WO2025237481A1 - Elektrische schaltungsanordnung zum ansteuern und/oder antreiben von elektrischen maschinen - Google Patents

Elektrische schaltungsanordnung zum ansteuern und/oder antreiben von elektrischen maschinen

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electrical
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Johannes Herrmann
Jan-Ulrich Biskup
Gregor Müller
Fabian Benesch
Manuel Falk
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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    • H05K7/1432—Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • H05K7/14329—Housings specially adapted for power drive units or power converters specially adapted for the configuration of power bus bars

Definitions

  • the present invention relates to an electrical circuit arrangement for controlling and/or driving electrical machines.
  • the invention also relates to a vehicle with the electrical circuit arrangement.
  • Electrical circuit arrangements for controlling and/or driving electrical machines which have at least a first power electronics unit and a second power electronics unit to provide an output current by means of a common capacitor, which may in particular be part of or form a filter circuit.
  • the object of the present invention is therefore to provide an improved circuit arrangement.
  • the output current between power electronics units is to be reduced in order to minimize thermal effects.
  • the electrical circuit arrangement comprises a first power electronics unit with a first DC link capacitor, a second power electronics unit with a second DC link capacitor, and a connecting device for electrically connecting the first DC link capacitor and the second DC link capacitor.
  • the connecting device is configured to shift a resonant frequency of the first power electronics unit and a resonant frequency of the second power electronics unit.
  • the electrical circuit arrangement can be configured, for example, such that an input current is supplied to the first power electronics unit and the second power electronics unit, and the first power electronics unit and the second power electronics unit supply an output current to the electrical machines, in particular more than one electrical machine. Furthermore, the electrical circuit arrangement can comprise more than two power electronics units. The supply of the input current to the first power electronics unit and the second power electronics unit can be achieved by means of an electronic Y-splitter.
  • the first power electronics unit and/or the second power electronics unit can further comprise at least one power module and/or an EMC filter, wherein the at least one power module is configured to provide the output current and the EMC filter is configured to filter the input current for the power module.
  • the respective intermediate circuit capacitor can be electrically arranged between the respective EMC filter and the at least one power module.
  • the at least one power module can, for example, include a power amplifier circuit or output stage, which can be configured, among other things, to convert the input current, in particular a direct current, into the output current required by the electrical machines, in particular an alternating current.
  • the power module can also be referred to as an inverter.
  • the output alternating current can be, in particular, a three-phase alternating current or three-phase current.
  • the power amplifier circuit can, for example, include a three-phase rectifier such as a three-phase bridge rectifier.
  • the connecting device can preferably electrically connect the first intermediate circuit capacitor and the second intermediate circuit capacitor to each other if the input DC current is provided to the respective at least one power module.
  • the connecting device can, for example, be electrically arranged between the EMC filter and the at least one power module of the first power electronics unit, and between the EMC filter and the at least one power module of the second power electronics unit.
  • the connecting device can be arranged at an output of the respective EMC filter, at an input of the respective DC link capacitor, at an output of the respective DC link capacitor, or at an input of the at least one power module of the first power electronics unit and/or the second power electronics unit.
  • the connecting device can be configured to be arranged at multiple inputs or outputs of the first power electronics unit and/or the second power electronics unit.
  • the connecting device can be electrically arranged at the same inputs or outputs of the first power electronics unit and the second power electronics unit.
  • a resonant circuit consisting of the first intermediate circuit capacitor, the second intermediate circuit capacitor and the connecting device can be formed with the connecting device.
  • the resulting resonant circuit can, for example, be designed as a filter circuit for filtering interference within the respective power electronics unit.
  • This interference can be generated, for example, by the at least one power module and/or superimposed on the input current.
  • the generated interference can be caused by switching operations within the at least one power module.
  • the resulting resonant circuit can thus be used for this purpose. be trained to filter out feedback, especially feedback affecting the input current that is based on the disturbances.
  • disturbances based on asynchronous switching behavior or switching operations of the respective at least one power module can be filtered by means of the formed resonant circuit.
  • the resonant frequency or natural frequency of the respective power electronics unit can be shifted using the generated resonant circuit.
  • this can be achieved during a switching operation, preferably an asynchronous switching operation, of the respective at least one power module.
  • the generated resonant circuit can be configured to reduce excitations based on disturbances within the electrical circuit arrangement.
  • connection device to, for example, filter interference, reduce power loss caused by interference, and/or reduce negative effects on the respective power electronics unit caused by interference.
  • power loss in the respective power electronics unit can be reduced and/or its operation improved with regard to thermal influences. Consequently, thermal influences can be better stabilized and/or the operation of the electrical circuit arrangement can be more efficient.
  • the connecting device can further be configured to increase or decrease the resonant frequency of the first power electronics unit and the resonant frequency of the second power electronics unit.
