DE102015213053A1 - Improved drive arrangement for an electrically driven vehicle - Google Patents

Improved drive arrangement for an electrically driven vehicle Download PDF

Info

Publication number
DE102015213053A1
DE102015213053A1 DE102015213053.3A DE102015213053A DE102015213053A1 DE 102015213053 A1 DE102015213053 A1 DE 102015213053A1 DE 102015213053 A DE102015213053 A DE 102015213053A DE 102015213053 A1 DE102015213053 A1 DE 102015213053A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
switching device
vehicle
memory
drive arrangement
sub
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Withdrawn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
DE102015213053.3A
Other languages
German (de)
Inventor
Jan Philipp Schmidt
Dominik Gruber
Peter Lamp
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.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke 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 Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102015213053.3A priority Critical patent/DE102015213053A1/en
Publication of DE102015213053A1 publication Critical patent/DE102015213053A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/40Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by capacitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L2210/00Converter types
    • B60L2210/10DC to DC converters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L2210/00Converter types
    • B60L2210/10DC to DC converters
    • B60L2210/14Boost converters
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

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 offenbart eine Antriebsanordnung, die dazu ausgebildet ist, eine elektrische Maschine eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges mit Strom zu versorgen, aufweisend, – einen Traktionsakkumulator, der dazu ausgebildet ist, die elektrische Maschine zum Antrieb des Fahrzeuges mit Strom zu versorgen; – einen Wechselrichter, der dazu ausgebildet ist, den Gleichstrom von dem Traktionsakkumulator in einen Wechselstrom für die elektrische Maschine zu wandeln; – einen Zwischenkreisspeicher, der dazu ausgebildet ist, mit dem Wechselrichter gekoppelt zu werden und über einen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler mit dem Traktionsakkumulator gekoppelt zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkreisspeicher eine Kapazität aufweist, die ausreicht, um das Fahrzeug für eine Straßenverkehrsteilnahme relevant zu beschleunigen.The invention discloses a drive assembly adapted to power an electric machine of an electrically driven vehicle, comprising: a traction accumulator configured to supply power to the electric machine to drive the vehicle; An inverter configured to convert the direct current from the traction battery into an alternating current for the electric machine; An intermediate circuit memory adapted to be coupled to the inverter and to be coupled to the traction accumulator via a DC-DC converter, characterized in that the intermediate circuit memory has a capacity sufficient to make the vehicle relevant for road participation to accelerate.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Antriebsanordnung für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, bei dem eine Lastspitze einer elektrischen Maschine zum Antreiben des Fahrzeuges weniger Komponenten der Antriebsanordnung belastet.The present invention relates to an improved drive assembly for an electrically powered vehicle in which a load tip of an electric machine for driving the vehicle loads fewer components of the drive assembly.

Im Stand der Technik sind vollständig elektrisch angetriebene Fahrzeuge bekannt, bei denen ein Traktionsakkumulator die elektrische Maschine mit Strom versorgt. Ferner sind im Stand der Technik Hybrid-Antriebe bekannt, die einen Verbrennungsmotor sowie eine von einem Traktionsakkumulator versorgte elektrische Maschine aufweisen.In the prior art fully electrically powered vehicles are known in which a Traktionsakkumulator provides the electric machine with power. Furthermore, in the prior art hybrid drives are known, which have an internal combustion engine and an electric motor powered by a traction battery.

Im Allgemeinen werden bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen eine Mehrzahl Traktionsakkumulatorzellen, beispielsweise elektrochemische Zellen, die typischerweise Lithium-Ionen-Zellen sind, seriell verschaltet, um die zum Antrieb des Fahrzeuges erforderliche Energie und Leistung bereitstellen zu können. Eine Skalierung, beispielsweise der Spannungsniveaus je nach Drehzahl und/oder Arbeitspunkt der elektrischen Maschine, kann lediglich über eine Parallelschaltung mehrerer Traktionsakkumulatorzellen bzw. Strängen mit einer Mehrzahl Traktionsakkumulatorzellen oder durch eine Erhöhung der Anzahl in Serie geschalteter Traktionsakkumulatorzellen erzielt werden. Es ist jedoch erforderlich, die maximal zulässige Spannung für die elektronischen Bauteile zu beachten, so dass nicht beliebig viele Traktionsakkumulatorzellen in Serie geschaltet werden können. Bei dieser Ausgestaltung ist der Traktionsakkumulator direkt an einen Wechselrichter angeschlossen, der den Gleichstrom des Traktionsakkumulators in einen Wechselstrom für die elektrische Maschine wandelt. Die direkte Kopplung des Traktionsakkumulators mit der elektrischen Maschine hat den Nachteil, dass Spannungsniveaus nicht oder lediglich mit einer geringen Flexibilität an den aktuellen Lastzustand der elektrischen Maschine angepasst werden können. Dies führt zu einem reduzierten Wirkungsgrad, der mit einer reduzierten Reichweite und/oder reduzierten maximal abrufbarer Leistung einhergeht.Generally, in electrically powered vehicles, a plurality of traction battery cells, such as electrochemical cells, which are typically lithium ion cells, are connected in series to provide the power and power required to power the vehicle. Scaling, for example the voltage levels depending on the rotational speed and / or operating point of the electric machine, can only be achieved via a parallel connection of several traction accumulator cells or strings with a plurality of traction accumulator cells or by an increase in the number of series-connected traction accumulator cells. However, it is necessary to observe the maximum allowable voltage for the electronic components, so that not as many Traktionsakkumulatorzellen can be connected in series. In this embodiment, the traction battery is connected directly to an inverter, which converts the direct current of the traction battery into an alternating current for the electric machine. The direct coupling of the Traktionsakkumulators with the electric machine has the disadvantage that voltage levels can not be adapted or only with a low flexibility to the current load condition of the electric machine. This leads to a reduced efficiency, which is accompanied by a reduced range and / or reduced maximum retrievable power.

Die DE 10 2009 027 835 A1 und die DE 10 2009 027 833 A1 offenbaren Akkumulatorzellen, die mit einer Mehrzahl Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler gekoppelt sind. Dadurch kann einerseits eine höhere Flexibilität erreicht werden, andererseits führen die Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler zu Verlusten, die etwa die Größenordnung der Verluste der Akkumulatorzellen aufweisen. Somit kann durch den Einsatz der Mehrzahl von Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlern die Effizienz bzw. der Wirkungsgrad nicht im gewünschten Maße erhöht werden.The DE 10 2009 027 835 A1 and the DE 10 2009 027 833 A1 disclose battery cells coupled to a plurality of DC-DC converters. As a result, on the one hand a higher flexibility can be achieved, on the other hand, the DC-DC converters lead to losses that have approximately the magnitude of the losses of the battery cells. Thus, through the use of the plurality of DC-DC converters, the efficiency or the efficiency can not be increased to the desired extent.

Die US 2010/0213897 A1 und die WO 2010/101960 A1 offenbaren das Anbinden einzelner Akkumulatorzellen über Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler und eine sekundärseitige Serienschaltung. Dadurch kann zwar eine höhere Flexibilität erreicht werden, aber der Wirkungsgrad kann nicht im gewünschten Maß gesteigert werden.The US 2010/0213897 A1 and the WO 2010/101960 A1 disclose the attachment of individual battery cells via DC-DC converters and a secondary side series circuit. As a result, although a higher flexibility can be achieved, but the efficiency can not be increased to the desired extent.

