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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Schaltung für einen elektrischen Antrieb, insbesondere zum Betreiben eines Fahrzeugs, einen Antriebsstrang mit der elektrischen Schaltung, ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang sowie ein Verfahren zum Betreiben der elektrischen Schaltung, ein Computerprogramm und ein computerlesbares Speichermedium.
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Stand der Technik
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Bei den Bemühungen, umweltfreundlichere Fortbewegungsmethoden zu entwickeln, bildet die Elektromobilität einen wichtigen Baustein. Um jedoch eine breite Akzeptanz von Elektrofahrzeugen zu erzielen, müssen mehrere Voraussetzungen erfüllt sein. So ist neben einer ausreichenden Reichweite des Fahrzeugs eine flächendeckende Versorgung mit Energiequellen erforderlich, um jederzeit ein Aufladen der Elektrofahrzeuge zu gewährleisten. Weiter muss die erforderliche Ladezeit gering gehalten werden, um große Verzögerungen zu vermeiden.
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Beim Laden des Elektrofahrzeugs an einer Wechselspannungs- (AC-) Ladestation, etwa beim Verbinden mit dem öffentlichen Stromnetz, wird die Wechselspannung von einem, bevorzugt fahrzeuginternen, Gleichrichter in eine Gleichspannung (DC) gewandelt. Zunehmend verbreitet sind Schnellladestationen, welche direkt Gleichspannung zur Verfügung stellen und sich durch eine geringere Ladezeit auszeichnen. Eine beispielhafte DC-Schnellladestation ist aus der
WO 2012/038222 A3 bekannt. Aus der
WO 2019/215128 A1 ist ein Wechselrichter zum Wandeln elektrischer Energie einer Gleichspannungsquelle in eine Wechselspannung für den Antrieb einer elektrischen Maschine bekannt. Weiter ist dieser Wechselrichter dazu eingerichtet, eine Ladespannung einer Ladevorrichtung auf eine höhere Spannung hochzusetzen. Derartige Hochsetzsteller werden eingesetzt, falls die verfügbare Ladespannung kleiner als die benötigte Spannung zum Laden einer Fahrzeugbatterie ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schafft eine elektrische Schaltung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8, ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9, ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Schaltung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10, ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 und ein computerlesbares Speichermedium mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13.
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Die Erfindung betrifft demnach eine elektrische Schaltung für einen elektrischen Antrieb.
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Der elektrische Antrieb ist bevorzugt zum Betreiben eines Fahrzeugs ausgestaltet. Der elektrische Antrieb umfasst einen Wechselrichter und eine mehrphasige elektrische Maschine, wobei der Wechselrichter eingangsseitig einen positiven Eingangsanschluss und einen negativen Eingangsanschluss aufweist zum Anschließen einer Energiequelle, bevorzugt einer Gleichspannungs-Energiequelle, beispielsweise einer Batterie oder eine Traktionsbatterie oder eine Brennstoffzelle. Ausgangsseitig umfasst der Wechselrichter einen mehrphasigen Anschluss zum Anschluss der Phasenanschlüsse der mehrphasigen elektrischen Maschine. Der Wechselrichter ist dazu eingerichtet, die elektrische Maschine mit elektrischer Energie in einem motorischen Betrieb zu versorgen und in einem generatorischen Betrieb elektrische Energie der elektrischen Maschine aufzunehmen. Dabei werden die Highside-Schalter und Lowside-Schalter des Wechselrichters entsprechend moduliert, bevorzugt pulsweitenmoduliert oder blockkommutiert, angesteuert. Die im generatorischen Betrieb aufgenommene Energie wird bevorzugt an die angeschlossene Energiequelle zum Laden der Energiequelle weitergeleitet. Die mehrphasige elektrische Maschine umfasst mehrere Wicklungen, bevorzugt mindestens eine je Phase. Bevorzugt umfasst jede der Phasen einen Phasenanschluss, die zum Anschluss an den Wechselrichter mit dem mehrphasigen Anschluss des Wechselrichters verbunden werden. Mindestens eine Wicklung der mehrphasigen elektrischen Maschine umfasst einen weiteren Wicklungsanschluss. Der Wicklungsanschluss ist mit einem Motoranschluss verbunden. Bevorzugt ist ein Wicklungsanschluss als einer der beiden Anschlusskontakte an den Enden einer Wicklung ausgebildet. Bevorzugt kann ein Wicklungsanschluss auch zwischen den beiden Enden einer Wicklung ausgebildet sein. Bevorzugt ist folglich ein Wicklungsanschluss mit einem Phasenanschluss der elektrischen Maschine verbunden oder zwischen mindestens zwei der Wicklungen der mehrphasigen Maschine angeordnet oder innerhalb einer Wicklung der Wicklungen der mehrphasigen Maschine.