  • the respective resonant frequency can be increased or decreased during the switching process.
  • the connecting device can be designed by means of the resonant circuit to increase the respective resonant frequency.
  • the connecting device can be designed to have low impedance properties, in particular low inductive properties.
  • the connecting device can, for example, be designed such that it has an inductance in the range of 0.5 to 1000 nH, in particular from 0.7 to 100 nH, and most preferably from 1 to 10 nH.
  • the inductance can preferably be used to set a resonant frequency or natural frequency of the resonant circuit.
  • the resulting resonant circuit can be designed in such a way that the natural frequency of the respective power electronics unit is shifted upwards.
  • the connecting device can be configured to transmit a positive potential and a negative potential between the first power electronics unit and the second power electronics unit.
  • the connecting device can, for example, have at least one first conductor for the positive potential and a second conductor for the negative potential.
  • the first conductor and/or the second conductor can have an insulating layer, and furthermore, at least one insulating layer can be arranged between the first and second conductors. This arrangement can be described as one in which the first and second conductors are positioned close to each other. Such an arrangement can, for example, achieve a preferential coupling between the first and second conductors.
  • the connecting device can also be designed to compensate for and/or reduce a voltage difference between the first power electronics unit and the second power electronics unit.
  • connection device i.e., the first conductor and the second conductor
  • the connection device can/can have a first connection section for electrical connection to the first power electronics unit, a second connection section to The electrical connection to the second power electronics unit must have a length segment.
  • This length segment can define a distance between the first connection segment and the second connection segment.
  • the length segment can be at most half the length of either the first or the second connection segment.
  • the first connection section and/or the second connection section can, for example, be arranged on the respective power electronics unit in such a way that they are connected to the respective power electronics unit over the entire length of the power electronics unit, with several, in particular all, inputs and outputs of the respective power electronics unit being or becoming connected to each other.
  • a cooling unit of the first power electronics unit can be mounted on a cooling unit of the second power electronics unit.
  • the first power electronics unit be mounted on the second power electronics unit. Consequently, the length of the component can be kept as short as possible.
  • This wide and/or short connection can, for example, reduce the inductance of the connection device, thus increasing the resonant frequency in a preferred manner.
  • the connecting device may have a busbar for electrical connection.
  • the busbar can be designed as a busbar that is at least partially laminated, in particular as a busbar that is laminated across its entire surface.
  • the busbar, which is at least partially laminated can be constructed such that it has several conductors for carrying a positive and a negative potential.
  • the busbar, which is at least partially laminated can be constructed such that the respective conductors for carrying a positive and a negative potential are separated from each other only by an insulating layer.
  • one or more features of the connecting device i.e. the busbar, can be used to reduce the inductance of the formed resonant circuit in a preferred manner.
  • Fig. 1 shows an electrical circuit arrangement for controlling and/or driving electrical machines, wherein the circuit arrangement comprises a first intermediate circuit capacitor, a second intermediate circuit capacitor and a connecting device;
  • Fig. 2 shows an electrical circuit arrangement for controlling and/or driving electrical machines, wherein the circuit arrangement comprises a first power electronics unit with a first intermediate circuit capacitor, a second power electronics unit with a second intermediate circuit capacitor, and a connecting device for electrically connecting the first intermediate circuit capacitor and the second intermediate circuit capacitor; and
  • Fig. 3 shows an electrical circuit arrangement for controlling and/or driving electrical machines, wherein the circuit arrangement comprises a first power electronics unit with a first intermediate circuit capacitor and three
  • the power module comprises a second power electronics unit with a second intermediate circuit capacitor and three power modules, as well as a connecting device for electrically connecting the first intermediate circuit capacitor and the second intermediate circuit capacitor.
  • Fig. 1 shows an electrical circuit arrangement 1 for controlling and/or driving electrical machines.
  • the circuit arrangement 1 comprises a first intermediate circuit capacitor 10.2, a second intermediate circuit capacitor 20.2, and a connecting device 30.
  • the connecting device 30 comprises a first conductor for conducting a positive electrical potential and a second conductor for conducting a negative electrical potential, and the connecting device 30 is configured to conduct the positive and/or negative potential between the first intermediate circuit capacitor 10.2 and the second intermediate circuit capacitor 20.2.
  • the connecting device 30, i.e., the first conductor and the second conductor has a first connecting section 31.1 for electrical connection to the first intermediate circuit capacitor 10.2, a second connecting section 31.2 for electrical connection to the second intermediate circuit capacitor 20.2, and a length section 32.
  • the length section 32 defines a distance from the first connecting section 31.1 to the second connecting section 31.2.
  • the length section 32 is at most half the length of the first connecting section 31.1 or the second connecting section 31.2.
