WO2020187535A1 - Verfahren zur plausibilisierung mindestens einer kühlmitteltemperatur in einer antriebseinheit für ein elektrofahrzeug und antriebseinheit für ein elektrofahrzeug - Google Patents

Verfahren zur plausibilisierung mindestens einer kühlmitteltemperatur in einer antriebseinheit für ein elektrofahrzeug und antriebseinheit für ein elektrofahrzeug Download PDF

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Jakob Mauer
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Definitions

  • the invention relates to a method for checking the plausibility of at least one coolant temperature in a drive unit for an electric vehicle, comprising a capacitor with at least one internal temperature sensor, of which at least one capacitor temperature is measured in the capacitor, power electronics with at least one temperature sensor, of which at least one electronics temperature is in the Power electronics is measured, and a cooling channel through which a coolant for cooling the capacitor and the power electronics flows.
  • the invention also relates to a drive unit for an electric vehicle, comprising a capacitor with at least one internal temperature sensor for measuring at least one capacitor temperature in the capacitor, power electronics with at least one temperature sensor for measuring at least one
  • Electric vehicles have drive units that include power electronics, for example in the form of an inverter for controlling an electrical machine. To stabilize an input voltage of the
  • Power electronics are usually provided with an intermediate circuit capacitor.
  • a cooling channel is provided through which a coolant flows.
  • a temperature of the coolant is calculated.
  • the coolant temperature can be calculated using temperature sensors in power electronics semiconductors.
  • the coolant temperature is calculated for example from temperature values measured by the temperature sensors of the power electronics and a volume flow of the coolant through the cooling channel.
  • the volume flow is made available by another control unit in the form of a CAN message, for example.
  • the coolant temperature is incorrectly calculated. This can result in thermal damage to or destruction of parts of the drive unit.
  • an incorrect calculation of the coolant temperature can be avoided, whereby the drive unit is protected from thermal damage or destruction.
  • the document DE 10 2013 216 878 A1 discloses an energy converter which, among other things, has an intermediate circuit capacitor.
  • the intermediate circuit capacitor has a temperature sensor which is, for example, a thermocouple or an NTC resistor.
  • Temperature sensor is, for example, on a surface of the
  • Integrated intermediate circuit capacitor A temperature in the area of the intermediate circuit capacitor is recorded by means of the temperature sensor.
  • the document DE 101 06 944 A1 discloses a method for
  • Temperature control of an electrical machine The machine has temperature sensors that measure the temperatures of critical components.
  • Critical components of the electrical machine are, for example
  • Temperature sensors are recorded, the calculation of non-recordable temperatures is carried out using temperature models.
  • Document DE 10 2015 205 892 A1 discloses a drive system which, among other things, has an intermediate circuit capacitor. Several influencing parameters of the electric drive system are recorded, and a current temperature value of the intermediate circuit capacitor is calculated on the basis of these recorded influencing parameters.
  • the influencing parameters include a cooling water temperature. Disclosure of the invention
  • the drive unit comprises a capacitor with at least one internal temperature sensor, from which at least one capacitor temperature is measured in the capacitor, a
  • Power electronics with at least one temperature sensor, from which at least one electronics temperature is measured in the power electronics, and a cooling channel through which a coolant for cooling the capacitor and the power electronics flows.
  • At least one auxiliary coolant temperature is calculated from the at least one condenser temperature, and from the at least one
  • At least one coolant temperature is calculated.
  • a comparison of the at least one auxiliary coolant temperature calculated from the at least one capacitor temperature is then carried out with the at least one coolant temperature calculated from the at least one electronics temperature. Depending on this comparison, the temperature calculated from the at least one electronics temperature is calculated
  • Coolant temperature viewed as plausible.
  • Temperature difference is calculated from the auxiliary coolant temperature calculated from the at least one capacitor temperature and the coolant temperature calculated from the at least one electronics temperature. If the temperature difference calculated in this way falls below a predetermined limit value, the calculated auxiliary coolant temperature is approximately equal to the calculated coolant temperature. In this case, the from the at least one
  • Power electronics have at least one first temperature sensor for measuring a first electronics temperature and a second temperature sensor for measuring a second electronics temperature. Power electronics can also a third temperature sensor for measuring a third one
  • the at least one capacitor temperature becomes a first
  • Auxiliary coolant temperature and a second auxiliary coolant temperature are calculated.
  • a first coolant temperature is calculated from the first electronics temperature, and a second temperature is calculated from the second electronics temperature
  • a capacitor difference is preferably calculated from the first auxiliary coolant temperature calculated from the at least one condenser temperature and the second auxiliary coolant temperature calculated from the at least one condenser temperature.
  • the condenser difference calculated in this way describes a temperature difference of the coolant along the cooling channel.
  • An electronics difference is also obtained from the first coolant temperature calculated from the first electronics temperature and that from the second
  • Electronics temperature calculated second coolant temperature is calculated.
  • the electronics difference calculated in this way describes a temperature difference of the coolant along the cooling channel.
  • a flux difference is then calculated from the capacitor difference and the electronics difference. If the flux difference falls below a predetermined threshold value, the calculated capacitor difference is approximately equal to the calculated electronics difference. In this case, the first coolant temperature calculated from the first electronics temperature and the second coolant temperature calculated from the second electronics temperature are considered plausible. According to an advantageous embodiment of the invention, at least one coolant temperature in a central area of the cooling channel is calculated from the at least one electronics temperature.
  • the at least one capacitor temperature becomes at least one
  • Auxiliary coolant temperature calculated in a central area of the cooling channel.
  • the at least one capacitor temperature becomes at least one
  • Auxiliary coolant temperature calculated in an edge area of the cooling channel is preferably close to a mechanical connection point between the cooling channel and the condenser.
  • Electronics temperature takes into account a volume flow of the coolant through the cooling channel.
  • a drive unit for an electric vehicle is also proposed.
  • the drive unit includes a capacitor with at least one
  • the drive unit also includes power electronics with at least one temperature sensor for measuring at least one electronics temperature in the power electronics.
  • the drive unit further comprises a cooling channel through which a coolant for cooling the condenser and the power electronics can flow.
  • the drive unit is used to implement the one shown above
  • the drive unit comprises, for example, a control device with a detection unit for detecting the temperature values measured by the temperature sensors and a
  • Power electronics have at least one first temperature sensor for measuring a first electronics temperature and a second temperature sensor for measuring a second electronics temperature.