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Die elektrische Schaltung umfasst einen ersten Schalter, einen zweiten Schalter und einen ersten Kondensator, bevorzugt einen ersten Filterkondensator. Die Schaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schalter und der erste Kondensator als eine Reihenschaltung zwischen den Motoranschluss und den negativen Eingangsanschluss geschaltet sind. Dabei ist der erste Schalter einerseits mit dem Motoranschluss und andererseits mit dem ersten Kondensator verbunden. Der erste Kondensator ist einerseits mit dem ersten Schalter und andererseits mit dem negativen Eingangsanschluss verbunden. Der zweite Schalter ist einerseits mit dem Motoranschluss oder mit einem Zwischenabgriff zwischen dem ersten Kondensator und dem ersten Schalter verbunden und andererseits mit einem positiven Ladeanschluss. Ein negativer Ladeanschluss ist mit dem negativen Eingangsanschluss verbunden. Die elektrische Schaltung ist folglich derart ausgestaltet, dass mittels des positiven und negativen Ladeanschlusses ein zweipoliger Ladeanschluss für eine, bevorzugt externe, Ladeenergiequelle ausgebildet wird. Bevorzugt ist die Ladeenergiequelle eine Gleichspannungsquelle, bevorzugt ein Ladegerät, eine Ladesäule oder ein großer Batteriespeicher oder eine Brennstoffzelle. Der negative Ladeanschluss ist mit dem negativen Eingangsanschluss des Wechselrichters verbunden. Der positive Ladeanschluss ist schaltbar mit dem Motoranschluss der elektrischen Maschine verbunden oder schaltbar mit einem Zwischenabgriff zwischen dem ersten Kondensator und dem ersten Schalter verbunden. Vorteilhaft wird eine elektrische Schaltung bereitgestellt, die einen schaltbaren Ladeanschluss zum Verbinden und Trennen einer Ladeenergiequelle an einen elektrischen Antrieb ermöglicht. Bevorzugt wird mittels der Ladeenergiequelle elektrische Energie zum Aufladen einer mit dem Eingangsanschluss verbundenen Energiequelle bereitgestellt. Bevorzugt fließt beim Aufladen der Energiequelle ein Ladestrom aus der Ladeenergiequelle über den positiven Ladeanschluss über den Motoranschluss durch zumindest eine Wicklung der elektrischen Maschine und über mindestens einen der High-Side Schalter des Wechselrichters über den positiven Eingangsanschluss in die Energiequelle. Weiter ermöglicht die besondere Schaltungstopologie mittels des zweiten Schalters ein einphasiges Abkoppeln des positiven Ladeanschlusses von dem Motoranschluss oder ein einphasiges Abkoppeln des positiven Ladeanschlusses von dem Zwischenabgriff zwischen dem ersten Kondensator und dem ersten Schalter. Darüber hinaus ermöglicht der erste Schalter ein Abtrennen des ersten Kondensators von dem Motoranschluss oder ein Verbinden des ersten Kondensators mit dem Motoranschluss. Bevorzugt ermöglicht diese Schaltungstopologie bei geschlossenem ersten Schalter vorteilhaft eine Entladung des ersten Kondensators über den Motoranschluss bei abgetrennten positiven Ladeanschluss bei geöffnetem zweiten Schalter. Bevorzugt fließt beim Entladen des ersten Kondensators ein Entladestrom aus dem ersten Kondensator über den Motoranschluss durch zumindest eine Wicklung der elektrischen Maschine und über mindestens einen der High-Side Schalter des Wechselrichters, bevorzugt in Richtung des positiven Eingangsanschluss, bevorzugt in einen zweiten Kondensator, bevorzugt einen Zwischenkreiskondensator, bevorzugt ein Zwischenkreiskondensator des Wechselrichters. Der Ladeanschluss wird hierzu bevorzugt spannungsfrei geschaltet durch Öffnen des zweiten Schalters und ein eventuell geladener erster Kondensator gefahrlos über den Motoranschluss und mindestens einer daran angeschlossenen Wicklung entladen durch Schließen des ersten Schalters.
