DE102019004250A1 - Turbo machine, in particular exhaust gas turbocharger, for a motor vehicle and motor vehicle - Google Patents

Turbo machine, in particular exhaust gas turbocharger, for a motor vehicle and motor vehicle Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine (10) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem zum Verdichten eines Gases ausgebildeten und/oder von einem Gas antreibbaren Laufrad (18, 26), mit einem Elektromotor (30), mittels welchem das wenigstens eine Laufrad (18, 26) antreibbar ist, und mit einer Leistungselektronik (36), von welcher der Elektromotor (30) mit elektrischer Energie zum Betreiben des Elektromotors (30) versorgbar ist, wodurch das Laufrad (18, 26) mittels des Elektromotors (30) antreibbar ist, wobei die Leistungselektronik (36) wenigstens einen Superkondensator (38) aufweist, von welchem der Elektromotor (30) mit elektrischer Energie zum Betreiben des Elektromotors (30) versorgbar ist, wodurch das Laufrad (18, 26) mittels des Elektromotors (30) antreibbar ist.The invention relates to a turbomachine (10) for a motor vehicle, with at least one impeller (18, 26) designed to compress a gas and / or drivable by a gas, with an electric motor (30) by means of which the at least one impeller (18, 26) is drivable, and with power electronics (36) from which the electric motor (30) can be supplied with electrical energy for operating the electric motor (30), whereby the impeller (18, 26) can be driven by means of the electric motor (30), the power electronics (36) having at least one supercapacitor (38), from which the electric motor (30) can be supplied with electrical energy to operate the electric motor (30), whereby the impeller (18, 26) can be driven by means of the electric motor (30) .

Description

Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine, insbesondere einen Abgasturbolader, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer solchen Strömungsmaschine.The invention relates to a turbomachine, in particular an exhaust gas turbocharger, according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with at least one such turbocharger.

Die DE 10 2009 044 921 A1 offenbart einen elektrischen Turbolader, mit mindestens einem Bauteil, dem eine Kühleinrichtung zugeordnet ist. Des Weiteren ist der EP 1 244 201 A1 eine elektromechanische Kopplungsvorrichtung als bekannt zu entnehmen, welche sowohl als Elektromotor als auch als Generator betreibbar ist.The DE 10 2009 044 921 A1 discloses an electric turbocharger with at least one component to which a cooling device is assigned. Furthermore, the EP 1 244 201 A1 an electromechanical coupling device can be seen as known, which can be operated both as an electric motor and as a generator.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Strömungsmaschine und ein Kraftfahrzeug zu schaffen, sodass ein besonders vorteilhafter Betrieb der Strömungsmaschine realisiert werden kann.The object of the present invention is to create a turbo machine and a motor vehicle so that a particularly advantageous operation of the turbo machine can be implemented.

Diese Aufgabe wird durch eine Strömungsmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a turbomachine with the features of claim 1 and by a motor vehicle with the features of claim 10. Advantageous refinements with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Strömungsmaschine umfasst. Die Strömungsmaschine weist vorzugsweise wenigstens oder genau einen Verdichter auf, mittels welchem ein Gas, insbesondere Luft, verdichtet werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Strömungsmaschine eine Turbine aufweisen, welche von einem Gas, insbesondere Abgas, antreibbar ist. Dabei ist beispielsweise der Verdichter von der Turbine antreibbar. Insbesondere kann das Kraftfahrzeug eine Brennstoffzelle oder aber einen Verbrennungsmotor aufweisen, wobei die Brennstoffzelle beziehungsweise der Verbrennungsmotor mit der mittels des Verdichters verdichteten Luft versorgt werden kann. Das Abgas, von welchem die Turbine antreibbar ist, ist beispielsweise Abgas des Verbrennungsmotors beziehungsweise der Brennstoffzelle.A first aspect of the invention relates to a turbomachine for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle preferably designed as a passenger vehicle. This means that the motor vehicle includes the turbomachine in its completely manufactured state. The turbomachine preferably has at least or precisely one compressor by means of which a gas, in particular air, can be compressed. Alternatively or additionally, the turbo machine can have a turbine which can be driven by a gas, in particular exhaust gas. For example, the compressor can be driven by the turbine. In particular, the motor vehicle can have a fuel cell or an internal combustion engine, wherein the fuel cell or the internal combustion engine can be supplied with the air compressed by means of the compressor. The exhaust gas from which the turbine can be driven is, for example, exhaust gas from the internal combustion engine or the fuel cell.

Die Strömungsmaschine weist wenigstens ein Laufrad auf, mittels welchem das zuvor genannte Gas verdichtet werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann das Laufrad von dem zuvor genannten Gas angetrieben werden. Somit ist das Laufrad beispielsweise ein Verdichterrad des Verdichters, mittels dessen Verdichterrad das Gas, insbesondere die Luft, verdichtet werden kann. Ferner ist es denkbar, dass das Laufrad ein Turbinenrad der Turbine ist, dessen Turbinenrad von dem Gas, insbesondere dem Abgas, angetrieben werden kann. Die Strömungsmaschine weist außerdem einen Elektromotor auf, mittels welchem das wenigstens eine Laufrad, insbesondere unter Nutzung von elektrischer Energie, insbesondere elektrischem Strom, angetrieben werden kann. So ist die Strömungsmaschine beispielsweise als elektrischer Abgasturbolader ausgebildet, welcher auch als elektrisch betreibbarer Abgasturbolader oder elektrisch unterstützter Abgasturbolader oder eATL bezeichnet wird. Insbesondere umfasst der Abgasturbolader den Verdichter und die Turbine und somit das Verdichterrad und das Turbinenrad, wobei mittels des Elektromotors das Verdichterrad und/oder das Turbinenrad angetrieben werden kann. Des Weiteren umfasst die Strömungsmaschine eine, insbesondere von dem Elektromotor unterschiedliche, zusätzlich zu dem Elektromotor vorgesehene und beispielsweise von dem Elektromotor separate, Leistungselektronik, von welcher der Elektromotor mit elektrischer Energie zum Betreiben des Elektromotors versorgbar ist. Mit anderen Worten kann die Leistungselektronik elektrische Energie bereitstellen, mit welcher der Elektromotor versorgbar ist beziehungsweise versorgt wird. Hierdurch kann der Elektromotor betrieben werden, derart, dass das wenigstens eine Laufrad mittels des Elektromotors angetrieben wird beziehungsweise antreibbar ist.The turbomachine has at least one impeller by means of which the aforementioned gas can be compressed. Alternatively or additionally, the impeller can be driven by the aforementioned gas. The impeller is thus, for example, a compressor wheel, by means of which the gas, in particular the air, can be compressed. It is also conceivable that the impeller is a turbine wheel of the turbine, the turbine wheel of which can be driven by the gas, in particular the exhaust gas. The turbo machine also has an electric motor, by means of which the at least one impeller can be driven, in particular using electrical energy, in particular electrical current. For example, the turbomachine is designed as an electric exhaust gas turbocharger, which is also referred to as an electrically operated exhaust gas turbocharger or an electrically assisted exhaust gas turbocharger or eATL. In particular, the exhaust gas turbocharger comprises the compressor and the turbine and thus the compressor wheel and the turbine wheel, wherein the compressor wheel and / or the turbine wheel can be driven by means of the electric motor. Furthermore, the turbomachine comprises power electronics, in particular different from the electric motor, provided in addition to the electric motor and, for example, separate from the electric motor, from which the electric motor can be supplied with electrical energy for operating the electric motor. In other words, the power electronics can provide electrical energy with which the electric motor can be or is supplied. As a result, the electric motor can be operated in such a way that the at least one impeller is driven or can be driven by means of the electric motor.

Um nun einen besonders vorteilhaften Betrieb der Strömungsmaschine realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Leistungselektronik wenigstens einen Superkondensator aufweist, von welchem der Elektromotor mit elektrischer Energie zum Betreiben des Elektromotors versorgbar ist, wodurch das Laufrad mittels des Elektromotors antreibbar ist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Leistungselektronik wenigstens einen oder vorzugsweise mehrere Superkondensatoren aufweist, mittels welchem beziehungsweise welchen elektrische Energie bereitstellbar ist, derart, dass der Elektromotor von dem Superkondensator oder von den Superkondensatoren mit der von dem Superkondensatoren oder von den Superkondensatoren bereitgestellten elektrischen Energie zum Betreiben des Elektromotors versorgbar ist, wodurch das Laufrad mittels des Elektromotors unter Nutzung der von dem Superkondensatoren oder von den Superkondensatoren bereitgestellten elektrischen Energie angetrieben werden kann beziehungsweise angetrieben wird. Hierdurch kann insbesondere ein vorteilhaftes Ansprechverhalten des Elektromotors und somit der Strömungsmaschine insgesamt gewährleistet werden.In order to be able to realize a particularly advantageous operation of the turbomachine, it is provided according to the invention that the power electronics have at least one supercapacitor, from which the electric motor can be supplied with electrical energy to operate the electric motor, whereby the impeller can be driven by the electric motor. This is to be understood in particular that the power electronics have at least one or preferably several supercapacitors, by means of which electrical energy can be provided, such that the electric motor from the supercapacitor or supercapacitors with the electrical energy provided by the supercapacitor or supercapacitors can be supplied to operate the electric motor, whereby the impeller can be driven or is driven by means of the electric motor using the electrical energy provided by the supercapacitors or by the supercapacitors. In this way, in particular, an advantageous response behavior of the electric motor and thus of the turbomachine as a whole can be ensured.

Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse zugrunde: Antriebseinrichtungen wie beispielsweise Verbrennungsmotoren werden immer häufiger mit elektrischen Abgasturboladern ausgestattet. Die Applikation solcher Abgasturbolader ist üblicherweise begrenzt durch eine Versorgung des Elektromotors mit elektrischer Energie. Die elektrische Energie wird üblicherweise von der Leistungselektronik in Form von Wechselstrom zur Verfügung gestellt. Beispielsweise stellt die Leistungselektronik elektrische Energie, insbesondere elektrischen Wechselstrom, mit einer elektrischen Spannung bereit, welche größer als 12 Volt ist und üblicherweise 48 Volt beträgt. Die Verwendung des wenigstens einen Superkondensators ermöglicht es nun, eine stabile Versorgung des Elektromotors mit elektrischer Energie, insbesondere mit elektrischer Wechselspannung, zu gewährleisten. Kommt nun beispielsweise ausschließlich eine Batterie zum Bereitstellen einer Gleichspannung und ein Gleichstromwandler beziehungsweise ein Gleichspannungswandler zum Einsatz, so reicht eine Reaktionsbeziehungsweise Umwandlungszeit des Gleichspannungswandlers, um die von der Batterie bereitgestellte Gleichspannung in Wechselspannung umzuwandeln, mit welcher der Elektromotor versorgbar ist, um dadurch den Elektromotor zu betreiben und in der Folge das Laufrad anzutreiben, nicht aus, um einen dynamischen beziehungsweise transienten Betrieb des Elektromotors und somit der Strömungsmaschine vorteilhaft realisieren zu können. Die Verwendung des Superkondensators ermöglicht es nun, eine stabile Versorgung des Elektromotors mit elektrischer Energie, insbesondere elektrischem Strom und vorzugsweise mit elektrischer Wechselspannung, sowie eine vorteilhafte Dynamik des Elektromotors und somit der Strömungsmaschine insgesamt realisieren zu können. Ferner ist es möglich, mittels des Superkondensators etwaige Versorgungsspitzen, welche auch als Versorgungspeaks bezeichnet werden, zu glätten beziehungsweise zu kompensieren. Somit ist es insbesondere denkbar, dass der Superkondensator die Batterie und den Gleichspannungswandler unterstützen kann, um den Elektromotor mit elektrischer Energie zu versorgen.The invention is based in particular on the following findings: Drive devices such as internal combustion engines are increasingly being equipped with electric exhaust gas turbochargers. The application of such The exhaust gas turbocharger is usually limited by supplying the electric motor with electrical energy. The electrical energy is usually made available by the power electronics in the form of alternating current. For example, the power electronics provide electrical energy, in particular electrical alternating current, with an electrical voltage which is greater than 12 volts and is usually 48 volts. The use of the at least one supercapacitor now makes it possible to ensure a stable supply of electrical energy to the electric motor, in particular with electrical alternating voltage. If, for example, only a battery is used to provide a direct voltage and a direct current converter or a direct voltage converter, a reaction or conversion time of the direct voltage converter is sufficient to convert the direct voltage provided by the battery into alternating voltage, with which the electric motor can be supplied, in order to thereby power the electric motor operate and subsequently to drive the impeller, not off in order to be able to advantageously implement dynamic or transient operation of the electric motor and thus of the turbomachine. The use of the supercapacitor now makes it possible to achieve a stable supply of the electric motor with electrical energy, in particular electric current and preferably with electrical alternating voltage, as well as advantageous dynamics of the electric motor and thus the turbomachine as a whole. It is also possible to use the supercapacitor to smooth or compensate for any supply peaks, which are also referred to as supply peaks. It is thus particularly conceivable that the supercapacitor can support the battery and the DC voltage converter in order to supply the electric motor with electrical energy.

Insbesondere ermöglicht es die Erfindung, den Elektromotor auch dann hinreichend stabil und mit einer hinreichend großen elektrischen Spannung, insbesondere Wechselspannung, versorgen zu können, wenn das Kraftfahrzeug keine Batterie aufweist, welche eine elektrische Gleichspannung von mehr als 12 Volt aufweist. Mit anderen Worten ermöglicht es die Erfindung, den Elektromotor auch dann mit einer hinreichend hohen elektrischen Spannung, insbesondere elektrischen Wechselspannung, versorgen zu können, wenn zur Versorgung des Elektromotors mit elektrischer Energie ausschließlich eine Batterie mit einer gegenüber 48 Volt geringeren und beispielsweise 12 Volt betragenden Spannung, insbesondere Gleichspannung, verwendet wird. Dadurch können die Verwendung, Halterung und Kühlung einer zusätzlichen Batterie, welche eine gegenüber 12 Volt größere Spannung von beispielsweise 48 Volt oder mehr aufweist, vermieden werden. In der Folge können die Teileanzahl und somit die Kosten, das Gewicht und der Energie- beziehungsweise Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs besonders gering gehalten werden.In particular, the invention enables the electric motor to be supplied in a sufficiently stable manner and with a sufficiently large electrical voltage, in particular alternating voltage, when the motor vehicle does not have a battery which has an electrical direct voltage of more than 12 volts. In other words, the invention makes it possible to supply the electric motor with a sufficiently high electrical voltage, in particular electrical alternating voltage, if only a battery with a voltage lower than 48 volts and, for example, 12 volts is used to supply the electric motor with electrical energy , especially DC voltage, is used. As a result, the use, holding and cooling of an additional battery, which has a higher voltage than 12 volts, for example 48 volts or more, can be avoided. As a result, the number of parts and thus the costs, the weight and the energy or fuel consumption of the motor vehicle can be kept particularly low.

Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Leistungselektronik wenigstens ein von dem Superkondensator unterschiedliches, zusätzlich zu dem Superkondensator vorgesehenes, elektrisches Bauelement aufweist, welches vorzugsweise ein von einem Superkondensator, insbesondere von einem Kondensator, unterschiedliches elektrisches Bauelement ist. Außerdem weist die Leistungselektronik ein Gehäuse auf, in welchem das elektrische Bauelement und auch der Superkondensator aufgenommen sind. Dadurch kann eine besonders effiziente und effektive Versorgung des Elektromotors mit elektrischer Energie gewährleistet werden, sodass ein effizienter und effektiver Betrieb realisierbar ist.It has been shown to be particularly advantageous if the power electronics have at least one electrical component that is different from the supercapacitor and is provided in addition to the supercapacitor, which is preferably an electrical component different from a supercapacitor, in particular a capacitor. In addition, the power electronics have a housing in which the electrical component and also the supercapacitor are accommodated. As a result, a particularly efficient and effective supply of electrical energy to the electric motor can be guaranteed, so that efficient and effective operation can be implemented.

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Bauelement Bestandteil eines in dem Gehäuse angeordneten Wechselrichters ist, mittels welchem eine Gleichspannung, mit welcher der Wechselrichter versorgbar ist beziehungsweise versorgt wird, in eine Wechselspannung umwandelbar ist, mit der der Elektromotor von der Leistungselektronik, insbesondere von dem Wechselrichter, versorgbar ist, wodurch der Elektromotor betreibbar und dadurch das Laufrad mittels des Elektromotors antreibbar ist. Hierdurch kann eine besonders stabile Versorgung des Elektromotors mit elektrischer Energie gewährleistet werden, sodass ein besonders dynamischer Betrieb des Elektromotors darstellbar ist.It has been shown to be particularly advantageous if the component is part of an inverter arranged in the housing, by means of which a direct voltage, with which the inverter can be or is supplied, can be converted into an alternating voltage with which the electric motor is used by the power electronics, in particular from the inverter, can be supplied, whereby the electric motor can be operated and thereby the impeller can be driven by means of the electric motor. This ensures that the electric motor is supplied with electrical energy in a particularly stable manner, so that particularly dynamic operation of the electric motor can be achieved.

Diesbezüglich zeichnet sich eine weitere Ausführungsform dadurch aus, dass der Superkondensator dazu ausgebildet ist, die zuvor genannte Gleichspannung bereitzustellen, mit welcher der Wechselrichter versorgbar ist. Mittels des Wechselrichters ist die von dem Superkondensator bereitgestellte Gleichspannung, mit welcher der Wechselrichter versorgbar ist beziehungsweise versorgt wird, in die zuvor genannte Wechselspannung umwandelbar, mit welcher der Elektromotor von der Leistungselektronik, insbesondere von dem Wechselrichter, versorgbar ist, wodurch der Elektromotor betreibbar und dadurch das Laufrad mittels des Elektromotors antreibbar ist. Dadurch kann auch bei einem besonders dynamischen beziehungsweise transienten Betrieb des Elektromotors eine sichere und stabile Energieversorgung des Elektromotors sichergestellt werden. Unter einem dynamischen beziehungsweise transienten Betrieb des Elektromotors ist ein solcher Betrieb zu verstehen, während welchem es zu häufigen Drehzahländerungen des Elektromotors, insbesondere eines Rotors des Elektromotors, und somit des Laufrads kommt.In this regard, a further embodiment is characterized in that the supercapacitor is designed to provide the aforementioned direct voltage with which the inverter can be supplied. By means of the inverter, the DC voltage provided by the supercapacitor, with which the inverter can be or is supplied, can be converted into the aforementioned AC voltage with which the electric motor can be supplied by the power electronics, in particular by the inverter, whereby the electric motor can be operated and thereby the impeller can be driven by means of the electric motor. As a result, a safe and stable energy supply for the electric motor can be ensured even with particularly dynamic or transient operation of the electric motor. Dynamic or transient operation of the electric motor is to be understood as an operation during which there are frequent changes in speed of the electric motor, in particular of a rotor of the electric motor, and thus of the impeller.

