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WO2012025267A2 - Antriebssystem für ein batteriebetriebenes fahrzeug - Google Patents

Antriebssystem für ein batteriebetriebenes fahrzeug Download PDF

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WO2012025267A2
WO2012025267A2 PCT/EP2011/058180 EP2011058180W WO2012025267A2 WO 2012025267 A2 WO2012025267 A2 WO 2012025267A2 EP 2011058180 W EP2011058180 W EP 2011058180W WO 2012025267 A2 WO2012025267 A2 WO 2012025267A2
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
drive system
battery
self
power converter
motor
Prior art date
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Application number
PCT/EP2011/058180
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English (en)
French (fr)
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WO2012025267A3 (de
Inventor
Hans-Georg KÖPKEN
Stefan VÖLKEL
Benno Weis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of WO2012025267A2 publication Critical patent/WO2012025267A2/de
Publication of WO2012025267A3 publication Critical patent/WO2012025267A3/de
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Definitions

  • the invention relates to a drive system for a battery powered vehicle.
  • This known drive system of an electric vehicle has a self-commutated power converter, in particular an IGBT pulse power converter, a three-phase electric motor, a battery, a plurality
  • the motor can be connected to the AC-side terminals of the IGBT power converter by means of three switches.
  • the IGBT pulse-controlled converter On the DC voltage side, the IGBT pulse-controlled converter has a DC link capacitor, which can be switched electrically parallel to the battery by means of two further switches. When driving, these switches are closed, so that the battery is the DC voltage supply of the IGBT pulse converter, which generates a multiphase AC voltage system of variable amplitude and frequency.
  • the invention disclosed in this EP patent is based on the finding that the IGBT pulse converter and an on-board charger of an electric vehicle can never be in operation at the same time. By means of the on-board charger, the battery of the electric vehicle is charged from a supply network when parking.
  • this An ⁇ drive system is designed such that two bridge branches of the IGBT pulse converter, a four-quadrant, which serves as a grid-friendly feed for the DC link capacitor, and the third bridge branch of this IGBT pulse current ⁇ richters be used as a charging chopper for the battery.
  • a terminal of this battery is disconnected from the voltage intermediate circuit and with means of a further switch linked to an AC-side terminal of a bridge branch of the IGBT pulse converter.
  • the voltage at the DC link capacitor is always greater than the peak value of the voltage of the supply network.
  • the battery is charged from this DC link capacitor by means of the charging chopper.
  • a battery-powered vehicle in addition to a traction motor and a traction converter in addition to a charger.
  • Such charger has also a transformer next to a power ⁇ rectifier circuit and a power factor control.
  • a battery voltage is adapted to a mains voltage.
  • Disadvantage of such a charger is that the ⁇ ses costs, additional weight and space required. Any additional weight of a battery-powered vehicle reduces its range.
  • the advantage of a separate charger ⁇ device with transformer is that the battery and the feeding mains are separated in terms of potential, whereby Feh ⁇ lerströme be prevented, and that a battery with a battery voltage greater than a peak value of a mains voltage of a feeding network can be used.
  • the invention is based on the object, a drive ⁇ system for a battery-powered vehicle wonzu ⁇ form that no separate charger is needed more that a battery with a freely selectable battery voltage can be used, and that the battery from the feeding network is galvanically isolated.
  • the drive motor is an electric motor
  • Schleifringtellrs with connections of the drive system to which a supply network is connected can be used, the traction motor with slip ring rotor on the one hand as traction motor and on the other hand as a transformer for voltage adjustment and galvanic isolation when charging from a supply network.
  • the traction motor with slip ring rotor on the one hand as traction motor and on the other hand as a transformer for voltage adjustment and galvanic isolation when charging from a supply network.
  • several switches are provided between the terminals of the drive system and the slip ring rotor.
  • the overhead for slip rings and a rotor winding is small compared to saved components such as transformers and charging electronics. Compared to a permanent magnet synchronous motor as traction motor can with a traction motor with
  • switches are arranged in the rotor circuit of the drive motor, these lead during a charging operation usually a small line current and while driving only the excitation current of the drive motor with slip ring rotor. Since these switches are not arranged in a drive circuit in which very high currents flow, they also do not have to be designed for high currents.