  • the power electronics can also have a third temperature sensor for measuring a third one
  • the method according to the invention allows a plausibility check of a coolant temperature in a drive unit for an electric vehicle in a relatively simple manner.
  • the method according to the invention detects incorrect calculations of the coolant temperature, which are caused by an incorrect volume flow in a CAN message. If a calculated coolant temperature is not considered plausible, appropriate measures can be initiated. For example, a warning message can be issued to the driver that indicates a possible
  • the method according to the invention can be used in a known drive unit for an electric vehicle.
  • no project-specific software changes to a CAN interface for different customers are required because of the unsafe message "volume flow of the coolant".
  • no additional temperature sensors are necessary for direct measurement of the coolant temperature in the cooling channel.
  • Figure 1 is a schematic electrical circuit diagram of a drive unit for an electric vehicle
  • Figure 2 is a sectional view of the drive unit from Figure 1 to
  • FIG. 3 shows a sectional view of the drive unit from FIG.
  • FIG. 1 shows a schematic electrical circuit diagram of a drive unit 10 for an electric vehicle.
  • the drive unit 10 comprises a traction battery 14 for storing electrical energy, which has a plurality of battery cells connected in parallel and / or in series.
  • the traction battery 14 supplies a DC voltage.
  • the drive unit 10 further comprises a capacitor 16.
  • the capacitor 16 is connected in parallel to the traction battery 14 and has the function of an intermediate circuit capacitor. When the drive unit 10 is in operation, a capacitor voltage drops across the capacitor 16, which voltage corresponds to that of the
  • Traction battery 14 corresponds to supplied DC voltage.
  • the drive unit 10 comprises an electrical machine 20.
  • the electrical machine 20 is embodied in the present case with three phases and has three phase windings (not shown here).
  • the electric machine 20 is used to drive the electric vehicle.
  • the drive unit 10 also includes power electronics 18
  • Power electronics 18 are used to control the electrical machine 20 and provide a current to drive the electrical machine 20. Die
  • power electronics 18 are electrically connected to electrical machine 20 by means of three phase conductors.
  • the power electronics 18 are electrically connected to the traction battery 14 by means of two conductors.
  • the traction battery 14 supplies, in particular, electrical energy for driving the electric vehicle.
  • the power electronics 18 include a three-phase inverter or inverter, which generates a three-phase voltage from the DC voltage supplied by the traction battery 14
  • FIG. 2 shows a sectional illustration of the drive unit 10 from FIG. 1 to show a method for plausibility checking of a coolant temperature TM1, TM2 according to a first embodiment.
  • the power electronics 18 include, among other things, a first half bridge 41, a second half bridge 42 and a third half bridge 43.
  • the half bridges 41, 42, 43 each have a plurality of controllable semiconductor switches.
  • the drive unit 10 comprises a cooling channel 22 for cooling the
  • a coolant flows through the cooling channel 22 for cooling the capacitor 16 and the power electronics 18.
  • a volume flow V of the coolant flowing through the cooling channel 22 is recorded.
  • the cooling channel 22 is in thermal contact with the capacitor 16 and with the half bridges 41, 42, 43 of the
  • the capacitor 16 has an internal temperature sensor 30 for measuring a capacitor temperature TK in the capacitor 16.
  • the power electronics 18 have a first temperature sensor 31 for measuring a first
  • a condenser temperature TK in the condenser 16 is measured by the internal temperature sensor 30.
  • a first edge temperature TRI and a second edge temperature TR2 in edge regions of the capacitor 16 close to the cooling channel 22 are calculated from the capacitor temperature TK and other variables.
  • a maximum temperature TMAX of the capacitor 16 is optionally calculated.
  • a first auxiliary coolant temperature TH1 in an upper central region of the cooling channel 22 is calculated from the first edge temperature TRI and other variables.
  • a second auxiliary coolant temperature TH2 in a lower central region of the cooling channel 22 is calculated from the second edge temperature TR2 and other variables.
  • the upper central area is upstream in the flow direction of the coolant through the cooling channel 22.
  • the lower central area is located
  • a first electronics temperature TE1 in the first half bridge 41 is measured by the first temperature sensor 31.
  • a first coolant temperature TM1 in the upper central region of the cooling channel 22 is calculated from the first electronics temperature TE1 and other variables. From the second
  • Temperature sensor 32 a second electronics temperature TE2 is measured in the second half bridge 42.
  • a second coolant temperature TM2 in the lower central region of the cooling channel 22 is calculated from the second electronics temperature TE2 and other variables.
  • Coolant temperatures TM1, TM2, in particular, the volume flow V of the coolant through the cooling channel 22 is taken into account.
  • Auxiliary coolant temperature TH1 and the first coolant temperature TM1 are calculated. There is also a temperature difference from the second
  • Auxiliary coolant temperature TH2 and the second coolant temperature TM2 are calculated. If the temperature differences calculated in this way each fall below a specified limit value, the calculated ones are used
  • Coolant temperatures TM1, TM2 considered plausible. If one of the temperature differences calculated in this way exceeds the specified limit value, so the calculated coolant temperatures TM1, TM2 are considered implausible.
  • FIG. 3 shows a sectional illustration of the drive unit 10 from FIG. 1 to illustrate a method for checking the plausibility of a coolant temperature TM1, TM2 according to a second embodiment.
  • the power electronics 18 include, among other things, a first half bridge 41, a second half bridge 42 and a third half bridge 43.
  • the half bridges 41, 42, 43 each have a plurality of controllable semiconductor switches.
  • the drive unit 10 comprises a cooling channel 22 for cooling the
  • a coolant flows through the cooling channel 22 for cooling the capacitor 16 and the power electronics 18.
  • a volume flow V of the coolant flowing through the cooling channel 22 is recorded.
  • the cooling channel 22 is in thermal contact with the capacitor 16 and with the half bridges 41, 42, 43 of the
  • the capacitor 16 has an internal temperature sensor 30 for measuring a capacitor temperature TK in the capacitor 16.
  • the power electronics 18 have a first temperature sensor 31 for measuring a first
  • Temperature sensor 32 for measuring a second electronics temperature TE2 in the second half bridge 42 and a third temperature sensor 33 for measuring a third electronics temperature TE3 in the third half bridge 43.
