WO2010149439A2 - Device for supplying power to an electric drive for a motor vehicle - Google Patents

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WO2010149439A2
WO2010149439A2 PCT/EP2010/057023 EP2010057023W WO2010149439A2 WO 2010149439 A2 WO2010149439 A2 WO 2010149439A2 EP 2010057023 W EP2010057023 W EP 2010057023W WO 2010149439 A2 WO2010149439 A2 WO 2010149439A2
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Eckart Nipp
Thomas Schneider
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Definitions

  • the invention relates to a device for supplying an electric drive for a motor vehicle with a power network which is connected to the drive and has a fuel cell unit and at least one energy store, wherein the fuel cell unit and the energy store are coupled according to the preamble of claim 1.
  • Energy supply systems consisting of a fuel cell unit and an energy storage can be used.
  • an energy store is connected via a DC / DC converter in parallel with the active two-terminal of the fuel cell unit, which is responsible for the supply of an electric drive.
  • Other circuit options are that the energy storage is connected directly to the electric drive of the motor vehicle.
  • the fuel cell unit is connected via a DC / DC converter in parallel with the two-pole of the energy store.
  • Another possibility is to precede each of the fuel cell unit and the energy storage a DC / DC converter, which then connected in parallel as an electrical supply of the
  • All illustrated supply concepts require at least one DC / DC converter to perform the desired energy exchange between the fuel cell unit and energy storage. This is because the fuel cell unit and the energy store have different voltage levels in hybridized operation.
  • the disadvantage here is that both energy networks are electrically connected. Thereby can the two energy networks are not built and dimensioned independently of each other.
  • the energy network has a first and a second energy network
  • the first energy network has a first converter, which is arranged between the fuel cell unit and the drive
  • the second energy network has a second converter which is disposed between the second energy network
  • Energy storage and the drive is arranged, and the first inverter is decoupled from the second inverter.
  • the fuel cell unit and the energy storage can be connected separately to the drive.
  • a power DC / DC converter which is normally required between the fuel cell unit and the energy storage for energy transfer, is eliminated.
  • the fuel cell unit and the energy storage are connected directly to the drive.
  • An electrical connection between the first power grid and the second Energy network can be omitted.
  • a thermal decoupling between the energy networks available In an extreme energy extraction of a strand of energy, which can lead to an undesirable and / or unexpected increase in temperature, in this case advantageously a thermal decoupling between the energy networks available. Accordingly, mechanical contacts between the energy strings can be dispensed with. This also gives a low-maintenance construction.
  • the voltage levels of the two energy networks can largely be selected independently of one another, which means greater overall degrees of freedom in the design of the networks, without any further effort having to be operated.
  • the drive has a first and a second winding system, which are arranged on a common stator, wherein the first winding system is coupled to the first inverter and the second winding system to the second inverter.
  • the electric machine can act either as a drive or generator and so exchange energy on the separate windings in the common stand.
  • Another advantage of this arrangement is that, even when the drive is stationary, energy can be transmitted from the fuel cell unit to the energy store via the stator windings.
  • the stator of the drive acts as a transformer.
  • a three-phase system can be used, as is typically used in traction drives.
  • the concept can also be applied to other phase numbers.
  • the wiring is in no way limited to a star connection, but can also be used with delta circuits and other phase connections.
  • a solution of a winding system can be considered from a classic grooved stator with a two-layer winding. The two layers are then used for both winding systems.
  • Alternate field are generated. This offers the advantage that the electrical machine generates no torque despite energization.
  • the angular frequency ⁇ can be chosen low. A particularly high angular frequency ⁇ makes it possible to generate a high proportion of stray flux that does not penetrate the rotor.
  • the drive has a first stator and a second stator, which are coupled via a common rotor, wherein the first stator is arranged on the first inverter and the second stator on the second converter.
  • the stator windings are arranged displaceably, so that any overlaps between the stator windings and the rotor are adjustable.
  • both stator windings have different radii and can be moved into each other. So that the air gap in the stator with the larger radius does not become too large, special flux-conducting components are conceivable which minimize the resulting air gap.
  • At least one first electrical component is arranged on the fuel cell unit and a second electrical component is arranged on the energy store. This provides the ability to ensure the electrical supply of consumers with high power consumption, as z. B. in a compressor for the cathode air supply of
  • Fuel cell unit is needed.
  • decoupled components with the same functionality, a redundancy of components of the overall system can be created in order to obtain the highest possible availability. These can then be attached separately to the fuel cell unit and the energy store.
  • the relevant electrical components to a first smaller variant and a second smaller variant are divided, wherein the first smaller variant arranged on the fuel cell unit and the second smaller variant can be arranged on the energy storage. This makes it possible to ensure the energy supply.
  • the drive has a first and a second electric machine, in particular that the first machine is separated from the second machine.
  • the first and the second electric machine have a common shaft.
  • the first and the second electric machine can act as a motor or generator. Energy can be exchanged via the common wave. Due to the separation of the two electrical machines, it is thus possible that different electrical machines with different performance data are used. Also, the structure of the two electrical machines can be designed differently. Accordingly, the first and second inverters required for the electric machines can also be designed differently and based on different performance data, since these are decoupled from each other. This allows the greatest possible scope for the construction of the device for supplying an electric drive.
  • the first electric machine For a motor vehicle, for example, it is possible to arrange the first electric machine to the front axle of the motor vehicle and to couple the second electric machine to the rear axle of the motor vehicle.
  • the first electric machine could then be a motor which is supplied with energy via a first converter by a fuel cell unit and thus drives the motor vehicle.
  • the second electric machine could in this case be a generator which supplies the energy store via a second converter with energy during the drive of the motor vehicle. Since the two electrical machines can be motor and / or generator, it goes without saying that the second electric machine on the rear axle of the vehicle can also act as a motor which is supplied with energy via the energy store.
  • the first energy network is galvanically isolated from the second. This will allow the two energy grids to be designed and designed independently.
  • a galvanic isolation allows that in the event of an electrical failure of one energy network, the other remains unaffected. Additional safety measures such as the attachment and assignment of electrical fuses between the two energy networks can be omitted.
  • the installation of a bidirectional DC / DC converter between the two energy networks allows energy transfer from the fuel cell unit to the energy storage even when the drive is stopped.
  • High-power electrical components can be connected to the energy storage so that they can be powered by an inactive drive.
  • the periphery for the operation of a fuel cell system optionally of the energy storage and / or the
  • Fuel cell unit is supplied. This makes it possible that in each operating state of the device for supplying an electric drive, the periphery is optimally supplied with energy. In addition, any failures of the energy storage or the fuel cell unit can be bridged by the other intact unit.