  • the connections of the slip ring rotor by means of two switches whschong ⁇ bar.
  • the traction motor with slip ring rotor is used as an asynchronous motor with squirrel-cage rotor.
  • This advantageous drive system for a battery-powered ⁇ nes vehicle comprises a self-commutated converter 2, a battery 4, a DC excitation device 6 and a traction motor 8 with slip ring rotor 10.
  • a self-commutated power converter 2 a six-pole power converter is provided, which can be switched off as a power converter valves semiconductor switches, in particular insulated gate bipolar transistors (IGBT). For this reason, this self-commutated power converter 2 is also referred to as IGBT pulse power converter.
  • this self-commutated converter 2 On the DC voltage side, this self-commutated converter 2 has a backup capacitor 12.
  • Commercially available so-called power modules (PM) exhibit Such a backup capacitor 12 on the DC side.
  • the traction motor 8 with slip ring rotor 10 has a stator stator side 14 on the stator side, which forms a neutral point on the one hand, and on the other hand with terminals 16, 18 and 20 of the drive motor 8 are connected.
  • the slip ring rotor 10 also has a polyphase winding 22, which also egg ⁇ neterrorism forms a star point and on the other hand connected to terminals 24, 26 and 28 of the slip ring rotor 10.
  • the stator-side terminals 16, 18 and 20 are each electrically connected to AC side terminals U, V and W of the self-commutated power converter 2.
  • a switch 30, 32 and 34 is connected.
  • This DC excitation device 6 has a turn-off semiconductor switch 40, in particular an insulated gate bipolar transistor, and a diode 42, which are electrically connected in series.
  • the connection point 44 of these two semiconductor elements forms an output terminal of this DC exciter device 6.
  • the negative pole of the battery 4 forms the second output terminal 46 of this DC exciter device 6.
  • the output terminal 44 of the DC excitation device 6 is electrically conductively connected to a first output of the changeover switch 30, whereas the output terminal 46 is respectively connected to a first output of the changeover switch 32 and 34.
  • Each second output 25, 27 and 29 of these switches 30, 32 and 34 are connected to a mains side terminal 48, 50 and 52 of the drive system.
  • a filter 54 in particular a high-frequency filter, is connected between the line-side terminals 48, 50 and 52 of the drive system and the second outputs of the switches 30, 32 and 34, in order to dampen the network perturbations.
  • two switches 56 and 58 are also arranged, with which the rotor-side terminals 24, 26 and 26, 28 can be connected to one another in an electrically conductive manner.
  • the polyphase rotor winding 22 is connected on the connection side to a neutral point.
  • an externally excited synchronous machine becomes an asynchronous machine with a short-circuit rotor.
  • the switches 30, 32 and 34 are each shown in a neutral position.
  • the switches 30, 32 and 34 connect the terminals 24, 26 and 28 of the slip ring rotor 10 of the traction motor 8 by means of the filter 54 with the line-side terminals 48, 50 and 52 of the drive system, to which a supply network 60 is connected.
  • the traction motor 8 is used with slip-ring rotor 10 as a transformer, the AC-side terminals U, V, W of the self-commutated power converter 2 from the network-side terminals 48, 50 and 52 of the drive system and thus from the power supply 60 potential separation.
  • the self-commutated power converter 2 is operated during the charging operation as a grid-friendly rectifier, which regulates a charging current of the battery 4.
