WO2022018202A1 - Wandlervorrichtung zum wandeln einer betriebsspannung für ein elektrofahrzeug, antriebsvorrichtung und verfahren zum wandeln einer betriebsspannung - Google Patents

Wandlervorrichtung zum wandeln einer betriebsspannung für ein elektrofahrzeug, antriebsvorrichtung und verfahren zum wandeln einer betriebsspannung Download PDF

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Zbynek STEPAN
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Rico Glöckner
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Definitions

  • Converter device for converting an operating voltage for an electric vehicle
  • the present invention relates to a converter device for converting an operating voltage for an electric vehicle, a driving device and a
  • auxiliary drive options for work functions.
  • cranes, tipping bodies or refrigerated bodies can be operated.
  • the power required is taken from the drive train.
  • Typical interfaces for this are the engine and transmission.
  • the present invention provides an improved converter device for converting an operating voltage for an electric vehicle, an improved driving device and an improved method for converting an operating voltage for an electric vehicle according to the main claims.
  • Advantageous refinements result from the dependent claims and the following description.
  • the approach presented here creates a multifunctional and thus cost-saving possibility to ensure both a driving function and a working function in an electrified vehicle.
  • a converter device for converting an operating voltage for an electric vehicle with a vehicle battery and a drive device comprising a drive motor and an additional motor is presented.
  • the converter device has a battery interface for connecting the converter device to the vehicle battery.
  • the converter device has a bidirectional inverter with a first connection for connecting the inverter to the battery interface and a second connection.
  • the inverter is designed to convert a DC voltage present at the first connection into an AC voltage and to provide it at the second connection. len.
  • the converter device has a switch device connected to the inverter, with a switch connection for connecting the switch device with the second connection of the inverter, with a drive interface for connecting the converter device with the drive motor and with an additional interface for connecting the converter device with the additional motor.
  • the switching device is designed to connect the switch connection to the drive interface or the additional interface using a switching signal.
  • the converter device can be used in an electric vehicle that is implemented, for example, as an electrified utility vehicle.
  • the operating voltage can be provided using the converter device and used to operate an electric drive.
  • the drive motor of the electric vehicle can include at least one electric motor and can be implemented, for example, in the form of an axle drive, central drive or as a wheel drive.
  • the drive motor can be designed, for example, to set the electric vehicle in motion, for example to enable forward travel or reverse travel.
  • the auxiliary motor can comprise at least one further electric motor and can be used, for example, to operate an additional vehicle part, for example an excavator bucket if the electric vehicle is implemented as an excavator, or a crane of the electric vehicle.
  • the auxiliary motor can be designed to provide functionality or movement that goes beyond moving the vehicle.
  • the bidirectional inverter can be referred to as an inverter.
  • the DC voltage provided by the vehicle battery can be converted into an AC voltage suitable for operating the drive motor and the auxiliary motor.
  • an AC voltage that is fed in can be converted into a DC voltage for charging the vehicle battery.
  • the switch device can have a plurality of switches. Using the switching signal, the switches can be switched in an appropriate combination. In this case, for example, one or more switches can be closed at the same time in order to establish a required through connection through the switch device.
  • the switch device can be controlled using the switching signal in such a way that the switch connection has a first signal characteristic in the case of a having a switching signal is electrically conductively connected to the drive interface, and is electrically conductively connected to the additional interface in the case of a switching signal having a second signal characteristic.
  • the AC voltage provided by the inverter can be switched through in a controllable manner either to the drive interface or to the additional interface.
  • several functions of the electric vehicle can advantageously be supplied with electrical energy, such as a driving function and an additional function, such as an electrically operated body of the electric vehicle.
  • the switching signal can be provided, for example, via an interface to an operating device of the electric vehicle that can be operated by an operator of the electric vehicle, or via an interface to a control device for automated control of the electric vehicle.
  • the switching device can have a power supply interface for powering a device coupled to the power supply interface.
  • the switch device can be designed to connect the switch connection to the drive interface or the additional interface or the power supply interface using the switching signal. This means that, for example, an electrical vehicle-external device can be connected to the electric vehicle via the power supply interface and thus supplied with power.
  • the switch device can have a charging interface for charging the vehicle battery.
  • the switch device can be designed to connect the switch connection to the drive interface or the additional interface or the charging interface using the switching signal.
  • the inverter can be designed to convert an AC voltage present at the second connection into a DC voltage and to make it available at the first connection in order to charge the vehicle battery. A battery life of the vehicle battery can advantageously be extended as a result.
  • the inverter can have a third connection in order to convert a DC voltage present at the first connection into an AC voltage and to provide the third port.
  • the switch device can have a further switch connection for connecting the switch device to the third connection of the inverter.
  • the switch device can be designed to connect the switch connection to the drive interface or the additional interface using the switching signal and to connect the further switch connection to the power supply interface or the charging interface using the switching signal.
  • a cable connection between the further switch connection and the third connection can advantageously be dimensioned smaller than a further cable connection between the second connection and the switch connection.
  • the converter device can have a mains filter and additionally or alternatively a separating element, wherein the mains filter and additionally or alternatively the separating element can be arranged between the third connection and the further switch connection.
  • the mains filter and additionally or alternatively the separating element can improve a battery charging function of the converter device for charging the vehicle battery.
  • the converter device can have a further inverter with a further first connection for connecting the further inverter to the battery interface and a further drive interface for connecting the converter device to a further drive motor.
  • the further inverter can be designed to convert the DC voltage present at the further first connection into a further AC voltage and to make it available to the further drive interface.
  • the other inverter can be formed bidirectionally.
  • the inverter and the switching device can be arranged in a common housing.
  • the other inverter can have another housing.
  • the inverter and the switching device can be implemented as a compact unit using the housing. If the additional inverter is designed separately, the corresponding components can be optimally arranged in an available construction space of the electric vehicle.
  • a drive device for a vehicle having a converter device in one of the variants mentioned above and the drive motor for driving a wheel of the electric vehicle.
  • the drive motor is connected to the drive interface. Furthermore, the drive device has an additional motor for providing an additional function of the electric vehicle, the additional motor being connected to the additional interface.
  • a wheel or an axle of the electric vehicle and also a work function referred to as an additional function can be operated by the drive device.
  • the additional function can be used, for example, to supply AC voltage to a lifting platform installed in a trailer on the electric vehicle.
  • the drive function for driving the electric vehicle as a whole and the additional function can be performed simultaneously or at different times.
  • the drive device can have the named further drive motor for driving a further wheel of the electric vehicle.
  • the additional drive motor can be connected to the additional drive interface.
  • several functions of the electric vehicle can be executed in parallel as a result.
  • the drive device can also have a coupling device for coupling the drive motor or the further drive motor to an axle for driving the wheel and the further wheel. This can advantageously be used to set which drive motor is to be controlled.
  • a method for converting an operating voltage for an electric vehicle with a vehicle battery and a drive device comprising a drive motor and an additional motor using a converter device in one of the variants mentioned above is presented.
  • the method comprises a converting step and a connecting step.
  • a DC voltage present at the first connection of the inverter is converted into an AC voltage and the AC voltage is provided at the second connection of the inverter.
  • the switch connection is connected to the drive interface or the additional interface using a switching signal.
  • the method can be carried out, for example, in an electrified commercial vehicle.
  • a user of the electric vehicle can control which switches are closed.
  • the method can include a step of determining the switching signal as a function of an operating function of the electric vehicle.
  • the operating function can advantageously be selected by the user, for example using an operating device.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a converter device according to an exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a converter device according to one exemplary embodiment
  • Fig. 3 is a schematic representation of a drive device according to an exemplary embodiment
  • Fig. 4 is a schematic representation of a drive device according to an exemplary embodiment
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a drive device according to one exemplary embodiment
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a drive device according to one exemplary embodiment
  • Fig. 7 is a schematic representation of a drive device according to an exemplary embodiment
  • FIG. 8 shows a schematic representation of an electric vehicle with a converter device according to an exemplary embodiment
  • FIG. 9 shows a flow chart of a method for converting an operating voltage according to an embodiment.
  • the converter device 100 is designed to convert an operating voltage for an electric vehicle with a vehicle battery 102 and a drive device 108 comprising a drive motor 104 and an additional motor 106 .
  • the converter device 100 has a battery interface 110 for connecting the converter device 100 to the vehicle battery 102 .
  • the converter device 100 further includes a bidirectional inverter 112 having a first port 114 for connecting the inverter 112 to the battery interface 110 and a second port 116 .
  • the inverter 112 is designed to convert a DC voltage present at the first connection 114 into an AC voltage and to make it available at the second connection 116 .
  • the converter device 100 has a switching device 118 connected to the inverter 112 .
  • the switching device 118 has a switch connection 120 for connecting the switching device 118 to the second connection 116 of the inverter 112 and a drive interface 122 for connecting the converter device 100 to the drive motor 104 and an additional interface 124 for connecting the converter device 100 to the additional motor 106 on.
  • the switch device 118 is configured to switch the switch connection 120 using a switching signal 125 the drive interface 122 or the additional interface 124 to connect. This means that the switching signal 125, which is provided for example by a control unit 126, according to this exemplary embodiment specifies which connection is provided within the switching device 118.
