JP2019165623A

JP2019165623A - 複数の駆動ユニットを備える車両のバッテリの構成

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Publication number: JP2019165623A
Application number: JP2019043528A
Authority: JP
Inventors: イェンシュマルテ; Jaensch Malte; カストルヤン; Kacetl Jan; カストルトマス; Kacetl Tomas; ヘルムットディボスヘルマン; Helmut Dibos Hermann; シュペヒトエドゥアルド; Specht Eduard; コルテクリスティアン; Korte Christian; ゲッツシュテファン; goetz Stefan
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2018-03-19
Filing date: 2019-03-11
Publication date: 2019-09-26
Anticipated expiration: 2039-03-11
Also published as: US11569764B2; CN110281784A; US20190288617A1; DE102018106307A1; JP6730480B2

Abstract

【課題】複数の駆動ユニットを備える車両のバッテリの構成を提供する。【解決手段】少なくとも２つのＮ相電気機械（２１１、２２１）の動作のためにバッテリを構成するための方法であって、バッテリが、複数のエネルギーモジュール（２１２、２２２）を備え、エネルギーモジュール（２１２、２２２）がそれぞれ、少なくとも１つのエネルギーセルと、少なくとも２つのパワースイッチとを有し、それぞれのＮ相電気機械（２１１、２２１）が、複数のエネルギーモジュール（２１２、２２２）のそれぞれのグループ（２１４、２２４）に割り当てられ、上記割当てが、それぞれのＮ相電気機械（２１１、２２１）の想定されるそれぞれの負荷に基づくそれぞれのＮ相電気機械（２１１、２２１）のそれぞれのエネルギー消費量の推定に従って行われる、方法。【選択図】図２

Description

本発明は、それぞれの駆動ユニットに割り当てられる少なくとも２つの電動機を備える電気自動車用の方法、システム、およびマルチレベルコンバータシステムであって、それぞれの電動機の想定されるエネルギー消費量に鑑みてバッテリのモジュールが編成される、方法、システム、およびマルチレベルコンバータシステムに関する。

現代の電気駆動車は、通常、２つ以上の駆動モータを有する。例えば、前車軸に１つの電動機、後車軸に１つの電動機がそれぞれ配置されている場合、それぞれの電動機は個別の交流システムを有する。これは、例えば、コーナリング中、またはドリフト走行時や横滑り時など不安定な走行状況中の前車軸と後車軸に対する異なる作用、特に、フロント側とリア側での能動的に設定される異なるトルク分配を行うためである。さらに、急激な加速により、自動車の重心が後車軸の方向へ移動し、また急激な制動により、自動車の重心が前車軸の方向へ移動し、その結果、それぞれの電動機に加えられる可能性があるトルクまたは加えられるトルクが増加される。これは、エネルギー蓄積装置からの電力の流れに関して、後車軸の電動機への電力流入の増加、およびエネルギー蓄積装置への電力流出、いわゆる回生の増加が起こることを意味する。したがって、制動時および加速時に、不均等なトルク分配を設定することが非常に有利になり得る。さらに、例えば制動時とは対照的に加速時には、とりわけ走行状況によって生じる質量分布により、前車軸と後車軸との最大トルク（スリップトルク）は、走行状況に応じて異なる。

電気自動車は通常、エネルギー蓄積装置を１つだけ備えており、前車軸および後車軸のそれぞれの電動機にそれぞれのパワーインバータを介して電力供給する。一般に、電動機としては３相モータが使用され、パワーインバータは、エネルギー蓄積装置によって提供される直流から、それぞれの３相モータ用の３相電流を生成する。それぞれの３相モータへの電力の流入またはそこからの電力の流出は、同一のエネルギー蓄積装置に作用するので、エネルギー蓄積装置の充電状態は、取り出されるまたは送り込まれるエネルギーの総量のみに左右される。

また、前車軸および後車軸のそれぞれの電動機用にそれぞれのエネルギー蓄積装置がある場合、それぞれの充電状態は、それぞれの車軸で生じる負荷に左右される。自動車の重心により、加速プロセスは、主に後車軸用電動機に割り当てられているエネルギー蓄積装置からの電力の流出をもたらし、制動プロセスは、主に前車軸用電動機に割り当てられているエネルギー蓄積装置への電力の入力をもたらすので、走行時間が長くなるにつれて、それぞれのエネルギー蓄積装置間の充電状態の相違が大きくなる。そのため、エネルギー蓄積装置間でのエネルギー伝送システムが必要になる。そのようなシステムは知られているが、それらのシステムによって伝送可能なエネルギーはかなり小さい。

