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Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein Elektrofahrzeug, welches mindestens einen Traktionsmotor zum Antrieb des Elektrofahrzeugs, mindestens eine Leistungselektronik zum Ansteuern des mindestens einen Traktionsmotors, eine Batterieeinheit und eine Brennstoffzelleneinheit umfasst. Die Erfindung betrifft auch ein Elektrofahrzeug, welches ein erfindungsgemäßes Antriebssystem umfasst.
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Stand der Technik
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Es zeichnet sich ab, dass in Zukunft vermehrt elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge zum Einsatz kommen werden. In elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen, wie Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen, werden aufladbare Batterieeinheiten eingesetzt, vorwiegend um elektrische Antriebseinrichtungen mit elektrischer Energie zu versorgen. Für solche Anwendungen eignen sich insbesondere Batterieeinheiten mit Lithium-Batteriezellen. Lithium-Batteriezellen zeichnen sich unter anderem durch hohe Energiedichten, thermische Stabilität und eine äußerst geringe Selbstentladung aus. Mehrere derartige Lithium-Batteriezellen werden elektrisch seriell als auch parallel miteinander verschaltet und zu Batteriemodulen verbunden. Eine Batterieeinheit umfasst mehrere solche Batteriemodule.
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Zur Erzeugung von elektrischer Energie sind Brennstoffzelleneinheiten bekannt. Eine Brennstoffzelleneinheit umfasst beispielsweise mehrere Brennstoffzellen, welche in Form eines Brennstoffzellenstapels angeordnet sind. Eine Brennstoffzelle ist eine galvanische Zelle, welche die chemische Reaktionsenergie eines kontinuierlich zugeführten Brennstoffes und eines Oxidationsmittels in elektrische Energie wandelt. Eine Brennstoffzelle ist also ein elektrochemischer Energiewandler. Bei bekannten Brennstoffzellen werden insbesondere Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (02) in Wasser (H2O), elektrische Energie und Wärme gewandelt.
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Ein gattungsgemäßes Antriebssystem für ein Elektrofahrzeug umfasst neben einer Batterieeinheit und einer Brennstoffzelleneinheit noch einen Antriebsstrang. Ein solcher Antriebsstrang weist einen Traktionsmotor zum Antrieb des Elektrofahrzeugs und eine Leistungselektronik zum Ansteuern des Traktionsmotors auf.
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In den Dokumenten
US 2014/175871 A1 und
DE 10 2013 225 262 A1 ist ein Leistungsnetzsystem eines Brennstoffzellenhybridfahrzeug offenbart, welches eine Brennstoffzelle und eine Elektrofahrzeugbatterie aufweist. Ferner sind ein Wechselrichter und ein Antriebsmotor vorgesehen. Zwischen der Brennstoffzelle und dem Wechselrichter ist eine rückwärts sperrende Diode angeordnet, welche verhindert, dass ein Rückwärtsstrom zu der Brennstoffzelle fließt.
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Aus den Dokumenten
US 2010/273072 A1 und
DE 11 2008 003 496 T5 ist ein Brennstoffzellensystem für ein Elektrofahrzeug bekannt, welches unter anderem einen DC-DC-Wandler, eine Hochspannungsbatterie, eine Brennstoffzelle, einen Umrichter und einen Fahrmotor umfasst. Zwischen der Brennstoffzelle und dem Umrichter ist dabei ein Sperrelement vorgesehen, welches in Form einer Rückstromverhinderungsdiode ausgeführt ist. Die Rückstromverhinderungsdiode verhindert, dass im Rekuperationsbetrieb des Elektrofahrzeugs ein Strom von dem Umrichter in die Brennstoffzelle fließt.
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Vor dem Hintergrund einer zunehmenden Automatisierung von Elektrofahrzeugen ergeben sich neue Anforderungen für den Antriebsstrang. In der Ausbaustufe „fully automated driving“ (FAD) ist keine Eingriffsmöglichkeit für Passagiere, auch nicht in Notsituationen, mehr vorgesehen. Daher ist es auch nicht mehr notwendig, dass eine Person, die ein Fahrzeug führen kann, mit an Bord ist. Allerdings erlaubt diese Konstellation kein Liegenbleiben auf freier Strecke mehr. Ein Kind beispielsweise wäre nicht in der Lage, ein defektes Elektrofahrzeug auf der Autobahn abzusichern. Somit ergibt sich die Anforderung, dass der Antrieb des Elektrofahrzeugs auch bei Einzelfehlern im Antriebssystem erhalten bleibt.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird ein Antriebssystem für ein Elektrofahrzeug vorgeschlagen. Das Antriebssystem umfasst mindestens einen Traktionsmotor zum Antrieb des Elektrofahrzeugs. Das Antriebssystem umfasst auch mindestens eine Leistungselektronik zum Ansteuern des mindestens einen Traktionsmotors. Ferner umfasst das Antriebssystem eine Batterieeinheit und eine Brennstoffzelleneinheit.
