DE102020105161B4 - Verfahren zum Betreiben einer Zwischenkreisschaltung für ein Kraftfahrzeug sowie entsprechende Zwischenkreisschaltung - Google Patents

Verfahren zum Betreiben einer Zwischenkreisschaltung für ein Kraftfahrzeug sowie entsprechende Zwischenkreisschaltung Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Zwischenkreisschaltung (1) für ein Kraftfahrzeug, die zum elektrischen Entladen eines eine Zwischenkreiskapazität (4) aufweisenden Gleichspannungszwischenkreises (10) der Zwischenkreisschaltung (1) über eine Entladeschaltung (5) mit einem Entladewiderstand (7) und einem Schaltelement (6) verfügt, wobei das Schaltelement (6) zum Entladen des Gleichspannungszwischenkreises (10) entlang einer bestimmten Entladekurve frequenzvariiert angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladeschaltung (5) zusätzlich eine Entladeinduktivität (8) aufweist und zusätzlich zu der Entladeschaltung (5) eine weitere Entladeschaltung vorliegt, die ein weiteres Schaltelement aufweist, wobei bei einem Schließen des weiteren Schaltelements zum Entladen des Gleichspannungszwischenkreises (10) das Schaltelement (6) derart angesteuert wird, dass die Entladekurve der Entladeschaltung (5) einer Entladekurve der weiteren Entladeschaltung entspricht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Zwischenkreisschaltung für ein Kraftfahrzeug, die zum elektrischen Entladen eines eine Zwischenkreiskapazität aufweisenden Gleichspannungszwischenkreises der Zwischenkreisschaltung über eine Entladeschaltung mit einem Entladewiderstand und einem Schaltelement verfügt, wobei das Schaltelement zum Entladen des Gleichspannungszwischenkreises entlang einer bestimmten Entladekurve frequenzvariiert angesteuert wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Zwischenkreisschaltung für ein Kraftfahrzeug.
  • Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 103 55 255 A1 bekannt. Diese beschreibt ein Verfahren zur Ansteuerung eines Bipolartransistors mit isoliert angeordnete Gate-Elektrode (IGBT) mittels eines Gate-Treibers, um bei unveränderten Schaltzeiten eine Reduzierung der Totzeiten beziehungsweise Verbesserung der Regelgüte bei möglichst geringen Schaltverlusten zu erreichen, wobei zur Abschaltregelung die Kollektor-Emitter-Spannung von einer Überwachungseinrichtung überwacht wird, wobei nach Maßgabe einer Überwachungsvorschrift der Abschaltvorgang über eine erste und/oder eine zweite Abschaltvorrichtung bewirkt wird und beide Abschaltvorrichtungen unterschiedliche Entladecharakteristika aufweisen.
  • Aus der Druckschrift US 2013 / 0 234 510 A1 ist eine Invertervorrichtung für ein elektrisches Kraftfahrzeug bekannt, umfassend einen Inverter und einen Glättungskondensator, die mit einer Hochspannungsquelle parallel geschaltet sind. Ein Schnellentladewiderstand und ein Entladeschaltelement sind mit dem Glättungskondensator parallel geschaltet und ein Steuergerät steuert das Entladeschaltelement. Das Steuergerät steuert das Entladeschaltelement derart getaktet an, dass in Reaktion auf eine Schnellentladeanweisung ein Tastverhältnis bei abnehmender Spannung an beiden Enden des Glättungskondensators ansteigt.
  • Aus dem Stand der Technik sind weiterhin die Druckschriften WO 2019/ 039 047 A1 , DE 10 2013 110 240 A1 , EP 2 608 389 A1 , DE 10 2017 209 100 A1 , DE 10 2013 224 884 A1 , DE 10 2012 203 071 A1 , DE 10 2009 049 977 A1 und DE 10 2008 010 980 A1 bekannt.
  • Es ist Aufgabe ein Verfahren zum Betreiben einer Zwischenkreisschaltung für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere ein kontrolliertes und definiertes Entladen des Gleichspannungszwischenkreises ermöglicht.
  • Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben einer Zwischenkreisschaltung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass die Entladeschaltung zusätzlich eine Entladeinduktivität aufweist und zusätzlich zu der Entladeschaltung eine weitere Entladeschaltung vorliegt, die ein weiteres Schaltelement aufweist, wobei bei einem Schließen des weiteren Schaltelements zum Entladen des Gleichspannungszwischenkreises das Schaltelement derart angesteuert wird, dass die Entladekurve der Entladeschaltung einer Entladekurve der weiteren Entladeschaltung entspricht.
  • Die Zwischenkreisschaltung bildet bevorzugt einen Bestandteil des Kraftfahrzeugs, kann jedoch auch separat von diesem vorliegen. Die Zwischenkreisschaltung dient zur Versorgung eines elektrischen Verbrauchers mit elektrischem Strom aus einer elektrischen Stromquelle. Der Verbraucher ist insoweit über die Zwischenkreisschaltung elektrisch an die Stromquelle angeschlossen. Der elektrische Verbraucher ist beispielsweise eine elektrische Maschine, insbesondere ein Elektromotor, vorzugsweise ein Traktionsmotor. Der Traktionsmotor dient insbesondere zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, also dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Antriebsdrehmoments.
  • Der elektrische Verbraucher, insbesondere der Elektromotor, liegt bevorzugt als Wechselstromverbraucher oder als Drehstromverbraucher vor. Der Zwischenkreis der Zwischenkreisschaltung ist hingegen als Gleichspannungszwischenkreis ausgestaltet. Entsprechend kann es vorgesehen sein, dass zwischen dem Gleichspannungszwischenkreis und dem Stromverbraucher ein Wechselrichter elektrisch verschaltet ist. In anderen Worten ist der Stromverbraucher über den Wechselrichter elektrisch an den Gleichspannungszwischenkreis der Zwischenkreisschaltung angeschlossen.
  • Zur Stromversorgung des Verbrauchers ist der Gleichspannungszwischenkreis elektrisch an die Stromquelle angeschlossen. Diese liegt beispielsweise als Gleichspannungsstromquelle oder als Wechselspannungs- beziehungsweise Drehstromspannungsquelle vor und ist beispielsweise als Batterie, insbesondere als Fahrzeugbatterie beziehungsweise Traktionsbatterie, ausgeführt. Ist die Stromquelle als Gleichspannungsstromquelle ausgestaltet, kann der Gleichspannungszwischenkreis unmittelbar an die Stromquelle angeschlossen sein.
  • Besonders bevorzugt liegt jedoch ein Spannungswandler elektrisch zwischen der Stromquelle und dem Gleichspannungszwischenkreis vor, welcher die in dem Gleichspannungszwischenkreis vorliegende Spannung auf eine von der Spannung der Stromquelle verschiedene Spannung einstellt. Der Spannungswandler liegt hierbei als Gleichspannungswandler vor und kann grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein. Im Falle der Wechselstrom- beziehungsweise Drehstromquelle ist der Gleichspannungszwischenkreis über einen Gleichrichter an die Stromquelle angeschlossen. Zusätzlich kann ebenfalls ein Spannungswandler vorliegen.
  • Zur Stabilisierung der in dem Gleichspannungszwischenkreis vorliegenden Spannung verfügt dieser in jedem Fall über die Zwischenkreiskapazität. Die Zwischenkreiskapazität ist beispielsweise ein Kondensator, welcher einerseits an einen Pol des Gleichspannungszwischenkreises und andererseits an einen zweiten Pol des Gleichspannungszwischenkreises elektrisch angeschlossen ist. Unter dem ersten Pol ist beispielsweise ein Pluspol und unter dem zweiten Pol ein Minuspol des Gleichspannungszwischenkreises zu verstehen.