  • the switching signal 125 is provided by the control unit 126 with a first signal characteristic if the AC voltage provided by the inverter 112 is to be provided to the drive motor 104 via the drive interface 122 .
  • the switching signal 125 is provided by the control unit 126 with a second signal characteristic, for example, if the AC voltage provided by the inverter 112 is to be provided to the additional motor 106 via the additional interface 124 .
  • control unit 126 is designed to provide a control signal 127 for controlling inverter 112 .
  • the control signal 127 is suitable, for example, for setting at least one parameter of the AC voltage provided by the inverter 112, for example a frequency or amplitude. In this way, a suitable voltage for driving the drive motor 104 or the auxiliary motor 106 can be provided as required.
  • the control unit 126 can be designed to provide the switching signal 125 and optionally the control signal 127 in response to an operator action by an operator of the electric vehicle.
  • the converter device 100 optionally has a distribution device 130 which is arranged, for example, between the battery interface 110 and the inverter 112 .
  • the converter device 100 has a housing 131 which is arranged, for example, at least around the inverter 112 and the switch device 118 .
  • the control unit 126 and the distributor device 130 are optionally also arranged in the housing 131 .
  • the switch device 118 has a power supply interface 132 which is designed to connect a device coupled to the power supply interface 132, for example a vehicle-external nes device to energize.
  • the switch device 118 is designed to connect the switch connection 120 to the drive interface 122, the additional interface 124 or the energizing interface 132 using the switching signal 125.
  • the switching signal 125 can assume further suitable characteristics.
  • switch device 118 also has a charging interface 134 for charging vehicle battery 102 .
  • the switch device 118 is designed to connect the switch connection 120 to the charging interface 134 using a corresponding switching signal 125 according to this exemplary embodiment.
  • the inverter 112 is designed to convert an AC voltage present at the second connection 116 via the charging interface 134 and the switch device 118 into a DC voltage and to make it available at the first connection 114 . This means that, for example, a connection can be established between a vehicle-external power source and the charging connection 134 in order to charge the vehicle battery 102 .
  • the switch device 118 has a plurality of switches 128, in particular four switches. Each of the interfaces 122, 124, 132, 134 is assigned one of the switches 128. The switches 128 are controlled via the switching signal 125, for example.
  • the interfaces 110, 122, 124, 132, 134 are designed as suitable connection devices, for example plug connections, on the housing 131.
  • the drive device 108 has the converter device 100 , the drive motor 104 and the auxiliary motor 106 .
  • the drive motor 104 is designed to drive a wheel of the electric vehicle, for example by activating the wheel directly or for example a wheel axle of the electric vehicle, so that the electric vehicle is set in motion. Since the drive motor 104 is connected to the drive interface 122 and is supplied with an operating voltage required for operation via the drive interface 122 supply.
  • the auxiliary motor 106 is designed to provide an auxiliary function of the electric vehicle. For this purpose, the additional motor 106 is connected to the additional interface 124 . In this way, the additional motor 106 is supplied with an operating voltage required for operation via the additional interface 124 .
  • the approach presented here enables the converter device 100 required for the drive motor 104, which is also referred to as the traction motor, to be used for the additional drive 106, for an energization function, for example using a 400V and 50Hz network, and for a charging function of the electric vehicle.
  • This makes sense due to the switch to electrically powered commercial vehicles with corresponding auxiliary drive options.
  • body builders for example, who need the work functions, which are also referred to here as additional functions, need their own interface in order to operate the bodies.
  • Such an interface is, for example, additional interface 124.
  • converter device 100 which also functions as an inverter is referred to, used.
  • the electric vehicle according to this exemplary embodiment has only the converter device 100 that can be used for all functions.
  • converter device 100 is used to drive the vehicle, which is implemented, for example, as a traction motor or alternatively as a plurality of traction motors with a plurality of inverters, for a charging function of vehicle battery 102, for example by means of an AC charging station or what is known as a protective contact (Schuko) - / CEE sockets, as well as for the additional motor 106 for example, a hydraulic unit of a truck crane used ver.
  • the approach presented here enables the construction of a 400V 50Hz island network on the electric vehicle, for example, in order to be able to use various electrical devices.
  • a voltage of the vehicle battery 102 is variable such that the voltage is above or below the aforementioned value. This is for construction len and municipal vehicles advantageous.
  • a so-called “power-to-grid” function is also conceivable.
  • the inverter 112 which is called an inverter unit and functions bidirectionally, for example, is arranged in the housing 131.
  • the inverter 112 which is called an inverter unit and functions bidirectionally, for example, is arranged in the housing 131.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a converter device 100 according to an exemplary embodiment.
  • the converter device 100 shown here can, for example, correspond to or at least be similar to the converter device 100 described in FIG. 1 .
  • the inverter 112 according to this exemplary embodiment unlike the inverter 112 from FIG.
  • the switch device 118 also has, in addition to the switch connection 120 , a further switch connection 202 for connecting the switch device 118 to the third connection 200 of the inverter 112 .
  • Switch device 118 is also optionally designed to connect switch connection 120 to drive interface 122 or additional interface 124 using the switching signal, and to connect further switch connection 202 to power supply interface 132 or charging interface 134 using the switching signal. This means that according to this exemplary embodiment, when the vehicle battery 102 is being charged, a current flow takes place via the third connection 200 instead of the second connection 116 in the direction of the vehicle battery 102 .
  • the converter device 100 has a mains filter 204 and/or a separating element 206 .
  • the mains filter 204 and/or the isolating element 206 is arranged between the third connection 200 and the further switch connection 202 .
  • a cable connection which connects the third connection 200 to the further switch connection 202 can be dimensioned smaller than a further cable connection which connects the second connection 116 to the switch connection 120 .
  • both cable connections can be switched on and off independently using additional switches.
  • the power supply interface 132 is designed, for example, as a 220V or 230V 50Hz connection and/or as any network interface.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a drive device 108 according to an exemplary embodiment.
  • the drive device 108 shown here can correspond to or at least be similar to the drive device 108 described in FIG. 1 .
  • the converter device 100 shown here as part of the drive device 108 can correspond to or be similar to the converter device 100 described in one of FIGS. 1 or 2, which for example has a multifunctional design.
  • the converter device 100 shown here has a further inverter 300 which comprises a further first connection 302 and a further drive interface 304 .
  • the additional first connection 302 is designed to connect the additional inverter 300 to the battery interface 110 .
  • the further inverter 300 is connected to a further drive motor 306 of the electric vehicle by means of the further drive interface 304 .
  • a wheel-individual drive is thereby made possible.
  • the further inverter 300 is designed to convert the DC voltage present at the further first connection 302 into a further AC voltage and to make it available to the further drive interface 304 .
  • the further inverter 300 is designed to be bidirectional only as an option. According to this exemplary embodiment, the further inverter 300 is arranged in a further housing, while the alternating judge 112 and according to this embodiment, not shown, the switch device, the housing 131 share.
  • the additional drive motor 306 is formed as part of the drive device 108 .
  • the additional drive motor 306 is connected to the additional drive interface 304 and designed to drive an additional wheel 308 of the electric vehicle.
  • the drive motor 104 is designed to drive the wheel 310 of the electric vehicle.
  • the vehicle battery 102 it is possible to charge the vehicle battery 102 by connecting it to a charging unit 312, for example by connecting it to an external power grid, or to energize an external vehicle device 314, for example a 230V consumer or 400V Consumers, such as a saw or blender.
  • an additional motor 106 can be energized, for example to move a structure of the electric vehicle. This means that the converter device 100 can, for example, activate the additional function when the electric vehicle is stationary.
  • the vehicle battery 102 is connected both to the inverter 112 and to the additional inverter 300 .
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a drive device 108 according to an exemplary embodiment.
  • the drive device 108 can, for example, correspond to or at least be similar to the drive device 108 described in FIG. 3 .
  • the drive device 108 shown here has only the converter device 100 and the drive motor 104 as well as the additional motor 106 .
  • the electric vehicle has a differential gear 400 which is connected to the drive motor 104 .
  • the vehicle is driven by means of an axle drive, that is to say with an axle 402 through which the wheel 310 and the further wheel 308 are connected.
  • the converter device 100 is designed either to set the vehicle in motion or to control an additional function of the vehicle.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a drive device 108 according to an exemplary embodiment.
  • the drive device 108 can, for example, correspond to or be similar to the drive device 108 described in FIG. 4 .
  • the only difference is that the drive device 108 shown here also has the additional drive motor 306 and the additional inverter 300 in addition to the drive motor 104 .
  • the drive device 108 shown here has the differential gear 400.
  • the drive device 108 optionally has a coupling device 500, which is designed to drive the drive motor 104 or the additional drive motor 306, the wheel 310 connected to the axle 402, and the additional wheel 308 according to this exemplary embodiment.
  • the coupling device 500 creates the possibility of moving the electric vehicle and at the same time performing an additional function.
  • the coupling device 500 is designed, for example, to switch between the drive motor 104 and the auxiliary motor 106 .
  • the vehicle battery 102 is also connected both to the inverter 112 and to the further inverter 300 .
  • a driving function and an additional function can be carried out in parallel by means of the coupling device 500 .
  • the mileage of the electric vehicle is reduced because, for example, only one of the drive motors 104, 306 is available.