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Die Brennstoffzelleneinheit dient dabei zur Erzeugung von elektrischer Energie und ist beispielsweise in Form eines Brennstoffzellenstapels ausgebildet und weist mehrere Brennstoffzellen auf, welche elektrisch seriell verschaltet sind. Die Batterieeinheit dient zur Speicherung von elektrischer Energie und weist dazu beispielsweise mehrere wieder aufladbare Lithium-Batteriezellen auf, welche seriell und/oder parallel verschaltet sind.
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Die mindestens eine Leistungselektronik umfasst einen Wechselrichter oder Inverter. Die mindestens eine Leistungselektronik dient dazu, eine von der Brennstoffzelleneinheit sowie von der Batterieeinheit gelieferte Gleichspannung in eine Wechselspannung zu wandeln, mit welcher der mindestens eine Traktionsmotor betreibbar ist.
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Erfindungsgemäß ist zwischen der Brennstoffzelleneinheit und der mindestens einen Leistungselektronik ein erstes Sperrelement und ein zweites Sperrelement seriell geschaltet sind, und/oder zwischen der Batterieeinheit und der mindestens einen Leistungselektronik sind ein drittes Sperrelement und ein viertes Sperrelement seriell geschaltet.
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Unter einem Sperrelement im Sinne der vorliegenden Erfindung ist dabei ein elektrisches Schaltelement zu verstehen, welches in der Lage ist, einen Stromfluss in mindestens eine Richtung zu gestatten, und einen Stromfluss in mindestens eine Richtung zu verhindern. Bei dem Sperrelement kann es sich beispielsweise um eine Diode handeln, welche ein Stromfluss in eine Richtung gestattet und einen Stromfluss in die entgegengesetzte Richtung verhindert. Bei dem Sperrelement kann es sich beispielsweise auch um einen Schalter handeln, welcher im geschlossenen Zustand einen Stromfluss in beide Richtungen gestattet und im geöffneten Zustand einen Stromfluss in beide Richtungen verhindert.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind das erste Sperrelement und/oder das zweite Sperrelement als Diode ausgeführt. Das erste Sperrelement und/oder das zweite Sperrelement sind dabei derart verschaltet, dass ein Stromfluss von der mindestens einen Leistungselektronik zu der Brennstoffzelleneinheit verhindert ist. Ein Stromfluss von der Brennstoffzelleneinheit zu der mindestens einen Leistungselektronik ist dabei gestattet.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind das erste Sperrelement und/oder das zweite Sperrelement als ansteuerbarer Schalter ausgeführt. Bei dem Schalter kann es sich beispielsweise um einen Halbleiterschalter, insbesondere um einen Transistor handeln. Bei dem Schalter kann es sich beispielsweise auch um ein elektromechanisches Relais, insbesondere um ein Schütz handeln.
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Auch Ausgestaltungen des Antriebssystems mit verschiedenartigen Sperrelementen sind denkbar. Beispielsweise kann das erste Sperrelement als Diode ausgeführt sein, und das zweite Sperrelement kann als ansteuerbarer Schalter ausgeführt sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind das dritte Sperrelement und/oder das vierte Sperrelement als Diode ausgeführt. Das dritte Sperrelement und/oder das vierte Sperrelement sind dabei derart verschaltet sind, dass ein Stromfluss von der mindestens einen Leistungselektronik zu der Batterieeinheit verhindert ist. Ein Stromfluss von der Batterieeinheit zu der mindestens einen Leistungselektronik ist dabei gestattet.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind das dritte Sperrelement und/oder das vierte Sperrelement als ansteuerbarer Schalter ausgeführt sind. Bei dem Schalter kann es sich beispielsweise um einen Halbleiterschalter, insbesondere um einen Transistor handeln. Bei dem Schalter kann es sich beispielsweise auch um ein elektromechanisches Relais, insbesondere um ein Schütz handeln.
