WO2023227278A1 - Elektrische schaltung für einen elektrischen antrieb und verfahren zum betreiben der elektrischen schaltung - Google Patents

Elektrische schaltung für einen elektrischen antrieb und verfahren zum betreiben der elektrischen schaltung Download PDF

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WO2023227278A1
WO2023227278A1 PCT/EP2023/058302 EP2023058302W WO2023227278A1 WO 2023227278 A1 WO2023227278 A1 WO 2023227278A1 EP 2023058302 W EP2023058302 W EP 2023058302W WO 2023227278 A1 WO2023227278 A1 WO 2023227278A1
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switch
capacitor
electrical circuit
connection
electrical
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PCT/EP2023/058302
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Frank Zabbe
Seifeldin Tarek Mohamed SHAABAN
Yashomani Yashodhan KOLHATKAR
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Robert Bosch Gmbh
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
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    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/48—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]

Definitions

  • the present invention relates to an electrical circuit for an electric drive, in particular for operating a vehicle, a drive train with the electrical circuit, a vehicle with a drive train and a method for operating the electrical circuit, a computer program and a computer-readable storage medium.
  • Electromobility is an important component in efforts to develop more environmentally friendly methods of transportation.
  • several requirements must be met.
  • a comprehensive supply of energy sources is required to ensure that electric vehicles can be charged at all times.
  • the required loading time must be kept short in order to avoid major delays.
  • alternating voltage (AC) charging station When charging the electric vehicle at an alternating voltage (AC) charging station, for example when connecting to the public power grid, the alternating voltage is converted into a direct voltage (DC) by a rectifier, preferably internal to the vehicle.
  • DC fast charging stations which directly provide direct voltage and are characterized by a shorter charging time, are becoming increasingly common.
  • An exemplary DC fast charging station is known from WO 2012/038222 A3.
  • an inverter for converting electrical energy DC voltage source into an AC voltage for driving an electrical machine is known.
  • this inverter is set up to increase a charging voltage of a charging device to a higher voltage.
  • Such step-up converters are used if the available charging voltage is smaller than the voltage required to charge a vehicle battery.
  • the present invention creates an electrical circuit with the features of patent claim 1, a drive train with the features of patent claim 8, a vehicle with the features of patent claim 9, a method for operating an electrical circuit with the features of patent claim 10, a computer program with the Features of patent claim 12 and a computer-readable storage medium with the features of patent claim 13.
  • the invention therefore relates to an electrical circuit for an electric drive.
  • the electric drive is preferably designed to operate a vehicle.
  • the electric drive comprises an inverter and a multi-phase electric machine, the inverter having a positive input connection and a negative input connection on the input side for connecting an energy source, preferably a DC energy source, for example a battery or a traction battery or a fuel cell.
  • the inverter On the output side, the inverter includes a multi-phase connection for connecting the phase connections of the multi-phase electrical machine.
  • the inverter is designed to supply the electrical machine with electrical energy in a motor operation and to absorb electrical energy from the electrical machine in a generator operation.
  • the high-side switches and low-side switches of the inverter are correspondingly modulated, preferably pulse-width modulated or block-commutated.
  • the energy absorbed during generator operation is preferably sent to the connected energy source forwarded to charge the energy source.
  • the multi-phase electrical machine includes several windings, preferably at least one per phase. Each of the phases preferably includes a phase connection, which is connected to the multi-phase connection of the inverter for connection to the inverter. At least one winding of the multi-phase electrical machine includes another winding connection.
  • the winding connection is connected to a motor connection.
  • a winding connection is preferably designed as one of the two connection contacts at the ends of a winding.
  • a winding connection can preferably also be formed between the two ends of a winding. Consequently, a winding connection is preferably connected to a phase connection of the electrical machine or is arranged between at least two of the windings of the multi-phase machine or within a winding of the windings of the multi-phase machine.
  • the electrical circuit includes a first switch, a second switch and a first capacitor, preferably a first filter capacitor.
  • the circuit is characterized in that the first switch and the first capacitor are connected as a series connection between the motor terminal and the negative input terminal.
  • the first switch is connected on the one hand to the motor connection and on the other hand to the first capacitor.
  • the first capacitor is connected on the one hand to the first switch and on the other hand to the negative input terminal.
  • the second switch is connected on the one hand to the motor connection or to an intermediate tap between the first capacitor and the first switch and on the other hand to a positive charging connection.
  • a negative charging port is connected to the negative input port.
  • the electrical circuit is therefore designed in such a way that a two-pole charging connection is formed for a, preferably external, charging energy source by means of the positive and negative charging connection.
  • the charging energy source is preferably a DC voltage source, preferably a charger, a charging station or a large battery storage or a fuel cell.
  • the negative charging port is connected to the negative input port of the inverter.
  • the positive charging connection is switchably connected to the motor connection of the electric machine or switchable with an intermediate tap between the first capacitor and the first switch connected.
  • An electrical circuit is advantageously provided which enables a switchable charging connection for connecting and disconnecting a charging energy source to an electric drive. Electrical energy is preferably provided by means of the charging energy source for charging an energy source connected to the input connection.
  • a charging current preferably flows from the charging energy source via the positive charging connection via the motor connection through at least one winding of the electrical machine and via at least one of the high-side switches of the inverter via the positive input connection into the energy source.
  • the special circuit topology enables a single-phase decoupling of the positive charging connection from the motor connection or a single-phase decoupling of the positive charging connection from the intermediate tap between the first capacitor and the first switch by means of the second switch.
  • the first switch enables the first capacitor to be disconnected from the motor connection or the first capacitor to be connected to the motor connection. This circuit topology preferably enables the first capacitor to be discharged via the motor connection when the first switch is closed when the positive charging connection is disconnected and the second switch is open.
  • a discharge current preferably flows from the first capacitor via the motor connection through at least one winding of the electrical machine and via at least one of the high-side switches of the inverter, preferably in the direction of the positive input connection, preferably into a second capacitor, preferably one DC link capacitor, preferably an intermediate circuit capacitor of the inverter.
  • the charging connection is preferably de-energized by opening the second switch and a possibly charged first capacitor is safely discharged via the motor connection and at least one winding connected to it by closing the first switch.
  • Connecting and disconnecting or decoupling or connected and disconnected is used synonymously with galvanically connected and galvanically isolated.
  • the windings of the multi-phase electrical machine are connected in a star.
  • the star point of the electrical machine is designed as a winding connection.
