DE102024206096A1 - Method for controlling an inverter and electronic control unit for carrying out the method - Google Patents
Method for controlling an inverter and electronic control unit for carrying out the methodInfo
- Publication number
- DE102024206096A1 DE102024206096A1 DE102024206096.8A DE102024206096A DE102024206096A1 DE 102024206096 A1 DE102024206096 A1 DE 102024206096A1 DE 102024206096 A DE102024206096 A DE 102024206096A DE 102024206096 A1 DE102024206096 A1 DE 102024206096A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- inverter
- driver
- switches
- energy storage
- intermediate circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
- H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
- H02M7/5387—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
- B60L3/003—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to inverters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/04—Cutting off the power supply under fault conditions
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
- H02M1/0006—Arrangements for supplying an adequate voltage to the control circuit of converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
- H02M3/02—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
- H02M3/04—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
- H02M3/10—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
- H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
- H02M7/539—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency
- H02M7/5395—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency by pulse-width modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters
- H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters with pulse width modulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines Wechselrichters (1), wobei der Wechselrichter (1) eingangsseitig über einen Zwischenkreisenergiespeicher (2) mit einer Gleichspannungsquelle (3) verbunden ist und eine Vielzahl von durch Treiber (4) angesteuerte Wechselrichterschalter (T1HS, T1LS) aufweist, um aus einer von der Gleichspannungsquelle (3) gelieferten Gleichspannung eine einer Last (6) zugeführte Wechselspannung zu generieren, wobei das Verfahren aufweist:
a. Empfangen einer Anforderung (A), dass der Zwischenkreisenergiespeicher (2) entladen werden soll; und
b. Ansteuern von mindestens einem der Treiber (4) des Wechselrichters (1), derart, dass sich der Zwischenkreisenergiespeicher (2) über den mindestens einen Treiber (4) entlädt.
The invention relates to a method for controlling an inverter (1), wherein the inverter (1) is connected on the input side via an intermediate circuit energy storage device (2) to a DC voltage source (3) and has a plurality of inverter switches (T1HS, T1LS) controlled by drivers (4) in order to generate an AC voltage supplied to a load (6) from a DC voltage supplied by the DC voltage source (3), wherein the method comprises:
a. Receiving a request (A) that the intermediate circuit energy storage device (2) should be discharged; and
b. Controlling at least one of the drivers (4) of the inverter (1) such that the intermediate circuit energy storage (2) discharges via the at least one driver (4).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines Wechselrichters, insbesondere um einen an einer Eingangsseite des Wechselrichters angeschlossenen Zwischenkreisenergiespeicher zu entladen; und ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for controlling an inverter, in particular for discharging an intermediate circuit energy storage device connected to an input side of the inverter; and a control unit for carrying out the method.
Elektrische Fahrzeuge, wie vollelektrisch oder hybrid angetriebene Automobile, werden gewöhnlich durch dreiphasige Synchronmotoren angetrieben, wobei die notwendige Antriebsenergie einem entsprechend angeschlossenen Akkumulator entnommen wird. Um die von dem Akkumulator gelieferte Gleichspannung in die benötigte Wechselspannung zu wandeln, ist zwischen Motor und Akkumulator ein Wechselrichter geschaltet, der diese Funktion übernimmt.Electric vehicles, such as fully electric or hybrid cars, are usually powered by three-phase synchronous motors, with the necessary drive energy drawn from a connected battery. To convert the direct current (DC) supplied by the battery into the required alternating current (AC), an inverter is connected between the motor and the battery.
Gewöhnlich ist im Zwischenkreis zwischen der Eingangsseite des Wechselrichters und dem dort angeschlossenen Akkumulator ein Zwischenkreiskondensator vorhanden, der Stabilisierungs- und Pufferfunktionen übernimmt.Usually, an intermediate circuit capacitor is present in the intermediate circuit between the input side of the inverter and the battery connected there, which performs stabilization and buffer functions.
Gesetzlich vorgeschrieben ist, dass der Zwischenkreiskondensator im Crashfall oder Werkstattfall innerhalb von 10 Sekunden entladen sein muss.It is legally required that the intermediate circuit capacitor must be discharged within 10 seconds in the event of a crash or workshop repair.
Im Stand der Technik erfolgt die Entladung durch eine gesondert vorgesehene Steuerschaltung und einen diesbezüglichen Entladewiderstand. Diese für die Entladung benötigten Bauteile - die Steuerschaltung und der Entladewiderstand - verursachen Kosten und nehmen wertvollen Bauraum ein.In the prior art, discharge is achieved through a separate control circuit and a corresponding discharge resistor. These components required for discharge – the control circuit and the discharge resistor – incur costs and occupy valuable installation space.
Alternativ ist es im Stand der Technik bekannt, den Zwischenkreiskondensator über den Wechselrichter selbst bzw. die entsprechenden Schalter/Transistoren zu entladen. Diese Art der Entladung führt allerdings zu einer starken Belastung und damit einhergehenden Alterung des Wechselrichters.Alternatively, it is known in the art to discharge the intermediate circuit capacitor via the inverter itself or the corresponding switches/transistors. However, this type of discharge leads to a heavy load and consequently to premature aging of the inverter.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein Steuergerät zu schaffen, die eine schnelle und einfache sowie bevorzugt schonende Entladung eines Zwischenkreisenergiespeichers ermöglichen. Against this background, the object of the invention is to create a method and a control unit that enable a fast and simple and preferably gentle discharge of an intermediate circuit energy storage device.
Zumindest ist es Aufgabe der Erfindung, ein alternatives Verfahren und ein alternatives Steuergerät zu schaffen.At least the purpose of the invention is to create an alternative method and an alternative control unit.
Diese Aufgabe(n) wird/werden durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und einem Steuergerät nach Anspruch 9 gelöst.This task(s) is/are solved by a method according to claim 1 and a control unit according to claim 9.