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Verbinden und Trennen oder Abkoppeln beziehungsweise verbunden und getrennt wird gleichbedeutend mit galvanisch verbunden und galvanisch getrennt verwendet.
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In einer anderen Ausgestaltung sind die Wicklungen der mehrphasigen elektrischen Maschine im Stern geschaltet. Der Sternpunkt der elektrischen Maschine ist dabei als Wicklungsanschluss ausgebildet. Der elektrische Antrieb umfasst folglich einen Wechselrichter und eine elektrische Maschine, deren Wicklungen im Stern geschaltet sind, wobei der Sternpunkt der elektrischen Maschine als Wicklungsanschluss ausgebildet ist. Der Wicklungsanschluss ist mit dem Motoranschluss verbunden. Vorteilhaft wird eine elektrische Schaltung bereitgestellt, die einen schaltbaren Ladeanschluss zum Verbinden und Trennen einer Ladeenergiequelle an einen elektrischen Antrieb über den Sternpunkt der elektrischen Maschine ermöglicht.
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In einer anderen Ausgestaltung werden der erste Schalter und der zweite Schalter mittels einer gemeinsamen Ansteuerung angesteuert. Da ein paralleler oder gleichzeitiger Betrieb der Schalter möglich ist, also beide Schalter gleichzeitig geschlossen oder geöffnet sein können, werden die Schalter, bevorzugt mechanische Schalter, bevorzugt Relais oder Schütze, mittels einer gemeinsamen Ansteuerung, bevorzugt einer Spule, bevorzugt einer elektromagnetischen Spule zur Ansteuerung zweier Schalter, angesteuert. Vorteilhaft wird eine Schaltung bereitgestellt, die aufgrund der Verwendung nur einer Spule zum Schalten zweier Schalter kleiner, leichter und damit kostengünstiger umgesetzt werden kann.
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In einer anderen Ausgestaltung ist der erste Schalter und der zweite Schalter während eines ersten Betriebsmodus geöffnet. Während eines zweiten Betriebsmodus ist der erste Schalter und der zweite Schalter geschlossen. Bevorzugt ist der erste Betriebsmodus ein Fahrbetrieb, der einen motorischen und einen generatorischen Betrieb umfasst. Beim motorischen Betrieb versorgt der Wechselrichter die elektrische Maschine mit elektrischer Energie, bevorzugt aus einer am Eingangsanschluss angeschlossenen Energiequelle. Bevorzugt wandelt der Wechselrichter folglich eine Eingangs-Gleichspannung in eine Ausgangs-Wechselspannung. Beim generatorischen Betrieb nimmt der Wechselrichter induzierte elektrische Energie der sich drehenden elektrischen Maschine auf. Bevorzugt überträgt der Wechselrichter die Energie an eine am Eingangsanschluss angeschlossene Energiequelle. Bevorzugt wandelt der Wechselrichter folglich eine Ausgangs-Wechselspannung in eine Eingangs-Gleichspannung. Bevorzugt ist der zweite Betriebsmodus ein Ladebetrieb, bei dem eine Ladeenergiequelle an den Ladeanschluss angeschlossen ist und elektrische Energie abgibt. Beim Ladebetrieb wird die elektrische Energie über den Ladeanschluss, den Motoranschluss, bevorzugt den Sternpunkt, mindestens eine Wicklung der elektrischen Maschine und über den Wechselrichter einer am Eingangsanschluss angeschlossenen wiederaufladbaren Energiequelle zugeführt. Bevorzugt wird mittels der Wicklungen und dem Wechselrichter, bevorzugt mittels entsprechender Ansteuerung der Highside-Schalter und oder Lowside-Schalter des Wechselrichters, die Spannung der Ladeenergiequelle hochgesetzt in eine Ladespannung zum Aufladen der Energiequelle. Mittels Vorgabe der Schalterzustände der elektrischen Schaltung werden vorteilhaft unterschiedliche Anwendungen der elektrischen Schaltung bereitgestellt.