  • Fig. 2 shows the electrical circuit arrangement 1 for controlling and/or driving electrical machines.
  • the circuit arrangement 1 comprises a first power electronics unit 10 with a first intermediate circuit capacitor. 10.2, a second power electronics unit 20 with a second intermediate circuit capacitor 20.2 and a connecting device 30 for electrically connecting the first intermediate circuit capacitor 10.2 and the second intermediate circuit capacitor 20.2.
  • the electrical circuit arrangement 1 further includes an input connection unit 2 to receive an input direct current.
  • the first power electronics unit 10 includes a power module or output stage (consisting of, for example, three power modules) 10.3 for converting the input direct current into an output three-phase current and an output connection unit 10.4 for providing the output three-phase current.
  • a power module or output stage consisting of, for example, three power modules 10.3 for converting the input direct current into an output three-phase current
  • an output connection unit 10.4 for providing the output three-phase current.
  • the second power electronics unit 20 has a power module or output stage (consisting of, for example, three power modules) 20.3 for converting the input direct current into an output three-phase current and an output connection unit 20.4 for providing the output three-phase current.
  • a power module or output stage consisting of, for example, three power modules
  • the respective output three-phase current can be supplied to one electric machine at a time.
  • Fig. 3 shows another electrical circuit arrangement 1 for controlling and/or driving electrical machines 4.1, 4.2.
  • the circuit arrangement 1 comprises a first power electronics unit 10 with a first intermediate circuit capacitor 10.2 and three power modules 10.3, a second power electronics unit 20 with a second intermediate circuit capacitor 20.2 and three power modules 20.3, and a connecting device 30 for electrically connecting the first intermediate circuit capacitor 10.2 and the second intermediate circuit capacitor 20.2.
  • the electrical circuit arrangement 1 further comprises an input connection unit 2 to receive an input current and an electrical Y-splitter 3 to supply the input DC current to the first power electronics unit 10 and the second power electronics unit 20.
  • the first power unit/chronic unit 10 has three power modules 10.3 for converting the input direct current into an output three-phase current and a first EMC filter 10.1 for filtering the provided input direct current.
  • the second power electronics unit 20 has three power modules 20.3 for converting the input DC current into an output three-phase current and a second EMC filter 20.1 for filtering the provided input DC current.
  • the three power modules 10.3 of the first power electronics unit 10 provide the output three-phase current for the first electric machine 4.1.
  • the three power modules 20.3 of the second power electronics unit 20 provide the output three-phase current for a second electric machine 4.2.

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Abstract

Offenbart ist eine elektrische Schaltungsanordnung (1) zum Ansteuern und/oder Antreiben von elektrischen Maschinen. Die Schaltungsanordnung (1) umfasst eine erste Leistungselektronikeinheit (10) mit einem ersten Zwischenkreis-Kondensator (10.2), eine zweite Leistungselektronikeinheit (20) mit einem zweiten Zwischenkreis-Kondensator (20.2) und eine Verbindungsvorrichtung (30) zum elektrischen Verbinden des ersten Zwischenkreis-Kondensators (10.2) und des zweiten Zwischenkreis-Kondensators (20.2). Die Verbindungsvorrichtung (30) ist ausgebildet, um eine Resonanzfrequenz der ersten Leistungselektronikeinheit (10) und eine Resonanzfrequenz der zweiten Leistungselektronikeinheit (20) zu verschieben. Ferner ist ein Fahrzeug mit der elektrischen Schaltungsanordnung offenbart.

Description

Beschreibung
Elektrische Schaltungsanordnung zum Ansteuern und/oder Antreiben von elektrischen Maschinen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Schaltungsanordnung zum Ansteuern und/oder Antreiben von elektrischen Maschinen. Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrzeug mit der elektrischen Schaltungsanordnung.
Es sind elektrische Schaltungsanordnungen zum Ansteuern und/oder Antreiben von elektrischen Maschinen bekannt, welche wenigstens eine erste Leistungselektronikeinheit und eine zweite Leistungselektronikeinheit aufweisen, um einen Ausgangs-Strom mittels eines gemeinsamen Kondensators, der insbesondere Teil einer Filterschaltung sein oder diese bilden kann, bereitzustellen.
Dabei können Ausgleichsströme insbesondere im Resonanzbereich der jeweiligen Leistungselektronikeinheiten auftreten, welche zu einer Überlastung der elektrischen Schaltungsanordnung führen können.