  • the electric drive therefore comprises an inverter and an electrical machine, the windings of which are connected in a star, with the star point of the electrical machine being designed as a winding connection.
  • the winding connection is connected to the motor connection.
  • An electrical circuit is advantageously provided which enables a switchable charging connection for connecting and disconnecting a charging energy source to an electric drive via the star point of the electric machine.
  • the first switch and the second switch are controlled using a common control. Since parallel or simultaneous operation of the switches is possible, i.e. both switches can be closed or opened at the same time, the switches, preferably mechanical switches, preferably relays or contactors, are activated by means of a common control, preferably a coil, preferably an electromagnetic coil, for controlling two Switch, activated.
  • a common control preferably a coil, preferably an electromagnetic coil, for controlling two Switch
  • the first switch and the second switch are open during a first operating mode.
  • the first operating mode is preferably a ferry operation, which includes motor and generator operation.
  • the inverter supplies the electrical machine with electrical energy, preferably from an energy source connected to the input connection.
  • the inverter therefore preferably converts an input direct voltage into an output alternating voltage.
  • the inverter absorbs induced electrical energy from the rotating electrical machine.
  • the inverter preferably transmits the energy to an energy source connected to the input connection.
  • the inverter therefore preferably converts an output alternating voltage into an input voltage DC voltage.
  • the second operating mode is preferably a charging operation, in which a charging energy source is connected to the charging port and emits electrical energy.
  • the electrical energy is supplied via the charging connection, the motor connection, preferably the star point, at least one winding of the electrical machine and via the inverter to a rechargeable energy source connected to the input connection.
  • the voltage of the charging energy source is increased into a charging voltage for charging the energy source by means of the windings and the inverter, preferably by means of appropriate control of the high-side switch and/or low-side switch of the inverter.
  • the first switch is closed to discharge the first capacitor.
  • the second switch is preferably opened. Closing the first switch advantageously enables the capacitor to be discharged via the motor connection of the electrical machine.
  • the positive charging connection is advantageously separated from the motor connection or from the intermediate tap between the first capacitor and the first switch, so that there is no longer any voltage at the positive charging connection. This advantageously prevents the risk of electric shock when touching the positive charging connection.
  • the electrical circuit comprises a voltage measuring unit which determines the voltage across the first capacitor while the first capacitor is discharging. A possibility is advantageously provided for observing and qualifying the discharge process of the capacitor.
  • the first switch is opened again when the determined voltage falls below a predeterminable threshold value.
  • a possibility is provided to detect a discharge of the capacitor and then to enable the system to be shut down, since there is a potential risk of electric shock when touching the first Capacitor conductively connected components of the electrical circuit, and preferably the electrical drive, is prevented.
  • the invention further relates to a drive train with the electrical circuit described.
  • the powertrain includes the electrical circuit and the inverter, the multi-phase electrical machine and/or the energy source.
  • a drive train is advantageously provided with an electrical circuit which enables the first capacitor to be discharged via the motor connection, with the positive charging connection preferably separated, and thus enables safe operation of the drive train.
  • the invention further relates to a vehicle with the drive train.
  • a vehicle is advantageously provided with an electrical circuit which enables the first capacitor to be discharged via the motor connection, with the positive charging connection preferably separated, and thus enables safe operation of the vehicle.
  • the invention further relates to a method for operating the electrical circuit described.
  • the method includes the steps: opening the first switch and the second switch to operate the electrical circuit in a first operating mode; Closing the first switch and the second switch to operate the electrical circuit in a second operating mode.
  • the method advantageously provides different applications of the electrical circuit.
  • the method for operating the electrical circuit for discharging the first capacitor comprises the steps:
  • the predetermined threshold value preferably corresponds to an electrical voltage that is lower than the touch voltage, preferably less than 60 volts, so that the remaining energy in the electrical circuit poses no danger to people.
  • the second switch is opened during the process for discharging the first capacitor.
  • the invention further relates to a computer program comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause it to carry out the steps of the method described.
  • the invention further relates to a computer-readable storage medium comprising instructions which, when executed by a computer, cause it to carry out the steps of the method described.
  • FIG. 1 a first schematic block diagram of an electrical circuit for an electric drive
  • FIG. 2 a second schematic block diagram of an electrical circuit for an electric drive
  • FIG. 3 a third schematic block diagram of an electrical circuit for an electric drive
  • FIG. 4 a fourth schematic block diagram of an electrical circuit for an electric drive
  • FIG. 5 is a schematic representation of a vehicle with an electric drive train with an electric circuit
  • FIG. 6 a schematic flowchart to explain a method for operating an electrical circuit.
  • FIG. 1 shows a first schematic block diagram of an electrical circuit 100 for an electric drive 200.
  • the electric drive 200 is preferably designed to operate a vehicle 400.
  • the electric drive 200 includes an inverter 210 and a multi-phase electric machine 220.
  • the inverter 210 includes a positive input connection 212 and a negative input connection 214 for connecting an energy source 230.
  • the inverter 210 preferably includes a second capacitor C2, preferably an intermediate circuit capacitor.
  • the inverter 210 includes a multi-phase connection 215 for connecting the multi-phase electrical machine 220, preferably for connecting to the phase connections of the individual phases, or the windings, of the electrical machine 220.
  • the inverter 210 is set up to supply the electrical machine 220 with electrical energy to supply electrical energy from the electrical machine 220 in a motor operation and to absorb electrical energy from the electrical machine 220 in a generator operation.
  • the windings 222, 224, 226 of the multi-phase electrical machine 220 are connected in a star, for example. It is also possible to connect the windings in a triangle.
  • a winding connection 228, preferably a contact on a winding, of the electrical machine 220 is connected to a motor connection 240.
  • the winding connection shown corresponds to a phase connection of the electrical machine.
  • the electrical circuit 100 includes a first switch Kl, a second switch K2 and a first capacitor CI.
  • the first switch K1 and the first capacitor CI are connected as a series connection between the motor terminal 240 and the negative input terminal 214.
  • the first switch Kl is connected on the one hand to the motor connection 240 and on the other hand to the first capacitor CI.
  • the first capacitor CI is connected on the one hand to the first switch Kl and on the other hand to the negative input terminal 214.
  • the second switch K2 is connected on the one hand to the motor connection 240 and on the other hand is connected to a positive charging connection 216.
  • a negative charging port 218 is connected to the negative input port 214.
  • the positive and negative charging terminals 216, 218 are set up to be connected to a charging energy source for charging operation for charging the energy source 230.
