DE102010027713A1 - Motor vehicle drive system with a charging device - Google Patents

Motor vehicle drive system with a charging device Download PDF

Info

Publication number
DE102010027713A1
DE102010027713A1 DE102010027713A DE102010027713A DE102010027713A1 DE 102010027713 A1 DE102010027713 A1 DE 102010027713A1 DE 102010027713 A DE102010027713 A DE 102010027713A DE 102010027713 A DE102010027713 A DE 102010027713A DE 102010027713 A1 DE102010027713 A1 DE 102010027713A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
drive system
motor vehicle
vehicle drive
charging
charging device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102010027713A
Other languages
German (de)
Inventor
Jörg Huber
Dr. Hofmann Michael
Axel Willikens
Volker Hartmann
Dr. Wondrak Wolfgang
Steffen Hahlbeck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
Priority to DE102010027713A priority Critical patent/DE102010027713A1/en
Priority to PCT/EP2011/002885 priority patent/WO2012019665A2/en
Publication of DE102010027713A1 publication Critical patent/DE102010027713A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B60L53/20—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
    • 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
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/30—AC to DC converters
    • 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
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/40—DC to AC converters
    • 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
    • B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/50—Structural details of electrical machines
    • B60L2220/54—Windings for different functions
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Kraftfahrzeugantriebssystem mit einer Ladevorrichtung (10a; 10b), die zum Laden einer Akkuvorrichtung (11a; 11b) mittels eines externen Stromnetzes vorgesehen ist und die wenigstens eine mehrphasige Gleichrichtschaltung (12a; 12b) aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine Wechselspannung des externen Stromnetzes in eine Gleichspannung umzuwandeln, und mit einer elektrischen Antriebsmaschine (13a; 13b), die wenigstens zwei an einen Sternpunkt (14a; 14b) zusammengeführte Motorspulen (15a, 16a, 17a; 15b, 16b, 17b) aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass die Gleichrichtschaltung (12a; 12b) in wenigstens einem Betriebsmodus elektrisch an den Sternpunkt (14a; 14b) der Antriebsmaschine (13a; 13b) angebunden ist.The invention is based on a motor vehicle drive system with a charging device (10a; 10b) which is provided for charging a rechargeable battery device (11a; 11b) by means of an external power supply and which has at least one polyphase rectifier circuit (12a; 12b) which is provided for to convert an alternating voltage of the external power supply into a direct voltage, and with an electric drive machine (13a; 13b) which has at least two motor coils (15a, 16a, 17a; 15b, 16b, 17b) brought together at a star point (14a; 14b). It is proposed that the rectifier circuit (12a; 12b) is electrically connected to the star point (14a; 14b) of the drive machine (13a; 13b) in at least one operating mode.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugantriebssystem mit einer Ladevorrichtung zum Laden einer Akkuvorrichtung mittels eines externen Stromnetzes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a motor vehicle drive system with a charging device for charging a rechargeable battery device by means of an external power supply according to the preamble of claim 1.

Aus der US 5,341,075 ist bereits ein Kraftfahrzeugantriebssystem mit einer Ladevorrichtung, die zum Laden einer Akkuvorrichtung mittels eines externen Stromnetzes vorgesehen ist und die wenigstens eine mehrphasige Gleichrichtschaltung aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine Wechselspannung des externen Stromnetzes in eine Gleichspannung umzuwandeln, und mit einer elektrischen Antriebsmaschine, die wenigstens zwei an einem Sternpunkt zusammengeführte Motorspulen aufweist, bekannt.From the US 5,341,075 is already a motor vehicle drive system with a charging device which is provided for charging a rechargeable battery device by means of an external power network and which has at least one multi-phase rectification circuit which is intended to convert an AC voltage of the external power network into a DC voltage, and with an electric drive machine which at least has two at a neutral point merged motor coils known.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Momentenaufbau an der Antriebsmaschine insbesondere in einem Ladebetriebsmodus zu verhindern. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention is in particular the object of preventing torque build-up on the prime mover, in particular in a loading mode of operation. It is achieved according to the invention by the features of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.

Die Erfindung geht aus von einem Kraftfahrzeugantriebssystem mit einer Ladevorrichtung, die zum Laden einer Akkuvorrichtung mittels eines externen Stromnetzes vorgesehen ist und die wenigstens eine mehrphasige Gleichrichtschaltung aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine Wechselspannung des externen Stromnetzes in eine Gleichspannung umzuwandeln, und mit einer elektrischen Antriebsmaschine, die wenigstens zwei an einem Sternpunkt zusammengeführte Motorspulen aufweist.The invention relates to a motor vehicle drive system with a charging device which is provided for charging a battery device by means of an external power network and which has at least one multi-phase rectification circuit, which is intended to convert an AC voltage of the external power network into a DC voltage, and with an electric drive machine comprising at least two motor coils connected together at a neutral point.

Es wird vorgeschlagen, dass die Gleichrichtschaltung in wenigstens einem Betriebsmodus elektrisch an den Sternpunkt der Antriebsmaschine angebunden ist. Dadurch kann ein Ladestrom, den die Ladevorrichtung zum Laden der Akkuvorrichtung bereitstellt, gleichmäßig auf die Spulenwicklungen der Antriebsmaschine verteilt werden, wodurch ein Antriebssystem mit einer Ladevorrichtung bereitgestellt werden kann, die einen Momentenaufbau an der Antriebsmaschine insbesondere in einem Ladebetriebsmodus verhindert. Unter einem „externen Stromnetz” soll dabei insbesondere ein von dem Antriebssystem unabhängiges Stromnetz, wie insbesondere ein öffentliches Versorgungsnetz, verstanden werden. Unter einer „mehrphasigen Gleichrichtschaltung” soll insbesondere eine Gleichrichtschaltung verstanden werden, die wenigstens zwei, vorzugsweise drei Phasen aufweist. Unter einem „Sternpunkt einer Antriebsmaschine” soll insbesondere ein elektrischer Punkt verstanden werden, in Bezug auf den die drei Motorspulen elektrisch im Wesentlichen symmetrisch angeordnet sind. Unter „elektrisch angebunden” soll dabei insbesondere verstanden werden, dass wenigstens ein Teil eines Leistungsflusses zumindest in einem Ladebetriebsmodus über den Sternpunkt in die Antriebsmaschine eingeleitet wird. Vorzugsweise ist dabei wenigstens ein Teil der Gleichrichtschaltung im Wesentlichen widerstandsfrei mit dem Sternpunkt verbunden. Unter „im Wesentlichen widerstandsfrei” soll dabei insbesondere verstanden werden, dass ein Widerstand des elektrischen Leiters vernachlässigt werden soll. Vorzugsweise ist die Gleichrichtschaltung schaltbar mit dem Sternpunkt verbunden, d. h. in wenigstens einem Betriebsmodus elektrisch von dem Sternpunkt entkoppelbar. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell programmiert, ausgestattet und/oder ausgelegt verstanden werden.It is proposed that the rectification circuit is electrically connected in at least one operating mode to the star point of the drive machine. Thereby, a charging current provided by the charging device for charging the battery device can be evenly distributed to the coil windings of the engine, whereby a drive system can be provided with a charging device which prevents torque buildup on the engine especially in a charging operation mode. In this context, an "external power grid" is to be understood as meaning, in particular, a power grid independent of the drive system, in particular a public power grid. A "multi-phase rectification circuit" is to be understood in particular a rectification circuit having at least two, preferably three phases. A "star point of a drive machine" is to be understood in particular an electrical point, with respect to which the three motor coils are arranged electrically substantially symmetrically. By "electrically connected" is to be understood in particular that at least part of a power flow is introduced at least in a loading mode via the neutral point in the prime mover. Preferably, at least part of the rectification circuit is connected to the neutral point essentially without resistance. By "essentially free of resistance" is to be understood in particular that a resistance of the electrical conductor should be neglected. Preferably, the rectification circuit is switchably connected to the neutral point, i. H. electrically decoupled from the neutral point in at least one operating mode. "Provided" is to be understood in particular specially programmed, equipped and / or designed.

