SCHNEIDER, Thomas (Sambachstrasse 8, Bad Koenigshofen, 97631, DE)
NIPP, Eckart (Pfaffenweg 7, Stuttgart, 70180, DE)
SCHNEIDER, Thomas (Sambachstrasse 8, Bad Koenigshofen, 97631, DE)
| Ansprüche 1.) Vorrichtung zur Versorgung eines elektrischen Antriebes (10) für ein Kraftfahrzeug mit einem Energienetz, das mit dem Antrieb (10) verbunden ist und eine Brennstoffzelleneinheit (21 ) und wenigstens einen Energiespeicher (31 ) aufweist, wobei die Brennstoffzelleneinheit (21 ) und der Energiespeicher (31 ) gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Energienetz ein erstes (20) und ein zweites Energienetz (30) aufweist, das erste Energienetz (20) einen ersten Umrichter (22) aufweist, der zwischen der Brennstoffzelleneinheit (21 ) und dem Antrieb (10) angeordnet ist, das zweite Energienetz (30) einen zweiten Umrichter (32) aufweist, der zwischen dem Energiespeicher (31 ) und dem Antrieb (10) angeordnet ist, und der erste Umrichter (22) vom zweiten Umrichter (32) entkoppelt ist. 2.) Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Energieübertragung vom ersten Energienetz (20) zum zweiten Energienetz (30) über den Antrieb (10) erfolgt, insbesondere während der Fahrt des Kraftfahrzeuges erfolgt. 3.) Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Energieübertragung vom ersten Energienetz (20) zum zweiten Energienetz (30) über ein magnetisches Wechselfeld erfolgt. 4.) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (10) über ein erstes (23) und ein zweites Wicklungssystem (33) verfügt, die an einem gemeinsamen Ständer angeordnet sind, wobei das erste Wicklungssystem (23) an dem ersten Umrichter (22) und das zweite Wicklungssystem (33) an dem zweiten Umrichter (32) gekoppelt ist. 5.) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (10) über eine erste Ständerwicklung (24) und einen zweite Ständerwicklung (34) verfügt, die über einen gemeinsamen Rotor (40) gekoppelt sind, wobei die erste Ständerwicklung (24) an dem ersten Umrichter (22) und die zweite Ständerwicklung (34) an dem zweiten Umrichter (32) angeordnet ist. 6.) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine erste elektrische Komponente (25) an der Brennstoffzelleneinheit (21 ) und eine zweite elektrische Komponente (35) an dem Energiespeicher (31 ) angeordnet ist. 7.) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (10) eine erste (1 1 ) und eine zweite elektrische Maschine (12) aufweist, insbesondere dass die erste Maschine (1 1 ) von der zweiten Maschine (12) getrennt ist. 8.) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (1 1 ) und die zweite elektrische Maschine (12) über eine gemeinsame Welle (13) verfügen. 9.) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Energienetz (20) vom zweiten (30) galvanisch getrennt ist. 10.) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Energieübertragung vom ersten Energienetz (20) zum zweiten Energienetz (30) über eine elektrische Verbindung erfolgt. 1 1 .) Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung über einen DC/DC-Wandler (50) zwischen Brennstoffzelleneinheit (21 ) und Energiespeicher (31 ) erfolgt. 12.) Vorrichtung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der DC/DC- Wandler (50) eine uni- oder bidirektionale Ausrichtung hat. 13.) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Peripherie (60) zum Betrieb eines Brennstoffzellensystems wahlweise von dem Energiespeicher (31 ) und/oder der Brennstoffzelleneinheit (21 ) versorgbar ist. 14.) Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Versorgung eines elektrischen Antriebes (10) nach einem der vorherigen Ansprüche. |
Titel
Vorrichtung zur Versorgung eines elektrischen Antriebes für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Versorgung eines elektrischen Antriebes für ein Kraftfahrzeug mit einem Energienetz, das mit dem Antrieb verbunden ist und eine Brennstoffzelleneinheit und wenigstens einen Energiespeicher aufweist, wobei die Brennstoffzelleneinheit und der Energiespeicher gekoppelt sind gemäß des Oberbegriffes von Anspruch 1.
