DE102023104692A1

DE102023104692A1 - Elektrisch betreibbarer Antriebsstrang, Verfahren zur Steuerung eines elektrisch betreibbaren Antriebsstrang, Steuereinheit und Computerprogrammprodukt

Info

Publication number: DE102023104692A1
Application number: DE102023104692.6A
Authority: DE
Inventors: Joachim Höhn; Marcel Wagner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2023-02-27
Filing date: 2023-02-27
Publication date: 2024-08-29

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrisch betreibbaren Antriebsstrang (1) eines Kraftfahrzeugs (2) umfassend eine mittels eines Inverters (3) bestrombare elektrische Maschine (4) zum Antrieb des Kraftfahrzeugs (2), wobei der Inverter (3) zur Bestromung der elektrischen Maschine (4) elektrisch mit einer in dem Kraftfahrzeug (2) angeordneten elektrischen Energiequelle (5) verbunden ist, und ein Thermomanagementsystem (6) zur Kühlung und/oder Erwärmung der elektrischen Maschine (4) und/oder des Inverters (3) und/oder der elektrischen Energiequelle (5) und/oder einer Fahrgastzelle (7) des Kraftfahrzeugs (2) sowie eine Steuereinheit (8) zur Steuerung von Betriebszuständen der elektrischen Maschine (4) sowie der Wärmeflüsse innerhalb des Thermomanagementsystems (6) zwischen der elektrischen Maschine (4) und/oder dem Inverter (3) und/oder der elektrischen Energiequelle (5) und/oder der Fahrgastzelle (7), wobei die Steuereinheit (8) so konfiguriert ist, dass die elektrische Maschine (4) in einen generatorischen Betriebszustand versetzbar ist, in welchem der Wirkungsgrad der Umwandlung von mechanischer zu elektrischer Energie gezielt reduziert und der Grad der hierdurch erzeugten thermischen Verlustenergie gezielt erhöht ist, wobei in diesem generatorischen Betriebszustand die von der elektrischen Maschine (4) erzeugte Verlustwärme der elektrischen Energiequelle (5) und/oder der Fahrgastzelle (7) zuführbar ist

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrisch betreibbaren Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfassend eine mittels eines Inverters bestrombare elektrische Maschine zum Antrieb des Kraftfahrzeugs, wobei der Inverter zur Bestromung der elektrischen Maschine elektrisch mit einer in dem Kraftfahrzeug angeordneten elektrischen Energiequelle verbunden ist, und ein Thermomanagementsystem zur Kühlung und/oder Erwärmung der elektrischen Maschine und/oder des Inverters und/oder der elektrischen Energiequelle und/oder einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs sowie eine Steuereinheit zur Steuerung von Betriebszuständen der elektrischen Maschine sowie der Wärmeflüsse innerhalb des Thermomanagementsystems zwischen der elektrischen Maschine und/oder dem Inverter und/oder der elektrischen Energiequelle und/oder der Fahrgastzelle. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Steuerung eines elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs, eine Steuereinheit und ein Computerprogrammprodukt.
Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt Elektromotoren eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden. Eine ausführliche Darstellung zu einem Elektroantrieb ergibt sich beispielsweise aus einem Artikel der Zeitschrift ATZ 113. Jahrgang, 05/2011, Seiten 360-365 von Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski und Jens Liebold mit dem Titel: Hochintegrativ und Flexibel Elektrische Antriebseinheit für E-Fahrzeuge. In diesem Artikel wird eine Antriebseinheit für eine Achse eines Fahrzeugs beschrieben, welche einen E-Motor umfasst, der koaxial zu einem Kegelraddifferenzial angeordnet ist.
Bei Fahrzeugen mit einem derartigen elektrischen Antrieb ist das Heiz- und Kühlsystem für die Fahrgastzelle der größte energetische Nebenverbraucher, da bei vollelektrischen Antriebskonzepten in der Regel die Verbrennungskraftmaschine als Wärmeversorger entfällt. Zudem ergeben sich zusätzliche Temperierbedarfe bei Antriebskomponenten, wie etwa der Batterie, der Leistungselektronik und der elektrischen Antriebsmaschine selbst.
Insbesondere durch die Randbedingung Umgebungstemperatur kann es bei Fahrzeugen mit elektrischer Antriebsmaschine zu erheblichen Reichweitenverlusten kommen. Situationsabhängig kann es vorkommen, dass gerade das Temperiersystem mehr elektrische Energie aufnimmt, als für den Antrieb des Fahrzeugs erforderlich ist. Die Energieeffizienz von Heiz- und Kühlsystemen für vollelektrische Kraftfahrzeuge steht deshalb vermehrt im Fokus von Entwicklungsanstrengungen.
Besonders das Vorkonditionieren der Batterie durch Heizen, welches beispielsweise für eine bevorstehende Schnellladephase notwendig ist, gehört neben dem Heizen des Fahrgastraums zu den energieintensiven Thermomanagementfunktionen. Ein gattungsbildendes Thermomanagement-System bestehend aus einem Kühlmittelkreislauf mit zwei Kreisen ist beispielsweise in der US8402776 beschrieben. Ein weiteres Beispiel für ein derartiges Thermomanagement-System kann der DE102012208992A1 entnommen werden. Die energieintensive und damit reichweitenreduzierende Erwärmung des Kühlmittels oder der Innenluft des Fahrgastraums über Zusatzheizer ist hierbei regelmäßig unerwünscht.