  • ASM asynchronous machine
  • the coupling device 500 is optional according to an alternative exemplary embodiment, since the ASM rotates without load.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a drive device 108 according to an exemplary embodiment.
  • the drive device 108 shown here can, for example, correspond to or be similar to the drive device 108 described in FIG.
  • the drive device 108 has a Central drive and is conceivable, for example, for performing the additional functions at a standstill.
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a drive device 108 according to an exemplary embodiment. According to this exemplary embodiment, this can be an alternative exemplary embodiment of the drive device 108 shown and described in FIG. 5, in which, for example, the arrangement of the individual components differs, but the same functionality is achieved for the electric vehicle.
  • the coupling device 500 enables a driving function and an additional function to be carried out in parallel.
  • the mileage of the electric vehicle is reduced because, for example, only one of the drive motors 104, 306 is available.
  • This is useful, for example, in the case of an electric vehicle in the form of a road sweeper or a vehicle for winter service.
  • ASM asynchronous machine
  • the coupling device 500 is also optional according to an alternative exemplary embodiment, since the ASM rotates without load.
  • FIG. 8 shows a schematic representation of an electric vehicle 800 with a converter device 100 according to an exemplary embodiment.
  • electric vehicle 800 has converter device 100, as described, for example, in one of FIGS. 1 to 7 as part of a drive device.
  • electric vehicle 800 is implemented as a commercial vehicle that has a trailer, for example.
  • the switch device 118 has a first switch 802, which is designed to establish a connection with the drive motor (not shown here) or with the drive interface 122.
  • the switch device 118 also has a second switch 804, which is designed to establish a connection with the additional motor, not shown here, or with the additional interface 124.
  • the switching device 118 also has a third switch 806, which is designed to connect fertilization with the power supply interface 132 if, for example, the vehicle-external device is powered.
  • a fourth switch 808 of switch device 118 is designed to establish a connection to charging interface 134 if, for example, the vehicle battery (not shown here) is being charged.
  • function signal 812 represents a desired operating function of electric vehicle 800.
  • Control unit 126 is designed to provide switching signal 125 and control signal 127 using function signal 812 according to this exemplary embodiment.
  • the control signal 127 causes the inverter 112 to be controlled.
  • the inverter 112 is also designed to convert an applied voltage.
  • control unit 126 is designed to provide the switching signal 125 for closing the first switch 802 and opening the other switches 804, 806, 808, as well as the control signal 127, which converts the signals sent to the inverter 112 anlie lowing DC voltage in a suitable for operating the drive motor Wech sellays causes.
  • control unit 126 is designed to provide the switching signal 125 for closing the second switch 804 and opening the other switches 802, 806, 808, as well as the control signal 127, which converts the signals sent to the inverter 112 applied DC voltage into an AC voltage suitable for operating the auxiliary motor.
  • control unit 126 is designed to use the switching signal 125 to close the third switch ters 806 and open the further switches 802, 804, 808 and to provide the control signal 127, which converts the DC voltage present at the inverter 112 into an AC voltage suitable for output to the power supply interface 132.
  • control unit 126 When function signal 812 requests charging operation, control unit 126 is designed to provide switching signal 125 for closing fourth switch 808 and opening other switches 802, 804, 806 and control signal 127, which converts the signals present at inverter 112 AC voltage into a DC voltage suitable for output to the charging interface.
  • the method 900 includes a step 902 of converting, a step 904 of providing and a step 906 of connecting.
  • step 902 of conversion a DC voltage present at the first connection of the inverter is converted into an AC voltage.
  • step 904 of providing the AC voltage is provided to the second connection of the inverter.
  • step 906 of connecting the switch terminal is connected to the drive interface or the auxiliary interface using a switching signal.
  • the method 900 further includes a step 908 of determining the switching signal depending on an operating function of the vehicle. Step 908 of determining is carried out before step 902 of conversion, for example.
  • Reference sign converter device vehicle battery drive motor auxiliary motor drive device battery interface inverter first connection second connection switch device switch connection drive interface additional interface switching signal control unit control signal plurality of switches distribution device housing current supply interface charging interface third connection further switch connection mains filter separating element further inverter further first connection further second connection further drive motor another wheel

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Abstract

Eine Wandlervorrichtung (100) für ein Elektrofahrzeug (800) weist eine Batterie- schnittstelle zum Verbinden der Wandlervorrichtung (100) mit einer Fahrzeugbatterie und einen bidirektionalen Wechselrichter (112) mit einem ersten Anschluss zum Verbinden des Wechselrichters (112) mit der Batterieschnittstelle und einem zweiten Anschluss auf. Der Wechselrichter (112) ist ausgebildet, um eine an dem ersten Anschluss anliegende Gleichspannung in eine Wechselspannung umzuwandeln und an dem zweiten Anschluss bereitzustellen. Die Wandlervorrichtung (100) weist eine Schaltereinrichtung (118) mit einem Schalteranschluss zum Verbinden der Schaltereinrichtung (118) mit dem zweiten Anschluss, eine Antriebsschnittstelle (122) zum Verbinden der Wandlervorrichtung (100) mit einem Antriebsmotor und eine Zusatzschnittstelle (124) zum Verbinden der Wandlervorrichtung (100) mit einem Zusatzmotor auf. Die Schaltereinrichtung (118) ist ausgebildet, um den Schalteranschluss unter Verwendung eines Schaltsignals (125) mit der Antriebsschnittstelle (122) oder der Zusatzschnittstelle (124) zu verbinden.

Description

Wandlervorrichtunq zum Wandeln einer Betriebsspannung für ein Elektrofahrzeug,
Antriebsvorrichtung und Verfahren zum Wandeln einer Betriebsspannung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wandlervorrichtung zum Wandeln einer Betriebsspannung für ein Elektrofahrzeug, eine Antriebsvorrichtung und ein
Verfahren zum Wandeln einer Betriebsspannung für ein Elektrofahrzeug
Für Nutzfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren existieren vielfältige Nebenantriebs möglichkeiten für Arbeitsfunktionen. Beispielsweise können Krane, Kippaufbauten oder Kühlaufbauten betrieben werden. In der Regel wird die benötigte Leistung dem Fahrantriebsstrang entnommen. Typische Schnittstellen hierfür sind Motor und Ge triebe.
Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Wandler vorrichtung zum Wandeln einer Betriebsspannung für ein Elektrofahrzeug, eine ver besserte Antriebsvorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Wandeln einer Betriebsspannung für ein Elektrofahrzeug gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Be schreibung.
Durch den hier vorgestellten Ansatz wird eine multifunktionale und dadurch kosten sparende Möglichkeit geschaffen, um bei einem elektrifizierten Fahrzeug eine sowohl eine Fahrfunktion als auch eine Arbeitsfunktion gewährleisten zu können.
Es wird eine Wandlervorrichtung zum Wandeln einer Betriebsspannung für ein Elekt rofahrzeug mit einer Fahrzeugbatterie und einer einen Antriebsmotor sowie einen Zusatzmotor umfassenden Antriebsvorrichtung vorgestellt. Die Wandlervorrichtung weist dabei eine B atteriesch n ittstel le zum Verbinden der Wandlervorrichtung mit der Fahrzeugbatterie auf. Weiterhin weist die Wandlervorrichtung einen bidirektionalen Wechselrichter mit einem ersten Anschluss zum Verbinden des Wechselrichters mit der Batterieschnittstelle und einem zweiten Anschluss auf. Der Wechselrichter ist dabei ausgebildet, um eine an dem ersten Anschluss anliegende Gleichspannung in eine Wechselspannung umzuwandeln und an dem zweiten Anschluss bereitzustel- len. Ferner weist die Wandlervorrichtung eine mit dem Wechselrichter verbundene Schaltereinrichtung mit einem Schalteranschluss zum Verbinden der Schaltereinrich tung mit dem zweiten Anschluss des Wechselrichters, mit einer Antriebsschnittstelle zum Verbinden der Wandlervorrichtung mit dem Antriebsmotor und mit einer Zusatz schnittstelle zum Verbinden der Wandlervorrichtung mit dem Zusatzmotor. Die Schal tereinrichtung ist ausgebildet, um den Schalteranschluss unter Verwendung eines Schaltsignals mit der Antriebsschnittstelle oder der Zusatzschnittstelle zu verbinden.