  • the switches When driving, the switches connect 30, 32 and 34, the terminals 24, 26 and 28 of the slip ring rotor 10 of the Fahrmo- sector 8 with the two terminals 44 and 46 of the DC exciter 6. It connects the switch 30, the rotor-side terminal 24 to the output Terminal 44 of the DC excitation device 6, whereas the switch 32nd and 34 connect the two rotor side terminals 26 and 28 to the second output terminal 46 of the DC excitation device 6. That is, when driving the Bat ⁇ terie 4 on the one hand for the power supply of the traction motor 8 and on the other hand to the excitation supply to the winding 22 of the
  • Slip ring rotor 10 is used. By means of the two switches 56 and 58, the terminals 24, 26 and 28 of the slip-ring rotor 10 can be electrically conductively connected to one another, so that the traction motor 8 can then be operated as an asynchronous machine with a squirrel-cage rotor.
  • the switches 30, 32 and 34 usually result in only small line currents during a Ladebe ⁇ drive or only rotor currents during a driving operation. High currents in the driving circuit do not flow through these switches 30, 32 and 34, so that they are made very compact and take up little space.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Antriebssystem für ein batteriebetriebenes Fahrzeug mit einem selbstgeführten Stromrichter (2) und einer Batterie (4), die elektrisch parallel zu gleichspannungsseitigen Anschlüssen (36, 38) des selbstgeführten Stromrichters (2) geschaltet ist. Erfindungsgemäß weist dieses Antriebssystem einen Fahrmotor (8) mit Schleifringläufer (10) und mehrere Umschalter (30, 32, 34), wobei ein Eingangs-Anschluss (25, 27, 29) eines jeden Umschalters (30, 32, 34) mit einem Anschluss (24, 26, 28) des Schleifringläufers (10) des Fahrmotors (8) verknüpft ist, wobei jeder zweite Ausgangs-Anschluss der Umschalter (30, 32, 34) jeweils mit einem Anschluss (48, 50, 52) des Antriebssystems elektrisch leitend verbunden ist, und wobei wechselspannungsseitige Anschlüsse (U, V, W) des selbstgeführten Stromrichters (2) mit ständerseitigen Anschlüssen (16, 18, 20) des Fahrmotors (8) verknüpft sind. Somit erhält man ein Antriebssystem, das kein separates Ladegerät mehr aufweist, das eine Batterie (4) mit einer frei wählbaren Batteriespannung verwendet und das diese Batterie (4) vom speisenden Netz (60) galvanisch getrennt ist.

Description

Beschreibung
Antriebssystem für ein batteriebetriebenes Fahrzeug Die Erfindung bezieht sich auf ein Antriebssystem für ein batteriebetriebenes Fahrzeug.
Aus der EP 0 593 472 Bl ist ein Antriebssystem für ein batteriebetriebenes Fahrzeug bekannt. Dieses bekannte Antriebssys- tem eines Elektrofahrzeugs weist einen selbstgeführten Stromrichter, insbesondere einen IGBT-Pulsstromrichter, einen dreiphasigen elektrischen Motor, eine Batterie, mehrere
Schalter und eine eine Betriebssteuereinrichtung aufweisende Steuereinrichtung auf. Mit den wechselspannungsseitigen An- Schlüssen des IGBT-Stromrichters ist der Motor anschlusssei- tig mittels dreier Schalter verbindbar. Gleichspannungsseitig weist der IGBT-Pulsstromrichter einen Zwischenkreis-Kondensator auf, der mittels zweier weiterer Schalter elektrisch parallel zur Batterie schaltbar ist. Im Fahrbetrieb sind die- se Schalter geschlossen, so dass die Batterie die Gleichspannungsversorgung des IGBT-Pulsstromrichters ist, der daraus ein mehrphasiges Wechselspannungssystem variabler Amplitude und Frequenz generiert. Der in dieser EP-Patentschrift offenbarten Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der IGBT-Pulsstromrichter und ein Bordladegerät eines Elektrofahrzeugs niemals gleichzeitig in Betrieb sein können. Mittels des Bordladegeräts wird beim Parken die Batterie des Elektrofahrzeugs aus einem Versor- gungsnetz geladen. Während des Parkens ist der IGBT-Puls¬ stromrichter ausgeschaltet. Aus diesem Grund ist dieses An¬ triebssystem derart ausgestaltet, dass zwei Brückenzweige des IGBT-Pulsstromrichters einen Vierquadrantensteller, der als netzfreundliche Einspeisung für den Zwischenkreis-Kondensator dient, und der dritte Brückenzweig dieses IGBT-Pulsstrom¬ richters als Ladechopper für die Batterie verwendet werden. Dazu wird ein Anschluss dieser Batterie vom Spannungszwi¬ schenkreis getrennt und mittels eines weiteren Schalters mit einem wechselspannungsseitigen Anschluss eines Brückenzweigs des IGBT-Pulsstromrichters verknüpft. Mittels des Vierquad- rantenstellers , der als Hochsetzsteller betrieben wird, wird weitgehend ein sinusförmiger oberschwingungsarmer Strom mit einem Leistungsfaktor gleich Eins aus einem angeschlossenen Versorgungsnetz entnommen. Dadurch ist die Spannung am Zwischenkreis-Kondensator immer größer als der Scheitelwert der Spannung des Versorgungsnetzes. Aus diesem Zwischenkreis- Kondensator wird mittels des Ladechoppers die Batterie gela- den. Der Vorteil dieses Antriebssystems besteht darin, dass kein separates Bordladegerät mehr benötigt wird, wodurch Platz und Gewicht eingespart werden.