Die Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler müssen immer für die maximal anfallende Last ausgelegt werden, auch wenn diese lediglich kurzzeitig anliegt. Zudem weisen die Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler insbesondere bei hoher Last einen niedrigen Wirkungsgrad auf. Es ist bekannt, dass Traktionsakkumulatoren aus einer Parallelschaltung von Strängen mit Akkumulatorzellen, die hinsichtlich einer möglichst hohen Kapazität optimiert sind, und Strängen mit einer Serienschaltung von Akkumulatorzellen, die für eine schnelle Stromabgabe optimiert sind, aufzubauen. Der niedrigere Wirkungsgrad der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler im Fall einer hohen Last reduziert daher die Effizienzsteigerung, die durch Verwendung unterschiedlicher Typen von Akkumulatorzellen erreicht werden kann.The DC-DC converters must always be designed for the maximum load, even if it is only present for a short time. In addition, the DC-DC converters have a low efficiency, especially at high load. It is known that traction accumulators are constructed from a parallel connection of strings with accumulator cells which are optimized for the highest possible capacity, and strings with a series circuit of accumulator cells which are optimized for a fast current output. The lower efficiency of the DC-DC converters in the case of a high load therefore reduces the efficiency increase that can be achieved by using different types of battery cells.

Die DE 88 16 268.0 offenbart eine Schaltvorrichtung für eine Zwischenkreisbatterie eines Zwischenkreisumrichters mit einem Entladewiderstand und einem Schaltelement.The DE 88 16 268.0 discloses a switching device for a DC link battery of a DC link converter with a discharge resistor and a switching element.

Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, den Wirkungsgrad einer Antriebsanordnung zum Versorgen einer elektrischen Maschine eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges zu erhöhen.The invention has as its object to increase the efficiency of a drive arrangement for supplying an electric machine of an electrically driven vehicle.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Antriebsanordnung nach Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beanspruchen bevorzugte Ausführungsformen.The object of the invention is achieved by a drive arrangement according to claim 1. The dependent claims claim preferred embodiments.

Eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung, die dazu ausgebildet ist, eine elektrische Maschine eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges mit Strom zu versorgen, umfasst einen Traktionsakkumulator, der dazu ausgebildet ist, die elektrische Maschine zum Antrieb des Fahrzeuges mit Strom zu versorgen, einen Wechselrichter, der dazu ausgebildet ist, den Gleichstrom von dem Traktionsakkumulator in einen Wechselstrom für die elektrische Maschine zu wandeln, und einen Zwischenkreisspeicher, der dazu ausgebildet ist, mit dem Wechselrichter gekoppelt zu werden und über einen ersten Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler mit dem Traktionsakkumulator gekoppelt zu werden. Erfindungsgemäß weist der Zwischenkreisspeicher eine Kapazität auf, die ausreicht, um das Fahrzeug für eine Straßenverkehrsteilnahme relevant zu beschleunigen.A drive arrangement according to the invention, which is designed to supply power to an electric machine of an electrically driven vehicle, comprises a traction accumulator, which is designed to supply the electrical machine for driving the vehicle, an inverter, which is designed to convert the DC power from the traction battery into an AC current for the electric machine, and an intermediate circuit memory configured to be coupled to the inverter and coupled to the traction battery via a first DC-DC converter. According to the invention, the intermediate circuit memory has a capacity which is sufficient to accelerate the vehicle relevant for road participation.

Der Zwischenkreisspeicher kann ein so genannter „Super Capacitor” (Superkondensator) oder ein Strang von Akkumulatorzellen sein, der für eine hohe Stromabgabe optimiert ist (Leistungszellen). Erfindungsgemäß wird bei Leistungspitzen, beispielsweise beim Beschleunigen und Rekuperieren, kein oder weniger Strom über den ersten Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler von oder zum Traktionsakkumulator übertragen.The DC link memory can be a so-called "Super Capacitor" or supercapacitor be a strand of accumulator cells that is optimized for high current output (power cells). According to the invention, in power peaks, for example during acceleration and recuperation, no or less current is transmitted via the first DC-DC converter from or to the traction accumulator.

Folglich kann der erste Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler für eine niedrigere Maximalleistung ausgelegt werden und vor allen für eine konstantere Leistung ausgelegt werden. Dadurch steigt der Wirkungsgrad des ersten Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers, wodurch die Reichweite des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges erhöht wird. Ferner ist eine höhere Spitzenleistung möglich, da die Maximalleistung des ersten Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers nicht mehr beschränkend wirkt. Ferner wird die Verlustleistung des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers reduziert und folglich kann die Kühlung schwächer ausgelegt werden. Da der Traktionsakkumulator weniger dynamisch belastet wird, wird die Alterung der Mehrzahl von Zellen des Traktionsakkumulators reduziert.Consequently, the first DC-DC converter can be designed for a lower maximum power and above all designed for a more constant power. As a result, the efficiency of the first DC-DC converter increases, whereby the range of the electrically driven vehicle is increased. Furthermore, a higher peak power is possible since the maximum power of the first DC-DC converter is no longer restrictive. Furthermore, the power loss of the DC-DC converter is reduced, and thus the cooling can be made weaker. Since the traction battery is loaded less dynamically, the aging of the plurality of cells of the traction battery is reduced.

Der Zwischenkreisspeicher kann eine Kapazität aufweisen, die ausreicht eine Energie zu speichern, die beim Rekuperieren entsteht, wenn das Fahrzeug im Generatorbetrieb verkehrsrelevant verzögert wird.The intermediate circuit memory can have a capacity which is sufficient to store an energy which arises during recuperation if the vehicle is delayed in the operation of the generator in a traffic-relevant manner.

Der Zwischenkreisspeicher kann eine Kapazität aufweisen, die bei einer ebenen Fahrbahn und ohne sonstige externe Einflüsse, beispielsweise Wettereinflüsse, zum Beschleunigen des Fahrzeuges aus dem Stand auf eine Geschwindigkeit von 30 km/h ausreicht, zum Beschleunigen des Fahrzeuges aus dem Stand auf eine Geschwindigkeit von 50 km/h ausreicht, zum Beschleunigen des Fahrzeuges aus dem Stand auf eine Geschwindigkeit von 80 km/h ausreicht, zum Beschleunigen des Fahrzeuges aus dem Stand auf eine Geschwindigkeit von 100 km/h ausreicht, zum Beschleunigen des Fahrzeuges aus dem Stand auf eine Geschwindigkeit von 112 km/h ausreicht und/oder zum Beschleunigen des Fahrzeuges von einer Geschwindigkeit von 80 km/h auf eine Geschwindigkeit von 120 km/h ausreicht. Der Zwischenkreisspeicher kann eine Kapazität aufweisen, die ausreicht, um die beim Rekuperieren im Generatorbetrieb entstehende Energie aufzunehmen, wenn das Fahrzeug von einer Geschwindigkeit von 30 km/h in den Stand verzögert wird, von 50 km/h in den Stand verzögert wird, von 80 km/h in den Stand verzögert wird, von 100 km/h in den Stand verzögert wird, von 112 km/h in den Stand verzögert wird und/oder von einer Geschwindigkeit von 120 km/h auf 80 km/h verzögert wird.The intermediate circuit memory may have a capacity that is sufficient to accelerate the vehicle from a standstill to a speed of 50 for a flat road surface and without other external influences, such as weather conditions, for accelerating the vehicle from a standstill to a speed of 30 km / h km / h sufficient to accelerate the vehicle from a standstill to a speed of 80 km / h, sufficient to accelerate the vehicle from a standstill to a speed of 100 km / h, for accelerating the vehicle from a standstill to a speed of 112 km / h and / or sufficient to accelerate the vehicle from a speed of 80 km / h to a speed of 120 km / h. The intermediate circuit memory may have a capacity sufficient to absorb the energy produced during recuperation in generator operation when the vehicle is decelerated from a speed of 30 km / h to the stalled state, delayed from 50 km / h to the stalled state of 80 km / h is delayed in the state, is delayed from 100 km / h in the state, is delayed from 112 km / h in the state and / or from a speed of 120 km / h to 80 km / h is delayed.