In diesem Zusammenhang sind auch Vorrichtungen zur Speicherung von Wärme für Kraftfahrzeuge, z.B. aus der DE819334C bekannt geworden. Zur Speicherung der thermischen Energie kann beispielsweise ein sogenanntes PCM-Material verwendet (Phase Change Material). Da derartige thermische Speichereinrichtungen regelmäßig vergleichsweise teuer sind, sind auch diese üblicherweise unerwünscht.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Thermomanagement für ein elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug bereitzustellen. Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung einen optimiertes Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs zu realisieren. Auch ist es eine Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Steuereinheit sowie ein verbessertes Computerprogrammprodukt zur Steuerung eines elektrischen Achsantriebsstrangs zu realisieren.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen elektrisch betreibbaren Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfassend eine mittels eines Inverters bestrombare elektrische Maschine zum Antrieb des Kraftfahrzeugs, wobei der Inverter zur Bestromung der elektrischen Maschine elektrisch mit einer in dem Kraftfahrzeug angeordneten elektrischen Energiequelle verbunden ist, und ein Thermomanagementsystem zur Kühlung und/oder Erwärmung der elektrischen Maschine und/oder des Inverters und/oder der elektrischen Energiequelle und/oder einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs sowie eine Steuereinheit zur Steuerung von Betriebszuständen der elektrischen Maschine sowie der Wärmeflüsse innerhalb des Thermomanagementsystems zwischen der elektrischen Maschine und/oder dem Inverter und/oder der elektrischen Energiequelle und/oder der Fahrgastzelle, wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass die elektrische Maschine in einen motorischen Betriebszustand versetzbar ist, in welchem der Wirkungsgrad der Umwandlung von elektrischer zu mechanischer Energie gezielt reduziert und der Grad der hierdurch erzeugten thermischen Verlustenergie gezielt erhöht ist, wobei in diesem motorischen Betriebszustand die von der elektrischen Maschine erzeugte Verlustwärme der elektrischen Energiequelle und/oder der Fahrgastzelle zuführbar ist und/oder die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass die elektrische Maschine in einen generatorischen Betriebszustand versetzbar ist, in welchem der Wirkungsgrad der Umwandlung von mechanischer zu elektrischer Energie gezielt reduziert und der Grad der hierdurch erzeugten thermischen Verlustenergie gezielt erhöht ist, wobei in diesem generatorischen Betriebszustand die von der elektrischen Maschine erzeugte Verlustwärme der elektrischen Energiequelle und/oder der Fahrgastzelle zuführbar ist.
Durch die Möglichkeit, den Wirkungsgrad des motorischen wie auch generatorischen Betriebs der elektrischen Maschine gezielt zu reduzieren und den Grad der thermischen Verlustenergie zu erhöhen, kann die von der elektrischen Maschine erzeugte Verlustwärme genutzt werden, um andere Komponenten des Kraftfahrzeugs, wie die elektrische Energiequelle und/oder die Fahrgastzelle zu beheizen. Auf diese Weise kann das Thermomanagementsystem des Kraftfahrzeugs effektiv gesteuert werden, um beispielsweise schnelles Erreichen einer Betriebstemperatur sicherzustellen und somit ggf. den Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs zu reduzieren.
Hierzu werden die in der elektrischen Maschine vorhandenen Wärmekapazitäten, wie insbesondere das in dem Rotor und Stator vorhandene Metall, als thermischer Energiespeicher gezielt nutzbar gemacht. Diese Erwärmung durch thermische Verlustleistung wird in einem „Normalbetrieb“ der elektrischen Maschine üblicherweise so gering wie möglich gehalten, beispielsweise durch eine entsprechend wirkungsgradoptimierte Regelung (Drehfeldregelung, Raumzeigerregelung) der elektrischen Maschine, bei der die eingesetzte elektrische Energie in ein maximales mechanisches Drehmoment umgewandelt werden soll. Erfindungsgemäß ist jedoch auch vorgesehen, diese Verluste gezielt zu erhöhen, um das wärmespeichernde Material der elektrischen Maschine zu erwärmen. Ein derart ineffizienter und damit eine thermische Verlustenergie bereitstellender Betrieb kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der bei der Bestromung der elektrischen Maschine der entsprechende Strom auf Id ≠0 geregelt wird.
Die Rekuperation im generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine wird somit nicht ausschließlich aufgrund der begrenzten Leistungsaufnahme des elektrischen Energiespeichers bestimmt, sondern es kann das elektrische Antriebssystem als Gesamtes genutzt werden, um thermische Wärmeströme effizienzoptimiert zu steuern. Durch die gezielte Einlagerung der Rekuperationsenergie als thermische Verlustenergie in das Material der elektrischen Maschine kann die Rekuperationleistung bis zu den Grenzen der elektrischen Maschine erhöht werden.
Anschließend wird diese thermische Verlustenergie durch das Thermomanagementsystem anderen Fahrzeugkomponenten, wie dem elektrischen Energiespeicher und/oder der Fahrgastzelle wieder zur Verfügung gestellt, z.B. um den Innenraum der Fahrgastzelle aufzuwärmen oder den elektrischen Energiespeicher thermisch zu konditionieren.
Der elektrische Energiespeicher kann insbesondere eine aufladbare Fahrzeugbatterie sein. Es ist auch möglich, dass der elektrische Energiespeicher eine Brennstoffzelle ist.
Zunächst werden nun die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
Das Thermomanagementsystem des Antriebsstrangs kann insbesondere auch ein hydraulisches Steuersystem umfassen, welches die Volumenströme innerhalb eines Thermomanagementsystems des Kraftfahrzeugs mittels hydraulisch auf ein Fluid einwirkender Schaltelemente, wie beispielsweise Ventile, Schieber, Pumpen und dergleichen, steuert. Das hydraulische Steuersystem kann hierzu beispielsweise insbesondere einen Volumenstrom völlig oder teilweise abdrosseln und/oder an die relevanten Wärmequellen und -senken in Subkreisläufen des Thermomanagement-Systems eines Kraftfahrzeugs verteilen. Hierzu werden die hydraulischen Schaltelemente bevorzugt durch eine elektronische Steuereinheit gesteuert und geschaltet.