  • a condenser temperature TK in the condenser 16 is measured by the internal temperature sensor 30.
  • a first edge temperature TRI and a second edge temperature TR2 in edge regions of the capacitor 16 close to the cooling channel 22 are calculated from the capacitor temperature TK and other variables.
  • a maximum temperature TMAX of the capacitor 16 is optionally calculated.
  • a first auxiliary coolant temperature TH1 in an upper edge region of the cooling channel 22 near the condenser 16 is calculated from the first edge temperature TRI and other variables.
  • a second auxiliary coolant temperature TH2 in a lower edge region of the cooling channel 22 near the condenser 16 is calculated from the second edge temperature TR2 and other variables.
  • the upper edge area is upstream in the direction of flow of the
  • Coolant through the cooling channel 22 The lower edge region lies downstream in the flow direction of the coolant through the cooling channel 22.
  • a first electronics temperature TE1 in the first half bridge 41 is measured by the first temperature sensor 31.
  • a first coolant temperature TM1 in an upper central region of the cooling channel 22 is calculated from the first electronics temperature TE1 and other variables. From the second
  • Temperature sensor 32 a second electronics temperature TE2 is measured in the second half bridge 42.
  • a second coolant temperature TM2 in a lower central region of the cooling channel 22 is calculated from the second electronics temperature TE2 and other variables.
  • the coolant temperatures TM1, TM2 in particular the volume flow V of the coolant through the cooling channel 22 is taken into account.
  • the upper central area is upstream in the flow direction of the coolant through the cooling channel 22 and near the upper edge area.
  • the lower central area is located downstream in the flow direction of the coolant through the cooling channel 22 and close to the lower edge area.
  • a capacitor difference is calculated from the first auxiliary coolant temperature TH1 and the second auxiliary coolant temperature TH2.
  • the condenser difference corresponds to a temperature difference in the flow direction of the coolant through the cooling channel 22 between the upper edge area and the lower edge area.
  • An electronics difference is also calculated from the first coolant temperature TM1 and the second coolant temperature TM2.
  • the electronics difference corresponds to a temperature difference in the direction of flow of the coolant through the cooling channel 22 between the upper central area and the lower central area.
  • a flux difference is then calculated from the capacitor difference and the electronics difference. If the flow difference calculated in this way falls below a predetermined threshold value, the calculated Coolant temperatures TM1, TM2 considered plausible. If the flow difference calculated in this way exceeds the predefined threshold value, the calculated coolant temperatures TM1, TM2 are regarded as implausible.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Plausibilisierung mindestens einer Kühlmitteltemperatur (TM1, TM2) in einer Antriebseinheit (10) für ein Elektrofahrzeug, umfassend einen Kondensator (16) mit mindestens einem Innentemperatursensor (30), von welchem mindestens eine Kondensatortemperatur (TK) in dem Kondensator (16) gemessen wird, eine Leistungselektronik (18) mit mindestens einem Temperatursensor (31, 32, 33), von welchem mindestens eine Elektroniktemperatur (TE1, TE2, TE3) in der Leistungselektronik (18) gemessen wird, und einen Kühlkanal (22), der von einem Kühlmittel zur Kühlung des Kondensators (16) und der Leistungselektronik (18) durchströmt wird, wobei aus der mindestens einen Kondensatortemperatur (TK) mindestens eine Hilfskühlmitteltemperatur (TH1, TH2) berechnet wird, aus der mindestens einen Elektroniktemperatur (TE1, TE2, TE3) mindestens eine Kühlmitteltemperatur (TM1, TM2) berechnet wird, und ein Vergleich der mindestens einen aus der mindestens einen Kondensatortemperatur (TK) berechneten Hilfskühlmitteltemperatur (TH1, TH2) mit der mindestens einen aus der mindestens einen Elektroniktemperatur (TE1, TE2, TE3) berechneten Kühlmitteltemperatur (TM1, TM2) durchgeführt wird. Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit (10) für ein Elektrofahrzeug, umfassend einen Kondensator (16) mit mindestens einem Innentemperatursensor (30) zur Messung mindestens einer Kondensatortemperatur (TK) in dem Kondensator (16), eine Leistungselektronik (18) mit mindestens einem Temperatursensor (31, 32, 33) zur Messung mindestens einer Elektroniktemperatur (TE1, TE2, TE3) in der Leistungselektronik (18) und einen Kühlkanal (22), der von einem Kühlmittel zur Kühlung des Kondensators (16) und der Leistungselektronik (18) durchströmbar ist. Dabei ist die Antriebseinheit (10) zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet.

Description

Verfahren zur Plausibilisierung mindestens einer Kühlmitteltemperatur in einer
Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeug und Antriebseinheit für ein
Elektrofahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Plausibilisierung mindestens einer Kühlmitteltemperatur in einer Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeug, umfassend einen Kondensator mit mindestens einem Innentemperatursensor, von welchem mindestens eine Kondensatortemperatur in dem Kondensator gemessen wird, eine Leistungselektronik mit mindestens einem Temperatursensor, von welchem mindestens eine Elektroniktemperatur in der Leistungselektronik gemessen wird, und einen Kühlkanal, der von einem Kühlmittel zur Kühlung des Kondensators und der Leistungselektronik durchströmt wird. Die Erfindung betrifft auch eine Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeug, umfassend einen Kondensator mit mindestens einem Innentemperatursensor zur Messung mindestens einer Kondensatortemperatur in dem Kondensator, eine Leistungselektronik mit mindestens einem Temperatursensor zur Messung mindestens einer
Elektroniktemperatur in der Leistungselektronik, und einen Kühlkanal, der von einem Kühlmittel zur Kühlung des Kondensators und der Leistungselektronik durchströmbar ist.
Stand der Technik
Elektrofahrzeuge weisen Antriebseinheiten auf, die eine Leistungselektronik, beispielsweise in Form eines Inverters zur Ansteuerung einer elektrischen Maschine umfassen. Zur Stabilisierung einer Eingangsspannung der
Leistungselektronik ist in der Regel ein Zwischenkreiskondensator vorgesehen. Zur Kühlung des Zwischenkreiskondensators und der Leistungselektronik ist ein Kühlkanal vorgesehen, der von einem Kühlmittel durchströmt wird.