Der Zwischenkreisspeicher kann eine Serienschaltung von Teilzwischenkreisspeichern aufweisen. Die Antriebsanordnung kann eine Mehrzahl zweiter Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler mit einem ersten und einem zweiten Anschlusspaar aufweisen. Das erste Anschlusspaar jedes zweiten Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers ist an zumindest eine Traktionsakkumulatorzelle eines Traktionsakkumulators angeschlossen und das zweite Anschlusspaar jedes zweiten Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers ist an zumindest einen Teilzwischenkreisspeicher angeschlossen. Dadurch können die Teilzwischenkreisspeicher flexibel aus Traktionsakkumulatorzellen des Traktionsakkumulators geladen werden. Der Traktionsakkumulator muss nicht notwendigerweise eine Serienschaltung von einer hohen Anzahl von Traktionsakkumulatorzellen aufweisen. Beispielsweise kann eine niedrige Zahl von Traktionsakkumulatorzellen in Serie geschaltet werden und an das erste Anschlusspaar je eines der Mehrzahl von Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlern angeschlossen sein. Eine derartige Ausführungsform hat den Vorteil, dass aus dem Traktionsakkumulator je nach Ladezustand der Traktionsakkumulatorzellen gezielt Ladung entnommen wird, um den Traktionsakkumulator gleichmäßig zu entladen und um je nach Betriebszustand der elektrischen Maschine bestimmte Traktionsakkumulatorzellen des Traktionsakkumulators zu entladen.The intermediate circuit memory may have a series connection of partial intermediate circuit memories. The drive arrangement may comprise a plurality of second DC-DC converters having a first and a second terminal pair. The first terminal pair of each second DC-DC converter is connected to at least one traction accumulator cell of a traction battery and the second terminal pair of each second DC-DC converter is connected to at least one sub-intermediate circuit memory. As a result, the partial intermediate circuit memories can be loaded flexibly from traction accumulator cells of the traction battery. The traction battery need not necessarily have a series connection of a large number of traction battery cells. For example, a low number of traction accumulator cells may be connected in series and connected to the first terminal pair of each of the plurality of DC-DC converters. Such an embodiment has the advantage that from the Traktionsakkumulator depending on the state of charge of the Traktionsakkumulatorzellen targeted charge is removed to evenly discharge the Traktionsakkumulator and depending on the operating condition of the electric machine certain Traktionsakkumulatorzellen the traction battery to discharge.

Die Antriebsanordnung kann ferner eine Mehrzahl erster Schalteinrichtungen und eine Mehrzahl zweiter Schalteinrichtungen aufweisen, wobei jede erste Schalteinrichtung zwischen einen zweiten Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler und der zumindest einer Zelle geschaltet ist. Jede zweite Schalteinrichtung kann einem Teilzwischenkreisspeicher parallel geschaltet sein. Dadurch können ausgewählte Teilzwischenkreisspeicher überbrückt werden. Eine derartige Anordnung eignet sich insbesondere für Teilzwischenkreisspeicher, die durch einen Kondensator, beispielsweise einem so genannten Superkondensator gebildet werden.The drive arrangement may further comprise a plurality of first switching devices and a plurality of second switching devices, wherein each first switching device is connected between a second DC-DC converter and the at least one cell. Each second switching device may be connected in parallel to a sub-intermediate-circuit memory. As a result, selected subcircuit memories can be bypassed. Such an arrangement is particularly suitable for sub-intermediate circuit memory, which are formed by a capacitor, for example a so-called supercapacitor.

Die Antriebsanordnung kann ferner eine Mehrzahl dritter Schalteinrichtungen aufweisen, wobei jede dritte Schalteinrichtung zwischen eine erste Schalteinrichtung und einen Teilzwischenkreisspeicher geschaltet ist. Bei dieser Anordnung kann der Teilzwischenkreisspeicher zumindest eine Akkumulatorzelle aufweisen.The drive arrangement may further comprise a plurality of third switching devices, wherein each third switching device is connected between a first switching device and a sub-intermediate circuit memory. In this arrangement, the sub-intermediate-circuit memory may comprise at least one accumulator cell.

Bei einer anderen Ausführungsform kann jede erste Schalteinrichtung zwischen eine Induktivität und der zumindest einen Traktionsakkumulatorzelle geschaltet sein und jede zweite Schalteinrichtung über eine vierte Schalteinrichtung einen Teilzwischenkreisspeicher parallel geschaltet sein. In diesem Fall bilden die Induktivität, die zweite Schalteinrichtung und die vierte Schalteinrichtung einen Aufwärtswandler. Im normalen Betrieb, d. h. beim Aufwärtswandeln der Spannung der Traktionsakkumulatorzelle zur Spannung des Teilzwischenkreisspeichers werden die zweite Schalteinrichtung und die vierte Schalteinrichtung alternierend geschlossen und geöffnet.In another embodiment, each first switching device may be connected between an inductance and the at least one traction accumulator cell, and each second switching device may be connected in parallel via a fourth switching device, a sub-intermediate-circuit memory. In this case, the inductance, the second switching device and the fourth switching device form an up-converter. In normal operation, ie when boosting the voltage of the Traktionsakkumulatorzelle for voltage of the sub-link memory, the second switching device and the fourth switching means are alternately closed and opened.

Bei einer anderen Ausführungsform kann jede erste Schalteinrichtung zwischen eine Induktivität und der zumindest einen Traktionsakkumulatorzelle geschaltet sein, wobei jede zweite Schalteinrichtung über eine erste Schalteinrichtung der Traktionsakkumulatorzelle parallel geschaltet ist. Bei dieser Ausführungsform bilden die Induktivität, die erste Schalteinrichtung und die zweite Schalteinrichtung einen Abwärtswandler. Beim Wandeln der Spannung der Traktionsakkumulatorzelle in die Spannung des Teilzwischenkreisspeichers werden die erste Schalteinrichtung und die zweite Schalteinrichtung alternierend geschlossen und geöffnet.In another embodiment, each first switching device may be connected between an inductance and the at least one Traktionsakkumulatorzelle, wherein each second switching device is connected in parallel via a first switching device of the Traktionsakkumulatorzelle. In this embodiment, the inductance, the first switching device and the second switching device form a buck converter. When converting the voltage of the Traktionsakkumulatorzelle in the voltage of the Teilzwischencreisspeichers the first switching device and the second switching device are alternately closed and opened.

Die Antriebsanordnung umfasst ferner eine Steuerungseinrichtung. Bei einer ersten Ausführungsform kann die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet sein, eine erste Schalteinrichtung zu öffnen und eine zweite Schalteinrichtung, die mit dem gleichen Zwischenkreisspeicher gekoppelt sind, zu schließen, um den Zwischenkreisspeicher zu überbrücken. Dieser Fall kann bevorzugt sein, falls die Traktionsakkumulatorzellen, die mit dem Teilzwischenkreisspeicher gekoppelt sind, soweit entladen sind, dass sie keine weitere Ladung dem Teilzwischenkreisspeicher zuführen können.The drive arrangement further comprises a control device. In a first embodiment, the control device may be designed to open a first switching device and to close a second switching device, which are coupled to the same intermediate circuit memory, in order to bridge the intermediate circuit memory. This case may be preferable if the traction accumulator cells coupled to the sub-intermediate memory memory are discharged to the extent that they can not supply any further charge to the sub-intermediate-circuit memory.