（特許文献１）に、複数のモータによって駆動され、それら複数のモータに電力を供給するための複数のバッテリを備えている車両が開示されている。バッテリの１つで異常が発生した場合、そのバッテリは供給系統から取り外される。

（特許文献２）は、複数のモータによって駆動されるバッテリ車に関する。制御デバイスが、パワーインバータへの電圧供給を監視する。

（特許文献３）には、デュアルパワーインバータシステムが開示されており、ここでは、それぞれのパワーインバータが燃料電池およびバッテリに割り当てられている。上記パワーインバータシステムは、交流モータを動作させるように構成されている。

これら全ての特許文献が、複数のエネルギー蓄積装置、適切であればさらに複数のモータおよび関連の制御システムを備える電気自動車またはハイブリッド車を記載している。しかし、これらの特許文献はどれも、再構成可能な直流電源に基づいていない。ＤＣ／ＤＣコンバータを使用することが不可避であり、ＤＣ／ＤＣコンバータは、重量を増加させ、スペースを取るという欠点を有する。

米国特許出願第２０１０／０１９４３１８Ａ１号明細書米国特許出願第２００７／０２００５２１Ａ１号明細書米国特許出願第２００９／００３３２５４Ａ１号明細書

上記の背景に鑑みて、本発明の目的は、充電状態が異なるエネルギー蓄積装置間での複雑なエネルギー伝送を必要とせずに、それぞれの駆動モータのエネルギー消費量を推定し、それぞれのエネルギー消費量に合わせて調整されたエネルギー供給を提供する方法を提供することである。さらに、本発明の目的は、そのような方法を実施するための対応するシステムおよびマルチレベルコンバータシステムを提供することである。

上記の目的を達成するために、少なくとも２つのＮ相電気機械の動作のためにバッテリを構成するための方法であって、バッテリが、複数のエネルギーモジュールを備え、エネルギーモジュールがそれぞれ、少なくとも１つのエネルギーセルと、少なくとも２つのパワースイッチとを有し、それぞれのＮ相電気機械が、複数のエネルギーモジュールの１つのグループに割り当てられ、その割当てが、それぞれのＮ相電気機械の想定されるそれぞれの負荷に基づくそれぞれのＮ相電気機械のそれぞれのエネルギー消費量の推定に従って行われる、方法が提案される。

電気自動車におけるそれぞれの車軸にそれぞれのＮ相電気機械を配置することが考えられる。さらに、電気自動車のそれぞれの車輪にそれぞれのＮ相電気機械を配置することも考えられる。走行行程および運転スタイルに応じて、これらのＮ相電気機械のエネルギー消費量は異なる。個々のＮ相電気機械の負荷のそれぞれの推定値は、試験運転、または新たな走行に先立って行われる走行から取得することができる。既知の経路プロファイル、および／または個々の運転者の既知の運転スタイルへの推定値の適合も考えられる。また、例えば、通常は後車軸のほうが高い運転負荷を受けることを考慮に入れるために、それぞれのＮ相電気機械が異なる電力データを有することも考えられる。これらのどの状況においても、分割されたバッテリにおいて異なる放電が生じる。このとき、より多く使用される一部のバッテリが早期に故障することを避けるために、全体的に均一に負荷が加わることが好ましい。本発明による方法の実施により、異なる負荷が有利には低減され、さらに、特定の状況下では、各エネルギーモジュールの充電状態の相違により個々のグループのエネルギーモジュール間でエネルギーの交換を可能にする必要性が有利には低減される。ここで、エネルギー消費量の推定が良好であればあるほど、個々のグループ間のエネルギーモジュールの充電状態の相違は小さくなる。

本発明による方法の一実施形態では、それぞれのＮ相電気機械の動作中、それぞれのエネルギー消費量の推定およびエネルギーモジュールの割当てが継続して順次に行われる。これに対する代替として、それぞれのエネルギー消費量の推定が事前に、すなわちそれぞれのＮ相電気機械の作動前に行われ、エネルギーモジュールの割当ても、それに対応して事前に選択的に固定した形で行われることが考えられる。これにより、概して、それぞれのＮ相電気機械へのエネルギーモジュールの選択的に非対称な割当てが得られ、したがってエネルギーモジュールおよびＮ相電気機械を備える本発明のシステムの非対称な構成が得られる。

