnetzanschlusses ist die Kontaktierung mit dem Stromnetz und somit das Aufladen des ersten und des zweiten Energiespeichers mittels des Stromnetzes zuverlässig gewährleistet.
  • Vorzugsweise weist die elektrische Maschine ein Schaltmodul, insbesondere Brückenschaltung auf, wobei in der ersten Schaltstellung der Schalteinrichtung sowohl der erste Wicklungsteil als auch der zweite Wicklungsteil durch das Schaltmodul mit dem ersten Energiespeicher verbunden sind. Der erste Wicklungsteil und der zweite Wicklungsteil sind dann in der ersten Schaltstellung der Schalteinrichtung vorzugsweise in Reihe geschaltet. Die Schalteinrichtung ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel derart ausgebildet, dass sie beim Umschalten von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung den zweiten Wicklungsteil elektrisch von dem ersten Wicklungsteil und dem Schaltmodul trennt. Eine derartige Schalteinrichtung geht beispielsweise aus der eingangs genannten Offenlegungsschrift WO 2011/159241 A1 hervor. Aus dem Vorsehen eines Schaltmoduls, das in der ersten Schaltstellung den ersten und den zweiten Wicklungsteil mit dem ersten Energiespeicher verbindet, ergibt sich der Vorteil, dass nur eine geringe Anzahl an Bauteilen zur Verbindung beider Wicklungsteile mit dem ersten Energiespeicher notwendig ist. Außerdem wird eine synchrone Bestromung des ersten und des zweiten Wicklungsteils mittels des ersten Energiespeichers durch das Vorsehen des einen Schaltmoduls gewährleistet. Das Schaltmodul ist dabei Teil einer Leistungselektronik, insbesondere eines Inverters, der elektrischen Maschine.
  • Alternativ dazu ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Maschine ein erstes Schaltmodul, insbesondere Brückenschaltung, und ein zweites Schaltmodul, insbesondere Brückenschaltung, aufweist, wobei in der ersten Schaltstellung der Schalteinrichtung der erste Wicklungsteil durch das erste Schaltmodul und der zweite Wicklungsteil durch das zweite Schaltmodul mit dem ersten Energiespeicher verbunden ist. Sowohl das erste Schaltmodul als auch das zweite Schaltmodul sind gemäß dieser Ausführungsform Teil einer Leistungselektronik, insbesondere eines Inverters, der elektrischen Maschine. In diesem Fall ergibt sich der Vorteil, dass der erste Wicklungsteil und der zweite Wicklungsteil ausgehend von der ersten Schaltstellung technisch einfach voneinander trennbar sind. Das erste Schaltmodul und das zweite Schaltmodul sind hierzu in der ersten Schaltstellung vorzugsweise parallel zueinander geschaltet, sodass auch der erste Wicklungsteil und der zweite Wicklungsteil parallel zueinander geschaltet sind. Zur Ausbildung der Schalteinrichtung sind dann lediglich Schaltelemente notwendig, die die parallel zueinander geschalteten Schaltmodule elektrisch voneinander trennen. Durch das Vorsehen von zwei Schaltmodulen wird außerdem die Redundanz der Maschine im Antriebsmodus gesteigert. Die beiden Schaltmodule müssen demnach - verglichen mit dem Vorhandensein nur eines Schaltmoduls - weniger elektrische Energie leiten, sodass eine Dimensionierung der Schaltmodule verringerbar ist.
  • Außerdem ergibt sich der Vorteil, dass das zweite Schaltmodul in der zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung als Wechselrichter fungieren kann, sodass durch das zweite Schaltmodul eine an dem zweiten Schaltmodul anliegende Gleichspannung in eine Wechselspannung mit einer wählbaren Frequenz wandelbar ist. Beispielsweise ist eine anliegende Gleichspannung in eine Wechselspannung, die eine für das Laden der Energiespeicher vorteilhafte Frequenz aufweist, wandelbar.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest die erste Phase einen vierten Wicklungsteil aufweist, der zumindest in der zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung mit noch einem weiteren, dritten Energiespeicher verbunden ist. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass ein weiterer Energiespeicher, nämlich der dritte Energiespeicher, durch ein Bestromen des zweiten Wicklungsteils, beispielsweise mittels des Stromnetzes, aufladbar ist. Hierzu sind auch der zweite Wicklungsteil und der vierte Wicklungsteil induktiv miteinander gekoppelt. Der zweite Wicklungsteil und der vierte Wicklungsteil sind also galvanisch voneinander getrennt.