Die Wandlervorrichtung ist in einem Elektrofahrzeug einsetzbar, das beispielsweise als ein elektrifiziertes Nutzfahrzeug realisiert ist. Die Betriebsspannung kann unter Verwendung der Wandlervorrichtung bereitgestellt werden und genutzt werden, um einen elektrischen Antrieb zu betreiben. Der Antriebsmotor des Elektrofahrzeugs kann zumindest einen Elektromotor umfassen und beispielsweise in Form eines Achsantriebs, Zentralantriebs oder auch als ein Radantrieb realisiert sein. Der An triebsmotor kann beispielsweise ausgebildet sein, um das Elektrofahrzeug in Bewe gung zu versetzen, beispielsweise eine Vorwärtsfahrt oder Rückwärtsfahrt zu ermög lichen. Der Zusatzmotor kann zumindest einen weiteren Elektromotor umfassen und beispielsweise verwendet werden, um ein zusätzliches Fahrzeugteil zu betreiben, beispielsweise eine Baggerschaufel, wenn das Elektrofahrzeug als ein Bagger reali siert ist, oder einen Kran des Elektrofahrzeugs. Der Zusatzmotor kann ausgebildet sein, um eine über eine Fortbewegung des Fahrzeugs hinausgehende Funktionalität oder Bewegung bereitzustellen. Der bidirektionale Wechselrichter kann als ein Inver ter bezeichnet werden. Unter Verwendung des Wechselrichters kann die von der Fahrzeugbatterie bereitgestellte Gleichspannung in eine zum Betreiben des An triebsmotors und des Zusatzmotors geeignete Wechselspannung gewandelt werden. Zusätzlich kann eine eingespeiste Wechselspannung in eine Gleichspannung zum Laden der Fahrzeugbatterie gewandelt werden. Die Schaltereinrichtung kann eine Mehrzahl von Schaltern aufweisen. Unter Verwendung des Schaltsignals können die Schalter in einer geeigneten Kombination geschaltet werden. Dabei kann beispiels weise ein oder mehrere Schalter zeitgleich geschlossen werden, um eine angeforder te Durchgangsverbindungen durch die Schaltereinrichtung herzustellen. Beispiels weise kann die Schaltereinrichtung unter Verwendung des Schaltsignals so ange steuert werden, dass der Schalteranschluss bei einem eine erste Signalcharakteristik aufweisenden Schaltsignal elektrisch leitfähig mit der Antriebsschnittstelle verbun den ist, und bei einem eine zweite Signalcharakteristik aufweisenden Schaltsignal elektrisch leitfähig mit der Zusatzschnittstelle verbunden ist. Dadurch kann die von dem Wechselrichter bereitgestellte Wechselspannung steuerbar entweder auf die Antriebsschnittstelle oder die Zusatzschnittstelle durchgeschaltet werden. Auf diese Weise können vorteilhafterweise mehrere Funktionen des Elektrofahrzeugs mit elektrischer Energie versorgt werden, wie beispielsweise eine Fahrfunktion und eine Zusatzfunktion, wie ein elektrisch betriebener Aufbau des Elektrofahrzeugs. Das Schaltsignal kann beispielsweise über eine Schnittstelle zu einer durch einen Bedie ner des Elektrofahrzeugs bedienbaren Bedieneinrichtung des Elektrofahrzeugs oder über eine Schnittstelle zu einer Steuereinrichtung zur automatisierten Steuerung des Elektrofahrzeugs bereitgestellt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Schaltereinrichtung eine Bestromungs- schnittstelle zum Bestromen eines mit der Bestromungsschnittstelle gekoppelten Ge räts aufweisen. Dabei kann die Schaltereinrichtung ausgebildet sein, um den Schal teranschluss unter Verwendung des Schaltsignals mit der Antriebsschnittstelle oder der Zusatzschnittstelle oder der Bestromungsschnittstelle zu verbinden. Das bedeu tet, dass beispielsweise ein elektrisches fahrzeugexternes Gerät über die Bestro mungsschnittstelle mit dem Elektrofahrzeug verbunden und dadurch bestromt wer den kann.
Zusätzlich oder alternativ kann die Schaltereinrichtung eine Ladeschnittstelle zum Laden der Fahrzeugbatterie aufweisen. Die Schaltereinrichtung kann ausgebildet sein, um den Schalteranschluss unter Verwendung des Schaltsignals mit der An triebsschnittstelle oder der Zusatzschnittstelle oder der Ladeschnittstelle zu verbin den. Der Wechselrichter kann ausgebildet sein, um eine an dem zweiten Anschluss anliegende Wechselspannung in eine Gleichspannung umzuwandeln und an den ersten Anschluss bereitzustellen, um die Fahrzeugbatterie zu laden. Vorteilhafter weise kann dadurch eine Batterielaufzeit der Fahrzeugbatterie verlängert werden.
Der Wechselrichter kann einen dritten Anschluss aufweisen, um eine an dem ersten Anschluss anliegende Gleichspannung in eine Wechselspannung umzuwandeln und an den dritten Anschluss bereitzustellen. Dabei kann die Schaltereinrichtung einen weiteren Schalteranschluss zum Verbinden der Schaltereinrichtung mit dem dritten Anschluss des Wechselrichters aufweisen. Die Schaltereinrichtung kann ausgebildet sein, um den Schalteranschluss unter Verwendung des Schaltsignals mit der An triebsschnittstelle oder der Zusatzschnittstelle und den weiteren Schalteranschluss unter Verwendung des Schaltsignals mit der Bestromungsschnittstelle oder der La deschnittstelle zu verbinden. Vorteilhafterweise kann eine Kabelverbindung zwischen dem weiteren Schalteranschluss und dem dritten Anschluss kleiner dimensioniert werden als eine weitere Kabelverbindung zwischen dem zweiten Anschluss und dem Schalteranschluss.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Wandlervorrichtung einen Netzfilter und zu sätzlich oder alternativ ein Trennelement aufweisen, wobei der Netzfilter und zusätz lich oder alternativ das Trennelement zwischen dem dritten Anschluss und dem wei teren Schalteranschluss angeordnet sein kann. Der Netzfilter und zusätzlich oder alternativ das Trennelement können eine Batterieladefunktion der Wandlervorrich tung zum Laden der Fahrzeugbatterie verbessern.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Wandlervorrichtung einen weiteren Wech selrichter mit einem weiteren ersten Anschluss zum Verbinden des weiteren Wech selrichters mit der Batterieschnittstelle und einer weiteren Antriebsschnittstelle zum Verbinden der Wandlervorrichtung mit einem weiteren Antriebsmotor aufweisen. Da bei kann der weitere Wechselrichter ausgebildet sein, um die an dem weiteren ersten Anschluss anliegende Gleichspannung in eine weitere Wechselspannung umzuwan deln und an die weitere Antriebsschnittstelle bereitzustellen. Der weitere Wechsel richter kann bidirektional ausgeformt sein. Durch Verwendung des weiteren Wechsel richters und des weiteren Antriebsmotors kann das Elektrofahrzeug vorteilhafter weise die Antriebsfunktion durchführen, während die Zusatzfunktion durchgeführt wird. Dies kann für Fahrzeuge, wie beispielsweise Bagger mit einer Schaufel, Kehr fahrzeuge und zusätzlich oder alternativ für Streufahrzeuge von Vorteil sein.
Gemäß einer Ausführungsform können der Wechselrichter und die Schalteinrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Der weitere Wechselrichter kann ein weiteres Gehäuse aufweisen. Vorteilhafterweise können der Wechselrichter und die Schaltereinrichtung unter Verwendung des Gehäuses als eine kompakte Einheit realisiert werden. Wenn der weitere Wechselrichter separat ausgeführt ist, können die entsprechenden Komponenten optimal in einem zur Verfügung stehenden Bau raum des Elektrofahrzeugs angeordnet werden.
Ferner wird eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug vorgestellt, wobei die Antriebs vorrichtung eine Wandlervorrichtung in einer der vorangehend genannten Varianten und den Antriebsmotor zum Antreiben eines Rads des Elektrofahrzeugs aufweist.
Der Antriebsmotor ist mit der Antriebsschnittstelle verbunden. Weiterhin weist die Antriebsvorrichtung einen Zusatzmotor zum Bereitstellen einer Zusatzfunktion des Elektrofahrzeugs auf, wobei der Zusatzmotor mit der Zusatzschnittstelle verbunden ist.
Durch die Antriebsvorrichtung kann beispielsweise ein Rad oder eine Achse des Elektrofahrzeugs und zusätzlich eine als Zusatzfunktion bezeichnete Arbeitsfunktion betrieben werden. Durch die Zusatzfunktion kann beispielsweise eine in einem An hänger des Elektrofahrzeugs eingebaute Hebebühne mit der Wechselspannung ver sorgt werden. Gemäß unterschiedlicher Ausführungsformen können die Antriebs funktion zum Antreiben des Elektrofahrzeugs als gesamtes und die Zusatzfunktion gleichzeitig oder zeitlich getrennt ausgeführt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Antriebsvorrichtung den genannten weiteren Antriebsmotor zum Antreiben eines weiteren Rads des Elektrofahrzeugs aufweisen. Dabei kann der weitere Antriebsmotor mit der weiteren Antriebsschnittstelle verbun den sein. Vorteilhafterweise können dadurch mehrere Funktionen des Elektrofahr zeugs parallel ausgeführt werden.
Die Antriebsvorrichtung kann weiterhin eine Kuppeleinrichtung zum Koppeln des An triebsmotors oder des weiteren Antriebsmotors mit einer Achse zum Antreiben des Rads und des weiteren Rads aufweisen. Vorteilhafterweise kann dadurch eingestellt werden, welcher Antriebsmotor anzusteuern ist. Ferner wird ein Verfahren zum Wandeln einer Betriebsspannung für ein Elektrofahr zeug mit einer Fahrzeugbatterie und einer einen Antriebsmotor und einen Zusatzmo tor umfassenden Antriebsvorrichtung unter Verwendung einer Wandlervorrichtung in einer der vorangehend genannten Varianten vorgestellt. Das Verfahren umfasst ei nen Schritt des Umwandeins und einen Schritt des Verbindens. Im Schritt des Um- wandelns wird eine an dem ersten Anschluss des Wechselrichters anliegende Gleichspannung in eine Wechselspannung umgewandelt und die Wechselspannung an den zweiten Anschluss des Wechselrichters bereitgestellt. Im Schritt des Verbin dens wird der Schalteranschluss unter Verwendung eines Schaltsignals mit der An triebsschnittstelle oder der Zusatzschnittstelle verbunden.