  • Von Zeit zu Zeit kann es sinnvoll sein, den Teilspannungszwischenkreis beziehungsweise die Zwischenkreiskapazität zu entladen, beispielsweise aus Sicherheitsgründen. Insbesondere ist ein solches Entladen im Falle eines Unfalls des Kraftfahrzeugs sinnvoll, um Verletzungen aufgrund der noch in dem Gleichspannungszwischenkreis vorliegenden elektrischen Energie zu verhindern. Zum Entladen des Gleichspannungszwischenkreises beziehungsweise der Zwischenkreiskapazität verfügt die Zwischenkreisschaltung über die Entladeschaltung. Diese weist den Entladewiderstand und das Schaltelement auf. Unter dem Entladewiderstand ist insbesondere ein Ohm'scher Widerstand zu verstehen.
  • Das Schaltelement bezeichnet bevorzugt einen elektrischen Schalter, mittels welchem der Gleichspannungszwischenkreis gezielt entladen werden kann. Insbesondere ist bei geschlossenem Schaltelement der erste Pol über den Entladewiderstand mit dem zweiten Pol elektrisch verbunden, sodass die elektrische Energie über den Entladewiderstand abgebaut wird. Bei geöffnetem Schaltelement ist hingegen die elektrische Verbindung zwischen dem ersten Pol und dem zweiten Pol über den Entladewiderstand unterbrochen. Die Entladung des Gleichspannungszwischenkreises über den Entladewiderstand erfolgt üblicherweise entlang eines exponentiellen Spannungsverlaufs über der Zeit. Das bedeutet, dass die Entladeschaltung eine definierte Entladekurve mit exponentiellem Verlauf aufweist, entlang welcher das Entladen des Gleichspannungszwischenkreises stets erfolgt.
  • Dies ist jedoch insbesondere dann von Nachteil, falls mehrere Entladeschaltungen in dem Gleichspannungszwischenkreis vorliegen, welche beispielsweise unterschiedlichen elektrischen Verbrauchern zugeordnet sind, die jeweils an den Gleichspannungszwischenkreis elektrisch angeschlossen sind. Es kann vorkommen, dass diese mehreren Entladeschaltungen unterschiedliche Entladecharakteristika und entsprechend unterschiedliche Entladekurven aufweisen. In diesem Fall wird jeweils eine der Entladeschaltungen das Entladen des Gleichspannungszwischenkreises dominieren, sodass die Stromstärke des durch die Entladeschaltung fließenden elektrischen Stroms während des Entladens höher ist als die Stromstärke in der jeweils anderen Entladeschaltung. Dies führt dazu, dass jede der Entladeschaltungen derart ausgestaltet sein muss, dass über sie das Entladen jeweils alleine oder zumindest nahezu alleine möglich ist.
  • Aus diesem Grund ist es nun vorgesehen, dass die Entladeschaltung zusätzlich zu dem Entladewiderstand und dem Schaltelement über die Entladeinduktivität verfügt. Die Entladeinduktivität ist mit dem Entladewiderstand und dem Schaltelement in Reihe geschaltet, sodass das Entladen des Gleichspannungszwischenkreises stets über die Entladeinduktivität erfolgt, nämlich bei geschlossenem Schaltelement. Zum Entladen des Gleichspannungszwischenkreises wird das Schaltelement frequenzvariiert angesteuert, sodass das Entladen des Gleichspannungszwischenkreises entlang der bestimmten Entladekurve erfolgt.
  • Unter dem frequenzvariierten Ansteuern ist beispielsweise ein pulsweitenmoduliertes Ansteuern des Schaltelements zu verstehen. Das Ansteuern des Schaltelements erfolgt insoweit getaktet, wobei über der Zeit unterschiedliche Tastgrade verwendet werden beziehungsweise der zur Pulsweitenmodulation des Schaltelements herangezogene Tastgrad über der Zeit verändert wird. Auf diese Art und Weise kann die Entladekurve, also der Verlauf der Spannung in dem Gleichspannungszwischenkreis über der Zeit, gezielt abgefahren werden.