  • 1 shows a schematic structure of two energy networks for the energetic supply of a drive
  • FIG. 2 shows a schematic structure of a winding system
  • FIG. 3 shows a schematic view of two separate stands with a rotor
  • Figure 4 shows a schematic structure for supplying an electrical
  • Figure 5 shows a schematic structure of two separate electrical
  • Figure 6 shows a schematic structure of two electrical with a
  • Figure 7 shows a schematic structure of a supply of an electric drive to be supplied with peripherals and attached DC / DC converter.
  • FIG. 1 shows a first energy network 20 with a fuel cell unit 21 and a first converter 22, wherein the first energy network 20 is connected to a drive 10.
  • a second energy network 30 with an energy store 31 and a second converter 32 is also electrically connected to the drive 10.
  • the first converter 22 and the second converter 32 can work on separate winding systems in the electric drive 10. This allows energy to be exchanged via the separate windings in a common stand.
  • the first inverter 22 is decoupled from the second inverter 32.
  • FIG. 2 shows a schematic structure of a winding system.
  • Power network 20 with a fuel cell unit and a first inverter 22nd is coupled to a first winding system 23.
  • a second energy network 30 with a second converter 32 and an energy store 31 is coupled to a second winding system 33. It is shown here a three-phase system as it can be used in the drive 10. Of course, the concept can also be applied to other phase numbers. Likewise, it is in no way limited to the illustrated star connection, but can also be used with delta circuits and other phase connections.
  • the first winding system 23 is galvanically isolated from the second winding system 33.
  • FIG 3 shows a schematic structure of a first stator 24 and a second stator 34, which are energetically coupled to each other by a common rotor 40.
  • the first stator 24 is in this case connected to the first converter 22, which in turn is coupled to the fuel cell unit 21, which thus form the first energy network 20.
  • the second stator 34 is connected to the second converter 32, which in turn is coupled to the energy store 31 and form the second energy network 30.
  • the two separate stands 24, 34 are galvanically separated from the rotor 40. There are thus arbitrary overlaps between the individual uprights 24, 34 and the rotor 40 adjustable. It is also possible that both stands have 24.34 different radii and can be moved into each other. So that the air gap in the stator with the larger radius does not become too large, if it covers only the rotor 40 and not the other stator, special flux-conducting components are possible, which minimize the resulting air gap.
  • FIG. 4 shows a schematic structure of the first energy network 20 and the second energy network 30, both of which are arranged on the drive 10.
  • the first energy network 20 has the fuel cell unit 21 and the first converter 22.
  • a first electrical component 25 is arranged directly on the fuel cell unit 21.
  • a second electrical component 35 is connected to the energy store 31 connected.
  • both electrical components 25, 35 can be supplied independently with electrical energy. Even if the two electrical components 25,35 have the same function within the device for supplying an electric drive 10, they can be constructed differently and dimensioned. This makes it possible to take into account the individual specific output parameters of the fuel cell unit 21 and / or the energy store 31.
  • both electrical components 25, 35 are electrically isolated from each other, which can lead to a cost reduction compared to electrically bonded components.
  • FIG. 5 shows a schematic structure of two separate electrical machines 1 1, 12.
  • the first electric machine 1 1 is connected via the first inverter 22 to the fuel cell unit 21, which form the first power network 20.
  • the second electric machine 12 is above the second
  • the first 1 1 of the second electric machine 12 is electrically isolated.
  • the electrical machines 1 1, 12 can be constructed differently and dimensioned.
  • the two electric machines 1 1, 12 act on different axes of the vehicle.
  • the first 1 1 and the second electric machine 12 may be a synchronous machine and / or an asynchronous machine.
  • FIG. 6 shows a schematic structure of a first electric machine 11 and a second electric machine 12, which are connected to one another via a common shaft 13.
  • the energetic supply of the first electric machine 1 1 via a fuel cell unit 21, which is connected via a first inverter 22 to the first electric machine 1 1, which form the first power network 20.
  • the energetic supply takes place for the second electric machine 12 via a
  • Energy storage 31 which is connected via a second inverter 32 to the second electric machine 12 and the second power network 30 form.
  • FIG. 7 shows a schematic structure in which the first energy network 20 is connected to the second energy network 30 by a DC / DC converter 50.
  • the fuel cell unit 21 is connected via a DC / DC Transducer 50 is electrically connected to the energy storage 31.
  • the fuel cell unit 21 feeds the first electric machine 1 1 via the first converter 22.
  • the energy store 31 is connected to the second electric machine 12 via a second converter 32.
  • the periphery 60 is connected to the energy storage 31 here. Of course, it is also possible to connect the periphery 60 to the fuel cell unit 21.
  • the periphery 60 may consist of, for example, a compressor, a blower, a pressure regulator, a cooling circuit, a system control, a safety monitoring and / or power electronics.
  • FIGS. 1 to 7 It can be seen from FIGS. 1 to 7 that a separation of a first converter from a second converter in the energy networks is provided for supplying an electric drive.

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Abstract

The invention relates to a device for supplying power to an electric drive for a motor vehicle, comprising a power supply network that is connected to the drive and comprises a fuel cell unit and at least one energy storage, wherein the fuel cell unit and the energy storage are coupled. According to the invention, the power supply network comprises a first and a second power supply network. The first power supply network comprises a first converter, which is arranged between the fuel cell unit and the drive. The second power supply network comprises a second converter, which is arranged between the energy storage and the drive. The first converter is decoupled from the second converter.

Description

Beschreibung description
Titeltitle
Vorrichtung zur Versorgung eines elektrischen Antriebes für ein KraftfahrzeugDevice for supplying an electric drive for a motor vehicle
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Versorgung eines elektrischen Antriebes für ein Kraftfahrzeug mit einem Energienetz, das mit dem Antrieb verbunden ist und eine Brennstoffzelleneinheit und wenigstens einen Energiespeicher aufweist, wobei die Brennstoffzelleneinheit und der Energiespeicher gekoppelt sind gemäß des Oberbegriffes von Anspruch 1.The invention relates to a device for supplying an electric drive for a motor vehicle with a power network which is connected to the drive and has a fuel cell unit and at least one energy store, wherein the fuel cell unit and the energy store are coupled according to the preamble of claim 1.