Das Verfahren kann beispielsweise in einem elektrifizierten Nutzfahrzeug durchge führt werden. Vorteilhafterweise kann ein Nutzer des Elektrofahrzeugs steuern, wel che Schalter geschlossen werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Bestimmens des Schaltsignals abhängig von einer Betriebsfunktion des Elektrofahrzeugs umfas sen. Die Betriebsfunktion kann vorteilhafterweise durch den Nutzer angewählt wer den, beispielsweise unter Verwendung einer Bedieneinrichtung.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Wandlervorrichtung gemäß einem Aus führungsbeispiel;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Wandlervorrichtung gemäß einem Aus führungsbeispiel;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Antriebsvorrichtung gemäß einem Aus führungsbeispiel;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Antriebsvorrichtung gemäß einem Aus führungsbeispiel;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Antriebsvorrichtung gemäß einem Aus führungsbeispiel; Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Antriebsvorrichtung gemäß einem Aus führungsbeispiel;
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Antriebsvorrichtung gemäß einem Aus führungsbeispiel;
Fig. 8 eine schematische Darstellung eines Elektrofahrzeugs mit einer Wandlervor- richtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
Fig. 9 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Wandeln einer Betriebsspannung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorlie genden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Wandlervorrichtung 100 gemäß ei nem Ausführungsbeispiel. Die Wandlervorrichtung 100 ist ausgebildet, um eine Be triebsspannung für ein Elektrofahrzeug mit einer Fahrzeugbatterie 102 und einer ei nen Antriebsmotor 104 sowie einen Zusatzmotor 106 umfassenden Antriebsvorrich tung 108 umzuwandeln. Die Wandlervorrichtung 100 weist dabei eine Batterie schnittstelle 110 zum Verbinden der Wandlervorrichtung 100 mit der Fahrzeugbatte rie 102 auf. Die Wandlervorrichtung 100 weist weiterhin einen bidirektionalen Wech selrichter 112 mit einem ersten Anschluss 114 zum Verbinden des Wechselrich ters 112 mit der Batterieschnittstelle 110 und einem zweiten Anschluss 116 auf. Der Wechselrichter 112 ist dabei ausgebildet, um eine an dem ersten Anschluss 114 an liegende Gleichspannung in eine Wechselspannung umzuwandeln und an dem zwei ten Anschluss 116 bereitzustellen. Weiterhin weist die Wandlervorrichtung 100 eine mit dem Wechselrichter 112 verbundene Schaltereinrichtung 118 auf. Die Schalter einrichtung 118 weist einen Schalteranschluss 120 zum Verbinden der Schalterein richtung 118 mit dem zweiten Anschluss 116 des Wechselrichters 112 und eine An triebsschnittstelle 122 zum Verbinden der Wandlervorrichtung 100 mit dem An triebsmotor 104 sowie eine Zusatzschnittstelle 124 zum Verbinden der Wandlervor richtung 100 mit dem Zusatzmotor 106 auf. Die Schaltereinrichtung 118 ist ausgebil det, um den Schalteranschluss 120 unter Verwendung eines Schaltsignals 125 mit der Antriebsschnittstelle 122 oder der Zusatzschnittstelle 124 zu verbinden. Das be deutet, dass das Schaltsignal 125, das beispielsweise von einer Steuereinheit 126 bereitgestellt wird, gemäß diesem Ausführungsbeispiel vorgibt, welche Verbindung innerhalb der Schaltereinrichtung 118 bereitgestellt wird. Beispielsweise wird das Schaltsignal 125 von der Steuereinheit 126 mit einer ersten Signalcharakteristik be reitgestellt, wenn die von dem Wechselrichter 112 bereitgestellte Wechselspannung über die Antriebsschnittstelle 122 an den Antriebsmotor 104 bereitgestellt werden soll. Dagegen wird das Schaltsignal 125 von der Steuereinheit 126 beispielsweise mit einer zweiten Signalcharakteristik bereitgestellt, wenn die von dem Wechselrich ter 112 bereitgestellte Wechselspannung über die Zusatzschnittstelle 124 an den Zusatzmotor 106 bereitgestellt werden soll.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Steuereinheit 126 ausgebildet, um ein Steuersignal 127 zum Steuern des Wechselrichters 112 bereitzustellen. Das Steuer signal 127 ist beispielsweise geeignet, um zumindest einen Parameter der von dem Wechselrichter 112 bereitgestellten Wechselspannung einzustellen, beispielsweise eine Frequenz oder Amplitude. Auf diese Weise kann je nach Bedarf eine zum Be treiben des Antriebsmotors 104 oder des Zusatzmotors 106 geeignete Spannung bereitgestellt werden. Die Steuereinheit 126 kann ausgebildet sein, um das Schalt signal 125 und optional das Steuersignal 127 ansprechend auf eine Bedienhandlung eines Bedieners des Elektrofahrzeugs bereitzustellen.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Wandlervorrichtung 100 optional eine Verteilereinrichtung 130 auf, die beispielsweise zwischen der Batterieschnittstel le 110 und dem Wechselrichter 112 angeordnet ist. Die Wandlervorrichtung 100 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Gehäuse 131 auf, das beispielsweise zumindest um den Wechselrichter 112 und die Schaltereinrichtung 118 angeordnet ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind optional die Steuereinheit 126 und die Verteilereinrichtung 130 zusätzlich in dem Gehäuse 131 angeordnet.
Weiterhin optional weist die Schaltereinrichtung 118 gemäß diesem Ausführungsbei spiel eine Bestromungsschn ittstel le 132 auf, die ausgebildet ist, um ein mit der Bestromungsschnittstelle 132 gekoppeltes Gerät, beispielsweise ein fahrzeugexter- nes Gerät, zu bestromen. Die Schaltereinrichtung 118 ist dabei ausgebildet, um den Schalteranschluss 120 unter Verwendung des Schaltsignals 125 mit der Antriebs schnittstelle 122, der Zusatzschnittstelle 124 oder der Bestromungsschnittstelle 132 zu verbinden. Dazu kann das Schaltsignal 125 geeignete weitere Charakteristika an nehmen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Schaltereinrichtung 118 weiterhin eine Ladeschnittstelle 134 zum Laden der Fahrzeugbatterie 102 auf. Die Schaltereinrich tung 118 ist dabei ausgebildet, um gemäß diesem Ausführungsbeispiel den Schal teranschluss 120 unter Verwendung eines entsprechenden Schaltsignals 125 mit der Ladeschnittstelle 134 zu verbinden. Dabei ist der Wechselrichter 112 ausgebildet, um eine über die Ladeschnittstelle 134 und die Schaltereinrichtung 118 an dem zweiten Anschluss 116 anliegende Wechselspannung in eine Gleichspannung umzuwandeln und an den ersten Anschluss 114 bereitzustellen. Das bedeutet, dass beispielsweise eine Verbindung zwischen einer fahrzeugexternen Stromquelle und dem Ladean schluss 134 herstellbar ist, um die Fahrzeugbatterie 102 zu laden.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Schaltereinrichtung 118 eine Mehrzahl von Schaltern 128, insbesondere vier Stück, auf. Jeder der Schnittstel len 122, 124, 132, 134 ist dabei einer der Schalter 128 zugeordnet. Die Schalter 128 werden beispielhaft über das Schaltsignal 125 angesteuert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Schnittstellen 110, 122, 124, 132, 134 als geeignete Verbindungseinrichtungen, beispielsweise Steckeranschlüsse, an dem Gehäuse 131 ausgeführt.
Die Antriebsvorrichtung 108 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Wandler vorrichtung 100, den Antriebsmotor 104 sowie den Zusatzmotor 106 auf. Der An triebsmotor 104 ist dabei ausgebildet, um ein Rad des Elektrofahrzeugs anzutreiben, indem beispielsweise das Rad direkt oder beispielsweise eine Radachse des Elektro fahrzeugs aktiviert wird, sodass das Elektrofahrzeug in Bewegung gesetzt wird. Da bei ist der Antriebsmotor 104 mit der Antriebsschnittstelle 122 verbunden und wird über die Antriebsschnittstelle 122 mit einer zum Betrieb erforderlichen Betriebsspan- nung versorgt. Der Zusatzmotor 106 ist ausgebildet, um eine Zusatzfunktion des Elektrofahrzeugs bereitzustellen. Dazu ist der Zusatzmotor 106 mit der Zusatz schnittstelle 124 verbunden. Auf diese Weise wird der Zusatzmotor 106 über die Zu satzschnittstelle 124 mit einer zum Betrieb erforderlichen Betriebsspannung versorgt.