Um eine besonders stabile Energieversorgung des Elektromotors zu realisieren, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die von dem Superkondensator bereitstellbare Gleichspannung betragsmäßig der Wechselspannung entspricht.In order to achieve a particularly stable energy supply for the electric motor, it is provided in a further embodiment of the invention that the amount of the direct voltage that can be provided by the super capacitor corresponds to the alternating voltage.

Um einen besonders vorteilhaften, energieeffizienten Betrieb der Strömungsmaschine zu realisieren, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Strömungsmaschine eine von dem Superkondensator unterschiedliche, bezüglich der Leistungselektronik und dem Elektromotor externe und zusätzlich zu der Leistungselektronik und zusätzlich zu dem Elektromotor und zusätzlich zu dem Superkondensator vorgesehene Energiequelle umfasst. Die Energiequelle ist dazu ausgebildet, eine Gleichspannung bereitzustellen, mit welcher der Wechselrichter versorgbar ist, mittels welchem die von der Energiequelle bereitgestellte Gleichspannung in eine Wechselspannung umwandelbar ist, mit welcher der Elektromotor von der Leistungselektronik versorgbar ist, wodurch der Elektromotor betreibbar und dadurch das Laufrad mittels des Elektromotors antreibbar ist. Um die von dem Superkondensator bereitstellbare oder bereitgestellte Gleichspannung begrifflich von der von der Energiequelle bereitstellbaren oder bereitgestellten Gleichspannung unterscheiden zu können, wird die von dem Superkondensator bereitstellbare oder bereitgestellte Gleichspannung auch als erste Gleichspannung bezeichnet, wobei die von der Energiequelle bereitstellbare oder bereitgestellte Gleichspannung als zweite Gleichspannung bezeichnet wird. Insgesamt ist erkennbar, dass dem Wechselrichter eine Doppelfunktion zukommen kann. Einerseits kann der Wechselrichter dazu verwendet werden, die von dem Superkondensator bereitgestellte erste Gleichspannung in die Wechselspannung umzuwandeln, mittels welcher der Elektromotor betreibbar ist, wodurch das Laufrad von dem Elektromotor antreibbar ist. Andererseits ist der Wechselrichter dazu ausgebildet, die von der Energiequelle bereitgestellte zweite Gleichspannung in die Wechselspannung umzuwandeln, mittels welcher der Elektromotor betreibbar ist beziehungsweise betrieben wird.In order to realize a particularly advantageous, energy-efficient operation of the turbo machine, it is provided in a further embodiment of the invention that the turbo machine is different from the supercapacitor, external with regard to the power electronics and the electric motor and in addition to the power electronics and in addition to the electric motor and in addition to comprises the supercapacitor provided energy source. The energy source is designed to provide a direct voltage with which the inverter can be supplied, by means of which the direct voltage provided by the energy source can be converted into an alternating voltage with which the electric motor can be supplied by the power electronics, whereby the electric motor can be operated and thereby the impeller by means of the electric motor can be driven. In order to be able to conceptually distinguish the direct voltage that can be made available or made available by the supercapacitor and the direct voltage that can be made available or made available by the energy source, the direct voltage that can be made available or made available by the supercapacitor is also referred to as the first direct voltage, the direct voltage that can be made or made available by the energy source as the second direct voltage referred to as. Overall, it can be seen that the inverter can have a double function. On the one hand, the inverter can be used to convert the first DC voltage provided by the supercapacitor into the AC voltage by means of which the electric motor can be operated, whereby the impeller can be driven by the electric motor. On the other hand, the inverter is designed to convert the second direct voltage provided by the energy source into the alternating voltage by means of which the electric motor can be operated or is operated.

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die von dem Superkondensator bereitgestellte erste Gleichspannung betragsmäßig der von der Energiequelle bereitstellbaren zweiten Gleichspannung entspricht. Alternativ oder zusätzlich entspricht die zweite Gleichspannung betragsmäßig der von dem Wechselrichter bereitstellbaren Wechselspannung, mittels welcher der Elektromotor betreibbar ist. Hierdurch kann ein besonders stabiler Betrieb des Elektromotors gewährleistet werden.It has been shown to be particularly advantageous if the first direct voltage provided by the supercapacitor corresponds in terms of amount to the second direct voltage that can be provided by the energy source. Alternatively or additionally, the amount of the second direct voltage corresponds to the alternating voltage which can be provided by the inverter and by means of which the electric motor can be operated. A particularly stable operation of the electric motor can hereby be ensured.

Insbesondere ist es denkbar, dass der Superkondensator mit von der Energiequelle bereitgestellter elektrischer Energie beziehungsweise mittels der von der Energiequelle bereitgestellten zweiten Gleichspannung aufladbar ist.In particular, it is conceivable that the supercapacitor can be charged with electrical energy provided by the energy source or by means of the second direct voltage provided by the energy source.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Energiequelle eine Batterie umfasst, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebsspannung, vorzugsweise kleiner als 48 Volt und insbesondere kleiner als 20 Volt ist. Beispielsweise beträgt die elektrische Spannung der Batterie höchstens 15 Volt, insbesondere höchstens 12 Volt. Mittels der Batterie ist eine gegenüber der von der Energiequelle bereitstellbaren zweiten Gleichspannung geringere dritte Gleichspannung bereitstellbar. Dabei umfasst die Energiequelle außerdem einen Gleichspannungswandler, welcher mit der von der Batterie bereitgestellten oder bereitstellbaren dritten Gleichspannung versorgbar ist. Mittels des Gleichspannungswandlers, welcher auch als DC-DC-Wandler bezeichnet wird, ist die von der Batterie bereitgestellte oder bereitstellbare dritte Gleichspannung in die von der Energiequelle bereitstellbare zweite Gleichspannung umwandelbar, mit welcher der Wechselrichter versorgbar ist. Hierdurch kann eine sichere Energieversorgung des Elektromotors auch über eine lange Zeitspanne hinweg sichergestellt werden.Another embodiment is characterized in that the energy source comprises a battery whose electrical voltage, in particular electrical operating voltage, is preferably less than 48 volts and in particular less than 20 volts. For example, the electrical voltage of the battery is at most 15 volts, in particular at most 12 volts. The battery can be used to provide a third DC voltage that is lower than the second DC voltage that can be provided by the energy source. In this case, the energy source also comprises a DC voltage converter, which can be supplied with the third DC voltage provided or can be provided by the battery. By means of the DC voltage converter, which is also referred to as a DC-DC converter, the third DC voltage provided or provided by the battery can be converted into the second DC voltage provided by the energy source, with which the inverter can be supplied. As a result, a reliable energy supply for the electric motor can be ensured even over a long period of time.

Um eine besonders vorteilhafte und stabile Energieversorgung des Elektromotors zu realisieren, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Elektromotor in einem Motorgehäuse aufgenommen ist. Der Elektromotor weist beispielsweise den zuvor genannten Rotor und einen Stator auf, welcher beispielsweise drehfest mit dem Motorgehäuse verbunden ist. Der Rotor ist dabei von dem Stator antreibbar und dadurch um eine Drehachse relativ zu dem Stator und relativ zu dem Motorgehäuse drehbar. Dabei sind der Stator und der Rotor jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in dem Motorgehäuse angeordnet. Dabei ist das wenigstens eine Laufrad von dem Rotor antreibbar. Hierzu ist beispielsweise das Laufrad drehfest mit dem Rotor verbunden.In order to implement a particularly advantageous and stable energy supply for the electric motor, a further embodiment of the invention provides that the electric motor is accommodated in a motor housing. The electric motor has, for example, the aforementioned rotor and a stator which, for example, is connected to the motor housing in a rotationally fixed manner. The rotor can be driven by the stator and can thereby be rotated about an axis of rotation relative to the stator and relative to the motor housing. The stator and the rotor are each at least partially, in particular at least predominantly or completely, arranged in the motor housing. The at least one impeller can be driven by the rotor. For this purpose, for example, the impeller is non-rotatably connected to the rotor.

Dabei ist es möglich, dass das Gehäuse der Leistungselektronik separat von dem Motorgehäuse ausgebildet und starr beziehungsweise fest mit dem Motorgehäuse verbunden ist. Hierdurch können beispielsweise auch als Leitungslängen bezeichnete Längen von Leitungen, über welche die elektrische Energie beziehungsweise die Wechselspannung von dem Wechselrichter an den Elektromotor, insbesondere an den Stator, übertragen und von dem Elektromotor empfangen wird, besonders kurz gehalten werden, sodass eine sichere und stabile Energieversorgung des Elektromotors sichergestellt werden kann. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass das Gehäuse der Leistungselektronik außerhalb des Motorgehäuses angeordnet ist, sodass die Leistungselektronik und der Superkondensator außerhalb des Motorgehäuses angeordnet sind.It is possible that the housing of the power electronics is formed separately from the motor housing and is rigidly or firmly connected to the motor housing. In this way, for example, lengths of lines, also referred to as line lengths, via which the electrical energy or alternating voltage is transmitted from the inverter to the electric motor, in particular to the stator, and received by the electric motor, can be kept particularly short, so that a safe and stable energy supply of the electric motor can be ensured. It is particularly conceivable that the housing of the power electronics is arranged outside the motor housing, so that the Power electronics and the super capacitor are arranged outside the motor housing.