Daher werden zum Betrieb von bekannten elektrischen Schaltungsanordnungen elektrische Verschaltungen benötigt, um Überlastungen und vor allem eine Zerstörung der elektrischen Schaltungsanordnungen im Betrieb zu verhindern. Beispielsweise kann es zu thermischen Überlastungen aufgrund von Ausgleichsströmen kommen.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine weiterentwickelte Schaltungsanordnung bereitzustellen. Insbesondere soll ein Ausgangs-Strom zwischen Leistungselektronikeinheiten gesenkt werden, um thermische Einflüsse zu senken.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmale gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Offenbart ist eine elektrische Schaltungsanordnung zum Ansteuern und/oder Antreiben von elektrischen Maschinen. Die elektrische Schaltungsanordnung umfasst eine erste Leistungselektronikeinheit mit einem ersten Zwischenkreis- Kondensator, eine zweite Leistungselektronikeinheit mit einem zweiten Zwischenkreis-Kondensator und eine Verbindungsvorrichtung zum elektrischen Verbinden des ersten Zwischenkreis-Kondensators und des zweiten Zwischenkreis- Kondensators. Die Verbindungsvorrichtung ist ausgebildet, um eine Resonanzfrequenz der ersten Leistungselektronikeinheit und eine Resonanzfrequenz der zweiten Leistungselektronikeinheit zu verschieben.
Die elektrische Schaltungsanordnung kann beispielsweise derart aufgebaut sein, dass ein Eingangs-Strom der ersten Leistungselektronikeinheit und der zweiten Leistungselektronikeinheit bereitgestellt wird und die erste Leistungselektronikeinheit und die zweite Leistungselektronikeinheit einen Ausgangs-Strom den elektrischen Maschinen, insbesondere mehr als einer elektrischen Maschine, bereitstellen. Ferner kann die elektrische Schaltungsanordnung mehr als zwei Leistungselektronikeinheiten umfassen. Die Bereitstellung des Eingangs-Stroms für die erste Leistungselektronikeinheit und die zweite Leistungselektronikeinheit kann mittels eines elektronischen Y-Verteilers erfolgen.
Die erste Leistungselektronikeinheit und/oder die zweite Leistungselektronikeinheit kann ferner wenigstens ein Powermodul und/oder einen EMV-Filter umfassen, wobei das wenigstens eine Powermodul zum Bereitstellen des Ausgangs-Stroms und der EMV-Filter zum Filtern des Eingangs-Stroms für das Powermodul ausgebildet ist. Dabei kann der jeweilige Zwischenkreis-Kondensator zwischen dem jeweiligen EMV-Filter und dem wenigstens einen Powermodul elektrisch angeordnet sein. Das wenigstens eine Powermodul kann beispielsweise eine Leistungsverstärkerschaltung beziehungsweise Endstufe aufweisen, welche unter anderem ausgebildet sein kann, um den Eingangs-Strom, insbesondere einen Eingangs-Gleichstrom, in den von den elektrischen Maschinen benötigten Ausgangs-Strom, insbesondere Ausgangs-Wechselstrom, zu wandeln. Das Powermodul kann auch als Wechselrichter bezeichnet werden. Der Ausgangs-Wechselstrom kann msoesondere ein Dreiphasen- Wechselstrom beziehungsweise Drehstrom sein. Die Leistungsverstärkerschaltung kann beispielsweise einen Dreiphasengleichrichter wie eine Drehstrom brücke umfassen.
Die Verbindungsvorrichtung kann bevorzugt den ersten Zwischenkreis- Kondensator und den zweiten Zwischenkreis-Kondensator miteinander elektrisch verbinden, wenn dem jeweiligen wenigstens einen Powermodul der Eingangs- Gleichstrom bereitgestellt wird.
Dabei kann die Verbindungsvorrichtung beispielsweise zwischen dem EMV- Filter und dem wenigstens einen Powermodul der ersten Leistungselektronikeinheit und dem EMV-Filter und dem wenigstens einen Powermodul der zweiten Leistungselektronikeinheit elektrisch angeordnet sein. Bevorzugt kann die Verbindungsvorrichtung an einem Ausgang des jeweiligen EMV-Filters, an einem Eingang des jeweiligen Zwischenkreis-Kondensators, an einem Ausgang des jeweiligen Zwischenkreis-Kondensators oder an einem Eingang des wenigstens einen Powermoduls der ersten Leistungselektronikeinheit und/oder der zweiten Leistungselektronikeinheit angeordnet sein. Dabei kann die Verbindungsvorrichtung ausgebildet sein, um an mehreren Ein- oder Ausgänge der ersten Leistungselektronikeinheit und/oder der zweiten Leistungselektronikeinheit angeordnet zu sein. Besonders bevorzugt kann die Verbindungsvorrichtung an denselben Ein- oder Ausgängen der ersten Leistungselektronikeinheit und der zweiten Leistungselektronikeinheit elektrisch angeordnet sein.
Daher kann mit der Verbindungsvorrichtung ein Schwingkreis, der aus dem ersten Zwischenkreis-Kondensator, dem zweiten Zwischenkreis-Kondensators und der Verbindungsvorrichtung besteht, gebildet werden.