  • the electrical circuit 100 with the inverter 210 and/or the electrical machine 220 is preferably arranged within a common housing. Alternatively, the electrical circuit 100 can be arranged in a separate housing and connected by means of lines to the respective connections and connections to the electrical machine 220, the inverter 210 and the input connection 212, 214 and the charging connection 216, 218.
  • FIG. 2 shows a second schematic block diagram of the electrical circuit 100 for an electric drive 200.
  • the second switch K2 is connected on the one hand to an intermediate tap 242 between the first capacitor CI and the first switch Kl and on the other hand to a positive charging connection 216 tied together.
  • Figure 2 provides an alternative embodiment of the circuit according to Figure 1.
  • Figure 3 shows a third schematic block diagram of the electrical circuit 100 for an electric drive 200.
  • the winding connection 228 shown corresponds to the star point of the star-connected windings of the electrical machine.
  • the star point is designed as a winding connection 228.
  • the current flow of a charging current or the discharging current is guided specifically via one or more windings and switches of the inverter. This allows a more even load on the inverter windings and switches to be achieved.
  • FIG. 4 shows a fourth schematic block diagram of the electrical circuit 100 for an electric drive 200.
  • the second switch K2 is connected on the one hand to an intermediate tap 242 between the first capacitor CI and the first switch Kl and on the other hand to a positive charging connection 216 tied together.
  • Figure 4 provides an alternative embodiment of the circuit according to Figure 3.
  • 5 shows a schematic representation of a vehicle 400 with an electric drive train 300 and an electric circuit 100.
  • the vehicle 400 preferably includes four wheels 402, which are preferably driven by the electric machine 220. This illustration only shows one possible embodiment of a vehicle 400.
  • the vehicle is preferably any vehicle on water, on land or in the air.
  • the drive train 300 includes the electrical circuit 100 and the inverter 210, the multi-phase electrical machine 220 and/or the energy source 230.
  • the electrical energy source 230 is preferably connected to the inverter 210 via the input connections 212, 214.
  • the charging connections 218, 216 are designed to be connected to a charging energy source (not shown) during
  • step 510 the first switch Kl and the second switch K2 are used to operate the electrical Circuit 100 opened in a first operating mode.
  • step 530 the first switch and the second switch are closed for operating the electrical circuit 100 in a second operating mode.
  • step 540 the first switch K1 is closed to discharge the first capacitor CI, preferably the switch K2 is opened.
  • step 550 the voltage across the first capacitor CI is determined.
  • step 560 the first switch Kl is opened when the determined voltage falls below a predeterminable threshold value.
  • the method 500 ends with step 570.
  • steps 520 and 530 correspond to operating states and describe two operating modes that can be carried out independently of one another in any succession.
  • steps 540, 550 and 560 are carried out in a sequence to discharge the first capacitor CI.
  • the sequence of steps 540, 550 and 560 preferably takes place following one of steps 520 or 530 for discharging the first capacitor CI.
  • the first capacitor CI is always discharged for a safe shutdown of the electrical circuit 100, preferably the electrical drive 200, both after or after regular operation of the electric drive 200 but also in the event of a fault or emergency.
  • regular operation of the electric drive 200 is a ferry operation, preferably during a first operating mode, or a charging operation, preferably during a second operating mode.
  • An error case is preferred if a defect or a short circuit is detected in the electric drive 200, for example in the electric machine, the inverter or the energy source.
  • An emergency is preferred if, for example, a vehicle 400 with an electric drive 200 has an accident and, for example, the airbags have been triggered.
  • the first capacitor CI is preferably discharged after the first switch Kl has been closed using a first discharging method, with which an intermediate circuit capacitor of the electric drive 200 is also discharged in parallel with the first capacitor CI.
  • a first discharging method can be a known active or passive discharging method for discharging the intermediate circuit of an inverter, preferably also all other capacities of the electric drive 200.
  • the energy from the first capacitor CI is supplied via the winding connection 228, at least one winding of the electrical machine 220 and via the inverter 210 to the second capacitor C2 or intermediate circuit capacitor. Low-side switches of the inverter 210 are preferably activated for step-up operation.
  • the energy from the first capacitor CI is preferably discharged via the winding connection 228, at least one winding of the electrical machine 220 and via permanently closed low-side switches of the inverter 210.
  • the first switch Kl is preferably opened when the determined voltage falls below a predeterminable threshold value.
  • any charge present in the second capacitor C2 of the electric drive 200 is then discharged using known discharging methods.
  • Such discharging methods are preferably known active or passive discharging methods for discharging the second capacitor C2 or the intermediate circuit of the inverter.

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft eine elektrische Schaltung (100) für einen elektrischen Antrieb (200), wobei die elektrische Schaltung (100) einen ersten Schalter (K1), einen zweiten Schalter (K2) und einen ersten Kondensator (C1) umfasst, wobei die elektrische Schaltung (100) mit einem Motoranschluss (240), einem negativen Eingangsanschluss (214) des elektrischen Antriebs (200) sowie einem Ladeanschluss (216, 218) verbunden ist.

Description

Beschreibung
Titel
Elektrische Schaltung für einen elektrischen Antrieb und Verfahren zum Betreiben der elektrischen Schaltung.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Schaltung für einen elektrischen Antrieb, insbesondere zum Betreiben eines Fahrzeugs, einen Antriebsstrang mit der elektrischen Schaltung, ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang sowie ein Verfahren zum Betreiben der elektrischen Schaltung, ein Computerprogramm und ein computerlesbares Speichermedium.
Stand der Technik
Bei den Bemühungen, umweltfreundlichere Fortbewegungsmethoden zu entwickeln, bildet die Elektromobilität einen wichtigen Baustein. Um jedoch eine breite Akzeptanz von Elektrofahrzeugen zu erzielen, müssen mehrere Voraussetzungen erfüllt sein. So ist neben einer ausreichenden Reichweite des Fahrzeugs eine flächendeckende Versorgung mit Energiequellen erforderlich, um jederzeit ein Aufladen der Elektrofahrzeuge zu gewährleisten. Weiter muss die erforderliche Ladezeit gering gehalten werden, um große Verzögerungen zu vermeiden.