  • Vorzugsweise unterscheidet sich eine Nennspannung des ersten Energiespeichers von einer Nennspannung des zweiten Energiespeichers und/oder von einer Nennspannung des dritten Energiespeichers. Dabei ist unter der Nennspannung die elektrische Spannung zu verstehen, die durch den jeweiligen Energiespeicher im Normalbetrieb des Energiespeichers bereitgestellt wird. Vorzugsweise ist der erste Energiespeicher als Traktionsbatterie beziehungsweise als Hochspannungsenergiespeicher ausgebildet. Bei dem zweiten Energiespeicher handelt es sich vorzugsweise um einen Niedrigspannungsenergiespeicher, der insbesondere eine Nennspannung von 8 bis 15 V, besonders bevorzugt von 12 V, aufweist. Bei dem dritten Energiespeicher handelt es sich vorzugsweise um einen Mittelspannungsenergiespeicher, der insbesondere eine Nennspannung von 40 V bis 60 V, besonders bevorzugt von 48 V, aufweist. Alternativ dazu handelt es sich bei dem zweiten Energiespeicher um einen Mittelspannungsenergiespeicher und/oder bei dem dritten Energiespeicher um einen Niedrigspannungsenergiespeicher. Vorzugsweise ist der zweite und/oder der dritte Energiespeicher dazu ausgebildet, ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie zu versorgen, sodass beispielsweise Steuergeräte und Displays durch mittels des zweiten beziehungsweise des dritten Energiespeichers bereitgestellter elektrischer Energie betrieben werden können.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Quotient einer Gesamtlänge des ersten Wicklungsteils und einer Gesamtlänge des dritten Wicklungsteils zumindest im Wesentlichen einem Quotient aus der Nennspannung des ersten Energiespeichers und der Nennspannung des zweiten Energiespeichers entspricht. Dabei können sich die beiden Nennspannungen wie oben beschrieben voneinander unterscheiden. Alternativ dazu weisen der erste Energiespeicher und der zweite Energiespeicher die gleiche Nennspannung auf. Dadurch, dass der Quotient der Gesamtlänge des ersten Wicklungsteils und der Gesamtlänge des dritten Wicklungsteils dem Quotient aus der Nennspannung des ersten Energiespeichers und der Nennspannung des zweiten Energiespeichers entspricht, wird erreicht, dass beim Anlegen einer elektrischen Spannung an dem ersten Wicklungsteil mittels des ersten Energiespeichers, deren Höhe der Nennspannung des ersten Energiespeichers entspricht, eine Spannung in den dritten Wicklungsteil induziert wird, deren Höhe der Nennspannung des zweiten Energiespeichers entspricht, sodass diese Spannung zum Aufladen des zweiten Energiespeichers vorteilhaft geeignet ist. Entsprechendes gilt, wenn durch den zweiten Energiespeicher eine Spannung an dem dritten Wicklungsteil angelegt wird, sodass dann eine Spannung in den ersten Wicklungsteil induziert wird, deren Höhe der Nennspannung des ersten Energiespeichers entspricht.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Gesamtlänge des zweiten Wicklungsteils einer Summe der Gesamtlängen der Wicklungsteile, die in der zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung mit einem der Energiespeicher verbunden sind, entspricht. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass beim induktiven Aufladen des ersten Energiespeichers und des zweiten Energiespeichers und des optional vorhandenen dritten Energiespeichers mittels des Stromnetzes in den ersten Wicklungsteil, den dritten Wicklungsteil und optional den vierten Wicklungsteil jeweils eine elektrische Spannung induziert wird, deren Betrag jeweils der Nennspannung des ersten, des zweiten beziehungsweise des dritten Energiespeichers entspricht.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Maschine einen Gleichrichter aufweist, wobei das zweite Schaltmodul in der zweiten Schaltstellung mittels des Gleichrichters mit dem Stromnetzanschluss verbunden/verbindbar ist. Durch den Gleichrichter wird gewährleistet, dass eine durch das Stromnetz bereitgestellte Wechselspannung durch den Gleichrichter in eine Gleichspannung gewandelt wird, sodass dann das zweite Schaltmodul die Gleichspannung in eine Wechselspannung mit einer vorteilhaften Frequenz wandeln kann.
  • Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass zumindest die erste Phase einen fünften Wicklungsteil aufweist, wobei der fünfte Wicklungsteil in der ersten Schaltstellung durch eine Schalteinheit, die insbesondere eine H-Brücke aufweist, mit dem ersten Energiespeicher verbunden ist, und wobei das zweite Schaltmodul in der zweiten Schaltstellung durch die Schalteinheit mit dem Stromnetzanschluss derart verbunden/verbindbar ist, dass die Schalteinheit den Gleichrichter ausbildet. Auch die Schalteinheit ist Teil der Leistungselektronik, insbesondere eines Inverters, der elektrischen Maschine. Durch das zusätzliche Vorsehen des fünften Wicklungsteils und der Schalteinheit, durch die der fünfte Wicklungsteil ansteuerbar ist, wird die Redundanz der elektrischen Maschine im Antriebsmodus weiter gesteigert. Die Schaltmodule müssen demnach weniger elektrische Energie leiten, sodass eine Dimensionierung der Schaltmodule verringerbar ist. Dadurch, dass die Schalteinheit in der zweiten Schaltstellung den Gleichrichter ausbildet, ist das Vorsehen eines zusätzlichen Gleichrichters zum Umwandeln einer durch das Stromnetz bereitgestellten Wechselspannung in eine Gleichspannung nicht notwendig. Vorzugsweise wird auf einen derartigen zusätzlichen Gleichspannungswandler verzichtet.
  • Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass der Stromnetzanschluss mit einer Mitte des fünften Wicklungsteils verbunden/verbindbar ist. Dies ist derart zu verstehen, dass eine Verbindungsstelle des fünften Wicklungsteils, mit der der Stromnetzanschluss verbindbar/verbunden ist, derart die Mitte des fünften Wicklungsteils ausbildet, dass ein auf der einen Seite der Verbindungsstelle gelegener Abschnitt des fünften Wicklungsteils und ein auf der anderen Seite der Verbindungsstelle gelegener Abschnitt des fünften Wicklungsteils gleichlang sind. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass zumindest durch den fünften Wicklungsteil beim Laden des ersten und/oder des zweiten Energiespeichers durch eine mittels des Stromnetzes bereitgestellte elektrische Spannung kein Drehmoment auf den Rotor ausgeübt wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest eine weitere der Phasen, vorzugsweise alle der Phasen, einen ersten Wicklungsteil, einen zweiten Wicklungsteil und einen dritten Wicklungsteil aufweist, wobei in der ersten Schaltstellung der Schalteinrichtung der erste Wicklungsteil und der zweite Wicklungsteil mit dem ersten Energiespeicher verbunden sind, wobei in der zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung der erste Wicklungsteil mit dem ersten Energiespeicher verbunden und der zweite Wicklungsteil von dem ersten Energiespeicher getrennt ist, und wobei der dritte Wicklungsteil zumindest in der zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung mit dem zweiten Energiespeicher verbunden ist. Zumindest die weitere der Phasen entspricht also bezüglich ihrer Ausbildung der ersten der Phasen. Vorgenannte vorteilhafte Ausführungsformen, die die erste der Phasen betreffen, gelten vorzugsweise auch für die weitere der Phasen beziehungsweise für alle der Phasen.
  • Vorzugsweise ist die elektrische Maschine derart ausgebildet, dass beim Laden des ersten Energiespeichers, des zweiten Energiespeichers und/oder des dritten Energiespeichers mittels des Stromnetzes durch den Rotor kein Drehmoment erzeugt wird. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine hierzu als Asynchronmaschine (ASM) oder als elektrisch erregte Synchronmaschine (ESM) ausgebildet. Daraus ergibt sich einerseits der Vorteil, dass ein Verschleiß der elektrischen Maschine beziehungsweise des Rotors verringert wird. Außerdem wird eine Effizienz der Energieübertragung beim Laden der Energiespeicher gesteigert, verglichen mit Ausführungsformen der elektrischen Maschine, gemäß denen der Rotor beim Laden der Energiespeicher mittels des Stromnetzes angetrieben beziehungsweise gedreht wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine, die einen Rotor, der drehfest auf einer Antriebswelle angeordnet ist, eine Statorwicklung eines Stators, die zumindest drei Phasen aufweist, wobei zumindest eine erste der Phasen zumindest einen ersten Wicklungsteil, einen zweiten Wicklungsteil und einen dritten Wicklungsteil umfasst, und eine Schalteinrichtung aufweist, die eine erste Schaltstellung und eine zweite Schaltstellung derart aufweist, dass in der ersten Schaltstellung der Schalteinrichtung der erste Wicklungsteil und der zweite Wicklungsteil mit einem ersten elektrischen Energiespeicher verbunden sind und der dritte Wicklungsteil mit einem zweiten elektrischen Energiespeicher verbunden ist, insbesondere der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine, zeichnet sich mit den Merkmalen des Anspruchs 14 dadurch aus, dass beim Umschalten der Schalteinrichtung von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung der zweite Wicklungsteil von dem ersten Energiespeicher elektrisch getrennt wird. Auch daraus ergeben sich die bereits genannten Vorteile. Weitere bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.
  • Das erfindungsgemäße Ladesystem zeichnet sich mit den Merkmalen des Anspruchs 15 durch ein Stromnetz und durch die erfindungsgemäße elektrische Maschine aus, wobei zumindest der zweite Wicklungsteil zum Laden des ersten Energiespeichers, des zweiten Energiespeichers und/oder des dritten Energiespeichers in der zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung elektrisch mit dem Stromnetz verbunden/verbindbar ist. Insbesondere handelt es sich bei dem Stromnetz um ein Wechselstromnetz oder ein Gleichstromnetz. Auch daraus ergeben sich die bereits genannten Vorteile. Weitere bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche und entsprechende Elemente in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Dazu zeigen
    • 1 ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine in einer schematischen Darstellung,
    • 2 eine erste schematische Detailansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der elektrischen Maschine,
    • 3 eine zweite schematische Detailansicht des ersten Ausführungsbeispiels der elektrischen Maschine,
    • 4 eine schematische Detailansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der elektrischen Maschine, und
    • 5 eine schematische Detailansicht eines dritten Ausführungsbeispiel der elektrischen Maschine.
