Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
ON-BOARD VEHICLE ELECTRICAL SYSTEM AND METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/015225
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and an on-board vehicle electrical system (FBN), comprising three motor terminal connections (A1, A2, A3) for and/or connected to a respective motor phase (U2, V2, W2) of an electric machine (EM) and comprising switch devices (HL1, HL2, HL3, SP1, Sp2; HL4, HL5, HL6, HL7, SP1, Sp2) which are controlled by a controller (Ctrl) and by means of which at least two respective motor terminal connections of the three motor terminal connections (A1, A2, A3) can be connected together. A mechanical switch device (Sp1) and at least one semiconductor switch device (HL1; HL4, HL5) parallel thereto are connected between a first motor terminal connection (A1) of the motor terminal connections (A1, A2, A3) and a second motor terminal connection (A2) of the motor terminal connections (A1, A2, A3), and a mechanical switch device (Sp2) and at least one semiconductor switch device (HL2; HL6, HL7) parallel thereto are connected between the second motor terminal connection (A2) of the motor terminal connections (A1, A2, A3) and a third motor terminal connection (A3) of the motor terminal connections (A1, A2, A3).

Inventors:
PFEILSCHIFTER FRANZ (DE)
SOFALY BERNHARD (DE)
KASPER BERND (DE)
SCHMIDBAUER FLORIAN (DE)
BROCKERHOFF PHILIP (DE)
HECKNER THOMAS (DE)
SCHULTHEISS JÖRG (DE)
TÖNS MATTHIAS (DE)
SPORNRAFT MARTIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/067465
Publication Date:
January 25, 2018
Filing Date:
July 11, 2017
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH (DE)
International Classes:
B60L3/04
Foreign References:
EP2527187A22012-11-28
US4152634A1979-05-01
FR2961362A12011-12-16
Other References:
None
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Fahrzeugbordnetz (FBN) mit

-mindestens drei Motorklemmen-Anschlüssen (AI, A2, A3) für je eine Motorphase (U2, V2, W2 ) einer elektrischen Maschine (EM), -mit von einer Steuerung (Ctrl) gesteuerten Schalteinrichtungen (HLl, HL2, HL3, SPl, Sp2 ; HL4, HL5, HL6, HL7, SPl, Sp2; HL8, HL9, HL10, HL11, SPl, Sp2; HL12, HL13, HL14, SPl, Sp2) durch welche Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) miteinander verbindbar sind,

-wobei zwischen einem ersten (AI) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) und einem zweiten (A2) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) mindestens eine mechanische Schalteinrichtung (Spl) und mindestens eine Halbleiter-Schaltereinrichtung (HLl; HL4, HL5 ; HL8, HL9; HL12, HLS, HL14) geschaltet sind,

-wobei zwischen dem zweiten (A2) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) und einem dritten (A3) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) eine mechanische Schalteinrichtung (Sp2) und mindestens eine Halbleiter-Schaltereinrichtung (HL2; HL6, HL7; HL10, HL11; HL14, HLS, HL13) geschaltet sind. (Fig. 1; 3; 5; 7)

2. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, -wobei zwischen einem ersten (AI) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) und einem zweiten (A2) der Motor- klemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) eine mechanische Schaltein¬ richtung (Spl) und zwei zueinander antiparallel geschaltete Halbleiter-Schaltereinrichtungen (HL4, HL5) geschaltet sind, -wobei zwischen dem zweiten (A2) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) und einem dritten (A3) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) eine mechanische Schalteinrichtung (Sp2) und zwei zueinander antiparallel geschaltete Halbleiter-Schaltereinrichtungen (HL6, HL7) geschaltet sind

insbesondere Halbleiter-Schaltereinrichtungen (HLl, HL2, HL3) in Form von IGBTs oder aus je zwei zueinander antiseriellen MOSFETS .