Stand der Technik
Aus der Druckschrift DE 102 23 1 17 A1 ist bekannt, dass für die elektrische Versorgung eines elektrischen Antriebes für ein Kraftfahrzeug hybride
Energieversorgungssysteme bestehend aus einer Brennstoffzelleneinheit und einem Energiespeicher verwendet werden. Dabei wird ein Energiespeicher über einen DC/DC-Wandler parallel zum aktiven Zweipol der Brennstoffzelleneinheit geschaltet, welcher für die Versorgung eines elektrischen Antriebes zuständig ist. Weitere Schaltungsmöglichkeiten bestehen darin, dass der Energiespeicher direkt mit dem elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeuges verbunden ist. In diesem Fall wird die Brennstoffzelleneinheit über einen DC/DC-Wandler parallel zu dem Zweipol des Energiespeichers geschaltet. Eine weitere Möglichkeit ist, jeweils der Brennstoffzelleneinheit und dem Energiespeicher einen DC/DC-Wandler vorzuschalten, die dann parallel geschaltet als elektrische Versorgung des
Antriebes dienen. Alle dargestellten Versorgungskonzepte benötigen wenigstens einen DC/DC-Wandler um den gewünschten Energieaustausch zwischen Brennstoffzelleneinheit und Energiespeicher durchführen zu können. Dies liegt daran, dass die Brennstoffzelleneinheit und der Energiespeicher im hybridisierten Betrieb unterschiedliche Spannungsebenen aufweisen. Nachteilig ist hierbei, dass beide Energienetze elektrisch miteinander verbunden sind. Dadurch können die beiden Energienetze nicht unabhängig voneinander aufgebaut und dimensioniert werden.
Offenbarung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen vereinfachten Aufbau zur Versorgung eines elektrischen Antriebes für ein Kraftfahrzeug zu ermöglichen, um somit eine Kostenreduzierung und gleichzeitig funktionale Vorteile des Gesamtaufbaus zu erzielen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 vorgeschlagen, insbesondere des kennzeichnenden Teils. In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Weiterbildungen ausgeführt. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils für sich oder in Kombination erfindungswesentlich sein.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Energienetz ein erstes und ein zweites Energienetz aufweist, das erste Energienetz einen ersten Umrichter aufweist, der zwischen der Brennstoffzelleneinheit und dem Antrieb angeordnet ist, das zweite Energienetz einen zweiten Umrichter aufweist, der zwischen dem
Energiespeicher und dem Antrieb angeordnet ist, und der erste Umrichter vom zweiten Umrichter entkoppelt ist.
Besonders vorteilhaft ist, dass eine Energieübertragung vom ersten Energienetz zum zweiten Energienetz über den Antrieb erfolgt, insbesondere während der
Fahrt des Kraftfahrzeuges. Damit können die Brennstoffzelleneinheit und der Energiespeicher getrennt an den Antrieb angeschlossen werden. Ein Leistungs- DC/DC-Wandler, der normalerweise zwischen der Brennstoffzelleneinheit und dem Energiespeicher zur Energieübertragung benötigt wird, entfällt. Die Brennstoffzelleneinheit und der Energiespeicher sind direkt mit dem Antrieb verbunden.
Ebenfalls ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Energieübertragung vom ersten Energienetz zum zweiten Energienetz über ein magnetisches Wechselfeld erfolgen kann. Damit ist eine kontaktlose induktive Energieübertragung möglich.
Eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Energienetz und dem zweiten Energienetz kann dadurch entfallen. Bei einer extremen Energieentnahme eines Energiestranges, was zu einer unerwünscht und/oder unerwarteten Temperaturerhöhung führen kann, ist in diesem Fall vorteilhafterweise eine thermische Entkopplung zwischen den Energienetzen vorhanden. Es kann dementsprechend auf mechanische Kontakte zwischen den Energiesträngen verzichtet werden. Ebenfalls ist dadurch ein wartungsarmer Aufbau gegeben. Zudem können die Spannungsniveaus der beiden Energienetze weitestgehend unabhängig voneinander gewählt werden, was insgesamt größere Freiheitsgrade in der Auslegung der Netze bedeutet, ohne dass ein weitergehender Aufwand betrieben werden muss.
Weiterhin kann vorteilhaft sein, dass der Antrieb über ein erstes und ein zweites Wicklungssystem verfügt, die an einem gemeinsamen Ständer angeordnet sind, wobei das erste Wicklungssystem an den ersten Umrichter und das zweite Wicklungssystem an den zweiten Umrichter gekoppelt ist. Durch diese
Anordnung ist es möglich die beiden getrennten Wicklungssysteme in dem gemeinsamen elektrischen Antrieb zu integrieren. Damit kann die elektrische Maschine entweder als Antrieb oder Generator wirken und so Energie über die getrennten Wicklungen im gemeinsamen Ständer austauschen. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass auch bei stehendem Antrieb Energie von der Brennstoffzelleneinheit zum Energiespeicher über die Ständerwicklungen übertragen werden kann. Der Ständer des Antriebs wirkt hierbei als Transformator. Als ein mögliches Wicklungssystem kann ein dreiphasiges System genutzt werden, wie es typischerweise bei Fahrantrieben eingesetzt wird. Natürlich kann das Konzept auch auf andere Phasenzahlen angewendet werden.
