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Title:
METHOD AND DEVICE FOR OPERATING A DRIVE SYSTEM, AND DRIVE SYSTEM FOR A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/170351
Kind Code:
A1
Abstract:
The approach presented here relates to a method for operating a drive system (105) for a vehicle (100). The drive system (105) comprises an electric drive device (115), a battery (120) with a battery contactor (125) and an inverter (130) for converting a direct voltage provided by the battery (120) into an alternating voltage for driving the drive device (115). The method comprises a receiving step and an outputting step. In the receiving step an opening signal (135) is received and causes the battery contactor (125) to open. In the outputting step, in response to the receipt of the opening signal (135), a demagnetisation signal (140) is output and is designed to bring abut a demagnetisation of the drive device (115).

Inventors:
BIRK, Alexander (Forststr. 21, Mittelbiberach, 88441, DE)
SCHWAB, Manuel (Ravensburgerstraße 68, Friedrichshafen, 88046, DE)
Application Number:
EP2019/052832
Publication Date:
September 12, 2019
Filing Date:
February 06, 2019
Export Citation:
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Assignee:
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG (Löwentaler Straße 20, Friedrichshafen, 88046, DE)
International Classes:
B60L3/00; B60L3/04; B60L7/14; B60L7/16; B60L50/51; B60L50/60; B60W30/18; H02P3/22; H02P29/024
Foreign References:
DE102015116038A12016-03-31
US20170267102A12017-09-21
JP2009017694A2009-01-22
EP2385623A22011-11-09
US20150321657A12015-11-12
US20120091933A12012-04-19
DE102013213802A12015-01-15
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren (400) zum Betreiben eines Antriebssystems (105) für ein Fahrzeug (100), wobei das Antriebssystem (105) eine elektrische Antriebseinrichtung (115), eine Batterie (120) mit einem Batterieschütz (125) und einen Wechselrichter (130) zum Wandeln einer von der Batterie (120) bereitgestellten Gleichspannung in eine Wechselspannung zum Antreiben der Antriebseinrichtung (115) aufweist, und wobei das Verfahren (400) die folgenden Schritte umfasst:

Empfangen (405) eines Öffnungssignals (135), das ein Öffnen des Batterieschützes (125) bewirkt; und

Ausgeben (410) eines Demagnetisierungssignals (140) ansprechend auf das Empfangen des Öffnungssignals (135), wobei das Demagnetisierungssignal (140) dazu ausgebildet ist, um ein Demagnetisieren der Antriebseinrichtung (115) zu bewirken.

2. Verfahren (400) gemäß Anspruch 1 , mit einem Schritt (420) des Einlesens eines Rekuperationssignals (145), das einen bevorstehenden oder erfolgenden Rekupera- tionsvorgang der Antriebseinrichtung (115) repräsentiert, wobei das Demagnetisierungssignal (140) unter Verwendung des Rekuperationssignals (145) ausgegeben wird.

3. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt (425) des Demagnetisierens unter Verwendung des Demagnetisierungssignals (140), wobei im Schritt (425) des Demagnetisierens die in der Antriebseinrichtung (115) gespeicherte magnetische Energie in einer Zeitspanne von weniger alsßOO ps abgebaut wird.

4. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt (430) des Sendens eines Wechselrichtersignals (150), das dazu ausgebildet ist, um eine Wechselrichtersperre des Wechselrichters (130) zu bewirken.

5. Verfahren (400) gemäß Anspruch 4, bei dem im Schritt (430) des Sendens das Wechselrichtersignal (150) nach erfolgter Demagnetisierung gesendet wird.

6. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt (415) des Bereitstellens des Öffnungssignals (135) ansprechend auf ein Fehlerereignis.

7. Vorrichtung (110), die eingerichtet ist, um Schritte des Verfahrens (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche in entsprechenden Einheiten auszuführen und/oder anzusteuern.

8. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, das Verfahren (400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen und/oder anzusteuern.

9. Antriebssystem (105) für ein Fahrzeug (100), wobei das Antriebssystem (105) eine elektrische Antriebseinrichtung (115), eine Batterie (120) mit einem Batterieschütz (125), einen Wechselrichter (130) zum Wandeln einer von der Batterie (120) bereitgestellten Gleichspannung in eine Wechselspannung zum Antreiben der Antriebseinrichtung (115) und die Vorrichtung (110) gemäß Anspruch 7 aufweist.