Ein hydraulisches Schaltelement kann eine Hydraulikpumpe, ein Schaltventil, ein steuerbares Drosselventil und dergleichen sein. Bevorzugt ist ein hydraulisches Schaltelement elektrisch ansteuerbar. Des Weiteren weist ein hydraulisches Schaltelement bevorzugt wenigstens zwei voneinander verschiedene, schaltbare Betriebszustände auf, in denen das hydraulische Schaltelement in unterschiedlicher Weise auf das entsprechende Fluid in einem Kreislauf einwirkt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das der Antriebsstrang ferner einen Inverter mit einem Inverterkühlkreislauf zu Abfuhr oder Zufuhr von Wärme aus oder zum Inverter aufweist, wobei die hydraulische Steuereinheit zur Beeinflussung der Volumenströme in dem Inverterkühlkreislauf mittels wenigstens eines hydraulischen Schaltelements auf den Inverterkühlkreislauf einwirkt.
Die elektrische Maschine zum Antrieb des Kraftfahrzeugs ist mittels eines Inverters bestrombar. Dabei ist die Leistungselektronik des Inverters bevorzugt in einem Invertergehäuse aufgenommen. Das Invertergehäuse kann bevorzugt aus einem metallischen Material, insbesondere bevorzugt aus Aluminium, Grauguss oder Stahlguss, insbesondere mittels einem Urformverfahren wie Gießen oder Druckguss geformt sein. Besonders bevorzugt besitzt das Invertergehäuse eine topfartige Raumform. In diesem Zusammenhang ist es besonders zu bevorzugen, dass der Gehäusedeckel in das topfartige Invertergehäuse einsetzbar ist. Alternativ wäre es auch denkbar, dass der Gehäusedeckel auf dem topfartigen Invertergehäuse aufliegt und dessen Öffnung überdeckt. Das Invertergehäuse kann auch Bestandteil des Motorgehäuses einer elektrischen Maschine sein oder umgekehrt. Dies bedeutet, dass das Invertergehäuse ganz oder teilweise einstückig, insbesondere monolithisch, mit dem Motorgehäuse ausgebildet ist.
Die in dem Invertergehäuse aufgenommene Leistungselektronik kann insbesondere für eine elektrische Maschine zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs vorgesehen sein. Die Leistungselektronik ist bevorzugt ein Verbund verschiedener Komponenten, welche einen Strom an die elektrische Maschine des Achsantriebsstrang steuern oder regeln, bevorzugt inklusive hierzu benötigter peripherer Bauteile wie Kühlelemente oder Netzteile. Insbesondere enthält die Leistungselektronik ein oder mehrere Leistungselektronikbauteile, welche zur Steuerung oder Regelung eines Stroms eingerichtet sind. Dabei handelt es sich besonders bevorzugt um einen oder mehrere Leistungsschalter, z.B. Leistungstransistoren. Besonders bevorzugt weist die Leistungselektronik mehr als zwei, besonders bevorzugt drei voneinander getrennte Phasen bzw. Strompfade mit mindestens je einem eigenen Leistungselektronikbauteil auf. Die Leistungselektronik ist bevorzugt ausgelegt, pro Phase eine Leistung mit einer Spitzenleistung, bevorzugt Dauerleistung, von mindestens 10 W, bevorzugt mindestens 100 W besonders bevorzugt mindestens 1000 W zu steuern oder regeln. Bevorzugt weist die Leistungselektronik zusätzlich eine Steuereinheit, beispielsweise in Form einer Steuerelektronik und/oder einer Sensorelektronik, für die elektrische Maschine auf.
Elektrische Maschinen im Sinne dieser Anmeldung dienen zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie und/oder umgekehrt, und umfassen in der Regel einen als Stator, Ständer oder Anker bezeichneten ortsfesten Teil sowie einen als Rotor oder Läufer bezeichneten und gegenüber dem ortsfesten Teil beweglich angeordneten Teil. Im Zusammenhang mit dieser Erfindung kann eine elektrische Maschine insbesondere als Rotationsmaschine ausgebildet sein. Bei derartigen elektrischen Rotationsmaschinen wird insbesondere zwischen Radialflussmaschinen und Axialflussmaschinen unterschieden. Dabei zeichnet sich eine Radialflussmaschine dadurch aus, dass die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator ausgebildeten Luftspalt, sich in radialer Richtung erstrecken, während im Falle einer Axialflussmaschine sich die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator gebildeten Luftspalt in axialer Richtung erstrecken. Eine elektrische Maschine ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrang eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen. Insbesondere ist die elektrische Maschine so dimensioniert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 50 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Besonders bevorzugt weist die elektrische Maschine eine Leistung größer als 30 kW, vorzugsweise größer als 50 kW und insbesondere größer als 70 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Drehzahlen größer als 5.000 U/min, besonders bevorzugt größer als 10.000 U/min, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 U/min bereitstellt.
Die elektrische Maschine kann ein Gehäuse aufweisen, das auch als Motorgehäuse bezeichnet wird. Das Motorgehäuse umhaust die elektrische Maschine. Ein Motorgehäuse kann darüber hinaus auch die Steuer- und Leistungselektronik, sowie bevorzugt auch zumindest Teile des Bremssystems aufnehmen. Das Motorgehäuse kann darüber hinaus auch Bestandteil eines Kühlsystems für die elektrische Maschine und derart ausgebildet sein, dass Kühlfluid über das Motorgehäuse der elektrischen Maschine zugeführt wird und/oder die Wärme über die Motorgehäuseflächen nach außen abgeführt werden kann. Darüber hinaus schützt das Motorgehäuse die elektrische Maschine sowie die ggf. vorhandene Elektronik vor äußeren mechanischen und/oder chemischen Einflüssen. Ein Motorgehäuse der elektrischen Maschine kann insbesondere aus einem metallischen Material gebildet sein. Vorteilhafter Weise kann das Motorgehäuse aus einem metallischen Gussmaterial, wie zum Beispiel Grauguss oder Stahlguss geformt sein. Grundsätzlich ist es auch denkbar, das Motorgehäuse ganz oder teilweise aus einem Kunststoff auszubilden. Ferner ist es möglich, dass das Motorgehäuse der elektrischen Maschine einstückig oder mehrteilig ausgeführt ist.