Durch den hier vorgestellten Ansatz wird eine Verwendung der für den Antriebsmo tor 104, der auch als Fahrmotor bezeichnet wird, benötigten Wandlervorrichtung 100 für den Zusatzantrieb 106, für eine Bestromungsfunktion beispielsweise mittels eines 400V und 50Hz Netzes und für eine Ladefunktion des Elektrofahrzeugs ermöglicht. Dies ist aufgrund der Umstellung auf elektrisch angetriebene Nutzfahrzeuge mit ent sprechenden Nebenantriebsmöglichkeiten sinnvoll. Das bedeutet, dass beispielswei se Aufbauer, welche die Arbeitsfunktionen, die hier auch als Zusatzfunktionen be zeichnet sind, eine eigene Schnittstelle benötigen, um die Aufbauten zu betreiben. Eine solche Schnittstelle ist beispielsweise die Zusatzschnittstelle 124. Um der Fahr zeugbatterie 102 Energie zu entnehmen und beispielsweise einen Drehstrommotor, wie beispielsweise den Antriebsmotor 104 und/oder den Zusatzmotor 106, zu betrei ben, wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Wandlervorrichtung 100, die auch als Inverter bezeichnet wird, verwendet. Gegenüber existierenden Fahrzeugen, die für jede Funktion einen eigenen Inverter benötigen, weist das Elektrofahrzeug gemäß diesem Ausführungsbeispiel nur die Wandlervorrichtung 100 auf, die für alle Funktio nen verwendbar ist.
Die Wandlervorrichtung 100 wird gemäß einem Ausführungsbeispiel für den Antrieb des Fahrzeugs, der beispielsweise als Traktionsmotor oder alternativ als eine Mehr zahl von Traktionsmotoren mit einer Mehrzahl von Invertern realisiert ist, für eine La defunktion der Fahrzeugbatterie 102 beispielsweise mittels einer Wechselstrom - Ladestation oder so genannten Schutzkontakt (Schuko)-/CEE-Steckdosen, sowie für den Zusatzmotor 106 für beispielsweise eine Hydraulikeinheit eines LKW-Krans ver wendet. Weiterhin wird durch den hier vorgestellten Ansatz ein Aufbau eines bei spielsweise 400V 50Hz Inselnetzes auf dem Elektrofahrzeug ermöglicht, um ver schiedene elektrische Geräte nutzen zu können. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist eine Spannung der Fahrzeugbatterie 102 variabel, sodass die Spannung oberhalb oder unterhalb des zuvor genannten Wertes liegt. Dies ist beispielsweise für Baustel- len und Kommunalfahrzeuge vorteilhaft. Alternativ ist auch eine so genannte „Power- to-Grid“-Funktion denkbar.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Wechselrichter 112, der beispielsweise als Invertereinheit bezeichnet wird und bidirektional funktioniert, in dem Gehäuse 131 angeordnet. Alternativ sind einige oder alle der Komponenten der Wandlervorrich tung 100 beispielsweise separat in dem Elektrofahrzeug platziert.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Wandlervorrichtung 100 gemäß ei nem Ausführungsbeispiel. Die hier dargestellte Wandlervorrichtung 100 kann bei spielsweise der in Fig. 1 beschriebenen Wandlervorrichtung 100 entsprechen oder zumindest ähneln. Jedoch weist der Wechselrichter 112 gemäß diesem Ausfüh rungsbeispiel abweichend zu dem Wechselrichter 112 aus Fig. 1 einen dritten An schluss 200 auf, um eine an dem ersten Anschluss 114 anliegende Gleichspannung in eine Wechselspannung umzuwandeln und an dem dritten Anschluss 200 bereitzu stellen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Schaltereinrichtung 118 au ßerdem zusätzlich zu dem Schalteranschluss 120 einen weiteren Schalteran schluss 202 zum Verbinden der Schaltereinrichtung 118 mit dem dritten An schluss 200 des Wechselrichters 112 auf. Weiterhin optional ist die Schaltereinrich tung 118 ausgebildet, um den Schalteranschluss 120 unter Verwendung des Schalt signals mit der Antriebsschnittstelle 122 oder der Zusatzschnittstelle 124 und den weiteren Schalteranschluss 202 unter Verwendung des Schaltsignals mit der Bestromungsschnittstelle 132 oder der Ladeschnittstelle 134 zu verbinden. Das be deutet, dass gemäß diesem Ausführungsbeispiel bei einem Ladevorgang der Fahr zeugbatterie 102 ein Stromfluss über den dritten Anschluss 200 an Stelle des zwei ten Anschlusses 116 in Richtung der Fahrzeugbatterie 102 erfolgt.
Weiterhin optional weist die Wandlervorrichtung 100 gemäß diesem Ausführungsbei spiel einen Netzfilter 204 und/oder ein Trennelement 206 auf. Der Netzfilter 204 und/oder das Trennelement 206 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwischen dem dritten Anschluss 200 und dem weiteren Schalteranschluss 202 angeordnet. Wenn gemäß einem Ausführungsbeispiel eine Leistung für den Ladevorgang und/oder für einen Bestromungsvorgang begrenzt sind, kann eine Kabelverbindung, die den dritten Anschluss 200 mit dem weiteren Schalteranschluss 202 verbindet, kleiner dimensioniert sein als eine weitere Kabelverbindung, die den zweiten An schluss 116 mit dem Schalteranschluss 120 verbindet. Gemäß diesem Ausführungs beispiel sind beide Kabelverbindungen unter Verwendung weiterer Schalter unab hängig voneinander zu- und abschaltbar.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Bestromungsschnittstelle 132 beispiels weise als ein 220V oder 230V 50Hz Anschluss und/oder als beliebige Netzschnitt stelle ausgeformt.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Antriebsvorrichtung 108 gemäß ei nem Ausführungsbeispiel. Die hier dargestellte Antriebsvorrichtung 108 kann der in Fig. 1 beschriebenen Antriebsvorrichtung 108 entsprechen oder zumindest ähneln. Weiterhin kann die hier als Teil der Antriebsvorrichtung 108 dargestellte Wandlervor richtung 100 der in einer der Figuren 1 oder 2 beschriebenen Wandlervorrich tung 100 entsprechen oder ähneln, die beispielsweise multifunktional ausgeformt ist. Abweichend weist die hier dargestellte Wandlervorrichtung 100 einen weiteren Wechselrichter 300 auf, der einen weiteren ersten Anschluss 302 und eine weitere Antriebsschnittstelle 304 umfasst.
Der weitere erste Anschluss 302 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um den weiteren Wechselrichter 300 mit der Batterieschnittstelle 110 zu verbinden. Mittels der weiteren Antriebsschnittstelle 304 ist der weitere Wechselrichter 300 ge mäß diesem Ausführungsbeispiel mit einem weiteren Antriebsmotor 306 des Elektro fahrzeugs verbunden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird dadurch ein radindi vidueller Antrieb ermöglicht. Dabei ist der weitere Wechselrichter 300 ausgebildet, um die an dem weiteren ersten Anschluss 302 anliegende Gleichspannung in eine weitere Wechselspannung umzuwandeln und an die weitere Antriebsschnittstelle 304 bereitzustellen.
Lediglich optional ist der weitere Wechselrichter 300 gemäß diesem Ausführungsbei spiel bidirektional ausgebildet. Der weitere Wechselrichter 300 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel in einem weiteren Gehäuse angeordnet, während der Wechsel- richter 112 und die gemäß diesem Ausführungsbeispiel nicht gezeigte Schalterein richtung sich das Gehäuse 131 teilen.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der weitere Antriebsmotor 306 als Teil der Antriebsvorrichtung 108 ausgeformt. Der weitere Antriebsmotor 306 ist dabei mit der weiteren Antriebsschnittstelle 304 verbunden und ausgebildet, um ein weiteres Rad 308 des Elektrofahrzeugs anzutreiben. Analog dazu ist der Antriebsmotor 104 ausgebildet, um das Rad 310 des Elektrofahrzeugs anzutreiben.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, den Ladevorgang der Fahrzeug batterie 102 durch eine Verbindung zu einer Ladeeinheit 312 durchzuführen, bei spielsweise durch eine Verbindung zu einem externen Stromnetz, oder ein fahrzeug- externes Gerät 314 zu bestromen, beispielsweise einen 230V-Verbraucher oder 400V-Verbraucher, wie eine Säge oder eine Mischmaschine. Ferner kann ein Zu satzmotor 106 bestromt werden, beispielsweise zum Bewegen eines Aufbaus des Elektrofahrzeugs. Das bedeutet, dass die Wandlervorrichtung 100 beispielsweise im Stillstand des Elektrofahrzeugs die Zusatzfunktion ansteuert kann. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Fahrzeugbatterie 102 sowohl mit dem Wechselrichter 112 als auch mit dem weiteren Wechselrichter 300 verbunden.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Antriebsvorrichtung 108 gemäß ei nem Ausführungsbeispiel. Die Antriebsvorrichtu ng 108 kann beispielsweise der in Fig. 3 beschriebenen Antriebsvorrichtung 108 entsprechen oder zumindest ähneln. Lediglich abweichend zu Fig. 3 weist die hier gezeigte Antriebsvorrichtung 108 nur die Wandlervorrichtung 100 und den Antriebsmotor 104 sowie den Zusatzmotor 106 auf. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist das Elektrofahrzeug ein Differential getriebe 400 auf, das mit dem Antriebsmotor 104 verbunden ist. Dadurch wird das Fahrzeug mittels Achsantrieb angetrieben, das bedeutet mit einer Achse 402, durch die die das Rad 310 und das weitere Rad 308 verbunden sind. Gemäß diesem Aus führungsbeispiel ist die Wandlervorrichtung 100 ausgebildet, um entweder das Fahr zeug in Bewegung zu versetzen oder um eine Zusatzfunktion des Fahrzeugs anzu steuern. Dabei befindet sich das Elektrofahrzeug jedoch im Stillstand. Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Antriebsvorrichtung 108 gemäß ei nem Ausführungsbeispiel. Die Antriebsvorrichtung 108 kann beispielsweise der in Fig. 4 beschriebenen Antriebsvorrichtung 108 entsprechen oder ähneln. Lediglich abweichend weist die hier dargestellte Antriebsvorrichtung 108 zusätzlich zu dem Antriebsmotor 104 auch den weiteren Antriebsmotor 306 sowie den weiteren Wech selrichter 300 auf. Wie auch in Fig. 4 weist die hier dargestellte Antriebsvorrich tung 108 das Differentialgetriebe 400 auf.