10. Antriebssystem (105) gemäß Anspruch 9, bei der die Antriebseinrichtung (115) als eine Asynchronmaschine ausgeformt ist.

Description:
Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Antriebssvstems

und Antriebssvstem für ein Fahrzeug

Der vorliegende Ansatz bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Antriebssystems und ein Antriebssystem für ein Fahrzeug.

Die Elektronik einer elektrischen Antriebsmaschine eines Fahrzeugs muss in der Lage sein, hohe Spannungsspitzen zu überstehen, damit eine zuverlässige Funktion der Komponenten im Hochvolt-System sichergestellt ist. Dies kann durch geeignete Auswahl von Komponenten geschehen. Hierfür werden entweder Halbleiter-Bauteile verwendet, welche diesen maximalen Spannungen bestehen. Oder die Zwischenkreiskapazitäten werden erhöht, um die Energie aus der elektrischen Antriebsmaschine während eines„Lastabwurfs“ mit einer reduzierten Spannungsamplitude aufnehmen zu können.

Die DE 10 2013 213 802 A1 beschreibt einen aktiven Brückengleichrichter mit Mitteln zum Schutz vor Überspannungen bei Lastabwurf, ein Kraftfahrzeugbordnetz mit einem derartigen Brückengleichrichter, ein zugehöriges Betriebsverfahren und Mittel zur Implementierung dieses Betriebsverfahrens.

Vor diesem Hintergrund schafft der vorliegende Ansatz ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Betreiben eines Antriebssystems und ein verbessertes Antriebssystem für ein Fahrzeug gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.

Die mit dem vorgestellten Ansatz erreichbaren Vorteile bestehen darin, dass bereits vor einem Öffnen eines Batterieschützes eine elektrische Antriebseinrichtung des Fahrzeugs demagnetisiert werden kann. Dadurch kann bei einem aus dem Öffnen des Batterieschützes resultierenden bevorstehenden Lastabwurf ein Umladen einer hohen magnetischen Energie von der Antriebseinrichtung in einen Zwischenkreis und/oder in die Batterie verhindert werden. Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems für ein Fahrzeug vorgestellt. Das Antriebssystem umfasst eine elektrische Antriebseinrichtung, eine Batterie mit einem Batterieschütz und einen Wechselrichter zum Wandeln einer von der Batterie bereitgestellten Gleichspannung in eine Wechselspannung zum Antreiben der Antriebseinrichtung. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Empfangens und einen Schritt des Ausgebens. Im Schritt des Empfangens wird ein Öffnungssignal empfangen, das ein Öffnen des Batterieschützes bewirkt. Im Schritt des Ausgebens wird ansprechend auf das Empfangen des Öffnungssignals ein Demagnetisierungssignal ausgegeben, das dazu ausgebildet ist, um ein Demagnetisieren der Antriebseinrichtung zu bewirken.

Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät, beispielsweise in einer Vorrichtung einer Antriebsregelungseinrichtung der Antriebseinrichtung, implementiert sein.

Das Öffnungssignal zum Öffnen des Batterieschützes kann aufgrund einer Überspannung bereitgestellt worden sein. Das Öffnungssignal kann an einen Steueranschluss des Batterieschützes bereitgestellt werden. Dabei kann das Öffnungssignal abgegriffen werden und zusätzlich zum Bereitstellen des Demagnetisierungssignal verwendet werden. Das Batterieschütz ist Teil der Batterie. Das Öffnen des Batterieschützes verursacht eine Unterbrechung der Bereitstellung der Gleichspannung durch die Batterie. Somit wird ein Stromfluss zwischen Batterie und Wechselrichter unterbrochen. Bei der Batterie, dem Wechselrichter und der Antriebseinrichtung kann es sich um bekannte Elemente handeln, wie sie beispielsweise in einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug verwendet werden. Bei der Antriebseinrichtung kann es sich somit um eine elektrische Maschine, beispielsweise um einen Drehstrommotor handeln.