Das erfindungsgemäße Verfahren führt eine Ansteuerung eines Wechselrichters durch, wobei der Wechselrichter eingangsseitig über einen Zwischenkreisenergiespeicher mit einer Gleichspannungsquelle verbunden ist und eine Vielzahl von durch Treiber angesteuerte Wechselrichterschalter aufweist, um aus einer von der Gleichspannungsquelle gelieferten Gleichspannung eine einer Last zugeführte Wechselspannung zu generieren, wobei das Verfahren aufweist: a. Empfangen einer Anforderung, dass der Zwischenkreisenergiespeicher entladen werden soll; und b. Ansteuern von mindestens einem der Treiber des Wechselrichters, derart, dass sich der Zwischenkreisenergiespeicher über den mindestens einen Treiber entlädt.The method according to the invention involves controlling an inverter, wherein the inverter is connected on the input side to a DC voltage source via an intermediate circuit energy storage device and has a plurality of inverter switches controlled by drivers in order to generate an AC voltage supplied to a load from a DC voltage supplied by the DC voltage source, wherein the method comprises: a. receiving a request that the intermediate circuit energy storage device should be discharged; and b. controlling at least one of the drivers of the inverter such that the intermediate circuit energy storage device discharges via the at least one driver.
Der Zwischenkreisenergiespeicher ist beispielsweise ein Kondensator oder eine Vielzahl von Kondensatoren. Besonders bevorzugt ist der Zwischenkreisenergiespeicher ein Power-Capacitor-Chip, kurz PCC.The intermediate circuit energy storage device is, for example, a capacitor or a multitude of capacitors. A power capacitor chip, or PCC for short, is particularly preferred as the intermediate circuit energy storage device.
Die Gleichspannungsquelle ist insbesondere ein Hochvoltspeicher (400V oder 800V) eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges oder Kraftrades.The DC voltage source is in particular a high-voltage storage device (400V or 800V) of a vehicle, especially a motor vehicle or motorcycle.
Die Wechselrichterschalter sind bevorzugt Halbleiterschalter, wie beispielsweise MOSFET- oder IGBT-Transistoren. Erstere können n-Kanal- oder p-Kanal-Transistoren vom Anreicherungs- oder Verarmungstyp sein.Inverter switches are preferably semiconductor switches, such as MOSFET or IGBT transistors. The former can be n-channel or p-channel transistors of the enhancement or depletion type.
Der Wechselrichter ist, wie weiter unten noch thematisiert, ein dreiphasiger Wechselrichter, der aus drei Halbbrücken aufgebaut ist, wobei jede Halbbrücke einer Phase eines dreiphasigen Motors zugeordnet ist und die (zwei) Wechselrichterschalter beinhaltet. Jedem der Wechselrichterschalter ist ein Treiber zur Ansteuerung zugeordnet. Die jeweilige Phase ist am Mittenabgriff der jeweiligen Brückenschaltung kontaktiert.As discussed further below, the inverter is a three-phase inverter constructed from three half-bridges. Each half-bridge is assigned to one phase of a three-phase motor and contains the (two) inverter switches. Each inverter switch has a driver for control. The respective phase is connected to the center tap of the corresponding bridge circuit.
Der dreiphasige Motor bildet bevorzugt die genannte Last und beispielsweise das elektrische Antriebsaggregat des Fahrzeuges.The three-phase motor preferably forms the aforementioned load and, for example, the electric drive unit of the vehicle.
Die Anforderung gemäß Schritt a. wird beispielsweise im Crashfall oder Werkstattfall des entsprechenden Fahrzeuges insbesondere dem erfindungsgemäßen Steuergerät zugeführt und von diesem empfangen, wobei das Steuergerät daraufhin den Schritt b. ausführt und den Treiber so ansteuert, dass sich der Zwischenkreisenergiespeicher über den Treiber und das ihn versorgende HV-Netzteil entlädt, welches eingangsseitig vom Zwischenkreis versorgt wird.The requirement according to step a. is, for example, in the event of a crash or workshop of the corresponding vehicle, supplied in particular to and received by the control unit according to the invention, wherein the control unit then performs step b. and controls the driver in such a way that the intermediate circuit energy storage is discharged via the driver and the HV power supply unit supplying it, which is supplied on the input side by the intermediate circuit.
Hervorzuheben ist an dem erfindungsgemäßen Verfahren, dass die Treiber im Normalbetrieb zur Ansteuerung der Wechselrichterschalter eingesetzt werden, um die Wechselspannung zu generieren. Beispielsweise realisiert das Steuergerät zur Erzeugung der Wechselspannung ein entsprechendes Pulsweitenmodulationsverfahren, indem es die Treiber entsprechend ansteuert.A key feature of the inventive method is that the drivers are used during normal operation. The inverter switches are controlled to generate the alternating voltage. For example, the control unit for generating the alternating voltage implements a corresponding pulse width modulation method by controlling the drivers accordingly.
Nachdem dieselben Treiber erfindungsgemäß für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden, sind für die Entladung des Zwischenkreisenergiespeichers notwendige Bauteile entbehrlich. Außerdem erfolgt keine oder wenngleich nur geringe Belastung der Wechselrichterschalter.Since the same drivers are used for the inventive method, components necessary for discharging the intermediate circuit energy storage are unnecessary. Furthermore, the inverter switches are subjected to no or only minimal stress.
Bevorzugt ist das Verfahren derart ausgestaltet, dass der mindestens eine Treiber eine Treiberhalbbrücke aus Treiberschaltern beinhaltet, die zur Ansteuerung des zugehörigen Wechselrichterschalters entsprechend geschaltet werden, wobei in Schritt b. die Treiberschalter so geschaltet werden, dass der Zwischenkreisenergiespeicher über die Treiberschalter entladen wird.Preferably, the method is designed such that the at least one driver includes a driver half-bridge made of driver switches which are switched accordingly to control the associated inverter switch, wherein in step b. the driver switches are switched such that the DC link energy storage is discharged via the driver switches.
Alternativ zu der Treiberhalbbrücke kann der Treiber schaltungstechnisch eine Stromquelle beinhalten, die der Ansteuerung des zugehörigen Wechselrichterschalters dient.As an alternative to the driver half-bridge, the driver can include a current source in its circuitry, which serves to control the associated inverter switch.
Die Treiberschalter sind bevorzugt Feldeffekttransistoren, können allerdings auch Bipolar-Transistoren sein. Der zugehörige Wechselrichterschalter ist bevorzugt mit seinem Steueranschluss, wie beispielsweise seinem Gate-Anschluss, am Mittenabgriff zwischen den beiden Treiberschaltern kontaktiert.The driver switches are preferably field-effect transistors, but can also be bipolar transistors. The associated inverter switch is preferably connected with its control terminal, such as its gate terminal, to the center tap between the two driver switches.