Vorzugsweise weist die Ladevorrichtung wenigstens einen Leiter auf, der elektrisch mit dem Sternpunkt verbunden ist. Dadurch kann eine einfache Anbindung zwischen der Gleichrichtschaltung und dem Sternpunkt realisiert werden. Unter einem „Leiter” soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein elektrischer Leiter der Ladevorrichtung verstanden werden, der mit einem Ende elektrisch mit dem Sternpunkt und mit einem Ende elektrisch an die Gleichrichtschaltung angebunden und/oder anbindbar ist.Preferably, the charging device has at least one conductor which is electrically connected to the neutral point. As a result, a simple connection between the rectification circuit and the neutral point can be realized. A "conductor" is to be understood in this context, in particular an electrical conductor of the charging device, which is electrically connected at one end to the neutral point and one end electrically connected to the rectification circuit and / or connectable.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Ladevorrichtung ein Trennelement aufweist, das dazu vorgesehen ist, die Gleichrichtschaltung und die Antriebsmaschine in wenigstens einem Betriebsmodus zumindest teilweise elektrisch voneinander zu trennen. Dadurch kann in einem Fahrbetriebsmodus die Gleichrichtschaltung vorteilhaft von der Antriebsmaschine getrennt werden, wodurch insbesondere in einem Fahrbetriebsmodus eine vorteilhafte Abtrennung der Ladevorrichtung erreicht werden kann. Unter einem „Trennelement” soll dabei insbesondere ein Schaltelement verstanden werden, dass in wenigstens einem Betriebsmodus dazu vorgesehen ist, einen Leiter elektrisch zu trennen, und in wenigstens einem Betriebsmodus dazu vorgesehen ist, den Leiter elektrisch zu schließen.It is also proposed that the charging device has a separating element which is provided to at least partially electrically separate the rectifying circuit and the driving machine from each other in at least one operating mode. As a result, the rectification circuit can advantageously be disconnected from the drive machine in a drive operating mode, as a result of which, in particular in a drive operating mode, an advantageous separation of the load device can be achieved. A "separating element" should be understood to mean, in particular, a switching element that is provided in at least one operating mode to electrically disconnect a conductor, and in at least one operating mode is intended to electrically close the conductor.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Ladevorrichtung zumindest einen Tiefsetzsteller, der dazu vorgesehen ist, die Gleichspannung der Gleichrichtschaltung in eine Ladespannung umzuwandeln. Dadurch kann die Ladespannung vorteilhaft auf unterschiedliche Akkuvorrichtungen, insbesondere auf unterschiedliche Batteriespannungen, angepasst werden. Unter einem „Tiefsetzsteller” soll dabei insbesondere eine Schaltung mit wenigstens einem Schaltelement und wenigstens einer Spule verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, eine anliegende Gleichspannung in eine niedrigere Spannung umzuwandeln.In an advantageous embodiment of the invention, the charging device comprises at least one buck converter, which is intended to convert the DC voltage of the rectification circuit into a charging voltage. As a result, the charging voltage can be advantageously adapted to different battery devices, in particular to different battery voltages. A "step-down converter" should be understood to mean, in particular, a circuit having at least one switching element and at least one coil, which is intended to convert an applied DC voltage into a lower voltage.

Vorteilhafterweise ist der Tiefsetzsteller elektrisch zwischen der Gleichrichtschaltung und der Antriebsmaschine angeordnet. Unter „elektrisch zwischen” soll dabei insbesondere verstanden werden, dass die Gleichrichtschaltung, der Tiefsetzsteller und die Antriebsmaschine in wenigstens einem elektrischen Leistungsfluss in dieser Reihenfolge aufeinander folgend elektrisch in Reihe geschaltet sind. Vorzugsweise ist der Leistungsfluss als ein Leistungsfluss in dem Ladebetriebsmodus ausgebildet. Für die Begriffe „vor”, „nach” und „zwischen” soll dabei auch in der nachfolgenden Beschreibung, sofern nicht anderweitig explizit ausgeführt, von einer elektrischen Anordnung in Bezug auf den Leistungsfluss in dem Ladebetriebsmodus ausgegangen werden.Advantageously, the buck converter is electrically connected between the rectification circuit and the Drive machine arranged. The term "electrically between" is to be understood in particular as meaning that the rectification circuit, the step-down converter and the drive machine are electrically connected in series in succession in at least one electrical power flow in this order. Preferably, the power flow is formed as a power flow in the charging operation mode. For the terms "before,""after," and "between," an electrical arrangement with regard to the power flow in the charging operating mode should also be assumed in the following description, unless explicitly stated otherwise.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Ladevorrichtung wenigstens einen Netz-Ableitkondensator aufweist. Dadurch können insbesondere Rückwirkungen auf das externe Stromnetz verringert werden, wodurch beispielsweise ein Schutz vor einem unbeabsichtigten Auslösen von einer Sicherheitsvorrichtung des externen Stromnetzes erhöht werden kann. Unter einem „Netz-Ableitkondensator” soll dabei insbesondere ein Kondensator verstanden werden, der zwischen wenigstens einem, in wenigstens einem Betriebszustand potential führenden Leiter, wie insbesondere einer Phase, und wenigstens einem in einem Regelbetrieb potentialfreien Leiter, wie insbesondere einem Nullleiter oder einem Schutzleiter, angeordnet ist. Unter einem „Schutzleiter” soll dabei insbesondere ein Leiter verstanden werden, der ein Null-Potential definiert, wie insbesondere ein über das externe Stromnetz geerdeter Leiter. Unter „potentialfrei” soll insbesondere potentialfrei gegenüber dem Schutzleiter verstanden werden. Unter einem „Null-Leite” soll insbesondere ein in einem Regelbetrieb potentialfreier Leiter verstanden werden. Unter einer „Phase” soll insbesondere ein Leiter verstanden werden, der in einem Regelbetrieb gegenüber dem Nullleiter ein Potential aufweist.It is further proposed that the charging device has at least one network leakage capacitor. As a result, in particular repercussions on the external power grid can be reduced, whereby, for example, protection against unintentional triggering can be increased by a safety device of the external power grid. A "line bypass capacitor" should be understood to mean, in particular, a capacitor which is connected between at least one conductor carrying potential in at least one operating state, in particular one phase, and at least one potential-free conductor in a controlled operation, in particular a neutral conductor or a protective conductor, is arranged. A "protective conductor" should be understood to mean, in particular, a conductor which defines a zero potential, in particular a conductor earthed via the external power network. Under "potential-free" should be understood in particular potential-free with respect to the protective conductor. A "zero-conduction" should be understood to mean, in particular, a potential-free conductor in a control operation. A "phase" should in particular be understood to mean a conductor which, in a closed-loop operation, has a potential with respect to the neutral conductor.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Kraftfahrzeugantriebssystem eine Leistungselektronik umfasst, die wenigstens eine in Reihe mit der Gleichrichtschaltung geschaltete Inverterschaltung aufweist. Durch eine von der Gleichrichtschaltung getrennt ausgeführte Interverschaltung kann die Gleichrichtschaltung vorteilhaft auf den Ladebetriebsmodus angepasst werden, wohingegen die Inverterschaltung vorteilhaft auf den Fahrbetriebsmodus und einen Generatorbetriebsmodus angepasst werden kann. Unter einem „Ladebetriebsmodus” soll dabei insbesondere ein Betriebsmodus verstanden werden, in dem die Akkuvorrichtung mittels einer aus dem externen Stromnetz entnommenen elektrischen Leistung geladen wird. Unter einen „Fahrbetriebsmodus” soll insbesondere ein Betriebsmodus verstanden werden, bei dem der Akkuvorrichtung eine elektrische Leistung entnommen wird, die der Antriebsmaschine für einen Momentabgabe zugeführt wird. Unter einem „Generatorbetriebsmodus” soll insbesondere ein Betriebsmodus verstanden, in dem die Antriebsmaschine aus einer zugeführten mechanischen Leistung elektrische Leistung erzeugt, mittels der die Akkuvorrichtung geladen wird, wie insbesondere bei einer Rekuperation, bei der die mechanische Leistung über Antriebsräder eingeleitet wird.In a further embodiment of the invention, it is proposed that the motor vehicle drive system comprises power electronics having at least one inverter circuit connected in series with the rectification circuit. By an isolated from the rectification circuit interlinked circuit, the rectification circuit can be advantageously adapted to the charging mode, while the inverter circuit can be advantageously adapted to the driving mode and a generator operating mode. A "charging operation mode" is to be understood in particular as an operating mode in which the battery device is charged by means of an electrical power drawn from the external power supply. A "driving mode" is to be understood in particular an operating mode in which the battery device, an electrical power is removed, which is supplied to the drive machine for a torque output. A "generator operating mode" is understood in particular to mean an operating mode in which the drive machine generates electrical power from a supplied mechanical power, by means of which the battery device is charged, in particular during a recuperation in which the mechanical power is introduced via drive wheels.

Besonders vorteilhaft bildet die Inverterschaltung zumindest eine 3-Level-Inverterschaltung aus. Dadurch können Anforderungen an eine Spannungsfestigkeit einzelner Bauteile der Inverterschaltung verringert werden. Zudem kann eine Effizienz der Inverterschaltung erhöht werden. Unter einer „3-Level-Interverschaltung” soll dabei insbesondere eine Inverterschaltung verstanden werden, an der wenigstens drei unterschiedliche Potentiale anliegen, bzw. abgreifbar sind.Particularly advantageously, the inverter circuit forms at least one 3-level inverter circuit. As a result, requirements for a dielectric strength of individual components of the inverter circuit can be reduced. In addition, an efficiency of the inverter circuit can be increased. A "3-level interconnec" should in particular be understood to mean an inverter circuit to which at least three different potentials are present or can be tapped off.

Zudem ist es vorteilhaft, wenn die Leistungselektronik wenigstens einen Netz-Ableitkondensator aufweist. Dadurch kann eine Sicherheit und eine Störanfälligkeit, insbesondere in Bezug auf das externe Stromnetz, weiter erhöht werden. Dadurch können insbesondere die Rückwirkungen auf das externe Stromnetz weiter verringert werden. Zudem kann dadurch eine Effizienz der Gleichrichtschaltung erhöht werden.In addition, it is advantageous if the power electronics has at least one power dissipation capacitor. As a result, a security and a susceptibility, especially in relation to the external power grid, further increased. As a result, in particular the repercussions on the external power grid can be further reduced. In addition, thereby an efficiency of the rectification circuit can be increased.

In einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die Ladevorrichtung zumindest eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung aufweist, die dazu vorgesehen ist, einen Leistungsfaktor anzupassen.In a further development, it is proposed that the charging device has at least one power factor correction circuit which is provided to adapt a power factor.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Ladevorrichtung eine Überwachungseinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, wenigstens eine elektrische Versorgungs- und/oder Vorrichtungskenngröße zu überwachen. Dadurch kann eine Betriebssicherheit erhöht werden. Unter „Vorsorgungskenngrößen” sollen dabei insbesondere Kenngrößen verstanden werden, die durch das externe Stromnetz vorgegeben sind, wie beispielsweise eine Netzspannung des externen Stromnetzes oder eine Wechselfrequenz des externen Stromnetzes. Unter „Vorrichtungskenngrößen” sollen dabei insbesondere durch die Ladevorrich” tung bedingte Kenngrößen verstanden werden, wie beispielsweise ein Ladestrom, ein Fehlerstrom oder ein Isolationsfehler der Ladevorrichtung.Furthermore, it is advantageous if the charging device has a monitoring unit which is provided to monitor at least one electrical supply and / or device parameter. As a result, a reliability can be increased. In this context, the term "precautionary parameters" is understood in particular to mean parameters that are predetermined by the external power grid, such as, for example, a grid voltage of the external power grid or an alternating frequency of the external power grid. The term "device characteristics" should be understood to mean, in particular, parameters determined by the charging device, such as, for example, a charging current, a fault current or an insulation fault of the charging device.

Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Ladevorrichtung eine Umschalteinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, wahlweise einen einphasigen Ladebetriebsmodus oder einen mehrphasigen Ladebetriebsmodus zu schalten. Dadurch kann die Ladevorrichtung für unterschiedliche Ausgestaltungen des externen Stromnetzes vorgesehen werden. Durch den mehrphasigen Ladebetrieb können dabei insbesondere hohe Ladeströme erreicht werden, wodurch eine Ladezeit kurz gehalten werden kann. Durch den einphasigen Ladebetrieb kann die Ladevorrichtung vorteilhaft auch bei einem Fehlen eines mehrphasigen Anschlusses eingesetzt werden. Unter einem „einphasigen Ladebetriebsmodus” soll dabei insbesondere verstanden werden, dass in dem Ladebetriebsmodus lediglich eine der Phasen der Ladevorrichtung ein Potential gegenüber dem Nullleiter aufweist. Unter einem „mehrphasigen Ladebetriebsmodus” soll dabei insbesondere verstanden werden, dass in dem Ladebetriebsmodus zumindest zwei der Phasen der Ladevorrichtung ein Potential gegenüber dem Nullleiter aufweisen.In addition, it is proposed that the charging device has a switching unit which is provided to selectively switch a single-phase charging operating mode or a multi-phase charging operating mode. As a result, the charging device can be provided for different configurations of the external power network. In particular, high charging currents can be achieved by the multiphase charging operation, whereby a charging time can be kept short. By the single-phase charging operation, the charging device can be advantageously used even in the absence of a multi-phase terminal. A "single-phase charging operating mode" is to be understood in particular as meaning that in the charging operating mode, only one of the phases of the charging device has a potential with respect to the neutral conductor. A "multi-phase charging operating mode" should be understood in particular to mean that, in the charging operating mode, at least two of the phases of the charging device have a potential with respect to the neutral conductor.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, two embodiments of the invention are shown. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Dabei zeigen:Showing:

1 einen ersten Teil eines Schaltschema für ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Antriebssystems, 1 a first part of a circuit diagram for a first embodiment of a drive system according to the invention,

2 einen zweiten Teil des Schaltschemas des erstem Ausführungsbeispiels und 2 a second part of the circuit diagram of the first embodiment and

3 ein Schaltschema eines zweiten Antriebssystems. 3 a circuit diagram of a second drive system.

Die 1 und 2 zeigen ein Schaltschema für ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugantriebssystems. 1 zeigt einen ersten Teil des Schaltschemas. 2 zeigt einen zweiten Teil des Schaltschemas. Verbindungsstellen, an denen die beiden Teile miteinander verbunden sind, sind in den beiden Figuren durch jeweils identische Großbuchstaben A, B, C, D, E, F gekennzeichnet. Das Kraftfahrzeugantriebssystem ist grundsätzlich für unterschiedliche Antriebssysteme vorgesehen. Mittels des Kraftfahrzeugantriebssystems sind sowohl rein elektrische Antriebssysteme als auch Hybridantriebssysteme ausbildet. Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist als ein rein elektrisches Antriebssystem ausgebildet.The 1 and 2 show a circuit diagram for a first embodiment of a motor vehicle drive system according to the invention. 1 shows a first part of the wiring diagram. 2 shows a second part of the wiring diagram. Connecting points at which the two parts are connected to each other are identified in the two figures by identical capital letters A, B, C, D, E, F. The motor vehicle drive system is basically provided for different drive systems. By means of the motor vehicle drive system, both purely electric drive systems and hybrid drive systems are formed. The illustrated embodiment is formed as a purely electric drive system.

Das Antriebssystem umfasst eine elektrische Antriebsmaschine 13a, eine Akkuvorrichtung 11a und eine Ladevorrichtung 10a zum Laden der Akkuvorrichtung 11a mittels eines externen Stromnetzes. Die Antriebsmaschine 13a ist als ein Drehstrommotor ausgebildet. Die Antriebsmaschine 13a umfasst drei Motorspulen 15a, 16a, 17a. Für eine Energieversorgung umfasst die Antriebsmaschine 13a drei getrennte Phasen 28a, 29a, 30a. In einem Fahrbetriebsmodus erzeugt die Antriebsmaschine 13a aus einer ihr zugeführten elektrischen Leistung ein Antriebsmoment. In einem Generatorbetriebsmodus erzeugt die Antriebsmaschine 13a aus einer ihr zugeführten mechanischen Leistung, die der Antriebsmaschine 13a beispielsweise über Antriebsräder zugeführt werden kann, elektrische Leistung. Die drei Motorspulen 15a, 16a, 17a sind an einem Sternpunkt 14a der Antriebsmaschine zusammengeführt. Der Sternpunkt 14a ist als ein zentraler Anschlusspunkt ausgebildet. Die drei Motorspulen 15a, 16a, 17a sind in Bezug auf den Sternpunkt 14a elektrisch symmetrisch angeordnet.The drive system includes an electric drive machine 13a , a battery device 11a and a loader 10a for charging the battery device 11a by means of an external power network. The prime mover 13a is designed as a three-phase motor. The prime mover 13a includes three motor coils 15a . 16a . 17a , For a power supply includes the prime mover 13a three separate phases 28a . 29a . 30a , In a drive mode, the prime mover generates 13a from a supplied electrical power a drive torque. In a generator operating mode, the prime mover generates 13a from a mechanical power supplied to it, that of the prime mover 13a can be supplied for example via drive wheels, electric power. The three motor coils 15a . 16a . 17a are at a star point 14a the drive machine merged. The star point 14a is designed as a central connection point. The three motor coils 15a . 16a . 17a are in relation to the star point 14a arranged electrically symmetrical.

Die Akkuvorrichtung 11a umfasst eine Hochvolt-Batterie. Die Akkuvorrichtung 11a stellt eine Gleichspannung bereit, die wenigstens 100 Volt beträgt. Die Hochvolt-Batterie umfasst eine Mehrzahl hintereinander geschalteter Einzelzellen. Eine minimale Batteriespannung beträgt 105,6 Volt. Eine maximale Batteriespannung beträgt 413 Volt, wobei die maximale Batteriespannung grundsätzlich auch größer sein kann. Die Akkuvorrichtung 11a weist zwei Batterieklemmen 31a, 32a auf, die jeweils einen definierten Pol der Akkuvorrichtung 11a ausbilden.The battery device 11a includes a high-voltage battery. The battery device 11a provides a DC voltage that is at least 100 volts. The high-voltage battery comprises a plurality of individual cells connected in series. A minimum battery voltage is 105.6 volts. A maximum battery voltage is 413 volts, whereby the maximum battery voltage can also be larger. The battery device 11a has two battery terminals 31a . 32a on, each having a defined pole of the battery device 11a form.

Zur elektrischen Anbindung der Antriebsmaschine 13a an die Akkuvorrichtung 11a umfasst das Antriebssystem eine Leistungselektronik 22a. Die Leistungselektronik 22a umfasst eine Inverterschaltung 23a mit zwei Leitern 33a, 34a, die jeweils mit einer der Batterieklemmen 31a, 32a der Akkuvorrichtung 11a verbunden sind. Die Inverterschaltung 23a ist mittels dreier Halbbrücken 35a, 36a, 37a ausgebildet. Jede der drei Halbbrücken 35a, 36a, 37a ist elektrisch mit einer der Motorspulen 15a, 16a, 17a der Antriebsmaschine 13a verbunden. Die Halbbrücken 35a, 36a, 37a sind jeweils zwischen den beiden Leitern 33a, 34a angeordnet. Jede Halbbrücke 35a, 36a, 37a umfasst zwei Schaltelemente und zwei parallel zu den Schaltelementen angeordnete Freilaufdioden. Die Freilaufdioden einer Halbbrücke sind entgegengesetzt angeordnet. Die Motorspulen 15a, 16a, 17a der Antriebsmaschine 13a sind an einen Brückenpunkt der jeweiligen Halbbrücke 35a, 36a, 37a angebunden. Die Schaltelemente der Halbbrücken 35a, 36a, 37a sind als Transistoren ausgebildet.For electrical connection of the drive machine 13a to the battery device 11a The drive system includes power electronics 22a , The power electronics 22a includes an inverter circuit 23a with two ladders 33a . 34a , each with one of the battery terminals 31a . 32a the battery device 11a are connected. The inverter circuit 23a is by means of three half-bridges 35a . 36a . 37a educated. Each of the three half-bridges 35a . 36a . 37a is electric with one of the motor coils 15a . 16a . 17a the prime mover 13a connected. The half bridges 35a . 36a . 37a are each between the two ladders 33a . 34a arranged. Every half bridge 35a . 36a . 37a includes two switching elements and two parallel to the switching elements arranged freewheeling diodes. The freewheeling diodes of a half-bridge are arranged opposite. The motor coils 15a . 16a . 17a the prime mover 13a are at a bridge point of the respective half bridge 35a . 36a . 37a tethered. The switching elements of the half bridges 35a . 36a . 37a are designed as transistors.