Beim Laden des Elektrofahrzeugs an einer Wechselspannungs- (AC-) Ladestation, etwa beim Verbinden mit dem öffentlichen Stromnetz, wird die Wechselspannung von einem, bevorzugt fahrzeuginternen, Gleichrichter in eine Gleichspannung (DC) gewandelt. Zunehmend verbreitet sind Schnellladestationen, welche direkt Gleichspannung zur Verfügung stellen und sich durch eine geringere Ladezeit auszeichnen. Eine beispielhafte DC- Schnellladestation ist aus der WO 2012/038222 A3 bekannt. Aus der WO 2019/215128 Al ist ein Wechselrichter zum Wandeln elektrischer Energie einer Gleichspannungsquelle in eine Wechselspannung für den Antrieb einer elektrischen Maschine bekannt. Weiter ist dieser Wechselrichter dazu eingerichtet, eine Ladespannung einer Ladevorrichtung auf eine höhere Spannung hochzusetzen. Derartige Hochsetzsteller werden eingesetzt, falls die verfügbare Ladespannung kleiner als die benötigte Spannung zum Laden einer Fahrzeugbatterie ist.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft eine elektrische Schaltung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8, ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9, ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Schaltung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10, ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 und ein computerlesbares Speichermedium mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13.
Die Erfindung betrifft demnach eine elektrische Schaltung für einen elektrischen Antrieb.
Der elektrische Antrieb ist bevorzugt zum Betreiben eines Fahrzeugs ausgestaltet. Der elektrische Antrieb umfasst einen Wechselrichter und eine mehrphasige elektrische Maschine, wobei der Wechselrichter eingangsseitig einen positiven Eingangsanschluss und einen negativen Eingangsanschluss aufweist zum Anschließen einer Energiequelle, bevorzugt einer Gleichspannungs-Energiequelle, beispielsweise einer Batterie oder eine Traktionsbatterie oder eine Brennstoffzelle. Ausgangsseitig umfasst der Wechselrichter einen mehrphasigen Anschluss zum Anschluss der Phasenanschlüsse der mehrphasigen elektrischen Maschine. Der Wechselrichter ist dazu eingerichtet, die elektrische Maschine mit elektrischer Energie in einem motorischen Betrieb zu versorgen und in einem generatorischen Betrieb elektrische Energie der elektrischen Maschine aufzunehmen. Dabei werden die Highside-Schalter und Lowside-Schalter des Wechselrichters entsprechend moduliert, bevorzugt pulsweitenmoduliert oder blockkommutiert, angesteuert. Die im generatorischen Betrieb aufgenommene Energie wird bevorzugt an die angeschlossene Energiequelle zum Laden der Energiequelle weitergeleitet. Die mehrphasige elektrische Maschine umfasst mehrere Wicklungen, bevorzugt mindestens eine je Phase. Bevorzugt umfasst jede der Phasen einen Phasenanschluss, die zum Anschluss an den Wechselrichter mit dem mehrphasigen Anschluss des Wechselrichters verbunden werden. Mindestens eine Wicklung der mehrphasigen elektrischen Maschine umfasst einen weiteren Wicklungsanschluss. Der Wicklungsanschluss ist mit einem Motoranschluss verbunden. Bevorzugt ist ein Wicklungsanschluss als einer der beiden Anschlusskontakte an den Enden einer Wicklung ausgebildet. Bevorzugt kann ein Wicklungsanschluss auch zwischen den beiden Enden einer Wicklung ausgebildet sein. Bevorzugt ist folglich ein Wicklungsanschluss mit einem Phasenanschluss der elektrischen Maschine verbunden oder zwischen mindestens zwei der Wicklungen der mehrphasigen Maschine angeordnet oder innerhalb einer Wicklung der Wicklungen der mehrphasigen Maschine.
Die elektrische Schaltung umfasst einen ersten Schalter, einen zweiten Schalter und einen ersten Kondensator, bevorzugt einen ersten Filterkondensator. Die Schaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schalter und der erste Kondensator als eine Reihenschaltung zwischen den Motoranschluss und den negativen Eingangsanschluss geschaltet sind. Dabei ist der erste Schalter einerseits mit dem Motoranschluss und andererseits mit dem ersten Kondensator verbunden. Der erste Kondensator ist einerseits mit dem ersten Schalter und andererseits mit dem negativen Eingangsanschluss verbunden. Der zweite Schalter ist einerseits mit dem Motoranschluss oder mit einem Zwischenabgriff zwischen dem ersten Kondensator und dem ersten Schalter verbunden und andererseits mit einem positiven Ladeanschluss. Ein negativer Ladeanschluss ist mit dem negativen Eingangsanschluss verbunden. Die elektrische Schaltung ist folglich derart ausgestaltet, dass mittels des positiven und negativen Ladeanschlusses ein zweipoliger Ladeanschluss für eine, bevorzugt externe, Ladeenergiequelle ausgebildet wird. Bevorzugt ist die Ladeenergiequelle eine Gleichspannungsquelle, bevorzugt ein Ladegerät, eine Ladesäule oder ein großer Batteriespeicher oder eine Brennstoffzelle. Der negative Ladeanschluss ist mit dem negativen Eingangsanschluss des Wechselrichters verbunden. Der positive Ladeanschluss ist schaltbar mit dem Motoranschluss der elektrischen Maschine verbunden oder schaltbar mit einem Zwischenabgriff zwischen dem ersten Kondensator und dem ersten Schalter verbunden. Vorteilhaft wird eine elektrische Schaltung bereitgestellt, die einen schaltbaren Ladeanschluss zum Verbinden und Trennen einer Ladeenergiequelle an einen elektrischen Antrieb ermöglicht. Bevorzugt wird mittels der Ladeenergiequelle elektrische Energie zum Aufladen einer mit dem Eingangsanschluss verbundenen Energiequelle bereitgestellt. Bevorzugt fließt beim Aufladen der Energiequelle ein Ladestrom aus der Ladeenergiequelle über den positiven Ladeanschluss über den Motoranschluss durch zumindest eine Wicklung der elektrischen Maschine und über mindestens einen der High-Side Schalter des Wechselrichters über den positiven Eingangsanschluss in die Energiequelle. Weiter ermöglicht die besondere Schaltungstopologie mittels des zweiten Schalters ein einphasiges Abkoppeln des positiven Ladeanschlusses von dem Motoranschluss oder ein einphasiges Abkoppeln des positiven Ladeanschlusses von dem Zwischenabgriff zwischen dem ersten Kondensator und dem ersten Schalter. Darüber hinaus ermöglicht der erste Schalter ein Abtrennen des ersten Kondensators von dem Motoranschluss oder ein Verbinden des ersten Kondensators mit dem Motoranschluss. Bevorzugt ermöglicht diese Schaltungstopologie bei geschlossenem ersten Schalter vorteilhaft eine Entladung des ersten Kondensators über den Motoranschluss bei abgetrennten positiven Ladeanschluss bei geöffnetem zweiten Schalter. Bevorzugt fließt beim Entladen des ersten Kondensators ein Entladestrom aus dem ersten Kondensator über den Motoranschluss durch zumindest eine Wicklung der elektrischen Maschine und über mindestens einen der High-Side Schalter des Wechselrichters, bevorzugt in Richtung des positiven Eingangsanschluss, bevorzugt in einen zweiten Kondensator, bevorzugt einen Zwischenkreiskondensator, bevorzugt ein Zwischenkreiskondensator des Wechselrichters. Der Ladeanschluss wird hierzu bevorzugt spannungsfrei geschaltet durch Öffnen des zweiten Schalters und ein eventuell geladener erster Kondensator gefahrlos über den Motoranschluss und mindestens einer daran angeschlossenen Wicklung entladen durch Schließen des ersten Schalters.