本発明による方法の一実施形態では、少なくとも２つのＮ相電気機械のそれぞれのＮ相電気機械の各相が、それぞれのＮ相電気機械に割り振られた複数のエネルギーモジュールのグループのそれぞれのサブグループに割り当てられる。それぞれの相に互いに別々に電圧が供給されることを保証するようにエネルギーモジュールを互いに接続する多くの考えられる方法がある。例えば、前車軸を駆動する３相電動機と、後車軸を駆動するさらなる３相電動機とを備える車両の場合、本発明によれば、存在する電動機が、電動機ごとに１つずつ、２つのグループに割り当てられ、各グループ自体が、３つの相に従って３つのサブグループに分けられる。

本発明による方法の一実施形態では、エネルギーモジュールのいくつかが、少なくとも２つのＮ相電気機械に共通に割り当てられている。その結果、これら少なくとも２つのＮ相電気機械の間でエネルギーの伝送を行うことができる。それぞれのエネルギー消費量の推定が良好であればあるほど、エネルギーの伝送のために提供しなければならない互いに接続されるエネルギーモジュールの数が少なくなる。

本発明による方法のさらなる実施形態では、それぞれのＮ相電気機械に割り当てられた複数のエネルギーモジュールのグループ内のエネルギーモジュールの数が適合調整される。この場合、各エネルギーモジュールが等しい大きさの端子電圧を有することが前提条件とされる。それぞれのグループのエネルギーモジュールのそれぞれの数は、有利には、それぞれのＮ相電気機械の予測される負荷に従って選択される。サブグループを形成するそれぞれのエネルギーモジュールが直列に接続される場合、それぞれのグループ内のエネルギーモジュールの数の相違により、グループ端子電圧値の相違が生じる。しかし、この場合、サブグループごとの電流強度は同じである。

本発明による方法のさらなる実施形態では、それぞれのＮ相電気機械に割り当てられた複数のエネルギーモジュールのグループ内のそれぞれのエネルギーモジュールが、蓄電容量を適合調整される。これには、異なる蓄電容量を有するエネルギーモジュールを提供する必要があり、これは、例えば、異なる蓄電容量を有するエネルギーセルを使用することによって実現することができる。また、エネルギーモジュールごとに並列に接続されるエネルギーセルの数を変えることも考えられる。この文脈で、エネルギーセルごとの端子電圧、したがってまたグループ端子電圧値は変化しない。しかし、それぞれのエネルギーモジュールの内部抵抗、したがって提供される電流強度も、蓄電容量と共に変化する。例えば、それぞれのエネルギーモジュールの蓄電容量が減少される場合、それぞれのエネルギーモジュールの増加した内部抵抗により、それぞれのエネルギーモジュールによって加えられる電流強度が減少する。

本発明による方法のさらに別の実施形態では、それぞれのＮ相電気機械に割り当てられた複数のエネルギーモジュールのグループ内のそれぞれのエネルギーモジュールは、エネルギーモジュールによって提供される端子電圧の予測される負荷に従って適合調整される。この文脈で、エネルギーモジュールごとに直列に接続されるエネルギーセルの数が変えられる。これにより、それぞれのエネルギーモジュールの端子電圧が変化し、したがってグループ端子電圧も変化する。場合によっては並列に接続されているエネルギーモジュールごとのエネルギーセルの数は同じであるので、サブグループによってそれぞれ提供される電流強度は同じである。

本発明による方法の一実施形態では、エネルギーモジュールは、星形トポロジーで配置される。有利には、エネルギーモジュールの星形配置は、少なくとも２つのＮ相電気機械それぞれのためのＮ個の相を有し、それぞれの相は、それぞれのサブグループのエネルギーモジュールから構成され、それぞれのサブグループは、それぞれのＮ相電気機械のそれぞれの相に割り振られる。全ての相が第１の端部で連結されて、共通の点、いわゆる中性点を形成し、一方、その他端には、Ｎ相電気機械のそれぞれの相が形成される。そのようにして形成された中性点は、従来技術から知られている従来のＮ相電圧供給装置の中性点とは異なっていることがある。各相での中性点に最も近い１対のエネルギーモジュールを互いに固定して接続することが考えられ、それにより、第１のＮ相電気機械に割り振られているエネルギーモジュールのエネルギーを、第２のＮ相電気機械に割り振られているエネルギーモジュールに伝送することが可能になる。