Ferner ist es denkbar, dass das Gehäuse der Leistungselektronik einstückig mit dem Motorgehäuse ausgebildet ist. Insbesondere ist es denkbar, dass das Gehäuse der Leistungselektronik das Motorgehäuse ist, sodass der Elektromotor beziehungsweise der Stator und der Rotor und die Leistungselektronik und der Superkondensator in demselben Gehäuse angeordnet sind.It is also conceivable that the housing of the power electronics is formed in one piece with the motor housing. In particular, it is conceivable that the housing of the power electronics is the motor housing, so that the electric motor or the stator and the rotor and the power electronics and the supercapacitor are arranged in the same housing.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug, welches wenigstens eine erfindungsgemäße Strömungsmaschine gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A second aspect of the invention relates to a motor vehicle, preferably designed as a motor vehicle, in particular a passenger vehicle, which has at least one flow machine according to the invention according to the first aspect of the invention. Advantages and advantageous configurations of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the second aspect of the invention and vice versa.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of a preferred exemplary embodiment and with reference to the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without the scope of the Invention to leave.

Die Zeichnung zeigt in:

  • 1 eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Strömungsmaschine für ein Kraftfahrzeug;
  • 2 eine schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht der Strömungsmaschine;
  • 3 einen Schaltplan zur Veranschaulichung eines Bordnetzes des Kraftfahrzeugs; und
  • 4 schematische Darstellung von Lastfällen bei jeweiligen Betrieben der Strömungsmaschine.
The drawing shows in:
  • 1 a schematic perspective view of a turbomachine according to the invention for a motor vehicle;
  • 2 a schematic and partially sectioned side view of the turbomachine;
  • 3 a circuit diagram to illustrate an electrical system of the motor vehicle; and
  • 4th schematic representation of load cases in the respective operations of the turbo machine.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.Identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.

1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht eine Strömungsmaschine 10 für ein Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Strömungsmaschine 10 aufweist. Das Kraftfahrzeug umfasst außerdem einen beispielsweise als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmotor, mittels welchem das Kraftfahrzeug, insbesondere verbrennungsmotorisch, angetrieben werden kann. In Zusammenschau mit 2 ist erkennbar, dass die Strömungsmaschine 10 einen Abgasturbolader 12 aufweist. Der Abgasturbolader 12 weist eine Turbine 14 mit einem Turbinengehäuse 16 und einem Turbinenrad 18 auf. Das Turbinenrad 18 ist in dem Turbinengehäuse 16 angeordnet und um eine Drehachse 20 relativ zu dem Turbinengehäuse 16 drehbar. Das Turbinenrad 18 ist ein erstes Laufrad, welches von Abgas der Verbrennungskraftmaschine antreibbar und dadurch um die Drehachse 20 relativ zu dem Turbinengehäuse 16 drehbar ist. 1 shows a flow machine in a schematic perspective view 10 for a motor vehicle. This means that the motor vehicle, which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger vehicle, is the flow machine in its fully manufactured state 10 having. The motor vehicle also includes a drive motor, designed for example as an internal combustion engine, by means of which the motor vehicle can be driven, in particular by an internal combustion engine. In sync with 2 it can be seen that the turbomachine 10 an exhaust gas turbocharger 12 having. The exhaust gas turbocharger 12 has a turbine 14th with a turbine housing 16 and a turbine wheel 18th on. The turbine wheel 18th is in the turbine housing 16 arranged and around an axis of rotation 20th relative to the turbine housing 16 rotatable. The turbine wheel 18th is a first impeller, which can be driven by exhaust gas from the internal combustion engine and thereby around the axis of rotation 20th relative to the turbine housing 16 is rotatable.

Der Abgasturbolader 12 weist darüber hinaus einen Verdichter 22 auf, welcher ein Verdichtergehäuse 24 und ein Verdichterrad 26 aufweist. Das Verdichterrad 26 ist in dem Verdichtergehäuse 24 angeordnet und um die Drehachse 20 relativ zu dem Verdichtergehäuse 24 drehbar. Das Verdichtergehäuse 24 und das Turbinengehäuse 16 sind beispielsweise fest, insbesondere drehfest, miteinander verbunden. Mittels des Verdichterrads 26 kann Luft verdichtet werden, die dem Verbrennungsmotor, insbesondere jeweiligen Brennräumen des Verbrennungsmotors, zuführbar ist beziehungsweise zugeführt wird. Beispielsweise ist das Verdichterrad 26 über eine Welle 28 von dem Turbinenrad 18 antreibbar. Beispielsweise ist das Verdichterrad 26 drehfest mit der Welle 28 verbunden. Alternativ oder zusätzlich ist das Turbinenrad 18 drehfest mit der Welle 28 verbunden. Das Verdichterrad 26 ist ein zweites Laufrad des Abgasturboladers 12 und somit der Strömungsmaschine 10.The exhaust gas turbocharger 12 also has a compressor 22nd on which a compressor housing 24 and a compressor wheel 26th having. The compressor wheel 26th is in the compressor housing 24 arranged and around the axis of rotation 20th relative to the compressor housing 24 rotatable. The compressor housing 24 and the turbine housing 16 are for example firmly, in particular rotationally fixed, connected to one another. By means of the compressor wheel 26th Air can be compressed, which can be or is fed to the internal combustion engine, in particular the respective combustion chambers of the internal combustion engine. For example, the compressor wheel 26th over a wave 28 from the turbine wheel 18th drivable. For example, the compressor wheel 26th rotatably with the shaft 28 connected. Alternatively or additionally, there is the turbine wheel 18th rotatably with the shaft 28 connected. The compressor wheel 26th is a second impeller of the exhaust gas turbocharger 12 and thus the turbomachine 10 .

Die Strömungsmaschine 10 weist darüber hinaus einen Elektromotor 30 auf, welcher einen Stator 32 und einen Rotor 34 umfasst. Der Rotor 34 ist beispielsweise auf der Welle 28 angeordnet. Der Rotor 34 ist von dem Stator 32 antreibbar und dadurch um die Drehachse 20 relativ zu dem Turbinengehäuse 16 und relativ zu dem Verdichtergehäuse 24 drehbar. Beispielsweise kann die Welle 28 von dem Rotor 34 angetrieben werden. Insbesondere ist es denkbar, dass die Welle 28 drehfest mit dem Rotor 34 verbunden ist. Dadurch kann das Verdichterrad 26 und/oder das Turbinenrad 18, insbesondere über die Welle 28, von dem Rotor 34 und somit von dem Elektromotor 30 angetrieben werden. Besonders gut aus 1 ist erkennbar, dass der Elektromotor 30 ein Motorgehäuse 35 aufweist. Dabei sind der Stator 32 und der Rotor 34 jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in dem Motorgehäuse 35 angeordnet. Beispielsweise ist der Stator 32 drehfest mit dem Motorgehäuse 35 verbunden, wobei der Rotor 34 um die Drehachse 20 relativ zu dem Motorgehäuse 35 drehbar ist. Das Motorgehäuse 35, das Turbinengehäuse 16 und das Verdichtergehäuse 24 sind beispielsweise separat voneinander ausgebildete und zumindest drehfest miteinander verbundene Gehäuseteile.The turbo machine 10 also has an electric motor 30th on which a stator 32 and a rotor 34 includes. The rotor 34 is for example on the wave 28 arranged. The rotor 34 is from the stator 32 drivable and thus around the axis of rotation 20th relative to the turbine housing 16 and relative to the compressor housing 24 rotatable. For example, the wave 28 from the rotor 34 are driven. In particular, it is conceivable that the shaft 28 non-rotatably with the rotor 34 connected is. This allows the compressor wheel 26th and / or the turbine wheel 18th , especially about the wave 28 , from the rotor 34 and thus from the electric motor 30th are driven. Especially good 1 it can be seen that the electric motor 30th a motor housing 35 having. Here are the stator 32 and the rotor 34 in each case at least partially, in particular at least predominantly or completely, in the motor housing 35 arranged. For example, the stator 32 non-rotatably with the motor housing 35 connected, with the rotor 34 around the axis of rotation 20th relative to the motor housing 35 is rotatable. The motor housing 35 , the turbine housing 16 and the compressor housing 24 are for example separate housing parts formed from one another and at least non-rotatably connected to one another.

Aus 2 ist erkennbar, dass die Strömungsmaschine 10 außerdem eine beispielsweise zusätzlich zu dem Elektromotor 30 vorgesehene und von dem Elektromotor 30 unterschiedliche Leistungselektronik 36 aufweist. Die Leistungselektronik 36 kann elektrische Energie zum Betreiben des Elektromotors 30 bereitstellen, welcher von der Leistungselektronik 36 mit der von der Leistungselektronik 36 bereitgestellten elektrischen Energie zum Betreiben des Elektromotors 30 versorgbar ist. Hierdurch ist der Elektromotor 30 mittels der von der Leistungselektronik 36 bereitgestellten elektrischen Energie, welche von der Leistungselektronik 36 bereitstellbar ist beziehungsweise bereitgestellt wird, betreibbar, wodurch das Verdichterrad 26 und/oder das Turbinenrad 18 mittels des Elektromotors 30, insbesondere mittels des Rotors 34, antreibbar ist beziehungsweise angetrieben wird. Mit anderen Worten kann der Stator 32 den Rotor 34 unter Nutzung der elektrischen Energie, mit welcher der Elektromotor 30 von der Leistungselektronik 36 versorgt wird, antreiben, wodurch der Rotor 34 und somit das jeweilige Laufrad um die Drehachse 20 gedreht wird.Out 2 it can be seen that the turbomachine 10 also one, for example, in addition to the electric motor 30th provided and by the electric motor 30th different power electronics 36 having. The power electronics 36 can use electrical energy to operate the electric motor 30th provide which of the power electronics 36 with that of power electronics 36 electrical energy provided to operate the electric motor 30th can be supplied. This is the electric motor 30th by means of the power electronics 36 electrical energy provided by the power electronics 36 can be provided or is provided, operable, whereby the compressor wheel 26th and / or the turbine wheel 18th by means of the electric motor 30th , in particular by means of the rotor 34 , is drivable or is driven. In other words, the stator 32 the rotor 34 using the electrical energy with which the electric motor 30th from power electronics 36 powered, drive, causing the rotor 34 and thus the respective impeller around the axis of rotation 20th is rotated.