Zusätzlich und somit abweichend weist die Antriebsvorrichtung 108 gemäß diesem Ausführungsbeispiel optional eine Kuppeleinrichtung 500 auf, die ausgebildet ist, um gemäß diesem Ausführungsbeispiel den Antriebsmotor 104 oder den weiteren An triebsmotor 306 das mit der Achse 402 verbundene Rad 310 und das weitere Rad 308 anzutreiben. Durch die Kuppeleinrichtung 500 wird gemäß diesem Ausführungs beispiel eine Möglichkeit geschaffen, um das Elektrofahrzeug zu bewegen und zu gleich eine Zusatzfunktion durchzuführen. Die Kuppeleinrichtung 500 ist beispiels weise ausgebildet, um zwischen dem Antriebsmotor 104 und dem Zusatzmotor 106 umzuschalten. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist weiterhin die Fahrzeugbatte rie 102 sowohl mit dem Wechselrichter 112 als auch mit dem weiteren Wechselrich ter 300 verbunden.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird in anderen Worten mittels der Kuppelein richtung 500 ein paralleles Durchführen einer Fahrfunktion und einer Zusatzfunktion ermöglicht. Dabei ist beispielsweise eine Fahrleistung des Elektrofahrzeugs redu ziert, da beispielsweise nur einer der Antriebsmotoren 104, 306 zur Verfügung steht. Bei beispielsweise einer Nutzung einer asynchronen Maschine (ASM), die auch als Drehstrom-Asynchronmaschine bezeichnet ist, ist die Kuppeleinrichtung 500 gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel optional, da die ASM lastlos mitdreht.
Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Antriebsvorrichtung 108 gemäß ei nem Ausführungsbeispiel. Die hier dargestellte Antriebsvorrichtung 108 kann bei spielsweise der in Fig. 4 beschriebenen Antriebsvorrichtung 108 entsprechen oder ähneln. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Antriebsvorrichtung 108 einen Zentralantrieb auf und ist beispielsweise für ein Durchführen der Zusatzfunktionen im Stillstand denkbar.
Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung einer Antriebsvorrichtung 108 gemäß ei nem Ausführungsbeispiel. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann es sich hierbei um ein alternatives Ausführungsbeispiel der in Fig. 5 gezeigten und beschriebenen Antriebsvorrichtung 108 handeln, bei der beispielsweise zwar eine Anordnung der einzelnen Bauteile abweicht, jedoch die gleiche Funktionalität für das Elektrofahr zeug erzielt wird.
Auch gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird in anderen Worten mittels der Kuppe leinrichtung 500 ein paralleles Durchführen einer Fahrfunktion und einer Zusatzfunk tion ermöglicht. Dabei ist beispielsweise eine Fahrleistung des Elektrofahrzeugs re duziert, da beispielsweise nur einer der Antriebsmotoren 104, 306 zur Verfügung steht. Dies ist beipsielsweise bei einem Elektrofahrzeug in Form einer Kehrmaschine oder einem Fahrzeug für den Winterdienst sinnvoll. Bei beispielsweise einer Nutzung einer asynchronen Maschine (ASM), die auch als Drehstrom-Asynchronmaschine bezeichnet ist, ist die Kuppeleinrichtung 500 auch gemäß einem alternativen Ausfüh rungsbeispiel optional, da die ASM lastlos mitdreht.
Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Elektrofahrzeugs 800 mit einer Wandlervorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Elektrofahr zeug 800 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Wandlervorrichtung 100 auf, wie sie beispielsweise in einer der Figuren 1 bis 7 als Teil einer Antriebsvorrichtung beschrieben wurde. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Elektrofahrzeug 800 als ein Nutzfahrzeug realisiert, das beispielsweise einen Anhänger aufweist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Schaltereinrichtung 118 einen ersten Schal ter 802 auf, der ausgebildet ist, um eine Verbindung mit dem hier nicht gezeigten An triebsmotor, bzw. mit der Antriebsschnittstelle 122 herzustellen. Die Schaltereinrich tung 118 weist weiterhin einen zweiten Schalter 804 auf, der ausgebildet ist, um eine Verbindung mit dem hier nicht gezeigten Zusatzmotor, bzw. mit der Zusatzschnittstel le 124 herzustellen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Schaltereinrich tung 118 außerdem einen dritten Schalter 806 auf, der ausgebildet ist, um Verbin- düng mit der Bestromungsschnittstelle 132 herzustellen, wenn beispielsweise das fahrzeug externe Gerät bestromt wird. Ein vierter Schalter 808 der Schaltereinrich tung 118 ist ausgebildet, um eine Verbindung mit der Ladeschnittstelle 134 herzustel len, wenn beispielsweise ein Aufladen der hier nicht dargestellten Fahrzeugbatterie ausgeführt ist.
Das bedeutet, dass beispielsweise eine Fahrer des Elektrofahrzeugs 800 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgelöst durch Betätigen einer Bedieneinrichtung 810 ein Funktionssignal 812 an die Steuereinheit 126 bereitstellen kann. Das Funktions signal 812 repräsentiert dabei gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine erwünschte Betriebsfunktion des Elektrofahrzeugs 800. Die Steuereinheit 126 ist ausgebildet, um gemäß diesem Ausführungsbeispiel das Schaltsignal 125 und das Steuersignal 127 unter Verwendung des Funktionssignals 812 bereitzustellen. Das Steuersignal 127 bewirkt dabei ein Steuern des Wechselrichters 112. Der Wechselrichter 112 ist auch gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um eine anliegende Spannung um zuwandeln.
Wenn beispielsweise das Funktionssignal 812 einen Fährbetrieb anfordert, ist die Steuereinheit 126 ausgebildet, um das Schaltsignal 125 zum Schließen des ersten Schalters 802 und öffnen der weiteren Schalter 804, 806, 808 sowie das Steuersig nal 127 bereitzustellen, das eine Wandlung der an dem Wechselrichter 112 anlie genden Gleichspannung in eine zum Betreiben des Antriebsmotors geeignete Wech selspannung bewirkt.
Wenn das Funktionssignal 812 eine Zusatzfunktion anfordert, ist die Steuerein heit 126 ausgebildet, um das Schaltsignal 125 zum Schließen des zweiten Schal ters 804 und öffnen der weiteren Schalter 802, 806, 808 sowie das Steuersignal 127 bereitzustellen, das eine Wandlung der an dem Wechselrichter 112 anliegenden Gleichspannung in eine zum Betreiben des Zusatzmotors geeignete Wechselspan nung bewirkt.
Wenn das Funktionssignal 812 eine Bestromungsfunktion anfordert, ist die Steuer einheit 126 ausgebildet, um das Schaltsignal 125 zum Schließen des dritten Schal- ters 806 und öffnen der weiteren Schalter 802, 804, 808 sowie das Steuersignal 127 bereitzustellen, das eine Wandlung der an dem Wechselrichter 112 anliegenden Gleichspannung in eine zur Ausgabe an die Bestromungsschnittstelle 132 geeignete Wechselspannung bewirkt.
Wenn das Funktionssignal 812 einen Ladebetrieb anfordert, ist die Steuereinheit 126 ausgebildet, um das Schaltsignal 125 zum Schließen des vierten Schalters 808 und Öffnen der weiteren Schalter 802, 804, 806 sowie das Steuersignal 127 bereitzustel len, das eine Wandlung der an dem Wechselrichter 112 anliegenden Wechselspan nung in eine zur Ausgabe an die Ladeschnittstelle geeignete Gleichspannung be wirkt.