Bevorzugt können in dem erfindungsgemäßen Verfahren in Schritt b. die Treiberschalter so geschaltet werden, dass der zugehörige Wechselrichterschalter seinen Schaltzustand beibehält.Preferably, in the inventive method in step b., the driver switches can be switched in such a way that the associated inverter switch retains its switching state.
Hierdurch kann das erfindungsgemäße Verfahren in jedem Betriebszustand des Wechselrichters durchgeführt werden.This allows the inventive method to be carried out in any operating state of the inverter.
Bevorzugt können in Schritt b. die Treiberschalter als Stromquelle betrieben werden.Preferably, in step b. the driver switches can be operated as a power source.
Alternativ kann in Schritt b. zumindest einer der Treiberschalter gepulst betrieben wird.Alternatively, in step b. at least one of the driver switches can be operated in pulsed mode.
Insbesondere kann durch beide Alternativen ein unkontrolliertes Entladen des Zwischenkreisenergiespeichers verhindert werden. Dieses hingegen kontrollierte Entladen ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Treiberhalbbrücke bevorzugt an eine Sekundärseite eines Netzteils angeschlossen ist und von dieser versorgt wird, und eine Primärseite des Netzteils von dem Zwischenkreisenergiespeicher versorgt wird; in diesem Fall werden in Schritt b. die Treiberschalter bevorzugt so geschaltet, dass der Zwischenkreisenergiespeicher durch Belasten der Sekundärseite entladen wird.In particular, both alternatives can prevent uncontrolled discharge of the DC link energy storage. This controlled discharge, however, is especially advantageous when the driver half-bridge is preferably connected to and supplied by a secondary side of a power supply, and a primary side of the power supply is supplied by the DC link energy storage; in this case, in step b., the driver switches are preferably configured such that the DC link energy storage is discharged by loading the secondary side.
Besonders bevorzugt findet das erfindungsgemäße Verfahren in Automobilen Anwendung, wobei (i) die Last ein dreiphasiger Motor ist,
(ii) der Wechselrichter für jede der drei Phasen eine Halbbrücke aufweist, die aus den Wechselrichterschaltern aufgebaut ist, von denen einer einen High-Side-Wechselrichterschalter und ein anderer einen Low-Side-Wechselrichterschalter bildet, und (iii) die Treiber die High-Side-Wechselrichterschalter und/oder die Low-Side-Wechselrichterschalter der drei Halbbrücken ansteuern.The method according to the invention is particularly preferred for use in automobiles, wherein (i) the load is a three-phase motor,
(ii) the inverter has a half-bridge for each of the three phases, which is constructed from the inverter switches, one of which is a high-side inverter switch and another of which is a low-side inverter switch, and (iii) the drivers control the high-side inverter switches and/or the low-side inverter switches of the three half-bridges.
Die jeweils andere Gruppe von Wechselrichterschaltern, sofern vorhanden, die nicht durch die Treiber zur Entladung des Zwischenkreisenergiespeichers angesteuert werden, werden über weitere Treiber angesteuert, wobei die weiteren Treiber bevorzugt durch eine Niedervoltbatterie des Automobils gespeist bzw. versorgt werden.The other group of inverter switches, if present, which are not controlled by the drivers for discharging the intermediate circuit energy storage, are controlled by further drivers, the further drivers preferably being powered or supplied by a low-voltage battery of the automobile.
In Schritt b. werden bevorzugt einer oder eine Vielzahl der Treiber derart angesteuert, dass sich der Zwischenkreisenergiespeicher über den/die Treiber entlädt.In step b., preferably one or a multitude of the drivers are controlled in such a way that the intermediate circuit energy storage is discharged via the driver(s).
Bevorzugt kann in dem Schritt b. die Entladung zusätzlich über die Halbbrücken direkt erfolgen und/oder besonders bevorzugt wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren in Schritt b. der Wechselrichter so angesteuert, dass der Zwischenkreisenergiespeicher zusätzlich über mindestens einer der drei Phasen und die entsprechenden Wicklungen des Motors entladen wird.Preferably, in step b., the discharge can additionally take place directly via the half-bridges and/or, particularly preferably, in the method according to the invention, in step b. the inverter is controlled in such a way that the DC link energy storage is additionally discharged via at least one of the three phases and the corresponding windings of the motor.
Diese Variante ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Treiber nur eine Belastung zulassen, die nicht ausreicht, um eine gewisse Entladegeschwindigkeit des Zwischenkreisenergiespeichers zu erreichen. Durch die Aufteilung des Entladestromes auf den/die Treiber und die Phasen lässt sich eine schnelle und bauteilschonende Entladung realisieren.This variant is particularly advantageous when the drivers only allow a load that is insufficient to achieve a certain discharge rate of the DC-circuit energy storage device. By distributing the discharge current across the driver(s) and the phases, a fast and component-friendly discharge can be achieved.
Die Erfindung betrifft zudem ein Steuergerät für ein Fahrzeug, insbesondere ein vollelektrisch oder hybrid angetriebenes Kraftfahrzeug/Kraftrad, welches eingerichtet ist, nach Erhalt der Anforderung das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen.The invention also relates to a control unit for a vehicle, in particular a fully electric or hybrid powered motor vehicle/motorcycle, which is configured to execute the method according to one of claims 1 to 8 upon receipt of the requirement.
Die Erfindung findet bevorzugt bei Fahrzeugen, wie Automobilen oder Krafträdern, Einsatz, ist aber hierauf nicht beschränkt. Sie eignet sich für jede Applikation, bei der eine kostengünstige sowie system- und sicherheitsrelevante einfache Lösung zum Entladen eines Zwischenkreisenergiespeichers über einen Steueranschluss-Treiber, wie beispielsweise einen Gate-Treiber, erfolgen kann.The invention is preferably used in vehicles such as automobiles or motorcycles, but is not limited to these. It is suitable for any application where a cost-effective, system- and safety-relevant, simple solution for discharging an intermediate circuit energy storage device is required. This can be done via a control port driver, such as a gate driver.