Verbinden und Trennen oder Abkoppeln beziehungsweise verbunden und getrennt wird gleichbedeutend mit galvanisch verbunden und galvanisch getrennt verwendet. In einer anderen Ausgestaltung sind die Wicklungen der mehrphasigen elektrischen Maschine im Stern geschaltet. Der Sternpunkt der elektrischen Maschine ist dabei als Wicklungsanschluss ausgebildet. Der elektrische Antrieb umfasst folglich einen Wechselrichter und eine elektrische Maschine, deren Wicklungen im Stern geschaltet sind, wobei der Sternpunkt der elektrischen Maschine als Wicklungsanschluss ausgebildet ist. Der Wicklungsanschluss ist mit dem Motoranschluss verbunden. Vorteilhaft wird eine elektrische Schaltung bereitgestellt, die einen schaltbaren Ladeanschluss zum Verbinden und Trennen einer Ladeenergiequelle an einen elektrischen Antrieb über den Sternpunkt der elektrischen Maschine ermöglicht.
In einer anderen Ausgestaltung werden der erste Schalter und der zweite Schalter mittels einer gemeinsamen Ansteuerung angesteuert. Da ein paralleler oder gleichzeitiger Betrieb der Schalter möglich ist, also beide Schalter gleichzeitig geschlossen oder geöffnet sein können, werden die Schalter, bevorzugt mechanische Schalter, bevorzugt Relais oder Schütze, mittels einer gemeinsamen Ansteuerung, bevorzugt einer Spule, bevorzugt einer elektromagnetischen Spule zur Ansteuerung zweier Schalter, angesteuert. Vorteilhaft wird eine Schaltung bereitgestellt, die aufgrund der Verwendung nur einer Spule zum Schalten zweier Schalter kleiner, leichter und damit kostengünstiger umgesetzt werden kann.
In einer anderen Ausgestaltung ist der erste Schalter und der zweite Schalter während eines ersten Betriebsmodus geöffnet. Während eines zweiten Betriebsmodus ist der erste Schalter und der zweite Schalter geschlossen. Bevorzugt ist der erste Betriebsmodus ein Fährbetrieb, der einen motorischen und einen generatorischen Betrieb umfasst. Beim motorischen Betrieb versorgt der Wechselrichter die elektrische Maschine mit elektrischer Energie, bevorzugt aus einer am Eingangsanschluss angeschlossenen Energiequelle. Bevorzugt wandelt der Wechselrichter folglich eine Eingangs-Gleichspannung in eine Ausgangs-Wechselspannung. Beim generatorischen Betrieb nimmt der Wechselrichter induzierte elektrische Energie der sich drehenden elektrischen Maschine auf. Bevorzugt überträgt der Wechselrichter die Energie an eine am Eingangsanschluss angeschlossene Energiequelle. Bevorzugt wandelt der Wechselrichter folglich eine Ausgangs-Wechselspannung in eine Eingangs- Gleichspannung. Bevorzugt ist der zweite Betriebsmodus ein Ladebetrieb, bei dem eine Ladeenergiequelle an den Ladeanschluss angeschlossen ist und elektrische Energie abgibt. Beim Ladebetrieb wird die elektrische Energie über den Ladeanschluss, den Motoranschluss, bevorzugt den Sternpunkt, mindestens eine Wicklung der elektrischen Maschine und über den Wechselrichter einer am Eingangsanschluss angeschlossenen wiederaufladbaren Energiequelle zugeführt. Bevorzugt wird mittels der Wicklungen und dem Wechselrichter, bevorzugt mittels entsprechender Ansteuerung der Highside-Schalter und oder Lowside-Schalter des Wechselrichters, die Spannung der Ladeenergiequelle hochgesetzt in eine Ladespannung zum Aufladen der Energiequelle. Mittels Vorgabe der Schalterzustände der elektrischen Schaltung werden vorteilhaft unterschiedliche Anwendungen der elektrischen Schaltung bereitgestellt.
In einer anderen Ausgestaltung wird der erste Schalter zum Entladen des ersten Kondensators geschlossen. Bevorzugt wird dabei der zweite Schalter geöffnet. Durch Schließen des ersten Schalters wird vorteilhaft ein Entladen des Kondensators über den Motoranschluss der elektrischen Maschine ermöglicht. Durch Öffnen des zweiten Schalters wird vorteilhaft der positive Ladeanschluss vom Motoranschluss oder von dem Zwischenabgriff zwischen dem ersten Kondensator und dem ersten Schalter getrennt, so dass an dem positiven Ladeanschluss keine Spannung mehr anliegt. Vorteilhaft wird damit die Gefahr eines Stromschlags bei Berührung des positiven Ladeanschlusses unterbunden.
In einer anderen Ausgestaltung umfasst die elektrische Schaltung eine Spannungsmesseinheit, die während des Entladens des ersten Kondensators die Spannung über dem ersten Kondensator ermittelt. Vorteilhaft wird eine Möglichkeit bereitgestellt, den Entladungsvorgang des Kondensators zu beobachten und zu qualifizieren.
In einer anderen Ausgestaltung wird der erste Schalter wieder geöffnet, wenn die ermittelte Spannung einen vorgebbaren Schwellenwert unterschreitet. Vorteilhaft wird eine Möglichkeit bereitgestellt, eine Entladung des Kondensators zu erkennen und anschließend ein Herunterfahren des Systems zu ermöglichen, da die potentielle Gefahr eines Stromschlags bei Berühren von mit dem ersten Kondensator leitend verbundenen Komponenten der elektrischen Schaltung, und bevorzugt des elektrischen Antriebs, unterbunden ist.