  • 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Kraftfahrzeug 1. Das Kraftfahrzeug 1 weist vorliegend vier Räder 2 und 3 auf, wobei die Räder 2 einer Vorderradachse 4 und die Räder 3 einer Hinterradachse 5 zugeordnet sind. Außerdem weist das Kraftfahrzeug 1 eine Antriebsanordnung 6 mit einer elektrischen Maschine 7 auf. Die Maschine 7 ist gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel durch ein Differentialgetriebe 8 und Wellen 9, 10 und 11 mit den Rädern 2 der Vorderradachse 4 verbunden, sodass die Räder 2 durch die Maschine 7 antreibbar sind. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen ist die elektrische Maschine 7 mit den Rädern 3 der Hinterradachse 5 oder sowohl mit den Rädern 2 als auch mit den Rädern 3 verbunden. Gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Maschine 7 mit nur einem der Räder 2 oder 3 verbunden und insbesondere in dieses Rad 2 oder 3 integriert.
  • Die Maschine 7 weist außerdem eine Schalteinrichtung 12 auf, deren Funktion mit Bezug auf die 2 bis 5 im Folgenden erläutert wird.
  • Hierzu zeigt 2 eine erste Detailansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der elektrischen Maschine 7. Die Maschine 7 weist einen Rotor 13 auf, der drehfest auf einer Antriebswelle, vorliegend der die Maschine 7 mit dem Differentialgetriebe 8 verbindenden Welle 9, angeordnet ist. Außerdem weist die Maschine 7 einen Stator 34 mit einer Statorwicklung 14 auf, die derart um den Rotor 13 verteilt angeordnet ist, dass der Rotor 13 durch ein geeignetes Bestromen der Statorwicklung 14 antreibbar beziehungsweise drehbar ist.
  • Die Statorwicklung 14 weist vorliegend drei Phasen 15, 16 und 17 auf. Im Folgenden wird die Phase 15 als erste Phase 15, die Phase 16 als zweite Phase 16 und die Phase 17 als dritte Phase 17 bezeichnet. Jede der Phasen 15, 16 und 17 weist zumindest einen ersten Wicklungsteil 15.1, 16.1 beziehungsweise 17.1, einen zweiten Wicklungsteil 15.2, 16.2 beziehungsweise 17.2 und einen dritten Wicklungsteil 15.3, 16.3 beziehungsweise 17.3 auf. Vorliegend weist jede der Phasen 15, 16 und 17 außerdem einen vierten Wicklungsteil 15.4, 16.4 beziehungsweise 17.4 auf.
  • Die Schalteinrichtung 12 selbst ist in der 2 nicht dargestellt. Allerdings befindet sich die Schalteinrichtung 12 gemäß der Darstellung der 2 in einer ersten Schaltstellung. In der ersten Schaltstellung der Schalteinrichtung 12 sind sowohl die ersten Wicklungsteile 15.1, 16.1 und 17.1 als auch die zweiten Wicklungsteile 15.2, 16.2 und 17.2 mit einem ersten elektrischen Energiespeicher 18 elektrisch verbunden. Der erste Wicklungsteil 15.1, 16.1, 17.1 und der zweite Wicklungsteil 15.2, 16.2, 17.2 jeder der Phasen 15, 16 und 17 sind in der ersten Schaltstellung vorliegend jeweils zueinander in Reihe geschaltet. Alternativ dazu sind der erste Wicklungsteil 15.1, 16.1, 17.1 und der zweite Wicklungsteil 15.2, 16.2, 17.2 jeder der Phasen 15, 16 und 17 in der ersten Schaltstellung jeweils parallel zueinander geschaltet. Zwischen den ersten Wicklungsteilen 15.1, 16.1, 17.1 und den zweiten Wicklungsteilen 15.2, 16.2, 17.2 einerseits und dem ersten Energiespeicher 18 andererseits befindet sich ein erstes Schaltmodul 19, das vorliegend als B6-Brücke 19 mit drei Halbbrücken ausgebildet ist.
  • Die dritten Wicklungsteile 15.3, 16.3 und 17.3 sind mit einem zweiten elektrischen Energiespeicher 20 elektrisch verbunden. Hierzu weist die Maschine 7 eine zwischen den dritten Wicklungsteilen 15.3, 16.3 und 17.3 einerseits und dem zweiten Energiespeicher 20 andererseits angeordnete und als B6-Brücke mit drei Halbbrücken ausgebildete erste Schalteranordnung 35 auf. Die vierten Wicklungsteile 15.4, 16.4 und 17.4 sind mit einem dritten elektrischen Energiespeicher 21 elektrisch verbunden. Hierzu weist die Maschine 7 eine zwischen den vierten Wicklungsteilen 15.4, 16.4 und 17.4 einerseits und dem dritten Energiespeicher 21 andererseits angeordnete und als B6-Brücke mit drei Halbbrücken ausgebildete zweite Schalteranordnung 36 auf. Gemäß dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind das erste Schaltmodul 19, die erste Schalteranordnung 35 und die zweite Schalteranordnung 36 Teil einer Leistungselektronik, insbesondere eines Inverters, der Maschine 7.
