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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abbau einer in einem induktiven Element einer elektrischen Einrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gespeicherten Energie zur Überführung der elektrischen Einrichtung in einen sicheren Zustand, wobei die Vorrichtung eine zur Ansteuerung wenigstens zweier Schaltelemente ausgebildete Steuerungseinrichtung aufweist, wobei ein erstes Schaltelement dazu ausgebildet ist, das induktive Element wahlweise mit einem Energiespeicher der elektrischen Einrichtung zu verbinden und das zweite Schaltelement dazu ausgebildet ist, das induktive Element wahlweise mit einem Freilaufelement, insbesondere einer Freilaufdiode, zu verbinden.
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Vorrichtungen zum Abbau von elektrischer Energie, die in einem induktiven Element einer elektrischen Einrichtung gespeichert ist, sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Üblicherweise werden derartige Vorrichtungen dazu eingesetzt, die elektrische Energie abzubauen, um die elektrische Einrichtung, beispielsweise eine elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs, in einen sicheren Zustand zu überführen. Tritt beispielsweise ein Fehlerfall oder ein Unfall auf, durch den das Kraftfahrzeug, insbesondere die elektrische Maschine, beschädigt wird, soll die elektrische Einrichtung, zum Beispiel ein Elektromotor des Kraftfahrzeugs, in den sicheren Zustand überführt werden, d.h., dass von der elektrischen Einrichtung keine Gefahr ausgeht. Im Beispiel eines Elektromotors für ein Kraftfahrzeug soll in dem sicheren Zustand sichergestellt sein, dass die elektrische Einrichtung keine Drehmomente und dergleichen erzeugen bzw. abgeben kann, die zu einer ungewollten Beschleunigung bzw. Verzögerung des Kraftfahrzeugs führen könnten.
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Insbesondere betrifft die Erfindung fremderregte Synchronmaschinen, die wenigstens ein induktives Element, beispielsweise eine Spule bzw. Rotorwicklung aufweisen, in der vor dem Übergang in den sicheren Zustand Energie gespeichert ist. Für den Abbau der gespeicherten Energie weist die Vorrichtung eine Steuerungseinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, zwei Schaltelemente anzusteuern. Ein erstes Schaltelement ist dazu ausgebildet, das induktive Element wahlweise mit einem Energiespeicher der elektrischen Einrichtung zu verbinden und das zweite Schaltelement ist dazu ausgebildet, das induktive Element wahlweise mit einem Freilaufelement, insbesondere einer Freilaufdiode, zu verbinden. Tritt der Fehlerfall bzw. der Unfall auf, kann durch Öffnen der beiden Schaltelemente erreicht werden, dass die Energie über die Freilaufdioden bzw. das Freilaufelement abgebaut wird, wobei letztlich durch das Öffnen des ersten Schaltelements die Verbindung zu dem elektrischen Energiespeicher getrennt werden kann und durch das Öffnen des zweiten Schaltelements die Überbrückung des Freilaufelements aufgehoben werden kann, sodass letztlich nur noch ein Stromfluss über das Freilaufelement möglich ist.
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In diesem Kontext ist ferner bekannt, dass die Überführung in den sicheren Zustand möglichst schnell durchgeführt werden soll, um zu erreichen, dass der Zeitraum, in dem potenzielle Gefahr von der elektrischen Einrichtung ausgehen kann, so gering wie möglich gehalten werden kann. Um die elektrische Energie innerhalb bzw. unterhalb einer Maximalzeit abzubauen, ist es erforderlich, die einzelnen Bauteile der Vorrichtung, insbesondere das Freilaufelement, ausreichend zu dimensionieren, sodass dieses dazu ausgebildet ist, den vergleichsweise hohen Strom innerhalb der Maximalzeit tragen zu können. Dies führt insbesondere dazu, dass die Auswahl der Bauteile, die am Stromfluss beteiligt sind, hin zu bezogen auf ihren Bauraum größeren und bezogen auf ihre Stromtragfähigkeit stärkere Bauteile vorgenommen wird. Die Auswahl erfordert somit aufwändigere und teurere Bauteile, die gegebenenfalls auch mehr Bauraum beanspruchen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine demgegenüber verbesserte Vorrichtung zum Abbau einer in einem induktiven Element einer elektrischen Einrichtung gespeicherten Energie zur Überführung der elektrischen Einrichtung in einen sicheren Zustand anzugeben.
