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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Leistungsstrangs einer batterieelektrisch betriebenen Arbeitsmaschine, welcher eine permanentmagneterregte Elektromaschine und einen Inverter zur Stromversorgung der Elektromaschine aufweist. Zudem bezieht sich die Erfindung auf einen Leistungsstrang.
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Stand der Technik
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Drehende permanenterregte elektrische Maschinen in einem Leistungsstrang induzieren auch ohne Stromversorgung eine Spannung an deren Motorklemmen. Bei bestimmten Fehlerfällen wird ein aktiver Kurzschluss der Motorklemmen ausgelöst, um einen sicheren Zustand herzustellen. Dies kann dann jedoch kurzfristig eine hohe Stromspitze verursachen. Entsprechend werden ein Inverter eines Leistungsstrangs und die elektrische Maschine deshalb dafür dimensioniert, bei der in ungünstigen Kurzschlussfällen auftretenden hohen Stromspitze keinen Schaden zu nehmen. Dadurch können diese Komponenten jedoch groß und teuer sein.
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Darstellung der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Leistungsstrangs einer batterieelektrisch betriebenen Arbeitsmaschine. Die Arbeitsmaschine kann beispielsweise als Radlader oder Bagger ausgebildet sein. Ein Leistungsstrang kann beispielsweise als ein Antriebsstrang oder als ein Werkzeugstrang ausgebildet sein. Entsprechend kann mittels des Leistungsstrangs beispielsweise eine Fahrleistung bzw. eine Arbeitsleistung bereitgestellt werden. Der Leistungsstrang kann dazu ausgebildet sein, eine elektrische Energie, beispielsweise von einer Batterie der Arbeitsmaschine bereitgestellt, in mechanische Energie, wie ein Drehmoment, zu wandeln.
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Der Leistungsstrang weist eine permanentmagneterregte Elektromaschine und einen Inverter zur Stromversorgung der Elektromaschine auf. Die Elektromaschine kann als ein Energiewandler ausgebildet sein. Ein Inverter kann beispielsweise eine Gleichspannung einer Energiequelle der Arbeitsmaschine, wie einer Batterie, in eine Wechselspannung oder Drehstrom wandeln. Dieser Strom kann der Elektromaschine zugeführt werden, um ein Drehmoment bereitzustellen. So kann ein Fahrantrieb oder ein Nebenabtrieb bereitgestellt sein, beispielsweise für eine Zapfwelle oder eine Hydraulikpumpe. Das Verfahren kann einen Schritt eines Betreibens der Elektromaschine aufweisen, um mit dem Leistungsstrang ein Drehmoment zur Verfügung zu stellen
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Das Verfahren weist einen Schritt eines Bestimmens einer Betriebstemperatur des Leistungsstrangs auf. Die Betriebstemperatur kann beispielsweise erfasst werden, Dafür kann ein Temperatursensor vorgesehen sein. Die Betriebstemperatur kann auch berechnet werden. Zum Beispiel kann die Betriebstemperatur anhand von einem Kennlinienfeld und optional in Abhängigkeit von einer Außentemperatur und alternativ oder zusätzlich in Abhängigkeit von anderen Temperaturmessungen bestimmt werden. Die Betriebstemperatur kann eine Temperatur der Elektromaschine sein. Die Betriebstemperatur kann beispielsweise einer Temperatur der Wicklungen der Elektromaschine entsprechen. Die Betriebstemperatur kann beispielsweise einer Temperatur der Permanentmagnete der Elektromaschine entsprechen. Die Betriebstemperatur kann beispielsweise zu einer Temperatur im Inneren der Elektromaschine proportional sein.
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Das Verfahren weist einen Schritt eines Betreibens des Leistungsstrangs in einem Normalmodus, wenn die bestimmte Betriebstemperatur größer als ein Temperaturschwellwert ist, auf. Sofern die Betriebstemperatur also ausreichend hoch ist, kann der Leistungsstrang beispielsweise für den üblichen Gebrauch der Arbeitsmaschine uneingeschränkt genutzt werden. Dem liegt der Gedanke zugrunde, dass transiente Stromspitzen bei einem Fehlerfall im Leistungsstrang und eines in Reaktion darauf eingelegten aktiven Kurzschlusses nur bei ungünstigen Randbedingungen sehr hoch sind. Beispielsweise kann ein solcher Fehlerfall ein Ausfall einer Regelung des Inverters sein. Die dann in der Elektromaschine induzierte Spannung ist in Abhängigkeit von der derzeitigen Drehzahl und zudem besonders hoch, wenn die Betriebstemperatur sehr klein ist. Sofern also die Betriebstemperatur hoch genug ist, kann beispielsweise kein Risiko einer Beschädigung jeweiliger Komponenten des Leistungsstrangs durch einen aktiven Kurzschluss vorliegen, selbst wenn die Komponenten nicht für die bei niedrigeren Temperaturen mögliche höhere Stromspitze ausgelegt sind.