Ein Rotor ist der sich drehende (rotierende) Teil einer elektrischen Maschine. Der Rotor umfasst insbesondere eine Rotorwelle und einen oder mehrere drehfest auf der Rotorwelle angeordnete, aus Rotorblechpaketen gebildete Rotorkörper. Die Rotorwelle kann hohl ausgeführt sein, was zum einen eine Gewichtsersparnis zur Folge hat und was zum anderen die Zufuhr von Schmier- oder Kühlmittel zum Rotorkörper erlaubt. Die Rotorwelle ist insbesondere mit der Bremswelle des Bremssystems koppelbar.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das die elektrische Maschine einen Motorkühlkreislauf zu Abfuhr oder Zufuhr von Wärme aus oder zur elektrischen Maschine aufweist, wobei die hydraulische Steuereinheit zur Beeinflussung der Volumenströme in dem Motorkühlkreislauf mittels wenigstens eines hydraulischen Schaltelements auf den Motorkühlkreislauf einwirkt.
Die elektrische Maschine ist bevorzugt mit einem Getriebe koppelbar, welches zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments für das Kraftfahrzeug ausgebildet ist. Bei dem Antriebsdrehmoment handelt es sich besonders bevorzugt um ein Hauptantriebsdrehmoment, so dass das Kraftfahrzeug ausschließlich durch das Antriebsdrehmoment angetrieben wird.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine und das Getriebe in einem gemeinsamen Antriebsstranggehäuse angeordnet sind. Alternativ wäre es natürlich auch möglich, dass die elektrische Maschine ein Motorgehäuse und das Getriebe ein Getriebegehäuse besitzt, wobei die bauliche Einheit dann über eine Fixierung der Getriebeanordnung gegenüber der elektrischen Maschine bewirkbar ist. Diese bauliche Einheit wird gelegentlich auch als E-Achse bezeichnet.
Um verschiedene Antriebs- bzw. Betriebsmodi für das Kraftfahrzeug zu realisieren, kann eine oder mehrere Trennkupplungen innerhalb des Drehmomentenpfads zwischen der elektrischen Maschine und einem Fahrzeugrad vorgesehen werden. Eine Trennkupplung kann beispielsweise zwischen dem Ausgang der elektrischen Maschine und dem Eingang des Getriebes angeordnet sein, so dass die elektrische Maschine von dem Getriebe entkoppelbar ist, wodurch sich ein Segelbetrieb des Kraftfahrzeugs bereitstellen lässt. Auch wäre es denkbar, eine Trennkupplung zwischen dem Ausgang des Getriebes und einem Fahrzeugrad oder den Fahrzeugrädern anzuordnen, wodurch ebenfalls ein Segelbetrieb des Kraftfahrzeugs realisierbar ist. Schließlich ist es auch möglich, eine Trennkupplung zwischen dem Eingang des Bremssystems und dem Ausgang der elektrischen Maschine anzuordnen, womit sich das Bremssystem vollständig von der elektrischen Maschine entkuppeln lässt.
Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass die elektrische Maschine zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs in einen generatorischen Betriebszustand versetzbar ist, in welchem die von der elektrischen Maschine erzeugte Rekuperationswärme der elektrischen Energiequelle und/oder der Fahrgastzelle zuführbar ist. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass beim Abbremsen des Kraftfahrzeugs mithilfe der elektrischen Maschine als Generator Energie zurückgewonnen werden kann, die ansonsten verloren gegangen wäre. Diese Energie kann in Form von elektrischer Energie in der elektrischen Energiequelle des Kraftfahrzeugs gespeichert werden und später wieder genutzt werden, um das Kraftfahrzeug wieder anzutreiben. Auf diese Weise kann der Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs reduziert werden. Darüber hinaus kann die von der elektrischen Maschine erzeugte Rekuperationswärme genutzt werden, um andere Komponenten des Kraftfahrzeugs, wie die elektrische Energiequelle und/oder die Fahrgastzelle, zu beheizen, wodurch das Thermomanagementsystem des Kraftfahrzeugs effektiv gesteuert werden kann und der Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs weiter reduziert werden kann.
Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass in dem generatorischen Betriebszustand der elektrischen Maschine zumindest zeitweise der Energiequelle keine von der elektrischen Maschine erzeugte elektrische Energie zugeführt wird. Es kann hierdurch u.a. erreicht werden, dass durch die Unterbrechung der Zufuhr von elektrischer Energie an die elektrische Energiequelle zumindest zeitweise der Belastungszustand der elektrischen Energiequelle reduziert wird. Dies kann dazu beitragen, die Lebensdauer der elektrischen Energiequelle zu verlängern. Darüber hinaus kann es in bestimmten Situationen auch sinnvoll sein, die elektrische Maschine bewusst in einen generatorischen Betriebszustand zu versetzen, ohne dass elektrische Energie an die elektrische Energiequelle zugeführt wird, z.B. um die elektrische Maschine zu kühlen und/oder um die von ihr erzeugte Wärme anderweitig zu nutzen. Insbesondere in einem nahezu vollständig geladenen Zustand der elektrischen Energiequelle oder bei niedrigen Temperaturen kann die Rekuperationsenergie der elektrischen Maschine nicht immer vollständig von der elektrischen Energiequelle aufgenommen werden. In einem derartigen Betriebszustand der elektrischen Energiequelle kann dann die mechanische Energie im generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine in thermische Energie, sprich Wärme, umgewandelt und im Kraftfahrzeug verteilt werden.
Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass das Thermomanagementsystem wenigstens einen ein Kühlfluid führenden ersten Kühlkreislauf zur Abfuhr von Wärme aus der elektrischen Maschine und/oder dem Inverter aufweist, durch welchen mittels wenigstens eines Wärmetauschers ein Wärmefluss zur Energiequelle und/oder der Fahrgastzelle übertragbar ist. Die vorteilhafte Wirkung dieser Ausgestaltung ist darin begründet, dass das Thermomanagementsystem in der Lage ist, die Wärme, die von der elektrischen Maschine und/oder dem Inverter erzeugt wird, effektiv abzuführen und anderweitig zu nutzen. Durch den Einsatz eines Kühlkreislaufs und eines Wärmetauschers kann die Wärme auf einfache Weise von der elektrischen Maschine und/oder dem Inverter auf andere Komponenten des Kraftfahrzeugs, wie die elektrische Energiequelle und/oder die Fahrgastzelle, übertragen werden. Auf diese Weise kann das Thermomanagementsystem des Kraftfahrzeugs effektiv gesteuert werden.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Thermomanagementsystem eine von der elektrischen Energiequelle bestrombare Wärmepumpe aufweist, wobei die Stromzufuhr von der elektrischen Energiequelle zur Wärmepumpe durch die Steuereinheit in dem generatorischen Betriebszustand der elektrischen Maschine zumindest zeitweise unterbrochen ist. Durch die Möglichkeit, die Stromzufuhr von der elektrischen Energiequelle zur Wärmepumpe zumindest zeitweise zu unterbrechen, kann der Energieverbrauch der Wärmepumpe reduziert werden, wodurch der Gesamtenergieverbrauch des Kraftfahrzeugs reduziert wird. Zudem kann durch die Unterbrechung der Stromzufuhr die Belastung der elektrischen Energiequelle verringert werden, was wiederum dazu beitragen kann, deren Lebensdauer zu verlängern.
Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass die Steuereinheit die elektrische Maschine beim Unterschreiten einer vordefinierten ersten Betriebstemperatur der elektrischen Energiequelle und/oder einer vordefinierten zweiten Betriebstemperatur der Fahrgastzelle, die elektrische Maschine zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs in einen generatorischen Betriebszustand versetzt. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass durch das Versetzen der elektrischen Maschine in den generatorischen Betriebszustand beim Unterschreiten einer vordefinierten Betriebstemperatur der elektrischen Energiequelle und/oder der Fahrgastzelle die Betriebstemperatur dieser Komponenten aufrechterhalten werden kann, indem die von der elektrischen Maschine erzeugte Verlustwärme genutzt wird, um sie zu beheizen. Auf diese Weise kann das Thermomanagementsystem des Kraftfahrzeugs effektiv gesteuert werden, um eine konstante Betriebstemperatur sicherzustellen und somit den Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs zu reduzieren.
In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug wenigstens eine mit einem ersten Fahrzeugrad gekoppelte Reibungsbremse aufweist, welche mit der Steuereinheit verbunden ist, wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass beim Unterschreiten einer vordefinierten durch die im generatorischen Betriebszustand befindliche elektrische Maschine erzeugbaren und durch einen Benutzer angeforderten Bremskraft, die Reibungsbremse nicht aktuiert wird und beim Überschreiten einer vordefinierten durch die im generatorischen Betriebszustand befindliche elektrische Maschine erzeugbaren und durch einen Benutzer angeforderten Bremskraft, die Reibungsbremse aktuiert wird. Hierdurch kann erreicht werden, dass durch die Steuerung der Reibungsbremse durch die Steuereinheit in Abhängigkeit von der von der elektrischen Maschine im generatorischen Betriebszustand erzeugbaren Bremskraft und der durch den Benutzer angeforderten Bremskraft die Bremsleistung des Kraftfahrzeugs optimiert werden kann. Insbesondere kann durch das Nichtaktivieren der Reibungsbremse bei niedriger von der elektrischen Maschine erzeugter Bremskraft sichergestellt werden, dass die Reibungsbremse nur dann eingesetzt wird, wenn dies aufgrund der von der elektrischen Maschine erzeugbaren Bremskraft und der durch den Benutzer angeforderten Bremskraft tatsächlich erforderlich ist. Auf diese Weise kann der Verschleiß der Reibungsbremse reduziert und somit die Wartungskosten des Kraftfahrzeugs gesenkt werden. Zudem kann die Bremsleistung des Kraftfahrzeugs insgesamt verbessert werden, indem sichergestellt wird, dass die Reibungsbremse immer dann aktiviert wird, wenn dies erforderlich ist.
Die Reibungsbremse hat also die Funktion eine zu bremsende Welle, beispielsweise mittels eines Reibschlusses, abzubremsen. Die Bremse kann insbesondere basierend auf dem Funktionsprinzip einer trockenen oder nassen Lamellenbremse, einer Scheibenbremse oder auch einer Trommelbremse ausgeführt sein. Eine Reibungsbremse kann des Weiteren auch einen Bremsaktuator aufweisen. Ein Bremsaktuator hat insbesondere die Funktion, die Bremse zu aktuieren, also in einen reibschlüssigen Betriebszustand und einem vom Reibschluss gelösten Betriebszustand zu versetzen. Der Bremsaktuator kann hierzu insbesondere pneumatisch, hydraulisch, elektromotorisch, mechanisch, elektromagnetisch oder aus einer beliebigen Kombination hieraus betätigt werden.