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Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Wie beschrieben, betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Abbau von in einem induktiven Element einer elektrischen Einrichtung gespeicherten Energie, um die elektrische Einrichtung in einen sicheren Zustand zu überführen, wobei wenigstens ein beschriebener Stromkreis der elektrischen Einrichtung vorliegt, der mittels einer Ansteuerung seitens der Steuerungseinrichtung durch gezieltes Öffnen des ersten und zweiten Schaltelements zum Energieabbau genutzt werden kann. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet ist, in einer ersten Entladephase das erste Schaltelement und in einer zweiten Entladephase das zweite Schaltelement zu öffnen.
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Mit anderen Worten wird, entgegen der aus dem Stand der Technik bekannten Entladung durch gleichzeitiges Öffnen der beiden Schaltelemente, vorgeschlagen, die Entladung in zwei separaten Entladephasen durchzuführen. Hierzu wird in der ersten Entladephase, insbesondere ausschließlich, das erste Schaltelement geöffnet und in der zweiten Entladephase wird zusätzlich zu dem ersten Schaltelement das zweite Schaltelement geöffnet. In der ersten Entladephase ist somit das erste Schaltelement geöffnet und das zweite Schaltelement ist geschlossen. In der zweiten Entladephase sind das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement geöffnet. Dadurch wird ausgenutzt, dass in der ersten Entladephase, in dem die in dem induktiven Element gespeicherte elektrische Energie am größten ist, der Stromfluss durch das induktive Element aufgrund ohmscher Verluste bereits einen ausreichenden Abbau der gespeicherten Energie bewirkt. Bekanntermaßen wird die Verlustleistung mit Absinken des Stroms ebenfalls absinken, insbesondere quadratisch. Bewirkt die Verlustleistung durch das induktive Element keinen ausreichenden Energieabbau, kann das zweite Schaltelement geöffnet werden, um in der zweiten Entladephase zusätzlich Energie durch das Freilaufelement abzubauen. Das Freilaufelement kann insbesondere als elektronisches Freilaufelement ausgestaltet sein. Das Freilaufelement kann auch als Freilaufbauteil bezeichnet werden.
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Dadurch, dass in der ersten Entladephase die Energie letztlich durch das induktive Element selbst abgebaut wird, kann das Freilaufelement gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen deutlich weniger aufwendig, kostengünstiger und mit weniger Bauraumbedarf realisiert werden. Das Verbringen der elektrischen Einrichtung in den sicheren Zustand kann dennoch innerhalb der Maximalzeit durchgeführt werden, wobei zunächst vergleichsweise hohe Ströme bzw. hohe Verlustleistungen durch das induktive Element selbst abgefangen werden und erst in der zweiten Entladephase das Freilaufelement verwendet wird, um (zusätzlich) Energie abzubauen.
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Hierzu kann die Vorrichtung wenigstens ein Entladeelement vorsehen, das dazu ausgebildet ist, in der zweiten Entladephase die Energie des induktiven Elements, insbesondere durch elektrische Verluste, abzubauen. In der ersten Entladephase wird somit die elektrische Energie, die in dem induktiven Element gespeichert ist, vorwiegend durch ohmsche Verluste in dem induktiven Element selbst abgebaut, indem die elektrische Energie in bekannter Weise in Wärme gewandelt wird. In der zweiten Entladephase wird zusätzlich elektrische Energie in dem Freilaufelement verbraucht. Das induktive Element und das Freilaufelement wirken somit als Verbraucherelemente, um die elektrische Energie abzubauen und die elektrische Einrichtung, insbesondere eine elektrische Maschine, in einen sicheren Zustand zu überführen. Bei der Entladung bzw. dem Abbau der Energie kann auch von einer Entmagnetisierung des induktiven Elements gesprochen werden.
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Die Auswahl des Entladeelements bzw. die Ausgestaltung des Entladeelements ist grundsätzlich beliebig wählbar, solange das Entladeelement dazu ausgebildet ist, in der zweiten Entladephase elektrische Energie abzubauen. Beispielsweise kann das Entladeelement als Schaltelement, insbesondere als zweites Schaltelement, und/oder als Entladediode, insbesondere als Zehnerdiode, ausgebildet sein. Das Entladeelement kann somit Bestandteil eines Schaltelements sein bzw. kann eines der Schaltelemente, insbesondere das zweite Schaltelement, als Entladeelement ausgebildet sein. In der zweiten Entladephase kann das als Entladeelement ausgebildete Schaltelement zur Entladung des induktiven Elements angesteuert werden. Das als Schaltelement ausgebildete Entladeelement kann insbesondere derart angesteuert werden, dass möglichst hohe Schaltverluste auftreten. Beispielsweise ist es möglich, das als Schaltelement ausgebildete Entladeelement möglichst langsam zu schalten, um einen möglichst hohen Schaltverlust zu erzeugen und somit eine möglichst hohe elektrische Energie abzubauen. Hierzu kann eine Mindestschaltzeit definiert werden, die bei einem Öffnen des als Schaltelement ausgebildeten Entladeelements, beispielsweise beim Öffnen des zweiten Schaltelements, überschritten wird. Als Entladeelement kann beispielsweise ein IGBT- oder MOSFET-Bauteil, beispielsweise ein sogenannter Avalanche-MOSFET, verwendet werden.