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Das Verfahren weist einen Schritt eines Betreibens des Leistungsstrangs in einem Aufwärmmodus mit reduzierter Effizienz, wenn die bestimmte Betriebstemperatur kleiner oder gleich des Temperaturschwellwerts ist, auf. Dadurch wird eine Erwärmung der Elektromaschine im Vergleich zu dem Normalmodus erhöht. Dadurch kann ein Betriebstemperaturbereich, bei welchem ein aktiver Kurzschluss Komponenten des Leistungsstrangs beschädigen könnte, schnell verlassen werden. Beispielsweise kann bei Starten der Arbeitsmaschine aufgrund einer niedrigen Umgebungstemperatur auch die Betriebstemperatur sehr gering sein. Durch das Wechseln in den Aufwärmmodus kann dann schnell eine unkritische Betriebstemperatur erreicht werden, womit eine Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Leistungsstrangs insgesamt geringer ist. Die Effizienz kann im Vergleich zum Normalmodus reduziert sein. Die Effizienz kann beispielsweise eine thermische oder elektrische Effizienz sein. Beispielsweise kann im Vergleich zum Normalmodus im Aufwärmmodus gezielt ein grö-ßerer Teil des von der Energiequelle der Arbeitsmaschine bereitgestellten Stroms von der Elektromaschine in Wärme statt mechanischer Energie gewandelt werden. Dadurch sind keine zusätzlichen Aggregate, Vorrichtungen oder Bauteile notwendig, um die Betriebstemperatur schnell zu steigern. Stattdessen kann der Umstand genutzt werden, dass die Elektromaschine elektrische Energie in Wärme wandeln kann. Der Wirkungsgrad zum Erreichen einer Betriebstemperatur oberhalb des Temperaturschwellwerts kann dabei besonders hoch sein, da die Wärme unmittelbar in der Elektromaschine, beispielsweise in deren Magneten oder Spulen, entstehen kann. Insbesondere durch ein Aufheizen der Magnete im Falle eines aktiven Kurzschlusses kann die maximale Stromspitze besonders gut reduziert werden. Im Folgenden können jeweilige Erläuterungen und Merkmale des Aufwärmmodus im Vergleich zum Normalmodus verstanden werden.
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Beispielsweise kann eine sehr hohe transiente Stromspitze einen Inverter zerstören, sofern dieser dafür nicht ausgelegt ist. Im regulären Betrieb wäre ein auf eine solche Stromspitze ausgelegter Inverter allerdings überdimensioniert. Zudem können hohe transiente Stromspitzen jeweilige Permanentmagnete der Elektromaschine teilweise oder vollständig irreversibel entmagnetisieren, womit dann eine Leistungsfähigkeit des Leistungsstrangs bzw. der Elektromaschine dauerhaft verringert sein kann. Im regulären Betrieb wäre ein auf eine solche Stromspitze ausgelegte Elektromaschine allerdings ebenfalls überdimensioniert. Die Wahrscheinlichkeit hierfür kann durch das Betreiben gemäß dem oben beschriebenen Verfahren reduziert werden. Aus thermischer Sicht ist der kälteste Zustand der Permanentmagnete der Elektromaschine der kritischste Zustand, also ein Kaltstart bei niedrigen Umgebungstemperaturen mit zeitnahem aktivem Kurzschluss führt zu einer sehr hohen Stromspitze. Durch ein schnelles Aufheizen der Elektromaschine, insbesondere der Magnete, aufgrund des Aufwärmmodus kann eine Zeitdauer des Betreibens in diesem Zustand und damit auch die Wahrscheinlichkeit dieses Falls wesentlich reduzieren. Die Berücksichtigung dieses Falls durch entsprechende Auslegung hat einen negativen Einfluss auf das Elektromaschinen- und Inverterdesign, beispielsweise bezüglich Größe und Kosten. Durch das Verfahren ist eine Auslegung auf gewöhnliche Betriebstemperaturbereiche möglich, ohne dass ein übermäßig hohes Risiko einer dauerhaften Beschädigung durch aktive Kurzschlüsse entsteht.