Das Demagnetisierungssignal kann beispielsweise an eine Antriebsregelungseinrichtung der Antriebseinrichtung oder des Wechselrichters oder an den Wechselrichter ausgegeben werden, um das Demagnetisieren der Antriebseinrichtung bewirken zu können. Zum Demagnetisieren der Antriebseinrichtung kann auf bekannte Verfahren zurückgegriffen werden, die einen schnellen Abbau der in der Antriebseinrichtung gespeicherten magnetischen Energie bewirken. Beispielsweise können zum Demag- netisieren der Antriebseinrichtung Schalter des Wechselrichters, beispielsweise von einer Software der Antriebsregelungseinrichtung, derart angesteuert werden, dass ein Q-Strom durch die Antriebseinrichtung auf null geregelt wird.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren außerdem einen Schritt des Einlesens eines Rekuperationssignals auf, das einen bevorstehenden oder erfolgenden Rekuperationsvorgang der Antriebseinrichtung repräsentiert, wobei das Demagnetisierungssignal unter Verwendung des Rekuperationssignals ausgegeben werden kann. Das Rekuperationssignal kann beispielsweise von dem Wechselrichter oder der Antriebsregelungseinrichtung bereitgestellt werden. Dabei kann ebenfalls auf bekannte Verfahren zum Erkennen eines rekuperierenden Antriebs zurückgegriffen werden. Beispielsweise kann das Rekuperationssignal bereitgestellt werden, wenn erkannt wird, dass der Stator der Antriebseinrichtung bestromt ist oder wenn eine bestimmte Spannung an den Phasenleitungen der Antriebseinrichtung anliegt.

Das Verfahren kann einen Schritt des Demagnetisierens unter Verwendung des Demagnetisierungssignals aufweisen, wobei im Schritt des Demagnetisierens die in der Antriebseinrichtung gespeicherte magnetische Energie, beispielsweise innerhalb einer Zeitspanne von weniger als 600 ps, insbesondere von weniger als 500 ps abgebaut wird. Nach einem durch das Öffnungssignal bewirkten Anfordern des Öffnens des Batterieschützes ist frühstens nach 2 ms mit einem tatsächlichen Öffnen des Batterieschützes zu rechnen. Wenn die magnetische Energie der Antriebseinrichtung in unter 600 ps abgebaut wird, so erfolgt die Demagnetisierung vorteilhafterweise vor dem tatsächlichen Öffnen des Batterieschützes.

Von Vorteil ist es weiterhin, wenn das Verfahren einen Schritt des Sendens aufweist, in dem ein Wechselrichtersignal gesendet wird, das dazu ausgebildet ist, um eine Wechselrichtersperre des Wechselrichters zu bewirken. Beispielsweise kann im Schritt des Sendens das Wechselrichtersignal nach erfolgter Demagnetisierung gesendet werden. So kann sichergestellt werden, dass nur noch eine geringe magnetische Energie über den Wechselrichter in den Zwischenkreis oder zu der Batterie umgeladen werden kann. Die Wechselrichtersperre kann dadurch bewirkt werden, dass alle Schalter des Wechselrichters geöffnet werden.

Beispielsweise kann das Wechselrichtersignal ansprechend auf das Öffnungssignal auch direkt gesendet werden, wenn das Rekuperationssignal nicht anliegt oder ein weiteres Rekuperationssignal eingelesen wird, das einen Rekuperationsvorgang der Antriebseinrichtung ausschließt.

Das Verfahren kann außerdem einen Schritt des Bereitstellens des Öffnungssignals ansprechend auf ein Fehlerereignis umfassen. Das Fehlerereignis kann derart sein, dass ein Öffnen des Batterieschützes zur Vermeidung weiterer unerwünschter Ereignisse sinnvoll ist. Ein solches Fehlerereignis kann beispielsweise durch einen Kabelbruch einen Unfall, einen korrodierten Anschluss, eine versehentliche Trennung des oder der Anschlüsse, ein Verletzen eines Sicherheitsziels und/oder ein Problem in der Batterie ausgelöst werden.

Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante des Ansatzes in Form einer Vorrichtung kann die dem Ansatz zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.