In dem Fahrbetriebsmodus erzeugt die Inverterschaltung 23a aus der Gleichspannung der Akkuvorrichtung 11a eine Wechselspannung. Die von der Inverterschaltung 23a erzeugte Wechselspannung definiert eine Leistung, die die Antriebsmaschine 13a abgibt. Zudem ist über die Wechselspannung eine Drehzahl, die die Antriebsmaschine 13a aufweist, einstellbar. Die Wechselspannung liegt als Drehstrom an den Motospulen 15a, 16a, 17a der Antriebsmaschine 13a an.In the driving mode, the inverter circuit generates 23a from the DC voltage of the battery device 11a an alternating voltage. That of the inverter circuit 23a generated AC voltage defines a power that the prime mover 13a emits. In addition, via the alternating voltage is a speed, which is the prime mover 13a has, adjustable. The AC voltage is a three-phase current at the motor coils 15a . 16a . 17a the prime mover 13a at.

In dem Generatorbetriebsmodus wandelt die Inverterschaltung 23a die von der Antriebsmaschine 13a erzeugte Wechselspannung in eine Gleichspannung um. Die Inverterschaltung 23a wirkt dabei als ein Hochsetzsteller, der die von der Antriebsmaschine 13a bereitgestellte Wechselspannung in eine höhere Gleichspannung umsetzt. Grundsätzlich kann die Inverterschaltung 23a aber auch ohne einen Hochsetz-Betrieb betrieben werden. Die Gleichspannung, in die die Inverterschaltung 23a die von der Antriebsmaschine 13a erzeugte Wechselspannung umwandelt, bewirkt einen Ladevorgang der Akkuvorrichtung 11a.In the generator operating mode, the inverter circuit converts 23a that of the prime mover 13a generated AC voltage in one DC voltage around. The inverter circuit 23a acts as a boost converter, that of the prime mover 13a provided AC voltage in a higher DC voltage converts. Basically, the inverter circuit 23a but also be operated without a Hochsetz operation. The DC voltage into which the inverter circuit 23a that of the prime mover 13a converted AC voltage causes a charging of the battery device 11a ,

Die Ladevorrichtung 10a ist funktionell im Wesentlichen von der Inverterschaltung 23a getrennt. Die Ladevorrichtung 10a umfasst eine mehrphasige Gleichrichtschaltung 12a, die eine Wechselspannung in eine Gleichspannung umwandelt. Die Gleichrichtschaltung 12a umfasst drei Phaseneingänge 38a, 39a, 40a sowie an die Phaseneingänge 38a, 39a, 40a anschließende Phasen 41a, 42a, 43a, einen Nullleitereingang 44a und einen an den Nulleitereingang 44a anschließenden Nullleiter 45a sowie einen Schutzleitereingang 46a und einen an den Schutzleitereingang 46a anschließenden Schutzleiter 47a. Die drei Phaseneingänge 38a, 39a, 40a sind für einen Drehstrom vorgesehen. Der Nulleitereingang 44a ist in Bezug auf ein Erdungspotential im Wesentlichen potentialfrei. Ein über den Nullleiter 45a fließender Strom ist in einem ordnungsgemäßen Regelbetrieb Null. Der Schutzleiter 47a, der über das externe Stromnetz mit einer Erde verbunden ist, definiert das Erdungspotential.The loading device 10a is functionally essentially of the inverter circuit 23a separated. The loading device 10a includes a polyphase rectification circuit 12a which converts an AC voltage to a DC voltage. The rectification circuit 12a includes three phase inputs 38a . 39a . 40a as well as the phase inputs 38a . 39a . 40a subsequent phases 41a . 42a . 43a , a neutral input 44a and one to the Nulleitereingang 44a subsequent neutral 45a and a protective conductor input 46a and one to the protective conductor input 46a subsequent protective conductor 47a , The three phase inputs 38a . 39a . 40a are intended for a three-phase current. The Nulleitereingang 44a is essentially potential-free with respect to a grounding potential. One over the neutral 45a flowing current is zero in normal operation. The protective conductor 47a , which is connected via the external power supply to a ground, defines the grounding potential.

Die Gleichrichtschaltung 12a umfasst für jeder der Phasen 41a, 42a, 43a eine Diodeneinheit 49a, 50a, 51 mit jeweils zwei paarweise angeordneten Dioden. Jeweils zwei der Dioden sind jeweils einer der Phasen 41a, 42a, 43a zugeordnet. Die der ersten Phase 41a zugeordnete Diodeneinheit 49a, die der zweiten Phase 42a zugeordnete Diodeneinheit 50a und die der dritten Phase 43a zugeordnete Diodeneinheit 51a sind jeweils entgegengesetzt geschaltet. Die Diodeneinheiten 49a, 50a, 51a definieren eine Polarität der Gleichspannung, die die Gleichrichtschaltung 12a aus der über die Phaseneingänge 38a, 39a, 40a eingespeisten Wechselspannung erzeugt.The rectification circuit 12a covers for each of the phases 41a . 42a . 43a a diode unit 49a . 50a . 51 each with two diodes arranged in pairs. Two of the diodes are each one of the phases 41a . 42a . 43a assigned. The first phase 41a associated diode unit 49a that's the second phase 42a associated diode unit 50a and the third phase 43a associated diode unit 51a are each switched in the opposite direction. The diode units 49a . 50a . 51a define a polarity of the DC voltage that the rectifier circuit 12a from the over the phase inputs 38a . 39a . 40a fed AC voltage generated.

In dem Ladebetriebsmodus ist die Ladevorrichtung 10a über die Inverterschaltung 23a mit der Akkuvorrichtung 11a verbunden. Die Gleichrichtschaltung 12a ist dazu in dem Ladebetriebsmodus an den Sternpunkt der Antriebsmaschine 13a angebunden. Die Motorspulen 15a, 16a, 17a sind dabei nach dem Sternpunkt 14a angeordnet. Die Gleichrichtschaltung 12a ist über den Sternpunkt 14a und die nach dem Sternpunkt 14a angeordneten Motorspulen 15a, 16a, 17a mit der Akkuvorrichtung 11a verbunden.In the charging mode of operation is the charging device 10a via the inverter circuit 23a with the battery device 11a connected. The rectification circuit 12a is in the loading mode to the star point of the prime mover 13a tethered. The motor coils 15a . 16a . 17a are doing after the star point 14a arranged. The rectification circuit 12a is over the star point 14a and those after the star point 14a arranged motor coils 15a . 16a . 17a with the battery device 11a connected.

Die Ladevorrichtung 10a umfasst zwei Leiter 18a, 48a, an denen in dem Ladebetriebsmodus die von der Gleichrichtschaltung 12a erzeugte Gleichspannung anliegt. Der erste Leiter 48a der Ladevorrichtung, der an die eine Hälfte der Dioden der Gleichrichtschaltung 12a angebunden ist, ist elektrisch direkt mit dem Leiter 34a der Inverterschaltung 23a verbunden. Der zweite Leiter 18a der Ladevorrichtung 10a, der an die andere Hälfte der Dioden der Gleichrichtschaltung 12a angebunden ist, ist elektrisch mit dem Sternpunkt 14a der Antriebsmaschine 13a verbunden. Die Gleichrichtschaltung 12a ist über den Leiter 18a mit dem Sternpunkt 14a der Antriebsmaschine 13a verbunden. Eine in dem Ladebetriebsmodus zwischen den beiden Leitern 18a, 48a anliegenden Gleichspannung wird dadurch symmetrisch auf die Motorspulen 15a, 16a, 17a der Antriebsmaschine 13a verteilt. Die Antriebsmaschine 13a ist dadurch im Ladebetriebsmodus momentenfrei, d. h. ein von der Antriebsmaschine 13a abgegebenes Moment ist gleich Null. Über die Inverterschaltung 23a, deren Freilaufdioden eine entsprechende Durchlassrichtung festlegen, sind die Motorspulen 15a, 16a, 17a an den Leiter 33a der Inverterschaltung 23a angebunden. Die jeweils paarweise angeordneten Dioden der Gleichrichtschaltung 12a und die jeweils paarweise angeordneten Freilaufdioden der Inverterschaltung 23a sind in Bezug auf die Leiter 18a, 48a, 33a, 34a korrespondierend angeordnet.The loading device 10a includes two conductors 18a . 48a in which, in the charging mode of operation, that of the rectification circuit 12a generated DC voltage is applied. The first leader 48a the charging device connected to one half of the diodes of the rectifier circuit 12a is connected, is electrically directly with the conductor 34a the inverter circuit 23a connected. The second leader 18a the loader 10a connected to the other half of the rectifier circuit diodes 12a Tied is electrically connected to the star point 14a the prime mover 13a connected. The rectification circuit 12a is about the leader 18a with the star point 14a the prime mover 13a connected. One in the charging mode between the two conductors 18a . 48a applied DC voltage is thereby symmetrical to the motor coils 15a . 16a . 17a the prime mover 13a distributed. The prime mover 13a is characterized torque-free in the loading mode, ie one of the prime mover 13a delivered moment is equal to zero. About the inverter circuit 23a whose free-wheeling diodes define a corresponding forward direction are the motor coils 15a . 16a . 17a to the ladder 33a the inverter circuit 23a tethered. The pairs of diodes of the rectification circuit 12a and each paired freewheeling diodes of the inverter circuit 23a are in terms of the ladder 18a . 48a . 33a . 34a arranged correspondingly.