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Die Arbeitsmaschine kann zunächst im Aufwärmmodus starten und nach Erreichen einer ausreichenden Betriebstemperatur in den Normalmodus wechseln. Dies kann beispielsweise nur einmalig beim Start der Arbeitsmaschine erfolgen. Bei geringen Lasten und geringer Außentemperatur kann die Betriebstemperatur auch zwischenzeitlich unter den Temperaturschwellwert fallen, wobei dann auch wieder zwischenzeitlich in den Aufwärmmodus gewechselt werden kann. Alternativ kann der Aufwärmmodus aber auch nur einmal beim Start aktiviert werden und danach gesperrt werden, damit immer die volle Leistung des Leistungsstrangs zur Verfügung stehen kann und alternativ oder zusätzlich der Leistungsstrang effizient betrieben wird. Der Aufwärmmodus kann so lange aktiviert sein, wie die Betriebstemperatur kleiner als der Temperaturschwellwert oder gleich dem Temperaturschwellwert ist. Der Normalmodus kann so lange aktiviert sein, wie die Betriebstemperatur größer als der Temperaturschwellwert ist.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass der Aufwärmmodus ein gezieltes Erzeugen von Verlusten bei einem Betreiben der Elektromaschine aufweist. Beispielsweise kann gezielt ein Wandlungswirkungsgrad von elektrischer in mechanische Energie durch Steuerung der Elektromaschine und alternativ oder zusätzlich des Inverters im Aufwärmmodus gegenüber dem Normalmodus herabgesetzt sein. Dadurch kann die Elektromaschine direkt erwärmt werden.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Erzeugen von Verlusten ein gezieltes Einprägen von Oberschwingungen auf die vom Inverter für die Elektromaschine bereitgestellte Stromversorgung aufweist. Oberschwingungen können Ströme mit Frequenzen sein, welche kein Drehmoment bewirken, aber Stromwärmeverluste und Eisenverluste erhöhen. Hierfür kann eine Auswertung erfolgen, welche Oberschwingungen keine akustischen und alternativ oder zusätzlich Drehmomentauswirkungen beim Betreiben der Elektromaschine haben. Die Oberschwingungen können so die Effizienz herabsetzen, ohne dass eine Leistungsfähigkeit der Elektromaschine selbst beeinflusst wird.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Erzeugen von Verlusten eine Feldveränderung der Elektromaschine bei gleichem Drehmoment aufweist. Beispielsweise kann eine Feldschwächung oder eine Feldstärkung durch Steuerung des Inverters und damit Veränderung der Stromversorgung der Elektromaschine verursacht werden. Beispielsweise können zusätzliche verlustverursachende Ströme, welche das Magnetfeld der Permanentmagnete der Elektromaschine schwächen oder stärken, erzeugt werden. Beispielsweise kann ein positiver oder negativer d-Strom vom Inverter für die Elektromaschine bereitgestellt werden.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass der Aufwärmmodus eine Reduzierung einer Kühlung der Elektromaschine aufweist. Dadurch kann eine thermische Effizienz des Leistungsstrangs reduziert werden, da Wärme weniger stark abgeführt werden kann. Dafür kann beispielsweise eine Kühlung der Elektromaschine deaktiviert werden oder eine Kühlleistung reduziert werden. Alternativ kann auch ein Bypass der Kühlung aktiviert werden, um die Elektromaschine von der Kühlung zu trennen. Dies ist beispielsweise sinnvoll, sofern andere Komponenten, wie der Inverter, über den gleichen Kühlkreislauf wie die Elektromaschine gekühlt werden. Eine Kühlung des Leistungsstrangs kann dafür einen Elektromaschinenbypass aufweisen. Durch eine reduzierte Kühlung der Elektromaschine kann sich diese im Betrieb schneller aufheizen und damit den kritischen kalten Temperaturbereich schneller verlassen.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass der Leistungsstrang ein Getriebe aufweist. Das Getriebe kann unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse bereitstellen, beispielsweise zwischen der Elektromaschine und einem Abtrieb des Leistungsstrangs. Der Aufwärmmodus kann einen Wechsel zu einem Übersetzungsverhältnis des Getriebes aufweisen, welcher das höchste Drehmoment von der Elektromaschine erfordert. Beispielsweise kann das Getriebe als Mehrganggetriebe ausgebildet sein, wobei jedem Gang ein Übersetzungsverhältnis entspricht. Das Getriebe kann auch dazu ausgebildet sein, eine stufenlose Veränderung der Übersetzung zu ermöglichen. Das Übersetzungsverhältnis des Getriebes, welcher das höchste Drehmoment von der Elektromaschine erfordert, kann auf den derzeitigen Zustand des Leistungsstrangs bezogen sein, beispielsweise einen Fahrzustand. Der Wechsel kann insofern auf Übersetzungsverhältnisse beschränkt sein, bei welchem der derzeitige Zustand des Leistungsstrangs bzw. eine gewünschte Leistungsabgabe weiterhin bereitgestellt werden können.