Im Folgenden wird ein erfindungsgemäßes Verfahren anhand der beigefügten
Die
Die
Ein Wechselrichter 1 ist an seiner Eingangsseite über einen Zwischenkreisenergiespeicher 2 an eine Gleichspannungsquelle 3 angeschlossen. An inverter 1 is connected at its input side to a DC voltage source 3 via an intermediate circuit energy storage 2.
Die Gleichspannungsquelle 3 ist insbesondere ein Hochvolt-Akkumulator, der die für den Antrieb des Kraftfahrzeugs/Kraftrads notwendige Energie speichert. Die Gleichspannungsquelle liefert beispielsweise eine Ausgangsspannung 400V oder 800V, die an dem Zwischenkreisenergiespeicher 2 und der Eingangsseite des Wechselrichters 1 anliegt. Ein bevorzugter Schalter 31 ist zwischen der Gleichspannungsquelle 3 und dem Zwischenkreisenergiespeicher 2 vorgesehen, über den die Gleichspannungsquelle 3 abtrennbar ist.The DC voltage source 3 is, in particular, a high-voltage battery that stores the energy required to power the motor vehicle/motorcycle. The DC voltage source provides, for example, an output voltage of 400 V or 800 V, which is applied to the intermediate circuit energy storage device 2 and the input side of the inverter 1. A preferred switch 31 is provided between the DC voltage source 3 and the intermediate circuit energy storage device 2, by means of which the DC voltage source 3 can be disconnected.
Ein elektrischer Motor 6, der beispielsweise das Antriebsaggregat des Kraftfahrzeugs/Kraftrads bildet und eine Last darstellt, ist an die Ausgangsseite des Wechselrichters 1 angeschlossen. Der Wechselrichter 1 dient der Umwandlung der von der Gleichspannungsquelle 3 gelieferten Gleichspannung in eine für den Betrieb des Motors 6 notwendige Wechselspannung.An electric motor 6, which for example forms the drive unit of the motor vehicle/motorcycle and represents a load, is connected to the output side of the inverter 1. The inverter 1 serves to convert the direct current supplied by the direct current source 3 into an alternating current necessary for the operation of the motor 6.
Die Ansteuerung des Wechselrichters 1 übernimmt das in der
Der Zwischenkreisenergiespeicher 2 ist beispielsweise ein Kondensator oder eine Anordnung aus einer Vielzahl von Kondensatoren, wie beispielsweise ein Power-Capacitor-Chip. Der Zwischenkreisenergiespeicher 2 übernimmt Stabilisierungs- und Pufferfunktionen bei Betrieb des Wechselrichters 1 bzw. des Motors 6.The intermediate circuit energy storage device 2 is, for example, a capacitor or an array of capacitors, such as a power capacitor chip. The intermediate circuit energy storage device 2 performs stabilization and buffering functions during operation of the inverter 1 or the motor 6.
Der Wechselrichter 1 beinhaltet drei parallel geschaltete Halbbrücken, die jeweils aus zwei Wechselrichterschaltern aufgebaut sind und jeweils einer der Phasen U, V, W des elektrischen Motors 6 zugeordnet sind. Die Wechselrichterschalter T1HS, T1LS, T2HS, T2LS, T3HS und T3LS sind in dieser Ausführungsform bevorzugt n-Kanal Feldeffekttransistoren vom Anreicherungstyp.Inverter 1 comprises three parallel-connected half-bridges, each consisting of two inverter switches and each assigned to one of the phases U, V, W of the electric motor 6. In this embodiment, the inverter switches T1HS, T1LS, T2HS, T2LS, T3HS and T3LS are preferably n-channel field-effect transistors of the enhancement type.
Die der Phase U zugeordnete Halbbrücke ist aus dem High-Side-Wechselrichterschalter T1HS, der eine Hochvolt-Seite HV+ der Gleichspannungsquelle 3 schaltet, und dem Low-Side-Wechselrichterschalter T1LS, der einen Mittenabgriff der Phase U gegenüber der Masse-Seite HV- der Gleichspannungsquelle 3 schaltet, aufgebaut.The half-bridge assigned to phase U is constructed from the high-side inverter switch T1HS, which switches a high-voltage side HV+ of the DC voltage source 3, and the low-side inverter switch T1LS, which switches a center tap of phase U opposite the ground side HV- of the DC voltage source 3.
Die der Phase V zugeordnete Halbbrücke ist aus dem High-Side-Wechselrichterschalter T2HS, der die Hochvolt-Seite HV+ der Gleichspannungsquelle 3 schaltet, und dem Low-Side-Wechselrichterschalter T2LS, der einen Mittenabgriff der Phase V gegenüber der Masse-Seite HV- der Gleichspannungsquelle 3 schaltet, aufgebaut.The half-bridge assigned to phase V is made up of the high-side inverter switch T2HS, which switches the high-voltage side HV+ of the DC voltage source 3, and the low-side inverter switch T2LS, which switches a center tap of phase V opposite the ground side HV- of the DC voltage source 3.
Letztendlich ist die der Phase W zugeordnete Halbbrücke aus dem High-Side-Wechselrichterschalter T3HS, der die Hochvolt-Seite HV+ der Gleichspannungsquelle 3 schaltet, und dem Low-Side-Wechselrichterschalter T3LS, der einen Mittenabgriff der Phase W gegenüber der Masse-Seite HV- der Gleichspannungsquelle 3 schaltet, aufgebaut.Ultimately, the half-bridge assigned to phase W is constructed from the high-side inverter switch T3HS, which switches the high-voltage side HV+ of the DC voltage source 3, and the low-side inverter switch T3LS, which switches a center tap of phase W opposite the ground side HV- of the DC voltage source 3.
Jedem der Wechselrichterschalter T1HS, T1LS, T2HS, T2LS, T3HS und T3LS ist ein zugehöriger Treiber 4, 4' zugeordnet, über den das Steuergerät 7 den jeweilig zugeordneten Wechselrichterschalter ansteuern bzw. schalten kann.Each of the inverter switches T1HS, T1LS, T2HS, T2LS, T3HS and T3LS is assigned a corresponding driver 4, 4', via which the control unit 7 can control or switch the respective assigned inverter switch.