  • Der erste Energiespeicher 18 ist vorliegend als Hochspannungsenergiespeicher beziehungsweise Traktionsbatterie ausgebildet. Der zweite Energiespeicher 20 ist als Niedrigspannungsenergiespeicher ausgebildet. Hierzu weist der zweite Energiespeicher 20 eine Nennspannung von 8 V bis 15 V, insbesondere von 12 V, auf. Bei dem dritten Energiespeicher 21 handelt es sich um einen Mittelspannungsenergiespeicher, der hierzu eine Nennspannung von 40 V bis 60 V, besonders bevorzugt von 48 V, aufweist.
  • In der ersten Schaltstellung der Schalteinrichtung 12 ist jeder Wicklungsteil jeder der Phasen 15, 16 und 17 durch einen der Energiespeicher 18, 20 oder 21 derart bestrombar, dass durch das Bestromen der Rotor 13 antreibbar ist. Außerdem ist elektrische Energie aus einem der Energiespeicher 18, 20 oder 21 in einen oder beide der anderen Energiespeicher 18, 20 und 21 übertragbar. Hierzu sind der erste Wicklungsteil, der zweite Wicklungsteil, der dritte Wicklungsteil und/oder der vierte Wicklungsteil jeder der Phasen 15, 16 und 17 jeweils induktiv miteinander gekoppelt. Wird beispielsweise mittels des zweiten Energiespeichers 20 eine elektrische Spannung an den dritten Wicklungsteilen 15.3, 16.3 und 17.3 angelegt, so wird dadurch eine elektrische Spannung in die ersten Wicklungsteile 15.1, 16.1 und 17.1, die zweiten Wicklungsteile 15.2, 16.2 und 17.2 und die vierten Wicklungsteile 15.4, 16.4 und 17.4 induziert.
  • Eine Gesamtlänge der zweiten Wicklungsteile 15.2, 16.2 und 17.2 entspricht gemäß dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Summe der Gesamtlängen der ersten Wicklungsteile 15.1, 16.1 und 17.1, der dritten Wicklungsteile 15.3, 16.3 und 17.3 und der vierten Wicklungsteile 15.4, 16.4 und 17.4. Außerdem entspricht ein Quotient aus der Gesamtlänge der ersten Wicklungsteile 15.1, 16.1 und 17.1 und der Gesamtlänge der dritten Wicklungsteile 15.3, 16.3 und 17.3 einem Quotient aus der Nennspannung des ersten Energiespeichers 18 und der Nennspannung des zweiten Energiespeichers 20. Außerdem entspricht ein Quotient aus der Gesamtlänge der ersten Wicklungsteile 15.1, 16.1 und 17.1 und der Gesamtlänge der vierten Wicklungsteile 15.4, 16.4 und 17.4 einem Quotient aus der Nennspannung des ersten Energiespeichers 18 und der Nennspannung des dritten Energiespeichers 21.
  • Die 3 zeigt die in 2 dargestellte elektrische Maschine 7, wobei sich die nicht dargestellte Schalteinrichtung 12 der elektrischen Maschine 7 gemäß der Darstellung der 3 in einer zweiten Schaltstellung befindet. In der zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung 12 sind die ersten Wicklungsteile 15.1, 16.1 und 17.1 wie auch in der ersten Schaltstellung der Schalteinrichtung 12 mit dem ersten Energiespeicher 18 elektrisch verbunden. Die zweiten Wicklungsteile 15.2, 16.2 und 17.2 sind allerdings von dem ersten Energiespeicher 18 beziehungsweise von den ersten Wicklungsteilen 15.1, 16.1 und 17.1 elektrisch getrennt. Derartig ausgebildete Schalteinrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der Offenlegungsschrift WO 2011/159241 A1 . Vorliegend sind die zweiten Wicklungsteile 15.2, 16.2 und 17.2 in der zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung 12 jeweils mit einem Stromnetzanschluss 22.1, 22.2 beziehungsweise 22.3 des Kraftfahrzeugs 1 verbunden. Zur Verbindung der zweiten Wicklungsteile 15.2, 16.2 und 17.2 mit dem jeweiligen Stromnetzanschluss 22.1, 22.2 beziehungsweise 22.3 ist zwischen den zweiten Wicklungsteilen 15.2, 16.2 und 17.2 und dem jeweiligen Stromnetzanschluss 22.1, 22.2 beziehungsweise 22.3 jeweils ein Schaltelement 28, 29 oder 30 angeordnet. Die Stromnetzanschlüsse 22.1, 22.2 und 22.3 sind jeweils mit einer anderen Phase U, V beziehungsweise W eines Wechselstromnetzes 23 elektrisch verbunden. Hierzu sind die Stromnetzanschlüsse 22.1, 22.2 und 22.3 beispielsweise gemeinsam als Steckdose ausgebildet, in die eine mit dem Wechselstromnetz 23 verbundene Steckereinrichtung eingesteckt ist. Wird durch das Wechselstromnetz 23 eine elektrische Spannung an den zweiten Wicklungsteilen 15.2, 16.2 und 17.2 angelegt, so wird in die ersten Wicklungsteile 15.1, 16.1 und 17.1, die dritten Wicklungsteile 15.3, 16.3 und 17.3 und die vierten Wicklungsteile 15.4, 16.4 und 17.4 jeweils eine elektrische Spannung induziert, durch welche der erste Energiespeicher 18, der zweite Energiespeicher 20 beziehungsweise der dritte Energiespeicher 21 aufladbar sind. Somit können die Energiespeicher 18, 20 und 21 in der zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung 12 durch das Wechselstromnetz 23 aufgeladen werden. Somit bilden das Wechselstromnetz 23 und die elektrische Maschine 7 zusammen ein Ladesystem 40 aus.