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass der Aufwärmmodus ein Limitieren einer Drehzahl der Elektromaschine auf eine Maximaldrehzahl aufweist. Die maximale Stromspitze im Fehlerfall bei einem aktiven Kurzschluss ist eine Funktion der Drehzahl der Elektromaschine. Unterhalb des Temperaturschwellwerts kann eine Stromspitze aufgrund der Maximaldrehzahl auf einen Maximalwert beschränkt werden, bei welchem keine Beschädigung des Leistungsstrangs droht. So kann auch eine Beschädigung aufgrund eines aktiven Kurzschlusses vor Erreichen einer Betriebstemperatur entsprechend dem Temperaturschwellwert bzw. vor Wechsel in den Normalmodus ausgeschlossen werden. Die Maximaldrehzahl kann eine höchste Drehzahl sein, mit welcher ein Rotor der Elektromaschine während des Aufwärmmodus rotieren darf. Dafür kann beispielsweise entsprechend der Inverter gesteuert werden. Die Maximaldrehzahl kann auch gleich einer Höchstdrehzahl sein, bei welcher im Fehlerfall bei einer Temperatur bis maximal dem Temperaturschwellwert nicht ein aktiver Kurzschluss eingelegt werden muss. Der aktive Kurzschluss ist beispielsweise nicht notwendig, sofern eine elektromotorische Kraft unterhalb einer Batteriespannung liegt. Die Maximaldrehzahl kann kleiner sein als ein Drehzahllimit, mit welchem die Elektromaschine im Normalmodus betrieben werden kann. Die Maximaldrehzahl kann ein fester Wert sein, wie ein festes Drehzahllimit. Diese konstante Maximaldrehzahl kann beispielsweise anhand einer kältesten anzunehmenden Startbedingung festgelegt werden. Das Drehzahllimit kann eine Gefahr von Beschädigung vor einem erfolgreichen Aufwärmen beseitigen.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Verfahren einen Schritt eines Bestimmens der Maximaldrehzahl in Abhängigkeit von der bestimmten Betriebstemperatur des Leistungsstrangs aufweist. Dadurch ist es möglich, das Drehzahllimit in Form der Maximaldrehzahl dynamisch an eine derzeitige Betriebstemperatur anzupassen. So ist eine kontinuierliche Anhebung des Drehzahllimits basierend auf einer geschätzten oder gemessenen derzeitigen Betriebstemperatur mit steigender Erwärmung bis zur Freigabe bzw. Wechsel in den Normalmodus möglich. So kann früher eine höhere Leistung abrufbar sein und dennoch eine Gefahr einer Beschädigung ausgeschlossen werden.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass der Aufwärmmodus eine Lasterhöhung des Leistungsstrangs aufweist. Auch durch eine Lasterhöhung kann ein schnelleres Aufheizen erreicht werden. Beispielsweise kann eine Bremse oder eine Kupplung im Aufwärmmodus so eingestellt werden, dass diese schleift. Dadurch kann dort eine Verlustleistung entstehen, die zu einem Aufheizen führt. Zusätzlich wird mehr Leistung an der Elektromaschine abgerufen, wodurch sich diese gegenüber einem beispielsweise gleichen Fahrzustand im Normalmodus stärker erwärmt. Alternativ oder zusätzlich kann eine Fahrdynamik erhöht werden. Beispielsweise kann schneller als im Normalmodus beschleunigt und alternativ oder zusätzlich gebremst werden. Eine weitere Möglichkeit einer Lasterhöhung ist ein Ankoppeln einer zweiten Elektromaschine an den Leistungsstrang, welche dann als Generator arbeitet. Dadurch kann ein Verlust an Energie bei gleicher Verstärkung der Aufheizung der Elektromaschine geringer sein als beispielsweise einer mechanischen Lasterhöhung mittels einer Bremse. Eine weitere Möglichkeit ist eine Erhöhung einer hydraulischen Last in dem Leistungsstrang, beispielsweise durch zusätzlich wenigstens teilweises Verschließen eines Ventils.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass der Normalmodus eine Regelung des Leistungsstrangs aufweist, bei welcher im Verhältnis zu der der Elektromaschine zugeführten Stromstärke ein maximales Drehmoment erzeugt wird. Diese kann ein möglichst effizientes Wandeln von elektrischer Energie in mechanische Energie ermöglichen. Eine solche Regelung wird auch als „maximum torque per ampere“ bezeichnet.