(Fig. 1, 2)

3. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, -wobei zwischen einem ersten (AI) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) und einem zweiten (A2) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) eine mechanische Schalt¬ einrichtung (Spl) und eine Halbleiter-Schaltereinrichtung (HLl) geschaltet sind,

-wobei zwischen dem zweiten (A2) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) und einem dritten (A3) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) eine mechanische Schalteinrichtung (Sp2) und eine Halbleiter-Schaltereinrichtung (HL2) geschaltet sind,

-wobei zwischen dem dritten (A3) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) und einem ersten (AI) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) eine Halbleiter-Schaltereinrichtung (HL3) geschaltet ist.

(Fig. 3, 4) 4. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach dem vorhergehenden Anspruch, -wobei zwischen einem ersten (AI) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) und einem zweiten (A2) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) eine mechanische Schalteinrichtung (Spl) und genau eine Halbleiter-Schaltereinrichtung (HLl) geschaltet sind, -wobei zwischen dem zweiten (A2) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) und einem dritten (A3) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) eine mechanische Schalteinrichtung (Sp2) und genau eine Halbleiter-Schaltereinrichtung (HL2) geschaltet sind, -wobei zwischen dem dritten (A3) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) und einem ersten (AI) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) die zwei zueinander seriellen mechanische

Schalteinrichtungen (Spl, Sp2) und genau eine Halblei¬ ter-Schaltereinrichtung (HL3) geschaltet sind. (Fig. 3, 4)

5. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der Ansprüche 3, 4, wobei die drei Halbleiter-Schaltereinrichtungen (HLl, HL2, HL3) seriell zueinander in einer Richtung leitend geschaltet sind, und/oder

wobei die drei Halbleiter-Schaltereinrichtungen (HLl, HL2, HL3) so geschaltet sind, dass sie wenn sie von der Steuerung (Ctrl) alle leitend geschaltet sind alle in einer Richtung leitend geschaltet sind die einen Stromfluss seriell in einer Richtung durch alle drei Halbleiter-Schaltereinrichtungen (HLl, HL2, HL3) hintereinander erlauben würde,

insbesondere Halbleiter-Schaltereinrichtungen (HLl, HL2, HL3) in Form von IGBTs oder aus je zwei zueinander antiseriellen MOSFETS. (Fig. 3, 4) 6. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, -wobei zwischen einem ersten (AI) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) und einem zweiten (A2) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) eine mechanische Schalt¬ einrichtung (Spl) und parallel dazu zwei zueinander seriell geschaltete Halbleiter-Schaltereinrichtungen (HL8, HL9) geschaltet sind,

-wobei zwischen dem zweiten (A2) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) und einem dritten (A3) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) eine mechanische Schalteinrichtung (Sp2) und parallel dazu zwei zueinander seriell geschaltete Halblei¬ ter-Schaltereinrichtungen (HL10, HL11) geschaltet sind insbesondere Halbleiter-Schaltereinrichtungen (HLl, HL2, HL3) in Form von zwei zueinander antiseriellen MOSFETS.

(Fig. 5, 6)

7. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

-wobei zwischen einem ersten (AI) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) und einem zweiten (A2) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) eine mechanische Schalteinrichtung (Spl) geschaltet ist,

-wobei zwischen dem zweiten (A2) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) und einem dritten (A3) der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) eine mechanische Schalteinrichtung (Sp2) geschaltet ist,

-wobei zwischen einen Halbleiterschaltungs-Sternpunkt (HLS) und jedem der drei Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) eine Halbleiter-Schalteinrichtung (HL12, HL13, HL14) geschaltet ist, (Fig. 7, 8),

insbesondere mit Halbleiter-Schalteinrichtungen (HL12, HL13, HL14) aus je zwei bidirektional leitenden und/oder zueinander antiseriell geschalteten Halbleitern, insbesondere MOSFETS. 8. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei anstatt einer der Halbleiter-Schalteinrichtungen (HL12, HL13, am Halbleiterschaltungs-Sternpunkt (HLS) eine durchge¬ hende Verbindung geschaltet ist. 9. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach dem vorhergehenden Ansprüche, wobei seine Steuerung (Ctrl) dazu ausgebildet ist,