Bei einer anderen Ausführungsform kann die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet sein, eine erste Schafteinrichtung zu öffnen, eine zweite Schalteinrichtung zu schließen und eine dritte Schalteinrichtung zu öffnen, die je mit dem gleichen Teilzwischenkreisspeicher gekoppelt sind, um den Teilzwischenkreisspeicher zu überbrücken. Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug mit einer elektrischen Maschine und der zuvor beschriebenen Antriebsanordnung.In another embodiment, the controller may be configured to open a first shunt, close a second shifter, and open a third shifter, each coupled to the same subheader memory to bypass the sub-shifter. The invention also relates to a vehicle with an electric machine and the drive arrangement described above.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren detaillierter und nicht beschränkend beschrieben, wobeiThe invention will now be described in more detail and not limitation with reference to the attached figures, in which:

1 eine Antriebsanordnung mit einem erfindungsgemäßen Zwischenkreisspeicher zeigt; 1 shows a drive arrangement with an intermediate circuit memory according to the invention;

2 den Wirkungsgrad einer Antriebsanordnung des Standes der Technik und gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; 2 shows the efficiency of a drive assembly of the prior art and according to the present invention;

3 eine erste Ausführungsform mit einer Mehrzahl von Teilzwischenkreisspeichern zeigt; 3 shows a first embodiment with a plurality of sub-link memories;

4 eine zweite Ausführungsform mit einer Mehrzahl von Teilzwischenkreisspeichern zeigt; und 4 shows a second embodiment with a plurality of sub-link memories; and

5 eine dritte Ausführungsform mit einer Mehrzahl von Teilzwischenkreisspeichern zeigt. 5 shows a third embodiment with a plurality of sub-link memories.

1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung 100 und einer elektrischen Maschine 110. Ein Traktionsakkumulator 102 umfasst eine Serienschaltung aus einer Mehrzahl Traktionsakkumulatorzellen. Der Traktionsakkumulator weist typischerweise eine Spannung von etwa 400 V bis etwa 600 V auf. Der Traktionsakkumulator 102 ist an einen ersten Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler angeschlossen. Der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 104 ist auch an einen Zwischenkreisakkumulator 106 angeschlossen. An den Zwischenkreisakkumulator 106 ist ein Wechselrichter 108 angeschlossen, der einen dreiphasigen Wechselstrom zum Antreiben der elektrischen Maschine 110 erzeugt. 1 shows a first embodiment of a drive arrangement according to the invention 100 and an electric machine 110 , A traction accumulator 102 comprises a series circuit of a plurality Traktionsakkumulatorzellen. The traction battery typically has a voltage of about 400V to about 600V. The traction accumulator 102 is connected to a first DC / DC converter. The DC-DC converter 104 is also connected to a DC link accumulator 106 connected. To the DC link accumulator 106 is an inverter 108 connected using a three-phase AC to power the electric machine 110 generated.

Der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 104 wandelt die Spannung des Traktionsakkumulators 102 in ein Spannungsniveau um, das für den jeweiligen Betriebspunkt der elektrischen Maschine 110 geeignet ist. Beim Antreiben der elektrischen Maschine zum Beschleunigen eines Kraftfahrzeuges fließt Strom vom Traktionsakkumulator 102 zum Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 104 und durch den Wechselrichter 108 zur elektrischen Maschine 110. In der elektrischen Maschine erzeugt der dreiphasige Wechselstrom vom Wechselrichter 108 in Spulen ein magnetisches Drehfeld.The DC-DC converter 104 converts the voltage of the traction battery 102 in a voltage level, that for the respective operating point of the electric machine 110 suitable is. When driving the electric machine for accelerating a motor vehicle, current flows from the traction battery 102 to the DC-DC converter 104 and through the inverter 108 to the electric machine 110 , In the electric machine generates the three-phase alternating current from the inverter 108 in coils a magnetic rotating field.

Beim Rekuperieren, d. h. beim Bremsen des Kraftfahrzeuges, erzeugt die elektrische Maschine 110 einen Wechselstrom, der über den Wechselrichter 108 und den Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 104 in den Traktionsakkumulator 102 gespeist wird. In diesem Fall muss der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 104 eine Spannung erzeugen, mit der der Traktionsakkumulator 102 möglichst geeignet geladen werden kann.When Rekuperieren, ie when braking the motor vehicle, generates the electric machine 110 an alternating current through the inverter 108 and the DC-DC converter 104 into the traction accumulator 102 is fed. In this case, the DC-DC converter 104 generate a voltage with which the traction accumulator 102 can be loaded as suitable as possible.

Erfindungsgemäß weist der Zwischenkreisspeicher 106 eine Kapazität auf, die ausreicht, um das Fahrzeug für eine Straßenverkehrsteilnahme relevant zu beschleunigen. Die Kapazität des Zwischenkreisspeichers kann ausreichen, um das Fahrzeug bei einer ebenen Fahrbahn und ohne externe Einflüsse aus dem Stand auf eine Geschwindigkeit von 30 km/h zu beschleunigen, das Fahrzeug aus dem Stand auf eine Geschwindigkeit von 50 km/h zu beschleunigen, das Fahrzeug aus dem Stand auf eine Geschwindigkeit von 80 km/h zu beschleunigen, das Fahrzeug aus dem Stand auf eine Geschwindigkeit von 100 km/h zu beschleunigen, das Fahrzeug aus dem Stand auf eine Geschwindigkeit von 112 km/h zu beschleunigen und/oder das Fahrzeug von einer Geschwindigkeit von 80 km/h auf eine Geschwindigkeit von 120 km/h zu beschleunigen.According to the invention, the intermediate circuit memory 106 a capacity sufficient to accelerate the vehicle relevant for road participation. The capacity of the intermediate circuit memory may be sufficient to accelerate the vehicle at a flat lane and without external influences from a standstill to a speed of 30 km / h, to accelerate the vehicle from a standstill to a speed of 50 km / h, the vehicle To accelerate from a standstill to a speed of 80 km / h, to accelerate the vehicle from a standing position to a speed of 100 km / h, to accelerate the vehicle from a standing position to a speed of 112 km / h and / or the vehicle to accelerate from a speed of 80 km / h to a speed of 120 km / h.

Der Zwischenkreisspeicher 106 kann ein so genannter Superkondensator (Super Capacitor) und/oder ein Akkumulator sein, beispielsweise Lithium-Ionen-Akkumulatorzellen aufweisen. Erfindungsgemäß ist die Kapazität des Zwischenkreisspeicher 106 so groß, dass die elektrische Maschine 110 bei Fahrmanövern, die einen hohen Strombedarf erfordern, durch Ladung aus dem Zwischenkreisspeicher 106 versorgt werden kann. Dadurch kann der erste Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 104 für einen niedrigeren Maximalstrom ausgelegt werden, wodurch Aufwände reduziert werden. Ferner steigt der Wirkungsgrad, da durch den ersten Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 104 niedrigere Ströme fließen. The intermediate circuit memory 106 may be a so-called supercapacitor and / or an accumulator, for example lithium-ion accumulator cells. According to the invention, the capacity of the intermediate circuit memory 106 so big that the electric machine 110 in driving maneuvers that require a high power requirement, by charge from the intermediate circuit memory 106 can be supplied. This allows the first DC-DC converter 104 be designed for a lower maximum current, whereby expenses are reduced. Further, the efficiency increases because of the first DC-DC converter 104 lower currents flow.