Im Betrieb einer Antriebseinheit wird eine Temperatur des Kühlmittels berechnet. Die Kühlmitteltemperatur kann über Temperatursensoren in Halbleitern der Leistungselektronik berechnet werden. Die Kühlmitteltemperatur berechnet sich beispielsweise aus Temperaturwerten, von den Temperatursensoren der Leistungselektronik gemessen werden, und einem Volumenstrom des Kühlmittels durch den Kühlkanal. Der Volumenstrom wird beispielsweise in Form einer CAN- Botschaft von einem anderen Steuergerät zur Verfügung stellt.
Wenn dabei die CAN-Botschaft des Volumenstroms fehlerhaft ist, so wird die Kühlmitteltemperatur fehlerhaft berechnet. In Folge dessen kann es zu einer thermischen Beschädigung oder Zerstörung von Teilen der Antriebseinheit kommen. Durch eine Plausibilisierung der Kühlmitteltemperatur kann eine fehlerhafte Berechnung der Kühlmitteltemperatur vermieden werden, wodurch die Antriebseinheit vor einer thermischen Beschädigung oder Zerstörung geschützt wird.
Das Dokument DE 10 2013 216 878 Al offenbart einen Energiewandler, welcher unter anderem einen Zwischenkreiskondensator aufweist. Der
Zwischenkreiskondensator weist einen Temperatursensor auf, welcher beispielsweise ein Thermoelement oder ein NTC-Widerstand ist. Der
Temperatursensor ist beispielsweise an einer Oberfläche des
Zwischenkreiskondensators angeordnet, oder ist in den
Zwischenkreiskondensator integriert. Mittels des Temperatursensors wird eine Temperatur im Bereich des Zwischenkreiskondensators erfasst.
Das Dokument DE 101 06 944 Al offenbart ein Verfahren zur
Temperaturregelung einer elektrischen Maschine. Dabei weist die Maschine Temperatursensoren auf, welche die Temperaturen kritischer Bauteile messen. Kritische Bauteile der elektrischen Maschine sind beispielsweise der
Zwischenkreiskondensator. Mittels der Temperaturen, die von den
Temperatursensoren erfasst werden, erfolgt die Berechnung von nicht erfassbaren Temperaturen über Temperaturmodelle.
Das Dokument DE 10 2015 205 892 Al offenbart ein Antriebssystem, welches unter anderem einen Zwischenkreiskondensator aufweist. Dabei werden mehrere Einflussparameter des elektrischen Antriebssystems erfasst, und auf Basis dieser erfassten Einflussparameter wird ein aktueller Temperaturwert des Zwischenkreiskondensators berechnet. Zu den Einflussparametern gehört unter anderem eine Kühlwassertemperatur. Offenbarung der Erfindung
Es wird ein Verfahren zur Plausibilisierung mindestens einer
Kühlmitteltemperatur in einer Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeug
vorgeschlagen. Die Antriebseinheit umfasst dabei einen Kondensator mit mindestens einem Innentemperatursensor, von welchem mindestens eine Kondensatortemperatur in dem Kondensator gemessen wird, eine
Leistungselektronik mit mindestens einem Temperatursensor, von welchem mindestens eine Elektroniktemperatur in der Leistungselektronik gemessen wird, und einen Kühlkanal, der von einem Kühlmittel zur Kühlung des Kondensators und der Leistungselektronik durchströmt wird.
Dabei wird aus der mindestens einen Kondensatortemperatur mindestens eine Hilfskühlmitteltemperatur berechnet, und aus der mindestens einen
Elektroniktemperatur wird mindestens eine Kühlmitteltemperatur berechnet. Anschließend wird ein Vergleich der mindestens einen aus der mindestens einen Kondensatortemperatur berechneten Hilfskühlmitteltemperatur mit der mindestens einen aus der mindestens einen Elektroniktemperatur berechneten Kühlmitteltemperatur durchgeführt. In Abhängigkeit von diesem Vergleich wird die die aus der mindestens einen Elektroniktemperatur berechnete
Kühlmitteltemperatur als plausibel angesehen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine
Temperaturdifferenz aus der aus der mindestens einen Kondensatortemperatur berechneten Hilfskühlmitteltemperatur und der aus der mindestens einen Elektroniktemperatur berechneten Kühlmitteltemperatur berechnet. Wenn die so berechnete Temperaturdifferenz einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet, so ist die berechnete Hilfskühlmitteltemperatur annähernd gleich der berechneten Kühlmitteltemperatur. In diesem Fall wird die aus der mindestens einen
Elektroniktemperatur berechnete Kühlmitteltemperatur als plausibel angesehen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die
Leistungselektronik mindestens einen ersten Temperatursensor zur Messung einer ersten Elektroniktemperatur und einen zweiten Temperatursensor zur Messung einer zweiten Elektroniktemperatur auf. Die Leistungselektronik kann auch noch einen dritten Temperatursensor zur Messung einer dritten
Elektroniktemperatur aufweisen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden aus der mindestens einen Kondensatortemperatur eine erste
Hilfskühlmitteltemperatur und eine zweite Hilfskühlmitteltemperatur berechnet. Aus der ersten Elektroniktemperatur wird eine erste Kühlmitteltemperatur berechnet, und aus der zweiten Elektroniktemperatur wird eine zweite
Kühlmitteltemperatur berechnet.
Anschließend wird ein Vergleich der aus der mindestens einen
Kondensatortemperatur berechneten ersten Hilfskühlmitteltemperatur sowie der aus der mindestens einen Kondensatortemperatur berechneten zweiten
Hilfskühlmitteltemperatur mit der aus der ersten Elektroniktemperatur
berechneten ersten Kühlmitteltemperatur sowie der aus der zweiten
Elektroniktemperatur berechneten zweiten Kühlmitteltemperatur durchgeführt.
Dabei wird vorzugsweise eine Kondensatordifferenz aus der aus der mindestens einen Kondensatortemperatur berechneten ersten Hilfskühlmitteltemperatur und der aus der mindestens einen Kondensatortemperatur berechneten zweiten Hilfskühlmitteltemperatur berechnet. Die so berechnete Kondensatordifferenz beschreibt eine Temperaturdifferenz des Kühlmittels entlang des Kühlkanals.