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Leistungsstrang einer batterieelektrisch betriebenen Arbeitsmaschine. Der Leistungsstrang weist eine permanentmagneterregte Elektromaschine auf. Der Leistungsstrang weist einen Inverter, welcher zur Stromversorgung der Elektromaschine ausgebildet ist, auf. Der Leistungsstrang weist eine Bestimmungsvorrichtung, welche zum Bestimmen einer Betriebstemperatur des Leistungsstrangs ausgebildet ist, auf. Der Leistungsstrang weist eine Steuervorrichtung auf. Die Steuervorrichtung ist dazu ausgebildet, den Leistungsstrang gemäß einem Normalmodus zu betreiben, wenn die bestimmte Betriebstemperatur größer als ein Temperaturschwellwert ist. Die Steuervorrichtung ist dazu ausgebildet, den Leistungsstrang gemäß einem Aufwärmmodus mit reduzierter Effizienz zu betreiben, wenn die erfasste Betriebstemperatur kleiner oder gleich des Temperaturschwellwerts ist, um eine Erwärmung der Elektromaschine im Vergleich zu dem Normalmodus zu erhöhen. Die Steuervorrichtung kann zu diesem Zweck beispielsweise den Inverter und alternativ oder zusätzlich die Elektromaschine steuern. Die Steuervorrichtung kann als Teil des Inverters ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung in einer Leistungselektronik des Inverters integriert sein.
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Der Leistungsstrang kann dazu ausgebildet sein, mit einem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt betrieben zu werden. Auch zusätzliche Komponenten des Antriebsstrangs, wie eine Kühlung, eine Kupplung und eine Bremse können von der Steuervorrichtung gesteuert werden, sofern diese an dem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt beteiligt sind. Jeweilige weitere Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile sind den Beschreibungen des ersten Aspekts zu entnehmen.
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Figurenliste
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- 1 veranschaulicht schematisch einen Leistungsstrang einer Arbeitsmaschine.
- 2 veranschaulicht schematisch ein Verfahren zum Betreiben des Leistungsstrangs gemäß 1.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
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1 veranschaulicht schematisch einen Leistungsstrang 10 einer batterieelektrisch betriebenen Arbeitsmaschine, welcher als Antriebsstrang ausgebildet ist. Der Leistungsstrang 10 weist eine permanentmagneterregte Elektromaschine 12, einen Inverter 14, eine Bestimmungsvorrichtung 16 und eine Steuervorrichtung 18 auf. Der Inverter 14 ist zur Stromversorgung der Elektromaschine 12 ausgebildet. Im Betrieb wandelt die Elektromaschine 12 diesen Strom in eine mechanische Antriebsleistung, welche mit Pfeil 20 veranschaulicht ist.
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Die Bestimmungsvorrichtung 16 ist zum Bestimmen einer Betriebstemperatur des Leistungsstrangs 10 ausgebildet. Die bestimmte Betriebstemperatur wird an die Steuervorrichtung 18 übermittelt. Die Steuervorrichtung 18 ist als Teil des Inverters 14 ausgebildet. Die Steuervorrichtung 18 ist dazu ausgebildet, den Leistungsstrang 10 gemäß einem Normalmodus zu betreiben, wenn die bestimmte Betriebstemperatur größer als ein Temperaturschwellwert ist. Die Steuervorrichtung 18 ist zudem dazu ausgebildet, den Leistungsstrang 10 gemäß einem Aufwärmmodus mit reduzierter Effizienz zu betreiben, wenn die bestimmte Betriebstemperatur kleiner oder gleich des Temperaturschwellwerts ist, um eine Erwärmung der Elektromaschine 12 im Vergleich zu dem Normalmodus zu erhöhen.
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2 veranschaulicht ein Verfahren, mit dem der Leistungsstrang 10 betrieben wird. Im Schritt 30 wird die Betriebstemperatur des Leistungsstrangs 10 mittels der Bestimmungsvorrichtung 16 bestimmt. Sofern diese Bestimmung gemäß Schritt 30 ergibt, dass die Betriebstemperatur größer als der Temperaturschwellwert ist, wird mit Schritt 32 fortgefahren. In Schritt 32 wird der Leistungsstrang 10 gemäß dem Normalmodus betrieben.