Stand der TechnikState of the art
Aus der Druckschrift DE 102 23 1 17 A1 ist bekannt, dass für die elektrische Versorgung eines elektrischen Antriebes für ein Kraftfahrzeug hybrideFrom the document DE 102 23 1 17 A1 it is known that hybrid for the electrical supply of an electric drive for a motor vehicle
Energieversorgungssysteme bestehend aus einer Brennstoffzelleneinheit und einem Energiespeicher verwendet werden. Dabei wird ein Energiespeicher über einen DC/DC-Wandler parallel zum aktiven Zweipol der Brennstoffzelleneinheit geschaltet, welcher für die Versorgung eines elektrischen Antriebes zuständig ist. Weitere Schaltungsmöglichkeiten bestehen darin, dass der Energiespeicher direkt mit dem elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeuges verbunden ist. In diesem Fall wird die Brennstoffzelleneinheit über einen DC/DC-Wandler parallel zu dem Zweipol des Energiespeichers geschaltet. Eine weitere Möglichkeit ist, jeweils der Brennstoffzelleneinheit und dem Energiespeicher einen DC/DC-Wandler vorzuschalten, die dann parallel geschaltet als elektrische Versorgung desEnergy supply systems consisting of a fuel cell unit and an energy storage can be used. In this case, an energy store is connected via a DC / DC converter in parallel with the active two-terminal of the fuel cell unit, which is responsible for the supply of an electric drive. Other circuit options are that the energy storage is connected directly to the electric drive of the motor vehicle. In this case, the fuel cell unit is connected via a DC / DC converter in parallel with the two-pole of the energy store. Another possibility is to precede each of the fuel cell unit and the energy storage a DC / DC converter, which then connected in parallel as an electrical supply of the
Antriebes dienen. Alle dargestellten Versorgungskonzepte benötigen wenigstens einen DC/DC-Wandler um den gewünschten Energieaustausch zwischen Brennstoffzelleneinheit und Energiespeicher durchführen zu können. Dies liegt daran, dass die Brennstoffzelleneinheit und der Energiespeicher im hybridisierten Betrieb unterschiedliche Spannungsebenen aufweisen. Nachteilig ist hierbei, dass beide Energienetze elektrisch miteinander verbunden sind. Dadurch können die beiden Energienetze nicht unabhängig voneinander aufgebaut und dimensioniert werden.Drive serve. All illustrated supply concepts require at least one DC / DC converter to perform the desired energy exchange between the fuel cell unit and energy storage. This is because the fuel cell unit and the energy store have different voltage levels in hybridized operation. The disadvantage here is that both energy networks are electrically connected. Thereby can the two energy networks are not built and dimensioned independently of each other.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen vereinfachten Aufbau zur Versorgung eines elektrischen Antriebes für ein Kraftfahrzeug zu ermöglichen, um somit eine Kostenreduzierung und gleichzeitig funktionale Vorteile des Gesamtaufbaus zu erzielen.It is the object of the present invention to provide a simplified structure for supplying an electric drive for a motor vehicle, in order to achieve a cost reduction and at the same time functional advantages of the overall structure.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 vorgeschlagen, insbesondere des kennzeichnenden Teils. In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Weiterbildungen ausgeführt. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils für sich oder in Kombination erfindungswesentlich sein.To solve this problem, a device with the features of claim 1 is proposed, in particular of the characterizing part. In the dependent claims preferred developments are carried out. The features mentioned in the claims and in the description may be essential to the invention, individually or in combination.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Energienetz ein erstes und ein zweites Energienetz aufweist, das erste Energienetz einen ersten Umrichter aufweist, der zwischen der Brennstoffzelleneinheit und dem Antrieb angeordnet ist, das zweite Energienetz einen zweiten Umrichter aufweist, der zwischen demAccording to the invention, the energy network has a first and a second energy network, the first energy network has a first converter, which is arranged between the fuel cell unit and the drive, the second energy network has a second converter which is disposed between the second energy network
Energiespeicher und dem Antrieb angeordnet ist, und der erste Umrichter vom zweiten Umrichter entkoppelt ist.Energy storage and the drive is arranged, and the first inverter is decoupled from the second inverter.
Besonders vorteilhaft ist, dass eine Energieübertragung vom ersten Energienetz zum zweiten Energienetz über den Antrieb erfolgt, insbesondere während derIt is particularly advantageous that energy is transferred from the first energy network to the second energy network via the drive, in particular during the
Fahrt des Kraftfahrzeuges. Damit können die Brennstoffzelleneinheit und der Energiespeicher getrennt an den Antrieb angeschlossen werden. Ein Leistungs- DC/DC-Wandler, der normalerweise zwischen der Brennstoffzelleneinheit und dem Energiespeicher zur Energieübertragung benötigt wird, entfällt. Die Brennstoffzelleneinheit und der Energiespeicher sind direkt mit dem Antrieb verbunden.Drive of the motor vehicle. Thus, the fuel cell unit and the energy storage can be connected separately to the drive. A power DC / DC converter, which is normally required between the fuel cell unit and the energy storage for energy transfer, is eliminated. The fuel cell unit and the energy storage are connected directly to the drive.
Ebenfalls ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Energieübertragung vom ersten Energienetz zum zweiten Energienetz über ein magnetisches Wechselfeld erfolgen kann. Damit ist eine kontaktlose induktive Energieübertragung möglich.It is likewise provided according to the invention that energy can be transferred from the first energy network to the second energy network via a magnetic alternating field. For a contactless inductive energy transfer is possible.
Eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Energienetz und dem zweiten Energienetz kann dadurch entfallen. Bei einer extremen Energieentnahme eines Energiestranges, was zu einer unerwünscht und/oder unerwarteten Temperaturerhöhung führen kann, ist in diesem Fall vorteilhafterweise eine thermische Entkopplung zwischen den Energienetzen vorhanden. Es kann dementsprechend auf mechanische Kontakte zwischen den Energiesträngen verzichtet werden. Ebenfalls ist dadurch ein wartungsarmer Aufbau gegeben. Zudem können die Spannungsniveaus der beiden Energienetze weitestgehend unabhängig voneinander gewählt werden, was insgesamt größere Freiheitsgrade in der Auslegung der Netze bedeutet, ohne dass ein weitergehender Aufwand betrieben werden muss.An electrical connection between the first power grid and the second Energy network can be omitted. In an extreme energy extraction of a strand of energy, which can lead to an undesirable and / or unexpected increase in temperature, in this case advantageously a thermal decoupling between the energy networks available. Accordingly, mechanical contacts between the energy strings can be dispensed with. This also gives a low-maintenance construction. In addition, the voltage levels of the two energy networks can largely be selected independently of one another, which means greater overall degrees of freedom in the design of the networks, without any further effort having to be operated.