Ebenso wird eine Elektronikdifferenz aus der aus der ersten Elektroniktemperatur berechneten ersten Kühlmitteltemperatur und der aus der zweiten
Elektroniktemperatur berechneten zweiten Kühlmitteltemperatur berechnet. Die so berechnete Elektronikdifferenz beschreibt eine Temperaturdifferenz des Kühlmittels entlang des Kühlkanals.
Anschließend wird eine Flussdifferenz aus der Kondensatordifferenz und der Elektronikdifferenz berechnet. Wenn die Flussdifferenz einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, so ist die berechnete Kondensatordifferenz annähernd gleich der berechneten Elektronikdifferenz. In diesem Fall werden die aus der ersten Elektroniktemperatur berechnete erste Kühlmitteltemperatur und die aus der zweiten Elektroniktemperatur berechnete zweite Kühlmitteltemperatur als plausibel angesehen. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird aus der mindestens einen Elektroniktemperatur mindestens eine Kühlmitteltemperatur in einem zentralen Bereich des Kühlkanals berechnet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird aus der mindestens einen Kondensatortemperatur mindestens eine
Hilfskühlmitteltemperatur in einem zentralen Bereich des Kühlkanals berechnet.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird aus der mindestens einen Kondensatortemperatur mindestens eine
Hilfskühlmitteltemperatur in einem Randbereich des Kühlkanals berechnet. Der Randbereich liegt vorzugsweise nahe einer mechanischen Verbindungsstelle zwischen dem Kühlkanal und dem Kondensator.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird zur Berechnung der mindestens einen Kühlmitteltemperatur aus der mindestens einen
Elektroniktemperatur ein Volumenstrom des Kühlmittels durch den Kühlkanal berücksichtigt.
Es wird auch eine Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeug vorgeschlagen. Die Antriebseinheit umfasst einen Kondensator mit mindestens einem
Innentemperatursensor zur Messung mindestens einer Kondensatortemperatur in dem Kondensator. Die Antriebseinheit umfasst auch eine Leistungselektronik mit mindestens einem Temperatursensor zur Messung mindestens einer Elektroniktemperatur in der Leistungselektronik. Die Antriebseinheit umfasst ferner einen Kühlkanal, der von einem Kühlmittel zur Kühlung des Kondensators und der Leistungselektronik durchströmbar ist.
Dabei ist die Antriebseinheit zur Ausführung des oben dargestellten
erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. Die Antriebseinheit umfasst dazu beispielsweise ein Steuergerät mit einer Erfassungseinheit zur Erfassung der von den Temperatursensoren gemessenen Temperaturwerte und eine
Recheneinheit, welche eine Software zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die
Leistungselektronik mindestens einen ersten Temperatursensor zur Messung einer ersten Elektroniktemperatur und einen zweiten Temperatursensor zur Messung einer zweiten Elektroniktemperatur auf. Die Leistungselektronik kann auch noch einen dritten Temperatursensor zur Messung einer dritten
Elektroniktemperatur aufweisen.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet auf verhältnismäßig einfache Art eine Plausibilisierung einer Kühlmitteltemperatur in einer Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeug. Insbesondere werden durch das erfindungsgemäße Verfahren fehlerhafte Berechnungen der Kühlmitteltemperatur erkannt, die von einem fehlerhaften Volumenstrom in einer CAN-Botschaft verursacht werden. Wenn eine berechnete Kühlmitteltemperatur als nicht plausibel angesehen wird, so können entsprechende Maßnahme eingeleitet werden. Beispielsweise kann dem Fahrer eine Warnmeldung ausgegeben werden, die auf eine mögliche
Überhitzung der Antriebseinheit hinweist. Alternativ kann eine elektrische Leistung zum Antrieb des Elektrofahrzeugs reduziert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann dabei in einer bekannten Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeug angewendet werden. Dabei sind insbesondere keine projektspezifischen Software-Änderungen an einem CAN-Interface für verschiedenen Kunden wegen der unsicheren Botschaft "Volumenstrom des Kühlmittels" erforderlich. Ebenso sind keine zusätzlichen Temperatursensoren zur direkten Messung der Kühlmitteltemperatur in dem Kühlkanal notwendig. Auch ist kein zusätzlicher Volumenstromsensor zur direkten Messung des Volumenstroms notwendig.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen: Figur 1 einen schematischen elektrischen Schaltplan einer Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeug,
Figur 2 eine Schnittdarstellung der Antriebseinheit aus Figur 1 zur
Darstellung eines Verfahrens zur Plausibilisierung einer Kühlmitteltemperatur gemäß einer ersten Ausführungsform und
Figur 3 eine Schnittdarstellung der Antriebseinheit aus Figur 1 zur
Darstellung eines Verfahrens zur Plausibilisierung einer Kühlmitteltemperatur gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Ausführungsformen der Erfindung
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
Figur 1 zeigt einen schematischen elektrischen Schaltplan einer Antriebseinheit 10 für ein Elektrofahrzeug. Die Antriebseinheit 10 umfasst eine Traktionsbatterie 14 zur Speicherung von elektrischer Energie, welche eine Mehrzahl von parallel und/oder seriell verschalteten Batteriezellen aufweist. Die Traktionsbatterie 14 liefert eine Gleichspannung.
Die Antriebseinheit 10 umfasst ferner einen Kondensator 16. Der Kondensator 16 ist parallel zu der Traktionsbatterie 14 geschaltet und hat die Funktion eines Zwischenkreiskondensators. Im Betrieb der Antriebseinheit 10 fällt über dem Kondensator 16 eine Kondensatorspannung ab, welche der von der
Traktionsbatterie 14 gelieferten Gleichspannung entspricht.
Die Antriebseinheit 10 umfasst eine elektrische Maschine 20. Die elektrische Maschine 20 ist vorliegend dreiphasig ausgebildet und weist drei hier nicht dargestellte Phasenwicklungen auf. Die elektrische Maschine 20 dient zum Antrieb des Elektrofahrzeugs. Die Antriebseinheit 10 umfasst ferner eine Leistungselektronik 18. Die
Leistungselektronik 18 dient zum Ansteuern der elektrischen Maschine 20 und liefert einen Strom zum Antrieb der elektrischen Maschine 20. Die
Leistungselektronik 18 ist dazu mittels drei Phasenleitern mit der elektrischen Maschine 20 elektrisch verbunden.