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Auch Ausgestaltungen des Antriebssystems mit verschiedenartigen Sperrelementen sind denkbar. Beispielsweise kann das dritte Sperrelement als Diode ausgeführt sein, und das vierte Sperrelement kann als ansteuerbarer Schalter ausgeführt sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Antriebssystem eine erste Leistungselektronik und eine zweite Leistungselektronik auf. Ferner weist der mindestens eine Traktionsmotors drei Wicklungen auf. Dabei sind die drei Wicklungen des Traktionsmotors mit einer ersten Leistungselektronik und mit der zweiten Leistungselektronik elektrisch verbunden.
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Vorzugsweise bilden die erste Leistungselektronik und die zweite Leistungselektronik dabei einen Multilevel-Converter. Ein solcher Multilevel-Converter wird auch als „Dual-Two-Level-Inverter“ sowie als „M-Quadro-Inverter“ bezeichnet. Aufbau und Funktion eines Multilevel-Converters sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise in dem Dokument
US 7,199,535 B2 beschrieben.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die mindestens eine Leistungselektronik derart mit einem elektrischen Verbraucher verbindbar, dass elektrische Energie von der mindestens eine Leistungselektronik dem elektrischen Verbraucher zuführbar ist. Bei dem elektrischen Verbraucher handelt es sich beispielsweise um eine elektrische Heizung. Dem besagten elektrischen Verbraucher kann insbesondere elektrische Energie zugeführt werden, die durch Rekuperation in dem Traktionsmotor erzeugt wird, wenn ein Ladezustand der Batterieeinheit so hoch ist, dass ein weiteres Aufladen nicht möglich ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die mindestens eine Leistungselektronik derart mit einem Gleichspannungswandler verbunden, dass elektrische Energie von der mindestens eine Leistungselektronik dem Gleichspannungswandler zuführbar ist. Der Gleichspannungswandler ist beispielsweise mit einem Bordnetz des Elektrofahrzeugs verbunden, welches eine abweichende Nennspannung aufweist. Dem besagten Gleichspannungswandler kann insbesondere elektrische Energie zugeführt werden, die durch Rekuperation in dem Traktionsmotor erzeugt wird, wenn ein Ladezustand der Batterieeinheit so hoch ist, dass ein weiteres Aufladen nicht möglich ist.
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Es wird auch ein Elektrofahrzeug vorgeschlagen, welches mindestens ein erfindungsgemäßes Antriebssystem umfasst.
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Vorteile der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Antriebssystem für ein Elektrofahrzeug ist besonders fehlertolerant. Bei Ausfall einer Komponente des Antriebssystems kann das Antriebssystem trotzdem, zumindest vorübergehend, weiter betrieben werden. Wenn die Batterieeinheit ausfällt, so kann die Brennstoffzelleneinheit elektrische Energie liefern. Wenn die Brennstoffzelleneinheit ausfällt, so kann die Batterieeinheit elektrische Energie liefern.
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Wenn ein als Diode ausgeführtes Sperrelement durchlegiert, also einen elektrischen Kurzschluss darstellt, so ist ein weiteres Sperrelement seriell verschaltet und kann einen unerwünschten Stromfluss sperren. Wenn ein Sperrelement defekt ist und eine elektrische Unterbrechung darstellt, so fällt die zugehörige Batterieeinheit oder Brennstoffzelleneinheit aus. Wie bereits erwähnt, kann in diesem Fall die jeweils andere Einheit elektrische Energie liefern. Wenn ein Nebengleichspannungswandler durchlegiert, also einen elektrischen Kurzschluss darstellt, so ist ein Sperrelement seriell verschaltet und kann einen unerwünschten Stromfluss sperren. Wenn ein Nebengleichspannungswandler defekt ist und eine elektrische Unterbrechung darstellt, so fällt die zugehörige Batterieeinheit oder Brennstoffzelleneinheit aus. Wie bereits erwähnt, kann in diesem Fall die jeweils andere Einheit elektrische Energie liefern.