Ferner betrifft die Erfindung einen Antriebstrang mit der beschriebenen elektrischen Schaltung. Der Antriebsstrang umfasst die elektrische Schaltung und den Wechselrichter, die mehrphasige elektrische Maschine und oder die Energiequelle. Vorteilhaft wird ein Antriebsstrang mit einer elektrischen Schaltung bereitgestellt, die eine Entladung des ersten Kondensators über den Motoranschluss, bei bevorzugt abgetrennten positiven Ladeanschluss, ermöglicht und damit einen sicheren Betrieb des Antriebsstrangs.
Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit dem Antriebsstrang. Vorteilhaft wird ein Fahrzeug mit einer elektrischen Schaltung bereitgestellt, die eine Entladung des ersten Kondensators über den Motoranschluss, bei bevorzugt abgetrennten positiven Ladeanschluss, ermöglicht und damit einen sicheren Betrieb des Fahrzeugs.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben der beschriebenen elektrischen Schaltung. Das Verfahren umfasst die Schritte: Öffnen des ersten Schalters und des zweiten Schalters zum Betreiben der elektrischen Schaltung in einem ersten Betriebsmodus; Schließen des ersten Schalters und des zweiten Schalters zum Betreiben der elektrischen Schaltung in einem zweiten Betriebsmodus. Vorteilhaft werden mit dem Verfahren unterschiedliche Anwendungen der elektrischen Schaltung bereitgestellt.
In einer Ausgestaltung umfasst das Verfahren zum Betreiben der elektrischen Schaltung zum Entladen des ersten Kondensators die Schritte:
Schließen des ersten Schalters; Ermitteln der Spannung über dem ersten Kondensator; Öffnen des ersten Schalters, wenn die ermittelte Spannung einen vorgebbaren Schwellenwert unterschreitet. Bevorzugt entspricht der vorgegebene Schwellenwert einer elektrischen Spannung, die geringer als die Berührspannung, bevorzugt kleiner 60 Volt, ist, sodass keine Gefahr von der verbleibenden Energie in der elektrischen Schaltung für Menschen ausgeht. Bevorzugt wird der zweite Schalter während des Verfahrens zum Entladen des ersten Kondensators geöffnet. Vorteilhaft wird ein Verfahren bereitgestellt, den Entladungsvorgang zu beobachten, eine abgeschlossene Entladung des ersten Kondensators zu erkennen und anschließend ein Herunterfahren des Systems zu ermöglichen, da die potentielle Gefahr eines Stromschlags bei Berühren von mit dem ersten Kondensator leitend verbundenen Komponenten der elektrischen Schaltung, und bevorzugt des elektrischen Antriebs, unterbunden ist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, die Schritte des beschriebenen Verfahrens auszuführen.
Ferner betrifft die Erfindung ein computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, die Schritte des beschriebenen Verfahrens auszuführen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
FIG. 1 ein erstes schematisches Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung für einen elektrischen Antrieb;
FIG. 2 ein zweites schematisches Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung für einen elektrischen Antrieb;
FIG. 3 ein drittes schematisches Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung für einen elektrischen Antrieb;
FIG. 4 ein viertes schematisches Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung für einen elektrischen Antrieb;
FIG. 5 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem elektrischen Antriebsstrang mit einer elektrischen Schaltung;
FIG. 6 ein schematisches Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zum Betreiben einer elektrischen Schaltung.
In den Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Figur 1 zeigt ein erstes schematisches Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung 100 für einen elektrischen Antrieb 200. Der elektrische Antrieb 200 ist bevorzugt zum Betreiben eines Fahrzeugs 400 ausgestaltet. Der elektrische Antrieb 200 umfasst einen Wechselrichter 210 und eine mehrphasige elektrische Maschine 220. Der Wechselrichter 210 umfasst eingangsseitig einen positiven Eingangsanschluss 212 und einen negativen Eingangsanschluss 214 zum Anschließen einer Energiequelle 230. Bevorzugt umfasst der Wechselrichter 210 einen zweiten Kondensator C2, bevorzugt einen Zwischenkreiskondensator. Ausgangsseitig umfasst der Wechselrichter 210 einen mehrphasigen Anschluss 215 zum Anschluss der mehrphasigen elektrischen Maschine 220, bevorzugt zum Anschluss an die Phasenanschlüsse der einzelnen Phasen, oder der Wicklungen, der elektrischen Maschine 220. Der Wechselrichter 210 ist dazu eingerichtet, die elektrische Maschine 220 mit elektrischer Energie in einem motorischen Betrieb zu versorgen und in einem generatorischen Betrieb elektrische Energie der elektrischen Maschine 220 aufzunehmen. Die Wicklungen 222, 224, 226 der mehrphasigen elektrischen Maschine 220 sind beispielhaft im Stern geschaltet. Auch eine Schaltung der Wicklungen im Dreieck ist möglich. Ein Wicklungsanschluss 228, bevorzugt eine Kontaktierung an einer Wicklung, der elektrischen Maschine 220 ist mit einem Motoranschluss 240 verbunden. Der dargestellte Wicklungsanschluss entspricht einem Phasenanschluss der elektrischen Maschine. Als Wicklungsanschluss ist jedoch auch eine Kontaktierung an einer anderen Stelle der Wicklung, bevorzugt innerhalb der Wicklung oder auch an dem anderen Ende der Wicklung, zwischen den mehreren Wicklungen der elektrischen Maschine, möglich. Die elektrische Schaltung 100 umfasst einen ersten Schalter Kl, einen zweiten Schalter K2 und einen ersten Kondensator CI. Der erste Schalter Kl und der erste Kondensator CI sind als eine Reihenschaltung zwischen den Motoranschluss 240 und den negativen Eingangsanschluss 214 geschaltet. Der erste Schalter Kl ist einerseits mit dem Motoranschluss 240 und andererseits mit dem ersten Kondensator CI verbunden. Der erste Kondensator CI ist einerseits mit dem ersten Schalter Kl und andererseits mit dem negativen Eingangsanschluss 214 verbunden. Der zweite Schalter K2 ist einerseits mit dem Motoranschluss 240 verbunden und andererseits mit einem positiven Ladeanschluss 216 verbunden. Ein negativer Ladeanschluss 218 ist mit dem negativen Eingangsanschluss 214 verbunden. Bevorzugt ist der positive und negative Ladeanschluss 216, 218 dazu eingerichtet für einen Ladebetrieb zum Laden der Energiequelle 230 mit einer Ladeenergiequelle verbunden zu werden. Bevorzugt ist die elektrische Schaltung 100 mit dem Wechselrichter 210 und oder der elektrischen Maschine 220 innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses angeordnet. Alternativ kann die elektrische Schaltung 100 in einem separaten Gehäuse angeordnet sein und mittels Leitungen mit den jeweiligen Anschlüssen und Verbindungen zu der elektrischen Maschine 220, dem Wechselrichter 210 und dem Eingangsanschluss 212, 214 und dem Ladeanschluss 216, 218 verbunden sein.
