DE102020125933A1 - Electric propulsion system for a vehicle and method for controlling an electric propulsion system for a vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Antriebssystem (10) für ein Fahrzeug (30) mit wenigstens einer elektrischen Antriebsmaschine (12A), die dazu eingerichtet ist, elektrischen Strom in Bewegungsenergie umzuwandeln; und wenigstens einer der elektrischen Antriebsmaschine (12A) zugeordneten Leistungselektronik (12B), die dazu eingerichtet ist, ein angefordertes Antriebsmoment zu erfassen und wenigstens in Abhängigkeit von dem angeforderten Antriebsmoment eine Zufuhr von elektrischem Strom zu steuern. Dabei ist vorgesehen, dass die Leistungselektronik (12B) ferner dazu eingerichtet ist, bei einem Rückgang des Antriebsmoments den Stromfluss derart zu beeinflussen, dass ein Wirkungsgrad der Leistungselektronik (12B) oder/und ein Wirkungsgrad der elektrischen Antriebsmaschine (12A) reduziert wird.The invention relates to an electric drive system (10) for a vehicle (30) with at least one electric drive machine (12A) which is set up to convert electric current into kinetic energy; and at least one power electronics unit (12B) assigned to the electric drive machine (12A), which is set up to detect a requested drive torque and to control the supply of electric current at least as a function of the requested drive torque. It is provided that the power electronics (12B) is also set up to influence the current flow when the drive torque drops in such a way that the efficiency of the power electronics (12B) and/or the efficiency of the electric drive machine (12A) is reduced.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug mit wenigstens einer elektrischen Antriebsmaschine, die dazu eingerichtet ist, elektrischen Strom in Bewegungsenergie umzuwandeln; und wenigstens einer der elektrischen Antriebsmaschine zugeordneten Leistungselektronik, die dazu eingerichtet ist, ein angefordertes Antriebsmoment zu erfassen und wenigstens in Abhängigkeit von dem angeforderten Antriebsmoment eine Zufuhr von elektrischem Strom zu steuern.The invention relates to an electric drive system for a vehicle with at least one electric drive machine which is set up to convert electric power into kinetic energy; and at least one of the power electronics associated with the electric drive machine, which is set up to detect a requested drive torque and to control a supply of electric power at least as a function of the requested drive torque.

Aus der Druckschrift DE 11 2009 000 599 T5 ist eine Leistungszuführungssteuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine bekannt.From the pamphlet DE 11 2009 000 599 T5 a power supply control device for a rotary electric machine is known.

Aus der Druckschrift EP 3 179 546 A1 ist ein Brennstoffzellensystem mit einer Spannungssteuereinheit und mit einer Spannungsbegrenzungssteuereinheit bekannt.From the pamphlet EP 3 179 546 A1 a fuel cell system with a voltage control unit and with a voltage limitation control unit is known.

Aus der Druckschrift DE 10 2010 062 478 A1 ist eine Vorrichtung zum Betreiben einer elektrischen Maschine bekannt.From the pamphlet DE 10 2010 062 478 A1 a device for operating an electrical machine is known.

In einem Brennstoffzellenfahrzeug wird elektrischer Strom durch ein Brennstoffzellensystem erzeugt und mittels einer elektrischen Antriebsmaschine in Bewegungsenergie umgewandelt oder in einem Hochvolt-Batteriezellensystem gespeichert. Während des Betriebs eines solchen Brennstoffzellenfahrzeugs können Fahrsituationen auftreten in denen die elektrische Antriebsmaschine ein Antriebsmoment sehr schnell zurücknehmen muss (beispielsweise auf einer glatten Straße oder bei einer schnellen Fahrpedalrücknahme), um eine ausreichende Fahrstabilität zu gewährleisten. Diese sehr schnelle Rücknahme des Antriebsmoments führt zu einer sehr schnellen Rücknahme eines elektrischen Stroms in einer der elektrischen Antriebsmaschine zugeordneten Leistungselektronik.In a fuel cell vehicle, electricity is generated by a fuel cell system and converted into kinetic energy by means of an electric drive machine or stored in a high-voltage battery cell system. During the operation of such a fuel cell vehicle, driving situations can arise in which the electric drive machine has to reduce a drive torque very quickly (for example on a slippery road or when the accelerator pedal is released quickly) in order to ensure sufficient driving stability. This very rapid reduction in the drive torque leads to a very rapid reduction in an electric current in power electronics associated with the electric drive machine.