Ebenso ist die Beschaltung in keiner Weise auf eine Sternschaltung beschränkt, sondern kann auch mit Dreieckschaltungen und anderen Phasenverschaltungen eingesetzt werden. Eine Lösung eines Wicklungssystems kann aus einem klassischen genuteten Stator mit einer Zweischichtwicklung angesehen werden. Die beiden Schichten werden dann für beide Wicklungssysteme genutzt. Der
Herstellungsaufwand einer solchen Wicklungsanordnung ist derselbe wie bei einer klassischen Zweischichtwicklung, nur dass doppelt so viele Anschlüsse nach Außen geführt werden. Diese beschriebene Wicklungsanordnung ist nur eine mögliche Ausführungsform. Alternativ könnten z. B. vier Schichten zum Einsatz kommen, wobei die beiden Wicklungssysteme jeweils abwechselnd eingelegt werden. Dadurch wird die magnetische Kopplung erhöht. Es ist möglich die Wicklungssysteme phasengleich anzuordnen, so dass zahlreiche Komponenten der Motorsteuerung für beide Umrichter gemeinsam genutzt werden können. Zudem kann ein gemeinsamer Sensor für die Rotorwinkellageerfassung verwendet werden. Bei einem Stillstand des Fahrzeugs und dementsprechend einem Stillstand des Antriebes, kann ein reines
Wechselfeld erzeugt werden. Dies bietet den Vorteil, dass die elektrische Maschine trotz Bestromung kein Drehmoment erzeugt. Zur Verringerung von Rotorverlusten kann die Winkelfrequenz ω niedrig gewählt werden. Eine besonders hohe Winkelfrequenz ω ermöglicht es, einen hohen Anteil Streufluss zu erzeugen, der den Rotor nicht durchsetzt.
Ebenfalls ist es denkbar, dass der Antrieb über einen ersten Ständer und einen zweiten Ständer verfügt, die über einen gemeinsamen Rotor gekoppelt sind, wobei der erste Ständer an dem ersten Umrichter und der zweite Ständer an dem zweiten Umrichter angeordnet ist. Dabei sind die Ständerwicklungen verschiebbar angeordnet, so dass beliebige Überdeckungen zwischen den Ständerwicklungen und dem Rotor einstellbar sind. Ebenso ist es möglich, dass beide Ständerwicklungen verschiedene Radien aufweisen und ineinander verschoben werden können. Damit der Luftspalt bei dem Ständer mit dem größeren Radius nicht zu groß wird, sind spezielle flussführende Bauteile denkbar, die den resultierenden Luftspalt minimieren. Durch diese Anordnung kann die Kopplung der beiden Wicklungssysteme in der Art verstellt werden, wie es für den Energieaustausch zwischen der Brennstoffzelleneinheit und dem Energiespeicher vonnöten ist.
Es kann vorteilhaft sein, dass wenigstens eine erste elektrische Komponente an der Brennstoffzelleneinheit und eine zweite elektrische Komponente an dem Energiespeicher angeordnet sind. Dies bietet die Möglichkeit, die elektrische Versorgung von Verbrauchern mit hohem Leistungsbedarf sicherzustellen, wie dies z. B. bei einem Verdichter für die Kathoden luftversorgung der
Brennstoffzelleneinheit vonnöten ist. Zudem kann durch die Nutzung von entkoppelten Komponenten mit gleicher Funktionalität eine Redundanz von Bauteilen des Gesamtsystems geschaffen werden, um eine höchstmögliche Verfügbarkeit zu erlangen. Diese können dann getrennt an der Brennstoffzelleneinheit und dem Energiespeicher angebracht werden. Ebenso kann es möglich sein, dass die betreffenden elektrischen Komponenten auf eine erste kleinere Variante und eine zweite kleinere Variante aufgeteilt werden, wobei die erste kleinere Variante an der Brennstoffzelleneinheit angeordnet und die zweite kleinere Variante an dem Energiespeicher angeordnet werden kann. Dies ermöglicht es, die Energieversorgung sicherzustellen. Weiterhin ist es denkbar, die zwei kleineren Varianten zusätzlich mechanisch zu koppeln. Dies könnte z.B. bei zwei Verdichtern der Fall sein, die durch ein pneumatisches Flügelrad gekoppelt sind.