Der Bremsaktuator kann bevorzugt wenigstens einen linearverschieblichen Kolben aufweisen, welcher bevorzugt in axialer Richtung versetzbar ist. Die Reibungsbremse kann bevorzugt auch einen Bremskühlkreislauf zu Abfuhr oder Zufuhr von Wärme aus oder zur Bremse aufweisen, wobei die hydraulische Steuereinheit zur Beeinflussung der Volumenströme in dem Bremskühlkreislauf mittels wenigstens eines hydraulischen Schaltelements auf den Bremskühlkreislauf einwirkt.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch ein Verfahren zu Steuerung eines elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs umfassend

• eine mittels eines Inverters bestrombare elektrische Maschine zum Antrieb des Kraftfahrzeugs, wobei
• der Inverter zur Bestromung der elektrischen Maschine elektrisch mit einer in dem Kraftfahrzeug angeordneten elektrischen Energiequelle verbunden ist, und
• ein Thermomanagementsystem zur Kühlung und/oder Erwärmung der elektrischen Maschine und/oder des Inverters und/oder der elektrischen Energiequelle und/oder einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs sowie
• eine Steuereinheit zur Steuerung von Betriebszuständen der elektrischen Maschine sowie der Wärmeflüsse innerhalb des Thermomanagementsystems zwischen der elektrischen Maschine und/oder dem Inverter und/oder der elektrischen Energiequelle und/oder der Fahrgastzelle,
• wobei die Steuereinheit beim Vorliegen eines erhöhten Wärmebedarfs die elektrische Maschine in einen motorischen Betriebszustand versetzt, in welchem der Wirkungsgrad der Umwandlung von elektrischer zu mechanischer Energie gezielt reduziert und der Grad der hierdurch erzeugten thermischen Verlustenergie gezielt erhöht ist, wobei in diesem motorischen Betriebszustand die von der elektrischen Maschine erzeugte Verlustwärme der elektrischen Energiequelle und/oder der Fahrgastzelle zuführbar ist und/oder
• die Steuereinheit beim Vorliegen eines erhöhten Wärmebedarfs die elektrische Maschine in einen generatorischen Betriebszustand versetzt, in welchem der Wirkungsgrad der Umwandlung von mechanischer zu elektrischer Energie gezielt reduziert und der Grad der hierdurch erzeugten thermischen Verlustenergie gezielt erhöht ist, wobei in diesem generatorischen Betriebszustand die von der elektrischen Maschine erzeugte Verlustwärme der elektrischen Energiequelle und/oder der Fahrgastzelle zuführbar ist

Der Vorteil des Verfahrens zur Steuerung des elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs besteht darin, dass durch die Steuereinheit der Betriebszustand der elektrischen Maschine an den aktuellen Wärmebedarf angepasst werden kann. Insbesondere kann beim Vorliegen eines erhöhten Wärmebedarfs die elektrische Maschine entweder in den motorischen oder in den generatorischen Betriebszustand versetzt werden, je nachdem, welcher Betriebszustand in dieser Situation die effektivste Möglichkeit bietet, die von der elektrischen Maschine erzeugte Verlustwärme zu nutzen. Auf diese Weise kann das Thermomanagementsystem des Kraftfahrzeugs effektiv gesteuert werden, um eine konstante Betriebstemperatur sicherzustellen und somit den Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs zu reduzieren.
Die Aufgabe der Erfindung kann des Weiteren auch gelöst werden mittels einer Steuereinheit zur Steuerung eines elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei die Steuereinheit einen Prozessor und einen Speicher umfasst, der einen Computerprogrammcode enthält, wobei der Speicher und der Computerprogrammcode konfiguriert sind, mit dem Prozessor, die Steuereinheit zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 8 zu veranlassen.
Schließlich kann die Aufgabe der Erfindung auch gelöst werden durch ein Computerprogrammprodukt, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, oder durch ein Computer-Datensignal, verkörpert durch eine elektromagnetische Welle, mit einem Computerprogrammcode, der geeignet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 8.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
Es zeigt:

1 eine schematische Blockschaltdarstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem elektrisch betreibbaren Antriebsstrang.

Die 1 zeigt einen elektrisch betreibbaren Antriebsstrang 1 eines Kraftfahrzeugs 2 umfassend eine mittels eines Inverters 3 bestrombare elektrische Maschine 4 zum Antrieb des Kraftfahrzeugs 2, wobei der Inverter 3 zur Bestromung der elektrischen Maschine 4 elektrisch mit einer in dem Kraftfahrzeug 2 angeordneten elektrischen Energiequelle 5 verbunden ist. Die elektrische Maschine 4 ist über eine Getriebeanordnung 11 drehmomentübertragend mit dem Fahrzeugrad 10 verbunden. In der gezeigten Ausführungsform ist die elektrische Energiequelle 5 eine wiederaufladbare Fahrzeugbatterie.
Ferner verfügt der Antriebsstrang 1 über ein Thermomanagementsystem 6 zur Kühlung und/oder Erwärmung der elektrischen Maschine 4 und/oder des Inverters 3 und/oder der elektrischen Energiequelle 5 und/oder einer Fahrgastzelle 7 des Kraftfahrzeugs 2. Des Weiteren ist eine Steuereinheit 8 zur Steuerung von Betriebszuständen der elektrischen Maschine 4 sowie der Wärmeflüsse innerhalb des Thermomanagementsystems 6 zwischen der elektrischen Maschine 4 und/oder dem Inverter 3 und/oder der elektrischen Energiequelle 5 und/oder der Fahrgastzelle 7 vorhanden. Die Steuereinheit 8 umfasst einen Prozessor 12 und einen Speicher 13, der einen Computerprogrammcode enthält, wobei der Speicher 13 und der Computerprogrammcode konfiguriert sind, mit dem Prozessor 12, die Steuereinheit 8 zur Durchführung eines Verfahrens zur Steuerung des Antriebsstrangs 1 zu veranlassen.
Die Steuereinheit 8 ist dabei so konfiguriert, dass die elektrische Maschine 4 in einen motorischen Betriebszustand versetzbar ist, in welchem der Wirkungsgrad der Umwandlung von elektrischer zu mechanischer Energie gezielt reduziert und der Grad der hierdurch erzeugten thermischen Verlustenergie gezielt erhöht ist, wobei in diesem motorischen Betriebszustand die von der elektrischen Maschine 4 erzeugte Verlustwärme der elektrischen Energiequelle 5 und/oder der Fahrgastzelle 7 zuführbar ist.
Die Steuereinheit 8 ist ferner auch so konfiguriert, dass die elektrische Maschine 4 in einen generatorischen Betriebszustand versetzbar ist, in welchem der Wirkungsgrad der Umwandlung von mechanischer zu elektrischer Energie gezielt reduziert und der Grad der hierdurch erzeugten thermischen Verlustenergie gezielt erhöht ist, wobei in diesem generatorischen Betriebszustand die von der elektrischen Maschine 4 erzeugte Verlustwärme der elektrischen Energiequelle 5 und/oder der Fahrgastzelle 7 zuführbar ist. In diesem generatorischen Betriebszustand der elektrischen Maschine 4 wird zumindest zeitweise der Energiequelle 5 keine von der elektrischen Maschine 4 erzeugte elektrische Energie zugeführt.