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Sofern diese Bestimmung gemäß Schritt 30 ergibt, dass die bestimmte Betriebstemperatur kleiner oder gleich des Temperaturschwellwerts ist, wird mit Schritt 34 fortgefahren. In Schritt 34 wird der Leistungsstrang 10 gemäß dem Aufwärmmodus mit reduzierter Effizienz betrieben, um eine Erwärmung der Elektromaschine 12 im Vergleich zu dem Normalmodus zu erhöhen.
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Dazu weist der Schritt 34 ein Erzeugen von Verlusten bei einem Betreiben der Elektromaschine auf, was mit Schritt 36 veranschaulicht ist. Dafür werden gezielt von dem Inverter 14 durch Steuerung mittels der Steuervorrichtung 18 Oberschwingungen auf die der Elektromaschine 12 bereitgestellte Stromversorgung aufgeprägt. Alternativ oder zusätzlich wird dafür eine Feldveränderung der Elektromaschine 12 bei gleichem Drehmoment bewirkt.
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Zudem weist der Schritt 34 eine Reduzierung einer Kühlung der Elektromaschine 12 durch eine Steuerung eines Kühlsystems mittels der Steuervorrichtung 18 auf. Dies ist mit Schritt 38 veranschaulicht.
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Zudem weist der Schritt 34 einen Wechsel eines Übersetzungsverhältnisses eines Getriebes des Leistungsstrangs 10 auf, welcher ein höheres Drehmoment von der Elektromaschine 12 erfordert, um die gleiche Fahrleistung bereitzustellen. Dazu wird von der Steuervorrichtung 18 ein Gangwechsel gesteuert. Dies ist mit Schritt 40 veranschaulicht.
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Zudem weist der Schritt 34 ein Limitieren einer Drehzahl der Elektromaschine 12 auf eine Maximaldrehzahl auf. Dies ist mit Schritt 42 veranschaulicht. Die Maximaldrehzahl wird dazu in einem Schritt 44 in Abhängigkeit von der in Schritt 30 bestimmten Betriebstemperatur des Leistungsstrangs 10 bestimmt.
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Zudem weist der Schritt 34 eine Lasterhöhung des Leistungsstrangs auf. Dies ist mit Schritt 46 veranschaulicht. Dazu wird in einer Ausführungsform von der Steuervorrichtung 18 eine Bremse des Leistungsstrangs 10 in einen schleifenden Zustand verstellt.
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Bei Erreichen von Schritt 32 oder 34 kann in einer Ausführungsform das Verfahren von vorne mit Schritt 30 beginnen. Es kann also kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich die Betriebstemperatur bestimmt werden und in Abhängigkeit von dieser Bestimmung zwischen dem Normalmodus und dem Aufwärmmodus gewechselt werden.
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Bei dem oben beschriebenen Leistungsstrang 10 und durch Nutzung des oben beschriebenen Verfahrens können der Inverter 14 und die Elektromaschine 12 für kleinere Stromspitzen dimensioniert werden. Ein kritischer Temperaturbereich und eine kritische Drehzahl, welche bei einem aktiven Kurzschluss in Reaktion auf einen Fehlerfall eine Beschädigung verursachen können, werden vermieden. Die dafür erforderliche Wärme entsteht sehr nahe oder sogar direkt in den Bereichen, welche dazu erwärmt werden sollen. Es muss keine Wärme von außen über teilweise thermisch schlecht leitfähig Pfade oder Leitungskomponenten, welche Bauraum benötigen, dem Leistungsstrang 10 zugeführt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Leistungsstrang
- 12
- Elektromaschine
- 14
- Inverter
- 16
- Bestimmungsvorrichtung
- 18
- Steuervorrichtung
- 20
- Wandlung des Stroms in mechanische Antriebsleistung
- 30
- Bestimmung der Betriebstemperatur
- 32
- Betrieb in Normalmodus
- 34
- Betrieb in Aufwärmmodus
- 36
- Erzeugen von Verlusten
- 38
- Reduzierung einer Kühlung
- 40
- Wechsel zu einem Übersetzungsverhältnis
- 42
- Limitieren einer Drehzahl
- 44
- Bestimmen einer Maximaldrehzahl
- 46
- Lasterhöhung