  • 4 zeigt die elektrische Maschine 7 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist der Rotor 13 in 4 nicht dargestellt. Im Folgenden wird im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel eingegangen. Die in 4 dargestellte elektrische Maschine 7 weist ein erstes Schaltmodul 24 auf, vorliegend eine B6-Brücke 24 mit drei Halbbrücken. Durch das erste Schaltmodul 24 sind die ersten Wicklungsteile 15.1, 16.1 und 17.1 elektrisch mit dem ersten Energiespeicher 18 verbunden. Die elektrische Maschine 7 weist außerdem ein zweites Schaltmodul 25 auf, das mit den zweiten Wicklungsteilen 15.2, 16.2 und 17.2 elektrisch verbunden beziehungsweise diesen zugeordnet ist, und das vorliegend als B6-Brücke 25 mit drei Halbbrücken ausgebildet ist. Gemäß dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind das erste Schaltmodul 24, das zweite Schaltmodul 25, die erste Schalteranordnung 35 und die zweite Schalteranordnung 36 Teil einer Leistungselektronik, insbesondere eines Inverters, der Maschine 7.
  • Gemäß dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Schalteinrichtung 12 ein erstes Schaltelement 26 und ein zweites Schaltelement 27 auf. Insbesondere weist die Schalteinrichtung 12 gemäß diesem Ausführungsbeispiel nur die Schaltelemente 26 und 27 auf. Durch die Schaltelemente 26 und 27 können die Schaltmodule 24 und 25 wahlweise parallel geschaltet oder elektrisch voneinander getrennt werden. 4 zeigt die Schaltelemente 26 und 27 in einem geschlossenen Zustand, sodass das zweite Schaltmodul 25 mit dem ersten Schaltmodul 24 parallel geschaltet und elektrisch mit dem ersten Energiespeicher 18 verbunden ist. Somit befindet sich die Schalteinrichtung 12 gemäß der Darstellung der 4 in der ersten Schaltstellung.
  • In der nicht dargestellten zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung 12 sind die Schaltelemente 26 und 27 geöffnet, sodass die ersten Wicklungsteile 15.1, 16.1 und 17.1 dann von den zweiten Wicklungsteilen 15.2, 16.2 und 17.2 elektrisch getrennt sind. Zum Aufladen der Energiespeicher 18, 20 und 21 werden dann die zweiten Wicklungsteile 15.2, 16.2 und 17.2 durch Schließen der Schaltelemente 28, 29 und 30 mit den Stromnetzanschlüssen 22.1, 22.2 oder 22.3 beziehungsweise mit den Phasen U, V oder W des Wechselstromnetzes 23 verbunden. Gemäß dem in 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel befindet sich im zweiten Schaltzustand der Schalteinrichtung 12 zwischen dem Wechselstromnetz 23 und dem zweiten Schaltmodul 25 ein Gleichrichter 31. Wird also durch das Wechselstromnetz 23 eine Wechselspannung bereitgestellt, so wird diese durch den Gleichrichter 31 in eine Gleichspannung gewandelt, die dann durch das zweite Schaltmodul 25 wiederum in eine Wechselspannung mit einer zum Laden der Energiespeicher 18, 20 und 21 vorteilhaften Frequenz umgewandelt wird.