zwischen je zweien der Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) sowohl eine mechanische Schalteinrichtung (Spl; Sp2; SplundSp2) als auch mindestens eine oder zwei Halblei- ter-Schaltereinrichtung (HL1; HL4, HL5 ; HL2; HL6, HL7 ; HL3 ; HL4, HL5, HL6, HL7) leitend zu schalten,

insbesondere gleichzeitig oder näherungsweise gleichzeitig oder weniger als 20ms oder 10ms oder 5ms hintereinander leitend zu schalten (Spl, HL1; Spl, HL4, HL5 ; Sp2, HL2; Sp2, HL6, HL7 ; Spl, Sp2, HL3 ; Spl, Sp2, HL4, HL5, HL6, HL7) .

10. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach dem vorhergehenden Ansprüche, wobei seine Steuerung (Ctrl) dazu ausgebildet ist,

die mechanische Schalteinrichtung (Spl; Sp2; Spl und Sp2) vor der parallele Halbleiter-Schaltereinrichtung (HLl; HL4, HL5; HL2; HL6, HL7 ; HL3 ; HL4, HL5, HL6, HL7) wieder nicht-leitend zu schalten

und/oder danach den parallelen Halbleiter-Schaltereinrichtung (HLl; HL4, HL5 ; HL2; HL6, HL7 ; HL3 ; HL4, HL5, HL6, HL7) nicht-leitend zu schalten.

11. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit

-einem Wechselrichter (WR) und/oder

-einem elektrischen Energiespeicher (ES) und/oder

-einer elektrischen Maschine (EM) und/oder

-einem Wechselstrom-Übertragungsanschluss (AC) zum Laden (ES) und/oder

-einem Gleichstrom-Übertragungsanschluss (DC) zum Laden (ES) .

12. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei die mechanischen Schalteinrichtungen (Spl) Schützschalter und/oder Relais sind.

13. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei die Halbleiter-Schaltereinrichtungen (HLl, HL2, HL3; HL4, HL5, HL6, HL7) Halbleiter sind, insbesondere Thyristoren oder IGBTs oder Siliziumcarbid-Halbleiter oder MOSFETS.

14. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei es dazu ausgebildet ist, einen Inverter (WR) , insbesondere einen Traktionsinverter, und/oder die elektrische Maschine (EM) in einen sicheren Zustand zu schalten und/oder stromlos zu schalten (Ctrl) .

15. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei es dazu ausgebildet ist, dass wenn von dem Energiespeicher (ES) die elektrische Maschine (EM) angetrieben wird,

diese (EM) von der elektrischen Maschine (EM) über einen Inverter und/oder über einen oder mehrere der Motorklemmen-Anschlüsse (Ul, VI, Wl) der elektrischen Maschine (EM) angetrieben wird.

16. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche,

wobei die drei Motorklemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) Motor¬ klemmen-Anschlüsse (AI, A2, A3) für je eine innere Motorphase (U2, V2, W2) einer elektrischen Maschine (EM) sind. 17. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei es (Ctrl) dazu ausgebildet ist, dass,

insbesondere wenn die elektrische Maschine (EM) gebremst und/oder zum Stillstand gebracht werden soll und/oder ein einen sicheren Zustand gebracht und/oder kurzgeschlossen werden soll und/oder zur Dreieck-Stern-Umschaltung,

drei Motorphasen (U2, V2, W2) der elektrischen Maschine (EM) mit den von einer Steuerung (Ctrl) gesteuerten Schalteinrichtungen (HL1, HL2, HL3, SP1, Sp2; HL4, HL5, HL6, HL7, SP1, Sp2) mit- einander verbindbar sind,

insbesondere indem drei innere Motorphasen (U2, V2, W2) der elektrischen Maschine (EM) mit den von einer Steuerung (Ctrl) gesteuerten Schalteinrichtungen (HL1, HL2, HL3, SP1, Sp2; HL4, HL5, HL6, HL7, SP1, Sp2) miteinander verbindbar sind, und/oder indem drei äußere Motorphasen (Ul, VI, Wl) der elektrischen Maschine (EM) mit von einer Steuerung (Ctrl) gesteuerten Schalteinrichtungen miteinander verbindbar sind.

18. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei von einer Steuerung (Ctrl) zum Schalten der elektrischen Maschine (EM, U2, V2 , W2) in einen sicheren und/oder stromlosen Zustand gesteuerte Schalteinrichtungen (HLl, HL2, HL3, SPl, Sp2; HL4, HL5, HL6, HL7, SPl, Sp2)

Schalteinrichtungen (HLl, HL2, HL3, SPl, Sp2; HL4, HL5, HL6, HL7, SPl, Sp2) sind, die auch von einer Steuerung (Ctrl) dazu angesteuert

sind um umzuschalten

zwischen einem Zustand (Fig. 10) des Ladens eines mit dem Fahrzeugbordnetz (FBN) verbundenen (Lad, Stk, SW-Box, EM, WR, ES) Energiespeichers (ES) und

einem Zustand (Fig. 11) des Antreibens (EM, WR, EM) der elektrischen Maschine (EM) durch den Energiespeicher (ES) .

19. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei von einer Steuerung (Ctrl) zum Schalten der elektrischen Maschine (EM, U2, V2 , W2) in einen sicheren und/oder stromlosen Zustand gesteuerte Schalteinrichtungen (HLl, HL2, HL3, SPl, Sp2; HL4, HL5, HL6, HL7, SPl, Sp2) verwendet werden,

ohne Verwendung einer Gleichspannungsverbindungsstrecke zwi¬ schen dem Wechselrichter (WS) und dem Energiespeicher (ES) und/oder ohne DC-link-Spannung (Ul, U2, TP) .

20. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei von einer Steuerung (Ctrl) zum Schalten der elektrischen Maschine (EM, U2, V2 , W2) in einen sicheren und/oder stromlosen Zustand

gesteuerte Schalteinrichtungen (HLl, HL2, HL3, SPl, Sp2; HL4, HL5, HL6, HL7, SPl, Sp2) den Sternpunkt öffnen, so dass Überspannungen im Nebenkreis vermieden werden können.

21. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei von einer Steuerung (Ctrl) zum Schalten der elektrischen Maschine (EM, U2, V2 , W2) in einen sicheren und/oder stromlosen Zustand beim Fahren (Kfz) gesteuerte Schalteinrichtungen (HLl, HL2, HL3, SPl, Sp2; HL4, HL5, HL6, HL7, SPl, Sp2) öffnen. 22. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei durch die Schalteinrichtungen (HLl, HL2, HL3, SPl, Sp2; HL4, HL5, HL6, HL7, SPl, Sp2) ein ASIL D dargestellt und/oder der Motor Momenten-frei und/oder stromfrei und/oder spannungsfrei wird, insbesondere ohne mechanische Trennkupplung.

23. Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

mit einer Steuerung (Ctrl), welche die DC-link-Spannung (Ul, U2) und/oder die Spannung der elektrischen Maschine (EM), insbesondere mindestens eine Phase-Phase-Spannung überwacht, und welche bei Überschreiten eines Schwellwerts die Schalt¬ einrichtungen (HLl, HL2, HL3, SPl, Sp2 ; HL4, HL5, HL6, HL7, SPl, Sp2) öffnet.