Der gezeigte Treiber 4 ist dem Low-Side-Wechselrichterschalter T1LS zugeordnet, wobei das Steuergerät 7 diesen Treiber 4 über das Signal Si1 ansteuern kann. Jedem der weiteren Low-Side-Wechselrichterschalter T2LS und T3LS der weiteren Halbbrücken ist ein eigener (nicht gezeigter) Treiber 4 zugeordnet, wobei das Steuergerät 7 die nicht gezeigten Treiber 4 der Low-Side-Wechselrichterschalter T2LS und T3LS über ein jeweiliges (nicht gezeigtes) Signal individuell ansteuern kann.The driver 4 shown is assigned to the low-side inverter switch T1LS, and the control unit 7 can control this driver 4 via the signal Si1. Each of the other low-side inverter switches T2LS and T3LS of the other half-bridges is assigned its own (not shown) driver 4, and the control unit 7 can individually control the drivers 4 of the low-side inverter switches T2LS and T3LS (not shown) via a respective (not shown) signal.
Der Aufbau der den Low-Side-Wechselrichterschaltern T2LS und T3LS zugeordneten Treiber ist mit dem gezeigten Aufbau des dem Low-Side-Wechselrichterschalters T1LS zugeordneten Treiber 4 bevorzugt identisch, weshalb auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen wird.The construction of the drivers assigned to the low-side inverter switches T2LS and T3LS is preferably identical to the construction of the driver 4 assigned to the low-side inverter switch T1LS shown, which is why reference is made to the corresponding descriptions.
Der dem Wechselrichterschalter T1LS zugeordnete Treiber 4 beinhaltet eine Steuerschaltung 41 (GDU = Gate Drive Unit) und eine Treiberhalbbrücke, die aus den Schaltern S1 und S2 aufgebaut ist. Die Steuerschaltung 41 beinhaltet beispielsweise einen Operationsverstärker, um die Treiberhalbbrücke bzw. die Schalter S1 und S2 entsprechend anzusteuern.The driver 4 assigned to the inverter switch T1LS includes a control circuit 41 (GDU = Gate Drive Unit) and a driver half-bridge, which is built from switches S1 and S2. The control circuit 41 includes, for example, an operational amplifier to control the driver half-bridge or switches S1 and S2 accordingly.
Die Treiber 4 bilden bevorzugt eine Stromquelle zur stromgesteuerten Ansteuerung des zugeordneten Wechselrichterschalters. Alternativ können die Treiber auch eine Spannungssteuerung realisieren.The drivers 4 preferably form a current source for current-controlled operation of the associated inverter switch. Alternatively, the drivers can also implement voltage control.
Der Steueranschluss - der Gateanschluss - des Wechselrichterschalters T1LS ist an einem Mittenabgriff zwischen den Schaltern S1 und S2 mit der Treiberhalbbrücke kontaktiert.The control terminal - the gate terminal - of the inverter switch T1LS is contacted at a center tap between switches S1 and S2 with the driver half-bridge.
Wenn der Wechselrichterschalter T1LS geschlossen werden soll, übermittelt das Steuergerät 7 der Steuerschaltung 41 über das Signal Si1 den entsprechenden Befehl, woraufhin die Steuerschaltung 41 den Schalter S1 schließt und den Schalter S2 offenhält. Der Wechselrichterschalter T1LS geht daraufhin in seinen geschlossenen bzw. leitenden Zustand über.When the inverter switch T1LS is to be closed, the control unit 7 transmits the corresponding command to the control circuit 41 via the signal Si1, whereupon the control circuit 41 closes switch S1 and keeps switch S2 open. The inverter switch T1LS then transitions to its closed or conducting state.
Soll der Wechselrichterschalter T1LS anschließend wieder geöffnet werden bzw. in seinen nicht-leitenden Zustand geschaltet werden, übermittelt das Steuergerät 7 den entsprechenden Befehl an die Steuerschaltung 41 via Signal Si1. Die Steuerschaltung 41 öffnet daraufhin den Schalter S1 und schließt den anderen Schalter S2, was zur Folge hat, dass der Wechselrichterschalter T1LS geöffnet bzw. in seinen nicht-leitenden Zustand übergeht.If the inverter switch T1LS is to be opened again or switched to its non-conductive state, the control unit 7 transmits the corresponding command to the control circuit 41 via signal Si1. The control circuit 41 then opens switch S1 and closes the other switch S2, which results in the inverter switch T1LS being opened or switching to its non-conductive state.
Der Treiber 4 ist an eine Sekundärseite eines Netzteils 5 angeschlossen. Das Netzteil 5 ist insbesondere ein Gleichspannungswandler (DC/DC), der mit seiner Primärseite an die Gleichspannungsquelle 3 und den hierzu parallelgeschalteten Zwischenkreisenergiespeicher 2 angeschlossen ist. Das Netzteil 5 wandelt die entsprechende Gleichspannung auf beispielsweise 30V und versorgt den Treiber 4 mit elektrischer Energie.The driver 4 is connected to a secondary side of a power supply 5. The power supply 5 is specifically a DC/DC converter, whose primary side is connected to the DC voltage source 3 and the intermediate circuit energy storage device 2 connected in parallel. The power supply 5 converts the corresponding DC voltage to, for example, 30V and supplies the driver 4 with electrical energy.
Den identischen Treibern 4 der Wechselrichterschalter T2LS und T3LS ist bevorzugt jeweils ein eigenes Netzteil 5 gesondert zugeordnet.The identical drivers 4 of the inverter switches T2LS and T3LS are preferably each assigned their own separate power supply 5.
Folglich werden bevorzugt alle Low-Side-Wechselrichterschalter T1LS, T2LS, T3LS mittelbar durch die Netzteile 5 über den Zwischenkreisenergiespeicher 2 mit elektrischer Energie versorgt.Consequently, all low-side inverter switches T1LS, T2LS, T3LS are preferably supplied with electrical energy indirectly via the power supplies 5 through the intermediate circuit energy storage 2.