Wenn das Brennstoffzellensystem nicht genauso schnell heruntergeregelt werden kann, dann muss dieser Strom für eine kurze Zeit in dem Hochvolt-Batteriezellensystem zwischen gespeichert werden. Dies wiederrum bedeutet, dass das Hochvolt-Batteriezellensystem so dimensioniert sein muss, dass es hohen elektrischen Strömen standhalten kann. Ebenso kann das Brennstoffzellensystem so konzipiert werden, dass es sehr schnell herunterregelbar ist. In beiden Fällen führen diese Anforderungen an die jeweiligen Systeme jedoch zu erhöhten Kosten.If the fuel cell system cannot be turned down just as quickly, then this electricity must be temporarily stored in the high-voltage battery cell system for a short time. This in turn means that the high-voltage battery cell system must be dimensioned in such a way that it can withstand high electrical currents. The fuel cell system can also be designed in such a way that it can be regulated down very quickly. In both cases, however, these requirements for the respective systems lead to increased costs.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, ein elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug bereitzustellen, das eine sehr schnelle Rücknahme eines Antriebsmoments optimal umsetzt, ohne dass ein Hochvolt-Batteriezellensystem des Fahrzeugs oder/und ein Brennstoffzellensystem des Fahrzeugs zusätzlich belastet werden.The object on which the invention is based is seen as providing an electric drive system for a vehicle that optimally implements a very rapid reduction in drive torque without additionally loading a high-voltage battery cell system in the vehicle and/or a fuel cell system in the vehicle.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by an electric drive system for a vehicle having the features of patent claim 1 and by a method having the features of claim 6. Advantageous configurations with expedient developments are specified in the dependent patent claims.

Vorgeschlagen wird also ein elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug mit wenigstens einer elektrischen Antriebsmaschine, die dazu eingerichtet ist, elektrischen Strom in Bewegungsenergie umzuwandeln; und wenigstens einer der elektrischen Antriebsmaschine zugeordneten Leistungselektronik, die dazu eingerichtet ist, ein angefordertes Antriebsmoment zu erfassen und wenigstens in Abhängigkeit von dem angeforderten Antriebsmoment eine Zufuhr von elektrischem Strom zu steuern. Dabei ist vorgesehen, dass die Leistungselektronik ferner dazu eingerichtet ist, bei einem Rückgang des Antriebsmoments den Stromfluss derart zu beeinflussen, dass ein Wirkungsgrad der Leistungselektronik oder/und ein Wirkungsgrad der elektrischen Antriebsmaschine reduziert wird.An electric drive system for a vehicle with at least one electric drive machine, which is set up to convert electric current into kinetic energy, is therefore proposed; and at least one of the power electronics associated with the electric drive machine, which is set up to detect a requested drive torque and to control a supply of electric power at least as a function of the requested drive torque. It is provided that the power electronics is also set up to influence the current flow when the drive torque drops in such a way that the efficiency of the power electronics and/or the efficiency of the electric drive machine is reduced.

Der bei dem Rückgang des Antriebmoments anfallende zusätzliche elektrische Strom wird hierbei durch die Leistungselektronik oder/und die elektrische Antriebsmaschine verbraucht, beispielsweise in Wärme umgewandelt. Mit anderen Worten, indem der Stromfluss derart beeinflusst wird, dass der Leistungselektronik oder/und der elektrische Antriebsmaschine dieser zusätzliche elektrische Strom zugeführt wird, muss er nicht in einem Hochvolt-Batteriezellensystem des Fahrzeugs zwischen gespeichert werden. Ebenso ist eine schnelle Herunterregelung eines Brennstoffzellensystems des Fahrzeugs nicht nötig. Das wiederrum bedeutet, dass die Anforderungen an das Hochvolt-Batteriezellensystem bezüglich Stromaufnahmefähigkeit oder/und an das Brennstoffzellensystem bezüglich Reaktionsfähigkeit reduziert und Kosten eingespart werden können.The additional electric current that occurs when the drive torque decreases is consumed by the power electronics and/or the electric drive machine, for example converted into heat. In other words, by influencing the current flow in such a way that the power electronics and/or the electric drive motor is supplied with this additional electric current, it does not have to be temporarily stored in a high-voltage battery cell system of the vehicle. Likewise, rapid ramping down of a fuel cell system of the vehicle is not necessary. This in turn means that the demands on the high-voltage battery cell system in terms of current absorption capacity and/or on the fuel cell system in terms of responsiveness can be reduced and costs can be saved.

Dabei kann das elektrische Antriebssystem ferner wenigstens ein Brennstoffzellensystem aufweisen, das elektrischen Strom erzeugt.The electric drive system can also have at least one fuel cell system that generates electricity.