Dabei kann der gebildete Schwingkreis beispielsweise als eine Filterschaltung zum Filtern von Störungen innerhalb der jeweiligen Leistungselektronikeinheit ausgebildet sein. Die Störungen können beispielsweise von dem wenigstens einen Powermodul erzeugt und/oder dem Eingangs-Strom überlagert sein. Insbesondere können die erzeugten Störungen durch Schaltvorgänge innerhalb des wenigstens einen Powermoduls erzeugt werden. Dahingehend kann der gebildete Schwingkreis dazu ausgebildet sein, um Rückwirkungen, insbesondere auf den Eingangs-Strom wirkende Rückwirkungen, die auf den Störungen basieren, zu filtern.
In einer bevorzugten Art und Weise können mittels des gebildeten Schwingkreises Störungen, die auf einem asynchronen Schaltverhalten beziehungsweise Schaltvorgängen des jeweiligen wenigstens einen Powermoduls basieren, gefiltert werden.
Weiterhin kann mittels des gebildeten Schwingkreises die Resonanzfrequenz beziehungsweise eine Eigenfrequenz der jeweiligen Leistungselektronikeinheit verschoben werden. Insbesondere kann dies während eines Schaltvorgangs, vorzugsweise während eines asynchronen Schaltvorgangs, des jeweiligen wenigstens einen Powermoduls erfolgen. Dahingehend kann der gebildete Schwingkreis dazu ausgebildet sein, um Anregungen basierend auf den Störungen innerhalb der elektrischen Schaltungsanordnung zu reduzieren.
Dadurch können mit der Verbindungsvorrichtung beispielsweise Störungen gefiltert, eine basierend auf den Störungen entstehende Verlustleistung und/oder basierend auf den Störungen entstehende negative Auswirkungen auf die jeweilige Leistungselektronikeinheit vermindert werden. Dahingehend kann eine Verlustleistung der jeweiligen Leistungselektronikeinheit vermindert werden und/oder ein Betrieb der jeweiligen Leistungselektronikeinheit hinsichtlich thermischer Einflüsse verbessert werden. Folglich können thermische Einflüsse besser stabilisiert und/oder kann der Betrieb der elektrischen Schaltungsanordnung effizienter erfolgen.
Die Verbindungsvorrichtung kann ferner dazu ausgebildet sein, um die Resonanzfrequenz der ersten Leistungselektronikeinheit und die Resonanzfrequenz der zweiten Leistungselektronikeinheit zu erhöhen oder verringern.
Dabei kann insbesondere die jeweilige Resonanzfrequenz während des Schaltvorgangs erhöht oder verringert werden.
Bevorzugt kann die Verbindungsvorrichtung mittels des Schwingkreises dazu ausgebildet sein, um die jeweilige Resonanzfrequenz zu erhöhen. Die Verbindungsvorrichtung kann oerarr ausgebildet sein, dass sie niederimpedante Eigenschaften, insbesondere niederinduktive Eigenschaften, aufweist.
Dabei kann die Verbindungsvorrichtung beispielsweise derart ausgebildet sein, dass sie einen Induktivitätsbelag in einem Bereich von 0,5 bis 1000 nH, insbesondere von 0,7 bis 100 nH, besonderes bevorzugt von 1 bis 10 nH, aufweist. Dabei kann mittels des Induktivitätsbelags bevorzugt eine Resonanzfrequenz beziehungsweise Eigenfrequenz des Schwingkreises eingestellt werden.
Dahingehend kann der gebildete Schwingkreis derart ausgebildet sein, dass die Eigenfrequenz der jeweiligen Leistungselektronikeinheit nach oben geschoben wird.
Die Verbindungsvorrichtung kann zum Übertragen eines positiven Potentials und eines negativen Potentials zwischen der ersten Leistungselektronikeinheit und der zweiten Leistungselektronikeinheit ausgebildet sein.
Die Verbindungsvorrichtung kann beispielsweise wenigstens einen ersten Leiter für das positive Potential und einen zweiten Leiter für das negative Potential aufweisen. Dabei kann der erste Leiter und/oder der zweite Leiter eine Isolierschicht aufweisen und ferner kann zwischen dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter wenigstens eine Isolierschicht angeordnet sein. Dabei kann von einer Anordnung gesprochen werden, bei der der erste Leiter und der zweite Leiter nah zueinander angeordnet sind. Durch eine derartige Anordnung kann beispielsweise eine bevorzugte Kopplung zwischen dem ersten Leiter und den zweiten Leiter erreicht werden.
Die Verbindungsvorrichtung kann ferner dazu ausgebildet sein, um eine Spannungsdifferenz zwischen der ersten Leistungselektronikeinheit und der zweiten Leistungselektronikeinheit auszugleichen und/oder zu reduzieren.