Eine Vorrichtung kann ein elektrisches Gerät sein, das elektrische Signale, beispielsweise Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine oder mehrere geeignete Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, in der Funktionen der Vorrichtung umgesetzt sind. Die Schnittstellen können auch eigene, integrierte Schaltkreise sein oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.

Ein Antriebssystem für ein Fahrzeug weist eine elektrische Antriebseinrichtung, eine Batterie mit einem Batterieschütz, einen Wechselrichter zum Wandeln einer von der Batterie bereitgestellten Gleichspannung in eine Wechselspannung zum Antreiben der Antriebseinrichtung und die vorgestellte Vorrichtung auf. Die Antriebseinrichtung des Antriebssystems kann beispielsweise als eine Asynchronmaschine, beispielsweise eine Drehstrom-Asynchronmaschine ausgeformt sein. Die Vorrichtung kann beispielsweise in die oder eine Antriebsregelungseinrichtung der Antriebseinrichtung implementiert oder implementierbar sein. Ein solches Antriebssystem kann als Ersatz für bekannte Antriebssysteme verwendet werden, wobei das hier vorgestellte Antriebssystem vorteilhafterweise dank der Vorrichtung das oben beschriebene Verfahren ausführen kann und somit ein Minimieren einer Überspannung bei einem

Lastabwurf ermöglicht.

Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Antriebssystem mit einer Vorrichtung zum Betreiben des Antriebssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 ein Blockschaltbild für ein Antriebssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel; und

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Antriebssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel. In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele des vorliegenden Ansatzes 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 rein schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einem Antriebssystem 105 mit einer Vorrichtung 1 10 zum Betreiben des Antriebssystems 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Das Antriebssystem 105 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um das Fahrzeug 100 anzutreiben. Das Antriebssystem 105 weist eine elektrische Antriebseinrichtung 1 15, eine Batterie 120 mit einem Batterieschütz 125, einen Wechselrichter 130 zum Wandeln einer von der Batterie 120 bereitgestellten Gleichspannung in eine, beispielsweise dreiphasige, Wechselspannung zum Antreiben der Antriebseinrichtung 1 15 und die Vorrichtung 1 10 auf.

Die Vorrichtung 1 10 ist dazu ausgebildet, um das Antriebssystem 105 zu betreiben. Hierzu ist die Vorrichtung 1 10 dazu ausgebildet, um ein Öffnungssignal 135, beispielsweise über eine Eingangsschnittstelle, zu empfangen. Das Öffnungssignal 135 bewirkt ein Öffnen des Batterieschützes 125. Ansprechend auf das Empfangen des Öffnungssignals 135 ist die Vorrichtung 1 10 dazu ausgebildet, um ein Demagnetisierungssignal 140 auszugeben, beispielsweise über eine Ausgangsschnittstelle. Beispielsweise weist die Vorrichtung 1 10 eine Bestimmungseinrichtung auf, die ausgebildet ist, um unter Verwendung einer Bestimmungsvorschrift, beispielsweise in Form einer logischen Verknüpfung, das Demagnetisierungssignal 140 unter Verwendung des Öffnungssignals 135 zu bestimmen. Das Demagnetisierungssignal 140 ist dazu ausgebildet, ein Demagnetisieren der Antriebseinrichtung 115 zu bewirken. Beispielsweise wird das Demagnetisieren unter Verwendung des Wechselrichters 130 durchgeführt.

Optional ist die Vorrichtung 1 10 ausgebildet, um beispielsweise über die Eingangsschnittstelle ein Rekuperationssignal 145 zu empfangen, das anzeigt, ob die Antriebseinrichtung 1 15 momentan rekupiert. Zusätzlich oder alternativ ist die Vorrich- tung 110 ausgebildet, um beispielsweise über die Ausgangsschnittstelle ein Wechselrichtersignal 150 auszugeben, über das eine Wechselrichtersperre des Wechselrichters 130 aktiviert werden kann.

Zum Übertragen zumindest einiger der genannten Signale 135, 140, 145, 150 kann die Vorrichtung 110 über geeignete Leitungen mit der Batterie 120 und/oder dem Wechselrichter 130 und/oder der Antriebseinrichtung 115 verbunden sein.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebssystems 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um das in Fig. 1 beschriebene Antriebssystem 105 handeln.