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In einer anderen Ausgestaltung wird der erste Schalter zum Entladen des ersten Kondensators geschlossen. Bevorzugt wird dabei der zweite Schalter geöffnet. Durch Schließen des ersten Schalters wird vorteilhaft ein Entladen des Kondensators über den Motoranschluss der elektrischen Maschine ermöglicht. Durch Öffnen des zweiten Schalters wird vorteilhaft der positive Ladeanschluss vom Motoranschluss oder von dem Zwischenabgriff zwischen dem ersten Kondensator und dem ersten Schalter getrennt, so dass an dem positiven Ladeanschluss keine Spannung mehr anliegt. Vorteilhaft wird damit die Gefahr eines Stromschlags bei Berührung des positiven Ladeanschlusses unterbunden.
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In einer anderen Ausgestaltung umfasst die elektrische Schaltung eine Spannungsmesseinheit, die während des Entladens des ersten Kondensators die Spannung über dem ersten Kondensator ermittelt. Vorteilhaft wird eine Möglichkeit bereitgestellt, den Entladungsvorgang des Kondensators zu beobachten und zu qualifizieren.
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In einer anderen Ausgestaltung wird der erste Schalter wieder geöffnet, wenn die ermittelte Spannung einen vorgebbaren Schwellenwert unterschreitet. Vorteilhaft wird eine Möglichkeit bereitgestellt, eine Entladung des Kondensators zu erkennen und anschließend ein Herunterfahren des Systems zu ermöglichen, da die potentielle Gefahr eines Stromschlags bei Berühren von mit dem ersten Kondensator leitend verbundenen Komponenten der elektrischen Schaltung, und bevorzugt des elektrischen Antriebs, unterbunden ist.
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Ferner betrifft die Erfindung einen Antriebstrang mit der beschriebenen elektrischen Schaltung. Der Antriebsstrang umfasst die elektrische Schaltung und den Wechselrichter, die mehrphasige elektrische Maschine und oder die Energiequelle. Vorteilhaft wird ein Antriebsstrang mit einer elektrischen Schaltung bereitgestellt, die eine Entladung des ersten Kondensators über den Motoranschluss, bei bevorzugt abgetrennten positiven Ladeanschluss, ermöglicht und damit einen sicheren Betrieb des Antriebsstrangs.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit dem Antriebsstrang. Vorteilhaft wird ein Fahrzeug mit einer elektrischen Schaltung bereitgestellt, die eine Entladung des ersten Kondensators über den Motoranschluss, bei bevorzugt abgetrennten positiven Ladeanschluss, ermöglicht und damit einen sicheren Betrieb des Fahrzeugs.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben der beschriebenen elektrischen Schaltung. Das Verfahren umfasst die Schritte: Öffnen des ersten Schalters und des zweiten Schalters zum Betreiben der elektrischen Schaltung in einem ersten Betriebsmodus; Schließen des ersten Schalters und des zweiten Schalters zum Betreiben der elektrischen Schaltung in einem zweiten Betriebsmodus. Vorteilhaft werden mit dem Verfahren unterschiedliche Anwendungen der elektrischen Schaltung bereitgestellt.