24. Kraftfahrzeug (Fig. 10, Fig. 11) mit einem Fahrzeugbordnetz (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

25. Verfahren zum Schalten einer elektrischen Maschine (EM) durch Verwendung eines Fahrzeugbordnetzes (FBN) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

Description:
Beschreibung

Fahrzeugbordnetz und Verfahren Kraftfahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb, d.h. Elektro- fahrzeuge und Hybridfahrzeuge, umfassen einen elektrischen Energiespeicher zur Versorgung des elektrischen Antriebs. Elektrofahrzeuge und Plug-In-Hybride sind mit einem Anschluss ausgestattet, mittels dem sich mit Gleichspannung und/oder Wechselspannung Energie von einem stationären, elektrischen Versorgungsnetz (lokal oder öffentlich) zum Aufladen des Energiespeichers an diesen übertragen lässt.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Schalten eines Elekt- romotors eines (Kraft) -Fahrzeugs (z.B. PKW, LKW) in einen sicheren Zustand / safe State /stromlosen Zustand / Kurzschluss zu optimieren. Diese Aufgabe wird jeweils durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere mögliche Ausge ¬ staltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen An- Sprüchen sowie aus dieser Beschreibung und den Fig., wobei auch beliebige Kombinationen von Merkmalen eines oder mehrerer der Ausführungsbeispiele miteinander eigenständige Weiterbildungen oder Erfindungen definieren können.

In der Zeichnung zeigt zur Veranschaulichung von einigen möglichen Ausgestaltungen der Erfindung, vereinfachend schematisch :

Fig. 1 ein Fahrzeugbordnetz für ein Kraftfahrzeug oder in einem Kraftfahrzeug, mit einer Hybridschalteranordnung aus zwei mechanischen und/oder Schütz-Schaltern und zu diesen jeweils zwei zueinander antiparallelen Halbleiter-Schaltereinrichtungen; zum Schalten des Elektromotors in einen sicheren Zustand / safe State,

Fig. 2 vergrößert die Schalteinrichtungen in Fig. 1,

Fig. 3 ein Fahrzeugbordnetz für ein Kraftfahrzeug oder in einem Kraftfahrzeug, mit einer Hybridschalteranordnung aus zwei mechanischen und/oder Schütz-Schaltern und (als Dreieck) drei Halbleiter-Schaltereinrichtungen an Eingängen des Elektromotors,

Fig. 4 vergrößert die Schalteinrichtungen in Fig. 3,

Fig. 5 ein Fahrzeugbordnetz für ein Kraftfahrzeug oder in einem Kraftfahrzeug, mit einer Hybridschalteranordnung aus zwei mechanischen und/oder Schütz-Schaltern und zu diesen jeweils zwei zueinander seriellen Halbleiter-Schaltereinrichtungen; zum Schalten des Elektromotors in einen sicheren Zustand / safe State,

Fig. 6 vergrößert die Schalteinrichtungen in Fig. 5,

Fig. 7 ein Fahrzeugbordnetz für ein Kraftfahrzeug oder in einem Kraftfahrzeug, mit einer Hybridschalteranordnung aus zwei mechanischen und/oder Schütz-Schaltern und (in Sternschaltung) drei Halbleiter-Schaltereinrichtungen an Eingängen des

Elektromotors ,

Fig. 8 vergrößert die Schalteinrichtungen in Fig. 7,

Fig. 9 einen Stecker zum Anschluss des Fahrzeugbordnetzes an eine Ladeeinrichtung,

Fig. 10 ein an einer Ladestation ladendes Kraftfahrzeug, Fig. 11 ein mit Energie z.B. aus seinem Energiespeicher fahrendes Kraftfahrzeug. Fig. 1 zeigt schematisch und vereinfachend als eine Ausgestaltung der Erfindung zum Laden eines Energiespeichers ES (wie z.B. einer Hochvolt-/HV-Batterie eines PlugInHybrid-/Elektro- Kraft ¬ fahrzeugs Kfz) ein Fahrzeugbordnetz FBN, das von einer Ladestation Lad über einen Stecker Stk mit Gleichstrom DC und/oder einphasigem Wechselstrom AC und/oder dreiphasigem Wechselstrom (Drehstrom) AC ladbar ist,

wobei z.B. über Schalteinrichtung SW1, SW2, SW3, SW4 ; SP1, SP2 einer Schalteinrichtung SW-Box zum Steuern insbesondere des Ladens des zu ladenden Energiespeichers dargestellt sind. Das dargestellte Fahrzeugbordnetz FBN weist einen Stecker Stk (z.B. gemäß Fig. 1 und/oder 5) auf zum Laden des Energiespeichers ES aus einer Ladeeinrichtung Lad (an die der Stecker Stk ansteckbar ist) mit Gleichstrom DC und/oder (einphasigem)