In der 1 sind elektrische Verbindungen mittels durchgezogener Linien, thermische Verbindungen bzw. Kreisläufe durch gepunktete Linien und mechanische Verbindungen mittels gestrichelter Linien gekennzeichnet.
Die Steuereinheit 8 ist des Weiteren auch so ausgebildet, dass die elektrische Maschine 4 zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs 2 in einen generatorischen Betriebszustand versetzbar ist, in welchem die von der elektrischen Maschine 4 erzeugte Rekuperationswärme der elektrischen Energiequelle 5 und/oder der Fahrgastzelle 7 zuführbar ist. Die Steuereinheit 8 versetzt hierbei insbesondere die elektrische Maschine beim Unterschreiten einer vordefinierten ersten Betriebstemperatur der elektrischen Energiequelle 5 und/oder einer vordefinierten zweiten Betriebstemperatur der Fahrgastzelle 7, die elektrische Maschine 4 zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs 2 in einen generatorischen Betriebszustand, wenn der Benutzer oder eine autonomer Autopilot eine Geschwindigkeitsreduktion des Kraftfahrzeugs 2 vorgibt.
Das Kraftfahrzeug 2 verfügt zum Abbremsen neben der generatorisch betreibbaren elektrischen Maschine 4 über wenigstens eine mit einem ersten Fahrzeugrad 10 gekoppelte Reibungsbremse 9, welche mit der Steuereinheit 8 verbunden ist. Die Steuereinheit 8 ist so konfiguriert, dass beim Unterschreiten einer vordefinierten durch die im generatorischen Betriebszustand befindliche elektrische Maschine 4 erzeugbaren und durch einen Benutzer angeforderten Bremskraft, die Reibungsbremse 9 nicht aktuiert wird und beim Überschreiten einer vordefinierten durch die im generatorischen Betriebszustand befindliche elektrische Maschine 4 erzeugbaren und durch einen Benutzer angeforderten Bremskraft, die Reibungsbremse 9 aktuiert wird. Mit anderen Worten, solange die Bremskraft der im Generatorbetrieb befindlichen elektrischen Maschine 4 ausreicht, um eine angeforderte Bremskraft bereitzustellen, wird auf ein Zuschalten der Reibungsbremse 9 verzichtet und die Verzögerung des Kraftfahrzeugs 2 ausschließlich durch die generatorisch betriebene elektrische Maschine 4 bewirkt. Übersteigt die angeforderte Bremskraft die von der generatorisch betriebenen elektrischen Maschine 4 zur Verfügung stellbare Bremskraft, kann die Reibungsbremse 9 zur Verzögerung hinzugeschaltet werden, um das Kraftfahrzeug 2 entsprechend abzubremsen.
Das Thermomanagementsystem 6 weist einen ein Kühlfluid führenden ersten Kühlkreislauf 17 zur Abfuhr von Wärme aus der elektrischen Maschine 4 und einen ein Kühlfluid führenden zweiten Kühlkreislauf 18 zur Abfuhr von Wärme aus dem Inverter 3 auf, durch welche mittels wenigstens eines Wärmetauschers 15 ein Wärmefluss zur Energiequelle 5 und/oder der Fahrgastzelle 7 übertragbar ist. Hierzu sind der Fluidkreislauf 19 mit der Fahrgastzelle 7 und der Fluidkreislauf 20 mit dem elektrischen Energiequelle 5.
Auch wenn es in der 1 nicht explizit gezeigt ist, so kann das Thermomanagementsystem 6 dennoch eine von der elektrischen Energiequelle 5 bestrombare Wärmepumpe aufweisen, wobei die Stromzufuhr von der elektrischen Energiequelle 5 zur Wärmepumpe durch die Steuereinheit 8 in dem generatorischen Betriebszustand der elektrischen Maschine 4 zumindest zeitweise unterbrochen ist.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsstrang
2: Kraftfahrzeug
3: Inverter
4: Elektrische Maschine
5: Energiequelle
6: Thermomanagementsystem
7: Fahrgastzelle
8: Steuereinheit
9: Reibungsbremse
10: Fahrzeugrad
11: Getriebeanordnung
12: Prozessor
13: Speicher
15: Wärmetauscher
16: hydraulisches Steuersystem
17: Kühlkreislauf
18: Kühlkreislauf
19: Fluidkreislauf
20: Fluidkreislauf

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

US 8402776 [0005]
DE 102012208992 A1 [0005]
DE 819334 C [0006]

Claims

Elektrisch betreibbarer Antriebsstrang (1) eines Kraftfahrzeugs (2) umfassend • eine mittels eines Inverters (3) bestrombare elektrische Maschine (4) zum Antrieb des Kraftfahrzeugs (2), wobei • der Inverter (3) zur Bestromung der elektrischen Maschine (4) elektrisch mit einer in dem Kraftfahrzeug (2) angeordneten elektrischen Energiequelle (5) verbunden ist, und • ein Thermomanagementsystem (6) zur Kühlung und/oder Erwärmung der elektrischen Maschine (4) und/oder des Inverters (3) und/oder der elektrischen Energiequelle (5) und/oder einer Fahrgastzelle (7) des Kraftfahrzeugs (2) sowie • eine Steuereinheit (8) zur Steuerung von Betriebszuständen der elektrischen Maschine (4) sowie der Wärmeflüsse innerhalb des Thermomanagementsystems (6) zwischen der elektrischen Maschine (4) und/oder dem Inverter (3) und/oder der elektrischen Energiequelle (5) und/oder der Fahrgastzelle (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (8) so konfiguriert ist, dass die elektrische Maschine (4) in einen motorischen Betriebszustand versetzbar ist, in welchem der Wirkungsgrad der Umwandlung von elektrischer zu mechanischer Energie gezielt reduziert und der Grad der hierdurch erzeugten thermischen Verlustenergie gezielt erhöht ist, wobei in diesem motorischen Betriebszustand die von der elektrischen Maschine (4) erzeugte Verlustwärme der elektrischen Energiequelle (5) und/oder der Fahrgastzelle (7) zuführbar ist und/oder die Steuereinheit (8) so konfiguriert ist, dass die elektrische Maschine (4) in einen generatorischen Betriebszustand versetzbar ist, in welchem der Wirkungsgrad der Umwandlung von mechanischer zu elektrischer Energie gezielt reduziert und der Grad der hierdurch erzeugten thermischen Verlustenergie gezielt erhöht ist, wobei in diesem generatorischen Betriebszustand die von der elektrischen Maschine (4) erzeugte Verlustwärme der elektrischen Energiequelle (5) und/oder der Fahrgastzelle (7) zuführbar ist.