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In einer Ausgestaltung umfasst das Verfahren zum Betreiben der elektrischen Schaltung zum Entladen des ersten Kondensators die Schritte:
- Schließen des ersten Schalters; Ermitteln der Spannung über dem ersten Kondensator; Öffnen des ersten Schalters, wenn die ermittelte Spannung einen vorgebbaren Schwellenwert unterschreitet. Bevorzugt entspricht der vorgegebene Schwellenwert einer elektrischen Spannung, die geringer als die Berührspannung, bevorzugt kleiner 60 Volt, ist, sodass keine Gefahr von der verbleibenden Energie in der elektrischen Schaltung für Menschen ausgeht. Bevorzugt wird der zweite Schalter während des Verfahrens zum Entladen des ersten Kondensators geöffnet. Vorteilhaft wird ein Verfahren bereitgestellt, den Entladungsvorgang zu beobachten, eine abgeschlossene Entladung des ersten Kondensators zu erkennen und anschließend ein Herunterfahren des Systems zu ermöglichen, da die potentielle Gefahr eines Stromschlags bei Berühren von mit dem ersten Kondensator leitend verbundenen Komponenten der elektrischen Schaltung, und bevorzugt des elektrischen Antriebs, unterbunden ist.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, die Schritte des beschriebenen Verfahrens auszuführen.
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Ferner betrifft die Erfindung ein computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, die Schritte des beschriebenen Verfahrens auszuführen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigen:
- 1 ein erstes schematisches Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung für einen elektrischen Antrieb;
- 2 ein zweites schematisches Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung für einen elektrischen Antrieb;
- 3 ein drittes schematisches Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung für einen elektrischen Antrieb;
- 4 ein viertes schematisches Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung für einen elektrischen Antrieb;
- 5 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem elektrischen Antriebsstrang mit einer elektrischen Schaltung;
- 6 ein schematisches Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zum Betreiben einer elektrischen Schaltung.
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In den Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt ein erstes schematisches Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung 100 für einen elektrischen Antrieb 200. Der elektrische Antrieb 200 ist bevorzugt zum Betreiben eines Fahrzeugs 400 ausgestaltet. Der elektrische Antrieb 200 umfasst einen Wechselrichter 210 und eine mehrphasige elektrische Maschine 220. Der Wechselrichter 210 umfasst eingangsseitig einen positiven Eingangsanschluss 212 und einen negativen Eingangsanschluss 214 zum Anschließen einer Energiequelle 230. Bevorzugt umfasst der Wechselrichter 210 einen zweiten Kondensator C2, bevorzugt einen Zwischenkreiskondensator. Ausgangsseitig umfasst der Wechselrichter 210 einen mehrphasigen Anschluss 215 zum Anschluss der mehrphasigen elektrischen Maschine 220, bevorzugt zum Anschluss an die Phasenanschlüsse der einzelnen Phasen, oder der Wicklungen, der elektrischen Maschine 220. Der Wechselrichter 210 ist dazu eingerichtet, die elektrische Maschine 220 mit elektrischer Energie in einem motorischen Betrieb zu versorgen und in einem generatorischen Betrieb elektrische Energie der elektrischen Maschine 220 aufzunehmen. Die Wicklungen 222, 224, 226 der mehrphasigen elektrischen Maschine 220 sind beispielhaft im Stern geschaltet. Auch eine Schaltung der Wicklungen im Dreieck ist möglich. Ein Wicklungsanschluss 228, bevorzugt eine Kontaktierung an einer Wicklung, der elektrischen Maschine 220 ist mit einem Motoranschluss 240 verbunden. Der dargestellte Wicklungsanschluss entspricht einem Phasenanschluss der elektrischen Maschine. Als Wicklungsanschluss ist jedoch auch eine Kontaktierung an einer anderen Stelle der Wicklung, bevorzugt innerhalb der Wicklung oder auch an dem anderen Ende der Wicklung, zwischen den mehreren Wicklungen der elektrischen Maschine, möglich. Die elektrische Schaltung 100 umfasst einen ersten Schalter K1, einen zweiten Schalter K2 und einen ersten Kondensator C1. Der erste Schalter K1 und der erste Kondensator C1 sind als eine Reihenschaltung zwischen den Motoranschluss 240 und den negativen Eingangsanschluss 214 geschaltet. Der erste Schalter K1 ist einerseits mit dem Motoranschluss 240 und andererseits mit dem ersten Kondensator C1 verbunden. Der erste Kondensator C1 ist einerseits mit dem ersten Schalter K1 und andererseits mit dem negativen Eingangsanschluss 214 verbunden. Der zweite Schalter K2 ist einerseits mit dem Motoranschluss 240 verbunden und andererseits mit einem positiven Ladeanschluss 216 verbunden. Ein negativer Ladeanschluss 218 ist mit dem negativen Eingangsanschluss 214 verbunden.