Die Antriebseinrichtung 115 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel beispielhaft als eine Asynchronmaschine, kurz ASM, ausgeformt.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird das Öffnungssignal von einer Steuereinrichtung 200 des Fahrzeugs bereitgestellt. Beispielsweise ist die Steuereinrichtung 200 ausgebildet, um das Öffnungssignal ansprechend auf ein Fehlerereignis bereitzustellen. Das Fehlerereignis kann beispielsweise eine erkannte Fehlfunktion der Batterie 120 oder eine erkannte oder bevorstehende Kollision des Fahrzeugs sein. Die Vorrichtung 110 ist ausgebildet, um das von der Steuereinrichtung 200 bereitgestellte Öffnungssignal zu empfangen. Beispielhaft wird das Öffnungssignal von der Steuereinrichtung 200 über eine geeignete elektrische Verbindung zu Anschlüssen der Batterie 120 und der Vorrichtung 110 übertragen, sodass das Öffnungssignal sowohl das Öffnen des Batterieschützes 125 bewirken kann als auch von der Vorrichtung 110 zum Triggern des Demagnetisierungsvorgangs der Antriebseinrichtung 115 verwendet werden kann.

Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Steuereinrichtung 200 Teil der Vorrichtung 110. Die Vorrichtung 110 kann auch als Teil des Wechselrichters 130 ausgeführt sein. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 110 ausgebildet, um das Demagnetisierungssignal 140 an eine Schnittstelle zu dem Wechselrichter 130 auszugeben, wobei das Demagnetisierungssignal 140 ausgebildet ist, um eine zum De- magnetisieren der Antriebseinrichtung 115 geeignete Schalterstellung des Wechselrichters 130 zu bewirken.

Die Vorrichtung 110 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um ein Rekuperationssignal zu empfangen, das einen bevorstehenden oder erfolgenden Rekuperationsvorgang der Antriebseinrichtung 115 repräsentiert. Beispielsweise wird das Rekuperationssignal von dem Wechselrichter 130 bereitgestellt und von der Vorrichtung 110 über eine Schnittstelle zu dem Wechselrichter 130 empfangen. Dabei ist die Vorrichtung 110 ausgebildet, das Demagnetisierungssignal unter Verwendung des Rekuperationssignals auszugeben. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 110 ausgebildet, um das Demagnetisierungssignal nur dann auszugeben, wenn das Rekuperationssignal anzeigt, dass die Antriebseinrichtung 115 rekur- piert. Zeigt das Rekuperationssignal keine Rekuperation an, so wird eine Ausgabe des Demagnetisierungssignals gemäß einem Ausführungsbeispiel unterbunden, da keine Demagnetisierung der Antriebseinrichtung 115 erforderlich ist.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird unter Verwendung des Demagnetisierungssignals die Antriebseinrichtung 115 demagnetisiert, wobei die in der Antriebseinrichtung 115 gespeicherte magnetische Energie in unter 600ps, beispielsweise innerhalb von 500ps, abgebaut wird. Die Zeitspanne zum Abbau der gespeicherten magnetischen Energie ist gemäß einem Ausführungsbeispiel so gewählt, dass das Demagnetisieren der der Antriebseinrichtung 115 abgeschlossen wird, solange der Batterieschütz 125 noch geschlossen ist.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 110 dazu ausgebildet, um ein Wechselrichtersignal zu senden, das dazu ausgebildet ist, um eine Wechselrichtersperre des Wechselrichters 130 zu bewirken. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sendet die Vorrichtung 110 das Wechselrichtersignal nach erfolgter Demagnetisierung. Beispielsweise ist die Vorrichtung 110 ausgebildet, um das Wechselrichtersignal eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Senden des Demagnetisierungssignals oder ansprechend auf den Empfang eines eine abgeschlossene Demagnetisierung der Antriebseinrichtung 1 15 anzeigenden Signals bereitzustellen.

Im Folgenden wird das hier vorgestellte Antriebssystem 105 noch einmal mit anderen Worten eingehender beschrieben.