Zur Erhöhung eines Leistungsfaktors umfasst die Ladevorrichtung 10a eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung 25a. Die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 25a ist an die Gleichrichtschaltung 12a angebunden. Die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 25a umfasst eine Schalteinheit 52a, die für jede Phase 41a, 42a, 43a der Gleichrichtschaltung eine Transistor-Dioden-Einheit umfasst, die für eine Leistungsfaktorkorrektur aktiv angesteuert wird, und eine Spuleneinheit 53a, die drei Spulen umfasst, die jeweils in eine der Phasen 41a, 42a, 43a eingebracht sind. Weiter umfasst die Leistungsfaktorkorrekturschaltung 25a eine Kondensatoreinheit 54a mit zwei in Reihe geschalteten Kondensatoren. Die Kondensatoreinheit 54a ist zwischen die beiden Leiter 18a, 48a der Ladevorrichtung 10a geschaltet.To increase a power factor includes the charging device 10a a power factor correction circuit 25a , The power factor correction circuit 25a is to the rectification circuit 12a tethered. The power factor correction circuit 25a includes a switching unit 52a that for each phase 41a . 42a . 43a the rectification circuit comprises a transistor diode unit which is actively driven for power factor correction, and a coil unit 53a that includes three coils, each in one of the phases 41a . 42a . 43a are introduced. Further, the power factor correction circuit includes 25a a capacitor unit 54a with two capacitors in series. The condenser unit 54a is between the two leaders 18a . 48a the loader 10a connected.

Zur Abtrennung der Gleichrichtschaltung 12a umfasst die Ladevorrichtung 10a ein schaltbares Trennelement 19a, das in einen der Leiter 18a, 48a der Ladevorrichtung 10a eingebunden ist. Das Trennelement 19a ist in den zweiten Leiter 18a eingebunden. Das Trennelement 19a ist elektronisch steuerbar. In dem Fahrbetriebsmodus und in dem Generatorbetriebsmodus ist das Trennelement 19a geöffnet. In dem Ladebetriebsmodus ist das Trennelement 19a geschlossen.For disconnecting the rectification circuit 12a includes the charging device 10a a switchable separating element 19a in one of the ladder 18a . 48a the loader 10a is involved. The separating element 19a is in the second ladder 18a involved. The separating element 19a is electronically controllable. In the driving mode and in the generator operating mode, the separator is 19a open. In the charge mode, the separator is 19a closed.

Durch das in dem Ladebetriebsmodus geschlossene Trennelement 19a ist die Gleichrichtschaltung 12a in dem Ladebetriebsmodus elektrisch mit dem Sternpunkt 14a der Antriebsmaschine 15a verbunden. In Bezug auf den einen sich in dem Ladebetriebsmodus einstellenden Leistungsfluss sind die Motorspulen 15a, 16a, 17a der Antriebsmaschine 13a nach dem Sternpunkt 14a angeordnet. Der Leistungsfluss, der über den Sternpunkt 14a in die Antriebsmaschine 13a eingeleitet wird, wird über die Motorspulen 15a, 16a, 17a gleichmäßig auf die Phasen 28a, 29a, 30a der Antriebsmaschine 13a verteilt.By the closed in the loading mode separating element 19a is the Rectifying circuit 12a in the charging mode electrically with the neutral point 14a the prime mover 15a connected. With respect to the power flow adjusting in the charge mode, the motor coils are 15a . 16a . 17a the prime mover 13a after the star point 14a arranged. The power flow, over the neutral point 14a in the prime mover 13a is initiated, is via the motor coils 15a . 16a . 17a evenly on the phases 28a . 29a . 30a the prime mover 13a distributed.

Zur Verringerung der an den beiden Leitern 18a, 48a anliegenden Gleichspannung umfasst die Ladevorrichtung 10a einen Tiefsetzsteller 20a. Der Tiefsetzsteller 20a ist mit der Gleichrichtschaltung 12a elektrisch in Reihe geschaltet. Der Tiefsetzsteller 20a ist zwischen der Gleichrichtschaltung 12a und dem Sternpunkt 14a der Antriebsmaschine 13a angeordnet. Der Tiefsetzsteller 20a umfasst ein Schaltelement 55a und eine Spule 56a. Zudem umfasst der Tiefsetzsteller 20a einen Kondensator 57a und eine Diode 58a. Die Diode 58a und der Kondensator 57a sind zwischen den Leitern 18a, 48a der Ladevorrichtung 10a angeordnet. Der Tiefsetzsteller 20a ist vor dem Trennelement 19a, d. h. zwischen der Gleichrichtschaltung 12a und dem Trennelement 19a angeordnet.To reduce the on the two conductors 18a . 48a applied DC voltage includes the charging device 10a a buck converter 20a , The buck converter 20a is with the rectification circuit 12a electrically connected in series. The buck converter 20a is between the rectification circuit 12a and the star point 14a the prime mover 13a arranged. The buck converter 20a includes a switching element 55a and a coil 56a , In addition, the buck converter includes 20a a capacitor 57a and a diode 58a , The diode 58a and the capacitor 57a are between the ladders 18a . 48a the loader 10a arranged. The buck converter 20a is in front of the separator 19a ie between the rectification circuit 12a and the separator 19a arranged.

Die Ladevorrichtung 10a weist teilweise eine hinreichend hohe Spannungsfestigkeit von beispielsweise 1200 Volt auf. Insbesondere die Gleichrichtschaltung 12a ist auf diese Spannungsfestigkeit ausgelegt. Der Tiefsetzsteller 20a wandelt die von der Gleichrichtschaltung 12a erzeugte Gleichspannung in eine niedrigere Ladespannung um. Die Ladespannung, die ebenfalls eine Gleichspannung ist, ist über den Tiefsetzsteller 20a einstellbar. Eine Spannungsfestigkeit der nach dem Tiefsetzsteller 20a angeordneten Bauteile ist geringer als die Spannungsfestigkeit der Gleichrichtschaltung 12a. Die nach dem Tiefsetzsteller 20a angeordneten Bauteile weisen eine Spannungsfestigkeit von beispielsweise 650 Volt auf. Insbesondere die Antriebsmaschine 13a und die Leistungselektronik 22a sind für diese Spannungsfestigkeit ausgelegt.The loading device 10a partially has a sufficiently high withstand voltage of, for example, 1200 volts. In particular, the rectification circuit 12a is designed for this dielectric strength. The buck converter 20a converts the from the rectifier circuit 12a generated DC voltage in a lower charging voltage to. The charging voltage, which is also a DC voltage, is via the buck converter 20a adjustable. A dielectric strength after the buck converter 20a arranged components is less than the dielectric strength of the rectifier circuit 12a , The after the buck converter 20a arranged components have a dielectric strength of for example 650 volts. In particular, the prime mover 13a and the power electronics 22a are designed for this dielectric strength.

Weiter umfasst die Ladevorrichtung 10a eine Filtereinheit 59a. Die Filtereinheit 59a bildet einen EMV-Filter aus. Die Filtereinheit 59a umfasst eine Spulen-Kondensator-Einheit mit einer Mehrzahl von paarweise angeordneten Kondensatoren und Spulen. Die Spulen-Kondensator-Einheit bildet für jede Phase 41a, 42a, 43a der Ladevorrichtung 10a einen Tiefpassfilter aus. Eine Grenzfrequenz, oberhalb der die Filtereinheit 59a dämpft, ist größer als eine maximal zu erwartende Netzfrequenz des externen Stromnetzes.Next includes the charging device 10a a filter unit 59a , The filter unit 59a forms an EMC filter. The filter unit 59a comprises a coil-capacitor unit with a plurality of paired capacitors and coils. The coil-capacitor unit forms for each phase 41a . 42a . 43a the loader 10a a low pass filter. A cutoff frequency, above the filter unit 59a is greater than a maximum expected network frequency of the external power grid.

Die Ladevorrichtung 10a umfasst ferner eine Entstöreinheit 60a mit einem Netz-Ableitkondensator 24a. Der Netz-Ableitkondensator 24a ist als y-Kondensator klassifiziert. Weiter umfasst die Entstöreinheit 60a drei x-Kondensatoren 61a, 62a, 63a. Die x-Kondensatoren 61a, 62a, 63a sind jeweils paarweise zwischen die drei Phasen 41a, 42a, 43a der Ladevorrichtung 10a geschaltet. Jeweils zwei der x-Kondensatoren 61a, 62a, 63a sind in Bezug auf zwei der Phasen 41a, 42a, 43a in Reihe geschaltet. Die drei x-Kondensatoren 61a, 62a, 63a sind über einen gemeinsamen Kontaktpunkt elektrisch miteinander verbunden. Der Netz-Ableitkondensator 24a ist an den gemeinsamen Kontaktpunkt der x-Kondensatoren 61a, 62a, 63a angebunden. Der Netz-Ableitkondensator 24a ist damit zwischen die drei Phasen 41a, 42a, 43a und den Nullleiter 45a der Ladevorrichtung 10a geschaltet. Zudem umfasst die Entstöreinheit 60a einen Kondensator 64a, der zwischen den Nullleiter 45a und den Schutzleiter 47a geschaltet ist.The loading device 10a further includes a debugging unit 60a with a network bypass capacitor 24a , The network bypass capacitor 24a is classified as a y-capacitor. Further includes the Entstöreinheit 60a three x capacitors 61a . 62a . 63a , The x-capacitors 61a . 62a . 63a are in pairs between the three phases 41a . 42a . 43a the loader 10a connected. Two of the x capacitors each 61a . 62a . 63a are in relation to two of the phases 41a . 42a . 43a connected in series. The three x capacitors 61a . 62a . 63a are electrically connected to each other via a common contact point. The network bypass capacitor 24a is at the common contact point of the x capacitors 61a . 62a . 63a tethered. The network bypass capacitor 24a is between the three phases 41a . 42a . 43a and the neutral 45a the loader 10a connected. In addition, the Entstöreinheit includes 60a a capacitor 64a that is between the neutral 45a and the protective conductor 47a is switched.