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Zusätzlich oder alternativ ist es ebenso möglich, das Entladeelement als Entladediode, insbesondere als Zehnerdiode, auszubilden. Das Entladeelement kann in diesem Fall beispielsweise in das zuvor beschriebene Freilaufelement, beispielsweise als Freilaufdiode, integriert werden. Mit anderen Worten kann das Freilaufelement gleichzeitig die Funktion des Entladeelements übernehmen. Grundsätzlich können beliebige Entladedioden einzeln oder in Kombination vorgesehen sein. Als Freilaufelement bietet sich beispielsweise eine Zehnerdiode an. Das Freilaufelement kann grundsätzlich im Normalbetrieb hohe Spannungen sperren und nach einem Durchbruch den Strom leiten, beispielsweise (kurzzeitig in Bezug auf die zuvor beschriebene Maximalzeit) robust gegen hohe Verlustleistungen sein.
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Wie beschrieben, ist die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet, das erste und das zweite Schaltelement zu steuern, d.h., für den Übergang in einen sicheren Zustand das im Normalzustand geschlossene erste und zweite Schaltelement zu öffnen. Die Steuerungseinrichtung kann beispielsweise das erste Schaltelement in Abhängigkeit von einem entsprechenden Schaltbefehl öffnen, beispielsweise, wenn die elektrische Einrichtung in den sicheren Zustand verbracht werden soll. Das zweite Schaltelement kann demgegenüber verzögert geöffnet werden.
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Die Steuerungseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, das zweite Schaltelement stromgesteuert und/oder zeitgesteuert zu öffnen. Wie beschrieben, wird durch das Öffnen des zweiten Schaltelements die zweite Entladephase eingeleitet bzw. vollzogen. Beispielsweise kann ein definierter Strom festgelegt werden, der im Stromkreis in der ersten Entladephase unterschritten werden muss, um zusätzlich zu dem geöffneten ersten Schaltelement das zweite Schaltelement zu öffnen. Ebenso ist es möglich, eine Zeitkonstante vorzugeben, nach deren Ablauf die Steuerungseinrichtung das zweite Schaltelement zusätzlich zu dem ersten Schaltelement öffnet. Der definierte Stromwert bzw. der definierte Zeitwert oder die Stromkonstante oder die Zeitkonstante können somit in Abhängigkeit des Systems bzw. der elektrischen Einrichtung gewählt werden, um sicherzustellen, dass die erste Entladephase solange aufrecht erhalten bleiben kann, wie ausreichend hohe Verlustleistungen erzeugt werden. Anschließend kann in die zweite Entladephase übergegangen werden, um die restliche Energie möglichst schnell abzubauen.
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Die beschriebene Vorrichtung kann ferner dazu ausgebildet sein, in der ersten Entladephase den Strom durch das induktive Element um 60 bis 70 % eines Ursprungsstroms durch das induktive Element zu reduzieren und den restlichen Strom in der zweiten Entladephase abzubauen. Durch die Auswahl bzw. die Aufteilung der einzelnen Entladephasen kann letztlich die Geschwindigkeit bestimmt werden mit der die Energie abgebaut wird bzw. die Maximalzeit kann festgelegt werden, nach der die ursprünglich gespeicherte Energie abgebaut oder unter einen definierten Minimalwert reduziert ist. Wie beschrieben, hängen die Verlustleistungen in der ersten Entladephase vorwiegend mit dem fließenden Strom zusammen, sodass bereits eine Reduktion des Ursprungsstroms, also desjenigen Stroms, der nach Schließen des ersten Schaltelements fließt, um 60 bis 70 % des Ursprungsstroms möglich ist. Die restliche Reduzierung bzw. der restliche Abbau erfolgt in der zweiten Entladephase, entsprechend nach Schließen des zweiten Schaltelements durch die Steuerungseinrichtung.