Antriebsstrang (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (8) so konfiguriert ist, dass die elektrische Maschine (4) zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs (2) in einen generatorischen Betriebszustand versetzbar ist, in welchem die von der elektrischen Maschine (4) erzeugte Rekuperationswärme der elektrischen Energiequelle (5) und/oder der Fahrgastzelle (7) zuführbar ist.
Antriebsstrang (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem generatorischen Betriebszustand der elektrischen Maschine (4) zumindest zeitweise der Energiequelle (5) keine von der elektrischen Maschine (4) erzeugte elektrische Energie zugeführt wird.
Antriebsstrang (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermomanagementsystem (6) wenigstens einen ein Kühlfluid führenden ersten Kühlkreislauf (17) zur Abfuhr von Wärme aus der elektrischen Maschine (4) und/oder dem Inverter (3) aufweist, durch welchen mittels wenigstens eines Wärmetauschers (15) ein Wärmefluss zur Energiequelle (5) und/oder der Fahrgastzelle (7) übertragbar ist.
Antriebsstrang (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermomanagementsystem (6) eine von der elektrischen Energiequelle (5) bestrombare Wärmepumpe aufweist, wobei die Stromzufuhr von der elektrischen Energiequelle (5) zur Wärmepumpe durch die Steuereinheit (8) in dem generatorischen Betriebszustand der elektrischen Maschine (4) zumindest zeitweise unterbrochen ist.
Antriebsstrang (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (8) die elektrische Maschine beim Unterschreiten einer vordefinierten ersten Betriebstemperatur der elektrischen Energiequelle (5) und/oder einer vordefinierten zweiten Betriebstemperatur der Fahrgastzelle (7), die elektrische Maschine (4) zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs (2) in einen generatorischen Betriebszustand versetzt.
Antriebsstrang (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (2) wenigstens eine mit einem ersten Fahrzeugrad (10) gekoppelte Reibungsbremse (9) aufweist, welche mit der Steuereinheit (8) verbunden ist, wobei die Steuereinheit (8) so konfiguriert ist, dass beim Unterschreiten einer vordefinierten durch die im generatorischen Betriebszustand befindliche elektrische Maschine (4) erzeugbaren und durch einen Benutzer angeforderten Bremskraft, die Reibungsbremse (9) nicht aktuiert wird und beim Überschreiten einer vordefinierten durch die im generatorischen Betriebszustand befindliche elektrische Maschine (4) erzeugbaren und durch einen Benutzer angeforderten Bremskraft, die Reibungsbremse (9) aktuiert wird.
Verfahren zu Steuerung eines elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs (1) eines Kraftfahrzeugs (2) umfassend • eine mittels eines Inverters (3) bestrombare elektrische Maschine (4) zum Antrieb des Kraftfahrzeugs (2), wobei • der Inverter (3) zur Bestromung der elektrischen Maschine (4) elektrisch mit einer in dem Kraftfahrzeug (2) angeordneten elektrischen Energiequelle (5) verbunden ist, und • ein Thermomanagementsystem (6) zur Kühlung und/oder Erwärmung der elektrischen Maschine (4) und/oder des Inverters (3) und/oder der elektrischen Energiequelle (5) und/oder einer Fahrgastzelle (7) des Kraftfahrzeugs (2) sowie • eine Steuereinheit (8) zur Steuerung von Betriebszuständen der elektrischen Maschine (4) sowie der Wärmeflüsse innerhalb des Thermomanagementsystems (6) zwischen der elektrischen Maschine (4) und/oder dem Inverter (3) und/oder der elektrischen Energiequelle (5) und/oder der Fahrgastzelle (7), • wobei die Steuereinheit (8) beim Vorliegen eines erhöhten Wärmebedarfs die elektrische Maschine (4) in einen motorischen Betriebszustand versetzt, in welchem der Wirkungsgrad der Umwandlung von elektrischer zu mechanischer Energie gezielt reduziert und der Grad der hierdurch erzeugten thermischen Verlustenergie gezielt erhöht ist, wobei in diesem motorischen Betriebszustand die von der elektrischen Maschine (4) erzeugte Verlustwärme der elektrischen Energiequelle (5) und/oder der Fahrgastzelle (7) zuführbar ist und/oder • die Steuereinheit (8) beim Vorliegen eines erhöhten Wärmebedarfs die elektrische Maschine (4) in einen generatorischen Betriebszustand versetzt, in welchem der Wirkungsgrad der Umwandlung von mechanischer zu elektrischer Energie gezielt reduziert und der Grad der hierdurch erzeugten thermischen Verlustenergie gezielt erhöht ist, wobei in diesem generatorischen Betriebszustand die von der elektrischen Maschine (4) erzeugte Verlustwärme der elektrischen Energiequelle (5) und/oder der Fahrgastzelle (7) zuführbar ist.
Steuereinheit (8) zur Steuerung eines elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs (1) eines Kraftfahrzeugs (2), wobei die Steuereinheit (8) einen Prozessor (12) und einen Speicher (13) umfasst, der einen Computerprogrammcode enthält, wobei der Speicher (13) und der Computerprogrammcode konfiguriert sind, mit dem Prozessor (12), die Steuereinheit (8) zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 8 zu veranlassen.
Computerprogrammprodukt, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, oder Computer-Datensignal, verkörpert durch eine elektromagnetische Welle, mit einem Computerprogrammcode, der geeignet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 8.