Die Leistungselektronik 18 ist mittels zwei Leitern mit der Traktionsbatterie 14 elektrisch verbunden. Die Traktionsbatterie 14 liefert insbesondere elektrische Energie zum Antrieb des Elektrofahrzeugs. Die Leistungselektronik 18 umfasst einen dreiphasigen Wechselrichter oder Inverter, welcher aus der von der Traktionsbatterie 14 gelieferten Gleichspannung eine dreiphasige
Wechselspannung zum Ansteuern der dreiphasigen elektrischen Maschine 20 generiert.
Figur 2 zeigt eine Schnittdarstellung der Antriebseinheit 10 aus Figur 1 zur Darstellung eines Verfahrens zur Plausibilisierung einer Kühlmitteltemperatur TM1, TM2 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Leistungselektronik 18 umfasst unter anderem eine erste Halbbrücke 41, eine zweite Halbbrücke 42 und eine dritte Halbbrücke 43. Die Halbbrücken 41, 42, 43 weisen jeweils mehrere ansteuerbare Halbleiterschalter auf.
Die Antriebseinheit 10 umfasst einen Kühlkanal 22 zur Kühlung des
Kondensators 16 und der Leistungselektronik 18. Der Kühlkanal 22 wird von einem Kühlmittel zur Kühlung des Kondensators 16 und der Leistungselektronik 18 durchströmt. Dabei wird ein Volumenstrom V des durch den Kühlkanal 22 strömenden Kühlmittels erfasst. Der Kühlkanal 22 steht in thermischem Kontakt mit dem Kondensator 16 und mit den Halbbrücken 41, 42, 43 der
Leistungselektronik 18.
Der Kondensator 16 weist einen Innentemperatursensor 30 zur Messung einer Kondensatortemperatur TK in dem Kondensator 16 auf. Die Leistungselektronik 18 weist einen ersten Temperatursensor 31 zur Messung einer ersten
Elektroniktemperatur TE1 in der ersten Halbbrücke 41, einen zweiten
Temperatursensor 32 zur Messung einer zweiten Elektroniktemperatur TE2 in der zweiten Halbbrücke 42 und einen dritten Temperatursensor 33 zur Messung einer dritten Elektroniktemperatur TE3 in der dritten Halbbrücke 43 auf. Von dem Innentemperatursensor 30 wird eine Kondensatortemperatur TK in dem Kondensator 16 gemessen. Aus der Kondensatortemperatur TK und weiteren Größen werden eine erste Randtemperatur TRI und eine zweite Randtemperatur TR2 in Randbereichen des Kondensators 16 nahe des Kühlkanals 22 berechnet. Optional wird eine Maximaltemperatur TMAX des Kondensators 16 berechnet. Aus der ersten Randtemperatur TRI und weiteren Größen wird eine erste Hilfskühlmitteltemperatur TH1 in einem oberen zentralen Bereich des Kühlkanals 22 berechnet. Aus der zweiten Randtemperatur TR2 und weiteren Größen wird eine zweite Hilfskühlmitteltemperatur TH2 in einem unteren zentralen Bereich des Kühlkanals 22 berechnet.
Der obere zentrale Bereich liegt dabei stromaufwärts in Flussrichtung des Kühlmittels durch den Kühlkanal 22. Der untere zentrale Bereich liegt
stromabwärts in Flussrichtung des Kühlmittels durch den Kühlkanal 22.
Von dem ersten Temperatursensor 31 wird eine erste Elektroniktemperatur TE1 in der ersten Halbbrücke 41 gemessen. Aus der ersten Elektroniktemperatur TE1 und weiteren Größen wird eine erste Kühlmitteltemperatur TM1 in dem oberen zentralen Bereich des Kühlkanals 22 berechnet. Von dem zweiten
Temperatursensor 32 wird eine zweite Elektroniktemperatur TE2 in der zweiten Halbbrücke 42 gemessen. Aus der zweiten Elektroniktemperatur TE2 und weiteren Größen wird eine zweite Kühlmitteltemperatur TM2 in dem unteren zentralen Bereich des Kühlkanals 22 berechnet. Bei der Berechnung der
Kühlmitteltemperaturen TM1, TM2 wird insbesondere der Volumenstrom V des Kühlmittels durch den Kühlkanal 22 berücksichtigt.
Anschließend wird eine Temperaturdifferenz aus der ersten
Hilfskühlmitteltemperatur TH1 und der ersten Kühlmitteltemperatur TM1 berechnet. Auch wird eine Temperaturdifferenz aus der zweiten
Hilfskühlmitteltemperatur TH2 und der zweiten Kühlmitteltemperatur TM2 berechnet. Wenn die so berechneten Temperaturdifferenzen jeweils einen vorgegebenen Grenzwert unterschreiten, so werden die berechneten
Kühlmitteltemperaturen TM1, TM2 als plausibel angesehen. Wenn einer der so berechneten Temperaturdifferenzen den vorgegebenen Grenzwert überschreitet, so werden die berechneten Kühlmitteltemperaturen TM1, TM2 als nicht plausibel angesehen.
Figur 3 zeigt eine Schnittdarstellung der Antriebseinheit 10 aus Figur 1 zur Darstellung eines Verfahrens zur Plausibilisierung einer Kühlmitteltemperatur TM1, TM2 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die Leistungselektronik 18 umfasst unter anderem eine erste Halbbrücke 41, eine zweite Halbbrücke 42 und eine dritte Halbbrücke 43. Die Halbbrücken 41, 42, 43 weisen jeweils mehrere ansteuerbare Halbleiterschalter auf.
Die Antriebseinheit 10 umfasst einen Kühlkanal 22 zur Kühlung des
Kondensators 16 und der Leistungselektronik 18. Der Kühlkanal 22 wird von einem Kühlmittel zur Kühlung des Kondensators 16 und der Leistungselektronik 18 durchströmt. Dabei wird ein Volumenstrom V des durch den Kühlkanal 22 strömenden Kühlmittels erfasst. Der Kühlkanal 22 steht in thermischem Kontakt mit dem Kondensator 16 und mit den Halbbrücken 41, 42, 43 der
Leistungselektronik 18.