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Die Steuerungseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, das zweite Schaltelement mittels eines Verzögerungselements zu öffnen, wobei das Verzögerungselement als analoges elektronisches Element und/oder softwarebasiert und/oder als digitales elektronisches Element ausgebildet ist. Das Verzögerungselement kann beispielsweise auch als „Verzögerungsglied“ bezeichnet werden. Das Verzögerungselement bewirkt insbesondere, dass das zweite Schaltelement erst nach einer Verzögerungszeit gegenüber dem ersten Schaltelement geöffnet wird. Somit ist gewährleistet, dass zuerst das erste Schaltelement geöffnet wird und die erste Entladephase durchgeführt wird, bevor, bestimmt durch das Verzögerungselement, ein verzögertes Öffnen des zweiten Schaltelements erfolgt.
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Grundsätzlich kann als Verzögerungselement jedes geeignete Element verwendet werden. Eine Realisierung des Verzögerungselements kann beispielsweise rein softwarebasiert erfolgen, zum Beispiel durch entsprechende Steuerbefehle in der Steuerungseinrichtung, die zunächst das erste Schaltelement öffnen und nach Ablauf einer gewissen Zeit das zweite Schaltelement öffnen kann. Ebenso ist es möglich, ein digitales elektronisches Element, beispielsweise ein IC, FPGA, CPLD vorzusehen, um das Verzögerungselement zu realisieren. Hierbei sind beliebige Kombinationen aus analogen elektronischen Elementen, softwarebasierten Elementen und/oder digitalen elektronischen Elementen möglich.
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Die Vorrichtung kann ferner wenigstens ein zusätzliches Entladeelement vorsehen, das insbesondere parallel zu wenigstens einem Schaltelement und/oder an einem Knotenpunkt zwischen dem induktiven Element und dem ersten Schaltelement angeordnet ist. Als zusätzliches Entladeelement kann beispielsweise eine zusätzliche Entladediode vorgesehen sein. Das zusätzliche Entladeelement kann beispielsweise parallel zu dem ersten Schaltelement bzw. dem zweiten Schaltelement angeordnet sein. Grundsätzlich kann sowohl ein zusätzliches Entladeelement dem ersten Schaltelement als auch dem zweiten Schaltelement zugeordnet sein. Eine weitere Anordnungsmöglichkeit kann alternativ oder zusätzlich vorsehen, ein weiteres Entladeelement an dem Knotenpunkt zwischen dem induktiven Element und dem Freilaufelement vorzusehen. Grundsätzlich ist die hierin beschriebene Vorrichtung nicht auf eine Mindestanzahl an Bauteilen beschränkt, sondern kann beliebig um weitere Entladeelemente oder Entladeschaltungen erweitert werden.
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Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend eine zuvor beschriebene Vorrichtung. Sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale, die in Bezug auf die Vorrichtung beschrieben wurden, sind vollständig auf das Kraftfahrzeug übertragbar und umgekehrt.
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Das Kraftfahrzeug kann als elektrische Einrichtung insbesondere eine elektrische Maschine aufweisen, die als fremderregte Synchronmaschine ausgebildet sein kann, wobei das induktive Element als wenigstens eine Rotorwicklung des Rotors der elektrischen Maschine ausgebildet sein kann. Der hauptsächliche Verbraucher während der ersten Entladephase ist somit das induktive Element des Rotors, insbesondere die Rotorwicklungen.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Abbau einer in einem induktiven Element einer elektrischen Einrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gespeicherten Energie zur Überführung der elektrischen Einrichtung in einen sicheren Zustand, wobei eine zur Ansteuerung wenigstens zweier Schaltelemente ausgebildete Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, wobei ein erstes Schaltelement dazu ausgebildet ist, das induktive Element wahlweise mit einem Energiespeicher der elektrischen Einrichtung zu verbinden und das zweite Schaltelement dazu ausgebildet ist, das induktive Element wahlweise mit einem Freilaufelement, insbesondere einer Freilaufdiode, zu verbinden, wobei in einer ersten Entladephase das erste Schaltelement und in einer zweiten Entladephase das zweite Schaltelement geöffnet wird. Die in Bezug auf die Vorrichtung und das Kraftfahrzeug erläuterten Vorteile, Einzelheiten und Merkmale sind vollständig auf das Verfahren übertragbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Fig. erläutert. Die Fig. sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 eine Vorrichtung zum Abbau einer in einem induktiven Element einer elektrischen Einrichtung gespeicherten Energie in einer ersten Entladephase; und
- 2 die Vorrichtung von 1 in einer zweiten Entladephase.