Figur 2 zeigt ein zweites schematisches Blockschaltbild der elektrischen Schaltung 100 für einen elektrischen Antrieb 200. Anders als in Figur 1 ist der zweite Schalter K2 einerseits mit einem Zwischenabgriff 242 zwischen dem ersten Kondensator CI und dem ersten Schalter Kl verbunden und andererseits mit einem positiven Ladeanschluss 216 verbunden. Figur 2 stellt eine alternative Ausgestaltung der Schaltung nach Figur 1 bereit.
Figur 3 zeigt ein drittes schematisches Blockschaltbild der elektrischen Schaltung 100 für einen elektrischen Antrieb 200. Anders als in Figur 1 entspricht der dargestellte Wicklungsanschluss 228 dem Sternpunkt der im Stern geschalteten Wicklungen der elektrischen Maschine. Der Sternpunkt ist als Wicklungsanschluss 228 ausgebildet. Vorteilhaft wird mittels entsprechender Ansteuerung der Highside-Schalter und oder Lowside-Schalter des Wechselrichters der Stromfluss eines Ladestroms oder des Entladestroms gezielt über eine oder mehrere Wicklungen und Schalter des Wechselrichters geführt. Dadurch kann eine gleichmäßigere Belastung der Wicklungen und Schalter des Wechselrichters erzielt werden.
Figur 4 zeigt ein viertes schematisches Blockschaltbild der elektrischen Schaltung 100 für einen elektrischen Antrieb 200. Anders als in Figur 3 ist der zweite Schalter K2 einerseits mit einem Zwischenabgriff 242 zwischen dem ersten Kondensator CI und dem ersten Schalter Kl verbunden und andererseits mit einem positiven Ladeanschluss 216 verbunden. Figur 4 stellt eine alternative Ausgestaltung der Schaltung nach Figur 3 bereit. Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 400 mit einem elektrischen Antriebsstrang 300 und einer elektrischen Schaltung 100. Das Fahrzeug 400 umfasst bevorzugt vier Räder 402, die bevorzugt mittels der elektrischen Maschine 220 angetrieben werden. Diese Darstellung zeigt lediglich eine mögliche Ausführungsform eines Fahrzeugs 400. Bevorzugt ist das Fahrzeug ein beliebiges Fahrzeug zu Wasser, zu Lande oder in der Luft. Der Antriebsstrang 300 umfasst die elektrische Schaltung 100 und den Wechselrichter 210, die mehrphasige elektrische Maschine 220 und oder die Energiequelle 230. Bevorzugt ist die elektrische Energiequelle 230 über die Eingangsanschlüsse 212, 214 mit dem Wechselrichter 210 verbunden. Die Ladeanschlüsse 218, 216 sind dazu ausgebildet bei einem Ladebetrieb zum Laden der Energiequelle 230 mit einer Ladeenergiequelle (nicht dargestellt) verbunden zu werden.
Figur 6 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens 500 zum Betreiben einer elektrischen Schaltung 100. Das Verfahren 500 zum Betreiben einer elektrischen Schaltung 100 beginnt mit dem Schritt 510. In Schritt 520 wird der erste Schalter Kl und der zweite Schalter K2 zum Betreiben der elektrischen Schaltung 100 in einem ersten Betriebsmodus geöffnet. In Schritt 530 wird der erste Schalter und der zweite Schalter zum Betreiben der elektrischen Schaltung 100 in einem zweiten Betriebsmodus geschlossen. In Schritt 540 wird zum Entladen des ersten Kondensators CI der erste Schalter Kl geschlossen, bevorzugt wird dabei der Schalter K2 geöffnet. In Schritt 550 wird die Spannung über dem ersten Kondensator CI ermittelt. In Schritt 560 wird der erste Schalter Kl geöffnet, wenn die ermittelte Spannung einen vorgebbaren Schwellenwert unterschreitet. Mit Schritt 570 endet das Verfahren 500. Bevorzugt entsprechen die Schritte 520 und 530 Betriebszuständen und beschreiben zwei unabhängig voneinander beliebig nacheinander ausführbare Betriebsmodi. Bevorzugt werden die Schritte 540, 550 und 560 in einer Abfolge ausgeführt zur Entladung des ersten Kondensators CI. Bevorzugt erfolgt die Abfolge der Schritte 540, 550 und 560 im Anschluss an einen der Schritte 520 oder 530 zur Entladung des ersten Kondensators CI. Bevorzugt wird der erste Kondensator CI für ein sicheres Abschalten der elektrischen Schaltung 100, bevorzugt des elektrischen Antriebs 200, stets entladen, sowohl im Anschluss oder nach einem regulären Betrieb des elektrischen Antriebs 200 aber auch in einem Fehlerfall oder Notfall. Bevorzugt ist ein regulärer Betrieb des elektrischen Antriebs 200 ein Fährbetrieb, bevorzugt während eines ersten Betriebsmodus, oder ein Ladebetrieb, bevorzugt während eines zweiten Betriebsmodus. Bevorzugt ist ein Fehlerfall, falls ein Defekt oder ein Kurzschluss am elektrischen Antrieb 200, beispielsweise an der elektrischen Maschine, dem Wechselrichter oder der Energiequelle, erkannt wird. Bevorzugt ist ein Notfall, falls beispielsweise ein Fahrzeug 400 mit einem elektrischen Antrieb 200 einen Unfall hat und beispielsweise die Airbags ausgelöst haben. Bevorzugt erfolgt das Entladen des ersten Kondensators CI nach Schließen des ersten Schalters Kl mittels einer ersten Entlademethode, mit der auch ein Zwischenkreiskondensator des elektrischen Antriebs 200 parallel zum ersten Kondensator CI entladen wird. Eine solche erste Entlademethode kann eine bekannte aktive oder passive Entlademethode zum Entladen des Zwischenkreises eines Wechselrichters, bevorzugt auch aller weiteren Kapazitäten des elektrischen Antriebs 200, sein. Bevorzugt wird als eine zweite Entlademethode alternativ die Energie aus dem ersten Kondensator CI, bevorzugt entsprechend einem Ladebetrieb, über den Wicklungsanschluss 228, mindestens eine Wicklung der elektrischen Maschine 220 und über den Wechselrichter 210 dem zweiten Kondensator C2 oder Zwischenkreiskondensator zugeführt. Bevorzugt werden dabei Lowside-Schalter des Wechselrichters 210 für einen Hochsetzbetrieb angesteuert. Bevorzugt wird als eine alternative dritte Entlademethode die Energie aus dem ersten Kondensator CI über den Wicklungsanschluss 228, mindestens eine Wicklung der elektrischen Maschine 220 und über dauerhaft geschlossene Lowside- Schalter des Wechselrichters 210 entladen. Bevorzugt wird nach Durchführung einer der Entlademethoden der erste Schalter Kl geöffnet, wenn die ermittelte Spannung einen vorgebbaren Schwellenwert unterschreitet. Bevorzugt wird dann noch eventuell im zweiten Kondensator C2 des elektrischen Antriebs 200 vorliegende Ladung über bekannte Entladeverfahren entladen. Bevorzugt sind derartige Entladeverfahren bekannte aktive oder passive Entladeverfahren zum Entladen des zweiten Kondensators C2 oder des Zwischenkreises des Wechselrichters.