Fig. 9 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 900 zum Wandeln einer Betriebs spannung für ein Elektrofahrzeug mit einer Fahrzeugbatterie und einer einen An triebsmotor und einen Zusatzmotor umfassenden Antriebsvorrichtung unter Verwen dung einer Wandlervorrichtung. Das Verfahren 900 ist beispielsweise für ein Elektro fahrzeug durchführbar, wie es in Fig. 8 beschrieben wurde. Das Verfahren 900 um fasst dabei einen Schritt 902 des Umwandelns, einen Schritt 904 des Bereitstellens und einen Schritt 906 des Verbindens. Im Schritt 902 des Umwandelns wird eine an dem ersten Anschluss des Wechselrichters anliegende Gleichspannung in eine Wechselspannung umgewandelt. Im Schritt 904 des Bereitstellens wird die Wechsel spannung an den zweiten Anschluss des Wechselrichters bereitgestellt. Im Schritt 906 des Verbindens wird der Schalteranschluss unter Verwendung eines Schaltsignals mit der Antriebsschnittstelle oder der Zusatzschnittstelle verbunden. Lediglich optional umfasst das Verfahren 900 weiterhin einen Schritt 908 des Best immens des Schaltsignals abhängig von einer Betriebsfunktion des Fahrzeugs. Der Schritt 908 des Bestimmens wird dabei beispielsweise vor dem Schritt 902 des Um wandelns durchgeführt. Bezuqszeichen Wandlervorrichtung Fahrzeugbatterie Antriebsmotor Zusatzmotor Antriebsvorrichtung Batterieschnittstelle Wechselrichter erster Anschluss zweiter Anschluss Schaltereinrichtung Schalteranschluss Antriebschnittstelle Zusatzschnittstelle Schaltsignal Steuereinheit Steuersignal Mehrzahl von Schaltern Verteilereinrichtung Gehäuse Bestromungsschnittstelle Ladeschnittstelle dritter Anschluss weiterer Schalteranschluss Netzfilter Trennelement weiterer Wechselrichter weiterer erster Anschluss weiterer zweiter Anschluss weiterer Antriebsmotor weiteres Rad
Rad
Ladeeinheit fahrzeugexternes Gerät
Differentialgetriebe
Achse
Kuppeleinrichtung
Elektrofahrzeug erster Schalter zweiter Schalter dritter Schalter vierter Schalter Bedieneinrichtung Funktionssignal
Verfahren zum Wandeln einer Betriebsspannung für ein Elektrofahrzeug
Schritt des Umwandeins einer Gleichspannung
Schritt des Bereitstellens der Wechselspannung
Schritt des Verbindens des Zusatzmotors mit der Zusatzschnittstelle
Schritt des Bestimmens des Schaltsignals

Claims

Patentansprüche
1. Wandlervorrichtung (100) zum Wandeln einer Betriebsspannung für ein Elektro fahrzeug (800) mit einer Fahrzeugbatterie (102) und einer einen Antriebsmotor (104) und einen Zusatzmotor (106) umfassenden Antriebsvorrichtung (108), wobei die Wandlervorrichtung (100) die folgenden Merkmale aufweist: eine Batterieschnittstelle (110) zum Verbinden der Wandlervorrichtung (100) mit der Fahrzeugbatterie (102); einen bidirektionalen Wechselrichter (112) mit einem ersten Anschluss (114) zum Verbinden des Wechselrichters (112) mit der Batterieschnittstelle (110) und einem zweiten Anschluss (116), wobei der Wechselrichter (112) ausgebildet ist, um eine an dem ersten Anschluss (114) anliegende Gleichspannung in eine Wechselspannung umzuwandeln und an dem zweiten Anschluss (116) bereitzustellen; und eine mit dem Wechselrichter (112) verbundene Schaltereinrichtung (118) mit einem Schalteranschluss (120) zum Verbinden der Schaltereinrichtung (118) mit dem zwei ten Anschluss (116) des Wechselrichters (112), und einer Antriebsschnittstelle (122) zum Verbinden der Wandlervorrichtung (100) mit dem Antriebsmotor (104), und einer Zusatzschnittstelle (124) zum Verbinden der Wandlervorrichtung (100) mit dem Zu satzmotor (106), wobei die Schaltereinrichtung (118) ausgebildet ist, um den Schal teranschluss (120) unter Verwendung eines Schaltsignals (125) mit der Antriebs schnittstelle (122) oder der Zusatzschnittstelle (124) zu verbinden.
2. Wandlervorrichtung (100) gemäß Anspruch 1 , wobei die Schaltereinrichtung (118) eine Bestromungsschnittstelle (132) zum Bestromen eines mit der Bestromungs- schnittstelle (132) gekoppelten Geräts (314) aufweist, und wobei die Schaltereinrich tung (118) ausgebildet ist, um den Schalteranschluss (120) unter Verwendung des Schaltsignals (125) mit der Antriebsschnittstelle (122) oder der Zusatzschnittstelle (124) oder der Bestromungsschnittstelle (132) zu verbinden.
3. Wandlervorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Schaltereinrichtung (118) eine Ladeschnittstelle (134) zum Laden der Fahrzeug- batterie (102) aufweist, und wobei die Schaltereinrichtung (118) ausgebildet ist, um den Schalteranschluss (120) unter Verwendung des Schaltsignals (125) mit der An triebsschnittstelle (122) oder der Zusatzschnittstelle (124) oder der Ladeschnittstelle (134) zu verbinden, und wobei der Wechselrichter (112) ausgebildet ist, um eine an dem zweiten Anschluss (116) anliegende Wechselspannung in eine Gleichspannung umzuwandeln und an den ersten Anschluss (114) bereitzustellen.
4. Wandlervorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei der Wech selrichter (112) einen dritten Anschluss (200) aufweist, um eine an dem ersten An schluss (114) anliegende Gleichspannung in eine Wechselspannung umzuwandeln und an dem dritten Anschluss (200) bereitzustellen, und wobei die Schaltereinrich tung (118) einen weiteren Schalteranschluss (202) zum Verbinden der Schalterein richtung (118) mit dem dritten Anschluss (200) des Wechselrichters (200) aufweist, und wobei die Schaltereinrichtung (118) ausgebildet ist, um den Schalteranschluss (120) unter Verwendung des Schaltsignals (125) mit der Antriebsschnittstelle (122) oder der Zusatzschnittstelle (124) und den weiteren Schalteranschluss (202) unter Verwendung des Schaltsignals (125) mit der Bestromungsschnittstelle (132) oder der Ladeschnittstelle (134) zu verbinden.
5. Wandlervorrichtung (100) gemäß Anspruch 4, mit einem Netzfilter (204) und/oder einem Trennelement (206), wobei der Netzfilter (204) und/oder das Trennelement (206) zwischen dem dritten Anschluss (200) und dem weiteren Schalteranschluss (202) angeordnet ist.
6. Wandlervorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem weiteren Wechselrichter (300) mit einem weiteren ersten Anschluss (302) zum Verbinden des weiteren Wechselrichters (300) mit der Batterieschnittstelle (110) und mit einer weiteren Antriebsschnittstelle (304) zum Verbinden der Wandlervorrichtung (100) mit einem weiteren Antriebsmotor (306), wobei der weitere Wechselrichter (300) ausgebildet ist, um die an dem weiteren ersten Anschluss (302) anliegende Gleichspannung in eine weitere Wechselspannung umzuwandeln und an die weitere Antriebsschnittstelle (304) bereitzustellen.
7. Wandlervorrichtung (100) gemäß Anspruch 6, wobei der Wechselrichter (112) und die Schaltereinrichtung (118) in einem gemeinsamen Gehäuse (131) angeordnet sind, und wobei der weitere Wechselrichter (300) ein weiteres Gehäuse aufweist.
8. Antriebsvorrichtung (108) für ein Elektrofahrzeug (800), wobei die Antriebsvorrich tung (108) die folgenden Merkmale aufweist: eine Wandlervorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche; den Antriebsmotor (104) zum Antreiben eines Rads (310) des Elektrofahrzeugs (800), wobei der Antriebsmotor (104) mit der Antriebsschnittstelle (122) verbunden ist; und einen Zusatzmotor (106) zum Bereitstellen einer Zusatzfunktion des Elektrofahrzeugs (800), wobei der Zusatzmotor (106) mit der Zusatzschnittstelle (124) verbunden ist.
9. Antriebsvorrichtung (108) gemäß Anspruch 8, mit dem weiteren Antriebsmotor (306) zum Antreiben eines weiteren Rads (308) des Elektrofahrzeugs (800), wobei der weitere Antriebsmotor (306) mit der weiteren Antriebsschnittstelle (304) verbun den ist.
10. Antriebsvorrichtung (108) gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, mit einer Kup peleinrichtung (500) zum Koppeln des Antriebsmotors (104) oder des weiteren An triebsmotors (306) mit einer Achse (402) zum Antreiben des Rads (310) und des wei teren Rads (308).
11. Verfahren (900) zum Wandeln einer Betriebsspannung für ein Elektrofahrzeug (800) mit einer Fahrzeugbatterie (102) und einer einen Antriebsmotor (104) und ei nen Zusatzmotor (106) umfassenden Antriebsvorrichtung (108) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10 unter Verwendung einer Wandlervorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verfahren (900) die folgenden Schritte umfasst: Umwandeln (902) einer an dem ersten Anschluss (114) des Wechselrichters (112) anliegenden Gleichspannung in eine Wechselspannung, und Bereitstellen (904) der Wechselspannung an den zweiten Anschluss (106) des Wechselrichters (112); und
Verbinden (906) des Schalteranschlusses (120) unter Verwendung eines Schaltsig nals (125) mit der Antriebsschnittstelle (122) oder der Zusatzschnittstelle (124).
12. Verfahren (900) gemäß Anspruch 11 , mit einem Schritt (908) des Bestimmens des Schaltsignals (125) abhängig von einer Betriebsfunktion des Elektrofahrzeugs (800).
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