Die weiteren Treiber 4', über die das Steuergerät 7 die High-Side-Wechselrichterschalter T1HS, T2HS und T3HS individuell ansteuert, können bevorzugt identisch zu dem Treiber 4 aufgebaut sein. Unterschiedlich ist bevorzugt lediglich, dass die Treiber 4' nicht über den Zwischenkreisenergiespeicher 2 gespeist/versorgt werden, sondern durch eine Niedervoltgleichspannungsquelle LV, die beispielsweise ein Niedervoltakkumulator sein kann.The additional drivers 4', via which the control unit 7 individually controls the high-side inverter switches T1HS, T2HS and T3HS, can preferably be identical in design to driver 4. The only preferred difference is that the drivers 4' are not powered/supplied via the intermediate circuit energy storage 2, but by a low-voltage DC voltage source LV, which can, for example, be a low-voltage battery.
Den weiteren Treiber 4', der dem Wechselrichterschalter T1HS zugeordnet ist, steuert das Steuergerät 7 über das Signal Si1'. Die den weiteren Treibern 4' der Wechselrichterschalter T2HS und T3HS zugeführten, individuellen Signale sind nicht gezeigt.The control unit 7 controls the additional driver 4', which is assigned to the inverter switch T1HS, via the signal Si1'. The individual signals supplied to the additional drivers 4' of the inverter switches T2HS and T3HS are not shown.
Das Steuergerät 7 ist eingerichtet, die Treiber 4, 4' über die jeweiligen Signale gemäß einem Pulsweitenmodulationsverfahren anzusteuern, derart, dass die von der Gleichspannungsquelle 3 gelieferte Gleichspannung in eine für den Betrieb des Motors 6 notwendige Wechselspannung gewandelt wird. Diese Art der Ansteuerung der Treiber 4, 4' entspricht der normalen (bestimmungsgemäßen) Ansteuerung des Wechselrichters 1.The control unit 7 is configured to control the drivers 4 and 4' via their respective signals using a pulse-width modulation method, such that the DC voltage supplied by the DC voltage source 3 is converted into an AC voltage necessary for the operation of the motor 6. This type of control of the drivers 4 and 4' corresponds to the normal (intended) control of the inverter 1.
In bestimmten Fällen ist es notwendig, dass der Zwischenkreisenergiespeicher 2 möglichst schnell entladen wird.In certain cases, it is necessary to discharge the intermediate circuit energy storage 2 as quickly as possible.
Zu diesen Fällen zählt beispielsweise der Crashfall des Fahrzeugs oder der Werkstattfall.These cases include, for example, a vehicle crash or a workshop visit.
In beiden Fällen wird die Gleichspannungsquelle 3 bevorzugt durch Öffnen des Schalters 31 abgetrennt. Alternativ oder zusätzlich kann die Verbindung zu der Gleichspannungsquelle 3 durch Zünden einer Sprengladung getrennt werden.In both cases, the DC voltage source 3 is preferably disconnected by opening switch 31. Alternatively or additionally, the connection to the DC voltage source 3 can be disconnected by detonating an explosive charge.
Zudem muss in den beiden Fällen sichergestellt sein, dass der Zwischenkreisenergiespeicher 2 keine potentielle Gefahr für Insassen, Retter oder Werkstattpersonal darstellt. Der Umstand, dass der Zwischenkreisenergiespeicher 2 entladen werden muss, wird dem Steuergerät 7 über das gezeigte Anforderungssignal A signalisiert.Furthermore, in both cases it must be ensured that the intermediate circuit energy storage unit 2 does not pose a potential danger to occupants, rescuers, or workshop personnel. The fact that the intermediate circuit energy storage unit 2 needs to be discharged is signaled to the control unit 7 via the request signal A shown.
Erhält bzw. empfängt das Steuergerät 7 dieses Anforderungssignal (Schritt a.), führt es Schritt b. des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ansteuerung des Wechselrichters 1 aus.If the control unit 7 receives this request signal (step a.), it executes step b. of the inventive method for controlling the inverter 1.
Hervorzuheben ist, dass das erfindungsgemäße Verfahren keine zusätzlichen Einrichtungen und Bauteile erfordert, sondern kommt mit den bereits erläuterten, für die normale Ansteuerung des Wechselrichters 1 notwendigen Komponenten aus.It should be emphasized that the method according to the invention does not require any additional equipment and components, but manages with the components already explained that are necessary for the normal control of the inverter 1.
Kerngedanke der Erfindung ist es, den Zwischenkreisenergiespeicher 2 über mindestens einen der Treiber 4, die den Low-Side-Wechselrichterschalter T1LS, T2LS, T3LS zugeordnet sind, zu entladen. Die entsprechende Entladung wird unter Bezug auf den gezeigten Treiber 4 erläutert.
Die Entladung des Zwischenkreisenergiespeichers 2 erfolgt über den Treiber 4, insbesondere über die Treiberhalbbrücke, die aus den Schaltern S1 und S2 aufgebaut ist.The core idea of the invention is to discharge the intermediate circuit energy storage device 2 via at least one of the drivers 4, which are assigned to the low-side inverter switches T1LS, T2LS, T3LS. The corresponding discharge is carried out under Reference is made to the driver shown, number 4.
The discharge of the intermediate circuit energy storage 2 takes place via the driver 4, in particular via the driver half-bridge, which is made up of the switches S1 and S2.
Wenn das Steuergerät 7 das Anforderungssignal A erhält (Schritt a.), signalisiert es dem Treiber 4 über das Signal Si1, die Sekundärseite des Netzteils 5 kurzzuschließen, indem die Schalter S1 und S2 gleichzeitig geschlossen werden. Dies führt zu einer erhöhten Belastung des Netzteils 5 und damit zu einer Entladung des Zwischenkreisenergiespeichers 2. Das Netzteil 5 besitzt bevorzugt eine solche Leistungsfähigkeit, dass diese Belastung aushält.When the control unit 7 receives the request signal A (step a.), it signals the driver 4 via signal Si1 to short-circuit the secondary side of the power supply 5 by simultaneously closing switches S1 and S2. This leads to an increased load on the power supply 5 and thus to a discharge of the DC link energy storage 2. The power supply 5 preferably has a capacity sufficient to withstand this load.
Die Entladung des Zwischenkreisenergiespeichers 2 erfolgt bevorzugt hierdurch in unter 10 Sekunden.The discharge of the intermediate circuit energy storage device 2 preferably occurs in less than 10 seconds using this method.