Weiterhin kann vorteilhaft sein, dass der Antrieb über ein erstes und ein zweites Wicklungssystem verfügt, die an einem gemeinsamen Ständer angeordnet sind, wobei das erste Wicklungssystem an den ersten Umrichter und das zweite Wicklungssystem an den zweiten Umrichter gekoppelt ist. Durch dieseFurthermore, it may be advantageous that the drive has a first and a second winding system, which are arranged on a common stator, wherein the first winding system is coupled to the first inverter and the second winding system to the second inverter. Through this
Anordnung ist es möglich die beiden getrennten Wicklungssysteme in dem gemeinsamen elektrischen Antrieb zu integrieren. Damit kann die elektrische Maschine entweder als Antrieb oder Generator wirken und so Energie über die getrennten Wicklungen im gemeinsamen Ständer austauschen. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass auch bei stehendem Antrieb Energie von der Brennstoffzelleneinheit zum Energiespeicher über die Ständerwicklungen übertragen werden kann. Der Ständer des Antriebs wirkt hierbei als Transformator. Als ein mögliches Wicklungssystem kann ein dreiphasiges System genutzt werden, wie es typischerweise bei Fahrantrieben eingesetzt wird. Natürlich kann das Konzept auch auf andere Phasenzahlen angewendet werden.Arrangement, it is possible to integrate the two separate winding systems in the common electric drive. Thus, the electric machine can act either as a drive or generator and so exchange energy on the separate windings in the common stand. Another advantage of this arrangement is that, even when the drive is stationary, energy can be transmitted from the fuel cell unit to the energy store via the stator windings. The stator of the drive acts as a transformer. As a possible winding system, a three-phase system can be used, as is typically used in traction drives. Of course, the concept can also be applied to other phase numbers.
Ebenso ist die Beschaltung in keiner Weise auf eine Sternschaltung beschränkt, sondern kann auch mit Dreieckschaltungen und anderen Phasenverschaltungen eingesetzt werden. Eine Lösung eines Wicklungssystems kann aus einem klassischen genuteten Stator mit einer Zweischichtwicklung angesehen werden. Die beiden Schichten werden dann für beide Wicklungssysteme genutzt. DerLikewise, the wiring is in no way limited to a star connection, but can also be used with delta circuits and other phase connections. A solution of a winding system can be considered from a classic grooved stator with a two-layer winding. The two layers are then used for both winding systems. Of the
Herstellungsaufwand einer solchen Wicklungsanordnung ist derselbe wie bei einer klassischen Zweischichtwicklung, nur dass doppelt so viele Anschlüsse nach Außen geführt werden. Diese beschriebene Wicklungsanordnung ist nur eine mögliche Ausführungsform. Alternativ könnten z. B. vier Schichten zum Einsatz kommen, wobei die beiden Wicklungssysteme jeweils abwechselnd eingelegt werden. Dadurch wird die magnetische Kopplung erhöht. Es ist möglich die Wicklungssysteme phasengleich anzuordnen, so dass zahlreiche Komponenten der Motorsteuerung für beide Umrichter gemeinsam genutzt werden können. Zudem kann ein gemeinsamer Sensor für die Rotorwinkellageerfassung verwendet werden. Bei einem Stillstand des Fahrzeugs und dementsprechend einem Stillstand des Antriebes, kann ein reinesManufacturing cost of such a winding arrangement is the same as in a classic two-layer winding, except that twice as many connections are led to the outside. This described winding arrangement is only one possible embodiment. Alternatively, z. B. four layers are used, the two winding systems are alternately inserted in each case. This increases the magnetic coupling. It is possible To arrange the winding systems in phase, so that many components of the motor control can be shared for both converters. In addition, a common sensor for the rotor angle position detection can be used. At a standstill of the vehicle and accordingly a stoppage of the drive, a pure
Wechselfeld erzeugt werden. Dies bietet den Vorteil, dass die elektrische Maschine trotz Bestromung kein Drehmoment erzeugt. Zur Verringerung von Rotorverlusten kann die Winkelfrequenz ω niedrig gewählt werden. Eine besonders hohe Winkelfrequenz ω ermöglicht es, einen hohen Anteil Streufluss zu erzeugen, der den Rotor nicht durchsetzt.Alternate field are generated. This offers the advantage that the electrical machine generates no torque despite energization. To reduce rotor losses, the angular frequency ω can be chosen low. A particularly high angular frequency ω makes it possible to generate a high proportion of stray flux that does not penetrate the rotor.
Ebenfalls ist es denkbar, dass der Antrieb über einen ersten Ständer und einen zweiten Ständer verfügt, die über einen gemeinsamen Rotor gekoppelt sind, wobei der erste Ständer an dem ersten Umrichter und der zweite Ständer an dem zweiten Umrichter angeordnet ist. Dabei sind die Ständerwicklungen verschiebbar angeordnet, so dass beliebige Überdeckungen zwischen den Ständerwicklungen und dem Rotor einstellbar sind. Ebenso ist es möglich, dass beide Ständerwicklungen verschiedene Radien aufweisen und ineinander verschoben werden können. Damit der Luftspalt bei dem Ständer mit dem größeren Radius nicht zu groß wird, sind spezielle flussführende Bauteile denkbar, die den resultierenden Luftspalt minimieren. Durch diese Anordnung kann die Kopplung der beiden Wicklungssysteme in der Art verstellt werden, wie es für den Energieaustausch zwischen der Brennstoffzelleneinheit und dem Energiespeicher vonnöten ist.It is also conceivable that the drive has a first stator and a second stator, which are coupled via a common rotor, wherein the first stator is arranged on the first inverter and the second stator on the second converter. In this case, the stator windings are arranged displaceably, so that any overlaps between the stator windings and the rotor are adjustable. It is also possible that both stator windings have different radii and can be moved into each other. So that the air gap in the stator with the larger radius does not become too large, special flux-conducting components are conceivable which minimize the resulting air gap. By this arrangement, the coupling of the two winding systems can be adjusted in the way it is needed for the energy exchange between the fuel cell unit and the energy storage.
Es kann vorteilhaft sein, dass wenigstens eine erste elektrische Komponente an der Brennstoffzelleneinheit und eine zweite elektrische Komponente an dem Energiespeicher angeordnet sind. Dies bietet die Möglichkeit, die elektrische Versorgung von Verbrauchern mit hohem Leistungsbedarf sicherzustellen, wie dies z. B. bei einem Verdichter für die Kathoden luftversorgung derIt can be advantageous that at least one first electrical component is arranged on the fuel cell unit and a second electrical component is arranged on the energy store. This provides the ability to ensure the electrical supply of consumers with high power consumption, as z. B. in a compressor for the cathode air supply of
Brennstoffzelleneinheit vonnöten ist. Zudem kann durch die Nutzung von entkoppelten Komponenten mit gleicher Funktionalität eine Redundanz von Bauteilen des Gesamtsystems geschaffen werden, um eine höchstmögliche Verfügbarkeit zu erlangen. Diese können dann getrennt an der Brennstoffzelleneinheit und dem Energiespeicher angebracht werden. Ebenso kann es möglich sein, dass die betreffenden elektrischen Komponenten auf eine erste kleinere Variante und eine zweite kleinere Variante aufgeteilt werden, wobei die erste kleinere Variante an der Brennstoffzelleneinheit angeordnet und die zweite kleinere Variante an dem Energiespeicher angeordnet werden kann. Dies ermöglicht es, die Energieversorgung sicherzustellen. Weiterhin ist es denkbar, die zwei kleineren Varianten zusätzlich mechanisch zu koppeln. Dies könnte z.B. bei zwei Verdichtern der Fall sein, die durch ein pneumatisches Flügelrad gekoppelt sind.Fuel cell unit is needed. In addition, through the use of decoupled components with the same functionality, a redundancy of components of the overall system can be created in order to obtain the highest possible availability. These can then be attached separately to the fuel cell unit and the energy store. Likewise, it may be possible that the relevant electrical components to a first smaller variant and a second smaller variant are divided, wherein the first smaller variant arranged on the fuel cell unit and the second smaller variant can be arranged on the energy storage. This makes it possible to ensure the energy supply. Furthermore, it is conceivable to additionally mechanically couple the two smaller variants. This could for example be the case with two compressors, which are coupled by a pneumatic impeller.