  • Beispielsweise kann hierbei das Entladen des Gleichspannungszwischenkreises innerhalb einer vorgegebenen Zeit erfolgen, wobei beispielsweise bei einem normalen Abstellen des Kraftfahrzeugs das Entladen des Zwischenkreises innerhalb einer Zeitdauer erfolgt, welche länger ist als das Entladen im Falle eines Unfalls des Kraftfahrzeugs. In jedem Fall wird die Entladekurve entsprechend angepasst und durch das frequenzvariierte Ansteuern des Schaltelements umgesetzt.
  • Zusätzlich oder alternativ kann es vorgesehen sein, die Entladekurve der Entladeschaltung an eine Entladekurve einer weiteren Entladeschaltung, die elektrisch an den Gleichspannungszwischenkreis angeschlossen ist, anzupassen. Dies erfolgt derart, dass die Stromstärken des durch die Entladeschaltungen fließenden elektrischen Stroms identisch oder zumindest nahezu identisch sind. Dies führt dazu, dass keine der Entladeschaltungen den Entladevorgang des Gleichspannungszwischenkreises dominiert, sodass sie auf geringere Leistungen ausgelegt sein können. Die beschriebene Vorgehensweise hat insoweit insgesamt den Vorteil, dass zum einen eine gezielte Gestaltung der Entladekurve möglich ist und zum anderen - insbesondere im Falle mehrerer Entladeschaltungen - eine Auslegung der Entladeschaltungen mit einer geringeren Nennleistung möglich ist.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Schaltelement derart angesteuert wird, dass die Entladekurve von einer Exponentialfunktion abweicht. Vorstehend wurde bereits erläutert, dass das Entladen des Gleichspannungszwischenkreises allein über den Entladewiderstand zu einem exponentiellen Verlauf der Entladekurve führt. Mithilfe der Entladeinduktivität und dem frequenzvariierten Ansteuern des Schaltelements kann die Entladekurve jedoch beliebig eingestellt werden. Dies erfolgt bevorzugt derart, dass gerade keine Exponentialfunktion vorliegt. Hierdurch werden die vorstehend genannten Vorteile erzielt.
  • Die Erfindung sieht vor, dass zusätzlich zu der Entladeschaltung eine weitere Entladeschaltung vorliegt, die ein weiteres Schaltelement aufweist, wobei bei einem Schließen des weiteren Schaltelements zum Entladen des Gleichspannungszwischenkreises das Schaltelement derart angesteuert wird, dass die Entladekurve der Entladeschaltung einer Entladekurve der weiteren Entladeschaltung entspricht. Auf eine solche Vorgehensweise wurde ebenfalls bereits hingewiesen. Die Entladeschaltung und die weitere Entladeschaltung sind jeweils elektrisch an dem Gleichspannungszwischenkreis angeschlossen. Bevorzugt werden sie für ein Entladen des Gleichspannungszwischenkreises gleichzeitig herangezogen.
  • Das Entladen erfolgt also sowohl über die Entladeschaltung als auch über die weitere Entladeschaltung, wozu das Schaltelement und das weitere Schaltelement jeweils zumindest zeitweise geschlossen werden. Beispielsweise ist es nun vorgesehen, dass die weitere Entladeschaltung lediglich über einen weiteren Entladewiderstand verfügt, sodass die Entladekurve der weiteren Entladeschaltung entsprechend einer Exponentialfunktion verläuft. In diesem Fall wird das Schaltelement frequenzvariiert derart angesteuert, dass auch die bestimmte Entladekurve der Entladeschaltung diese Exponentialfunktion aufweist.
  • Es kann hingegen auch vorgesehen sein, dass das weitere Schaltelement Bestandteil eines Wechselrichters ist, welcher zum Entladen des Gleichspannungszwischenkreises angesteuert wird. Über den Wechselrichter ist beispielsweise der elektrische Verbraucher oder zum indest einer der elektrischen Verbraucher an den Gleichspannungszwischenkreis elektrisch angeschlossen. In diesem Fall weist die weitere Entladeschaltung eine Entladekurve auf, welche im Wesentlichen gerade ist. Unter der Entladekurve ist insoweit eine Kurve im mathematischen Sinne zu verstehen.