Ebenfalls ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Antrieb eine erste und eine zweite elektrische Maschine aufweist, insbesondere dass die erste Maschine von der zweiten Maschine getrennt ist. Dazu kann vorteilhafterweise die erste und die zweite elektrische Maschine über eine gemeinsame Welle verfügen. Die erste und die zweite elektrische Maschine können als Motor oder Generator wirken. Über die gemeinsame Welle kann so Energie ausgetauscht werden. Durch die Trennung der beiden elektrischen Maschinen ist es somit möglich, dass verschiedene elektrische Maschinen mit unterschiedlichen Leistungsdaten zur Verwendung kommen. Auch kann der Aufbau der beiden elektrischen Maschinen unterschiedlich ausgeführt sein. Dementsprechend können die für die elektrischen Maschinen benötigten ersten und zweiten Umrichter ebenfalls unterschiedlich ausgeführt sein und auf verschiedenen Leistungsdaten beruhen, da diese voneinander entkoppelt sind. Damit wird ein größtmöglicher Handlungsspielraum für den Aufbau der Vorrichtung zur Versorgung eines elektrischen Antriebes ermöglicht. Für ein Kraftfahrzeug ist es z.B. möglich, die erste elektrische Maschine an die Vorderachse des Kraftfahrzeuges anzuordnen und die zweite elektrische Maschine an die Hinterachse des Kraftfahrzeuges zu koppeln. Die erste elektrische Maschine könnte dann ein Motor sein, der über einen ersten Umrichter von einer Brennstoffzelleneinheit mit Energie versorgt wird und damit das Kraftfahrzeug antreibt. Die zweite elektrische Maschine könnte in diesem Fall ein Generator sein, der während der Fahrt des Kraftfahrzeuges den Energiespeicher über einen zweiten Umrichter mit Energie versorgt. Da die beiden elektrischen Maschinen Motor und/oder auch Generator sein können, versteht es sich von selbst, dass die zweite elektrische Maschine an der Hinterachse des Fahrzeuges ebenfalls als Motor fungieren kann, der über den Energiespeicher mit Energie versorgt wird. Vorteilhafterweise ist das erste Energienetz vom zweiten galvanisch getrennt. Dadurch wird es ermöglicht, dass die beiden Energienetze unabhängig voneinander konzipiert und entworfen werden. Dies kann während der Planungsphase der Vorrichtung zur Versorgung eines elektrischen Antriebes Kostenvorteile mit sich bringen. Zudem ermöglicht eine galvanische Trennung, dass im Falle eines elektrischen Ausfalles eines Energienetzes das andere davon unberührt bleibt. Zusätzliche Sicherungsmaßnahmen wie die Anbringung und Zuordnung von elektrischen Sicherungen zwischen den beiden Energienetzen können dadurch entfallen.
Ebenfalls ist es denkbar, dass eine Energieübertragung vom ersten Energienetz zum zweiten Energienetz über eine elektrische Verbindung erfolgt. Dadurch entsteht die Möglichkeit auf bekannte elektrische als auch elektronische Verfahren zur Kopplung der beiden Energienetze zurückzugreifen. Auch eine Kopplung der Brennstoffzelleneinheit und dem Energiespeicher über ein
Dreiphasensystem kann dadurch ermöglicht werden. Auch der Einbau eines bidirektionalen DC/DC-Wandlers zwischen den beiden Energienetzen ermöglicht eine Energieübertragung von der Brennstoffzelleneinheit zum Energiespeicher auch bei stehendem Antrieb. Elektrische Komponenten mit hohem Leistungsbedarf können am Energiespeicher angeschlossen werden, damit diese bei einem inaktiven Antrieb mit Energie versorgt werden können. Auch ist es möglich, den DC/DC-Wandler unidirektional auszubilden, so dass nur Energie von der Brennstoffzelleneinheit zum Energiespeicher übertragen werden kann. Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass die Peripherie zum Betrieb eines Brennstoffzellensystems wahlweise von dem Energiespeicher und/oder der
Brennstoffzelleneinheit versorgbar ist. Damit wird es ermöglicht, dass in jedem Betriebszustand der Vorrichtung zur Versorgung eines elektrischen Antriebes die Peripherie optimal mit Energie versorgt wird. Zudem können evtl. Ausfälle des Energiespeichers oder der Brennstoffzelleneinheit von der anderen intakten Einheit überbrückt werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination Erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
Figur 1 einen schematischen Aufbau zweier Energienetze zur energetischen Versorgung eines Antriebes,
Figur 2 einen schematischen Aufbau eines Wicklungssystems,
Figur 3 eine schematische Ansicht zwei getrennter Ständer mit einem Rotor,
Figur 4 einen schematischen Aufbau zur Versorgung eines elektrischen
Antriebes mit zwei zu versorgenden Komponenten,
Figur 5 einen schematischen Aufbau von zwei getrennten elektrischen
Maschinen,
Figur 6 einen schematischen Aufbau von zwei elektrischen mit einer
Welle verbundenen Maschinen,
Figur 7 einen schematischen Aufbau einer Versorgung eines elektrischen Antriebes mit zu versorgender Peripherie und angebrachtem DC/DC-Wandler.