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Bevorzugt ist der positive und negative Ladeanschluss 216, 218 dazu eingerichtet für einen Ladebetrieb zum Laden der Energiequelle 230 mit einer Ladeenergiequelle verbunden zu werden. Bevorzugt ist die elektrische Schaltung 100 mit dem Wechselrichter 210 und oder der elektrischen Maschine 220 innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses angeordnet. Alternativ kann die elektrische Schaltung 100 in einem separaten Gehäuse angeordnet sein und mittels Leitungen mit den jeweiligen Anschlüssen und Verbindungen zu der elektrischen Maschine 220, dem Wechselrichter 210 und dem Eingangsanschluss 212, 214 und dem Ladeanschluss 216, 218 verbunden sein.
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2 zeigt ein zweites schematisches Blockschaltbild der elektrischen Schaltung 100 für einen elektrischen Antrieb 200. Anders als in 1 ist der zweite Schalter K2 einerseits mit einem Zwischenabgriff 242 zwischen dem ersten Kondensator C1 und dem ersten Schalter K1 verbunden und andererseits mit einem positiven Ladeanschluss 216 verbunden. 2 stellt eine alternative Ausgestaltung der Schaltung nach 1 bereit.
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3 zeigt ein drittes schematisches Blockschaltbild der elektrischen Schaltung 100 für einen elektrischen Antrieb 200. Anders als in 1 entspricht der dargestellte Wicklungsanschluss 228 dem Sternpunkt der im Stern geschalteten Wicklungen der elektrischen Maschine. Der Sternpunkt ist als Wicklungsanschluss 228 ausgebildet. Vorteilhaft wird mittels entsprechender Ansteuerung der Highside-Schalter und oder Lowside-Schalter des Wechselrichters der Stromfluss eines Ladestroms oder des Entladestroms gezielt über eine oder mehrere Wicklungen und Schalter des Wechselrichters geführt. Dadurch kann eine gleichmäßigere Belastung der Wicklungen und Schalter des Wechselrichters erzielt werden.
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4 zeigt ein viertes schematisches Blockschaltbild der elektrischen Schaltung 100 für einen elektrischen Antrieb 200. Anders als in 3 ist der zweite Schalter K2 einerseits mit einem Zwischenabgriff 242 zwischen dem ersten Kondensator C1 und dem ersten Schalter K1 verbunden und andererseits mit einem positiven Ladeanschluss 216 verbunden. 4 stellt eine alternative Ausgestaltung der Schaltung nach 3 bereit.
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5 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 400 mit einem elektrischen Antriebsstrang 300 und einer elektrischen Schaltung 100. Das Fahrzeug 400 umfasst bevorzugt vier Räder 402, die bevorzugt mittels der elektrischen Maschine 220 angetrieben werden. Diese Darstellung zeigt lediglich eine mögliche Ausführungsform eines Fahrzeugs 400. Bevorzugt ist das Fahrzeug ein beliebiges Fahrzeug zu Wasser, zu Lande oder in der Luft. Der Antriebsstrang 300 umfasst die elektrische Schaltung 100 und den Wechselrichter 210, die mehrphasige elektrische Maschine 220 und oder die Energiequelle 230. Bevorzugt ist die elektrische Energiequelle 230 über die Eingangsanschlüsse 212, 214 mit dem Wechselrichter 210 verbunden. Die Ladeanschlüsse 218, 216 sind dazu ausgebildet bei einem Ladebetrieb zum Laden der Energiequelle 230 mit einer Ladeenergiequelle (nicht dargestellt) verbunden zu werden.