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Wenn eine erste Leistungselektronik und eine zweite Leistungselektronik vorgesehen sind, so kann auch bei Ausfall einer Leistungselektronik der Traktionsmotor mit der anderen Leistungselektronik weiter betrieben werden. Besonders vorteilhaft und effektiv ist dabei ein Multilevel-Converter, welcher auch als „Dual-Two-Level-Inverter“ sowie als „M-Quadro-Inverter“ bezeichnet wird, und welcher eine erste Leistungselektronik und eine zweite Leistungselektronik umfasst.
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Figurenliste
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Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems für ein Elektrofahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 2 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems für ein Elektrofahrzeug gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
- 3 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems für ein Elektrofahrzeug gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
- 4 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems für ein Elektrofahrzeug gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
- 5 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems für ein Elektrofahrzeug gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,
- 6 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems für ein Elektrofahrzeug gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel,
- 7 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems für ein Elektrofahrzeug gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel,
- 8 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems für ein Elektrofahrzeug gemäß einem achten Ausführungsbeispiel und
- 9 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems für ein Elektrofahrzeug gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebssystems 10 für ein Elektrofahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Antriebssystem 10 umfasst einen ersten Traktionsmotor 25 zum Antrieb des Elektrofahrzeugs. Das Antriebssystem 10 umfasst auch eine erste Leistungselektronik 31 zum Ansteuern des ersten Traktionsmotors 25. Das Antriebssystem 10 umfasst ferner eine Batterieeinheit 11 zur Speicherung von elektrischer Energie und eine Brennstoffzelleneinheit 12 zur Erzeugung von elektrischer Energie.
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Die erste Leistungselektronik 31 ist an ein Hochspannungsnetz 70 angeschlossen. An das Hochspannungsnetz 70 ist ferner ein Wechselrichter 63 angeschlossen, welcher zur Versorgung eines Nebenantriebs 65 dient. Bei dem Nebenantrieb 65 handelt es sich beispielsweise um einen Kompressor einer Klimaanlage.
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Zwischen der Brennstoffzelleneinheit 12 und der ersten Leistungselektronik 31 ist ein erstes Sperrelement 41 geschaltet. Das erste Sperrelement 41 ist dabei als Diode ausgeführt und derart verschaltet, dass ein Stromfluss von der ersten Leistungselektronik 31 zu der Brennstoffzelleneinheit 12 verhindert ist, und dass ein Stromfluss von der Brennstoffzelleneinheit 12 zu der ersten Leistungselektronik 31 gestattet ist.
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Zwischen der Batterieeinheit 11 und der ersten Leistungselektronik 31 sind ein drittes Sperrelement 43, ein erster Nebengleichspannungswandler 61, und ein viertes Sperrelement 44 seriell geschaltet. Das dritte Sperrelement 43 ist dabei als ansteuerbarer Schalter ausgeführt. Das vierte Sperrelement 44 ist als Diode ausgeführt und derart verschaltet, dass ein Stromfluss von der ersten Leistungselektronik 31 zu der Batterieeinheit 11 verhindert ist, und dass ein Stromfluss von der Batterieeinheit 11 zu der ersten Leistungselektronik 31 gestattet ist.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebssystems 10 für ein Elektrofahrzeug gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das Antriebssystem 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel entspricht weitgehend dem Antriebssystem 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Im Folgenden wird insbesondere auf die Unterschiede eingegangen.
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Zwischen der Batterieeinheit 11 und der ersten Leistungselektronik 31 sind ein drittes Sperrelement 43, ein erster Nebengleichspannungswandler 61, und ein viertes Sperrelement 44 seriell geschaltet. Das dritte Sperrelement 43 ist dabei als ansteuerbarer Schalter ausgeführt. Das vierte Sperrelement 44 ist ebenfalls als ansteuerbarer Schalter ausgeführt.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebssystems 10 für ein Elektrofahrzeug gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Das Antriebssystem 10 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel entspricht weitgehend dem Antriebssystem 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Im Folgenden wird insbesondere auf die Unterschiede eingegangen.
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Zwischen der Brennstoffzelleneinheit 12 und der ersten Leistungselektronik 31 sind ein zweiter Nebengleichspannungswandler 62 und ein erstes Sperrelement 41 geschaltet, welches als Diode ausgeführt ist. Das erste Sperrelement 41 ist dabei derart verschaltet, dass ein Stromfluss von der ersten Leistungselektronik 31 zu der Brennstoffzelleneinheit 12 verhindert ist, und dass ein Stromfluss von der Brennstoffzelleneinheit 12 zu der ersten Leistungselektronik 31 gestattet ist.