Es wird auf 2 Bezug genommen, die schematisch den Wirkungsgrad eines beispielhaften Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers zeigt. Am ersten Betriebspunkt 1, bei dem der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler einen Strom von etwa 75 A wandeln muss, weist der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler einen Wirkungsgrad von etwa 97,5% auf. Bei einem zweiten Betriebspunkt 2, bei dem der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler einen Strom von etwa 400 A wandeln muss, sinkt der Wirkungsgrad auf 91%.It will open 2 Reference is made schematically showing the efficiency of an exemplary DC-DC converter. At the first operating point 1, where the DC-DC converter must convert a current of about 75 A, the DC-DC converter has an efficiency of about 97.5%. At a second operating point 2, where the DC-DC converter must convert a current of about 400 A, the efficiency drops to 91%.

Da bei der vorliegenden Erfindung der erste Gleichstrom-Gieichstrom-Wandler 104 den Zwischenkreisspeicher 106 lediglich nachladen muss, steigt der Wirkungsgrad an einem Betriebspunkt 3, an dem der Wechselrichter 108 einen Strom von etwa 400 A vom Zwischenkreisspeicher 106 abruft auf etwa 98,5%. Erfindungsgemäß wird der Strom für kurzzeitige energieintensive Fahrmanöver dem Zwischenkreisspeicher 106 und nicht dem ersten Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 104 entnommen.In the present invention, the first DC-DC converter 104 the intermediate circuit memory 106 merely has to recharge, the efficiency increases at an operating point 3, at which the inverter 108 a current of about 400 A from the intermediate circuit memory 106 retrieves about 98.5%. According to the invention, the power for short-term energy-intensive driving maneuvers the intermediate circuit memory 106 and not the first DC-DC converter 104 taken.

Es wird auf 3 Bezug genommen, die eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung 200 zeigt, an der die elektrische Maschine 110 angeschlossen ist. Die zweite Ausführungsform 200 umfasst eine Mehrzahl zweiter Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 204. An jeden der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 204 ist zumindest eine Traktionsakkumulatorzelle 202 angeschlossen. Die Traktionsakkumulatorzellen 202 bilden den Traktionsakkumulator. Die Antriebsanordnung 200 umfasst eine Mehrzahl erster Schalter 200, die zwischen den zweiten Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 204 und der zumindest einer Traktionsakkumulatorzelle 202 geschaltet sind. Die Teilzwischenkreisspeicher 206 sind in Serie geschaltet und bilden im Einsatz einen Zwischenkreisspeicher, von dem der Wechselrichter 108 beim Antreiben der elektrischen Maschine 110 Strom entnehmen kann und in dem der Wechselrichter 108 beim Rekuperieren Strom liefern kann.It will open 3 Reference is made to a second embodiment of the drive assembly according to the invention 200 shows where the electric machine 110 connected. The second embodiment 200 includes a plurality of second DC-DC converters 204 , To each of the DC-DC converters 204 is at least a Traktionsakkumulatorzelle 202 connected. The traction accumulator cells 202 form the traction accumulator. The drive arrangement 200 includes a plurality of first switches 200 between the second DC-DC converter 204 and the at least one traction battery cell 202 are switched. The sub-link memory 206 are connected in series and form an intermediate circuit memory in use, from which the inverter 108 while driving the electric machine 110 Can take electricity and in which the inverter 108 can supply electricity during recuperation.

Der Antriebsanordnung 200 umfasst eine Mehrzahl zweiter Schaltereinrichtungen 222 die je über eine vierte Schaltereinrichtung 223 einem Teilzwischenkreisspeicher 206 parallel geschaltet sind. Es ist auch möglich, dass die zweite Schalteinrichtung 222 direkt am Teilzwischenkreisspeicher 206 angeschlossen ist.The drive assembly 200 includes a plurality of second switch devices 222 the ever via a fourth switching device 223 a subcircuit memory 206 are connected in parallel. It is also possible that the second switching device 222 directly at the sub-intermediate memory 206 connected.

Im normalen Betrieb ist die erste Schalteinrichtung 220 geschlossen. Die zweite Schalteinrichtung 222 und die vierte Schalteinrichtung (223) werden im normalen Betrieb alternierend geöffnet und geschlossen. Der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 204 arbeitet als Aufwärtswandler. In diesem Zustand kann der zweite Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 204 Strom dem Teilzwischenkreisspeicher 206 bzw. dem Wechselrichter 108 zuführen. Wenn ein Teilzwischenspeicher 206 überbrückt werden soll, werden die mit diesem Teilzwischenspeicher 206 gekoppelte erste Schalteinrichtung 220 geöffnet und die zweite Schalteinrichtung 222 geschlossen. Es kann erforderlich sein, einen Teilzwischenkreisspeicher 206 zu überbrücken, wenn beispielsweise die damit gekoppelte zumindest eine Traktionsakkumulatorzelle 202 zu wenig Ladung aufweist, um den Teilzwischenkreisspeicher 206 zu laden. Es kann auch wünschenswert sein, Teilzwischenkreisspeicher 206 zu überbrücken wenn der aktuelle Arbeitspunkt der elektrischen Maschine 110 ein niedrigeres Spannungsniveau erfordert.In normal operation, the first switching device 220 closed. The second switching device 222 and the fourth switching device ( 223 ) are opened and closed alternately during normal operation. The DC-DC converter 204 works as an up-converter. In this state, the second DC-DC converter 204 Electricity to the parts intermediate circuit storage 206 or the inverter 108 respectively. If a sub-cache 206 will be bridged with this sub-cache 206 coupled first switching device 220 opened and the second switching device 222 closed. It may be necessary to have a subcircuit memory 206 to bridge, for example, if coupled to at least one Traktionsakkumulatorzelle 202 has too little charge to the Teilzwischenkreisspeicher 206 to load. It may also be desirable to have sub-link memory 206 to bridge if the current operating point of the electric machine 110 requires a lower voltage level.

Bei der zweiten Ausführungsform werden die Teilzwischenkreisspeicher 206 bevorzugt durch Kondensatoren, beispielsweise Superkondensatoren, implementiert. Diese lassen sich durch die zweite Schalteinrichtung 222 kurzschließen.In the second embodiment, the sub-intermediate-circuit memories become 206 preferably implemented by capacitors, for example supercapacitors. These can be through the second switching device 222 short.

Es wird auf 4 Bezug genommen, die eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung 300 zeigt. Die dritte Ausführungsform der Antriebsanordnung 300 entspricht der zweiten Ausführungsform der Antriebsanordnung 200 weitgehend, so dass im Folgenden nur die Unterschiede zur zweiten Ausführungsform beschrieben werden. Bei der dritten Ausführungsform ist den Teilzwischenkreisspeichern 306 eine dritte Schalteinrichtung 324 in Serie geschaltet.It will open 4 Reference is made to a third embodiment of the drive assembly according to the invention 300 shows. The third embodiment of the drive assembly 300 corresponds to the second embodiment of the drive assembly 200 largely, so that only the differences from the second embodiment will be described below. In the third embodiment, the sub-link memories 306 a third switching device 324 connected in series.