Claims

Ansprüche
1. Elektrische Schaltung (100) für einen elektrischen Antrieb (200), wobei der elektrische Antrieb (200) insbesondere zum Betreiben eines Fahrzeugs (400) ausgestaltet ist, wobei der elektrische Antrieb (200) einen Wechselrichter (210) und eine mehrphasige elektrische Maschine (220) umfasst, wobei der Wechselrichter (210) eingangsseitig einen positiven Eingangsanschluss (212) und einen negativen Eingangsanschluss (214) zum Anschließen einer Energiequelle (230) umfasst und ausgangsseitig einen mehrphasigen Anschluss (215) zum Anschluss der mehrphasigen elektrischen Maschine (220) umfasst, wobei der Wechselrichter (210) dazu eingerichtet ist, die elektrische Maschine (220) mit elektrischer Energie in einem motorischen Betrieb zu versorgen und in einem generatorischen Betrieb elektrische Energie der elektrischen Maschine (220) aufzunehmen, wobei mindestens eine der Wicklungen der mehrphasigen elektrischen Maschine (220) einen Wicklungsanschluss (228) umfasst und der Wicklungsanschluss (228) der elektrischen Maschine (220) mit einem Motoranschluss (240) verbunden ist, wobei die elektrische Schaltung (100) einen ersten Schalter (Kl), einen zweiten Schalter (K2) und einen ersten Kondensator (CI) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schalter (Kl) und der erste Kondensator (CI) als eine Reihenschaltung zwischen den Motoranschluss (240) und den negativen Eingangsanschluss (214) geschaltet sind, wobei der erste Schalter (Kl) einerseits mit dem Motoranschluss (240) und andererseits mit dem ersten Kondensator (CI) verbunden und der erste Kondensator (CI) einerseits mit dem ersten Schalter (Kl) und andererseits mit dem negativen Eingangsanschluss (214) verbunden ist, und wobei der zweite Schalter (K2) einerseits mit dem Motoranschluss (240) oder mit einem Zwischenabgriff (242) zwischen dem ersten Kondensator (CI) und dem ersten Schalter (Kl) verbunden ist und andererseits mit einem positiven Ladeanschluss (216) verbunden ist, wobei ein negativer Ladeanschluss (218) mit dem negativen Eingangsanschluss (214) verbunden ist. Elektrische Schaltung (100) nach Anspruch 1, wobei die Wicklungen (222, 224, 226) der mehrphasigen elektrischen Maschine (220) im Stern geschaltet sind und der Sternpunkt als Wicklungsanschluss (228) ausgebildet ist. Elektrische Schaltung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Schalter (Kl) und der zweite Schalter (K2) mittels einer gemeinsamen Ansteuerung angesteuert werden. Elektrische Schaltung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Schalter (Kl) und der zweite Schalter (K2) während eines ersten Betriebsmodus geöffnet sind und wobei der erste Schalter (Kl) und der zweite Schalter (K2) während eines zweiten Betriebsmodus geschlossen sind. Elektrische Schaltung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Schalter (Kl) zum Entladen des ersten Kondensators (CI) geschlossen wird. Elektrische Schaltung (100) nach Anspruch 5, wobei die elektrische Schaltung (100) eine Spannungsmesseinheit umfasst, die während des Entladens des ersten Kondensators (CI) die Spannung über dem ersten Kondensator (Kl) ermittelt. Elektrische Schaltung (100) nach Anspruch 6, wobei der erste Schalter (Kl) wieder geöffnet wird, wenn die ermittelte Spannung einen vorgebbaren Schwellenwert unterschreitet. Antriebstrang (300) mit einer elektrischen Schaltung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Antriebsstrang (300) die elektrische Schaltung (100) umfasst und den Wechselrichter (210), die mehrphasige elektrische Maschine (220) und oder die Energiequelle (230). Fahrzeug (400) mit einem Antriebsstrang (300) nach Anspruch 8. Verfahren (500) zum Betreiben einer elektrischen Schaltung (100) nach Anspruch 1, mit den Schritten:
Öffnen (520) des ersten Schalters (Kl) und des zweiten Schalters (K2) zum Betreiben der elektrischen Schaltung (100) in einem ersten Betriebsmodus; Schließen (530) des ersten Schalters (Kl) und des zweiten Schalters (K2) zum Betreiben der elektrischen Schaltung (100) in einem zweiten Betriebsmodus. Verfahren (500) zum Betreiben einer elektrischen Schaltung nach Anspruch 10 und zum Entladen des ersten Kondensators (CI) mit den Schritten: Schließen (540) des ersten Schalters (Kl);
Ermitteln (550) der Spannung über dem ersten Kondensator (CI);
Öffnen (560) des ersten Schalters (Kl), wenn die ermittelte Spannung einen vorgebbaren Schwellenwert unterschreitet. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, die Schritte des Verfahrens (500) nach Anspruch 10 bis 11 auszuführen. Computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, die Schritte des Verfahrens (500) nach Anspruch 10 bis 11 auszuführen
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