Ebenso kann das elektrische Antriebssystem wenigstens ein Hochvolt-Batteriezellensystem aufweisen, das elektrischen Strom speichert und bereitstellt. Hierbei kann die Leistungselektronik bei einem Rückgang des Antriebsmoments den Stromfluss ferner in Abhängigkeit von einem dem Hochvolt-Batteriezellensystem zugeordneten Ladestrom beeinflussen. Beispielsweise ist eine Leistungsgradreduzierung nützlich, wenn das Hochvolt-Batteriezellensystem einen reduzierten maximalen Ladestrom aufweist, d. h., wenn es kalt oder/und relativ voll ist, und daher die Aufnahme des zusätzlichen elektrischen Stroms eine weitere Belastung darstellt. Somit kann die Leistungsgradreduzierung bedarfsgerecht gesteuert werden.Likewise, the electrical drive system can have at least one high-voltage battery cell system that stores and provides electrical power. In this case, the power electronics can also influence the current flow in the event of a drop in the drive torque as a function of a charging current assigned to the high-voltage battery cell system senior For example, a power level reduction is useful when the high-voltage battery cell system has a reduced maximum charging current, ie, when it is cold and/or relatively full, and therefore the absorption of the additional electric current represents an additional burden. In this way, the reduction in efficiency can be controlled as required.

Das elektrische Antriebssystem kann auch einen Brennstoffzellenwandler aufweisen, der den durch das wenigstens eine Brennstoffzellensystem erzeugten elektrischen Strom dem wenigstens einem Hochvolt-Batteriezellensystem oder/und der wenigstens einen Leistungselektronik oder/und der wenigstens einen elektrischen Antriebsmaschine bereitstellt.The electric drive system can also have a fuel cell converter, which provides the electric current generated by the at least one fuel cell system to the at least one high-voltage battery cell system and/or the at least one power electronics system and/or the at least one electric drive machine.

Die Leistungselektronik kann ferner eine Steuerungseinheit aufweisen, die bei einem Rückgang des Antriebsmoments den Stromfluss in die Leistungselektronik oder/und in die elektrische Antriebsmaschine kurzzeitig erhöht. Wie oben beschrieben, kann durch Erhöhung des Stromflusses der zusätzlich anfallende Strom, den das Hochvolt-Batteriezellensystem zwischen speichern müsste, reduziert werden. Ferner kann ein abrupter Stromabbruch vermieden werden, so dass die Stromreduzierung in die Leistungselektronik über einen entsprechenden Zeitraum hinweg insgesamt flacher ablaufen kann, ohne dass das Fahrverhalten beeinflusst wird.The power electronics can also have a control unit that briefly increases the flow of current into the power electronics and/or into the electric drive machine when the drive torque decreases. As described above, increasing the current flow can reduce the additional current that the high-voltage battery cell system would have to temporarily store. Furthermore, an abrupt current interruption can be avoided, so that the current reduction in the power electronics can be flatter overall over a corresponding period of time without the driving behavior being influenced.

Die obige Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung des vorstehend beschriebenen elektrischen Antriebssystems für ein Fahrzeug. Das Verfahren umfasst die nachfolgenden Schritte.The above object is also achieved by a method for controlling the electric drive system for a vehicle described above. The procedure includes the following steps.

Erfassen eines geforderten Antriebsmoments durch die Leistungselektronik.Detection of a required drive torque by the power electronics.

Wenigstens in Abhängigkeit von dem erfassten angeforderten Antriebsmoment, Steuern einer Zufuhr von elektrischem Strom durch die Leistungselektronik, wobei bei einem Rückgang des Antriebsmoments der Stromfluss derart beeinflusst wird, dass ein Wirkungsgrad der Leistungselektronik oder/und ein Wirkungsgrad der elektrischen Antriebsmaschine reduziert wird.At least as a function of the detected required drive torque, the power electronics control the supply of electric current, with a drop in drive torque influencing the current flow in such a way that the efficiency of the power electronics and/or the efficiency of the electric drive machine is reduced.

Abhängig von einer aktuellen Fahrsituation, d. h. dem geforderten Antriebsmoment, wird die Zufuhr von elektrischen Strom gesteuert, wobei bei einer Rücknahme des Antriebsmoments (beispielsweise bei einer abrupten Fahrpedalrücknahme) eine Wirkungsgradreduzierung erfolgt, so dass überschüssiger Strom abgeführt und verbraucht werden kann.Depending on a current driving situation, i. H. the required drive torque, the supply of electric power is controlled, with a reduction in the drive torque (for example, in the event of an abrupt accelerator pedal release), there is a reduction in efficiency, so that excess power can be dissipated and consumed.