Wechselstrom AC und/oder (dreiphasigem) Drehstrom AC (ggf. nacheinander) .

Im Beispiel eines Steckers Stk wie z.B. in Fig. 1, 5 sind z.B. zwei Lade-Eingänge DC+, DC- eines Gleich ¬ strom-Übertragungsanschlusses DC des Fahrzeugbordnetzes FBN zum Laden des Energiespeichers En mit Gleichstrom dargestellt, sowie Lade-Eingänge AC1, AC2, AC3, (N-Leiter) N und eine Erdung LV-Gnd (=in Fig. 5 bezeichnet als LI, L2, L3, L4, N) eines Wechselstrom-Übertragungsanschlusses AC des Fahrzeugbordnetzes FBN für einphasigen Wechselstrom AC und/oder dreiphasigen Drehstrom AC, und ggf. SteuerungsMotorklemmen-Anschlüsse und/oder KommunikationsMotorklemmen-Anschlüsse (P / CP) .

Mit dem Stecker Stk (z.B. über ein EMV-Filter EMV-F) und/oder mit der elektrischen Maschine EM sind mehrere (hier in einer Schaltbox SW-Box und/oder einem Gehäuse und/oder Modul ange- ordnete) von einer Steuerung Ctrl gesteuerte Schalteinrichtungen SW1-SW4, SP1, Sp2, HL1-HL3 /HL4 -HL7 verbunden.

Hier drei Schalteinrichtungen SW1-SW3 sind zum Schalten (durch Ctrl) eines oder zweier oder dreier Motorklemmen-Anschlüsse (z.B. AC1 oder AC2 oder AC3, oder AC1 und AC2 und AC3, oder DC+ und DC-) auf je einen der Lade-Eingänge U2, V2, W2 einer elektrische Maschine EM vorgesehen. Z.B. zwei Schalteinrichtungen SP1, SP2 sind (auch) für eine Sterndreiecks (um) Schaltung und/oder zum Umschalten von einem Traktionsbetrieb auf einen Ladebetrieb und/oder für einen safe-state verwendbar.

Eine Schalteinrichtung SW4 kann zum Schalten eines N-Leiters vorgesehen sein. In Fig. 1 ist die Schalteinrichtung SW4 näher am Stecker Stk als eine und Fig. 1 dargestellte dazu serielle Induktivität geschaltet. In Fig. 1-4 sind nach Ausgestaltungen der Erfindung innere Phasen U2, V2, W2 der elektrischen Maschine EM (z.B. ein Elektromotor eines Elektrofahrzeugs ) jeweils mit einem der drei Motor ¬ klemmen-Anschlüsse AI, A2, A3 (z.B. eines Fahrzeugbordnetzes FBN) verbunden.

Fig. 1-4 zeigen nach Ausgestaltungen der Erfindung Möglichkeiten, um die elektrische Maschine EM (durch eine Steuerung Ctrl) in einen safe State oder sicheren Zustand und/oder stromlos zu schalten und/oder leitend zu schalten und/oder kurzzu- schließen.

Die von einer Steuerung Ctrl gesteuerten (also jeweils entweder leitend geschalteten oder nicht leitend geschalteten)

Schalteinrichtungen (HLl, HL2, HL3, SPl, Sp2; HL4, HL5, HL6, HL7, SPl, Sp2; HL8, HL9, HL10, HLll, SPl, Sp2; HL12, HL13, HL14, SPl, Sp2) bilden z.B. eine Hybbridschaltung .