Bei dieser bekannten Vorrichtung zum Betrieb eines Wechsel- richters eines Drehstromantriebs eines Elektroautos als Bord¬ ladegerät muss die Amplitude der Batteriespannung kleiner sein als eine gleichgerichtete Netzspannung, die am Stützkondensator des selbstgeführten Stromrichters (Wechselrichter) abfällt. Eine Batterie mit einer Spannungsamplitude größer einer gleichgerichteten Netzspannung bzw. größer einem Scheitelwert einer Netzspannung kann bei dieser bekannten Vorrichtung nicht verwendet werden.
Üblicherweise weist ein batteriebetriebenes Fahrzeug neben einem Fahrmotor und einem Fahrstromrichter zusätzlich ein Ladegerät auf. Ein solches Ladegerät weist neben einer Strom¬ richterschaltung und einer Leistungsfaktor-Steuerung auch noch einen Transformator auf. Mittels dieses Transformators wird eine Batteriespannung an eine Netzspannung angepasst. Nachteil eines derartigen Ladegeräts besteht darin, dass die¬ ses Kosten, zusätzliches Gewicht und Platzbedarf verursacht. Jedes zusätzliche Gewicht eines batteriebetriebenen Fahrzeugs reduziert seine Reichweite. Der Vorteil eines separaten Lade¬ geräts mit Transformator besteht darin, dass die Batterie und das speisende Netz potentialmäßig getrennt sind, wodurch Feh¬ lerströme unterbunden werden, und dass auch eine Batterie mit einer Batteriespannung größer einem Scheitelwert einer Netzspannung eines speisenden Netzes verwendet werden kann. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Antriebs¬ system für ein batteriebetriebenes Fahrzeug derart weiterzu¬ bilden, das kein separates Ladegerät mehr benötigt wird, dass eine Batterie mit einer frei wählbaren Batteriespannung ver- wendet werden kann, und dass die Batterie vom speisenden Netz galvanisch getrennt ist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfin¬ dungsmäßig gelöst.
Dadurch, dass als Fahrmotor ein elektrischer Motor mit
Schleifringläufer verwendet wird, dessen Anschlüsse des
Schleifringläufers mit Anschlüssen des Antriebssystems, an denen ein Versorgungsnetz anschließbar ist, verbunden werden können, kann der Fahrmotor mit Schleifringläufer einerseits als Fahrmotor und andererseits als Transformator zur Spannungsanpassung und zur galvanischen Trennung beim Laden aus einem Versorgungsnetz verwendet werden. Dazu sind zwischen den Anschlüssen des Antriebssystems und dem Schleifringläufer mehrere Umschalter vorgesehen.