Der Kondensator 16 weist einen Innentemperatursensor 30 zur Messung einer Kondensatortemperatur TK in dem Kondensator 16 auf. Die Leistungselektronik 18 weist einen ersten Temperatursensor 31 zur Messung einer ersten
Elektroniktemperatur TE1 in der ersten Halbbrücke 41, einen zweiten
Temperatursensor 32 zur Messung einer zweiten Elektroniktemperatur TE2 in der zweiten Halbbrücke 42 und einen dritten Temperatursensor 33 zur Messung einer dritten Elektroniktemperatur TE3 in der dritten Halbbrücke 43 auf.
Von dem Innentemperatursensor 30 wird eine Kondensatortemperatur TK in dem Kondensator 16 gemessen. Aus der Kondensatortemperatur TK und weiteren Größen werden eine erste Randtemperatur TRI und eine zweite Randtemperatur TR2 in Randbereichen des Kondensators 16 nahe des Kühlkanals 22 berechnet. Optional wird eine Maximaltemperatur TMAX des Kondensators 16 berechnet. Aus der ersten Randtemperatur TRI und weiteren Größen wird eine erste Hilfskühlmitteltemperatur TH1 in einem oberen Randbereich des Kühlkanals 22 nahe des Kondensators 16 berechnet. Aus der zweiten Randtemperatur TR2 und weiteren Größen wird eine zweite Hilfskühlmitteltemperatur TH2 in einem unteren Randbereich des Kühlkanals 22 nahe des Kondensators 16 berechnet. Der obere Randbereich liegt dabei stromaufwärts in Flussrichtung des
Kühlmittels durch den Kühlkanal 22. Der untere Randbereich liegt stromabwärts in Flussrichtung des Kühlmittels durch den Kühlkanal 22.
Von dem ersten Temperatursensor 31 wird eine erste Elektroniktemperatur TE1 in der ersten Halbbrücke 41 gemessen. Aus der ersten Elektroniktemperatur TE1 und weiteren Größen wird eine erste Kühlmitteltemperatur TM1 in einem oberen zentralen Bereich des Kühlkanals 22 berechnet. Von dem zweiten
Temperatursensor 32 wird eine zweite Elektroniktemperatur TE2 in der zweiten Halbbrücke 42 gemessen. Aus der zweiten Elektroniktemperatur TE2 und weiteren Größen wird eine zweite Kühlmitteltemperatur TM2 in einem unteren zentralen Bereich des Kühlkanals 22 berechnet. Bei der Berechnung der Kühlmitteltemperaturen TM1, TM2 wird insbesondere der Volumenstrom V des Kühlmittels durch den Kühlkanal 22 berücksichtigt.
Der obere zentrale Bereich liegt dabei stromaufwärts in Flussrichtung des Kühlmittels durch den Kühlkanal 22 und nahe dem oberen Randbereich. Der untere zentrale Bereich liegt stromabwärts in Flussrichtung des Kühlmittels durch den Kühlkanal 22 und nahe dem unteren Randbereich.
Es wird eine Kondensatordifferenz aus der ersten Hilfskühlmitteltemperatur TH1 und der zweiten Hilfskühlmitteltemperatur TH2 berechnet. Die
Kondensatordifferenz entspricht einem Temperaturunterschied in Flussrichtung des Kühlmittels durch den Kühlkanal 22 zwischen dem oberen Randbereich und dem unteren Randbereich.
Auch wird eine Elektronikdifferenz aus der ersten Kühlmitteltemperatur TM1 und der zweiten Kühlmitteltemperatur TM2 berechnet. Die Elektronikdifferenz entspricht einem Temperaturunterschied in Flussrichtung des Kühlmittels durch den Kühlkanal 22 zwischen dem oberen zentralen Bereich und dem unteren zentralen Bereich.
Anschließend wird eine Flussdifferenz aus der Kondensatordifferenz und der Elektronikdifferenz berechnet. Wenn die so berechnete Flussdifferenz einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, so werden die berechneten Kühlmitteltemperaturen TM1, TM2 als plausibel angesehen. Wenn die so berechnete Flussdifferenz den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, so werden die berechneten Kühlmitteltemperaturen TM1, TM2 als nicht plausibel angesehen.
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Plausibilisierung mindestens einer Kühlmitteltemperatur (TM1, TM2) in einer Antriebseinheit (10) für ein Elektrofahrzeug, umfassend
einen Kondensator (16) mit mindestens einem Innentemperatursensor (30), von welchem mindestens eine Kondensatortemperatur (TK) in dem Kondensator (16) gemessen wird,
eine Leistungselektronik (18) mit mindestens einem Temperatursensor (31, 32, 33), von welchem mindestens eine Elektroniktemperatur (TE1, TE2, TE3) in der Leistungselektronik (18) gemessen wird, und einen Kühlkanal (22), der von einem Kühlmittel zur Kühlung des
Kondensators (16) und der Leistungselektronik (18) durchströmt wird, wobei
aus der mindestens einen Kondensatortemperatur (TK) mindestens eine Hilfskühlmitteltemperatur (TH1, TH2) berechnet wird,
aus der mindestens einen Elektroniktemperatur (TE1, TE2, TE3) mindestens eine Kühlmitteltemperatur (TM1, TM2) berechnet wird, und ein Vergleich der mindestens einen aus der mindestens einen
Kondensatortemperatur (TK) berechneten Hilfskühlmitteltemperatur (TH1, TH2) mit der mindestens einen aus der mindestens einen
Elektroniktemperatur (TE1, TE2, TE3) berechneten Kühlmitteltemperatur (TM1, TM2) durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei
eine Temperaturdifferenz aus der aus der mindestens einen
Kondensatortemperatur (TK) berechneten Hilfskühlmitteltemperatur (TH1, TH2) und der aus der mindestens einen Elektroniktemperatur (TE1, TE2, TE3) berechneten Kühlmitteltemperatur (TM1, TM2) berechnet wird, und
die aus der mindestens einen Elektroniktemperatur (TE1, TE2, TE3) berechnete Kühlmitteltemperatur (TM1, TM2) als plausibel angesehen wird, wenn die Temperaturdifferenz einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei
die Leistungselektronik (18) mindestens
einen ersten Temperatursensor (31) zur Messung einer ersten
Elektroniktemperatur (TE1) und
einen zweiten Temperatursensor (32) zur Messung einer zweiten Elektroniktemperatur (TE2) aufweist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei
aus der mindestens einen Kondensatortemperatur (TK) eine erste
Hilfskühlmitteltemperatur (TH1) und eine zweite
Hilfskühlmitteltemperatur (TH2) berechnet werden,