Zur Anbindung der Akkuvorrichtung 11a umfasst die Leistungselektronik 22a einen Zwischenkreis 65a. Der Zwischenkreis 65a umfasst einen Kondensator, der zwischen den beiden Leitern des Inverters angeordnet ist. Weiter umfasst die Leistungselektronik 22a zwei Netz-Ableitkondensatoren 24a, 66a. Der erste Netz-Ableitkondensator 24a ist zwischen dem Leiter 33a und dem Schutzleiter 47a angeordnet. Der zweite Netz-Ableitkondensator 66a ist zwischen dem Leiter 34a und dem Schutzleiter 47a angeordnet.For connecting the battery device 11a includes the power electronics 22a a DC link 65a , The DC link 65a comprises a capacitor which is arranged between the two conductors of the inverter. Next includes the power electronics 22a two power dissipation capacitors 24a . 66a , The first power dissipation capacitor 24a is between the conductor 33a and the protective conductor 47a arranged. The second power dissipation capacitor 66a is between the conductor 34a and the protective conductor 47a arranged.

Die Ladevorrichtung 10a umfasst weiter eine Überwachungseinheit 26a. Die Überwachungseinheit 26a ist an die drei Phasen 41a, 42a, 43a, den Nullleiter 45a und den Schutzleiter 47a angebunden. Die Überwachungseinheit 26a überwacht insbesondere Spannungen, die an den Phasen 41a, 42a, 43a, dem Nullleiter 45a und dem Schutzleiter 47a auftreten. Zudem überwacht sie elektrische Ströme, die durch die Phasen 41a, 42a, 43a, den Nullleiter 45a und den Schutzleiter 47a fließen. Zudem bildet die Überwachungseinheit einen Isolationswächter aus, der insbesondere einen Isolationswiderstand der Phasen 41a, 42a, 43a gegen den Schutzleiter 47a bestimmt. Der Isolationswiderstand ist in 1 als Ersatzwiderstand gemeinsam mit einem Ersatzkondensator, der Leitungskapazitäten ersetzt, in einer Ersatzschaltung 67a dargestellt.The loading device 10a further includes a monitoring unit 26a , The monitoring unit 26a is at the three stages 41a . 42a . 43a , the neutral 45a and the protective conductor 47a tethered. The monitoring unit 26a In particular, monitors voltages that occur at the phases 41a . 42a . 43a , the neutral 45a and the protective conductor 47a occur. It also monitors electrical currents flowing through the phases 41a . 42a . 43a , the neutral 45a and the protective conductor 47a flow. In addition, the monitoring unit forms an insulation monitor, which in particular has an insulation resistance of the phases 41a . 42a . 43a against the protective conductor 47a certainly. The insulation resistance is in 1 as a replacement resistor together with a replacement capacitor replacing line capacitance in an equivalent circuit 67a shown.

Zur Umschaltung zwischen einem Ein-Phasen-Ladebetrieb und einem Drei-Phasen-Ladebetrieb umfasst die Ladevorrichtung 10a eine Umschalteinheit 27a. Die Umschalteinheit 27a umfasst ein Schaltelement 68a, das dazu vorgesehen ist, den Nullleiter 45a der Ladevorrichtung 10a mit einer der Phasen 41a, 42, 43a zu verbinden. Die Umschalteinheit 27a ist automatisiert ausgebildet. Erkennt die Umschalteinheit 27a eine an den Phaseneingängen 38a, 39a, 40a und dem Nullleitereingang 44a anliegende einphasige Wechselspannung, schließt sie das Schaltelement 68a selbstständig und verbindet den Nullleiter 45a mit der Phase 43a. Die einphasige Wechselspannung liegt damit an zwei der drei Phasen 41a, 42a, 43a an. Die Gleichrichtschaltung 12a wandelt die zwischen den beiden Phasen 41a, 43a anliegende Wechselspannung in eine Gleichspannung um.To switch between a single-phase charging operation and a three-phase charging operation includes the charging device 10a a switching unit 27a , The switching unit 27a includes a switching element 68a , which is intended to be the neutral 45a the loader 10a with one of the phases 41a . 42 . 43a connect to. The switching unit 27a is automated. Detects the switching unit 27a one at the phase entrances 38a . 39a . 40a and the neutral input 44a adjacent single-phase AC voltage closes it the switching element 68a self-contained and connects the neutral conductor 45a with the phase 43a , The single-phase AC voltage is thus at two of the three phases 41a . 42a . 43a at. The rectification circuit 12a converts the two phases 41a . 43a applied AC voltage to a DC voltage.

Zudem ist die Umschalteinheit 27a zur Erkennung einer Gleichspannung vorgesehen. Erkennt die Umschalteinheit 27a in dem Ladebetriebsmodus eine an dem Phaseneingang 41a und dem Nullleitereingang 44a anliegende Gleichspannung, schließt die Umschalteinheit 27a ebenfalls das Schaltelement 68a. Die Gleichrichtschaltung 12a lässt die damit an den Phasen 41a, 43a anliegende Gleichspannung im Wesentlich widerstandsfrei durch, wodurch sie analog zu einer gewandelten Wechselspannung auch an den beiden Leitern 18a, 48a der Ladevorrichtung 10a anliegt.In addition, the switching unit 27a provided for detecting a DC voltage. Detects the switching unit 27a in the charging mode one at the phase input 41a and the neutral input 44a applied DC voltage, closes the switching unit 27a also the switching element 68a , The rectification circuit 12a lets it with the phases 41a . 43a applied DC voltage substantially without resistance, thereby analogous to a converted AC voltage also on the two conductors 18a . 48a the loader 10a is applied.

In dem Ladebetriebsmodus wird eine Leistung zum Laden der Akkuvorrichtung 11a über die Phaseneingänge 38a, 39a, 40a und den Nullleitereingang 44a der Ladevorrichtung 10a eingespeist. Entlang eines Energieflusses der über die Ladevorrichtung 10a eingespeisten Leistung sind nacheinander folgend die Filtereinheit 59a, die Gleichrichtschaltung 12a, die Leistungsfaktorkorrektureinheit 25a, der Tiefsetzsteller 20a und das Trennelement 19a angeordnet. An die Ladevorrichtung 10a schließt die Antriebsmaschine 13a an, die durch die Anbindung der Ladevorrichtung 10a an den Sternpunkt 14a ebenfalls in den Energiefluss eingebunden ist. Ausgehend von der Antriebsmaschine 13a geht der Energiefluss durch die Inverterschaltung 23a. Die Inverterschaltung 23a ist über den Zwischenkreis 65a an die Akkuvorrichtung 11a angebunden.In the charging operation mode, a power for charging the battery device becomes 11a about the phase inputs 38a . 39a . 40a and the neutral input 44a the loader 10a fed. Along an energy flow over the charging device 10a fed power are consecutively the filter unit 59a , the rectification circuit 12a , the power factor correction unit 25a , the buck converter 20a and the separator 19a arranged. To the charger 10a closes the prime mover 13a connected by the connection of the charging device 10a to the star point 14a is also involved in the flow of energy. Starting from the prime mover 13a the energy flow goes through the inverter circuit 23a , The inverter circuit 23a is over the DC link 65a to the battery device 11a tethered.

Zur Steuerung umfasst das Antriebssystem eine Steuer- und Regeleinheit 69a. Die Steuer- und Regeleinheit 69a umfasst wenigstens ein Steuergerät mit einer Prozessoreinheit, die für eine Steuerung und Regelung vorgesehen ist. Grundsätzlich kann die Steuer- und Regeleinheit 69a auch mehrere, baulich getrennt ausgeführte Steuergeräte aufweisen, die für unterschiedliche Funktionen der Steuer- und Regeleinheit 69a vorgesehen sind. Die Steuer- und Regeleinheit 69a ist insbesondere zur Steuerung der Ladevorrichtung 10a vorgesehen. Sie steuert die aktiv steuerbaren Schaltelemente der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 25a sowie das Trennelement 19a der Ladevorrichtung 10a. Zudem ist die Steuer- und Regeleinheit 69a für die Überwachungseinheit 26a vorgesehen, d. h. eine elektronische Auswertung der Überwachungseinheit 26a wird von der Steuer- und Regeleinheit 69a durchgeführt. Weiter ist die Steuer- und Regeleinheit 69a zur Steuerung der Leistungselektronik 22a, d. h. insbesondere zur Schaltung der Schaltelemente der Inverterschaltung 23a, vorgesehen. Außerdem ist die Steuer- und Regeleinheit 69a zur Steuerung der Umschalteinheit 27a vorgesehen. Dazu bestimmt die Steuer- und Regeleinheit 69a mittels der Überwachungseinheit 26a die zwischen den Phaseneingängen 38a, 39a, 40a und dem Nullleitereingang 44a anliegenden Spannungen und schaltet in Abhängigkeit von den erkannten Spannungen das Schaltelement 68a der Umschalteinheit 27a.For control, the drive system comprises a control and regulation unit 69a , The control unit 69a comprises at least one control unit with a processor unit which is provided for a control and regulation. Basically, the control unit 69a also have a plurality of structurally separated executed control devices that are responsible for different functions of the control unit 69a are provided. The control unit 69a is in particular for controlling the charging device 10a intended. It controls the actively controllable switching elements of the power factor correction circuit 25a as well as the separating element 19a the loader 10a , In addition, the control unit 69a for the monitoring unit 26a provided, ie an electronic evaluation of the monitoring unit 26a is from the control unit 69a carried out. Next is the control unit 69a for controlling the power electronics 22a , ie in particular for switching the switching elements of the inverter circuit 23a , intended. In addition, the control unit 69a for controlling the switching unit 27a intended. This is determined by the control unit 69a by means of the monitoring unit 26a between the phase inputs 38a . 39a . 40a and the neutral input 44a applied voltages and switches depending on the detected voltages, the switching element 68a the switching unit 27a ,