  • 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der elektrischen Maschine 7, wobei im Folgenden im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel eingegangen wird. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 5 weist jede der Phasen 15, 16 und 17 jeweils einen fünften Wicklungsteil 15.5, 16.5 oder 17.5 auf. Die fünften Wicklungsteile sind in der ersten Schaltstellung der Schalteinrichtung 12 elektrisch mit dem ersten Energiespeicher 18 verbunden. Hierzu weist die Maschine 7 eine Schalteinheit 32 auf, die drei H-Brücken 33.1, 33.2 und 33.3 aufweist. In der ersten Schaltstellung ist die Schalteinheit 32 parallel zu dem ersten Schaltmodul 24 und dem zweiten Schaltmodul 25 geschaltet. Gemäß dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind das erste Schaltmodul 24, das zweite Schaltmodul 25, die erste Schalteranordnung 35, die zweite Schalteranordnung 36 und die Schalteinheit 32 Teil einer Leistungselektronik, insbesondere eines Inverters, der Maschine 7.
  • In der zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung sind wie vorstehend beschrieben die Schaltelemente 26 und 27 geöffnet. Zum Aufladen der Energiespeicher 18, 20 und 21 werden dann die Schaltelemente 28, 29 und 30 geschlossen beziehungsweise leitend geschaltet. Die fünften Wicklungsteile 15.5, 16.5 und 17.5 sind dann zwischen den Stromnetzanschlüssen 22.1, 22.2 und 22.3 einerseits und den zweiten Wicklungsteilen 15.2, 16.2 und 17.2 andererseits angeordnet. Durch eine derartige Ausgestaltung der elektrischen Maschine 7 ergibt sich der Vorteil, dass die Schalteinheit 32 einen Gleichrichter 32 zwischen dem Wechselstromnetz 23 und dem zweiten Schaltmodul 25 ausbildet. Gemäß dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich hierzu Verbindungsstellen 37, 38 und 39 zum Verbinden der Stromnetzanschlüsse 22.1, 22.2 oder 22.3 mit den fünften Wicklungsteilen 15.5, 16.5 oder 17.5 jeweils in der Mitte jedes der fünften Wicklungsteile 15.5, 16.5 und 17.5. Durch eine derartige Ausgestaltung der elektrischen Maschine 7 ergibt sich zusätzlich der Vorteil, dass bei einer Bestromung der fünften Wicklungsteile 15.5, 16.5 und 17.5 durch das Wechselstromnetz 23 kein Drehmoment durch die fünften Wicklungsteile 15.5, 16.5 und 17.5 auf den Rotor 13 übertragen wird.
  • Die Gesamtlänge der fünften Wicklungsteile 15.5, 16.5 und 17.5 der in 5 dargestellten elektrischen Maschine 7 entspricht einer Gesamtlänge der zweiten Wicklungsteile 15.2, 16.2 und 17.2. Bezüglich der Gesamtlänge der ersten Wicklungsteile 15.1, 16.1 und 17.1, der dritten Wicklungsteile 15.3, 16.3 und 17.3 und der vierten Wicklungsteile 15.4, 16.4 und 17.4 gilt insbesondere die zuvor im Zusammenhang mit 2 beschriebene Gesamtlängenverteilung.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2011/159241 A1 [0004, 0008, 0032]

Claims (15)

  1. Elektrische Maschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs (1), mit einem Rotor (13), der drehfest auf einer Antriebswelle (9) angeordnet/anordenbar ist, mit einer Statorwicklung (34) eines Stators (14), die zumindest drei Phasen (15,16,17) aufweist, wobei zumindest eine erste der Phasen (15) zumindest einen ersten Wicklungsteil (15.1) und einen zweiten Wicklungsteil (15.2) aufweist, und mit einer Schalteinrichtung (12), die eine erste Schaltstellung und eine zweite Schaltstellung derart aufweist, dass in der ersten Schaltstellung der erste Wicklungsteil (15.1) und der zweite Wicklungsteil (15.2) mit einem ersten elektrischen Energiespeicher (18) verbunden sind, und in der zweiten Schaltstellung der erste Wicklungsteil (15.1) mit dem ersten Energiespeicher (18) verbunden und der zweite Wicklungsteil (15.2) von dem ersten Energiespeicher (18) getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Phase (15) einen dritten Wicklungsteil (15.3) aufweist, der zumindest in der zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung (12) mit einem zweiten elektrischen Energiespeicher (20) verbunden ist.
  2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wicklungsteil (15.2) zumindest in der zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung (12) mit einem Stromnetzanschluss (22.1) zur Kontaktierung mit einem Stromnetz (23) verbunden ist.
  3. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (7) ein Schaltmodul (19), insbesondere Brückenschaltung, aufweist, wobei in der ersten Schaltstellung der Schalteinrichtung (12) sowohl der erste Wicklungsteil (15.1) als auch der zweite Wicklungsteil (15.2) durch das Schaltmodul (19) mit dem ersten Energiespeicher (18) verbunden sind.
  4. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine (7) ein erstes Schaltmodul (24), insbesondere Brückenschaltung, und ein zweites Schaltmodul (25), insbesondere Brückenschaltung, aufweist, wobei in der ersten Schaltstellung der Schalteinrichtung (12) der erste Wicklungsteil (15.1) durch das erste Schaltmodul (24) und der zweite Wicklungsteil (15.2) durch das zweite Schaltmodul (25) mit dem ersten Energiespeicher (18) verbunden ist.