Das elektrische Antriebssystem kann ferner das wenigstens eine Brennstoffzellensystem, das wenigstens eine Hochvolt-Batteriezellensystem, und den Brennstoffzellenwandler aufweisen.The electric drive system can also have the at least one fuel cell system, the at least one high-voltage battery cell system, and the fuel cell converter.

Der Stromfluss in die Leistungselektronik oder/und in die elektrische Antriebsmaschine kann bei einem Rückgang des Antriebsmoments kurzzeitig erhöht werden.The flow of current into the power electronics and/or into the electric drive machine can be briefly increased when the drive torque drops.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren. Dabei zeigt:

  • 1 eine vereinfachte und schematische Prinzipdarstellung einer Ausführungsform eines elektrischen Antriebssystems für ein Fahrzeug;
  • 2 ein Ablaufplan einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Steuerung eines elektrischen Antriebssystems in einem Fahrzeug.
Further advantages and details of the invention result from the following description of embodiments with reference to the figures. It shows:
  • 1 a simplified and schematic basic representation of an embodiment of an electric drive system for a vehicle;
  • 2 a flow chart of an embodiment of a method for controlling an electric drive system in a vehicle.

In 1 ist eine vereinfachte und schematische Prinzipdarstellung einer Ausführungsform eines elektrischen Antriebssystems 10 für ein Fahrzeug 30 dargestellt. Das elektrische Antriebssystem 10 weist wenigstens eine elektrische Antriebsmaschine 12A und wenigstens eine der elektrischen Antriebsmaschine 12A zugeordnete Leistungselektronik 12B auf. Ferner kann das elektrische Antriebssystem 10 wenigstens ein Brennstoffzellensystem 14, wenigstens ein Hochvolt-Batteriezellensystem 18, einen Brennstoffzellenwandler 16, und weitere Nebenaggregate 15 umfassen, was später noch im Detail beschrieben wird.In 1 A simplified and schematic basic illustration of an embodiment of an electric drive system 10 for a vehicle 30 is shown. The electric drive system 10 has at least one electric drive machine 12A and at least one power electronics unit 12B assigned to the electric drive machine 12A. Furthermore, the electric drive system 10 can include at least one fuel cell system 14, at least one high-voltage battery cell system 18, a fuel cell converter 16, and other ancillary units 15, which will be described later in detail.

Die elektrische Antriebsmaschine 12A wandelt elektrischen Strom in Bewegungsenergie um. Dieser elektrische Strom kann beispielsweise durch das Brennstoffzellensystem 14 erzeugt und mittels dem Brennstoffzellenwandler 16 bereitgestellt werden. Dies ist in 1 vereinfacht durch die entsprechenden Pfeile mit Bezug auf IBZ, IBW, und IEA dargestellt.The electric prime mover 12A converts electric power into kinetic energy. This electrical current can be generated, for example, by the fuel cell system 14 and made available by means of the fuel cell converter 16 . this is in 1 simplified by the corresponding arrows with respect to I BZ , I BW , and IEA.

Die Leistungselektronik 12B erfasst ein angefordertes Antriebsmoment und steuert wenigstens in Abhängigkeit von dem angeforderten Antriebsmoment eine Zufuhr von elektrischen Strom. Beispielsweise wird bei einem Beschleunigungsvorgang des Fahrzeugs 30, d. h., einer angeforderten Erhöhung des Antriebsmoments, mehr elektrischer Strom zum Betreiben der elektrischen Antriebsmaschine 12A benötigt, so dass die Zufuhr entsprechend erhöht wird.The power electronics 12B detects a requested drive torque and controls a supply of electric current at least as a function of the requested drive torque. For example, when the vehicle 30 accelerates, i. that is, a requested increase in drive torque, more electric current is required to operate the electric drive machine 12A, so the supply is increased accordingly.

Bei einem Rückgang des Antriebsmoments beeinflusst die Leistungselektronik 12B den Stromfluss derart, dass ein Wirkungsgrad der Leistungselektronik 12B oder/und ein Wirkungsgrad der elektrischen Antriebsmaschine 12A reduziert wird.When the drive torque drops, the power electronics 12B influences the flow of current in such a way that the efficiency of the power electronics 12B and/or an efficiency of the electric drive machine 12A is reduced.