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4 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebssystems 10 für ein Elektrofahrzeug gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Das Antriebssystem 10 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel entspricht weitgehend dem Antriebssystem 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Im Folgenden wird insbesondere auf die Unterschiede eingegangen.
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Zwischen der Brennstoffzelleneinheit 12 und der ersten Leistungselektronik 31 sind ein zweiter Nebengleichspannungswandler 62 und ein erstes Sperrelement 41 geschaltet. Das erste Sperrelement 41 ist dabei als ansteuerbarer Schalter ausgeführt.
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5 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebssystems 10 für ein Elektrofahrzeug gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. Das Antriebssystem 10 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel entspricht weitgehend dem Antriebssystem 10 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. Im Folgenden wird insbesondere auf die Unterschiede eingegangen.
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Das Antriebssystem 10 umfasst einen ersten Traktionsmotor 25 und einen zweiten Traktionsmotor 26 zum Antrieb des Elektrofahrzeugs. Das Antriebssystem 10 umfasst auch eine erste Leistungselektronik 31 zum Ansteuern des ersten Traktionsmotors 25 und eine zweite Leistungselektronik 32 zum Ansteuern des zweiten Traktionsmotors 26.
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Die erste Leistungselektronik 31 ist über ein zweites Sperrelement 42, welches als ansteuerbarer Schalter ausgeführt ist, an das Hochspannungsnetz 70 angeschlossen. Somit sind zwischen der Brennstoffzelleneinheit 12 und der ersten Leistungselektronik 31 ein erstes Sperrelement 41 und ein zweites Sperrelement 42 seriell geschaltet.
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Die zweite Leistungselektronik 32 ist über ein fünftes Sperrelement 45, welches als ansteuerbarer Schalter ausgeführt ist, an das Hochspannungsnetz 70 angeschlossen. Somit sind zwischen der Brennstoffzelleneinheit 12 und der zweiten Leistungselektronik 32 ein erstes Sperrelement 41 und ein fünftes Sperrelement 45 seriell geschaltet.
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6 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebssystems 10 für ein Elektrofahrzeug gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel. Das Antriebssystem 10 umfasst eine Batterieeinheit 11 zur Speicherung von elektrischer Energie und eine Brennstoffzelleneinheit 12 zur Erzeugung von elektrischer Energie. Die Batterieeinheit 11 umfasst ein negatives Terminal 15 und ein positives Terminal 16. Die Brennstoffzelleneinheit 12 umfasst ebenfalls ein negatives Terminal 15 und ein positives Terminal 16.
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Das Antriebssystem 10 umfasst einen ersten Traktionsmotor 25 zum Antrieb des Elektrofahrzeugs. Der Traktionsmotor 25 weist eine erste Wicklung 21, eine zweite Wicklung 22 und eine dritte Wicklung 23 auf. Das Antriebssystem 10 umfasst ferner eine erste Leistungselektronik 31 und eine zweite Leistungselektronik 32 zum Ansteuern des ersten Traktionsmotors 25. Die erste Leistungselektronik 31 und die zweite Leistungselektronik 32 bilden dabei einen Multilevel-Converter.
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Die erste Leistungselektronik 31 ist an ein Hochspannungsnetz 70 angeschlossen. Dabei ist die Brennstoffzelleneinheit 12 mit der ersten Leistungselektronik 31 elektrisch verbunden, und die Batterieeinheit 11 ist mit der zweiten Leistungselektronik 32 elektrisch verbunden. Die Brennstoffzelleneinheit 12 und die Batterieeinheit 11 können jeweils elektrische Energie zum Betrieb des Traktionsmotors 25 liefern.