Bei Kurzschluss der Sekundärseite des Netzteils 5 geht der Wechselrichterschalter T1LS zwangsläufig in seinen nicht-leitenden, offenen Zustand über. D.h. ein beabsichtigter Schaltzustand des Wechselrichterschalters T1LS kann nicht beibehalten werden.In the event of a short circuit on the secondary side of the power supply 5, the inverter switch T1LS inevitably switches to its non-conductive, open state. This means that an intended switching state of the inverter switch T1LS cannot be maintained.
Um diesen Umstand zu beseitigen, kann das Verfahren bevorzugt abgeändert werden. Dies geschieht dadurch, dass das Steuergerät 7 keinen dauerhaften Kurzschluss der Treiberhalbbrücke signalisiert, sondern einen gepulsten. In Abhängigkeit von dem gewünschten Schaltzustand des Wechselrichterschalters T1LS entscheidet das Steuergerät 7, welcher der beiden Schalter S1 und S2 gepulst oder statisch betrieben wird.To eliminate this issue, the procedure can preferably be modified. This is achieved by the control unit 7 signaling a pulsed short circuit of the driver half-bridge instead of a continuous one. Depending on the desired switching state of the inverter switch T1LS, the control unit 7 decides which of the two switches S1 and S2 is operated in pulsed or static mode.
Soll der Wechselrichterschalter T1LS eingeschaltet bleiben, wird der Schalter S1 der Treiberhalbbrücke statisch eingeschaltet betrieben und der Schalter S2 gepulst geschaltet.If the inverter switch T1LS is to remain switched on, the switch S1 of the driver half-bridge is operated statically switched on and the switch S2 is switched in pulses.
Soll der Wechselrichterschalter T1LS hingegen ausgeschaltet bleiben, wird der Schalter S1 der Treiberhalbbrücke gepulst geschaltet und der Schalter S2 statisch eingeschaltet betrieben.If, however, the inverter switch T1LS is to remain switched off, the switch S1 of the driver half-bridge is pulsed and the switch S2 is operated statically switched on.
Die Puls- und Schaltfrequenz der gepulst betriebenen Schalter ist so gewählt, dass sich der Schaltzustand des Wechselrichterschalters T1LS nicht ändert, aber der Zwischenkreisenergiespeicher 2 sich bevorzugt maximal schnell entlädt.The pulse and switching frequency of the pulsed switches is chosen so that the switching state of the inverter switch T1LS does not change, but the DC link energy storage 2 preferably discharges as quickly as possible.
Ersichtlich ist, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keine Entladung des Zwischenkreisenergiespeichers 2 über die Wechselrichterschalter T1HS, T1LS, T2HS, T2LS, T3HS und T3LS stattfindet. Diese werden folglich nicht belastet und erfahren keine Alterung.It is evident that in the method according to the invention, no discharge of the intermediate circuit energy storage device 2 takes place via the inverter switches T1HS, T1LS, T2HS, T2LS, T3HS and T3LS. Consequently, these are not subjected to any load and do not experience any aging.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit einem, zwei oder allen Treibern 4 durchgeführt werden.The method according to the invention can be carried out with one, two or all drivers 4.
Zur schnelleren Entladung des Zwischenkreisenergiespeichers 2 ist es allerdings bevorzugt möglich, einen Teil der Entladung über die Wechselrichterschalter T1HS, T1LS, T2HS, T2LS, T3HS und T3LS durchzuführen. Beispielsweise wird die Entladung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren über den gezeigten Treiber 4 durchgeführt und die Wechselrichterschalter T2HS, T2LS, T3HS und T3LS der anderen Wechselrichterhalbbrücken zusätzlich so geschaltet, dass ein Teil der Entladung über die Phasen V und W stattfindet.To accelerate the discharge of the DC link energy storage device 2, it is preferably possible to carry out part of the discharge via the inverter switches T1HS, T1LS, T2HS, T2LS, T3HS and T3LS. For example, according to the inventive method, the discharge is carried out via the driver 4 shown, and the inverter switches T2HS, T2LS, T3HS and T3LS of the other inverter half-bridges are additionally switched such that part of the discharge takes place via phases V and W.
In der gezeigten Anordnung werden die High-Side- Wechselrichterschalter T1HS, T2HS, T3HS durch die weiteren Treiber 4' angesteuert, wobei diese nicht aus dem Zwischenkreisenergiespeicher gespeist werden. Die Erfindung ist hierauf nicht beschränkt. Die weiteren Treiber 4' können ebenfalls wie der Treiber 4 aus dem Zwischenkreisenergiespeicher 2 gespeist/versorgt werden und bevorzugt identisch wie der Treiber 4 aufgebaut sein, wobei das Steuergerät 7 auch diese weiteren Treiber 4' dann zur erfindungsgemäßen Entladung ansteuern kann.
Alternativ zu der erläuterten Treiberhalbbrücke können die entsprechenden Schalter S1 und S2 auch als Stromquelle ausgeführt werden. Wie bei dem erläuterten, gepulsten Kurzschluss kann in dieser Ausführung ein gewünschter begrenzter Entladestrom eingestellt werden.In the arrangement shown, the high-side inverter switches T1HS, T2HS, T3HS are controlled by the additional drivers 4', which are not supplied from the DC link energy storage. The invention is not limited to this. The additional drivers 4' can also be supplied from the DC link energy storage 2, like driver 4, and preferably be constructed identically to driver 4, with the control unit 7 then also being able to control these additional drivers 4' for discharge according to the invention.
As an alternative to the described driver half-bridge, the corresponding switches S1 and S2 can also be implemented as a current source. As with the described pulsed short circuit, a desired limited discharge current can be set in this configuration.