Die Verbindungsvorrichtung, d.h. der erste Leiter und der zweite Leiter, kann/können einen ersten Verbindungsabschnitt zum elektrischen Verbinden mit der ersten Leistungselektronikeinheit, einen zweiten Verbindungsabschnitt zum elektrischen Verbinden mit der zweiten Leisrungselektronikeinheit und einen Längenabschnitt aufweisen. Der Längenabschnitt kann einen Abstand von dem ersten Verbindungsabschnitt zu dem zweiten Verbindungsabschnitt definieren. Der Längenabschnitt kann höchstens halb so lang wie der erste Verbindungsabschnitt oder der zweite Verbindungsabschnitt sein.
Der erste Verbindungsabschnitt und/oder der zweite Verbindungsabschnitt können beispielsweise derart an der jeweiligen Leistungselektronikeinheit angeordnet sein, dass sie mit der jeweiligen Leistungselektronikeinheit über die gesamte Länge der Leistungselektronikeinheit verbunden sind, wobei mehrere, insbesondere alle, Ein- und Ausgänge der jeweiligen Leistungselektronikeinheit miteinander verbunden sind bzw. werden.
Dabei kann auch von einer kurzen Verbindung zwischen der ersten Leistungselektronikeinheit und der zweiten Leistungselektronikeinheit und/oder weiterhin kann auch von einer breiten Verbindung zwischen den jeweiligen Leistungselektronikeinheiten gesprochen werden.
In einer bevorzugten Art und Weise kann eine Kühleinheit der ersten Leistungselektronikeinheit auf einer Kühleinheit der zweiten Leistungselektronikeinheit aufsitzen. Besonders bevorzugt kann jedoch die erste Leistungselektronikeinheit auf der zweiten Leistungselektronikeinheit aufsitzen. Folglich kann eine Erstreckung des Längenabschnitts so gering wie möglich eingestellt werden.
Durch diese breite und/oder kurze Verbindung kann beispielsweise ein Induktivitätsbelag der Verbindungsvorrichtung reduziert werden, so dass die Resonanzfrequenz in einer bevorzugten Art und Weise erhöht werden kann.
Die Verbindungsvorrichtung kann eine Stromschiene zum elektrischen Verbinden aufweisen.
Die Stromschiene kann als eine wenigstens in Teilen laminierte Stromschiene, insbesondere als eine vollflächig laminierte Stromschiene, ausgebildet sein. Dabei kann die wenigstens in Teilen laminierte Stromschiene derart aufgebaut sein, dass sie mehrere Leiter zum Führen eines positiven und eines negativen Potentials aufweist. Ferner kann die wenigstens in Teilen laminierte Stromschiene derart aufgebaut sein, dass die jeweiligen Leiter zum Führen eines positiven und eines negativen Potentials lediglich mittels einer Isolierschicht getrennt voneinander sind.
Beispielsweise können einzelne oder mehrere Merkmale der Verbindungsvorrichtung, d.h. der Stromschiene, zu einer Reduzierung der Induktivität des gebildeten Schwingkreises in einer bevorzugten Art und Weise genutzt werden.
Offenbart ist zudem ein Fahrzeug mit einer offenbarten elektrischen Schaltungsanordnung zum Ansteuern und/oder Antreiben einer elektrischen Maschine des Fahrzeugs.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren im Detail beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine elektrische Schaltungsanordnung zum Ansteuern und/oder Antreiben von elektrischen Maschinen, wobei die Schaltungsanordnung einen ersten Zwischenkreis-Kondensator, einen zweiten Zwischenkreis-Kondensator und eine Verbindungsvorrichtung umfasst;
Fig. 2 eine elektrische Schaltungsanordnung zum Ansteuern und/oder Antreiben von elektrischen Maschinen, wobei die Schaltungsanordnung eine erste Leistungselektronikeinheit mit einem ersten Zwischenkreis-Kondensator, eine zweite Leistungselektronikeinheit mit einem zweiten Zwischenkreis-Kondensator und eine Verbindungsvorrichtung zum elektrischen Verbinden des ersten Zwischenkreis-Kondensators und des zweiten Zwischenkreis-Kondensators umfasst; und
Fig. 3 eine elektrische Schaltungsanordnung zum Ansteuern und/oder Antreiben von elektrischen Maschinen, wobei die Schaltungsanordnung eine erste Leistungselektronikeinheit mit einem ersten Zwischenkreis-Kondensator und drei Powermodulen, eine zweite LeistungseleKironikeinheit mit einem zweiten Zwischenkreis-Kondensator und drei Powermodulen sowie eine Verbindungsvorrichtung zum elektrischen Verbinden des ersten Zwischenkreis- Kondensators und des zweiten Zwischenkreis-Kondensators umfasst.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Die Beschreibung der Ausführungsformen soll jedoch als nicht abschließend anzusehen sein.