Zum Beispiel können während eines Betriebs des Fahrzeugs 30 Fahrsituationen auftreten, in denen ein Antriebsmoment sehr schnell zurückgenommen werden muss (beispielsweise auf einer glatten Straße oder bei einer schnellen Fahrpedalrücknahme). Diese sehr schnelle Rücknahme des Antriebsmoments führt zu einer starken Rücknahme des Stroms IEA in die Leistungselektronik 12B bzw. in die elektrische Antriebsmaschine 12A. Wenn das Brennstoffzellensystem 14 nicht schnell genug heruntergeregelt werden kann, d. h., der Strom IEA bzw. die Spannung durch den Brennstoffzellenwandler 16 langsamer heruntergeregelt wird, resultiert dies in einen höheren Strom IBatt der durch das Hochvolt-Batteriezellensystem 18 zwischen gespeichert werden muss. Das Hochvolt-Batteriezellensystem 18 muss daher eine hohe Stromaufnahmefähigkeit aufweisen, was mehr Kosten verursacht. Ebenso verursacht die Verwendung eines Brennstoffzellensystems 14 mit einer hohen Reaktionsfähigkeit mehr Kosten.For example, during operation of the vehicle 30, driving situations can occur in which a drive torque has to be reduced very quickly (for example on a slippery road or when the accelerator pedal is released quickly). This very rapid reduction in the drive torque leads to a strong reduction in the current IEA in the power electronics 12B or in the electric drive machine 12A. If the fuel cell system 14 cannot be turned down fast enough, ie the current IEA or the voltage through the fuel cell converter 16 is turned down more slowly, this results in a higher current I Batt which has to be temporarily stored by the high-voltage battery cell system 18 . The high-voltage battery cell system 18 must therefore have a high current absorption capacity, which causes more costs. Also, using a fuel cell system 14 with high responsiveness causes more costs.

Indem die Leistungselektronik 12B bei einem Rückgang des Antriebsmoments den Stromfluss derart beeinflusst, dass der Wirkungsgrad der Leistungselektronik 12B oder/und der Wirkungsgrad der elektrischen Antriebsmaschine 12A reduziert werden, wird das Hochvolt-Batteriezellensystem 18 oder das Brennstoffzellensystem 14 nicht zusätzlich beansprucht. Der überschüssige elektrische Strom wird durch die Leistungselektronik 12B oder/und durch die elektrische Antriebsmaschine verbraucht, beispielsweise in Wärme umgewandelt, und muss nicht durch das Hochvolt-Batteriezellensystem 18 zwischen gespeichert werden. Auch ist eine schnelle Herunterregelung des Brennstoffzellensystems 14 mit diese Steuerung nicht nötig. Mit anderen Worten, das Hochvolt-Batteriezellensystem 18 und das Brennstoffzellensystem 14 müssen nicht den oben beschriebenen Anforderungen (hohe Stromaufnahmefähigkeit bzw. schnelle Reaktionsfähigkeit) genügen, womit Kosten einspart werden können.Because the power electronics 12B influences the flow of current when the drive torque drops in such a way that the efficiency of the power electronics 12B and/or the efficiency of the electric drive machine 12A is reduced, the high-voltage battery cell system 18 or the fuel cell system 14 is not additionally stressed. The excess electric current is consumed by the power electronics 12B and/or by the electric drive machine, for example converted into heat, and does not have to be temporarily stored by the high-voltage battery cell system 18 . Also, with this control, rapid shut-down of the fuel cell system 14 is not necessary. In other words, the high-voltage battery cell system 18 and the fuel cell system 14 do not have to meet the requirements described above (high current consumption capacity or rapid reaction capability), which means that costs can be saved.

Das elektrische Antriebsystem 10 kann, wie oben beschrieben, das wenigstens eine Brennstoffzellensystem 14 aufweisen. Das Brennstoffzellensystem 14 kann dabei aus einer oder mehreren Brennstoffzellen gebildet werden (nicht in 1 gezeigt), die durch chemische Umsetzung eines Brennstoffs, zum Beispiel Wasserstoff mit Sauerstoff zu Wasser, elektrischen Strom erzeugen.As described above, the electric drive system 10 can have the at least one fuel cell system 14 . The fuel cell system 14 can be formed from one or more fuel cells (not in 1 shown), which generate electricity through the chemical conversion of a fuel, for example hydrogen with oxygen to form water.