In der 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung der ersten Ausführungsbeispiels der 1 und 2 verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 und 2 durch den Buchstaben b in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels der 3 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels in den 1 und 2 verwiesen werden.In the 3 a further embodiment of the invention is shown. The following descriptions are essentially limited to the differences between the embodiments, with respect to the same components, features and functions on the description of the first embodiment of the 1 and 2 can be referenced. To distinguish the embodiments, the letter a in the reference numerals of the embodiment in the 1 and 2 by the letter b in the reference numerals of the embodiment of 3 replaced. With regard to identically designated components, in particular with regard to components having the same reference numerals, it is also possible in principle to refer to the drawings and / or the description of the first exemplary embodiment in FIGS 1 and 2 to get expelled.

In 3 ist eine alternative Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems dargestellt. Das Antriebssystem umfasst eine Ladevorrichtung 10b, eine elektrische Antriebsmaschine 13b und eine Leistungselektronik 22b. Zudem umfasst das Antriebssystem eine Akkuvorrichtung 11b.In 3 an alternative embodiment of a drive system according to the invention is shown. The drive system includes a charging device 10b , an electric drive machine 13b and power electronics 22b , In addition, the drive system includes a battery device 11b ,

Die Ladevorrichtung 10b ist analog zu dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel ausgestaltet. Die Ladevorrichtung 10b umfasst eine Filtereinheit 59b und eine Überwachungseinheit 26b. Weiter umfasst die Ladevorrichtung 10b eine Gleichrichtschaltung 12b mit angebundener Leistungsfaktorkorrekturschaltung 25b und eine Umschalteinheit 27b zum Umschalten zwischen einem einphasigen Ladebetrieb und einem mehrphasigen Ladebetrieb. Zudem umfasst die Ladevorrichtung 10b eine Entstöreinheit 60b mit einem Netz-Ableitkondensator 21b und einen Tiefsetzsteller 20b. Die Leistungselektronik 22b umfasst analog zu dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel zwei weitere Netz-Ableitkondensatoren 24b, 66b. Die Ladevorrichtung 10b ist in einem Ladebetriebsmodus an einen Sternpunkt 14b der Antriebsmaschine 13b angebunden, über den drei Motorspulen 15b, 16b, 17b der Antriebmaschine 13b miteinander verbunden sind. Ein Leiter 18b der Ladevorrichtung 10b ist elektrisch mit dem Sternpunkt 14b der Antriebsmaschine 13b verbunden. In den Leiter 18b ist ein Trennelement 19b eingebunden, das dazu vorgesehen ist, die Gleichrichtschaltung 12b und die Antriebsmaschine 13b in einem Fahrbetriebsmodus elektrisch voneinander zu trennen.The loading device 10b is configured analogously to the previous embodiment. The loading device 10b includes a filter unit 59b and a monitoring unit 26b , Next includes the charging device 10b a rectification circuit 12b with connected power factor correction circuit 25b and a switching unit 27b for switching between a single-phase charging operation and a multi-phase charging operation. In addition, the charging device includes 10b a suppression unit 60b with a network bypass capacitor 21b and a buck converter 20b , The power electronics 22b comprises two further network leakage capacitors analogous to the previous embodiment 24b . 66b , The loading device 10b is in a charging mode to a neutral point 14b the prime mover 13b Tied over the three motor coils 15b . 16b . 17b the drive machine 13b connected to each other. A leader 18b the loader 10b is electric with the star point 14b the prime mover 13b connected. In the ladder 18b is a separator 19b integrated, which is intended to the rectification circuit 12b and the prime mover 13b electrically separate from each other in a driving mode.

Im Unterschied zum vorangegangenen Ausführungsbeispiel umfasst die Leistungselektronik 22b eine Inverterschaltung 23b, die als eine Drei-Level-Inverterschaltung ausgebildet ist. Die Inverterschaltung 23b umfasst insgesamt sechs Halbbrücken 35b, 35b', 36b, 36b', 37b, 37b'. Jeweils zwei der Halbbrücken 35b, 35b', 36b, 36b', 37b, 37b' sind für eine Phase 28b, 29b, 30b der Antriebsmaschine 13b vorgesehen. Die jeweils paarweise angeordneten Halbbrücken 35b, 35b', 36b, 36b', 37b, 37b', die für eine der Phasen 28b, 29b, 30b vorgesehen sind, sind zwischen zwei Leiter 33b, 34b der Inverterschaltung 23b geschaltet. Die Phasen 28b, 29b, 30b sind jeweils an einen Punkt zwischen den beiden entsprechenden Halbbrücken 35b, 35b', 36b, 36b', 37b, 37b' angebunden. Brückenpunkte aller sechs Halbbrücken 35b, 35b', 36b, 36b', 37b, 37b' sind jeweils über eine Diode an einen Leiter 48b der Ladevorrichtung 10b angebunden, der in die Inverterschaltung 23b hineingeführt ist. Ein Zwischenkreis 65b der Leistungselektronik 22b weist zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren auf. Der Leiter 48b, an den die zusätzlichen Dioden der Inverterschaltung 23b angebunden sind, ist an einem Punkt zwischen den beiden Kondensatoren des Zwischenkreises 65b angebunden. Der Leiter 48b der Ladevorrichtung und die beiden Leiter 33b, 34b der Interverschaltung bilden drei unterschiedliche Potentiale für die Drei-Level-Inverterschaltung aus. Der Leiter 48b der Ladevorrichtung definiert dabei ein Mitten- oder Nullpotential, gegen das Potentiale der beiden Leiter 33b, 34b verschoben sind. In contrast to the previous embodiment, the power electronics includes 22b an inverter circuit 23b , which is formed as a three-level inverter circuit. The inverter circuit 23b comprises a total of six half-bridges 35b . 35b ' . 36b . 36b ' . 37b . 37b ' , Two of the half bridges each 35b . 35b ' . 36b . 36b ' . 37b . 37b ' are for a phase 28b . 29b . 30b the prime mover 13b intended. The pairs arranged half bridges 35b . 35b ' . 36b . 36b ' . 37b . 37b ' that for one of the phases 28b . 29b . 30b are provided are between two conductors 33b . 34b the inverter circuit 23b connected. The phases 28b . 29b . 30b are each at a point between the two corresponding half-bridges 35b . 35b ' . 36b . 36b ' . 37b . 37b ' tethered. Bridge points of all six half-bridges 35b . 35b ' . 36b . 36b ' . 37b . 37b ' are each via a diode to a conductor 48b the loader 10b Tied into the inverter circuit 23b is led into it. A DC link 65b the power electronics 22b has two capacitors in series. The leader 48b to which the additional diodes of the inverter circuit 23b is connected at one point between the two capacitors of the DC link 65b tethered. The leader 48b the charger and the two conductors 33b . 34b of the interconnection form three different potentials for the three-level inverter circuit. The leader 48b the charging device defines a middle or zero potential, against the potential of the two conductors 33b . 34b are shifted.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 5341075 [0002] US 5341075 [0002]

Claims (12)