Fig. 1 zeigt eine elektrische Schaltungsanordnung 1 zum Ansteuern und/oder Antreiben von elektrischen Maschinen. Die Schaltungsanordnung 1 umfasst einen ersten Zwischenkreis-Kondensator 10.2, einen zweiten Zwischenkreis- Kondensator 20.2 und eine Verbindungsvorrichtung 30.
Dabei umfasst die Verbindungsvorrichtung 30 jeweils einen ersten Leiter zum Leiten eines positiven elektrischen Potentials und einen zweiten Leiter zum Leiten eines negativen elektrischen Potentials und die Verbindungsvorrichtung 30 ist ausgebildet, das positive und/oder negative Potential zwischen dem ersten Zwischenkreis-Kondensator 10.2 und den zweiten Zwischenkreis-Kondensator 20.2 zu Leiten.
Weiterhin weist die Verbindungsvorrichtung 30, d.h. der erste Leiter und der zweite Leiter, einen ersten Verbindungsabschnitt 31.1 zum elektrischen Verbinden mit dem ersten Zwischenkreis-Kondensator 10.2, einen zweiten Verbindungsabschnitt 31.2 zum elektrischen Verbinden mit dem zweiten Zwischenkreis-Kondensator 20.2 und einen Längenabschnitt 32 auf. Der Längenabschnitt 32 definiert einen Abstand von dem ersten Verbindungsabschnitt 31.1 zu dem zweiten Verbindungsabschnitt 31.2. Der Längenabschnitt 32ist höchstens halb so lang wie der erste Verbindungsabschnitt 31 .1 oder der zweite Verbindungsabschnitt 31 .2.
Fig. 2 zeigt die elektrische Schaltungsanordnung 1 zum Ansteuern und/oder Antreiben von elektrischen Maschinen. Die Schaltungsanordnung 1 umfasst eine erste Leistungselektronikeinheit 10 mit einem ersten Zwischenkreis-Kondensator 10.2, eine zweite Leistungselektronikeinnen 20 mit einem zweiten Zwischenkreis- Kondensator 20.2 und eine Verbindungsvorrichtung 30 zum elektrischen Verbinden des ersten Zwischenkreis-Kondensators 10.2 und des zweiten Zwischenkreis- Kondensators 20.2.
Die elektrische Schaltungsanordnung 1 weist ferner eine Eingangsverbindungseinheit 2 auf, um einen Eingangs-Gleichstrom aufzunehmen.
Weiterhin weist die erste Leistungselektronikeinheit 10 ein Powermodul bzw. eine Endstufe (bestehend aus beispielsweise drei Powermodulen) 10.3 zum Wandeln des Eingangs-Gleichstroms in einen Ausgangs-Drehstrom und eine Ausgangsverbindungseinheit 10.4 zum Bereitstellen des Ausgangs-Drehstroms auf.
Weiterhin weist die zweite Leistungselektronikeinheit 20 ein Powermodul bzw. eine Endstufe (bestehend aus beispielsweise drei Powermodulen) 20.3 zum Wandeln des Eingangs-Gleichstroms in einen Ausgangs-Drehstrom und eine Ausgangsverbindungseinheit 20.4 zum Bereitstellen des Ausgangs-Drehstroms auf.
Dabei kann der jeweilige Ausgangs-Drehstrom jeweils einer elektrischen Maschine bereitgestellt werden.
Fig. 3 zeigt eine weitere elektrische Schaltungsanordnung 1 zum Ansteuern und/oder Antreiben von elektrischen Maschinen 4.1 , 4.2. Die Schaltungsanordnung 1 umfasst eine erste Leistungselektronikeinheit 10 mit einem ersten Zwischenkreis- Kondensator 10.2 und drei Powermodulen 10.3, eine zweite Leistungselektronikeinheit 20 mit einem zweiten Zwischenkreis-Kondensator 20.2 und drei Powermodulen 20.3 sowie eine Verbindungsvorrichtung 30 zum elektrischen Verbinden des ersten Zwischenkreis-Kondensators 10.2 und des zweiten Zwischenkreis-Kondensators 20.2.
Die elektrische Schaltungsanordnung 1 weist ferner eine Eingangsverbindungseinheit 2, um einen Eingangs-Strom aufzunehmen, und einen elektrischen Y-Verteiler 3, zum Bereitstellen des Eingangs-Gleichstroms an die erste Leistungselektronikeinheit 10 und die zweite Leistungselektronikeinheit 20, auf. Weiterhin weist die erste LeistungseieKrronikeinheit 10 drei Powermodule 10.3 zum Wandeln des Eingangs-Gleichstroms in einen Ausgangs-Drehstrom und einen ersten EMV-Filter 10.1 zum Filtern des bereitgestellten Eingangs-Gleichstroms auf.