Ferner kann das elektrische Antriebsystem 10 das wenigstens eine Hochvolt-Batteriezellensystem 18 aufweisen. Das Hochvolt-Batteriezellensystem 18 kann aus einer oder mehreren Batteriezellen gebildet werden (nicht in 1 gezeigt), die elektrischen Strom speichern und bereitstellen. Hierbei kann die Leistungselektronik 12B bei einem Rückgang des Antriebsmoments den Stromfluss ferner in Abhängigkeit von einem dem Hochvolt-Batteriezellensystem 18 zugeordneten Ladestrom beeinflussen. Bei geringem maximalen Ladestrom, beispielsweise wenn die Batteriezellen voll sind, ist die Aufnahme von überschüssigem elektrischen Strom schwierig. Durch Steuerung der Leistungsgradreduzierung in Abhängigkeit von dem Ladestrom kann das Hochvolt-Batteriezellensystem 18 zusätzlich entlastet werden.Furthermore, the electric drive system 10 can have the at least one high-voltage battery cell system 18 . The high-voltage battery cell system 18 can be formed from one or more battery cells (not in 1 shown) that store and provide electricity. In this case, the power electronics 12B can also influence the current flow as a function of a charging current assigned to the high-voltage battery cell system 18 when the drive torque decreases. When the maximum charging current is low, for example when the battery cells are full, it is difficult to absorb excess electrical current. The high-voltage battery cell system 18 can be additionally relieved by controlling the reduction in performance as a function of the charging current.

Das elektrische Antriebsystem 10 kann auch den Brennstoffzellenwandler 16 aufweisen. Der Brennstoffzellenwandler 16 dient hierbei als ein Verbindungselement bzw. als Schnittstelle zwischen dem Brennstoffzellensystem 14, das einem Primärkreis PK zugeordnet ist, und dem Hochvolt-Batteriezellensystem 18, das einem Sekundärkreis SK zugeordnet ist. Der Primärkreis PK und der Sekundärkreis SK sind in 1 vereinfacht durch Pfeile angedeutet. Der Brennstoffzellenwandler 16 gleicht die Unterschiede im Strom- bzw. Spannungsniveau zwischen dem Primärkreis PK und dem Sekundärkreis SK aus, so dass der durch das Brennstoffzellensystem 14 erzeugte elektrische Strom den Nebenaggregaten 15 oder/und der Leistungselektronik 12B oder/und der elektrischen Antriebsmaschine 12A oder/und dem Hochvolt-Batteriezellensystem 12 bereitgestellt werden kann. Bei den Nebenaggregaten 15 kann es sich um eine Lichtmaschine, eine Bremse, eine Pumpe oder/und dergleichen handeln. Diese Beispiele sind jedoch nicht einschränkend und weitere Nebenaggregate des Fahrzeugs 30 sind möglich.The electric propulsion system 10 may also include the fuel cell converter 16 . The fuel cell converter 16 serves as a connecting element or as an interface between the fuel cell system 14, which is assigned to a primary circuit PK, and the high-voltage battery cell system 18, which is assigned to a secondary circuit SK. The primary circuit PK and the secondary circuit SK are in 1 indicated in simplified form by arrows. The fuel cell converter 16 equalizes the differences in the current or voltage level between the primary circuit PK and the secondary circuit SK, so that the electric current generated by the fuel cell system 14 can be used by the auxiliary units 15 and/or the power electronics 12B and/or the electric drive machine 12A and/or and the high-voltage battery cell system 12 can be provided. The ancillary units 15 can be an alternator, a brake, a pump and/or the like. However, these examples are not limiting and other accessories of the vehicle 30 are possible.

In einer Ausführungsform kann die Leistungselektronik 12B eine Steuereinheit 20 aufweisen, die bei einem Rückgang des Antriebsmoments den Stromfluss in die Leistungselektronik 12B oder/und in die elektrische Antriebsmaschine 12A kurzzeitig erhöht. Hierdurch wird der durch die Rücknahme überschüssige Strom in die Leistungselektronik 12B oder/und in die elektrische Antriebsmaschine 12A geleitet und verbraucht. Das Hochvolt-Batteriezellensystem 18 und das Brennstoffzellensystem 14 werden dabei nicht belastet.In one specific embodiment, the power electronics 12B can have a control unit 20 that briefly increases the current flow into the power electronics 12B and/or into the electric drive machine 12A when the drive torque decreases. As a result, the excess current due to the retraction is conducted into the power electronics 12B and/or into the electric drive machine 12A and consumed. The high-voltage battery cell system 18 and the fuel cell system 14 are not loaded.

In einer weiteren Ausführungsform können zusätzliche Stromspeichereinrichtungen, wie beispielsweise ein Kondensator oder/und eine Spule, zum Einsatz kommen, um den überschüssigen Strom aufzunehmen und zu einem späteren Zeitpunkt wieder bereitzustellen.In a further embodiment, additional power storage devices, such as a capacitor and/or a coil, can be used to absorb the excess power and make it available again at a later point in time.

In 2 ist ein vereinfachter und schematischer Ablaufplan eines Verfahrens 100 zur Steuerung des oben beschriebenen elektrischen Antriebssystems 10 in dem Fahrzeug 30 dargestellt.In 2 A simplified and schematic flowchart of a method 100 for controlling the electric drive system 10 described above in the vehicle 30 is shown.

In Schritt S110 wird ein angefordertes Antriebsmoment durch die Leistungselektronik 12B erfasst.In step S110, a requested drive torque is detected by power electronics 12B.

In Schritt S120 wird eine Zufuhr von elektrischen Strom in Abhängigkeit von wenigstens dem erfassten Antriebsmoment durch die Leistungselektronik 12B gesteuert.In step S120, a supply of electric current is controlled by power electronics 12B as a function of at least the detected drive torque.

Falls eine Rückgang des Antriebsmoments vorliegt, dann beeinflusst die Leistungselektronik 12B den Stromfluss in Schritt S122 derart, dass ein Wirkungsgrad der Leistungselektronik 12B oder/und ein Wirkungsgrad der elektrischen Antriebsmaschine 12A reduziert wird. Ferner kann bei einem Rückgang des Antriebsmoments der Stromfluss in Abhängigkeit von einem dem Hochvolt-Batteriezellensystem18 zugeordneten Ladestrom beeinflusst werden, so dass die Wirkungsgradreduzierung bedarfsgerecht gesteuert werden kann. Danach geht das Verfahren 100 wieder zu Schritt S110 zurück.If there is a drop in the drive torque, then power electronics 12B influences the current flow in step S122 in such a way that the efficiency of power electronics 12B and/or the efficiency of electric drive machine 12A is reduced. Furthermore, when the drive torque drops, the flow of current can be influenced as a function of a charging current assigned to the high-voltage battery cell system 18, so that the reduction in efficiency can be controlled as required. Thereafter, the method 100 returns to step S110 again.

Falls kein Rückgang des Antriebsmoments vorliegt, wird entsprechend der Anforderung elektrischer Strom für die elektrische Antriebsmaschine 12A in Schritt S124 bereitgestellt. Anschließend geht das Verfahren 100 ebenfalls zu Schritt S110 zurück.If there is no drop in drive torque, electric power is provided to electric drive machine 12A in accordance with the request in step S124. The method 100 then also returns to step S110.

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Claims (8)