Im normalen Betrieb sind eine erste Schalteinrichtung 220 und eine dritte Schalteinrichtung 324 geschlossen und die zweite Schalteinrichtung (222) und die vierte Schalteinrichtung (223) werden im normalen Betrieb alternierend geöffnet und geschlossen, wobei die erste Schalteinrichtung 220, die zweite Schalteinrichtung 222 und die dritte Schalteinrichtung 324 jeweils an den gleichen Teilzwischenkreisspeicher 306 angeschlossen sind. Der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 204 arbeitet als Aufwärtswandler. Falls ein Teilzwischenkreisspeicher 306 aus den oben genannten Gründen überbrückt werden soll, werden die daran angeschlossene erste Schalteinrichtung 220 geöffnet, die daran angeschlossene zweite Schalteinrichtung 222 geschlossen und die daran angeschlossene dritte Schalteinrichtung 324 geöffnet.In normal operation are a first switching device 220 and a third switching device 324 closed and the second switching device ( 222 ) and the fourth switching device ( 223 ) are alternately opened and closed in normal operation, wherein the first switching device 220 , the second switching device 222 and the third switching device 324 each to the same sub-intermediate memory 306 are connected. The DC-DC converter 204 works as an up-converter. If a sub-link memory 306 be bridged for the reasons mentioned above, the first switching device connected thereto 220 opened, the second switching device connected thereto 222 closed and the connected thereto third switching device 324 open.

Bei der dritten Ausführungsform kann der Teilzwischenkreisspeicher 306 Akkumulatorzellen, beispielsweise Lithium-Ionen-Akkumulatorzellen aufweisen. Die Akkumulatorzellen 306 können für eine möglichst hohe Stromabgabe optimiert sein. Da durch Öffnen der dritten Schalteinrichtung 324 beim Überbrücken kein Kurzschluss über den Teilakkumulatorspeicher 306 entsteht, besteht keine Gefahr, dass der Teilzwischenkreisspeicher 306 beschädigt wird.In the third embodiment, the sub-intermediate memory 306 Have accumulator cells, for example, lithium-ion battery cells. The accumulator cells 306 can be optimized for the highest possible power output. There by opening the third switching device 324 when bypassing, no short circuit over the partial accumulator memory 306 arises, there is no danger that the Teilzwischenkreisspeicher 306 is damaged.

Die zweite Schalteinrichtung 222 und die vierte Schalteinrichtung 223 können Teil des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers 204 sein. In diesem Fall wird der Stromspeicher des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers (204) im Wesentlichen durch eine Induktivität 215 gebildet. Bei dieser Ausgestaltung sind lediglich die erste Schalteinrichtung 220 und optional die dritte Schalteinrichtung 324 zusätzlich erforderlich. Es ist aber auch möglich, einen beliebigen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 204 einzusetzen, der keine zweite Schalteinrichtung 222 und keine vierte Schalteinrichtung 223 aufweist. Bei dieser Ausgestaltung müssen die zweiten Schalteinrichtungen 222 und 223 zusätzlich vorgesehen werden.The second switching device 222 and the fourth switching device 223 can be part of the DC-DC converter 204 be. In this case, the current memory of the DC-DC converter ( 204 ) essentially by an inductance 215 educated. In this embodiment, only the first switching device 220 and optionally the third switching device 324 additionally required. But it is also possible, any DC-DC converter 204 to use, no second switching device 222 and no fourth switching device 223 having. In this embodiment, the second switching devices must 222 and 223 be additionally provided.

Es wird auf 5 Bezug genommen, die eine vierte Ausführungsform der Erfindung zeigt. Eine erste Schalteinrichtung 220 ist zwischen die zumindest eine Traktionsakkumulatorzelle 202 und eine Induktivität 425 geschaltet. Eine zweite Schalteinrichtung 422 ist über eine erste Schalteinrichtung 220 der zumindest einen Traktionsakkumulatorzelle 202 parallel geschaltet. Die Induktivität 425, die erste Schalteinrichtung 220 und die zweite Schalteinrichtung bilden einen Abwärtswandler. Während des normalen Betriebes, d. h. wenn die Spannung der zumindest einen Traktionsakkumulatorzelle 202 in die Spannung des Teilzwischenkreisspeichers 206 gewandelt wird, werden die erste Schalteinrichtung 220 und die zweite Schalteinrichtung 422 alternierend geöffnet und geschlossen. Die Induktivität 425 bildet bei dieser Ausführungsform den Stromspeicher. Wenn bei der dritten Ausführungsform der Antriebsanordnung 400 ein Teilzwischenkreisspeicher 206 überbrückt werden soll, werden die an diesen Teilzwischenkreisspeicher 206 angeschlossene erste Schalteinrichtung 220 geöffnet und die an diesen Teilzwischenkreisspeicher angeschlossene zweite Schalteinrichtung 422 geschlossen. Die vierte Ausführungsform ist geeignet, wenn die Teilzwischenkreisspeicher 206 durch Kondensatoren (Super-Kondensatoren) gebildet sind. Es ist aber auch möglich, bei der vierten Ausführungsform die Teilzwischenkreisspeicher 206 aus Akkumulatorzellen aufzubauen, wenn analog zur dritten Ausführungsform den Akkumulatorzellen des Teilzwischenkreisspeichers eine dritte Schalteinrichtung in Serie geschaltet ist.It will open 5 Reference is made, showing a fourth embodiment of the invention. A first switching device 220 is between the at least one Traktionsakkumulatorzelle 202 and an inductance 425 connected. A second switching device 422 is about a first switching device 220 the at least one Traktionsakkumulatorzelle 202 connected in parallel. The inductance 425 , the first switching device 220 and the second switching device form a buck converter. During normal operation, ie when the voltage of the at least one traction battery cell 202 in the voltage of the sub-link memory 206 is converted, become the first switching device 220 and the second switching device 422 alternately open and closed. The inductance 425 forms the current memory in this embodiment. When in the third embodiment of the drive assembly 400 a subcircuit memory 206 be bridged to those parts of the intermediate memory 206 connected first switching device 220 opened and connected to this Teilzwischenkreisspeicher second switching device 422 closed. The fourth embodiment is suitable when the sub-intermediate-circuit memories 206 are formed by capacitors (super capacitors). But it is also possible in the fourth embodiment, the sub-intermediate memory 206 build from battery cells, when analogous to the third embodiment, the battery cells of the sub-link memory, a third switching device is connected in series.

Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass bei Leistungsspitzen die elektrische Maschine von Ladung aus einem Zwischenkreisspeicher versorgt wird. Dadurch kann der bzw. können die an den Traktionsakkumulator angeschlossen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler kleiner dimensioniert werden und in einem engeren Betriebsbereich nahezu konstant betrieben werden, wodurch der Wirkungsgrad des bzw. der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers) deutlich erhöht werden kann.The invention has the advantage that when power peaks the electric machine is supplied by charge from a DC link memory. As a result, the DC / DC converter connected to the traction battery can be dimensioned smaller and operated almost constantly in a narrower operating range, whereby the efficiency of the DC / DC converter (s) can be significantly increased.