Eine solche Hybbridschaltung umfasst z.B. in Fig. 1, 2 zweimal je (z.B. genau) eine mechanische Schalteinrichtung (z.B.

Schütze) Spl, Sp2 und jeweils parallel dazu zwei zueinander antiparallele (also wenn leitend dann in entgegengesetzter Richtung leitende) Halbleiter-Schalteinrichtungen HL4, HL5; HL6, HL7

(SPl parallel zu HL4 und zu HL5, Sp2 parallel zu HL6 und HL7) . Eine solche Hybbridschaltung umfasst z.B. in Fig. 3, 4 zweimal je mindestens eine mechanische Schalteinrichtung (z.B. Schütze) SPl / SP2, und jeweils parallel dazu je eine Halblei ¬ ter-Schalteinrichtung HLl, HL2 (SPl parallel zu HLl, Sp2 parallel zu HL2),

wobei in Fig. 3, 4 ferner eine Halbleiter-Schalteinrichtung HL3 vorgesehen (HL3 parallel zu: Serie aus Spl und Sp2) ist, und wobei die drei Halbleiter-Schalteinrichtungen HLl, HL2, HL3 ein Dreieck bilden können.

Eine solche Hybbridschaltung umfasst z.B. in Fig. 5, 6 alternativ (zweimal) je (z.B. genau) eine mechanische Schalteinrichtung (z.B. Schütze) Spl, Sp2 und jeweils parallel dazu zwei zueinander serielle (z.B. MOSFET-) Halbleiter-Schalteinrichtungen HL8, HL9; HL10, HL11

(SPl parallel zu Serie aus HL8 und HL9, Sp2 parallel zu Serie aus HL10 und HL11) .

Eine solche Hybbridschaltung umfasst z.B. in Fig. 7, 8

zwei mechanische Schalteinrichtungen (z.B. Schütze) SPl, Sp2 und drei Halbleiter-Schalteinrichtung HL12, HL13, HL14, wobei die drei (z.B. MOSFET-) Halbleiter-Schalteinrichtungen HL12, HL13, HL14 einen (Halbleiterschaltungs- ) Stern- (Punkt) HLS bilden .

Halbleiter-Schalteinrichtungen sind z.B. Halbleiter, insbe- sondere Thyristoren oder IGBTs oder Siliziumcarbid-Halbleiter oder MOSFETS.

Wenn die elektrische Maschine EM stromlos geschaltet und/oder in ein einen sicheren Zustand gebracht werden soll,

werden Motorphasen U2 , V2, W2 der elektrischen Maschine (EM), die über Schalteinrichtungen (HLl, HL2, HL3, SPl, Sp2; HL4, HL5, HL6, HL7, SPl, Sp2) leitend miteinander verbunden sind,

durch eine von einer Steuerung (Ctrl) gesteuerte Öffnung der Schalteinrichtungen (HLl, HL2, HL3, SPl, Sp2; HL4, HL5, HL6, HL7, SPl, Sp2) getrennt.

Zum Trennen einer oder aller inneren Motorphasen U2, V2, W2 der elektrischen Maschine EM (z.B. für einen sicheren und/oder stromlosen Zustand der elektrischen Maschine EM) ,

welche inneren Motorphasen (U2, V2, W2) miteinander durch leitend geschaltete Schalteinrichtungen (HLl, HL2, HL3, SPl, Sp2; HL4, HL5, HL6, HL7, SPl, Sp2 ; HL8, HL9, HL10, HL11, SPl, Sp2 ; HL12, HL13, HL14, SPl, Sp2) verbunden sind, wird jeweils erst eine mechanische Schalteinrichtung Spl; Sp2 nicht-leitend geschaltet (getrennt) und danach mindestens eine (insbesondere zur ihr parallele) Halbleiter-Schaltereinrichtung HL2; HL6, HL7 ; HL10, HL11; HL14, HLS, HL13 nicht-leitend ge- schaltet und/oder getrennt.