Bei elektrischen Antrieben, wie der Antriebseinrichtung 1 15, in Automobilen hat man häufig mit Spannungsspitzen zu tun, die von einigen Mikrosekunden bis zu mehreren hundert Millisekunden dauern können. Die kritischste Spannungsspitze im Automobil ist als„Lastabwurf“ bekannt. Dieser wird durch eine Unterbrechung des Batterieanschlusses verursacht, während ein Generator, hier beispielsweise die dann als Generator fungierende Antriebseinrichtung 1 15, die Batterie 120 lädt. Das kann aufgrund von Kabelbrüchen, Unfällen, korrodierten Anschlüssen, eine versehentliche Trennung oder durch ein Verletzen eines Sicherheitsziels geschehen. Das Spannungsdelta zur Normalspannung, welches während des Lastabwurfs entsteht, kann je nach rekuperierter Leistung, Induktivität der Antriebsmaschine und Größe des Zwischenkreises in einem elektrischen Antrieb auch über 100 V hoch sein.

Die hier vorgestellte Vorrichtung 1 10 ist vorteilhafterweise dazu ausgebildet, um eine Minimierung einer Überspannung beim Lastabwurf zu bewirken.

Ein hier vorgestellter Lösungsansatz ist breit anwendbar, kosteneffizient und bauraumneutral umsetzbar sowie anwendbar. Vorteilhafterweise ermöglicht die Vorrichtung 1 10 dabei ein Minimieren der Überspannung auch bei Antriebseinrichtungen 1 15 in Form von Asynchronmaschinen. Eine ohne Demagnetisierung alternativ mögliche Überspannungserkennungsschaltung alleine, welche bei Aktivierung einen 3-phasigen Kurzschluss, kurz auch„AKS/3PS“ genannt, der Antriebseinrichtung 1 15 ansteuert und damit die generierte Leistung schlagartig verringert und innerhalb der Antriebseinrichtung 1 15 in Wärme umsetzt und wobei die Zwischenkreisspannung nicht weiter ansteigt, lässt sich unter Verwendung von Asynchronmaschinen meist nicht umsetzten, da die auftretenden Kurzschlussströme das Leistungsmodul zerstören können. Somit ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als Fehlerreaktion die Wechselrichtersperre, bei der die gemäß diesem Ausführungsbeispiel die gezeigten drei Schalterpaare 205 des Wechselrichters 130 geöffnet werden, zulässig. Bei dieser Schalterstellung, die auch als„WRS/6SO“ bezeichnet werden kann, wird zwingend die komplette Magnetisierungsenergie der Asynchronmaschine in den Zwischenkreis umgeladen. Ist die Magnetisierungsenergie im Vergleich zur Kapazität des Zwischenkreiskondensators 210 zu hoch, dann steigt die Zwischenkreisspannung sehr stark an.

Um dies zu verhindern, bewirkt die hier vorgestellte Vorrichtung 110 vorteilhafterweise das Demagnetisieren der Antriebseinrichtung 115, bevor die Wechselrichtersperre aktiviert wird.

Das Fahrzeug, gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Steuereinrichtung 200 des Fahrzeugs, stellt ein Signal bereit, welches mitteilt, dass das Batterieschütz 125 geöffnet wird bzw. dessen Öffnung angefordert wurde. Dieses Öffnungssignal wird als Event-Trigger verwendet. Die Aktivierung dieses Öffnungssignals, das auch als „U_Schütz“ bezeichnet werden kann, triggert eine Antriebsregelungseinrichtung der Antriebseinrichtung 115 an, sodass diese Antriebsregelungseinrichtung beginnt, die Asynchronmaschine zu demagnetisieren. Die Antriebsregelungseinrichtung kann auch als Motorregelung bezeichnet werden. Die Antriebsregelungseinrichtung kann beispielsweise Teil des Wechselrichters 130 sein oder als eine Steuereinrichtung für den Wechselrichter 130 ausgeführt sein.