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

  • DE 102009027835 A1 [0004] DE 102009027835 A1 [0004]
  • DE 102009027833 A1 [0004] DE 102009027833 A1 [0004]
  • US 2010/0213897 A1 [0005] US 2010/0213897 A1 [0005]
  • WO 2010/101960 A1 [0005] WO 2010/101960 A1 [0005]
  • DE 8816268 [0007] DE 8816268 [0007]

Claims (10)

Antriebsanordnung (100, 200; 300; 400), die dazu ausgebildet ist, eine elektrische Maschine (110) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges mit Strom zu versorgen, aufweisend, – einen Traktionsakkumulator (102; 202), der dazu ausgebildet ist, die elektrische Maschine (110) zum Antrieb des Fahrzeuges mit Strom zu versorgen; – einen Wechselrichter (108), der dazu ausgebildet ist, den Gleichstrom von dem Traktionsakkumulator (102; 202) in einen Wechselstrom für die elektrische Maschine (110) zu wandeln;. – einen Zwischenkreisspeicher (106; 206; 306), der dazu ausgebildet ist, mit dem Wechselrichter (108) gekoppelt zu werden und über einen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler (104; 204) mit dem Traktionsakkumulator (102; 202) gekoppelt zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkreisspeicher (106; 206; 306) eine Kapazität aufweist, die ausreicht, um das Fahrzeug für eine Straßenverkehrsteilnahme relevant zu beschleunigen.Drive arrangement ( 100 . 200 ; 300 ; 400 ), which is adapted to an electric machine ( 110 ) of an electrically driven vehicle, comprising - a traction battery ( 102 ; 202 ), which is adapted to the electrical machine ( 110 ) to power the vehicle to power; - an inverter ( 108 ) which is adapted to direct the direct current from the traction battery ( 102 ; 202 ) in an alternating current for the electric machine ( 110 ) to convert. - a DC link memory ( 106 ; 206 ; 306 ), which is designed to be connected to the inverter ( 108 ) and via a DC-DC converter ( 104 ; 204 ) with the traction accumulator ( 102 ; 202 ), characterized in that the intermediate circuit memory ( 106 ; 206 ; 306 ) has a capacity sufficient to accelerate the vehicle relevant for road participation. Antriebsanordnung (100; 200; 300) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkreisspeicher (106; 206; 306) eine Kapazität aufweist, die bei einer ebenen Fahrbahn und ohne externe Einflüsse für zumindest eines der folgenden Fahrmanöver ausreicht: – das Fahrzeug aus dem Stand auf eine Geschwindigkeit von 30 km/h zu beschleunigen; – das Fahrzeug aus dem Stand auf eine Geschwindigkeit von 50 km/h zu beschleunigen; – das Fahrzeug aus dem Stand auf eine Geschwindigkeit von 80 km/h zu beschleunigen; – das Fahrzeug aus dem Stand auf eine Geschwindigkeit von 100 km/h zu beschleunigen; – das Fahrzeug aus dem Stand auf eine Geschwindigkeit von 112 km/h zu beschleunigen; – das Fahrzeug von einer Geschwindigkeit von 80 km/h auf eine Geschwindigkeit von 120 km/h zu beschleunigen.Drive arrangement ( 100 ; 200 ; 300 ) according to claim 1, characterized in that the intermediate circuit memory ( 106 ; 206 ; 306 ) has a capacity sufficient for at least one of the following driving maneuvers, on a flat road surface and without external influences: - to accelerate the vehicle from a standing position to a speed of 30 km / h; To accelerate the vehicle from a standing position to a speed of 50 km / h; To accelerate the vehicle from a standing position to a speed of 80 km / h; To accelerate the vehicle from a standing position to a speed of 100 km / h; - To accelerate the vehicle from a standstill to a speed of 112 km / h; - To accelerate the vehicle from a speed of 80 km / h to a speed of 120 km / h. Antriebsanordnung (200; 300; 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet dass der Zwischenkreisspeicher eine Mehrzahl von Teilzwischenkreisspeicher (206; 306) aufweist.Drive arrangement ( 200 ; 300 ; 400 ) according to one of claims 1 to 2, characterized in that the intermediate circuit memory has a plurality of sub-intermediate circuit memories ( 206 ; 306 ) having. Antriebsanordnung (200; 300; 400) nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von zweiten Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler (204) mit einem ersten und einem zweiten Anschlusspaar, wobei das erste Anschlusspaar jedes zweiten Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers (204) an zumindest eine Traktionsakkumulatorzelle (202) eines Traktionsakkumuators angeschlossen ist und wobei das zweite Anschlusspaar eines jeden zweiten Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers (104) an zumindest einen Teilzwischenkreisspeicher (206; 306) angeschlossen ist.Drive arrangement ( 200 ; 300 ; 400 ) according to claim 3, characterized by a plurality of second DC-DC converters ( 204 ) with a first and a second terminal pair, wherein the first terminal pair of each second DC-DC converter ( 204 ) to at least one traction battery cell ( 202 ) of a Traktionsakkumuators is connected and wherein the second terminal pair of each second DC-DC converter ( 104 ) to at least one sub-intermediate memory ( 206 ; 306 ) connected. Antriebsanordnung (200; 300; 400) nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl erster Schalteinrichtungen (220) und eine Mehrzahl zweiter Schalteinrichtungen (222; 422), wobei – jede erste Schalteinrichtung (220) zwischen einen zweiten Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler (222) und der zumindest einen Traktionsakkumulatorzelle (202) geschaltet ist und wobei jede zweite Schalteinrichtung (222) einem Teilzwischenkreisspeicher (306) parallel geschaltet ist; oder – jede erste Schalteinrichtung (220) zwischen eine Induktivität (225) und der zumindest einen Traktionsakkumulatorzelle (202) geschaltet ist und wobei jede zweite Schalteinrichtung (222) über eine vierte Schalteinrichtung (223) einem Teilzwischenkreisspeicher (306) parallel geschaltet ist; oder – jede erste Schalteinrichtung (220) zwischen eine Induktivität (225) und der zumindest eine Traktionsakkumulatorzelle (202) geschaltet ist und wobei jede zweite Schalteinrichtung (422) über eine erste Schalteinrichtung (220) einer Traktionsakkumulatorzelle (306) parallel geschaltet ist.Drive arrangement ( 200 ; 300 ; 400 ) according to claim 4, characterized by a plurality of first switching devices ( 220 ) and a plurality of second switching devices ( 222 ; 422 ), wherein - each first switching device ( 220 ) between a second DC-DC converter ( 222 ) and the at least one traction battery cell ( 202 ) and wherein every second switching device ( 222 ) a sub-intermediate-circuit memory ( 306 ) is connected in parallel; or - each first switching device ( 220 ) between an inductance ( 225 ) and the at least one traction battery cell ( 202 ) and wherein every second switching device ( 222 ) via a fourth switching device ( 223 ) a sub-intermediate-circuit memory ( 306 ) is connected in parallel; or - each first switching device ( 220 ) between an inductance ( 225 ) and the at least one traction battery cell ( 202 ) and wherein every second switching device ( 422 ) via a first switching device ( 220 ) of a traction battery cell ( 306 ) is connected in parallel. Antriebsanordnung (300) nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl dritter Schalteinrichtungen (324), wobei jede dritte Schalteinrichtung (324) einem Teilzwischenkreisspeicher (306) in Serie geschaltet ist.Drive arrangement ( 300 ) according to claim 5, characterized by a plurality of third switching devices ( 324 ), each third switching device ( 324 ) a sub-intermediate-circuit memory ( 306 ) is connected in series. Antriebsanordnung (200; 400) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet dass der Teilzwischenkreisspeicher ein Kondensator (206) ist.Drive arrangement ( 200 ; 400 ) according to one of claims 3 to 6, characterized in that the sub-intermediate-circuit memory is a capacitor ( 206 ). Antriebsanordnung (300) nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet dass der Teilzwischenkreisspeicher (306), zumindest eine Akkumulatorzelle aufweist.Drive arrangement ( 300 ) according to one of claims 3, 4 or 6, characterized in that the partial intermediate circuit memory ( 306 ), at least one accumulator cell. Antriebsanordnung (200; 300; 400) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, gekennzeichnet durch eine Steuerungseinrichtung (101), die dazu ausgebildet ist, – eine erste Schalteinrichtung (220) zu öffnen und eine zweite Schalteinrichtung (222) zu schließen, die mit dem gleichen Teilzwischenkreisspeicher (206) gekoppelt sind, um den Teilzwischenkreisspeicher (206) zu überbrücken.Drive arrangement ( 200 ; 300 ; 400 ) according to one of claims 3 to 7, characterized by a control device ( 101 ), which is designed to - a first switching device ( 220 ) and a second switching device ( 222 ), which have the same subcircuit memory ( 206 ) are coupled to the sub-link memory ( 206 ) to bridge. Antriebsanordnung (300) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet dass die Steuerungseinrichtung (101) dazu ausgebildet ist, – eine erste Schalteinrichtung (220) zu öffnen, eine zweite Schalteinrichtung (222) zu schließen und eine dritte Schalteinrichtung (324) zu öffnen, die mit dem gleichen Teilzwischenkreisspeicher (306) gekoppelt sind, um den Teilzwischenkreisspeicher (306) zu überbrücken.Drive arrangement ( 300 ) according to one of claims 3 to 8, characterized in that the control device ( 101 ) is designed to - a first switching device ( 220 ), a second switching device ( 222 ) and a third switching device ( 324 ) with the same subcircuit memory ( 306 ) coupled are the subcircuit memory ( 306 ) to bridge.
DE102015213053.3A 2015-07-13 2015-07-13 Improved drive arrangement for an electrically driven vehicle Withdrawn DE102015213053A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015213053.3A DE102015213053A1 (en) 2015-07-13 2015-07-13 Improved drive arrangement for an electrically driven vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015213053.3A DE102015213053A1 (en) 2015-07-13 2015-07-13 Improved drive arrangement for an electrically driven vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015213053A1 true DE102015213053A1 (en) 2017-01-19