Weiterhin weist die zweite Leistungselektronikeinheit 20 drei Powermodule 20.3 zum Wandeln des Eingangs-Gleichstroms in einen Ausgangs-Drehstrom und einen zweiten EMV-Filter 20.1 zum Filtern des bereitgestellten Eingangs- Gleichstroms auf.
Dabei stellen die drei Powermodule 10.3 der ersten Leistungselektronikeinheit 10 den Ausgangs-Drehstrom für die erste elektrische Maschine 4.1 bereit. Die drei Powermodule 20.3 der zweiten Leistungselektronikeinheit 20 stellen den Ausgangs- Drehstrom für eine zweite elektrische Maschine 4.2 bereit.
Bezugszeichenliste Elektrische Schaltungsanordnung Eingangsverbindungseinheit elektrischer Y-Verteiler erste elektrische Maschine zweite elektrische Maschine erste Leistungselektronikeinheit erster EMV-Filter erster Zwischenkreis-Kondensator Powermodul/en Ausgangsverbindungseinheit zweite Leistungselektronikeinheit zweiter EMV-Filter zweiter Zwischenkreis-Kondensator Powermodul/en Ausgangsverbindungseinheit Verbindungsvorrichtung erster Verbindungsabschnitt zweiter Verbindungsabschnitt Längenabschnitt

Claims

Ansprüche
1. Elektrische Schaltungsanordnung (1) zum Ansteuern und/oder Antreiben von elektrischen Maschinen, umfassend eine erste Leistungselektronikeinheit (10) mit einem ersten Zwischenkreis-Kondensator (10.2), eine zweite Leistungselektronikeinheit (20) mit einem zweiten Zwischenkreis-Kondensator
(20.2) und eine Verbindungsvorrichtung (30) zum elektrischen Verbinden des ersten Zwischenkreis-Kondensators (10.2) und des zweiten Zwischenkreis-Kondensators
(20.2), wobei die Verbindungsvorrichtung (30) ausgebildet ist, um eine Resonanzfrequenz der ersten Leistungselektronikeinheit (10) und eine Resonanzfrequenz der zweiten Leistungselektronikeinheit (20) zu verschieben.
2. Elektrische Schaltungsanordnung (1) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvorrichtung (30) ferner dazu ausgebildet ist, um die Resonanzfrequenz der ersten Leistungselektronikeinheit (10) und die Resonanzfrequenz der zweiten Leistungselektronikeinheit (20) zu erhöhen oder verringern.
3. Elektrische Schaltungsanordnung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvorrichtung (30) derart ausgebildet ist, dass sie niederimpedante Eigenschaften, insbesondere niederinduktive Eigenschaften, aufweist.
4. Elektrische Schaltungsanordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvorrichtung (30) zum Übertragen eines positiven Potentials und eines negativen Potentials zwischen der ersten Leistungselektronikeinheit (10) und der zweiten Leistungselektronikeinheit (20) ausgebildet ist.
5. Elektrische Schaltungsanordnung (1) gemäß einen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvorrichtung (30) ferner dazu ausgebildet ist, um eine Spannungsdifferenz zwischen der ersten Leistungselektronikeinheit (10) und der zweiten Leistungselektronikeinheit (20) auszugleichen und/oder zu reduzieren.
6. Elektrische Schaltungsanordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvorrichtung (30) einen ersten Verbindungsabschnitt (31.1 ) zum elektrischen Verbinden mit der ersten Leistungselektronikeinheit (10), einen zweiten Verbindungsabschnitt (31 .2) zum elektrischen Verbinden mit der zweiten Leistungselektronikeinheit (20) und einen Längenabschnitt (32) aufweist, wobei der Längenabschnitt (32) einen Abstand von dem ersten Verbindungsabschnitt (31.1 ) zu dem zweiten Verbindungsabschnitt (31 .2) definiert und der Längenabschnitt (32) höchstens halb so lang wie der erste Verbindungsabschnitt (31.1 ) und der zweite Verbindungsabschnitt (31.2) ist.
7. Elektrische Schaltungsanordnung (1) gemäß einen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvorrichtung (30) eine Stromschiene zum elektrischen Verbinden aufweist.
8. Elektrische Schaltungsanordnung (1) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschiene (30) als eine wenigstens in Teilen laminierte Stromschiene, insbesondere als eine vollflächig laminierte Stromschiene, ausgebildet ist.
9. Fahrzeug mit der elektrischen Schaltungsanordnung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Ansteuern und/oder Antreiben einer elektrischen Maschine des Fahrzeugs.
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