Claims (9)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102024206096.8A DE102024206096A1 (en) | 2024-06-28 | 2024-06-28 | Method for controlling an inverter and electronic control unit for carrying out the method |
| PCT/EP2025/067944 WO2026003094A1 (en) | 2024-06-28 | 2025-06-25 | Method for actuating an inverter and electronic control unit for carrying out the method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102024206096.8A DE102024206096A1 (en) | 2024-06-28 | 2024-06-28 | Method for controlling an inverter and electronic control unit for carrying out the method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102024206096A1 true DE102024206096A1 (en) | 2025-12-31 |
Family
ID=96388690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102024206096.8A Pending DE102024206096A1 (en) | 2024-06-28 | 2024-06-28 | Method for controlling an inverter and electronic control unit for carrying out the method |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102024206096A1 (en) |
| WO (1) | WO2026003094A1 (en) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009232620A (en) | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Power converting device |
| DE102014202717B3 (en) | 2014-02-14 | 2015-06-11 | Robert Bosch Gmbh | System for determining the capacitance of a DC link capacitor and method for driving an inverter |
| DE102015217175A1 (en) | 2015-09-09 | 2017-03-09 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Control circuit for an inverter of a vehicle |
| DE102017102743A1 (en) | 2017-02-13 | 2018-08-16 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Drive unit with power electronics with integrated DC link discharge and method for their operation |
| DE102015110285B4 (en) | 2015-06-26 | 2019-06-27 | Halla Visteon Climate Control Corporation | Arrangement and method for discharging a high-voltage circuit of an inverter |
| DE102018202661A1 (en) | 2018-02-22 | 2019-08-22 | Zf Friedrichshafen Ag | Method and device for discharging a DC link capacitor |
| DE102021129145A1 (en) | 2021-11-09 | 2023-05-11 | Audi Aktiengesellschaft | Method for actively discharging an electrical energy store, control device, electrical circuit device and motor vehicle |
| DE102022109285A1 (en) | 2022-04-14 | 2023-10-19 | Audi Aktiengesellschaft | Electrical circuit arrangement, electric drive device, motor vehicle and method for operating an electrical circuit arrangement |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5567381B2 (en) * | 2010-04-27 | 2014-08-06 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Power converter |
| DE102018217577A1 (en) * | 2018-10-15 | 2020-04-16 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Inverter and method for discharging an intermediate circuit, electrical system with an inverter |
| DE102019206785B3 (en) * | 2019-05-10 | 2020-10-22 | Vitesco Technologies Germany Gmbh | Method and control circuit for operating a semiconductor switch of a half bridge |
| JP2022126599A (en) * | 2021-02-18 | 2022-08-30 | パワー・インテグレーションズ・インコーポレーテッド | Active discharge of electric drive system |
-
2024
- 2024-06-28 DE DE102024206096.8A patent/DE102024206096A1/en active Pending
-
2025
- 2025-06-25 WO PCT/EP2025/067944 patent/WO2026003094A1/en active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009232620A (en) | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Power converting device |
| DE102014202717B3 (en) | 2014-02-14 | 2015-06-11 | Robert Bosch Gmbh | System for determining the capacitance of a DC link capacitor and method for driving an inverter |
| DE102015110285B4 (en) | 2015-06-26 | 2019-06-27 | Halla Visteon Climate Control Corporation | Arrangement and method for discharging a high-voltage circuit of an inverter |
| DE102015217175A1 (en) | 2015-09-09 | 2017-03-09 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Control circuit for an inverter of a vehicle |
| DE102017102743A1 (en) | 2017-02-13 | 2018-08-16 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Drive unit with power electronics with integrated DC link discharge and method for their operation |
| DE102018202661A1 (en) | 2018-02-22 | 2019-08-22 | Zf Friedrichshafen Ag | Method and device for discharging a DC link capacitor |
| DE102021129145A1 (en) | 2021-11-09 | 2023-05-11 | Audi Aktiengesellschaft | Method for actively discharging an electrical energy store, control device, electrical circuit device and motor vehicle |
| DE102022109285A1 (en) | 2022-04-14 | 2023-10-19 | Audi Aktiengesellschaft | Electrical circuit arrangement, electric drive device, motor vehicle and method for operating an electrical circuit arrangement |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2026003094A1 (en) | 2026-01-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102009033185B4 (en) | Charging system and charging method for charging a battery of a vehicle and vehicle with such a charging system | |
| DE102019216568B3 (en) | Discharge device for an electric drive arrangement of a vehicle and electric drive arrangement with the discharge device | |
| WO2020120446A1 (en) | Circuit assembly for a motor vehicle, in particular for a hybrid or electric vehicle | |
| DE112011101656T5 (en) | Discharge control device of a conversion system of an electric power | |
| DE112017000286T5 (en) | A power conversion | |
| EP3718201B1 (en) | Power converter component and semiconductor module of such a power converter component | |
| DE102018202661A1 (en) | Method and device for discharging a DC link capacitor | |
| DE102005016177B4 (en) | Circuit arrangement and associated driving method for an electric or hybrid vehicle with two DC sources | |
| DE102014200311A1 (en) | Method for Schellentladen a DC link of a semiconductor bridge circuit | |
| WO2017041956A1 (en) | Low-voltage discharge and actuation circuit for the traction converter of a vehicle | |
| DE102018009840A1 (en) | Circuit arrangement for a motor vehicle, in particular for a hybrid or electric vehicle | |
| EP4377134A1 (en) | Electrical drive system for a vehicle, vehicle having a corresponding electrical drive system, and method for operating a corresponding electrical drive system | |
| DE102023107965A1 (en) | Power conversion system | |
| DE112011101621T5 (en) | power converter | |
| DE102024206096A1 (en) | Method for controlling an inverter and electronic control unit for carrying out the method | |
| DE102021003882A1 (en) | Electric drive system for a vehicle, as well as a method for operating an electric drive system | |
| EP2648328B1 (en) | Protection of a power converter with link circuit against damages caused by the countervoltage of a synchronous machine | |
| DE102021100303B3 (en) | System for driving a motor vehicle | |
| DE102017212829A1 (en) | Inverter-charger circuit topology with at least two B6 bridges connected in parallel | |
| DE102019219456A1 (en) | Power charging circuit, vehicle electrical system and method for operating a power charging circuit | |
| EP1603768B1 (en) | Hybrid driving system and a method for adjusting said hybrid driving system | |
| DE102021103023A1 (en) | Inverter device and electric drive arrangement | |
| DE102021213459B3 (en) | Switching device and method for charging an electrical energy store and electric vehicle | |
| DE102024000328B3 (en) | Electric drive system and charging method | |
| DE102022201511B4 (en) | Method for controlling power semiconductors of an inverter, computer program, device for data processing, inverter, electric drive and vehicle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: VITESCO TECHNOLOGIES GERMANY GMBH, 93055 REGENSBURG, DE |
|
| R016 | Response to examination communication |