Family

ID=57630265

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015213053.3A Withdrawn DE102015213053A1 (en) 2015-07-13 2015-07-13 Improved drive arrangement for an electrically driven vehicle

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102015213053A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018221018A1 (en) * 2018-12-05 2020-06-10 Continental Automotive Gmbh Battery device and electrical system for a hybrid electric / electric vehicle
DE102019215755A1 (en) * 2019-10-14 2021-04-15 Vitesco Technologies GmbH Battery device and electrical system for a hybrid electric / electric vehicle

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8816268U1 (en) 1988-01-19 1989-06-08 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De
US20100213897A1 (en) 2009-02-23 2010-08-26 Lawrence Tze-Leung Tse Battery-Cell Converter Management Systems
WO2010101960A1 (en) 2009-03-02 2010-09-10 Element Energy Systems and methods for scalable configurations of intelligent energy storage packs
DE102009014386A1 (en) * 2009-03-26 2010-09-30 Volkswagen Ag Energy storage for supplying energy to traction network of electric vehicle, has battery unit coupled to network by converter, where converter is implemented as two mono-directional converters having opposite energy transfer directions
DE102009027833A1 (en) 2009-07-20 2011-01-27 SB LiMotive Company Ltd., Suwon Series connection of switching regulators for energy transmission in battery systems
DE102009027835A1 (en) 2009-07-20 2011-01-27 SB LiMotive Company Ltd., Suwon Hybrid battery system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8816268U1 (en) 1988-01-19 1989-06-08 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De
US20100213897A1 (en) 2009-02-23 2010-08-26 Lawrence Tze-Leung Tse Battery-Cell Converter Management Systems
WO2010101960A1 (en) 2009-03-02 2010-09-10 Element Energy Systems and methods for scalable configurations of intelligent energy storage packs
DE102009014386A1 (en) * 2009-03-26 2010-09-30 Volkswagen Ag Energy storage for supplying energy to traction network of electric vehicle, has battery unit coupled to network by converter, where converter is implemented as two mono-directional converters having opposite energy transfer directions
DE102009027833A1 (en) 2009-07-20 2011-01-27 SB LiMotive Company Ltd., Suwon Series connection of switching regulators for energy transmission in battery systems
DE102009027835A1 (en) 2009-07-20 2011-01-27 SB LiMotive Company Ltd., Suwon Hybrid battery system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018221018A1 (en) * 2018-12-05 2020-06-10 Continental Automotive Gmbh Battery device and electrical system for a hybrid electric / electric vehicle
DE102019215755A1 (en) * 2019-10-14 2021-04-15 Vitesco Technologies GmbH Battery device and electrical system for a hybrid electric / electric vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10305357A1 (en) Device for supplying power to an electrical system
EP1748183B1 (en) Electrical device for wind turbine rotor blade pitch adjustment
DE102008063465A1 (en) Operating arrangement for an electrically operated vehicle
EP3137344B1 (en) Stabilization circuit for a vehicle electrical system
EP1641650B1 (en) Surge limiter for a traction power converter
DE102010051323B4 (en) Charging system for charging a battery of a vehicle with a two-way charge controller
DE102016122453A1 (en) Operating procedure for a two-voltage battery
DE102021005548A1 (en) DC voltage converter and component arrangement for a high-voltage electrical system of a vehicle
WO2014063876A1 (en) Circuit arrangement and method for pre-charging a capacitive component
DE102017208030B4 (en) On-board network for a motor vehicle for providing a redundant power supply for safety consumers and motor vehicles
DE102011014811A1 (en) Bus e.g. electric bus, has electrical energy storage comprising energy battery, where energy battery including higher power density and lower energy density than that of power battery
DE102010040972B4 (en) Operating structure for an electrically operated vehicle
DE102016208148A1 (en) Energy storage system for an electrically powered vehicle
DE102015006280A1 (en) Vehicle and electric drive device for a vehicle
DE102016002459A1 (en) Electrical system for an electrically driven motor vehicle
WO2017125347A1 (en) Improved energy storage arrangement comprising multiple energy stores
EP3027462A1 (en) Energy storage arrangement, energy storage system and method for operating an energy storage arrangement
DE102015213053A1 (en) Improved drive arrangement for an electrically driven vehicle
EP2471156A1 (en) System for storing electric energy
DE102018214085A1 (en) Energy supply arrangement for supplying energy to an electric drive unit of a motor vehicle, motor vehicle and method for supplying energy
DE102009029255A1 (en) Device for supplying power to an electrical component
DE102012208349A1 (en) Method for adjusting states of charge of battery modules of lithium ion battery for operating electric motor for drive system of vehicle, involves discharging first battery modules in addition to second battery modules to operate motor
DE102013009991A1 (en) Externally launchable integration of a battery in a motor vehicle electrical system
DE102010010409A1 (en) Energy storage arrangement for use in electric drive train of e.g. hybrid car, has switching element coupled with charge and energy storages such that storages are respectively coupled/decoupled in switched on/off switching states
DE102021109443B4 (en) Method for carrying out a pre-charging process of an on-board electrical system of a vehicle and on-board electrical system for a vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B60L0011180000

Ipc: B60L0050600000

R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination