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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum sicheren Betreiben eines mehrere Schaltelemente aufweisenden Wechselrichters eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, wobei die Schaltelemente mittels jeweiliger Schaltsignale im Schaltbetrieb betrieben werden, wobei die Schaltsignale durch jeweilige Treibereinheiten abhängig von jeweiligen Steuersignalen bereitgestellt werden, wobei die Steuersignale durch eine Steuereinheit abhängig von einem eingestellten Betriebszustand des Wechselrichters bereitgestellt werden, wobei die Treibereinheiten mit elektrischer Energie von einer an einem ersten Niedervoltanschluss angeschlossenen Treiberversorgungseinheit und die Steuereinheit mit elektrischer Energie von einer an dem ersten Niedervoltanschluss angeschlossenen Steuerversorgungseinheit versorgt werden. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Steuereinrichtung zum sicheren Betreiben eines mehrere Schaltelemente aufweisenden Wechselrichters eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, dessen Schaltelemente mittels jeweiliger Schaltsignale im Schaltbetrieb betreibbar sind, mit jeweiligen Treibereinheiten zum Bereitstellen der Schaltsignale abhängig von jeweiligen Steuersignalen, einer Steuereinheit zum Bereitstellen der Steuersignale abhängig von einem einstellbaren Betriebszustand des Wechselrichters, einer an einem ersten Niedervoltanschluss angeschlossenen Treiberversorgungseinheit zum Versorgen der Treibereinheit mit elektrischer Energie und einer an den ersten Niedervoltanschluss angeschlossenen Steuerversorgungseinheit zum Versorgen der Steuereinheit mit elektrischer Energie.
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Gattungsgemäße Verfahren und Steuereinrichtungen sind im Stand der Technik umfänglich bekannt, so zum Beispiel aus der
EP 2 573 927 A1 , die eine Umrichterbaueinheit offenbart. Zum Betreiben eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, beispielsweise ein Elektrofahrzeug, ein Hybridfahrzeug oder dergleichen, wird häufig eine rotierende elektrische Maschine genutzt, insbesondere eine mehrphasige rotierende elektrische Maschine, die mit einer geeigneten Wechselspannung beaufschlagt werden kann, beispielsweise eine Synchronmaschine, eine Asynchronmaschine oder dergleichen. Um die rotierende elektrische Maschine im bestimmungsgemäßen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie zu versorgen, ist der Wechselrichter vorgesehen, der an ein Gleichspannungsbordnetz des Kraftfahrzeugs angeschlossen ist. Der Wechselrichter dient dazu, eine elektrische Kopplung zwischen der rotierenden elektrischen Maschine und dem Gleichspannungsbordnetz herzustellen. Zu diesem Zweck umfasst der Wechselrichter in der Regel eine der Anzahl der Phasen der rotierenden elektrischen Maschine angepasste Anzahl von Phasenanschlüssen. Eine jeweilige der Phasen der elektrischen Maschine ist an einen jeweiligen Phasenanschluss des Wechselrichters angeschlossen. Gleichspannungsseitig ist der Wechselrichter über einen Gleichspannungszwischenkreis mit einer Fahrzeugbatterie des Gleichspannungsbordnetzes gekoppelt. Das Gleichspannungsbordnetz ist in der Regel ein Hochvoltbordnetz, welches eine Gleichspannung von beispielsweise etwa 450 V oder etwa 800 V bereitstellt. Hochvolt meint eine elektrische Spannung gemäß der Norm ECE R 100 und umfasst vorzugsweise eine Gleichspannung, die größer als etwa 60 V ist. Ist die Gleichspannung kleiner, wird sie in der Regel als Niedervolt bezeichnet.
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Um die rotierende elektrische Maschine im bestimmungsgemäßen Fahrbetrieb mit einer geeigneten Wechselspannung zu beaufschlagen, nutzt der Wechselrichter elektrische Schaltelemente, die beispielsweise durch Transistoren, Thyristoren und/oder dergleichen gebildet sein können. Die Schaltelemente weisen in der Regel jeweilige Steueranschlüsse auf, an denen sie mittels jeweiliger Schaltsignale beaufschlagt werden können, sodass der gewünschte Schaltbetrieb erreicht werden kann. In der Regel wird der Wechselrichter für derartige Zwecke als Zwei-Punkt-Wechselrichter ausgebildet und stellt an seinen jeweiligen Phasenanschlüssen unter Nutzung eines variablen Tastverhältnisses im Wesentlichen die entsprechenden elektrischen Potentiale des Gleichspannungszwischenkreises bereit. Über das Tastverhältnis kann ein jeweiliger Phasenstrom der Phasen der rotierenden elektrischen Maschine eingestellt werden. Vorzugsweise sind die Phasenströme Wechselströme. Die rotierende elektrische Maschine ist häufig als dreiphasige elektrische Maschine ausgebildet. Entsprechend ist auch der Wechselrichter für einen dreiphasigen Betrieb ausgebildet.
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Um die Schaltsignale für die Schaltelemente bereitzustellen, sind jeweilige Treibereinheiten vorgesehen, die in der Regel durch elektronische Schaltungen gebildet sind. Üblicherweise ist für ein jeweiliges Schaltelement eine jeweilige Treibereinheit vorgesehen. Die Treibereinheiten ihrerseits stellen die Schaltsignale abhängig von jeweiligen Steuersignalen bereit, die von der Steuereinheit abhängig von einem einzustellenden Betriebszustand des Wechselrichters bereitgestellt werden. Die Steuereinheit kann beispielsweise eine elektronische Hardwareschaltung und/oder eine programmgesteuerte Rechnereinheit sein und die Steuersignale beispielsweise nach dem Prinzip einer Pulsweitenmodulation oder dergleichen bereitstellen. Die Steuereinheit kann Daten bezüglich des einstellbaren Betriebszustands von einer übergeordneten Fahrzeugsteuerung erhalten. Sie kann darüber hinaus auch Daten, insbesondere bezüglich des Wechselrichters und/oder seiner Schaltelemente an die Fahrzeugsteuerung übermitteln.
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In der Regel ist ferner vorgesehen, dass die Treibereinheiten durch eine Treiberversorgungseinheit mit elektrischer Energie versorgt werden, damit die bestimmungsgemäße Funktion durch die Treibereinheiten erreicht werden kann. Die Treiberversorgungseinheit ist an einen ersten Niedervoltanschluss angeschlossen, der üblicherweise durch eine Klemme 30 einer Fahrzeugelektrik des Gleichspannungsbordnetzes bereitgestellt ist. Die Klemme 30 ist eine kraftfahrzeugseitig standardisierte Anschlussklemme, über die in der Regel ein positives Batteriepotential der Fahrzeugbatterie bereitgestellt wird. Üblicherweise handelt es sich hierbei um ein elektrisches Niedervoltpotential. Ebenso ist in der Regel vorgesehen, dass die Steuereinheit mit elektrischer Energie aus einer Steuerversorgungseinheit versorgt wird, die ebenfalls am ersten Niedervoltanschluss angeschlossen ist.
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Ein Verlust der Energieversorgung durch die Treiberversorgungseinheit beziehungsweise die Steuerversorgungseinheit kann dazu führen, dass die Steuereinheit, die beispielsweise einen Transceiver, einen Mikro-Prozessor, digitale Signalprozessoren (DSP) und/oder dergleichen umfassen kann, und/oder die Treibereinheiten nicht mehr ausreichend mit elektrischer Energie versorgt werden. In einem derartigen Energieversorgungszustand kann zum Beispiel eine Kommunikation der Steuereinheit mit der Fahrzeugsteuerung oder weiteren Einheiten des Kraftfahrzeugs zumindest teilweise gestört sein und/oder eine unkontrollierte Ansteuerung der Schaltelemente durch die Treibereinheiten die Folge sein, sodass ein zuverlässiger Betrieb des Wechselrichters in Verbindung mit der rotierenden elektrischen Maschine nicht mehr realisiert werden kann.
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Eine typische Ursache für einen Ausfall der Energieversorgung kann beispielsweise darin bestehen, dass ein Steckverbinder an der Klemme 30 keinen elektrischen Kontakt mehr hat, weil die Steckverbindung beispielsweise gelöst wurde, eine elektrische Leitung zum Steckverbinder defekt ist, die jeweilige Versorgungseinheit gestört ist oder dergleichen.
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Eine redundante, zweite Versorgungseinheit könnte zwar dazu dienen, eine Unterbrechung bei der Energieversorgung zu vermeiden beziehungsweise die hierdurch verursachten Probleme zu vermindern, hat jedoch zur Folge, dass ein größerer Kostenaufwand zu bewerkstelligen ist, da die entsprechenden Einheiten doppelt vorgesehen sein müssten. Die Störung kann jedoch auch im Bereich der Steckverbindung oder eines dorthin führenden Sicherungselements, das heißt, im Bereich der Klemme 30 oder durch eine Unterbrechung der Klemme 30 auf der Fahrzeugseite verursacht sein. Eine derartige Störung kann durch eine Redundanz innerhalb des Wechselrichters nicht behoben werden.
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Darüber hinaus kann bei einem Verlust der Energieversorgung für die Steuereinheit die Funktion der Steuereinheit nicht mehr gewährleistet werden, beispielsweise wenn die Rechnereinheit das Rechnerprogramm nicht mehr zuverlässig ausführen kann. Hierbei kann eine redundante Energieversorgung vorgesehen sein, welche aus dem Bordnetz, insbesondere dem Gleichspannungszwischenkreis, der in der Regel mit Hochvolt beaufschlagt ist, versorgt ist. Diese kann so ausgeführt sein das die Versorgung aus dem Hochvolt Bordnetz entweder der primären Steuereinheit über eine galvanische Trennung direkt zugeführt wird, oder einer sekundären (redundanten) Steuerlogik im nicht galvanisch getrennten Bereich zugeführt wird.
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Bei einer aus einem Hochvoltbordnetz redundant gestützten Versorgung einer Steuereinheit im Niedervoltbereich wird in der Regel zur galvanischen Trennung und Spannungswandlung ein Gleichspannungswandler (DC-DC) mit Trenntransformator benötigt. Eine solche Ausführung hat jedoch folgende Nachteile:
- - Ein galvanisch getrennter Gleichspannungswandler führt zu einem erhöhten Platz- und Bauraumbedarf beim Wechselrichter.
- - Aufgrund des galvanisch trennenden Transformators und den dafür notwendigen Ferrit-Kernen und Kupferspulen sind galvanisch getrennte Gleichspannungswandler nachteilig in Bezug auf Kosten gegenüber einem nicht galvanisch getrennten Gleichspannungswandler.
- - Ein redundant ausgeführter Gleichspannungswandler, welcher aus dem Hochvoltbordnetz versorgt wird und einen Ausfall der Versorgung über die Klemme 30 überbrücken können soll, darf während der Energieversorgung und im Aufstartverhalten in keinem Abhängigkeitsverhältnis zur Klemme 30 stehen. Dies gilt insbesondere für eine Steuerlogik des Spannungswandlers selbst und führt deshalb zu einer erhöhten Komplexität.
- - Eine Schnittstelle des Gleichspannungswandlers ins Hochvoltbordnetz muss allen Anforderungen der EMV und der Hochvoltsicherheit, insbesondere der Abstände für Luft und Kriechstrecken, gerecht werden.
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Wird eine Versorgung aus dem Hochvoltbordnetz nicht galvanisch getrennt ausgeführt, kann diese nur in Form einer einfachen elektronischen Logik nahe den Treiber oder Schaltelementen implementiert werden. Eine solche Logik kann jedoch nicht die Funktionalitäten der primären Steuerungseinheit abbilden und ist in ihrer Funktionalität stark eingeschränkt. Dadurch kann höchstens ein definierter sicherer Betriebszustand für die Schaltelemente erreicht werden. Je nach angeschlossener rotierender elektrischer Maschine kann beispielsweise vorgesehen sein, dass alle Schaltelemente eingeschaltet werden oder alle Schaltelemente ausgeschaltet werden. Dies wurde ausführlich in Patent
WO 2017/186436 A1 beschrieben. Es kann angenommen werden, dass eine solche Ausführung im Kostenvorteil zu einer galvanisch getrennten Versorgung steht, jedoch zu folgenden Nachteilen führt:
- - Eine Kommunikation des Wechselrichters mit der Fahrzeugsteuerung ist nicht mehr möglich.
- - Es kann kein Drehmoment mittels der rotierenden elektrischen Maschine bereitgestellt werden.
- - Ein bei einer permanenterregten Synchronmaschine als rotierender elektrischer Maschine auftretendes Bremsmoment kann bei Einschalten sämtlicher Schaltelemente, das heißt, Herstellung eines aktiven Kurzschlusses, bei höheren Geschwindigkeiten kaum wahrnehmbar sein.
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Dies ist insbesondere im Hinblick auf ein zumindest teilweise automatisiertes Fahren kritisch, insbesondere bei Ausführen eines Überholmanövers in Bezug auf einen Verlust des Drehmoments, einer Bergfahrt oder dergleichen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu reduzieren.
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Als Lösung werden mit der Erfindung ein Verfahren und eine Steuereinrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgeschlagen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich durch Merkmale der abhängigen Ansprüche.
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In Bezug auf ein gattungsgemäßes Verfahren wird mit der Erfindung insbesondere vorgeschlagen, dass die Steuereinheit von einer an einen zweiten Niedervoltanschluss angeschlossenen Notversorgungseinheit mit elektrischer Energie versorgt wird, wenn das Versorgen der Steuereinheit mit elektrischer Energie durch die Steuerversorgungseinheit gestört ist.
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In Bezug auf eine gattungsgemäße Steuereinrichtung wird mit der Erfindung insbesondere vorgeschlagen, dass diese eine an einen zweiten Niedervoltanschluss anschließbare Notversorgungseinheit zum Versorgen der Steuereinheit mit elektrischer Energie aufweist, wenn das Versorgen der Steuereinheit mit elektrischer Energie durch die Steuerversorgungseinheit gestört ist.
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Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, dass durch eine hardwaremäßige Redundanz in Bezug auf den Niedervoltanschluss eine verbesserte Zuverlässigkeit und eine Reduzierung der oben genannten Probleme erreicht werden kann. Der zweite Niedervoltanschluss kann vorzugsweise durch eine Klemme 30c gebildet sein. Die Klemme 30c dient bei elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugen insbesondere dazu, ein Batterieschütz, insbesondere einer Hochvoltbatterie, mit elektrischer Energie während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Kraftfahrzeugs aus der Fahrzeugbatterie zu versorgen. In der Regel ist die Energieversorgung durch die Klemme 30c ausreichend, sowohl die Treibereinheiten als auch die Steuereinheit zusätzlich mit elektrischer Energie versorgen zu können. Tritt daher eine Störung an der Steuerversorgungseinheit oder auch an der Treiberversorgungseinheit auf, kann dies durch die entsprechende Notversorgungseinheit beziehungsweise Treibernotversorgungseinheit zumindest zeitweise kompensiert werden, indem die Energieversorgung auf die jeweilige Notversorgungseinheit beziehungsweise Treibernotversorgungseinheit übergeht. Besonders vorteilhaft kann erreicht werden, dass hochvoltseitige Schutzmaßnahmen, beispielsweise eine Hardware-Auswertelogik oder dergleichen, eingespart werden können. Darüber hinaus braucht keine separate Energieversorgung vorgesehen zu sein, die unmittelbar aus dem Hochvoltbereich versorgt wird. Insbesondere kann darüber hinaus eine mechanische Trennung in Bezug auf den Niedervoltanschluss erreicht werden, weil der erste und der zweite Niedervoltanschluss mechanisch getrennt ausgebildet sein können, sodass eine Störung im Bereich der Steckverbindung oder auch einer Versorgungsleitung nicht zu einer Störung beim bestimmungsgemäßen Betrieb des Wechselrichters zu führen braucht. Vorzugsweise können sämtliche Elemente im Bereich Niedervolt vorgesehen sein, sodass der kostenaufwendige Anschluss an einer Hochvoltseite eingespart werden kann.
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Die Erfindung ermöglicht es somit, mit geringem zusätzlichem Aufwand eine Redundanz zu schaffen, die die Zuverlässigkeit des Wechselrichters und seine Verfügbarkeit vergrößert, weil eine Unterbrechung der Energieversorgung besser abgefangen werden kann. Dadurch, dass ein Anschluss an Hochvolt nicht mehr erforderlich ist, können auch leitungsgebundene Störungen sowie auch die elektromagnetische Verträglichkeit verbessert werden.
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Die Steuereinrichtung umfasst vorzugsweise die Treibereinheiten, die Steuereinheit sowie die Treiberversorgungseinheit und die Steuerversorgungseinheit. Darüber hinaus kann die Steuereinrichtung natürlich auch weitere Elemente umfassen, insbesondere natürlich die Notversorgungseinheit sowie vorzugsweise auch die Treibernotversorgungseinheit.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels 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.
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Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Blockschaltbilddarstellung eines Wechselrichters mit einer Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung an ein Niedervoltbordnetz eines Elektrofahrzeugs angeschlossen ist, um mit elektrischer Energie versorgt zu werden;
- 2 eine schematische Blockschaltbilddarstellung des Wechselrichters mit der Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung redundant mit elektrischer Energie aus dem Niedervoltbordnetz versorgt wird.
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1 zeigt eine schematische Blockschaltbilddarstellung eines Wechselrichters 10 mit einer Steuereinrichtung 12. Die Steuereinrichtung 12 ist an ein nicht dargestelltes Niedervoltbordnetz eines ebenfalls nicht dargestellten Elektrofahrzeugs angeschlossen, um mit elektrischer Energie versorgt zu werden. Nicht dargestellt ist, dass an dem Wechselrichter 10 eine rotierende elektrische Maschine, beispielsweise eine Synchronmaschine oder eine Asynchronmaschine, angeschlossen ist, die dem Elektrofahrzeug während des bestimmungsgemäßen Fahrbetriebs zum Antreiben dient. Die rotierende elektrische Maschine ist vorliegend dreiphasig ausgebildet. In alternativen Ausgestaltungen kann sie auch mehrphasig ausgebildet sein.
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Entsprechend umfasst der Wechselrichter 10 Schaltelemente 14, die vorliegend durch entsprechende Leistungsmodule bereitgestellt sind. Für jede der Phasen der rotierenden elektrischen Maschine ist ein jeweiliges Leistungsmodul 14 vorgesehen. Die Leistungsmodule 14 umfassen die Schaltelemente, die mittels jeweiliger Schaltsignale im Schaltbetrieb betrieben werden. Die Schaltelemente sind vorliegend durch Transistoren gebildet. Die Schaltsignale werden durch jeweilige Treibereinheiten 16 der Steuereinrichtung 12 bereitgestellt. Die Treibereinheiten 16 stellen die Schaltsignale abhängig von jeweiligen Steuersignalen bereit. Die Steuersignale werden durch eine Steuereinheit 18 der Steuereinrichtung 12, die vorliegend eine Rechnereinheit umfasst, bereitgestellt. Die Steuersignale werden für die Treibereinheiten 16 über ein galvanisches Trennelement 34 bereitgestellt. Das galvanische Trennelement 34 kann zum Beispiel induktive, kapazitive und/oder optische Übertrager und/oder dergleichen umfassen.
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Die Steuereinheit 18 wird mit elektrischer Energie von einer Steuerversorgungseinheit 24 versorgt, die ihrerseits an einer Klemme 30 des Elektrofahrzeugs beziehungsweise des Bordnetzes des Elektrofahrzeugs als erstem Niedervoltanschluss 20 mit elektrischer Energie versorgt. Zugleich umfasst der Wechselrichter 10 beziehungsweise seine Steuereinrichtung 12 eine Treiberversorgungseinheit 22, die ebenfalls an die Klemme 30 angeschlossen ist. Die Treiberversorgungseinheit 22 versorgt eine galvanisch getrennte Energieversorgung 36, die die einzelnen Treiber 16 mit elektrischer Energie galvanisch getrennt versorgt. An die Steuereinheit 18 ist ferner ein Spannungssensor 38 angeschlossen, der an einer Klemme 30c des Elektrofahrzeugs, die einen zweiten Niedervoltanschluss 26 bereitstellt, angeschlossen ist und ein entsprechendes Spannungssensorsignal an die Steuereinheit 18 übermittelt.
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Bei redundant ausgeführten Versorgungskonzepten ist eine zusätzliche Spannungsversorgung 40 aus einem Hochvoltbordnetz vorgesehen, welche entweder die Steuereinheit 18 und die Energieversorgung der Treiber 36 über eine galvanische Trennung versorgt oder alternativ die Leistungsmodule 14 und/oder die Treibereinheit sowie eine entsprechende Hardwarelogik 42 mit elektrischer Energie aus einem nicht dargestellten Hochvoltbordnetz des Elektrofahrzeugs versorgt. Alternativ oder ergänzend kann die Spannungsversorgung 40 auch zur galvanisch getrennten Energieversorgung der Steuereinheit 18 und/oder der Energieversorgung 36 vorgesehen sein.
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Die Energieversorgung über die Klemme 30c sowie Anschluss des Spannungssensors 38 über die Klemme 30c erfolgt über einen gemeinsamen Stecker 44. Bei einer gestörten Ansteuerung der Treibereinheiten 16 durch die Steuereinheit 18 wird eine redundante Spannungsversorgung 40 aus dem Hochvoltbordnetz aktiviert. Dadurch können die Schaltsignale der Treiber 16 in einem vorgegebenen definierten und sicheren Schaltzustand gebracht werden. Dabei ist jedoch mit deutlichen Einschränkungen der Funktionalitäten zu rechnen. Beispielsweise kann eine Kommunikation mit dem Wechselrichter 10, insbesondere der Steuereinheit 18, dadurch gestört sein, insbesondere wenn die Energieversorgung durch die Steuerversorgungseinheit 24 gestört ist.
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2 zeigt in einer schematischen Blockschaltbilddarstellung wie 1 den Wechselrichter 10 mit der Steuereinrichtung 12, wobei die Steuereinrichtung 12 nunmehr redundant mit elektrischer Energie aus dem Niedervoltbordnetz des Elektrofahrzeugs versorgt wird. Im Folgenden wird lediglich zu den Unterschieden in Bezug zu der Ausgestaltung gemäß 1 ausgeführt, weshalb bezüglich der übrigen Merkmale auf die Ausführungen zu 1 verwiesen wird.
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Im Unterschied zur 1 weist der Wechselrichter 10 gemäß 2, insbesondere seine Steuereinrichtung 12, eine Notversorgungseinheit 28 auf, die die Steuereinheit 18 mit elektrischer Energie versorgt, wenn das Versorgen der Steuereinheit 18 mit elektrischer Energie durch die Steuerversorgungseinheit 24 gestört ist. Zu diesem Zweck ist die Notversorgungseinheit 28 an die als zweiten Niedervoltanschluss ausgebildete Klemme 30c angeschlossen. Dadurch kann die Steuereinheit 18 auch bei einer Störung der Energieversorgung durch die Steuerversorgungseinheit 24 mit elektrischer Energie versorgt werden. Zugleich kann die Notversorgungseinheit 28 auch die Spannungssensorfunktionalität des Spannungssensors 38 bereitstellen. Der separate Spannungssensor 38 gemäß 1 ist daher vorliegend nicht mehr erforderlich.
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Die Notversorgungseinheit 28 kann ferner eine Hardwarelogik 30 mit elektrischer Energie versorgen. Die Klemme 30c beziehungsweise der zweite Niedervoltanschluss 26 dient somit als redundante Energieversorgung. Zu diesem Zweck ist die Klemme 30c auf einen separaten Stecker 46 geführt. Die Klemme 30 ist dagegen auf einen eigenen Stecker 48 geführt.
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Darüber hinaus ist darüber hinaus eine Treibernotversorgungseinheit 32 vorgesehen, die die Versorgung der Treiber 16 mit elektrischer Energie übernehmen kann, wenn die Energieversorgung durch die Treiberversorgungseinheit 22 gestört ist.
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Die Verbesserung gemäß der Erfindung kann im Wesentlichen kostenneutral und ohne Einbußen in Bezug auf eine Verfügbarkeit der Steuereinheit vorgenommen werden. Dies ergibt sich insbesondere dadurch, dass eine Unterbrechung bei der Klemme 30c fahrzeugseitig zugleich auch ein Öffnen von Batterieschützen der Fahrzeugbatterie zur Folge hat, wodurch die Hochvoltspannung zum Zwecke der Energieversorgung des Wechselrichters und der an ihm angeschlossenen rotierenden elektrischen Maschine deaktiviert wird und somit eine Versorgung aus dem Hochvoltbordnetz bei spannungsfreier Klemme 30c nicht möglich wäre. Optional kann das Verfügbarkeitskonzept durch eine einfache Logik auf der Niedervoltseite ergänzt werden, sollte der definierte sichere Zustand der Steuerungseinheitsausgänge nicht ausreichen. Dies kann vor allem mit Hinblick auf permanenterregte Maschinen von Vorteil sein.
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Die Erfindung kann somit kostenneutral zu einer höheren Zuverlässigkeit des Betriebs des Wechselrichters 10 führen, weil eine Unterbrechung der Niedervolt-Energieversorgung über die Klemme 30c als redundante Energieversorgung abgefangen werden kann.
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Die Ausführungsbeispiele dienen ausschließlich der Erläuterung der Erfindung und sollen diese nicht beschränken.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Wechselrichter
- 12
- Steuereinrichtung
- 14
- Schaltelement
- 16
- Treibereinheiten
- 18
- Steuereinheit
- 20
- Erster Niedervoltanschluss
- 22
- Treiberversorgungseinheit
- 24
- Steuerversorgungseinheit
- 26
- Zweiter Niedervoltanschluss
- 28
- Notversorgungseinheit
- 30
- Hardwarelogik
- 32
- Treibernotversorgungseinheit
- 34
- galvanisches Trennelement
- 36
- galvanisch getrennte Energieversorgung
- 38
- Spannungssensor
- 40
- Spannungsversorgung
- 42
- Hardwarelogik
- 44
- Stecker
- 46
- Stecker
- 46
- Stecker
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2573927 A1 [0002]
- WO 2017/186436 A1 [0011]