Eine Schützöffnung des Batterieschützes 125 wird gemäß einem Ausführungsbeispiel frühestens 2 ms nach einer Anforderung der Schützöffnung (U_Schütz > x) erwartet. Energie kann über die Motorregelung gezielt in <500 ps abgebaut werden. Dank der hier vorgestellten Vorrichtung 110 ist so vorteilhafterweise kein Anstieg der Zwischenkreisspannung möglich.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild 300 für ein Antriebssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um das in Fig. 2 beschriebene Antriebssystem 105 handeln. In einem ersten Block 305 wird eine Schützöffnung des Batterieschützes angefordert. Ansprechend auf das Anfordern der Schützöffnung wird das Öffnungssignal bereitgestellt. Die kann dazu führen, dass das eine Spannung des auch als U_Schütz be- zeichneten Öffnungssignal größer als ein Wert x wird. In einem zweiten Block 310 wird ansprechend auf das Öffnungssignal überprüft, ob die Antriebseinrichtung reku- periert. Wenn die Antriebseinrichtung rekuperiert, folgt ein dritter Block 315, in dem eine Demagnetisierung der E-Maschine in Form der Antriebseinrichtung bewirkt wird. Nach der Demagnetisierung folgt ein vierter Block 320, in dem die Wechselrichtersperre aktiviert wird und das Batterieschütz geöffnet ist. Wenn die Antriebseinrichtung nicht rekuperiert, folgt nach dem zweiten Block 310 der vierte Block 320, in dem die Wechselrichtersperre aktiviert wird und das Batterieschütz geöffnet ist.

Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 zum Betreiben eines Antriebssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um ein Verfahren 400 handeln, das zum Betreiben eines der in Fig. 1 oder 2 beschriebenen Antriebssysteme 105 ausgebildet ist. Das Verfahren 400 kann auch als ein Verfahren zum Minimieren einer Überspannung bei einem Lastabwurf bezeichnet werden.

Das Verfahren 400 umfasst zumindest einen Schritt 405 des Empfangens und einen Schritt 410 des Ausgebens.

Optional umfasst das Verfahren 400 gemäß diesem Ausführungsbeispiel außerdem einen Schritt 415 des Bereitstellens, einen Schritt 420 des Einlesens, einen

Schritt 425 des Demagnetisierens und einen Schritt 430 des Sendens.

Im Schritt 405 des Empfangens wird ein Öffnungssignal empfangen, das ein Öffnen des Batterieschützes bewirkt. Im Schritt 410 des Ausgebens wird ansprechend auf das Empfangen des Öffnungssignals ein Demagnetisierungssignal ausgegeben, das dazu ausgebildet ist, um ein Demagnetisieren der Antriebseinrichtung zu bewirken. Das Demagnetisieren wird in diesem Fall durch das Empfangen des Öffnungssignals getriggert. Im optionalen Schritt 415 des Bereitstellens wird das Öffnungssignal ansprechend auf ein Fehlerereignis bereitgestellt.

Im optionalen Schritt 420 des Einlesens wird ein Rekuperationssignal eingelesen, das einen bevorstehenden oder erfolgenden Rekuperationsvorgang der Antriebseinrichtung repräsentiert. In diesem Fall wird das Demagnetisierungssignal im

Schritt 410 unter Verwendung des Rekuperationssignals ausgegeben.

Im optionalen Schritt 425 des Demagnetisierens wird unter Verwendung des Demagnetisierungssignals die in der Antriebseinrichtung gespeicherte magnetische Energie innerhalb einer vorbestimmten maximalen Zeitspanne abgebaut.

Im optionalen Schritt 430 des Sendens wird ein Wechselrichtersignal gesendet, das dazu ausgebildet ist, um eine Wechselrichtersperre des Wechselrichters zu bewirken. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 430 des Sendens das Wechselrichtersignal entweder nach erfolgter Demagnetisierung gesendet oder gesendet, wenn keine Demagnisierung erforderlich ist.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder“ -Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Bezuqszeichen Fahrzeug

Antriebssystem

Vorrichtung

elektrische Antriebseinrichtung

Batterie

Batterieschütz

Wechselrichter

Öffnungssignal

Demagnetisierungssignal

Rekuperationssignal

Wechselrichtersignal Steuereinrichtung

Schalter

Zwischenkreiskondensator Blockschaltbild

erster Block

zweiter Block

dritter Block

vierter Block Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems Schritt des Empfangene

Schritt des Ausgebens

Schritt des Bereitstellens

Schritt des Einlesens

Schritt des Demagnetisierens

Schritt des Sendens