Elektrisches Antriebssystem (10) für ein Fahrzeug (30) mit wenigstens einer elektrischen Antriebsmaschine (12A), die dazu eingerichtet ist, elektrischen Strom in Bewegungsenergie umzuwandeln; und wenigstens einer der elektrischen Antriebsmaschine (12A) zugeordneten Leistungselektronik (12B), die dazu eingerichtet ist, ein angefordertes Antriebsmoment zu erfassen und wenigstens in Abhängigkeit von dem angeforderten Antriebsmoment eine Zufuhr von elektrischem Strom zu steuern, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungselektronik (12B) ferner dazu eingerichtet ist, bei einem Rückgang des Antriebsmoments den Stromfluss derart zu beeinflussen, dass ein Wirkungsgrad der Leistungselektronik (12B) oder/und ein Wirkungsgrad der elektrischen Antriebsmaschine (12A) reduziert wird.Electric drive system (10) for a vehicle (30) with at least one electric drive machine (12A) which is set up to convert electric power into kinetic energy; and at least one power electronics unit (12B) assigned to the electric drive machine (12A), which is set up to detect a requested drive torque and to control a supply of electrical current at least as a function of the requested drive torque, characterized in that the power electronics (12B) is also set up to influence the current flow when the drive torque drops in such a way that the efficiency of the power electronics (12B) and/or the efficiency of the electric drive machine (12A) is reduced. Elektrisches Antriebssystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner wenigstens ein Brennstoffzellensystem (14) aufweist, das dazu eingerichtet ist, elektrischen Strom zu erzeugen.Electric drive system (10) according to claim 1 , characterized in that it further comprises at least one fuel cell system (14) which is adapted to generate electricity. Elektrisches Antriebssystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner wenigstens ein Hochvolt-Batteriezellensystem (18) aufweist, das dazu eingerichtet ist, elektrischen Strom zu speichern und bereitzustellen, wobei die Leistungselektronik (12B) ferner dazu eingerichtet ist, bei einem Rückgang des Antriebsmoments den Stromfluss in Abhängigkeit von einem dem Hochvolt-Batteriezellensystem (18) zugeordnenten Ladestrom zu beeinflussen.Electric drive system (10) according to claim 1 or 2 , characterized in that it also has at least one high-voltage battery cell system (18) which is set up to store and provide electrical power, wherein the power electronics (12B) is also set up to, in the event of a drop in drive torque, the current flow as a function of influencing a charging current assigned to the high-voltage battery cell system (18). Elektrisches Antriebssystem (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner einen Brennstoffzellenwandler (16) aufweist, der dazu eingerichtet ist, den durch das wenigstens eine Brennstoffzellensystem (14) erzeugten elektrischen Strom dem wenigstens einem Hochvolt-Batteriezellensystem (18) oder/und der wenigstens einen Leistungselektronik (12A) oder/und der wenigstens einen elektrischen Antriebsmaschine (12B) bereitzustellen.Electric drive system (10) according to claim 3 , characterized in that it also has a fuel cell converter (16) which is set up to supply the at least one high-voltage battery cell system (18) and/or the at least one power electronics unit (12A) with the electrical current generated by the at least one fuel cell system (14) or/and to provide the at least one electric drive machine (12B). Elektrisches Antriebssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungselektronik (12B) ferner eine Steuerungseinheit (20) aufweist, die dazu eingerichtet ist, bei einem Rückgang des Antriebsmoments den Stromfluss in die Leistungselektronik (12B) oder/und in die elektrische Antriebsmaschine (12A) kurzzeitig zu erhöhen.Electrical drive system (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the power electronics (12B) also has a control unit (20) which is set up to limit the current flow in the power electronics (12B) and/or in to increase the electric drive machine (12A) briefly. Verfahren (100) zur Steuerung eines elektrischen Antriebssystems (10) für ein Fahrzeug (30), wobei das elektrische Antriebssystem (10) wenigstens eine elektrische Antriebsmaschine (12A) und wenigstens eine der elektrischen Antriebsmaschine (12A) zugeordnete Leistungselektronik (12B) aufweist, wobei das Verfahren (100) die Schritte umfasst: Erfassen (S110) eines angeforderten Antriebsmoments durch die Leistungselektronik; wenigstens in Abhängigkeit von dem erfassten angeforderten Antriebsmoment, Steuern (S120) einer Zufuhr von elektrischem Strom durch die Leistungselektronik, wobei bei einem Rückgang des Antriebsmoments der Stromfluss derart beeinflusst wird, dass ein Wirkungsgrad der Leistungselektronik (12B) oder/und ein Wirkungsgrad der elektrischen Antriebsmaschine (12A) reduziert wird.Method (100) for controlling an electric drive system (10) for a vehicle (30), the electric drive system (10) having at least one electric drive machine (12A) and at least one power electronics (12B) assigned to the electric drive machine (12A), wherein the method (100) comprises the steps of: detecting (S110) a requested drive torque by the power electronics; at least as a function of the detected required drive torque, controlling (S120) a supply of electric current through the power electronics, with a drop in the drive torque influencing the flow of current in such a way that an efficiency of the power electronics (12B) and/or an efficiency of the electric drive machine (12A) is reduced. Verfahren (100) nach Anspruch 6, wobei das elektrische Antriebssystem (10) ferner wenigstens ein Brennstoffzellensystem (14), wenigstens ein Hochvolt-Batteriezellensystem (18), und einen Brennstoffzellenwandler (16) aufweist, wobei bei einem Rückgang des Antriebsmoments der Stromfluss ferner in Abhängigkeit von einem dem Hochvolt-Batteriezellensystem (18) zugeordneten Ladestrom beeinflusst wird.Method (100) according to claim 6 , wherein the electric drive system (10) also has at least one fuel cell system (14), at least one high-voltage battery cell system (18), and a fuel cell converter (16), wherein when the drive torque drops, the current flow also depends on one of the high-voltage battery cell system (18) associated charging current is affected. Verfahren (100) nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Stromfluss in die Leistungselektronik (12B) oder/und in die elektrische Antriebsmaschine (12A) bei einem Rückgang des Antriebsmoments kurzzeitig erhöht wird.Method (100) according to claim 6 or 7 , wherein the flow of current in the power electronics (12B) and/or in the electric drive motor (12A) is briefly increased when the drive torque decreases.
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