Z.B. in Fällen zueinander (direkt oder über einen Sternpunkt) serieller Halbleiter-Schaltereinrichtungen (HL6, HL7 oder: je zwei von HL14, HLS, HL13) können diese z.B. gleichzeitig oder näherungsweise gleichzeitig nicht-leitend geschaltet und/oder getrennt werden.

Es können auch alle inneren Motorphasen U2, V2, W2 der elektrischen Maschine EM gleichzeitig oder näherungsweise gleichzeitig nicht-leitend geschaltet und/oder getrennt werden (jeweils erst eine mechanische Schalteinrichtung und dann mindestens eine Halbleiter-Schaltereinrichtung HL2).

Zum Verbinden einer oder aller inneren Motorphasen U2, V2, W2 der elektrischen Maschine EM (z.B. für einen angetriebenen Zustand der elektrischen Maschine EM) ,

welche inneren Motorphasen (U2, V2, W2) miteinander durch nicht-leitend geschaltete Schalteinrichtungen (HL1, HL2, HL3, SP1, Sp2; HL4, HL5, HL6, HL7, SP1, Sp2; HL8, HL9, HL10, HL11, SP1, Sp2; HL12, HL13, HL14, SP1, Sp2) gerade nicht leitend verbunden sind,

wird jeweils erst mindestens eine Halblei ¬ ter-Schaltereinrichtung HL2; HL6, HL7 ; HL10, HL11; HL14, HLS, HL13 leitend geschaltet,

und danach eine insbesondere zur ihr parallele mechanische Schalteinrichtung Spl; Sp2 leitend geschaltet.

Z.B. in Fällen zueinander (direkt oder über einen Sternpunkt) serieller Halbleiter-Schaltereinrichtungen (HL6, HL7 oder: je zwei von HL14, HLS, HL13) können diese z.B. gleichzeitig oder näherungsweise gleichzeitig leitend geschaltet werden.

Es können auch alle inneren Motorphasen U2, V2, W2 der elektrischen Maschine EM gleichzeitig oder näherungsweise gleichzeitig leitend geschaltet getrennt werden (jeweils erst mindestens eine Halbleiter-Schaltereinrichtung und dann eine mechanische Schalteinrichtung) .

Eine Halbleiter-Schalteinrichtung muss dabei nach Ausgestaltungen der Erfindung nicht notwendigerweise sehr groß dimensioniert sein, wenn sie einen hohen Strom (z.B. auch 200A) nur eher kurz (z.B. 100ms) lang aushalten muss, bevor der Strom relativ schnell über die zu ihr parallele mechanische

Schalteinrichtung fließt. Mindestens eine zu einer mechanischen Schalteinrichtung parallele Halbleiter-Schalteinrichtung kann jeweils dazu dienen, einen Lichtbogen in der mechanischen Schalteinrichtung beim Schalten zu vermeiden.

Die von der Steuerung Ctrl zum Schalten (insbesondere von Motorphasen z.B. eines Stators) der elektrischen Maschine EM in einen sicheren und/oder stromlosen Zustand gesteuerten

Schalteinrichtungen (HLl, HL2, HL3, SPl, Sp2; HL4, HL5, HL6, HL7, SPl, Sp2) sind

Schalteinrichtungen (HLl, HL2, HL3, SPl, Sp2; HL4, HL5, HL6, HL7, SPl, Sp2), die auch von der Steuerung Ctrl dazu angesteuert sind um umzuschalten

zwischen einem (Ladebetrieb) -Zustand eines Ladens eines mit dem Fahrzeugbordnetz FBN verbundenen Energiespeichers ES (von einer Ladestation Lad über z.B. einen Stecker Stk oder Ladespulen usw . , z.B. wie in den Fig . ) und einem (Traktionsbetrieb) -Zustand eines Antreibens (z.B. für ein fahrendes (v) Fahrzeug Kfz) der elektrischen Maschine EM durch den Energiespeicher ES.