本発明による方法の一実施形態では、バッテリとして、例えば独国特許出願公開第１０２０１００５２９３４Ａ１号明細書に開示されているものなど、モジュール式マルチレベルコンバータが選択される。したがって、連結されてサブグループを形成するエネルギーモジュールの直流電流から直接、Ｎ相電気機械を動作させるのに必要な交流電流を生成することが可能である。

本発明による方法の一実施形態では、エネルギーモジュールにおいて異なる充電状態が生じたときに、それぞれのＮ相電気機械のエネルギー消費量の推定が適合され、適合された推定に基づいて、それぞれのＮ相電気機械へのエネルギーモジュールの割当てが再構成される。マルチレベルコンバータが使用されるとき、そのような再構成は、それに関して適合された制御機構によって実現される。

さらに、少なくとも２つのＮ相電気機械と、複数のエネルギーモジュールとを有するシステムであって、１つのエネルギーモジュールが、少なくとも１つのエネルギーセルと、エネルギーモジュールの少なくとも１つのエネルギーセルに接続された少なくとも２つのパワースイッチとを有し、それぞれのＮ相電気機械は、複数のエネルギーモジュールの１つのグループに割り当てられ、または割り当てることができ、その割当ては、それぞれのＮ相電気機械の想定されるそれぞれの負荷に基づくそれぞれのＮ相電気機械のそれぞれのエネルギー消費量の推定に基づく、システムが特許請求される。

本発明によるシステムは、本発明による方法を実現するように構成され、かつ／または本発明による方法は、本発明によるシステムを使用して実施することができる。

本発明によるシステムの一改良形態では、システムはさらに、コンピュータプロセッサと、コンピュータプロセッサ上で実行されるコンピュータプログラムとを含む少なくとも１つの制御ユニットを備え、上記制御ユニットは、それぞれのＮ相電気機械のそれぞれのエネルギー消費量の推定に従って、エネルギーモジュールの接続構成を制御するように構成されている。

本発明によるシステムのさらなる一改良形態では、システムは、さらにセンサを備え、センサは、エネルギーセルのそれぞれの充電状態を監視し、それぞれのＮ相電気機械のそれぞれのエネルギー消費量の推定のために上記充電状態をコンピュータプロセッサに伝送ように構成されており、その推定に基づいてエネルギーモジュール接続構成を再構成することができる。

最後に、本発明によるシステムを備え、本発明による方法を実施するように構成されているマルチレベルコンバータシステムが特許請求される。

本発明のさらなる利点および改良は、本明細書および添付図面から分かる。

当然、上記の特徴、および以下でさらに説明する特徴は、本発明の範囲から逸脱することなく、それぞれ所与の組合せだけでなく、他の組合せでも、または単独でも使用することができる。

従来技術による、自動車のそれぞれの車軸に割り当てられた２つの駆動システムの概略図である。エネルギーモジュールの数を変えた、自動車のそれぞれの車軸に割り当てられた駆動システムの構成を用いる本発明による方法の一実施形態の概略図である。エネルギーモジュールごとのエネルギーセルの数を変えた、自動車のそれぞれの車軸に割り当てられた駆動システムの構成を用いる本発明による方法の一実施形態の概略図である。本発明による方法の一実施形態によって得られる駆動システム用のスターポイントの２つの実装形態の概略図である。

図１に、従来技術に従って、自動車のそれぞれの車軸に割り当てられた２つの駆動システム１１０および１２０の概略図１００を示す。３相電動機１１１および３相電動機１２１が、それぞれ自動車の前車軸および後車軸に配置されている。電動機１１１および電動機１２１のエネルギー供給は、星形に構成されたマルチレベルコンバータシステム１０１によって可能にされる。マルチレベルコンバータシステム１０１は、全部で６つの相１１４および１２４を有し、それらの相は、それぞれの電動機１１１および１１２に割り当てられた２つのグループのエネルギーモジュールを有する。各相は、例えばエネルギーモジュールの列１１３によって構成され、列１１３は、例えばエネルギーモジュール１１２など、複数の同一のエネルギーモジュールを含む。

図２に、エネルギーモジュールの数を変えた、自動車のそれぞれの車軸に割り当てられた駆動システム２１０および２２０の構成を用いる本発明による方法の一実施形態の概略図２００を示す。前車軸に配置された電動機２１１が、後車軸に配置された電動機２２１に比べて小さい動力になるように構成されている。したがって、本発明によれば、駆動システム２１０内部で、マルチレベルコンバータ２０１の相２１４は、駆動システム２２０内部の相２２４に比べて少数のエネルギーモジュールを備えるように形成されている。したがって、駆動システム２１０では、１つの相が、例えば、エネルギーモジュール２１２を含む２つの同一のエネルギーモジュールからなる列２１３によって形成されている。それに応じて、駆動システム２２０では、１つの相が、例えば、エネルギーモジュール２２２を含む４つの同一のエネルギーモジュールからなる列２２３によって形成されている。各相２１４および２２４がそれぞれ、直列に接続されたエネルギーモジュールを有するので、駆動システム２１０内のエネルギーモジュールの数が駆動システム２２０に比べて少ないため、グループ端子電圧値がより小さくなり、したがって電動機２１１のための動力供給がより小さくなる。

図３に、エネルギーモジュールごとのエネルギーセルの数を変えた、自動車のそれぞれの車軸に割り当てられた駆動システム３１０および３２０の構成を用いる本発明による方法の一実施形態の概略図３００を示す。前車軸に配置された電動機３１１は、後車軸に配置された電動機３２１に比べて小さい動力になるように構成されている。したがって、本発明によれば、駆動システム３１０内部で、マルチレベルコンバータ３０１の相３１４は、駆動システム３２０内部の相３２４に比べて、それぞれのエネルギーモジュールごとに少数のエネルギーセルを備えるように形成されている。したがって、駆動システム３１０内の例示的なエネルギーモジュール３１２は、駆動システム３２０内のエネルギーモジュール３２２に比べて小さい長方形として図示してある。エネルギーモジュールごとのそれぞれのエネルギーセルが直列に接続されているので、駆動システム３１０内のエネルギーモジュールごとのエネルギーセルの数が駆動システム３２０に比べて少ないため、グループ端子電圧値がより小さくなり、したがって電動機３１１のための動力供給がより小さくなる。

図４に、本発明による方法の一実施形態によって得られる駆動システムに関するスターポイント４０４の２つの例示的実装形態４１０、４１２の概略図４００を示す。詳細図４０２には、例えば図２００および３００において本発明による方法を実施することによって得られるスターポイント４０４の周辺の領域を示す。それぞれの破線の円は、スターポイント４０４の一領域をそれぞれ取り囲んでおり、両方向矢印４０８および４０６によって示されるように、それぞれの実装形態４１０および４１２の詳細な接続構成によって、各領域がより詳細に示されている。ここで、実装形態４１０は、エネルギーモジュールのそれぞれの相が中性点を介してエネルギーを変換することができる接続構成を成す。相から相への電圧は減少される。それに対して、実装形態４１２は、単一点接続構成を示し、この接続構成は、相間のエネルギーの伝送を可能にしない。相から相への電圧は保たれる。全てのエネルギーモジュールを考慮に入れたパワースイッチのそれぞれのトポロジーによって、かつ相を形成するためのエネルギーモジュールのそれぞれの配置によって、それぞれの実装形態、ここでは例えば実装形態４１０と４１２を動作中に切り替えることを可能にすることが考えられる。この場合、好適な設計によって、相から相への電圧を増加させることさえできる。

１０１、２０１、３０１モジュール式マルチレベルコンバータ
２１１、２２１、３１１、３２１Ｎ相電気機械
２１２、２２２、３１２、３２２エネルギーモジュール
２１３、２２３サブグループ
２１４、２２４、３１４、３２４グループ