Ebenfalls ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Antrieb eine erste und eine zweite elektrische Maschine aufweist, insbesondere dass die erste Maschine von der zweiten Maschine getrennt ist. Dazu kann vorteilhafterweise die erste und die zweite elektrische Maschine über eine gemeinsame Welle verfügen. Die erste und die zweite elektrische Maschine können als Motor oder Generator wirken. Über die gemeinsame Welle kann so Energie ausgetauscht werden. Durch die Trennung der beiden elektrischen Maschinen ist es somit möglich, dass verschiedene elektrische Maschinen mit unterschiedlichen Leistungsdaten zur Verwendung kommen. Auch kann der Aufbau der beiden elektrischen Maschinen unterschiedlich ausgeführt sein. Dementsprechend können die für die elektrischen Maschinen benötigten ersten und zweiten Umrichter ebenfalls unterschiedlich ausgeführt sein und auf verschiedenen Leistungsdaten beruhen, da diese voneinander entkoppelt sind. Damit wird ein größtmöglicher Handlungsspielraum für den Aufbau der Vorrichtung zur Versorgung eines elektrischen Antriebes ermöglicht. Für ein Kraftfahrzeug ist es z.B. möglich, die erste elektrische Maschine an die Vorderachse des Kraftfahrzeuges anzuordnen und die zweite elektrische Maschine an die Hinterachse des Kraftfahrzeuges zu koppeln. Die erste elektrische Maschine könnte dann ein Motor sein, der über einen ersten Umrichter von einer Brennstoffzelleneinheit mit Energie versorgt wird und damit das Kraftfahrzeug antreibt. Die zweite elektrische Maschine könnte in diesem Fall ein Generator sein, der während der Fahrt des Kraftfahrzeuges den Energiespeicher über einen zweiten Umrichter mit Energie versorgt. Da die beiden elektrischen Maschinen Motor und/oder auch Generator sein können, versteht es sich von selbst, dass die zweite elektrische Maschine an der Hinterachse des Fahrzeuges ebenfalls als Motor fungieren kann, der über den Energiespeicher mit Energie versorgt wird. Vorteilhafterweise ist das erste Energienetz vom zweiten galvanisch getrennt. Dadurch wird es ermöglicht, dass die beiden Energienetze unabhängig voneinander konzipiert und entworfen werden. Dies kann während der Planungsphase der Vorrichtung zur Versorgung eines elektrischen Antriebes Kostenvorteile mit sich bringen. Zudem ermöglicht eine galvanische Trennung, dass im Falle eines elektrischen Ausfalles eines Energienetzes das andere davon unberührt bleibt. Zusätzliche Sicherungsmaßnahmen wie die Anbringung und Zuordnung von elektrischen Sicherungen zwischen den beiden Energienetzen können dadurch entfallen.It is also provided according to the invention that the drive has a first and a second electric machine, in particular that the first machine is separated from the second machine. For this purpose, advantageously, the first and the second electric machine have a common shaft. The first and the second electric machine can act as a motor or generator. Energy can be exchanged via the common wave. Due to the separation of the two electrical machines, it is thus possible that different electrical machines with different performance data are used. Also, the structure of the two electrical machines can be designed differently. Accordingly, the first and second inverters required for the electric machines can also be designed differently and based on different performance data, since these are decoupled from each other. This allows the greatest possible scope for the construction of the device for supplying an electric drive. For a motor vehicle, for example, it is possible to arrange the first electric machine to the front axle of the motor vehicle and to couple the second electric machine to the rear axle of the motor vehicle. The first electric machine could then be a motor which is supplied with energy via a first converter by a fuel cell unit and thus drives the motor vehicle. The second electric machine could in this case be a generator which supplies the energy store via a second converter with energy during the drive of the motor vehicle. Since the two electrical machines can be motor and / or generator, it goes without saying that the second electric machine on the rear axle of the vehicle can also act as a motor which is supplied with energy via the energy store. Advantageously, the first energy network is galvanically isolated from the second. This will allow the two energy grids to be designed and designed independently. This can bring cost advantages during the planning phase of the device for supplying an electric drive. In addition, a galvanic isolation allows that in the event of an electrical failure of one energy network, the other remains unaffected. Additional safety measures such as the attachment and assignment of electrical fuses between the two energy networks can be omitted.