In der Figur 1 ist ein erstes Energienetz 20, mit einer Brennstoffzelleneinheit 21 und einem ersten Umrichter 22 gezeigt, wobei das erste Energienetz 20 mit einem Antrieb 10 verbunden ist. Ein zweites Energienetz 30 mit einem Energiespeicher 31 und einem zweiten Umrichter 32 ist ebenfalls elektrisch mit dem Antrieb 10 verbunden. Der erste Umrichter 22 und der zweite Umrichter 32 können dabei auf getrennten Wicklungssystemen in dem elektrischen Antrieb 10 arbeiten. Damit kann Energie über die getrennten Wicklungen in einem gemeinsamen Ständer ausgetauscht werden. Zudem ist der erste Umrichter 22 von dem zweiten Umrichter 32 entkoppelt.
Figur 2 zeigt einen schematischen Aufbau eines Wicklungssystems. Ein erstes
Energienetz 20 mit einer Brennstoffzelleneinheit und einem ersten Umrichter 22 ist mit einem ersten Wicklungssystem 23 gekoppelt. Ein zweites Energienetz 30 mit einem zweiten Umrichter 32 und einem Energiespeicher 31 ist mit einem zweiten Wicklungssystem 33 gekoppelt. Es ist hier ein dreiphasiges System dargestellt wie es bei dem Antrieb 10 eingesetzt werden kann. Selbstverständlich kann das Konzept auch auf andere Phasenzahlen angewendet werden. Ebenso ist es in keiner Weise auf die dargestellte Sternschaltung beschränkt, sondern kann auch mit Dreieckschaltungen und anderen Phasenverschaltungen eingesetzt werden. Das erste Wicklungssystem 23 ist vom zweiten Wicklungssystem 33 galvanisch getrennt. Durch die Entkopplung der Umrichter 22, 32, die eine Umformung von Gleich- in Wechselspannungen und umgekehrt ermöglichen, kann der Aufbau der beiden Umrichter 22, 32 unterschiedlich ausfallen, da diese unabhängig voneinander dimensioniert werden können.
Figur 3 zeigt einen schematischen Aufbau eines ersten Ständers 24 und eines zweiten Ständers 34, die durch einen gemeinsamen Rotor 40 miteinander energetisch gekoppelt sind. Der erste Ständer 24 ist dabei mit dem ersten Umrichter 22 verbunden, der wiederum mit der Brennstoffzelleneinheit 21 gekoppelt ist, die damit das erste Energienetz 20 bilden. Der zweite Ständer 34 ist mit dem zweiten Umrichter 32 verbunden, der seinerseits wieder mit dem Energiespeicher 31 gekoppelt ist und das zweite Energienetz 30 bilden. Die zwei getrennten Ständer 24, 34 sind dabei von dem Rotor 40 galvanisch getrennt. Es sind somit beliebige Überdeckungen zwischen den einzelnen Ständern 24, 34 und dem Rotor 40 einstellbar. Es ist weiterhin möglich, dass beide Ständer 24,34 verschiedene Radien aufweisen und ineinander verschoben werden können. Damit der Luftspalt bei dem Ständer mit dem größeren Radius nicht zu groß wird, wenn er nur den Rotor 40 und nicht dem anderen Ständer überdeckt, sind spezielle flussführende Bauteile denkbar, die den resultierenden Luftspalt minimieren.