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1 zeigt einen schematischen Ausschnitt einer Vorrichtung 1 zum Abbau einer in einem induktiven Element 2 einer elektrischen Einrichtung 3, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gespeicherten Energie zur Überführung der elektrischen Einrichtung 3 in einen sicheren Zustand. Beispielsweise ist die elektrische Einrichtung 3 als elektrische Maschine eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs ausgebildet, wobei die elektrische Maschine insbesondere eine fremderregte Synchronmaschine darstellt und das induktive Element 2 eine Rotorwicklung des Rotors der elektrischen Maschine bzw. ein Bestandteil derselben.
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Die Vorrichtung 1 weist eine Steuerungseinrichtung 4 auf, die dazu ausgebildet ist, ein erstes Schaltelement 5 und ein zweites Schaltelement 6 der elektrischen Einrichtung 3 anzusteuern. Die Schaltelemente 5, 6 sind hierin lediglich beispielhaft als Transistoren dargestellt, jedes Schaltelement 5, 6 kann jedoch jedwede andere Form von Schaltelementen annehmen, beispielsweise IGBT, MOSFET und dergleichen. Das erste Schaltelement 5 ist ersichtlich dazu ausgebildet, das induktive Element 2 mit einem elektrischen Energiespeicher 7 bzw. einer elektrischen Energieversorgung zu verbinden bzw. die Verbindung zu trennen. Die elektrische Einrichtung 3 weist ferner ein Freilaufelement 8 auf, das in diesem Ausführungsbeispiel als Freilaufdiode ausgebildet ist und ein zusätzliches Entladeelement 9, das in diesem Ausführungsbeispiel als Zehnerdiode ausgeführt ist. Das zusätzliche Entladeelement 9 ist optional zu verstehen, da die Entladefunktion des Entladeelements 9 auch zumindest teilweise durch ein weiteres nicht dargestelltes Bauteil oder durch das zweite Schaltelement 6 erfüllt werden kann, wie nachfolgend beschrieben wird.
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Die Steuerungseinrichtung 4 ist grundsätzlich dazu ausgebildet, bei einem geplanten Übergang in einen sicheren Zustand, zunächst das erste Schaltelement 5 zu öffnen, um eine erste Entladephase durchzuführen. Die erste Entladephase wird durch einen Stromfluss gemäß Kreislauf 10 dominiert, bei dem der Strom durch das induktive Element 2, die Freilaufdiode 8 und das geschlossene zweite Schaltelement 6 fließt. Die erste Entladephase bewirkt somit einen Abbau elektrischer bzw. magnetischer Energie, die in dem induktiven Element 2 gespeichert ist, vorwiegend durch ohmsche Verluste. Bekanntermaßen sinken die ohmsche Verluste quadratisch mit dem sinkenden Strom, sodass die Steuerungseinrichtung 4 dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit des Stroms oder zeitbasiert das zweite Schaltelement 6 zu öffnen, um eine zweite Entladephase einzuleiten.
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Die Steuerungseinrichtung 4 weist hierzu ein Verzögerungselement 11 auf, das zur verzögerten Öffnung des zweiten Schaltelements 6 ausgebildet ist. Die verzögerte Öffnung des zweiten Schaltelements 6 ergibt sich hierbei in Bezug auf das erste Schaltelement 5, da das erste Schaltelement 5 zuerst geöffnet wird, um die erste Entladephase durchzuführen, wobei nach einer Verzögerungszeit das zweite Schaltelement 6 geöffnet wird. Das Verzögerungselement 11 kann als integraler Bestandteil der Steuerungseinrichtung 4 ausgeführt sein oder als separates Bauteil vorgesehen sein. Das Verzögerungselement 11 kann beispielsweise softwarebasiert ausgeführt sein oder als analoges elektronisches Bauteil oder als digitales elektronisches Bauteil. Das Verzögerungselement 11 kann auch durch beliebige Kombination der genannten Varianten ausgeführt sein.