Um nun eine besonders stabile Energieversorgung des Elektromotors 30 und somit einen besonders vorteilhaften Betrieb der Strömungsmaschine 10 insgesamt realisieren zu können, weist die Leistungselektronik 36 Superkondensatoren 38 auf, welche auch als Supercaps bezeichnet werden. Die Superkondensatoren 38 können elektrische Energie bereitstellen, derart, dass der Elektromotor 30 mit der von den Superkondensatoren 38 bereitgestellten elektrischen Energie zum Betreiben des Elektromotors 30 versorgbar ist. Hierdurch ist der Elektromotor 30 mittels der von den Superkondensatoren 38 bereitgestellten elektrischen Energie betreibbar, wodurch das jeweilige Laufrad mittels des Elektromotors 30 antreibbar ist beziehungsweise angetrieben wird.A particularly stable power supply for the electric motor 30th and thus particularly advantageous operation of the turbomachine 10 to be able to realize overall, shows the power electronics 36 Super capacitors 38 on, which are also known as supercaps. The super capacitors 38 can provide electrical energy in such a way that the electric motor 30th with that of the super capacitors 38 electrical energy provided to operate the electric motor 30th can be supplied. This is the electric motor 30th by means of the supercapacitors 38 provided electrical energy can be operated, whereby the respective impeller by means of the electric motor 30th is drivable or is driven.

Die Leistungselektronik 36 weist dabei mehrere, von den Superkondensatoren 38 unterschiedliche und insbesondere von Kondensatoren unterschiedliche, elektrische Bauelemente 40 und ein Gehäuse 42 auf. Dabei sind die Bauelemente 40 und die Superkondensatoren 38 in demselben Gehäuse 42 angeordnet. Bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 42 separat von dem Motorgehäuse 35 ausgebildet und außerhalb des Motorgehäuses 35 angeordnet. Außerdem ist das Gehäuse 42 starr und somit zumindest drehfest mit dem Motorgehäuse 35 verbunden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse 42 das Motorgehäuse 35 direkt berührt und somit direkt an dem Motorgehäuse 35 abgestützt ist. Dadurch ist die Leistungselektronik 36 sozusagen in den Abgasturbolader 12 integriert. Das Gehäuse 42 ist insbesondere derart starr mit dem Motorgehäuse 35 verbunden, dass das Gehäuse 42 gegen relativ zu dem Motorgehäuse 35 erfolgende Bewegungen gesichert ist.The power electronics 36 has several of the supercapacitors 38 different electrical components, in particular different from capacitors 40 and a case 42 on. Here are the components 40 and the super capacitors 38 in the same housing 42 arranged. In the embodiment shown in the figures, the housing 42 separate from the motor housing 35 formed and outside the motor housing 35 arranged. Also, the case is 42 rigid and thus at least rotationally fixed to the motor housing 35 connected. In particular, it can be provided that the housing 42 the motor housing 35 touched directly and thus directly on the motor housing 35 is supported. This is the power electronics 36 into the exhaust gas turbocharger, so to speak 12 integrated. The case 42 is particularly so rigid to the motor housing 35 connected that the housing 42 against relative to the motor housing 35 subsequent movements are secured.

In 2 sind Leitungen 44 erkennbar, welche auch als Verkabelung, Wechselstromverkabelung, Wechselspannungsverkabelung oder 48-Volt-WechselstromVerkabelung bezeichnet werden. Die Leistungselektronik 36 ist dazu ausgebildet, eine Wechselspannung beispielsweise in Höhe von 48 Volt bereitzustellen, wobei der Elektromotor 30 mit der von der Leistungselektronik 36 bereitstellbaren oder bereitgestellten Wechselspannung versorgbar ist. Dadurch kann der Elektromotor 30 mittels der von der Leistungselektronik 36 bereitgestellten Wechselspannung betrieben werden, sodass das jeweilige Laufrad unter Nutzung der von der Leistungselektronik 36 bereitgestellten Wechselspannung mittels des Elektromotors 30 elektrisch angetrieben werden kann. Dabei stellt die Leistungselektronik 36 die Wechselspannung über die Leitungen 44 bereit, sodass der Elektromotor 30 die von der Leistungselektronik 36 bereitgestellte Wechselspannung über die Leitungen 44 empfängt. Da die Leistungselektronik 36 auf die zuvor beschriebene Weise in den Abgasturbolader 12 integriert ist, können jeweilige Längen der Leitungen 44 besonders gering gehalten werden. Dadurch kann eine stabile Energieversorgung des Elektromotors 30 sichergestellt werden. Zumindest eines der Bauelemente 40 ist vorzugsweise Bestandteil eines auch als Inverter bezeichneten Wechselrichters 46 der Leistungselektronik 36. Der Wechselrichter 46 ist dabei in dem Gehäuse 42 angeordnet.In 2 are lines 44 recognizable, which are also referred to as cabling, alternating current cabling, alternating voltage cabling or 48 volt alternating current cabling. The power electronics 36 is designed to provide an alternating voltage, for example in the amount of 48 volts, the electric motor 30th with that of power electronics 36 provided or provided alternating voltage can be supplied. This allows the electric motor 30th by means of the power electronics 36 provided alternating voltage are operated, so that the respective impeller using the power electronics 36 AC voltage provided by means of the electric motor 30th can be driven electrically. The power electronics provide 36 the alternating voltage across the lines 44 ready so the electric motor 30th that of power electronics 36 AC voltage provided via the lines 44 receives. As the power electronics 36 into the exhaust gas turbocharger in the manner described above 12 is integrated, the respective lengths of the lines 44 are kept particularly low. This enables a stable power supply to the electric motor 30th be ensured. At least one of the components 40 is preferably part of an inverter also known as an inverter 46 of power electronics 36 . The inverter 46 is in the housing 42 arranged.

Die Superkondensatoren 38 sind beispielsweise dazu ausgebildet, eine erste Gleichspannung zum Betreiben des Elektromotors 30 und somit die zuvor genannte elektrische Energie zum Betreiben des Elektromotors 30 bereitzustellen. Dabei ist der Wechselrichter 46 mit der von den Superkondensatoren 38 bereitgestellten Gleichspannung versorgbar, sodass der Wechselrichter 46 die von den Superkondensatoren 38 bereitgestellte Gleichspannung in die zuvor genannte Wechselspannung, welche von der Leistungselektronik 36 über die Leitungen 44 bereitstellbar ist beziehungsweise bereitgestellt wird, umwandelbar ist beziehungsweise umgewandelt wird. Dies bedeutet, dass beispielsweise die zuvor genannte, von der Leistungselektronik 36 bereitstellbare oder bereitgestellte Wechselspannung von dem Wechselrichter 46 bereitstellbar ist beziehungsweise bereitgestellt wird. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt kann aus der von den Superkondensatoren 38 bereitgestellten ersten Gleichspannung mittels des Wechselrichters 46 die zuvor genannte Wechselspannung gewonnen werden, welche von dem Wechselrichter 46 und somit von der Leistungselektronik 36 bereitgestellt und von dem Elektromotor 30 empfangen wird. Hierdurch wird der Elektromotor 30 betrieben, sodass mittels des Elektromotors 30 das jeweilige Laufrad elektrisch angetrieben wird. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die über die Leitungen 44 von der Leistungselektronik 36 beziehungsweise von dem Wechselrichter 46 bereitstellbare oder bereitgestellte Wechselspannung betragsmäßig der ersten Gleichspannung, die von den Superkondensatoren 38 bereitstellbar ist, entspricht. Beispielsweise beträgt die erste Gleichspannung beziehungsweise die Wechselspannung zumindest im Wesentlichen 48 Volt.The super capacitors 38 are designed, for example, to provide a first DC voltage to operate the electric motor 30th and thus the aforementioned electrical energy for operating the electric motor 30th to provide. Here is the inverter 46 with that of the super capacitors 38 provided DC voltage can be supplied, so that the inverter 46 those of the super capacitors 38 provided DC voltage into the aforementioned AC voltage, which is generated by the power electronics 36 over the lines 44 is or is provided, is or is converted. This means that, for example, the aforementioned, from the power electronics 36 AC voltage that can be provided or provided by the inverter 46 is or is provided. In other words, it can be derived from the supercapacitors 38 provided first DC voltage by means of the inverter 46 the aforementioned AC voltage can be obtained, which is generated by the inverter 46 and thus from power electronics 36 provided and by the electric motor 30th Will be received. This causes the electric motor 30th operated so that by means of the Electric motor 30th the respective impeller is driven electrically. It is preferably provided that the lines 44 from power electronics 36 or from the inverter 46 AC voltage that can be provided or provided in terms of the amount of the first DC voltage generated by the supercapacitors 38 can be provided corresponds to. For example, the first direct voltage or the alternating voltage is at least substantially 48 Volt.

Die Strömungsmaschine 10 weist außerdem eine von den Superkondensatoren 38 unterschiedliche, bezüglich des Elektromotors 30 und bezüglich der Leistungselektronik 36 externe, zusätzlich zu der Leistungselektronik 36 und somit zusätzlich zu den Superkondensatoren 38 und zusätzlich zu dem Elektromotor 30 vorgesehene Energiequelle 48 auf. Die Energiequelle 48 ist dazu ausgebildet, eine zweite Gleichspannung bereitzustellen, welche beispielsweise betragsmäßig der ersten Gleichspannung und/oder der Wechselspannung, die von der Leistungselektronik 36 über die Leitungen 44 bereitstellbar ist und beispielsweise aus der ersten Gleichspannung gewonnen werden kann, entspricht.The turbo machine 10 also has one of the supercapacitors 38 different, regarding the electric motor 30th and regarding power electronics 36 external, in addition to the power electronics 36 and thus in addition to the super capacitors 38 and in addition to the electric motor 30th intended energy source 48 on. The energy source 48 is designed to provide a second direct voltage which, for example, is the first direct voltage and / or the alternating voltage generated by the power electronics 36 over the lines 44 can be provided and can be obtained, for example, from the first DC voltage.

Die Strömungsmaschine 10 weist dabei weitere Leitungen 55 auf, welche als weitere Verkabelung, Gleichstromverkabelung, Gleichspannungsverkabelung oder 48-Volt-Gleichstrom-Verkabelung bezeichnet werden. Die Energiequelle 48 kann die zweite Gleichspannung über die Leitungen 55 bereitstellen. Dabei kann die Leistungselektronik 36, insbesondere der Wechselrichter 46, die von der Energiequelle 48 bereitgestellte zweite Gleichspannung, welche beispielsweise 48 Volt beträgt, über die Leitungen 55 empfangen. Auf diese Weise ist die Leistungselektronik 36, insbesondere der Wechselrichter 46, mit der von der Energiequelle 48 bereitgestellten zweiten Gleichspannung versorgbar. Mit anderen Worten kann die Leistungselektronik 36, insbesondere der Wechselrichter 46, von der Energiequelle 48 über die Leitungen 55 mit der von der Energiequelle 48 bereitgestellten zweiten Gleichspannung versorgt werden. Die Leistungselektronik 36, insbesondere der Wechselrichter 46, kann die von der Energiequelle 48 über die Leitungen 55 bereitgestellte Gleichspannung, die der Wechselrichter 46 über die Leitungen 55 empfängt, sodass der Wechselrichter 46 mit der von der Energiequelle 48 bereitgestellten zweiten Gleichspannung über die Leitungen 55 versorgt wird, in die zuvor genannte Wechselspannung beziehungsweise in eine Wechselspannung umwandeln, mit welcher der Elektromotor 30 von der Leistungselektronik 36, insbesondere von dem Wechselrichter 46, über die Leitungen 44 versorgbar ist, wodurch der Elektromotor 30 betreibbar und dadurch das jeweilige Laufrad mittels des Elektromotors 30 elektrisch antreibbar ist. Insgesamt ist erkennbar, dass der Wechselrichter 46 sowohl dazu genutzt wird, die von den Superkondensatoren 38 bereitgestellte Gleichspannung in die genannte Wechselspannung umzuwandeln, als auch dazu, die von der Energiequelle 48 bereitgestellte zweite Gleichspannung in die Wechselspannung umzuwandeln. Dadurch können sowohl die Superkondensatoren 38 als auch die Energiequelle 48 genutzt werden, um den Elektromotor 30 über die Leitungen 44 mit elektrischer Energie zu versorgen, die von dem Wechselrichter 46 bereitgestellt und mittels des Wechselrichters aus der jeweiligen Gleichspannung gewonnen wird. Dadurch können sowohl ein besonders dynamischer Betrieb des Elektromotors 30 als auch eine stabile und sichere Energieversorgung des Elektromotors 30 sowohl während eines dynamischen Betriebs als auch über eine lange Zeitdauer hinweg gewährleistet werden.The turbo machine 10 indicates further lines 55 referred to as additional wiring, direct current wiring, direct voltage wiring, or 48 volt direct current wiring. The energy source 48 can use the second DC voltage via the lines 55 provide. The power electronics 36 , especially the inverter 46 coming from the energy source 48 provided second DC voltage, which is for example 48 volts, via the lines 55 receive. This is how power electronics are 36 , especially the inverter 46 , with that of the energy source 48 provided second DC voltage can be supplied. In other words, power electronics can 36 , especially the inverter 46 , from the energy source 48 over the lines 55 with that of the energy source 48 provided second DC voltage are supplied. The power electronics 36 , especially the inverter 46 that can be from the energy source 48 over the lines 55 DC voltage provided by the inverter 46 over the lines 55 so that the inverter 46 with that of the energy source 48 provided second DC voltage via the lines 55 is supplied, convert into the aforementioned AC voltage or into an AC voltage with which the electric motor 30th from power electronics 36 , especially from the inverter 46 , over the lines 44 can be supplied, whereby the electric motor 30th operable and thereby the respective impeller by means of the electric motor 30th is electrically drivable. Overall it can be seen that the inverter 46 both used by the supercapacitors 38 to convert the provided direct voltage into said alternating voltage, as well as that of the energy source 48 to convert the second DC voltage provided into the AC voltage. This allows both the supercapacitors 38 as well as the energy source 48 used to power the electric motor 30th over the lines 44 with electrical energy supplied by the inverter 46 is provided and obtained from the respective DC voltage by means of the inverter. This enables particularly dynamic operation of the electric motor 30th as well as a stable and safe energy supply for the electric motor 30th can be ensured both during dynamic operation and over a long period of time.

Aus 2 ist erkennbar, dass die Energiequelle 48 eine Batterie 50 umfasst. Die Batterie 50 ist vorzugsweise eine 12-Volt-Batterie und somit dazu ausgebildet, eine gegenüber der ersten Gleichspannung und gegenüber der zweiten Gleichspannung geringere dritte Gleichspannung von beispielsweise 12 Volt bereitzustellen. Die Energiequelle 48 weist darüber hinaus einen auch als DC-DC-Wandler bezeichneten Gleichspannungswandler 52 auf, welcher, insbesondere über Leitungen 54, mit der von der Batterie 50 bereitgestellten dritten Gleichspannung versorgbar ist. Dies bedeutet, dass der Gleichspannungswandler 52 über die Leitungen 54 die von der Batterie 50 bereitgestellte dritte Gleichspannung empfangen kann. Der Gleichspannungswandler 52 kann die von der Batterie 50 bereitgestellte dritte Gleichspannung, mit welcher der Gleichspannungswandler 52 über die Leitungen 54 versorgbar ist beziehungsweise versorgt wird, in die zweite Gleichspannung umwandeln, die von der Energiequelle 48 über die Leitungen 55 bereitstellbar ist beziehungsweise bereitgestellt wird.Out 2 can be seen that the energy source 48 a battery 50 includes. The battery 50 is preferably a 12-volt battery and is thus designed to provide a third direct voltage of, for example, 12 volts, which is lower than the first direct voltage and compared to the second direct voltage. The energy source 48 also has a DC-DC converter, also known as a DC-DC converter 52 on which, especially over lines 54 , with that of the battery 50 provided third DC voltage can be supplied. This means that the DC-DC converter 52 over the lines 54 those from the battery 50 can receive third DC voltage provided. The DC / DC converter 52 can take from the battery 50 Third DC voltage provided, with which the DC voltage converter 52 over the lines 54 can be supplied or is being supplied, convert it into the second DC voltage from the energy source 48 over the lines 55 is or is provided.

3 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Schaltplan zur Veranschaulichung einer Bordnetzarchitektur des Kraftfahrzeugs. In Zusammenschau mit 1 und 2 ist erkennbar, dass die Superkondensatoren 38 in die Leistungselektronik 36 integriert und dabei in dem Gehäuse 42 aufgenommen sind. Ein beispielsweise mit 12 Volt Gleichspannung betreibbares Hauptbordnetz ist in 3 mit 56 bezeichnet. Dabei ist eine Hauptlast des Hauptbordnetzes 56 mit 58 bezeichnet. Ein beispielsweise mit 48 Volt Gleichspannung betreibbares Hauptbordnetz ist in 3 mit 60 bezeichnet. Der Gleichspannungswandler 52 kann die von der Batterie 50 bereitgestellte und beispielsweise 12 Volt betragende Gleichspannung in die beispielsweise 48 Volt betragende zweite Gleichspannung umwandeln, welche in das Hauptbordnetz 60 eingespeist wird. Über das Hauptbordnetz 60 kann beispielsweise ein Startergenerator 62 des Kraftfahrzeugs mit der zweiten Gleichspannung versorgt werden, wodurch der Startergenerator 62 mittels der zweiten Gleichspannung betrieben werden kann. Der Startergenerator 62 wird beispielsweise als Anlasser oder Starter zum Starten beziehungsweise Anlassen des Verbrennungsmotors genutzt. Ferner kann der Startergenerator 62 als Lichtmaschine beziehungsweise als Generator genutzt werden, um beispielsweise von dem Verbrennungsmotor bereitgestellte mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln, die von dem Startergenerator 62 bereitgestellt wird. Die von dem Startergenerator 62 bereitgestellte Energie kann beispielsweise, insbesondere über den Gleichspannungswandler 52, in die Batterie 50 eingespeichert werden. Ferner sind aus 3 die auch als Hauptteile bezeichneten, elektrischen Bauelemente 40 der Leistungselektronik 36 erkennbar. Besonders gut aus 3 ist erkennbar, dass sowohl die elektrischen Bauelemente 40 als auch die Superkondensatoren 38 in demselben Gehäuse 42 der Leistungselektronik 36 angeordnet sind. 3 shows a schematic representation of a circuit diagram to illustrate an on-board network architecture of the motor vehicle. In sync with 1 and 2 can be seen that the supercapacitors 38 in power electronics 36 integrated and at the same time in the housing 42 are included. A main electrical system that can be operated, for example, with 12 volts DC is shown in 3 labeled 56. A major load is the main electrical system 56 With 58 designated. A main electrical system that can be operated, for example, with 48 volts DC is shown in 3 labeled 60. The DC / DC converter 52 can take from the battery 50 Convert the provided direct voltage, for example 12 volts, into the second direct voltage, for example 48 volts, which is fed into the main electrical system 60 is fed in. Via the main electrical system 60 can for example be a starter generator 62 of the motor vehicle are supplied with the second DC voltage, whereby the starter generator 62 can be operated by means of the second DC voltage. The starter generator 62 is used, for example, as a starter for starting or starting the internal combustion engine. Furthermore, the starter generator 62 be used as an alternator or as a generator, for example, to convert mechanical energy provided by the internal combustion engine into electrical energy that is generated by the starter generator 62 provided. The one from the starter generator 62 Energy provided can for example, in particular via the DC voltage converter 52 , into the battery 50 can be saved. Furthermore are off 3 the electrical components also known as main parts 40 of power electronics 36 recognizable. Especially good 3 it can be seen that both the electrical components 40 as well as the super capacitors 38 in the same housing 42 of power electronics 36 are arranged.

In 4 ist mit L1 ein erster Lastfall schematisch veranschaulicht, zu welchem es beispielsweise während eines Betriebs des Elektromotors 30 kommen kann. Dabei veranschaulicht ein Verlauf 64 einen zeitlichen Verlauf der elektrischen Energie, mit welcher der Elektromotor 30 versorgt wird, um das jeweilige Laufrad anzutreiben. Der Lastfall L1 resultiert aus einem sehr dynamischen und somit transienten Betrieb des Elektromotors 30, wobei es während des dynamischen Betriebs zu häufigen und kurz aufeinanderfolgenden Drehzahländerungen des Rotors 34 und somit des jeweiligen Laufrads kommt. Bei dem Lastfall L1 wird der Elektromotor 30 beispielsweise bezogen auf die Energiequelle 48 und die Superkondensatoren 38 ausschließlich durch die Superkondensatoren 38 oder aber durch die Superkondensatoren 38 und durch die Energiequelle 48 mit elektrischer Energie versorgt. Die Superkondensatoren 38 stellen dabei sicher, häufige und kurz aufeinanderfolgende Drehzahländerungen des Rotors 34, mithin sehr hohe Drehzahlsprünge, realisieren und dabei eine sichere Energieversorgung des Elektromotors 30 gewährleisten zu können.In 4th a first load case is schematically illustrated with L1, which occurs, for example, during operation of the electric motor 30th can come. A course illustrates this 64 a time curve of the electrical energy with which the electric motor 30th is supplied to drive the respective impeller. The load case L1 results from a very dynamic and therefore transient operation of the electric motor 30th , with frequent and short successive changes in the speed of the rotor during dynamic operation 34 and thus of the respective impeller. In the load case L1 becomes the electric motor 30th for example based on the energy source 48 and the super capacitors 38 exclusively through the super capacitors 38 or through the super capacitors 38 and by the energy source 48 supplied with electrical energy. The super capacitors 38 ensure frequent and rapid changes in the speed of the rotor 34 , therefore very high speed jumps, and thereby a reliable energy supply for the electric motor 30th to be able to guarantee.

Schließlich veranschaulicht 4 einen zweiten Lastfall L2, welcher aus einem zumindest im Wesentlichen stationären Betrieb mit einer nur geringen Anzahl an zeitlich weit voneinander beabstandeten Drehzahländerungen des Rotors 34 resultiert. Bei dem Lastfall L2 wird der Elektromotor 30 beispielsweise bezogen auf die Energiequelle 48 und die Superkondensatoren 38 ausschließlich durch die Energiequelle 48 mit elektrischer Energie versorgt. Eine durch die Superkondensatoren 38 bewirkte Energieversorgung des einfach auch als Motor bezeichneten Elektromotors 30 ist während des Lastfalls L2 nicht erforderlich, da es nicht zu häufigen Drehzahländerungen kommt.Finally illustrated 4th a second load case L2 , which results from an at least essentially steady-state operation with only a small number of speed changes of the rotor that are far apart in time 34 results. In the load case L2 becomes the electric motor 30th for example based on the energy source 48 and the super capacitors 38 exclusively through the energy source 48 supplied with electrical energy. One through the super capacitors 38 caused energy supply of the electric motor, also simply referred to as a motor 30th is during the load case L2 not necessary as there are no frequent changes in speed.

Die Superkondensatoren 38 sind beispielsweise als 8 mal 6 Volt Superkondensatoren ausgebildet. Hierdurch kann eine sichere und stabile Energieversorgung, insbesondere Stromversorgung, des Elektromotors 30 mit einer hinreichend hohen elektrischen Spannung gewährleistet werden. Durch Verwendung der Superkondensatoren 38 kann der Elektromotor 30 besonders vorteilhaft mit einer hinreichend hohen Spannung versorgt werden, insbesondere unabhängig von dem übrigen Kraftfahrzeug, welches beispielsweise keine Batterie mit einer gegenüber 12 Volt größeren Spannung aufweist. The super capacitors 38 are designed, for example, as 8 by 6 volt supercapacitors. This enables a safe and stable energy supply, in particular power supply, for the electric motor 30th can be guaranteed with a sufficiently high electrical voltage. By using the super capacitors 38 can the electric motor 30th be particularly advantageously supplied with a sufficiently high voltage, in particular independently of the rest of the motor vehicle, which for example does not have a battery with a voltage greater than 12 volts.

Insbesondere kann der Elektromotor 30 so lange durch die Superkondensatoren 38 mit einer hinreichend hohen elektrischen Spannung versorgt werden, bis der Gleichspannungswandler 52 seine volle Leistung erreicht hat und somit die Energiequelle 48 eine hinreichend hohe Gleichspannung und somit Energieversorgung des Elektromotors 30 gewährleisten kann. Zurückgewonnene, insbesondere elektrische, Energie kann in den Superkondensatoren 38 gespeichert werden, insbesondere bei hohen Spannungen und kleinen Zeiten. Die Energiequelle 48 kann eine dauerhafte Energieversorgung des Elektromotors 30 gewährleisten. Durch Verwendung der Superkondensatoren 38 kann eine Applikation der Strömungsmaschine 10 in jedem beliebigen Fahrzeug unabhängig von der vorhandenen Spannung und somit unabhängig davon realisiert werden, ob das Fahrzeug ausschließlich eine Batterie mit 12 Volt oder eine Batterie mit 48 Volt oder eine Batterie mit 400 Volt Spannung aufweist.In particular, the electric motor 30th so long through the super capacitors 38 be supplied with a sufficiently high electrical voltage until the DC voltage converter 52 has reached its full capacity and thus the energy source 48 a sufficiently high DC voltage and thus energy supply for the electric motor 30th can guarantee. Recovered energy, especially electrical energy, can be stored in the supercapacitors 38 are stored, especially at high voltages and short times. The energy source 48 can provide a permanent energy supply for the electric motor 30th guarantee. By using the super capacitors 38 can be an application of the turbomachine 10 can be implemented in any vehicle regardless of the existing voltage and thus regardless of whether the vehicle has a battery with 12 volts or a battery with 48 volts or a battery with 400 volts.

Ferner ist es möglich, die Superkondensatoren 38 und die Leistungselektronik 36 sowie beispielsweise den Abgasturbolader 12 gleichzeitig zu kühlen. Durch die Integration der Leistungselektronik 36 in den Abgasturbolader 12 kann ein besonders bauraum- und kostengünstiges Modul geschaffen werden. Die Größe der Batterie 50 kann begrenzt werden auf die benötigte Kapazität und Dauerleistung und Zeit. Die Superkondensatoren 38 können dem Elektromotor 30 die benötigte Energie in der richtigen Spannung liefern, bis mittels der Energiequelle 48 eine hinreichende Stromversorgung gewährleistet werden kann. Insbesondere können folgende Vorteile realisiert werden:

  • - große Flexibilität des Zielfahrzeugs, da das System zumindest nahezu unabhängig davon sein kann
  • - eine kleine und kompakte Batterie beeinflusst Entwicklungs- und Produktionskosten sowie Bauraum positiv gegenüber größeren Fahrzeugbatterien
  • - eine Integration der Komponenten kann zu einer Verkabelungsersparnis zwischen einzelnen Komponenten führen
  • - der Einsatz von kommerziellen Superkondensatoren ermöglicht eine Stabilisierung, sodass Kosten gering gehalten werden können
  • - vorteilhafte Baubarkeit des Systems und somit geringere Montagezeit und geringere Montagekosten.
It is also possible to use the super capacitors 38 and power electronics 36 and for example the exhaust gas turbocharger 12 to cool at the same time. By integrating the power electronics 36 in the exhaust gas turbocharger 12 a particularly space-saving and inexpensive module can be created. The size of the battery 50 can be limited to the required capacity and continuous output and time. The super capacitors 38 can the electric motor 30th deliver the required energy in the correct voltage until by means of the energy source 48 an adequate power supply can be guaranteed. In particular, the following advantages can be realized:
  • - Great flexibility of the target vehicle, since the system can at least be almost independent of it
  • - A small and compact battery has a positive effect on development and production costs as well as installation space compared to larger vehicle batteries
  • - An integration of the components can lead to savings in cabling between individual components
  • - the use of commercial supercapacitors enables stabilization so that costs can be kept low
  • - Advantageous buildability of the system and thus lower assembly time and lower assembly costs.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
StrömungsmaschineTurbo machine
1212
AbgasturboladerExhaust gas turbocharger
1414th
Turbineturbine
1616
TurbinengehäuseTurbine housing
1818th
TurbinenradTurbine wheel
2020th
DrehachseAxis of rotation
2222nd
Verdichtercompressor
2424
VerdichtergehäuseCompressor housing
2626th
VerdichterradCompressor wheel
2828
Wellewave
3030th
ElektromotorElectric motor
3232
Statorstator
3434
Rotorrotor
3535
MotorgehäuseMotor housing
3636
LeistungselektronikPower electronics
3838
SuperkondensatorenSuper capacitors
4040
BauelementeComponents
4242
Gehäusecasing
4444
Leitungencables
4646
WechselrichterInverter
4848
EnergiequelleEnergy source
5050
Batteriebattery
5252
GleichspannungswandlerDC-DC converter
5454
Leitungencables
5555
Leitungencables
5656
HauptbordnetzMain electrical system
5858
HauptlastMain burden
6060
HauptbordnetzMain electrical system
6262
StartergeneratorStarter generator
6464
Verlaufcourse
L1L1
LastfallLoad case
L2L2
LastfallLoad case

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102009044921 A1 [0002]DE 102009044921 A1 [0002]
  • EP 1244201 A1 [0002]EP 1244201 A1 [0002]

Claims (10)

Strömungsmaschine (10) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem zum Verdichten eines Gases ausgebildeten und/oder von einem Gas antreibbaren Laufrad (18, 26), mit einem Elektromotor (30), mittels welchem das wenigstens eine Laufrad (18, 26) antreibbar ist, und mit einer Leistungselektronik (36), von welcher der Elektromotor (30) mit elektrischer Energie zum Betreiben des Elektromotors (30) versorgbar ist, wodurch das Laufrad (18, 26) mittels des Elektromotors (30) antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungselektronik (36) wenigstens einen Superkondensator (38) aufweist, von welchem der Elektromotor (30) mit elektrischer Energie zum Betreiben des Elektromotors (30) versorgbar ist, wodurch das Laufrad (18, 26) mittels des Elektromotors (30) antreibbar ist.Turbomachine (10) for a motor vehicle, with at least one impeller (18, 26) designed to compress a gas and / or drivable by a gas, with an electric motor (30) by means of which the at least one impeller (18, 26) can be driven , and with power electronics (36) from which the electric motor (30) can be supplied with electrical energy for operating the electric motor (30), whereby the impeller (18, 26) can be driven by means of the electric motor (30), characterized in that the power electronics (36) has at least one supercapacitor (38), from which the electric motor (30) can be supplied with electrical energy to operate the electric motor (30), whereby the impeller (18, 26) can be driven by means of the electric motor (30). Strömungsmaschine (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungselektronik (36) wenigstens ein von dem Superkondensator (38) unterschiedliches, zusätzlich zu dem Superkondensator (38) vorgesehenes, elektrisches Bauelement (40) und ein Gehäuse (42) aufweist, in welchem das elektrische Bauelement (40) und der Superkondensator (38) aufgenommen sind.Flow machine (10) after Claim 1 , characterized in that the power electronics (36) has at least one electrical component (40), which is different from the supercapacitor (38) and is provided in addition to the supercapacitor (38), and a housing (42) in which the electrical component (40) and the super capacitor (38) are included. Strömungsmaschine (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (40) Bestandteil eines in dem Gehäuse (42) angeordneten Wechselrichters (46) ist, mittels welchem eine Gleichspannung, mit welcher der Wechselrichter (46) versorgbar ist, in eine Wechselspannung umwandelbar ist, mit welcher der Elektromotor (30) von der Leistungselektronik (36) versorgbar ist, wodurch der Elektromotor (30) betreibbar und dadurch das Laufrad (18, 26) mittels des Elektromotors (30) antreibbar ist.Flow machine (10) after Claim 2 , characterized in that the component (40) is part of an inverter (46) arranged in the housing (42), by means of which a direct voltage, with which the inverter (46) can be supplied, can be converted into an alternating voltage, with which the electric motor (30) can be supplied by the power electronics (36), whereby the electric motor (30) can be operated and thereby the impeller (18, 26) can be driven by means of the electric motor (30). Strömungsmaschine (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Superkondensator (38) dazu ausgebildet ist, die Gleichspannung bereitzustellen, mit welcher der Wechselrichter (46) versorgbar ist, mittels welchem die von dem Superkondensator (38) bereitgestellte Gleichspannung in die Wechselspannung umwandelbar ist, mit welcher der Elektromotor (30) von der Leistungselektronik (36) versorgbar ist, wodurch der Elektromotor (30) betreibbar und dadurch das Laufrad (18, 26) mittels des Elektromotors (30) antreibbar ist.Flow machine (10) after Claim 3 , characterized in that the supercapacitor (38) is designed to provide the DC voltage with which the inverter (46) can be supplied, by means of which the DC voltage provided by the supercapacitor (38) can be converted into the AC voltage with which the electric motor ( 30) can be supplied by the power electronics (36), whereby the electric motor (30) can be operated and, as a result, the impeller (18, 26) can be driven by means of the electric motor (30). Strömungsmaschine (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Superkondensator (38) bereitstellbare Gleichspannung betragsmäßig der Wechselspannung entspricht.Flow machine (10) after Claim 3 or 4th , characterized in that the direct voltage that can be provided by the supercapacitor (38) corresponds to the amount of the alternating voltage. Strömungsmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine von dem Superkondensator (38) unterschiedliche, bezüglich der Leistungselektronik (36) und dem Elektromotor (30) externe und zusätzlich dazu vorgesehene Energiequelle (48), welche dazu ausgebildet ist, eine Gleichspannung bereitzustellen, mit welcher der Wechselrichter (46) versorgbar ist, mittels welchem die von der Energiequelle (48) bereitgestellte Gleichspannung in eine Wechselspannung umwandelbar ist, mit welcher der Elektromotor (30) von der Leistungselektronik (36) versorgbar ist, wodurch der Elektromotor (30) betreibbar und dadurch das Laufrad (18, 26) mittels des Elektromotors (30) antreibbar ist.Turbomachine (10) according to one of the preceding claims, characterized by an energy source (48) which is different from the supercapacitor (38), is external with respect to the power electronics (36) and the electric motor (30) and is additionally provided and is designed for a direct voltage provide, with which the inverter (46) can be supplied, by means of which the DC voltage provided by the energy source (48) can be converted into an AC voltage with which the electric motor (30) can be supplied by the power electronics (36), whereby the electric motor (30 ) can be operated and thereby the impeller (18, 26) can be driven by means of the electric motor (30). Strömungsmaschine (10) nach den Ansprüchen 5 und 6 oder nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Superkondensator (38) bereitstellbare Gleichspannung und die von der Energiequelle (48) bereitstellbare Gleichspannung betragsmäßig einander entsprechen.Turbo machine (10) according to the Claims 5 and 6th or after the Claims 4 and 6th , characterized in that the direct voltage that can be provided by the supercapacitor (38) and the direct voltage that can be provided by the energy source (48) correspond to one another in terms of amount. Strömungsmaschine (10) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiequelle (48) umfasst: - eine Batterie (52), mittels welcher eine gegenüber der von der Energiequelle (48) bereitstellbare Gleichspannung geringere Gleichspannung bereitstellbar ist, und - ein mit der von der Batterie (50) bereitgestellten Gleichspannung versorgbaren Gleichspannungswandler (52), mittels welchem die von der Batterie (50) bereitgestellte Gleichspannung in die von der Energiequelle (48) bereitstellbare Gleichspannung, mit welcher der Wechselrichter (46) versorgbar ist, umwandelbar ist.Flow machine (10) after Claim 6 or 7th , characterized in that the energy source (48) comprises: - a battery (52), by means of which a DC voltage lower than that provided by the energy source (48) can be provided, and - a DC voltage provided by the battery (50) supplyable DC voltage converter (52), by means of which the DC voltage provided by the battery (50) can be converted into the DC voltage that can be provided by the energy source (48) and with which the inverter (46) can be supplied. Strömungsmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (30) in einem Motorgehäuse (36) aufgenommen ist, wobei: - das Gehäuse (42) der Leistungselektronik (36) separat von dem Motorgehäuse (36) ausgebildet und starr mit dem Motorgehäuse (36) verbunden ist, und/oder - das Gehäuse (42) der Leistungselektronik (36) außerhalb des Motorgehäuses (36) angeordnet ist, und/oder - das Gehäuse (42) der Leistungselektronik (36) einstückig mit dem Motorgehäuse (36) ausgebildet ist und/oder - das Gehäuse (42) der Leistungselektronik (36) das Motorgehäuse (36) ist.Turbo machine (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motor (30) is accommodated in a motor housing (36), wherein: - the housing (42) of the power electronics (36) is formed separately from the motor housing (36) and is rigidly connected to the motor housing (36), and / or - the housing (42) of the power electronics (36) is arranged outside the motor housing (36), and / or - the housing (42) of the power electronics (36) in one piece with the Motor housing (36) is formed and / or - the housing (42) of the power electronics (36) is the motor housing (36). Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Strömungsmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Motor vehicle with at least one turbo machine (10) according to one of the preceding claims.
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