  • In dem beschriebenen Fall erfolgt das frequenzvariierte Ansteuern des Schaltelements der Entladeschaltung derart, dass die Entladekurve wiederum ebenfalls der Entladekurve der weiteren Entladeschaltung entspricht, insbesondere also gerade ist. Durch das Angleichen der Entladekurven der unterschiedlichen Entladeschaltungen kann auf die beschriebene Art und Weise eine Auslegung auf geringere Nennleistungen vorgenommen werden.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die weitere Entladeschaltung eine weitere Entladeinduktivität aufweist und das weitere Schaltelement zum Entladen des Gleichspannungszwischenkreises entlang der bestimmten Entladekurve frequenzvariiert angesteuert wird. Die weitere Entladeschaltung ist also beispielsweise identisch oder zumindest ähnlich zu der Entladeschaltung aufgebaut. Sowohl die Entladeschaltung als auch die weitere Entladeschaltung weisen jeweils das Schaltelement und die Entladeinduktivität auf.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die weitere Entladeschaltung ebenfalls einen Entladewiderstand aufweist. Dieser kann denselben Widerstand aufweisen wie der Entladewiderstand der Entladeschaltung oder einen von diesem abweichenden Widerstand. In ersterem Fall kann das frequenzvariierte Ansteuern des Schaltelements und des weiteren Schaltelements identisch erfolgen, wodurch identische Entladekurven erzielt werden, die der bestimmten Entladekurve entsprechen. In letzterem Fall erfolgt das Ansteuern des Schaltelements und des weiteren Schaltelements unterschiedlich, jedoch stets derart, dass sich die Entladekurven der Entladeschaltungen entsprechen. Hierdurch werden die vorstehend bereits bezeichneten Vorteile erzielt.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Zwischenkreisspannung gemessen, aus der Zwischenkreisspannung und einer vorgegebenen Entladezeit ein Spannungsgradient ermittelt und das Schaltelement und/oder das weitere Schaltelement zum Erzielen des Spannungsgradients angesteuert werden. Die vorgegebene Entladezeit entspricht derjenigen Zeit, in welcher der Gleichspannungskreis entladen werden soll. Beispielsweise wird sie von extern vorgegeben, insbesondere von einem Steuergerät. Beispielsweise wird in Abhängigkeit von wenigstens einer Zustandsgröße des Kraftfahrzeugs aus mehreren Entladezeiten eine ausgewählt und als vorgegebene Entladezeit verwendet. So kann beispielsweise - wie bereits erläutert - im Falle eines normalen Abstellens des Kraftfahrzeugs eine erste Entladezeit und im Falle eines Unfalls des Kraftfahrzeugs eine von der ersten Entladezeit verschiedene zweite Entladezeit als vorgegebene Entladezeit verwendet werden.
  • Aus der Entladezeit und der gemessenen Zwischenkreisspannung soll der Spannungsgradient ermittelt werden, welcher notwendig ist, um ein vollständiges Entladen des Gleichspannungszwischenkreises innerhalb der vorgegebenen Entladezeit zu erzielen. Anschließend werden die Entladeschaltung und/oder die weitere Entladeschaltung derart angesteuert, dass das Entladen des Gleichspannungszwischenkreises mit dem berechneten Spannungsgradient erfolgt. Hierzu wird insbesondere die von der Entladeschaltung verwendete Entladekurve und/oder die von der weiteren Entladeschaltung verwendete Entladekurve zum Erzielen des Spannungsgradients angepasst. Mithilfe der beschriebenen Vorgehensweise ist ein sehr gezieltes und rasches Entladen des Gleichspannungszwischenkreises möglich.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Zwischenkreisschaltung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei die Zwischenkreisschaltung zum elektrischen Entladen eines eine Zwischenkreiskapazität aufweisenden Gleichspannungszwischenkreises der Zwischenkreisschaltung über eine Entladeschaltung mit einem Entladewiderstand und einem Schaltelement verfügt, wobei die Zwischenkreisschaltung dazu vorgesehen und ausgebildet ist, das Schaltelement zum Entladen des Gleichspannungszwischenkreises entlang einer bestimmten Entladekurve frequenzvariiert anzusteuern. Dabei ist vorgesehen, dass die Entladeschaltung zusätzlich eine Entladeinduktivität aufweist und zusätzlich zu der Entladeschaltung eine weitere Entladeschaltung vorliegt, die ein weiteres Schaltelement aufweist, wobei bei einem Schließen des weiteren Schaltelements zum Entladen des Gleichspannungszwischenkreises das Schaltelement derart angesteuert wird, dass die Entladekurve der Entladeschaltung einer Entladekurve der weiteren Entladeschaltung entspricht.
  • Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Zwischenkreisschaltung sowie der beschriebenen Vorgehensweise wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Zwischenkreisschaltung als auch das Verfahren zu ihrem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Entladeschaltung unmittelbar an einen ersten Pol und einen zweiten Pol des Gleichspannungszwischenkreises elektrisch angeschlossen ist. Darunter ist zu verstehen, dass keine weiteren elektrischen Bauteile, insbesondere keine weiteren aktiven Bauteile, zwischen der Entladeschaltung und dem ersten Pol beziehungsweise dem zweiten Pol vorliegen. Dies gewährleistet ein effektives und effizientes Entladen des Gleichspannungszwischenkreises.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Zwischenkreiskapazität unmittelbar an den ersten Pol und den zweiten Pol elektrisch angeschlossen ist. Die Zwischenkreiskapazität dient einem Stabilisieren und/oder Filtern der in dem Gleichspannungszwischenkreis vorliegenden Spannung. Entsprechend ist es besonders vorteilhaft, wenn sie unmittelbar an diesen beziehungsweise an den ersten Pol und den zweiten Pol angeschlossen ist, sodass das Stabilisieren beziehungsweise Filtern auf besonders effektive Art und Weise erfolgen kann.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Entladewiderstand über das Schaltelement an dem ersten Pol und/oder über die Entladeinduktivität an den zweiten Pol elektrisch angeschlossen ist. In anderen Worten liegt das Schaltelement elektrisch zwischen dem Entladewiderstand und dem ersten Pol und die Entladeinduktivität elektrisch zwischen dem Entladewiderstand und dem zweiten Pol vor. Folglich liegt der Entladewiderstand elektrisch zwischen dem Schaltelement und der Entladeinduktivität. Besonders bevorzugt ist das Schaltelement unmittelbar an den ersten Pol und/oder die Entladeinduktivität unmittelbar an dem zweiten Pol elektrisch angeschlossen. Dies ermöglicht ein effektives Entladen des Gleichspannungszwischenkreises.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Entladeschaltung Bestandteil eines Pulswechselrichters ist. Die Entladeschaltung bildet also gemeinsam mit dem Pulswechselrichter eine Baugruppe, also ein gemeinsames elektrisches Bauteil, welches elektrisch an den Gleichspannungszwischenkreis angeschlossen wird. Die Baugruppe beziehungsweise das gemeinsame Bauteil weist insoweit einen ersten elektrischen Anschluss für den ersten Pol und einen zweiten elektrischen Anschluss für den zweiten Pol auf. Innerhalb der Baugruppe sind sowohl die Entladeschaltung als auch der Pulswechselrichter an diese Anschlüsse angeschlossen, also ausschließlich über diese Anschlüsse an den Gleichspannungszwischenkreis anschließbar. Entsprechendes kann für die weitere Entladeschaltung der Fall sein. Beispielsweise bildet diese gemeinsam mit einem weiteren Pulswechselrichter eine weitere Baugruppe, welche separat von der Baugruppe an den Gleichspannungszwischenkreis angeschlossen wird.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
    • 1 eine schematische Darstellung einer Zwischenkreisschaltung für ein Kraftfahrzeug, sowie
    • 2 ein Diagramm, in welchem eine Entladekurve einer Entladeschaltung der Zwischenkreisschaltung dargestellt ist.
  • Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Zwischenkreisschaltung 1 für ein Kraftfahrzeug. Die Zwischenkreisschaltung 1 verfügt über einen ersten Pol 2 und einen zweiten Pol 3, welche unterschiedliche Potentiale aufweisen. In der Zwischenkreisschaltung 1 liegt eine Zwischenkreiskapazität 4 vor, welche beispielsweise in Form eines separaten Kondensators ausgestaltet ist oder alternativ sich durch Baugruppen der Zwischenkreisschaltung 1 ergibt. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Zwischenkreiskapazität 4 unmittelbar an den ersten Pol 2 und den zweiten Pol 3 elektrisch angeschlossen.
  • Weiterhin verfügt die Zwischenkreisschaltung 1 über eine Entladeschaltung 5, die ein Schaltelement 6, einen Entladewiderstand 7 sowie eine Entladeinduktivität 8, insbesondere in Form einer Spule, aufweist. Das Schaltelement 6, der Entladewiderstand 7 und die Entladeinduktivität 8 sind elektrisch in Reihe geschaltet und unmittelbar an die beiden Pole 2 und 3 elektrisch angeschlossen. Hierbei liegt der Entladewiderstand 7 elektrisch zwischen dem Schaltelement 6 und der Entladeinduktivität 8 vor. Somit ist also der Entladewiderstand 7 über das Schaltelement 6 an den ersten Pol 2 und über die Entladeinduktivität 8 an den zweiten Pol 3 elektrisch angeschlossen. Das Schaltelement 6 wird mittels eines Steuergeräts 9 angesteuert, nämlich frequenzvariiert angesteuert.
  • Hierdurch wird eine gezielte Anpassung einer Entladekurve erzielt, entlang welcher die Zwischenkreisschaltung 1 beziehungsweise ein Gleichspannungszwischenkreis 10 der Zwischenkreisschaltung 1 entladen wird.
  • Die 2 zeigt ein Diagramm, in welchem eine in dem Gleichspannungszwischenkreis 10 vorliegende Spannung U über der Zeit t aufgetragen ist. Ein Verlauf 11 zeigt eine beispielhafte Entladekurve, welche mittels der Entladeschaltung 5 realisiert wird. Weitere beispielhafte Entladekurven sind durch die Verläufe 12 und 13 gekennzeichnet. Die Verläufe 11, 12 und 13 sind durch entsprechendes Ansteuern des Schaltelements 6 mittels des Steuergeräts 9 erzielbar. Es kann also beispielsweise gemäß dem Verlauf 11 ein exponentielles Absinken der Spannung U in dem Gleichspannungszwischenkreis 10 erzielt werden. Alternativ kann gemäß dem Verlauf 12 ein gleichmäßiges, lineares Verringern der Spannung U erfolgen. Auch ein unstetiger Verlauf der Spannung ist gemäß dem Verlauf 13 umsetzbar, indem in einem ersten Zeitraum ein erster Spannungsgradient und in einem zweiten Zeitraum ein von dem ersten Spannungsgradient verschiedener zweiter Spannungsgradient mithilfe der Entladeschaltung 5 bewirkt wird.
  • Die beschriebene Ausgestaltung der Zwischenkreisschaltung 1 beziehungsweise das frequenzvariierte Ansteuern des Schaltelements 6 ermöglicht ein effektives und zielgerichtetes Entladen des Gleichspannungszwischenkreises 10 gemäß einer gewünschten Entladekurve. Dies ist vor allem sinnvoll, falls in dem Gleichspannungszwischenkreis 10 mehrere Entladeschaltungen 5 vorliegen (hier nicht dargestellt).
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Zwischenkreisschaltung
    2
    1. Pol
    3
    2. Pol
    4
    Zwischenkreiskapazität
    5
    Entladeschaltung
    6
    Schaltelement
    7
    Entladewiderstand
    8
    Entladeinduktivität
    9
    Steuergerät
    10
    Gleichspannungszwischenkreis
    11
    Verlauf
    12
    Verlauf
    13
    Verlauf

Claims (9)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Zwischenkreisschaltung (1) für ein Kraftfahrzeug, die zum elektrischen Entladen eines eine Zwischenkreiskapazität (4) aufweisenden Gleichspannungszwischenkreises (10) der Zwischenkreisschaltung (1) über eine Entladeschaltung (5) mit einem Entladewiderstand (7) und einem Schaltelement (6) verfügt, wobei das Schaltelement (6) zum Entladen des Gleichspannungszwischenkreises (10) entlang einer bestimmten Entladekurve frequenzvariiert angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladeschaltung (5) zusätzlich eine Entladeinduktivität (8) aufweist und zusätzlich zu der Entladeschaltung (5) eine weitere Entladeschaltung vorliegt, die ein weiteres Schaltelement aufweist, wobei bei einem Schließen des weiteren Schaltelements zum Entladen des Gleichspannungszwischenkreises (10) das Schaltelement (6) derart angesteuert wird, dass die Entladekurve der Entladeschaltung (5) einer Entladekurve der weiteren Entladeschaltung entspricht.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (6) derart angesteuert wird, dass die Entladekurve von einer Exponentialfunktion abweicht.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Entladeschaltung eine weitere Entladeinduktivität aufweist und das weitere Schaltelement zum Entladen des Gleichspannungszwischenkreises (10) entlang der bestimmten Entladekurve frequenzvariiert angesteuert wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwischenkreisspannung gemessen, aus der Zwischenkreisspannung und einer vorgegebenen Entladezeit ein Spannungsgradient ermittelt und das Schaltelement (6) und/oder das weitere Schaltelement zum Erzielen des Spannungsgradients angesteuert werden.
  5. Zwischenkreisschaltung (1) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zwischenkreisschaltung (1) zum elektrischen Entladen eines eine Zwischenkreiskapazität (4) aufweisenden Gleichspannungszwischenkreises (10) der Zwischenkreisschaltung (1) über eine Entladeschaltung (5) mit einem Entladewiderstand (7) und einem Schaltelement (6) verfügt, wobei die Zwischenkreisschaltung (1) dazu vorgesehen und ausgebildet ist, das Schaltelement (6) zum Entladen des Gleichspannungszwischenkreises (10) entlang einer bestimmten Entladekurve frequenzvariiert anzusteuern, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladeschaltung (5) zusätzlich eine Entladeinduktivität (8) aufweist und zusätzlich zu der Entladeschaltung (5) eine weitere Entladeschaltung vorliegt, die ein weiteres Schaltelement aufweist, wobei bei einem Schließen des weiteren Schaltelements zum Entladen des Gleichspannungszwischenkreises (10) das Schaltelement (6) derart angesteuert wird, dass die Entladekurve der Entladeschaltung (5) einer Entladekurve der weiteren Entladeschaltung entspricht.
  6. Zwischenkreisschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladeschaltung (5) unmittelbar an einen ersten Pol (2) und einen zweiten Pol (3) des Gleichspannungszwischenkreises (10) elektrisch angeschlossen ist.
  7. Zwischenkreisschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenkreiskapazität (4) unmittelbar an den ersten Pol (2) und den zweiten Pol (3) elektrisch angeschlossen ist.
  8. Zwischenkreisschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Entladewiderstand (7) über das Schaltelement (6) an den ersten Pol (2) und über die Entladeinduktivität (8) an den zweiten Pol (3) elektrisch angeschlossen ist.
  9. Zwischenkreisschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladeschaltung (5) Bestandteil eines Pulswechselrichters ist.
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