Figur 4 zeigt einen schematischen Aufbau des ersten Energienetzes 20 und des zweiten Energienetzes 30, die beide an dem Antrieb 10 angeordnet sind. Das erste Energienetz 20 weist dabei die Brennstoffzelleneinheit 21 und den ersten Umrichter 22 auf. Dies gilt ebenso für das zweite Energienetz 30, welches den Energiespeicher 31 und den zweiten Umrichter 32 aufweist. Eine erste elektrische Komponente 25 ist dabei direkt an der Brennstoffzelleneinheit 21 angeordnet. Eine zweite elektrische Komponente 35 ist mit dem Energiespeicher 31 verbunden. Damit können beide elektrischen Komponenten 25, 35 unabhängig mit elektrischer Energie versorgt werden. Selbst wenn die beiden elektrischen Komponenten 25,35 die gleiche Funktion innerhalb der Vorrichtung zur Versorgung eines elektrischen Antriebes 10 haben, können sie unterschiedlich aufgebaut und dimensioniert werden. Dies ermöglicht es, auf die einzelnen spezifischen Ausgangsparameter der Brennstoffzelleneinheit 21 und/oder des Energiespeichers 31 Rechnung zu tragen. Zudem sind beide elektrischen Komponenten 25, 35 voneinander galvanisch getrennt, was zu einer Kostenreduzierung gegenüber elektrisch gebundenen Komponenten führen kann.
Die Figur 5 zeigt einen schematischen Aufbau zwei getrennter elektrischer Maschinen 1 1 , 12. Die erste elektrische Maschine 1 1 ist dabei über den ersten Umrichter 22 mit der Brennstoffzelleneinheit 21 verbunden, welche das erste Energienetz 20 bilden. Die zweite elektrische Maschine 12 ist über den zweiten
Umrichter 32 mit dem Energiespeicher 31 elektrisch verbunden, welche das zweite Energienetz 30 bilden. Dabei ist die erste 1 1 von der zweiten elektrischen Maschine 12 galvanisch getrennt. Auch hier können die elektrischen Maschinen 1 1 , 12 verschieden aufgebaut und dimensioniert werden. Somit können die beiden elektrischen Maschinen 1 1 , 12 auf verschiedene Achsen des Fahrzeuges wirken. Dabei können die erste 1 1 und die zweite elektrische Maschine 12 eine Synchronmaschine und/oder eine Asynchronmaschine sein.
Die Figur 6 zeigt einen schematischen Aufbau einer ersten elektrischen Maschine 1 1 und einer zweiten elektrischen Maschine 12, die über eine gemeinsame Welle 13 miteinander verbunden sind. Die energetische Speisung der ersten elektrischen Maschine 1 1 erfolgt über eine Brennstoffzelleneinheit 21 , die über einen ersten Umrichter 22 mit der ersten elektrischen Maschine 1 1 verbunden ist, welche das erste Energienetz 20 bilden. Die energetische Versorgung erfolgt für die zweite elektrische Maschine 12 über einen
Energiespeicher 31 , der über einen zweiten Umrichter 32 mit der zweiten elektrischen Maschine 12 verbunden ist und das zweite Energienetz 30 bilden.
Figur 7 zeigt einen schematischen Aufbau bei dem das erste Energienetz 20 mit dem zweiten Energienetz 30 durch einen DC/DC-Wandler 50 miteinander verbunden ist. Dabei wird die Brennstoffzelleneinheit 21 über einen DC/DC- Wandler 50 mit dem Energiespeicher 31 elektrisch verbunden. Die Brennstoffzelleneinheit 21 speist über den ersten Umrichter 22 die erste elektrische Maschine 1 1. Der Energiespeicher 31 ist über einen zweiten Umrichter 32 mit der zweiten elektrischen Maschine 12 verbunden. Schematisch wird hier die Peripherie 60 mit dem Energiespeicher 31 verbunden. Natürlich ist auch das Verbinden der Peripherie 60 an die Brennstoffzelleneinheit 21 möglich. Die Peripherie 60 kann dabei aus z.B. einem Verdichter, einem Gebläse, einen Druckregler, einem Kühlkreislauf, einer Systemregelung, einer Sicherheitsüberwachung und/oder einer Leistungselektronik bestehen.
An den Figuren 1 bis 7 ist erkennbar, dass eine Trennung eines ersten Umrichters von einem zweiten Umrichter in den Energienetzen zur Versorgung eines elektrischen Antriebes gegeben ist.
Next Patent: METHOD FOR DETERMINING A TRANSMISSIBLE TELEGRAM DATA LENGTH