  5. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Phase (15) einen vierten Wicklungsteil (15.4) aufweist, der zumindest in der zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung (12) mit noch einem weiteren, dritten Energiespeicher (21) verbunden ist.
  6. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Nennspannung des ersten Energiespeichers (18) von einer Nennspannung des zweiten Energiespeichers (20) und/oder einer Nennspannung des dritten Energiespeichers (21) unterscheidet.
  7. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Quotient aus einer Gesamtlänge des ersten Wicklungsteils (15.1) und einer Gesamtlänge des dritten Wicklungsteils (15.3) zumindest im Wesentlichen einem Quotient aus der Nennspannung des ersten Energiespeichers (18) und der Nennspannung des zweiten Energiespeichers (20) entspricht.
  8. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamtlänge des zweiten Wicklungsteils (15.2) einer Summe der Gesamtlängen der Wicklungsteile (15.1,15.3,15.4), die in der zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung (12) mit einem der Energiespeicher (18,20,21) verbunden sind, entspricht.
  9. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine (7) einen Gleichrichter (31,32) aufweist, wobei das zweite Schaltmodul (25) in der zweiten Schaltstellung mittels des Gleichrichters (31,32) mit dem Stromnetzanschluss (22.1) verbunden/verbindbar ist.
  10. Elektrische Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Phase (15) einen fünften Wicklungsteil (15.5) aufweist, wobei der fünfte Wicklungsteil (15.5) in der ersten Schaltstellung durch eine Schalteinheit (32), die insbesondere eine H-Brücke aufweist, mit dem ersten Energiespeicher (18) verbunden ist, und wobei das zweite Schaltmodul (25) in der zweiten Schaltstellung durch die Schalteinheit (32) mit dem Stromnetzanschluss (22.1) derart verbunden/verbindbar ist, dass die Schalteinheit (32) den Gleichrichter (32) ausbildet.
  11. Elektrische Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromnetzanschluss (22.1) mit einer Mitte des fünften Wicklungsteils (15.5) verbunden/verbindbar ist.
  12. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine weitere der Phasen (16,17), vorzugsweise alle der Phasen (16,17), einen ersten Wicklungsteil (16.1,17.1), einen zweiten Wicklungsteil (16.2,17.2) und einen dritten Wicklungsteil (16.3,17.3) aufweist, wobei in der ersten Schaltstellung der Schalteinrichtung (12) der erste Wicklungsteil (16.1,17.1) und der zweite Wicklungsteil (16.2,17.2) mit dem ersten Energiespeicher (18) verbunden sind, wobei in der zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung (12) der erste Wicklungsteil (16.1,17.1) mit dem ersten Energiespeicher (18) verbunden und der zweite Wicklungsteil (16.2,17.2) von dem ersten Energiespeicher (18) getrennt ist, und wobei der dritte Wicklungsteil (16.3,17.3) zumindest in der zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung (12) mit dem zweiten Energiespeicher (20) verbunden ist.
  13. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine (7) derart ausgebildet ist, dass beim Laden des ersten Energiespeichers (18), des zweiten Energiespeichers (20) und/oder des dritten Energiespeichers (21) mittels des Stromnetzes (23) durch den Rotor (13) kein Drehmoment erzeugt wird.
  14. Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine (7), insbesondere gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Maschine (7) einen Rotor (13), der drehfest auf einer Antriebswelle (9) angeordnet ist, eine Statorwicklung (14) eines Stators (14), die zumindest drei Phasen (15,16,17) aufweist, wobei zumindest eine erste der Phasen (15) zumindest einen ersten Wicklungsteil (15.1), einen zweiten Wicklungsteil (15.2) und einen dritten Wicklungsteil (15.3) umfasst, und eine Schalteinrichtung (12) aufweist, die eine erste Schaltstellung und eine zweite Schaltstellung derart aufweist, dass in der ersten Schaltstellung der Schalteinrichtung (12) der erste Wicklungsteil (15.1) und der zweite Wicklungsteil (15.2) mit einem ersten elektrischen Energiespeicher (18) verbunden sind und der dritte Wicklungsteil (15.3) mit einem zweiten elektrischen Energiespeicher (20) verbunden ist, wobei beim Umschalten der Schalteinrichtung (12) von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung der zweite Wicklungsteil (15.2) von dem ersten Energiespeicher (18) elektrisch getrennt wird.
  15. Ladesystem (40), mit einem Stromnetz (23), insbesondere Wechselstromnetz oder Gleichstromnetz, und mit einer elektrischen Maschine (7) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei zumindest der zweite Wicklungsteil (15.2) zum Laden des ersten Energiespeichers (18), des zweiten Energiespeichers (20) und/oder des dritten Energiespeichers (21) in der zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung (12) elektrisch mit dem Stromnetz (23) verbunden/verbindbar ist.
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