Der Mehraufwand für Schleifringe und einer Rotorwicklung ist klein gegenüber eingesparten Komponenten wie Transformator und eine Ladeelektronik. Gegenüber einem permanenterregten Synchronmotor als Fahrmotor kann bei einem Fahrmotor mit
Schleifringläufer der magnetische Fluss in der Maschine bei hoher Drehzahl einfach reduziert werden, wodurch sich der Wirkungsgrad wesentlich verbessert. Die Permanentmagnete, die bei permanenterregten Synchronmotoren verwendet werden, sind nur begrenzt verfügbar und dementsprechend teuer.
Gegenüber der Verwendung eines zusätzlichen Ladegeräts mit Transformator werden beim erfindungsgemäßen Antriebssystem Kosten, Gewicht und Platz eingespart, wodurch sich die Reich- weite eines batteriebetriebenen Fahrzeugs mit dem erfindungs¬ gemäßen Antriebssystem erhöht. Gegenüber einer Lösung ohne Transformator ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung eine freie Wahl der Batteriespannung und eine Potentialtrennung zur Vermeidung von Fehlerströmen. Außerdem muss der selbstgeführte Stromrichter des erfindungs¬ gemäßen Antriebssystems nur auf die Batteriespannung und nicht mehr auf eine Netzspannung ausgelegt werden.
Da die Umschalter im Läuferkreis des Fahrmotors angeordnet sind, führen diese während eines Ladebetriebs in der Regel einen kleinen Netzstrom und während des Fahrbetriebs nur den Erregerstrom des Fahrmotors mit Schleifringläufer . Da diese Umschalter nicht in einem Fahrstromkreis angeordnet sind, in dem sehr hohe Ströme fließen, müssen diese auch nicht für ho- he Ströme ausgelegt sein.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Anschlüsse des Schleifringläufers mittels zweier Schalter kurzschlie߬ bar. Dadurch wird der Fahrmotor mit Schleifringläufer als Asynchronmotor mit Kurzschlussläufer verwendet.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der ein vorteilhaftes Antriebssystem für ein batteriebetriebenes Fahrzeug nach der Erfindung schema- tisch veranschaulicht ist.
Dieses vorteilhafte Antriebssystem für ein batteriebetriebe¬ nes Fahrzeug nach der Erfindung weist einen selbstgeführten Stromrichter 2, eine Batterie 4, eine Gleichstrom-Erreger- einrichtung 6 und einen Fahrmotor 8 mit Schleifringläufer 10 auf. Als selbstgeführten Stromrichter 2 ist ein sechspoliger Stromrichter vorgesehen, der als Stromrichterventile abschaltbare Halbleiterschalter, insbesondere Insulated-Gate- Bipolar-Transistoren (IGBT), aufweist. Aus diesem Grund wird dieser selbstgeführte Stromrichter 2 auch als IGBT-Pulsstrom- richter bezeichnet. Gleichspannungsseitig weist dieser selbstgeführte Stromrichter 2 einen Stützkondensator 12 auf. Im Handel erhältliche so genannte Power-Module (PM) weisen einen derartigen Stützkondensator 12 gleichspannungsseitig auf .
Der Fahrmotor 8 mit Schleifringläufer 10 weist ständerseitig eine Ständerwicklung 14 auf, die einerseits einen Sternpunkt bildet, und andererseits mit Anschlüssen 16, 18 und 20 des Fahrmotors 8 verbunden sind. Der Schleifringläufer 10 weist ebenfalls eine mehrphasige Wicklung 22 auf, die ebenfalls ei¬ nerseits einen Sternpunkt bildet und andererseits mit An- Schlüssen 24, 26 und 28 des Schleifringläufers 10 verbunden sind. Die ständerseitigen Anschlüsse 16, 18 und 20 sind mit wechselspannungsseitigen Anschlüssen U, V und W des selbstgeführten Stromrichters 2 jeweils elektrisch leitend verbunden. An jedem Anschluss 24, 26 und 28 des Schleifringläufers 10, die auch als läuferseitige Anschlüsse 24, 26 und 28 bezeich¬ net werden, ist ein Umschalter 30, 32 bzw. 34 angeschlossen.