Ebenfalls ist es denkbar, dass eine Energieübertragung vom ersten Energienetz zum zweiten Energienetz über eine elektrische Verbindung erfolgt. Dadurch entsteht die Möglichkeit auf bekannte elektrische als auch elektronische Verfahren zur Kopplung der beiden Energienetze zurückzugreifen. Auch eine Kopplung der Brennstoffzelleneinheit und dem Energiespeicher über einIt is also conceivable that a power transmission from the first power grid to the second power grid via an electrical connection. This creates the opportunity to use known electrical and electronic methods for coupling the two energy networks. Also, a coupling of the fuel cell unit and the energy storage via a
Dreiphasensystem kann dadurch ermöglicht werden. Auch der Einbau eines bidirektionalen DC/DC-Wandlers zwischen den beiden Energienetzen ermöglicht eine Energieübertragung von der Brennstoffzelleneinheit zum Energiespeicher auch bei stehendem Antrieb. Elektrische Komponenten mit hohem Leistungsbedarf können am Energiespeicher angeschlossen werden, damit diese bei einem inaktiven Antrieb mit Energie versorgt werden können. Auch ist es möglich, den DC/DC-Wandler unidirektional auszubilden, so dass nur Energie von der Brennstoffzelleneinheit zum Energiespeicher übertragen werden kann. Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass die Peripherie zum Betrieb eines Brennstoffzellensystems wahlweise von dem Energiespeicher und/oder derThree-phase system can be made possible. Also, the installation of a bidirectional DC / DC converter between the two energy networks allows energy transfer from the fuel cell unit to the energy storage even when the drive is stopped. High-power electrical components can be connected to the energy storage so that they can be powered by an inactive drive. It is also possible to form the DC / DC converter unidirectionally, so that only energy can be transmitted from the fuel cell unit to the energy store. According to the invention it is further provided that the periphery for the operation of a fuel cell system optionally of the energy storage and / or the
Brennstoffzelleneinheit versorgbar ist. Damit wird es ermöglicht, dass in jedem Betriebszustand der Vorrichtung zur Versorgung eines elektrischen Antriebes die Peripherie optimal mit Energie versorgt wird. Zudem können evtl. Ausfälle des Energiespeichers oder der Brennstoffzelleneinheit von der anderen intakten Einheit überbrückt werden.Fuel cell unit is supplied. This makes it possible that in each operating state of the device for supplying an electric drive, the periphery is optimally supplied with energy. In addition, any failures of the energy storage or the fuel cell unit can be bridged by the other intact unit.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination Erfindungswesentlich sein. Es zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which several embodiments of the invention are described in detail with reference to the drawings. In this case, those mentioned in the claims and in the description Characteristics individually individually or in any combination essential to the invention. Show it:
Figur 1 einen schematischen Aufbau zweier Energienetze zur energetischen Versorgung eines Antriebes,1 shows a schematic structure of two energy networks for the energetic supply of a drive,
Figur 2 einen schematischen Aufbau eines Wicklungssystems,FIG. 2 shows a schematic structure of a winding system,
Figur 3 eine schematische Ansicht zwei getrennter Ständer mit einem Rotor,FIG. 3 shows a schematic view of two separate stands with a rotor,
Figur 4 einen schematischen Aufbau zur Versorgung eines elektrischenFigure 4 shows a schematic structure for supplying an electrical
Antriebes mit zwei zu versorgenden Komponenten,Drive with two components to be supplied,
Figur 5 einen schematischen Aufbau von zwei getrennten elektrischenFigure 5 shows a schematic structure of two separate electrical
Maschinen,Machinery,
Figur 6 einen schematischen Aufbau von zwei elektrischen mit einerFigure 6 shows a schematic structure of two electrical with a
Welle verbundenen Maschinen,Shaft connected machines,
Figur 7 einen schematischen Aufbau einer Versorgung eines elektrischen Antriebes mit zu versorgender Peripherie und angebrachtem DC/DC-Wandler.Figure 7 shows a schematic structure of a supply of an electric drive to be supplied with peripherals and attached DC / DC converter.
In der Figur 1 ist ein erstes Energienetz 20, mit einer Brennstoffzelleneinheit 21 und einem ersten Umrichter 22 gezeigt, wobei das erste Energienetz 20 mit einem Antrieb 10 verbunden ist. Ein zweites Energienetz 30 mit einem Energiespeicher 31 und einem zweiten Umrichter 32 ist ebenfalls elektrisch mit dem Antrieb 10 verbunden. Der erste Umrichter 22 und der zweite Umrichter 32 können dabei auf getrennten Wicklungssystemen in dem elektrischen Antrieb 10 arbeiten. Damit kann Energie über die getrennten Wicklungen in einem gemeinsamen Ständer ausgetauscht werden. Zudem ist der erste Umrichter 22 von dem zweiten Umrichter 32 entkoppelt.FIG. 1 shows a first energy network 20 with a fuel cell unit 21 and a first converter 22, wherein the first energy network 20 is connected to a drive 10. A second energy network 30 with an energy store 31 and a second converter 32 is also electrically connected to the drive 10. The first converter 22 and the second converter 32 can work on separate winding systems in the electric drive 10. This allows energy to be exchanged via the separate windings in a common stand. In addition, the first inverter 22 is decoupled from the second inverter 32.
Figur 2 zeigt einen schematischen Aufbau eines Wicklungssystems. Ein erstesFIG. 2 shows a schematic structure of a winding system. A first
Energienetz 20 mit einer Brennstoffzelleneinheit und einem ersten Umrichter 22 ist mit einem ersten Wicklungssystem 23 gekoppelt. Ein zweites Energienetz 30 mit einem zweiten Umrichter 32 und einem Energiespeicher 31 ist mit einem zweiten Wicklungssystem 33 gekoppelt. Es ist hier ein dreiphasiges System dargestellt wie es bei dem Antrieb 10 eingesetzt werden kann. Selbstverständlich kann das Konzept auch auf andere Phasenzahlen angewendet werden. Ebenso ist es in keiner Weise auf die dargestellte Sternschaltung beschränkt, sondern kann auch mit Dreieckschaltungen und anderen Phasenverschaltungen eingesetzt werden. Das erste Wicklungssystem 23 ist vom zweiten Wicklungssystem 33 galvanisch getrennt. Durch die Entkopplung der Umrichter 22, 32, die eine Umformung von Gleich- in Wechselspannungen und umgekehrt ermöglichen, kann der Aufbau der beiden Umrichter 22, 32 unterschiedlich ausfallen, da diese unabhängig voneinander dimensioniert werden können.Power network 20 with a fuel cell unit and a first inverter 22nd is coupled to a first winding system 23. A second energy network 30 with a second converter 32 and an energy store 31 is coupled to a second winding system 33. It is shown here a three-phase system as it can be used in the drive 10. Of course, the concept can also be applied to other phase numbers. Likewise, it is in no way limited to the illustrated star connection, but can also be used with delta circuits and other phase connections. The first winding system 23 is galvanically isolated from the second winding system 33. By decoupling the converters 22, 32, which allow a conversion from DC to AC voltages and vice versa, the structure of the two converters 22, 32 can be different, since they can be dimensioned independently of each other.
Figur 3 zeigt einen schematischen Aufbau eines ersten Ständers 24 und eines zweiten Ständers 34, die durch einen gemeinsamen Rotor 40 miteinander energetisch gekoppelt sind. Der erste Ständer 24 ist dabei mit dem ersten Umrichter 22 verbunden, der wiederum mit der Brennstoffzelleneinheit 21 gekoppelt ist, die damit das erste Energienetz 20 bilden. Der zweite Ständer 34 ist mit dem zweiten Umrichter 32 verbunden, der seinerseits wieder mit dem Energiespeicher 31 gekoppelt ist und das zweite Energienetz 30 bilden. Die zwei getrennten Ständer 24, 34 sind dabei von dem Rotor 40 galvanisch getrennt. Es sind somit beliebige Überdeckungen zwischen den einzelnen Ständern 24, 34 und dem Rotor 40 einstellbar. Es ist weiterhin möglich, dass beide Ständer 24,34 verschiedene Radien aufweisen und ineinander verschoben werden können. Damit der Luftspalt bei dem Ständer mit dem größeren Radius nicht zu groß wird, wenn er nur den Rotor 40 und nicht dem anderen Ständer überdeckt, sind spezielle flussführende Bauteile denkbar, die den resultierenden Luftspalt minimieren.Figure 3 shows a schematic structure of a first stator 24 and a second stator 34, which are energetically coupled to each other by a common rotor 40. The first stator 24 is in this case connected to the first converter 22, which in turn is coupled to the fuel cell unit 21, which thus form the first energy network 20. The second stator 34 is connected to the second converter 32, which in turn is coupled to the energy store 31 and form the second energy network 30. The two separate stands 24, 34 are galvanically separated from the rotor 40. There are thus arbitrary overlaps between the individual uprights 24, 34 and the rotor 40 adjustable. It is also possible that both stands have 24.34 different radii and can be moved into each other. So that the air gap in the stator with the larger radius does not become too large, if it covers only the rotor 40 and not the other stator, special flux-conducting components are possible, which minimize the resulting air gap.