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Jede der Wicklungen 21, 22, 23 des ersten Traktionsmotors 25 ist dabei mit der ersten Leistungselektronik 31 und mit der zweiten Leistungselektronik 32 elektrisch verbunden. Die erste Leistungselektronik 31 weist mehrere ansteuerbare Schalttransistoren T1, T2, T3, T4, T5, T6 auf, welche beispielsweise als MOS-FET ausgeführt sind. Die zweite Leistungselektronik 32 weist mehrere ansteuerbare Schalttransistoren T7, T8, T9, T10, T11, T12 auf, welche beispielsweise als MOS-FET ausgeführt sind
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Durch entsprechende Ansteuerung der besagten Schalttransistoren T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8, T9, T10, T11, T12 ist jede der Wicklungen 21, 22, 23 des ersten Traktionsmotors 25 mit dem negativen Terminal 15 sowie mit dem positiven Terminal 16 der Batterieeinheit 11 und mit dem negativen Terminal 15 sowie mit dem positiven Terminal 16 der Brennstoffzelleneinheit 12 elektrisch verbindbar.
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Zwischen das positive Terminal 16 der Brennstoffzelleneinheit 12 und der ersten Leistungselektronik 31 sind ein erstes Sperrelement 41 und ein zweites Sperrelement 42 geschaltet. Das erste Sperrelement 41 und das zweite Sperrelement 42 sind dabei jeweils als Diode ausgeführt und derart verschaltet, dass ein Stromfluss von der ersten Leistungselektronik 31 zu der Brennstoffzelleneinheit 12 verhindert ist, und dass ein Stromfluss von der Brennstoffzelleneinheit 12 zu der ersten Leistungselektronik 31 gestattet ist.
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7 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebssystems 10 für ein Elektrofahrzeug gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel. Das Antriebssystem 10 gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel entspricht weitgehend dem Antriebssystem 10 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel. Im Folgenden wird insbesondere auf die Unterschiede eingegangen.
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Zwischen das positive Terminal 16 der Brennstoffzelleneinheit 12 und der ersten Leistungselektronik 31 sind ein erstes Sperrelement 41 und ein zweites Sperrelement 42 geschaltet. Das erste Sperrelement 41 ist dabei als ansteuerbarer Schalter ausgeführt. Das zweite Sperrelement 42 ist als Diode ausgeführt und derart verschaltet, dass ein Stromfluss von der ersten Leistungselektronik 31 zu der Brennstoffzelleneinheit 12 verhindert ist, und dass ein Stromfluss von der Brennstoffzelleneinheit 12 zu der ersten Leistungselektronik 31 gestattet ist.
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8 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebssystems 10 für ein Elektrofahrzeug gemäß einem achten Ausführungsbeispiel. Das Antriebssystem 10 gemäß dem achten Ausführungsbeispiel entspricht weitgehend dem Antriebssystem 10 gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel. Im Folgenden wird insbesondere auf die Unterschiede eingegangen.
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An das Hochspannungsnetz 70 ist ein elektrischer Verbraucher 51 über einen Schalter 52 angeschlossen. Durch Schließen des Schalters 52 ist die erste Leistungselektronik 31 mit dem elektrischen Verbraucher 51 verbindbar. Bei dem elektrischen Verbraucher 51 handelt es sich vorliegend um eine elektrische Heizung. Dem elektrischen Verbraucher 51 kann insbesondere elektrische Energie zugeführt werden, die durch Rekuperation in dem ersten Traktionsmotor 25 erzeugt wird, wenn ein Ladezustand der Batterieeinheit 11 so hoch ist, dass ein weiteres Aufladen nicht möglich ist.
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9 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebssystems 10 für ein Elektrofahrzeug gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel. Das Antriebssystem 10 gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel entspricht weitgehend dem Antriebssystem 10 gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel. Im Folgenden wird insbesondere auf die Unterschiede eingegangen.
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An das Hochspannungsnetz 70 ist ein Gleichspannungswandler 53 angeschlossen. Die erste Leistungselektronik 31 ist somit über das Hochspannungsnetz 70 mit dem Gleichspannungswandler 53 verbunden. Der Gleichspannungswandler 53 ist vorliegend mit einem Bordnetz des Elektrofahrzeugs verbunden, welches eine abweichende Nennspannung aufweist. Dem Gleichspannungswandler 53 kann insbesondere elektrische Energie zugeführt werden, die durch Rekuperation in dem ersten Traktionsmotor 25 erzeugt wird, wenn ein Ladezustand der Batterieeinheit 11 so hoch ist, dass ein weiteres Aufladen nicht möglich ist.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2014175871 A1 [0005]
- DE 102013225262 A1 [0005]
- US 2010273072 A1 [0006]
- DE 112008003496 T5 [0006]
- US 7199535 B2 [0020]