Elektrisch parallel zum Stützkondensator 12 und damit zu gleichspannungsseitigen Anschlüssen 36 und 38 des selbstge- führten Stromrichters 2, insbesondere Power-Modul, ist eine
Batterie 4 geschaltet. Elektrisch parallel zu dieser Batterie 4 ist die Gleichstrom-Erregereinrichtung 6 geschaltet. Diese Gleichstrom-Erregereinrichtung 6 weist einen abschaltbaren Halbleiterschalter 40, insbesondere ein Insulated-Gate-Bipo- lar-Transistor, und eine Diode 42 auf, die elektrisch in Reihe geschaltet sind. Der Verbindungspunkt 44 dieser beiden Halbleiterelemente bildet einen Ausgangs-Anschluss dieser Gleichstrom-Erregereinrichtung 6. Der Minuspol der Batterie 4 bildet den zweiten Ausgangs-Anschluss 46 dieser Gleichstrom- Erregereinrichtung 6.
Der Ausgangs-Anschluss 44 der Gleichstrom-Erregereinrichtung 6 ist mit einem ersten Ausgang des Umschalters 30 elektrisch leitend verbunden, wogegen der Ausgangs-Anschluss 46 jeweils mit einem ersten Ausgang des Umschalters 32 und 34 verknüpft ist. Jeder zweite Ausgang 25, 27 und 29 dieser Umschalter 30, 32 und 34 sind mit einem netzseitigen Anschluss 48, 50 und 52 des Antriebssystems verbunden. Bei der dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystems sind zwischen den netzseitigen Anschlüssen 48, 50 und 52 des Antriebssystems und den zweiten Ausgängen der Umschalter 30, 32 und 34 ein Filter 54, insbesondere ein Hochfrequenzfilter, geschaltet, um die Netzrückwirkungen zu dämpfen. In dieser Ausführungsform sind außerdem noch zwei Schalter 56 und 58, insbesondere Kurzschließer, angeordnet, mit denen die läuferseitigen Anschlüsse 24, 26 und 26, 28 miteinander elektrisch leitend verbunden werden können. Dadurch ist die mehrphasige Läuferwicklung 22 anschlussseitig zu einem Sternpunkt verbunden. Somit wird aus einer fremderregten Synchronmaschine eine Asynchronmaschine mit Kurz- schlussläufer .
In der Darstellung des Antriebssystems für ein batteriebe¬ triebenes Fahrzeug nach der Erfindung sind die Umschalter 30, 32 und 34 jeweils in einer neutralen Stellung dargestellt. Während eines Ladebetriebs verbinden die Umschalter 30, 32 und 34 die Anschlüsse 24, 26 und 28 des Schleifringläufers 10 des Fahrmotors 8 mittels des Filters 54 mit den netzseitigen Anschlüssen 48, 50 und 52 des Antriebssystems, an denen ein Versorgungsnetz 60 angeschlossen ist. Während des Ladebetriebs wird der Fahrmotor 8 mit Schleifringläufer 10 als Transformator verwendet, der die wechselspannungsseitigen Anschlüsse U, V, W des selbstgeführten Stromrichters 2 von den netzseitigen Anschlüssen 48, 50 und 52 des Antriebssystems und damit vom Versorgungsnetz 60 potentialmäßig trennen. Der selbstgeführten Stromrichter 2 wird während des Ladebetriebs als netzfreundlicher Gleichrichter betrieben, der einen Ladestrom der Batterie 4 regelt.