Figur 4 zeigt einen schematischen Aufbau des ersten Energienetzes 20 und des zweiten Energienetzes 30, die beide an dem Antrieb 10 angeordnet sind. Das erste Energienetz 20 weist dabei die Brennstoffzelleneinheit 21 und den ersten Umrichter 22 auf. Dies gilt ebenso für das zweite Energienetz 30, welches den Energiespeicher 31 und den zweiten Umrichter 32 aufweist. Eine erste elektrische Komponente 25 ist dabei direkt an der Brennstoffzelleneinheit 21 angeordnet. Eine zweite elektrische Komponente 35 ist mit dem Energiespeicher 31 verbunden. Damit können beide elektrischen Komponenten 25, 35 unabhängig mit elektrischer Energie versorgt werden. Selbst wenn die beiden elektrischen Komponenten 25,35 die gleiche Funktion innerhalb der Vorrichtung zur Versorgung eines elektrischen Antriebes 10 haben, können sie unterschiedlich aufgebaut und dimensioniert werden. Dies ermöglicht es, auf die einzelnen spezifischen Ausgangsparameter der Brennstoffzelleneinheit 21 und/oder des Energiespeichers 31 Rechnung zu tragen. Zudem sind beide elektrischen Komponenten 25, 35 voneinander galvanisch getrennt, was zu einer Kostenreduzierung gegenüber elektrisch gebundenen Komponenten führen kann.FIG. 4 shows a schematic structure of the first energy network 20 and the second energy network 30, both of which are arranged on the drive 10. In this case, the first energy network 20 has the fuel cell unit 21 and the first converter 22. This also applies to the second energy network 30, which has the energy store 31 and the second converter 32. A first electrical component 25 is arranged directly on the fuel cell unit 21. A second electrical component 35 is connected to the energy store 31 connected. Thus, both electrical components 25, 35 can be supplied independently with electrical energy. Even if the two electrical components 25,35 have the same function within the device for supplying an electric drive 10, they can be constructed differently and dimensioned. This makes it possible to take into account the individual specific output parameters of the fuel cell unit 21 and / or the energy store 31. In addition, both electrical components 25, 35 are electrically isolated from each other, which can lead to a cost reduction compared to electrically bonded components.
Die Figur 5 zeigt einen schematischen Aufbau zwei getrennter elektrischer Maschinen 1 1 , 12. Die erste elektrische Maschine 1 1 ist dabei über den ersten Umrichter 22 mit der Brennstoffzelleneinheit 21 verbunden, welche das erste Energienetz 20 bilden. Die zweite elektrische Maschine 12 ist über den zweiten5 shows a schematic structure of two separate electrical machines 1 1, 12. The first electric machine 1 1 is connected via the first inverter 22 to the fuel cell unit 21, which form the first power network 20. The second electric machine 12 is above the second
Umrichter 32 mit dem Energiespeicher 31 elektrisch verbunden, welche das zweite Energienetz 30 bilden. Dabei ist die erste 1 1 von der zweiten elektrischen Maschine 12 galvanisch getrennt. Auch hier können die elektrischen Maschinen 1 1 , 12 verschieden aufgebaut und dimensioniert werden. Somit können die beiden elektrischen Maschinen 1 1 , 12 auf verschiedene Achsen des Fahrzeuges wirken. Dabei können die erste 1 1 und die zweite elektrische Maschine 12 eine Synchronmaschine und/oder eine Asynchronmaschine sein.Inverter 32 electrically connected to the energy storage 31, which form the second power network 30. In this case, the first 1 1 of the second electric machine 12 is electrically isolated. Again, the electrical machines 1 1, 12 can be constructed differently and dimensioned. Thus, the two electric machines 1 1, 12 act on different axes of the vehicle. In this case, the first 1 1 and the second electric machine 12 may be a synchronous machine and / or an asynchronous machine.
Die Figur 6 zeigt einen schematischen Aufbau einer ersten elektrischen Maschine 1 1 und einer zweiten elektrischen Maschine 12, die über eine gemeinsame Welle 13 miteinander verbunden sind. Die energetische Speisung der ersten elektrischen Maschine 1 1 erfolgt über eine Brennstoffzelleneinheit 21 , die über einen ersten Umrichter 22 mit der ersten elektrischen Maschine 1 1 verbunden ist, welche das erste Energienetz 20 bilden. Die energetische Versorgung erfolgt für die zweite elektrische Maschine 12 über einenFIG. 6 shows a schematic structure of a first electric machine 11 and a second electric machine 12, which are connected to one another via a common shaft 13. The energetic supply of the first electric machine 1 1 via a fuel cell unit 21, which is connected via a first inverter 22 to the first electric machine 1 1, which form the first power network 20. The energetic supply takes place for the second electric machine 12 via a
Energiespeicher 31 , der über einen zweiten Umrichter 32 mit der zweiten elektrischen Maschine 12 verbunden ist und das zweite Energienetz 30 bilden.Energy storage 31, which is connected via a second inverter 32 to the second electric machine 12 and the second power network 30 form.
Figur 7 zeigt einen schematischen Aufbau bei dem das erste Energienetz 20 mit dem zweiten Energienetz 30 durch einen DC/DC-Wandler 50 miteinander verbunden ist. Dabei wird die Brennstoffzelleneinheit 21 über einen DC/DC- Wandler 50 mit dem Energiespeicher 31 elektrisch verbunden. Die Brennstoffzelleneinheit 21 speist über den ersten Umrichter 22 die erste elektrische Maschine 1 1. Der Energiespeicher 31 ist über einen zweiten Umrichter 32 mit der zweiten elektrischen Maschine 12 verbunden. Schematisch wird hier die Peripherie 60 mit dem Energiespeicher 31 verbunden. Natürlich ist auch das Verbinden der Peripherie 60 an die Brennstoffzelleneinheit 21 möglich. Die Peripherie 60 kann dabei aus z.B. einem Verdichter, einem Gebläse, einen Druckregler, einem Kühlkreislauf, einer Systemregelung, einer Sicherheitsüberwachung und/oder einer Leistungselektronik bestehen.FIG. 7 shows a schematic structure in which the first energy network 20 is connected to the second energy network 30 by a DC / DC converter 50. In this case, the fuel cell unit 21 is connected via a DC / DC Transducer 50 is electrically connected to the energy storage 31. The fuel cell unit 21 feeds the first electric machine 1 1 via the first converter 22. The energy store 31 is connected to the second electric machine 12 via a second converter 32. Schematically, the periphery 60 is connected to the energy storage 31 here. Of course, it is also possible to connect the periphery 60 to the fuel cell unit 21. The periphery 60 may consist of, for example, a compressor, a blower, a pressure regulator, a cooling circuit, a system control, a safety monitoring and / or power electronics.