Kraftfahrzeugantriebssystem mit einer Ladevorrichtung (10a; 10b), die zum Laden einer Akkuvorrichtung (11a; 11b) mittels eines externen Stromnetzes vorgesehen ist und die wenigstens eine mehrphasige Gleichrichtschaltung (12a; 12b) aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine Wechselspannung des externen Stromnetzes in eine Gleichspannung umzuwandeln, und mit einer elektrischen Antriebsmaschine (13a; 13b), die wenigstens zwei an einem Sternpunkt (14a; 14b) zusammengeführte Motorspulen (15a, 16a, 17a; 15b, 16b, 17b) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichrichtschaltung (12a; 12b) in wenigstens einem Betriebsmodus elektrisch an den Sternpunkt (14a; 14b) der Antriebsmaschine (13a; 13b) angebunden ist.Motor vehicle drive system with a charging device ( 10a ; 10b ) for charging a battery device ( 11a ; 11b ) is provided by means of an external power network and the at least one multi-phase rectification circuit ( 12a ; 12b ), which is intended to convert an AC voltage of the external power network into a DC voltage, and with an electric drive machine ( 13a ; 13b ), which at least two at a star point ( 14a ; 14b ) merged motor coils ( 15a . 16a . 17a ; 15b . 16b . 17b ), characterized in that the rectification circuit ( 12a ; 12b ) in at least one operating mode electrically to the neutral point ( 14a ; 14b ) of the prime mover ( 13a ; 13b ) is attached. Kraftfahrzeugantriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung (10a; 10b) wenigstens einen Leiter (18a; 18b) aufweist, der elektrisch mit dem Sternpunkt (14a; 14b) verbunden ist.Motor vehicle drive system according to Claim 1, characterized in that the charging device ( 10a ; 10b ) at least one ladder ( 18a ; 18b ) electrically connected to the neutral point ( 14a ; 14b ) connected is. Kraftfahrzeugantriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung (10a; 10b) ein Trennelement (19a; 19b) aufweist, das dazu vorgesehen ist, die Gleichrichtschaltung (12a; 12b) und die Antriebsmaschine (13a; 13b) in wenigstens einem Betriebsmodus zumindest teilweise elektrisch voneinander zu trennen.Motor vehicle drive system according to claim 1 or 2, characterized in that the charging device ( 10a ; 10b ) a separating element ( 19a ; 19b ), which is provided to the rectification circuit ( 12a ; 12b ) and the prime mover ( 13a ; 13b ) in at least one operating mode at least partially electrically separated from each other. Kraftfahrzeugantriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung (10a; 10b) zumindest einen Tiefsetzsteller (20a; 20b) aufweist, der dazu vorgesehen ist, die Gleichspannung der Gleichrichtschaltung (12a; 12b) in eine Ladespannung umzuwandeln.Motor vehicle drive system according to one of the preceding claims, characterized in that the charging device ( 10a ; 10b ) at least one buck converter ( 20a ; 20b ), which is provided to the DC voltage of the rectification circuit ( 12a ; 12b ) into a charging voltage. Kraftfahrzeugantriebssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Tiefsetzsteller (20a; 20b) elektrisch zwischen der Gleichrichtschaltung (12a; 12b) und der Antriebsmaschine (13a; 13b) angeordnet ist.Motor vehicle drive system according to claim 4, characterized in that the buck converter ( 20a ; 20b ) electrically between the rectification circuit ( 12a ; 12b ) and the prime mover ( 13a ; 13b ) is arranged. Kraftfahrzeugantriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung (10a; 10b) wenigstens einen Netz-Ableitkondensator (21a; 21b) aufweist.Motor vehicle drive system according to one of the preceding claims, characterized in that the charging device ( 10a ; 10b ) at least one network bypass capacitor ( 21a ; 21b ) having. Kraftfahrzeugantriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Leistungselektronik (22a; 22b), die wenigstens eine in Reihe mit der Gleichrichtschaltung (12a; 12b) geschaltete Inverterschaltung (23a; 23b) aufweist.Motor vehicle drive system according to one of the preceding claims, characterized by power electronics ( 22a ; 22b ), at least one in series with the rectifier circuit ( 12a ; 12b ) switched inverter circuit ( 23a ; 23b ) having. Kraftfahrzeugantriebssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Inverterschaltung (23b) zumindest eine 3-Level-Inverterschaltung ausbildet.Motor vehicle drive system according to claim 7, characterized in that the inverter circuit ( 23b ) at least forms a 3-level inverter circuit. Kraftfahrzeugantriebssystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungselektronik (22a; 22b) wenigstens einen Netz-Ableitkondensator (24a, 66a; 24b, 66b) aufweist.Motor vehicle drive system according to claim 7 or 8, characterized in that the power electronics ( 22a ; 22b ) at least one network bypass capacitor ( 24a . 66a ; 24b . 66b ) having. Kraftfahrzeugantriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung (10a; 10b) zumindest eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung (25a; 25b) aufweist, die dazu vorgesehen ist, einen Leistungsfaktor anzupassen.Motor vehicle drive system according to one of the preceding claims, characterized in that the charging device ( 10a ; 10b ) at least one power factor correction circuit ( 25a ; 25b ) designed to adjust a power factor. Kraftfahrzeugantriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung (10a; 10b) eine Überwachungseinheit (26a; 26b) aufweist, die dazu vorgesehen ist, wenigstens eine elektrische Versorgungs- und/oder Vorrichtungskenngröße zu überwachen.Motor vehicle drive system according to one of the preceding claims, characterized in that the charging device ( 10a ; 10b ) a monitoring unit ( 26a ; 26b ), which is intended to monitor at least one electrical supply and / or device characteristic. Kraftfahrzeugantriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung (10a; 10b) eine Umschalteinheit (27a; 27b) aufweist, die dazu vorgesehen ist, wahlweise einen einphasigen Ladebetriebsmodus oder einen mehrphasigen Ladebetriebsmodus zu schalten.Motor vehicle drive system according to one of the preceding claims, characterized in that the charging device ( 10a ; 10b ) a switching unit ( 27a ; 27b ) provided to selectively switch a single-phase charging mode or a multi-phase charging mode.
DE102010027713A 2010-07-20 2010-07-20 Motor vehicle drive system with a charging device Withdrawn DE102010027713A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010027713A DE102010027713A1 (en) 2010-07-20 2010-07-20 Motor vehicle drive system with a charging device
PCT/EP2011/002885 WO2012019665A2 (en) 2010-07-20 2011-06-11 Motor vehicle drive system having a charging device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010027713A DE102010027713A1 (en) 2010-07-20 2010-07-20 Motor vehicle drive system with a charging device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102010027713A1 true DE102010027713A1 (en) 2012-01-26

Family

ID=44627026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010027713A Withdrawn DE102010027713A1 (en) 2010-07-20 2010-07-20 Motor vehicle drive system with a charging device

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102010027713A1 (en)
WO (1) WO2012019665A2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014013115A1 (en) 2014-09-03 2016-03-03 Daimler Ag Smoothing a current that can be supplied by a rectifier
DE102018203388A1 (en) * 2018-03-07 2019-09-12 Continental Automotive Gmbh Precharging a DC link capacitor of a DC intermediate circuit

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9376025B2 (en) * 2013-02-06 2016-06-28 Lg Electronics Inc. Charging apparatus and electric vehicle including the same
CN113859004B (en) * 2020-06-30 2023-05-05 比亚迪股份有限公司 Energy conversion device and vehicle thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5341075A (en) 1993-03-10 1994-08-23 A.C. Propulsion, Inc. Combined motor drive and battery recharge system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0834977A3 (en) * 1996-08-08 1999-04-14 Schmidhauser AG Apparatus for charging at least one battery, particularly a battery for an electric vehicle, and a method for operating this apparatus
FR2937803A3 (en) * 2008-10-23 2010-04-30 Renault Sas Rechargeable direct voltage source i.e. rechargeable battery, charging current manipulating device for e.g. hybrid motor vehicle, has controlled step-up chopper circuit connected to rechargeable direct voltage source and to filtering unit
FR2943188B1 (en) * 2009-03-11 2013-04-12 Renault Sas FAST CHARGING DEVICE FOR AN ELECTRIC VEHICLE.
DE102009020504B4 (en) * 2009-05-08 2023-08-17 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Loading arrangement for a vehicle and vehicle

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5341075A (en) 1993-03-10 1994-08-23 A.C. Propulsion, Inc. Combined motor drive and battery recharge system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014013115A1 (en) 2014-09-03 2016-03-03 Daimler Ag Smoothing a current that can be supplied by a rectifier
DE102018203388A1 (en) * 2018-03-07 2019-09-12 Continental Automotive Gmbh Precharging a DC link capacitor of a DC intermediate circuit

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012019665A3 (en) 2012-07-26
WO2012019665A2 (en) 2012-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016213070B4 (en) Vehicle electrical system and procedure
DE102009037723B4 (en) Method for discharging a link capacitor of a voltage source inverter
DE102018106305B4 (en) AC charging of an intelligent battery
DE102009033185B4 (en) Charging system and charging method for charging a battery of a vehicle and vehicle with such a charging system
DE102014223227A1 (en) Drive device and method for operating a drive device
DE102016114101A1 (en) TRANSFORMERLESS ELECTRIC INSULATED BOARD CHARGER WITH SOLID BUTTER SWITCH CONTROL
DE102010039886B4 (en) Drive system for a battery-operated vehicle
DE102013112147B4 (en) CIRCUIT ARRANGEMENTS AND METHODS OF OPERATING AN ELECTRIC MACHINE
DE102018003642B4 (en) Modular inverters with batteries as energy storage for three-phase electric motors
WO2012048939A2 (en) Method for monitoring the charging mode of an energy store in a vehicle and charging system for charging an energy store in a vehicle
DE102013217729B4 (en) System for fault protection and hybrid electric vehicle
DE102016213061B4 (en) Vehicle electrical system and procedure
EP2640595A2 (en) Charge system for charging a battery of a vehicle with a two-way charge controller
DE102010027719A1 (en) Motor vehicle drive system with a charging device
WO2013107567A2 (en) Motor vehicle, battery, and method for controlling a battery
DE102015225574A1 (en) Method and device for charging a battery
DE102010027713A1 (en) Motor vehicle drive system with a charging device
DE102013011104A1 (en) Electrical power distribution device for an electrically driven vehicle and method for operating the power distribution device
DE102013017419A1 (en) Charging circuit for on-board-supercharger of vehicle e.g. motor vehicle e.g. passenger car, has short-circuited power supply line connected with lines of external power supply over switch, which provides short circuit of power supply line
DE102016012876A1 (en) Electric drive system for a vehicle
DE102010031691A1 (en) Motor vehicle drive system with a charging device
WO2012038184A2 (en) System for charging an energy store, and method for operating the charging system
WO2023006729A1 (en) Electrical drive system for a vehicle, and method for operating an electrical drive system
DE102010041988A1 (en) Drive system for a battery-operated vehicle
DE102018000580A1 (en) Electric vehicle electrical system with an inverter and with a DC-DC converter, which has an energy storage element in a minus path

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20150203