Im Fahrbetrieb verbinden die Umschalter 30, 32 und 34 die Anschlüsse 24, 26 und 28 des Schleifringläufers 10 des Fahrmo- tors 8 mit den beiden Anschlüssen 44 und 46 der Gleichstrom- Erregereinrichtung 6. Dabei verbindet der Umschalter 30 den läuferseitigen Anschluss 24 mit dem Ausgangs-Anschluss 44 der Gleichstrom-Erregereinrichtung 6, wogegen die Umschalter 32 und 34 die beiden lauferseitigen Anschlüsse 26 und 28 mit dem zweiten Ausgangs-Anschluss 46 der Gleichstrom-Erregereinrichtung 6 verbinden. Das heißt, dass im Fahrbetrieb die Bat¬ terie 4 einerseits zur Stromversorgung des Fahrmotors 8 und andererseits zur Erregerversorgung der Wicklung 22 des
Schleifringläufers 10 verwendet wird. Mittels der beiden Schalter 56 und 58 können die Anschlüsse 24, 26 und 28 des Schleifringläufers 10 miteinander elektrisch leitend verbunden werden, so dass der Fahrmotor 8 dann als Asynchronmaschi- ne mit Kurzschlussläufer betrieben werden kann.
Bei dieser Antriebstopologie führen die Umschalter 30, 32 und 34 in der Regel nur kleine Netzströme während eines Ladebe¬ triebs bzw. nur Rotorströme während eines Fahrbetriebs. Hohe Ströme im Fahrstromkreis fließen nicht über diese Umschalter 30, 32 und 34, so dass diese sehr kompakt ausgeführt sind und kaum Platz beanspruchen.

Claims

Patentansprüche
1. Antriebssystem für ein batteriebetriebenes Fahrzeug mit einem selbstgeführten Stromrichter (2) und mit einer Batterie (4), die elektrisch parallel zu gleichspannungsseitigen Anschlüssen (36,38) des selbstgeführten Stromrichters (2) geschaltet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Fahrmotor (8) mit Schleifringläufer (10) und mehrere Umschalter (30,32,34) vorgesehen sind, wobei ein Eingangs- Anschluss (25,27,29) eines jeden Umschalters (30,32,34) mit einem Anschluss (24,26,28) des Schleifringläufers (10) des Fahrmotors (8) verknüpft ist, wobei jeder zweite Ausgangs- Anschluss (49,51,53) der Umschalter (30,32,34) jeweils mit einem Anschluss (48,50,52) des Antriebssystems elektrisch leitend verbunden ist, und wobei wechselspannungsseitige An¬ schlüssen (U,V,W) des selbstgeführten Stromrichters (2) mit ständerseitigen Anschlüssen (16, 18,20) des Fahrmotors (8) verknüpft sind.
2. Antriebssystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zwischen den netzseitigen Anschlüssen (48,50,52) des Antriebssystems und den zweiten Ausgangs-Anschlüssen (49,51,53) der Umschalter (30,32,34) ein Filter (54) geschaltet ist.
3. Antriebssystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Anschlüsse (24,26,28) des Schleifringläufers (10) des Fahrmotors (8) mittels zweier Schalter (56,58) miteinander verbindbar sind.
4. Antriebssystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als selbstgeführter Stromrichter (2) ein IGBT-Pulsstromrichter vorgesehen ist.
5. Antriebssystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass elektrisch parallel zu den gleichspannungsseitigen Anschlüssen (36,38) des selbstgeführ- ten Stromrichters (2) ein Stützkondensator (12) geschaltet ist .
6. Antriebssystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Fahrmotor (8) mit Schleif¬ ringläufer (10) ein Schleifringasynchronmotor vorgesehen ist.
7. Antriebssystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Fahrmotor (8) mit Schleif- ringläufer (10) ein fremderregter Synchronmotor vorgesehen ist .
8. Antriebssystem nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Gleichstrom-Erregerein- richtung (6) vorgesehen ist, die elektrisch parallel zur Batterie (4) geschaltet ist, deren beiden Ausgangs-Anschlüssen (44,46) jeweils mit einem ersten Ausgangs-Anschluss wenigs¬ tens eines Umschalters (30,32,34) verbunden sind,
9. Antriebssystem nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Gleichstrom-Erregereinrichtung (6) einen abschaltbaren Leistungshalbleiter (40) mit einer antiparallel geschalteten Diode und eine Diode (42) aufweist, die elektrisch in Reihe geschaltet sind.
10. Antriebssystem nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der IGBT-Pulsstromrichter dreiphasig ausgeführt ist.
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