An den Figuren 1 bis 7 ist erkennbar, dass eine Trennung eines ersten Umrichters von einem zweiten Umrichter in den Energienetzen zur Versorgung eines elektrischen Antriebes gegeben ist. It can be seen from FIGS. 1 to 7 that a separation of a first converter from a second converter in the energy networks is provided for supplying an electric drive.

Claims

Ansprüche claims
1.) Vorrichtung zur Versorgung eines elektrischen Antriebes (10) für ein1.) Device for supplying an electric drive (10) for a
Kraftfahrzeug mit einem Energienetz, das mit dem Antrieb (10) verbunden ist und eine Brennstoffzelleneinheit (21 ) und wenigstens einen Energiespeicher (31 ) aufweist, wobei die Brennstoffzelleneinheit (21 ) und der Energiespeicher (31 ) gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Energienetz ein erstes (20) und ein zweites Energienetz (30) aufweist, das erste Energienetz (20) einen ersten Umrichter (22) aufweist, der zwischen der Brennstoffzelleneinheit (21 ) und dem Antrieb (10) angeordnet ist, das zweite Energienetz (30) einen zweiten Umrichter (32) aufweist, der zwischen dem Energiespeicher (31 ) und dem Antrieb (10) angeordnet ist, und der erste Umrichter (22) vom zweiten Umrichter (32) entkoppelt ist.Motor vehicle with an energy network, which is connected to the drive (10) and has a fuel cell unit (21) and at least one energy store (31), wherein the fuel cell unit (21) and the energy store (31) are coupled, characterized in that the power grid a first (20) and a second energy network (30), the first energy network (20) having a first converter (22) which is arranged between the fuel cell unit (21) and the drive (10), the second energy network (30) a second converter (32) which is arranged between the energy store (31) and the drive (10) and the first converter (22) is decoupled from the second converter (32).
2.) Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine2.) Device according to claim 1, characterized in that a
Energieübertragung vom ersten Energienetz (20) zum zweiten Energienetz (30) über den Antrieb (10) erfolgt, insbesondere während der Fahrt des Kraftfahrzeuges erfolgt.Energy transfer from the first power grid (20) to the second power grid (30) via the drive (10) takes place, in particular takes place during the drive of the motor vehicle.
3.) Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine3.) Device according to claim 1, characterized in that a
Energieübertragung vom ersten Energienetz (20) zum zweiten Energienetz (30) über ein magnetisches Wechselfeld erfolgt.Energy transfer from the first energy network (20) to the second energy network (30) takes place via a magnetic alternating field.
4.) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der4.) Device according to claim 1 or 3, characterized in that the
Antrieb (10) über ein erstes (23) und ein zweites Wicklungssystem (33) verfügt, die an einem gemeinsamen Ständer angeordnet sind, wobei das erste Wicklungssystem (23) an dem ersten Umrichter (22) und das zweite Wicklungssystem (33) an dem zweiten Umrichter (32) gekoppelt ist. Drive (10) via a first (23) and a second winding system (33) which are arranged on a common stator, wherein the first winding system (23) on the first inverter (22) and the second winding system (33) on the second inverter (32) is coupled.
5.) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (10) über eine erste Ständerwicklung (24) und einen zweite Ständerwicklung (34) verfügt, die über einen gemeinsamen Rotor (40) gekoppelt sind, wobei die erste Ständerwicklung (24) an dem ersten Umrichter (22) und die zweite Ständerwicklung (34) an dem zweiten Umrichter (32) angeordnet ist.5.) Device according to one of the preceding claims, characterized in that the drive (10) via a first stator winding (24) and a second stator winding (34) which are coupled via a common rotor (40), wherein the first stator winding (24) on the first inverter (22) and the second stator winding (34) on the second converter (32) is arranged.
6.) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine erste elektrische Komponente (25) an der Brennstoffzelleneinheit (21 ) und eine zweite elektrische6.) Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one first electrical component (25) on the fuel cell unit (21) and a second electrical
Komponente (35) an dem Energiespeicher (31 ) angeordnet ist.Component (35) is arranged on the energy store (31).
7.) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (10) eine erste (1 1 ) und eine zweite elektrische Maschine (12) aufweist, insbesondere dass die erste Maschine7.) Device according to one of the preceding claims, characterized in that the drive (10) has a first (1 1) and a second electric machine (12), in particular that the first machine
(1 1 ) von der zweiten Maschine (12) getrennt ist.(1 1) is separated from the second machine (12).
8.) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (1 1 ) und die zweite elektrische Maschine (12) über eine gemeinsame Welle (13) verfügen.8.) Device according to claim 6, characterized in that the first (1 1) and the second electric machine (12) have a common shaft (13).
9.) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Energienetz (20) vom zweiten (30) galvanisch getrennt ist.9.) Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first power network (20) from the second (30) is electrically isolated.
10.) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Energieübertragung vom ersten Energienetz (20) zum zweiten Energienetz (30) über eine elektrische Verbindung erfolgt.10.) Device according to one of the preceding claims, characterized in that a transfer of energy from the first power grid (20) to the second power grid (30) via an electrical connection.
1 1 .) Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung über einen DC/DC-Wandler (50) zwischen Brennstoffzelleneinheit (21 ) und Energiespeicher (31 ) erfolgt.1 1). Apparatus according to claim 10, characterized in that the electrical connection via a DC / DC converter (50) between the fuel cell unit (21) and energy storage (31).
12.) Vorrichtung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der DC/DC-12.) Device according to claim 1 1, characterized in that the DC / DC
Wandler (50) eine uni- oder bidirektionale Ausrichtung hat. Transducer (50) has a uni- or bidirectional orientation.
13.) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Peripherie (60) zum Betrieb eines Brennstoffzellensystems wahlweise von dem Energiespeicher (31 ) und/oder der Brennstoffzelleneinheit (21 ) versorgbar ist.13.) Device according to one of the preceding claims, characterized in that the periphery (60) for the operation of a fuel cell system optionally from the energy storage (31) and / or the fuel cell unit (21) can be supplied.
14.) Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Versorgung eines elektrischen Antriebes (10) nach einem der vorherigen Ansprüche. 14.) Motor vehicle with a device for supplying an electric drive (10) according to one of the preceding claims.
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