Claims

少なくとも２つのＮ相電気機械（２１１、２２１、３１１、３２１）の動作のためにバッテリを構成するための方法であって、バッテリが、複数のエネルギーモジュール（２１２、２２２、３１２、３２２）を備え、前記エネルギーモジュール（２１２、２２２、３１２、３２２）がそれぞれ、少なくとも１つのエネルギーセルと、少なくとも２つのパワースイッチとを有し、それぞれのＮ相電気機械（２１１、２２１、３１１、３２１）が、前記複数のエネルギーモジュール（２１２、２２２、３１２、３２２）のそれぞれのグループ（２１４、２２４、３１４、３２４）に割り当てられ、前記割当てが、前記それぞれのＮ相電気機械（２１１、２２１、３１１、３２１）の想定されるそれぞれの負荷に基づく前記それぞれのＮ相電気機械（２１１、２２１、３１１、３２１）のそれぞれのエネルギー消費量の推定に従って行われる、方法。
前記それぞれのＮ相電気機械（２１１、２２１、３１１、３２１）の動作中、前記それぞれのエネルギー消費量の前記推定、および前記エネルギーモジュール（２１２、２２２、３１２、３２２）の前記割当てが、継続して順次に行われる、請求項１に記載の方法。
前記少なくとも２つのＮ相電気機械（２１１、２２１、３１１、３２１）のそれぞれのＮ相電気機械（２１１、２２１、３１１、３２１）の各相が、前記それぞれのＮ相電気機械（２１１、２２１、３１１、３２１）に割り振られた前記複数のエネルギーモジュールの前記グループ（２１４、２２４、３１４、３２４）のそれぞれのサブグループ（２１３、２２３）に割り当てられている、請求項１または２に記載の方法。
前記エネルギーモジュール（２１２、２２２、３１２、３２２）のうちのいくつかが、少なくとも２つのＮ相電気機械（２１１、２２１、３１１、３２１）に共通に割り当てられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
前記それぞれのＮ相電気機械（２１１、２２１、３１１、３２１）に割り当てられている、前記複数のエネルギーモジュール（２１２、２２２、３１２、３２２）の前記グループ内の前記エネルギーモジュール（２１２、２２２、３１２、３２２）の数が適合調整される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
前記それぞれのＮ相電気機械（２１１、２２１、３１１、３２１）に割り当てられている、前記複数のエネルギーモジュール（２１２、２２２、３１２、３２２）の前記グループ内の前記それぞれのエネルギーモジュール（２１２、２２２、３１２、３２２）が、蓄電容量を適合調整される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
前記それぞれのＮ相電気機械（２１１、２２１、３１１、３２１）に割り当てられている、前記複数のエネルギーモジュール（２１２、２２２、３１２、３２２）の前記グループ内の前記それぞれのエネルギーモジュール（２１２、２２２、３１２、３２２）が、前記複数のエネルギーモジュール（２１２、２２２、３１２、３２２）によって提供される端子電圧を適合調整される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
前記エネルギーモジュール（２１２、２２２、３１２、３２２）が、星形トポロジーで配置されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
バッテリとしてモジュール式マルチレベルコンバータ（１０１、２０１、３０１）が選択される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
前記エネルギーモジュール（２１２、２２２、３１２、３２２）において異なる充電状態が生じたときに、前記それぞれのＮ相電気機械（２１１、２２１、３１１、３２１）の前記エネルギー消費量の前記推定が適合され、前記適合された推定に基づいて、前記それぞれのＮ相電気機械（２１１、２２１、３１１、３２１）への前記エネルギーモジュール（２１２、２２２、３１２、３２２）の前記割当てが再構成される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
少なくとも２つのＮ相電気機械（２１１、２２１、３１１、３２１）の動作のためにバッテリを構成するためのシステムであって、少なくとも２つのＮ相電気機械（２１１、２２１、３１１、３２１）と、複数のエネルギーモジュール（２１２、２２２、３１２、３２２）とを有し、１つのエネルギーモジュール（２１２、２２２、３１２、３２２）が、少なくとも１つのエネルギーセルと、前記エネルギーモジュール（２１２、２２２、３１２、３２２）の前記少なくとも１つのエネルギーセルに接続された少なくとも２つのパワースイッチとを有し、
それぞれのＮ相電気機械は、前記複数のエネルギーモジュールの１つのグループに割り当てられ、かつ／または割り当てることができ、前記割当てが、前記それぞれのＮ相電気機械の想定されるそれぞれの負荷に基づく前記それぞれのＮ相電気機械のそれぞれのエネルギー消費量の推定に基づく、
システム。
さらに、コンピュータプロセッサと、前記コンピュータプロセッサ上で実行されるコンピュータプログラムとを含む少なくとも１つの制御ユニットを備え、前記制御ユニットが、特に前記それぞれのＮ相電気機械の動作中に、それぞれのＮ相電気機械（２１１、２２１、３１１、３２１）の前記それぞれのエネルギー消費量の前記推定に従って、前記エネルギーモジュール（２１２、２２２、３１２、３２２）の接続構成を制御するように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
さらにセンサを備え、前記センサが、前記エネルギーセルのそれぞれの充電状態を監視し、それぞれのＮ相電気機械（２１１、２２１、３１１、３２１）の前記それぞれのエネルギー消費量の推定のために前記充電状態を前記コンピュータプロセッサに伝送するように構成されており、前記推定に基づいて前記エネルギーモジュール（２１２、２２２、３１２、３２２）の前記接続構成を再構成することができる、請求項１１または１２に記載のシステム。
請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のシステムを備え、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法を実施するように構成されているマルチレベルコンバータシステム（２０１、３０１）。