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Nach Einleiten der zweiten Entladephase, d.h., nach Öffnen des zweiten Schaltelements 6, wird der Energieabbau in der zweiten Entladephase durch den Kreislauf 12 dominiert. Hierbei findet der Energieabbau vorwiegend in dem zusätzlichen Entladeelement 9 statt. Wie beschrieben, kann auf das zusätzliche Entladeelement 9 verzichtet werden, indem das Entladen über das zweite Schaltelement 6 durchgeführt wird. Die zweite Entladephase wird somit durch ein Schließen des zweiten Schaltelements 6 bewirkt, indem das zweite Schaltelement 6 möglichst verlustreich geschlossen wird. Hierzu kann das zweite Schaltelement 6 möglichst langsam geschlossen werden, um die Schaltverluste künstlich zu erhöhen. Beispielsweise kann eine Mindestschaltzeit vorgegeben sein, die beim Schließen des zweiten Schaltelements 6 überschritten werden muss, um ausreichend Verluste zu erzeugen, um die Energie in dem induktiven Element 2 ausreichend abzubauen.
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Alternativ oder zusätzlich kann, wie gezeigt, das zusätzliche Entladeelement 9 vorgesehen sein, um die zusätzlichen Verluste in der zweiten Entladephase zu erzeugen. Mit anderen Worten wird in der ersten Entladephase das System im „normalen“ Freilaufzustand gehalten, ohne erhöhte Verluste durch das zusätzliche Entladeelement 9 zu bewirken. Die Entladung bzw. Entmagnetisierung ist in der ersten Entladephase gegeben, da das induktive Element 2 einen hohen ohmschen Widerstand besitzt. Wie beschrieben, kann das induktive Element 2 beispielsweise eine Rotorwicklung darstellen. Die Verlustleistung in der ersten Entladephase wird von den ohmschen Verlusten dominiert, die bekanntermaßen gemäß P = R * I2 bestimmt sind. Da die Verlustleistung, beispielsweise die Umwandlung der elektrischen Energie in thermische Energie jedoch mit dem abfallenden Strom quadratisch abfällt, wird in der zweiten Entladephase das zweite Schaltelement 6 geschlossen, um von dem in der ersten Entladephase vorwiegend genutzten Kreislauf 10 in den Kreislauf 12 überzugehen bzw. den Entladevorgang von dem Kreislauf 12 dominieren zu lassen. In der zweiten Entladephase kann der Strom sonach über das zusätzliche Entladeelement 9 oder, wie zuvor beschrieben, durch Energieabbau in dem zweiten Schaltelement 6, zusätzlich beschleunigt werden, bis der Strom unter eine definierte Stromschwelle fällt bzw. bis der Stromfluss vollständig ausbleibt.
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Ersichtlich kann durch die Kombination beider Entladephasen ein Kompromiss zwischen schnellem Entladen bzw. Entmagnetisieren innerhalb einer vorgegebenen Maximalzeit, beispielsweise einer Fehlertoleranzzeit, und einer Verteilung der Last hin zu einer thermisch stabilen Entladung über das induktive Element 2 erreicht werden. Dadurch kann das zusätzliche Entladeelement 9 deutlich geringer dimensioniert werden bzw. gegebenenfalls vollständig entfallen, da bereits ein Großteil des Ursprungsstroms über das induktive Element 2 selbst abgebaut werden kann. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass von der ersten Entladephase in die zweite Entladephase übergegangen wird, nachdem ca. zwei Drittel des Ursprungsstroms in der ersten Entladephase abgebaut wurden. Die restliche Energie muss somit in der zweiten Entladephase abgebaut werden, sodass anstelle einer sofortigen Öffnung des zweiten Schaltelements 6 nur noch ein deutlich geringerer Teil abgebaut werden muss. Die an der zweiten Entladephase beteiligten Bauteile, insbesondere das zweite Schaltelement 6 bzw. das zusätzliche Entladeelement 9 müssen somit weniger stromtragfähig sein, als wenn das zweite Schaltelement 6 sofort geöffnet werden würde.
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Das hierin beschriebene Verfahren ist auf der beschriebenen Vorrichtung 1 durchführbar bzw. ist die Vorrichtung 1 dazu ausgebildet, das hierin beschriebene Verfahren auszuführen. Die Vorrichtung 1 ist insbesondere Bestandteil eines Kraftfahrzeugs, das eine elektrische Maschine als elektrische Einrichtung 3 aufweist. Die elektrische Einrichtung 3 ist insbesondere als fremderregte Synchronmaschine ausgebildet. Sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale sind daher auf das beschriebene Verfahren und das beschriebene Kraftfahrzeug übertragbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- induktives Element
- 3
- elektrische Einrichtung
- 4
- Steuerungseinrichtung
- 5, 6
- Schaltelement
- 7
- Energiespeicher
- 8
- Freilaufelement
- 9
- Entladeelement
- 10
- Kreislauf
- 11
- Verzögerungselement
- 12
- Kreislauf