aus der ersten Elektroniktemperatur (TE1) eine erste
Kühlmitteltemperatur (TM1) berechnet wird,
aus der zweiten Elektroniktemperatur (TE2) eine zweite
Kühlmitteltemperatur (TM2) berechnet wird, und
ein Vergleich der aus der mindestens einen Kondensatortemperatur
(TK) berechneten ersten Hilfskühlmitteltemperatur (TH1) sowie der aus der mindestens einen Kondensatortemperatur (TK) berechneten zweiten
Hilfskühlmitteltemperatur (TH2) mit der aus der ersten
Elektroniktemperatur (TE1) berechneten ersten Kühlmitteltemperatur
(TM1) sowie der aus der zweiten Elektroniktemperatur (TE2) berechneten zweiten Kühlmitteltemperatur (TM2) durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei
eine Kondensatordifferenz aus der aus der mindestens einen
Kondensatortemperatur (TK) berechneten ersten
Hilfskühlmitteltemperatur (TH1) und der aus der mindestens einen Kondensatortemperatur (TK) berechneten zweiten
Hilfskühlmitteltemperatur (TH2) berechnet wird,
eine Elektronikdifferenz aus der aus der ersten Elektroniktemperatur (TE1) berechneten ersten Kühlmitteltemperatur (TM1) und der aus der zweiten Elektroniktemperatur (TE2) berechneten zweiten
Kühlmitteltemperatur (TM2) berechnet wird,
eine Flussdifferenz aus der Kondensatordifferenz und der
Elektronikdifferenz berechnet wird, und
die aus der ersten Elektroniktemperatur (TE1) berechnete erste
Kühlmitteltemperatur (TM1) und die aus der zweiten
Elektroniktemperatur (TE2) berechnete zweite Kühlmitteltemperatur (TM2) als plausibel angesehen werden, wenn die Flussdifferenz einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei
aus der mindestens einen Elektroniktemperatur (TE1, TE2, TE3) mindestens eine Kühlmitteltemperatur (TM1, TM2) in einem zentralen Bereich des Kühlkanals (22) berechnet wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei
aus der mindestens einen Kondensatortemperatur (TK) mindestens eine Hilfskühlmitteltemperatur (TH1, TH2) in einem zentralen Bereich des Kühlkanals (22) berechnet wird.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei
aus der mindestens einen Kondensatortemperatur (TK) mindestens eine Hilfskühlmitteltemperatur (TH1, TH2) in einem Randbereich des Kühlkanals (22) berechnet wird.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei
zur Berechnung der mindestens einen Kühlmitteltemperatur (TM1, TM2) aus der mindestens einen Elektroniktemperatur (TE1, TE2, TE3) ein Volumenstrom (V) des Kühlmittels durch den Kühlkanal (22)
berücksichtigt wird.
10. Antriebseinheit (10) für ein Elektrofahrzeug, umfassend
einen Kondensator (16) mit mindestens einem Innentemperatursensor (30) zur Messung mindestens einer Kondensatortemperatur (TK) in dem Kondensator (16),
eine Leistungselektronik (18) mit mindestens einem Temperatursensor
(31, 32, 33) zur Messung mindestens einer Elektroniktemperatur (TE1,
TE2, TE3) in der Leistungselektronik (18) und
einen Kühlkanal (22), der von einem Kühlmittel zur Kühlung des
Kondensators (16) und der Leistungselektronik (18) durchströmbar ist, wobei
die Antriebseinheit (10) zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche eingerichtet ist.
11. Antriebseinheit (10) nach Anspruch 10, wobei
die Leistungselektronik (18) mindestens
einen ersten Temperatursensor (31) zur Messung einer ersten
Elektroniktemperatur (TE1) und
einen zweiten Temperatursensor (32) zur Messung einer zweiten Elektroniktemperatur (TE2) aufweist.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021201039A1 (de) 2021-02-04 2022-08-04 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Ermitteln eines Volumenstroms eines Kühlmittels
DE102021214873A1 (de) 2021-12-22 2023-06-22 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Plausibilisierung einer Kühlmitteltemperatur bei parallelen Kühlkreisläufen einer Traktionsbaugruppe
CN116674388B (zh) * 2023-07-31 2023-10-03 安徽交泰智能技术有限公司 一种基于车载传感器的车辆监测分析系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10106944A1 (de) 2001-02-15 2002-09-19 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Temperaturregelung einer elektrischen Maschine
DE102013216878A1 (de) 2013-08-23 2015-02-26 Osram Gmbh Zweistufiger getakteter elektronischer Energiewandler
DE102013219789A1 (de) * 2013-09-30 2015-04-02 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung einer Flussgeschwindigkeit eines Kühlmittels durch einen Kühlkanal
DE102015205892A1 (de) 2015-04-01 2016-10-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Ermitteln einer Zwischenkreistemperatur und elektrisches Antriebssystem

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2816650A1 (de) * 1978-04-17 1979-10-18 Kernforschungsanlage Juelich Messgeraet zur bestimmung des durchflusses und/oder der stroemungsgeschwindigkeit von gasen
JPS5887421A (ja) * 1981-11-20 1983-05-25 Japan Electronic Control Syst Co Ltd 内燃機関の熱線流量計
EP3041126B1 (de) * 2013-08-28 2018-09-19 Nissan Motor Co., Ltd Vorrichtung zur bestimmung von sensoranomalien
JP2018159625A (ja) * 2017-03-23 2018-10-11 Ntn株式会社 異常診断装置
CN207938753U (zh) * 2018-01-23 2018-10-02 内蒙古青杉汽车有限公司 一种电动汽车动力电池散热装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10106944A1 (de) 2001-02-15 2002-09-19 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Temperaturregelung einer elektrischen Maschine
DE102013216878A1 (de) 2013-08-23 2015-02-26 Osram Gmbh Zweistufiger getakteter elektronischer Energiewandler
DE102013219789A1 (de) * 2013-09-30 2015-04-02 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung einer Flussgeschwindigkeit eines Kühlmittels durch einen Kühlkanal
DE102015205892A1 (de) 2015-04-01 2016-10-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Ermitteln einer Zwischenkreistemperatur und elektrisches Antriebssystem

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