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6 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens 500 zum Betreiben einer elektrischen Schaltung 100. Das Verfahren 500 zum Betreiben einer elektrischen Schaltung 100 beginnt mit dem Schritt 510. In Schritt 520 wird der erste Schalter K1 und der zweite Schalter K2 zum Betreiben der elektrischen Schaltung 100 in einem ersten Betriebsmodus geöffnet. In Schritt 530 wird der erste Schalter und der zweite Schalter zum Betreiben der elektrischen Schaltung 100 in einem zweiten Betriebsmodus geschlossen. In Schritt 540 wird zum Entladen des ersten Kondensators C1 der erste Schalter K1 geschlossen, bevorzugt wird dabei der Schalter K2 geöffnet. In Schritt 550 wird die Spannung über dem ersten Kondensator C1 ermittelt. In Schritt 560 wird der erste Schalter K1 geöffnet, wenn die ermittelte Spannung einen vorgebbaren Schwellenwert unterschreitet. Mit Schritt 570 endet das Verfahren 500. Bevorzugt entsprechen die Schritte 520 und 530 Betriebszuständen und beschreiben zwei unabhängig voneinander beliebig nacheinander ausführbare Betriebsmodi. Bevorzugt werden die Schritte 540, 550 und 560 in einer Abfolge ausgeführt zur Entladung des ersten Kondensators C1. Bevorzugt erfolgt die Abfolge der Schritte 540, 550 und 560 im Anschluss an einen der Schritte 520 oder 530 zur Entladung des ersten Kondensators C1. Bevorzugt wird der erste Kondensator C1 für ein sicheres Abschalten der elektrischen Schaltung 100, bevorzugt des elektrischen Antriebs 200, stets entladen, sowohl im Anschluss oder nach einem regulären Betrieb des elektrischen Antriebs 200 aber auch in einem Fehlerfall oder Notfall. Bevorzugt ist ein regulärer Betrieb des elektrischen Antriebs 200 ein Fahrbetrieb, bevorzugt während eines ersten Betriebsmodus, oder ein Ladebetrieb, bevorzugt während eines zweiten Betriebsmodus. Bevorzugt ist ein Fehlerfall, falls ein Defekt oder ein Kurzschluss am elektrischen Antrieb 200, beispielsweise an der elektrischen Maschine, dem Wechselrichter oder der Energiequelle, erkannt wird. Bevorzugt ist ein Notfall, falls beispielsweise ein Fahrzeug 400 mit einem elektrischen Antrieb 200 einen Unfall hat und beispielsweise die Airbags ausgelöst haben. Bevorzugt erfolgt das Entladen des ersten Kondensators C1 nach Schließen des ersten Schalters K1 mittels einer ersten Entlademethode, mit der auch ein Zwischenkreiskondensator des elektrischen Antriebs 200 parallel zum ersten Kondensator C1 entladen wird. Eine solche erste Entlademethode kann eine bekannte aktive oder passive Entlademethode zum Entladen des Zwischenkreises eines Wechselrichters, bevorzugt auch aller weiteren Kapazitäten des elektrischen Antriebs 200, sein. Bevorzugt wird als eine zweite Entlademethode alternativ die Energie aus dem ersten Kondensator C1, bevorzugt entsprechend einem Ladebetrieb, über den Wicklungsanschluss 228, mindestens eine Wicklung der elektrischen Maschine 220 und über den Wechselrichter 210 dem zweiten Kondensator C2 oder Zwischenkreiskondensator zugeführt. Bevorzugt werden dabei Lowside-Schalter des Wechselrichters 210 für einen Hochsetzbetrieb angesteuert. Bevorzugt wird als eine alternative dritte Entlademethode die Energie aus dem ersten Kondensator C1 über den Wicklungsanschluss 228, mindestens eine Wicklung der elektrischen Maschine 220 und über dauerhaft geschlossene Lowside-Schalter des Wechselrichters 210 entladen. Bevorzugt wird nach Durchführung einer der Entlademethoden der erste Schalter K1 geöffnet, wenn die ermittelte Spannung einen vorgebbaren Schwellenwert unterschreitet. Bevorzugt wird dann noch eventuell im zweiten Kondensator C2 des elektrischen Antriebs 200 vorliegende Ladung über bekannte Entladeverfahren entladen. Bevorzugt sind derartige Entladeverfahren bekannte aktive oder passive Entladeverfahren zum Entladen des zweiten Kondensators C2 oder des Zwischenkreises des Wechselrichters.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2012038222 A3 [0003]
- WO 2019215128 A1 [0003]