[发明专利]针对电动运行的车辆的运行结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种针对电动运行的车辆的运行结构，具有：一个或多个电动机、用于供应电动机的蓄电池或电池以及与电动机连接的、用于以来自蓄电池的能量给电动机供电的变流器。

背景技术

电动运行的车辆如电动汽车通过一个或多个电动机代替常规的内燃机来驱动。不同于有轨车辆或无轨电车，一般情况下不能从输电线中获得电能，而是从储能器（蓄电池、电池）中提供电能。

另外，所述储能器是功率电子的运行结构的一部分，其在储能器和电动机之间具有至少一个变流器。该变流器从储能器的直流电压中产生通常的三相电压。相反的，该变流器大多也有能力将制动过程中积累的能量回馈给储能器，并为此进行整流。

有时必须要给所述储能器充电。对于将来的电动运行的车辆，为了给电动运行的车辆提供可接受的行程范围，储能器将变成能够容纳非常大量的能量。另一方面，为了能够在可接受的时间内将所述大量能量的充入储能器中，需要比现今私人家用输电线的功率更高的充电功率。为此，优选应用高功率的、可调节的、具有功率因数校正过滤器（Power Factor Control,PFC,功率因数控制器）的整流器。

为了给储能器充电，可以使用外部的、具有相应构造的充电设备。而且还公知，可以把被安置在车辆内的变流器作为充电设备使用。另外，该变流器通过适当的扼流圈与供电网相连。在此优选的是选择三相的接口，因为否则的话，可提取的功率要远远小得多，并且充电过程持续非常长。

使用外部的充电设备的缺点在于缺少灵活性。为了能够进行充电，电动运行的车辆必须持续地与充电设备连接。在车辆本身内部以具有PFC扼流圈的变流器形式安装充电设备的缺点在于，虽然该变流器能够很大程度地保持不变，但是由于高功率而必须安装大的并且重的扼流圈，而这使车辆变得更重。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种针对电动运行的车辆的运行结构，其避免了所述的缺点。在此，应当以不使用外部的充电设备为前提，即共同使用车辆本身的变流器。

该技术问题将通过一种具有权利要求1所述特征的、针对电动运行的车辆的运行结构得以解决。另一种解决方案在于，一种具有权利要求4所述特征的、针对电动运行的车辆的运行方法。从属权利要求涉及本发明的有利的构造。

按照本发明的针对电动运行的车辆的运行结构具有至少一个电动机、用于储存和提供电能的蓄电池以及至少一个与电动机连接的、用于以来自蓄电池的能量给电动机供电的变流器。

另外，包括了用于连接三相供电网与该运行结构的连接可能性，其中，所述连接可能性被构造为，对于用于给蓄电池充电的充电运行，供电网的至少两相能够通过电动机的分别至少一个绕组与变流器建立连接，其中，能够中断至星形汇接点的共同连接。另外，对于电动机运行，该电动机的对于各相位的绕组能够被共同连接成星形汇接点。

对于本发明，已知可以一起使用电动机的绕组用于功率因数的校正。由此可以节省额外的扼流圈，并因此节省了在电动运行的车辆内的重量和空间，这另一方面提高了行程范围。

在本发明的一个有利的构造和扩展中，连接可能性被设置为，在充电运行中通过所述连接可能性能够这样建立电机的绕组的连接，使得通过在充电运行中流过的电流，在电动机内不产生或仅产生非常小的转矩。由此制止了无意中的车辆的移动，并且不必为了防止移动而做特殊的设计。

另外，优选具有多极的电动机，该发动机的定子绕组包括多个部分绕组，对其选择了如下的设计：在电动机运行中，第一部分绕组与第一相对应，第二部分绕组与第二相对应并且第三部分绕组与第三相对应。另外，对所述连接可能性进行如下的设计：在充电运行中，第一部分绕组的一部分以及第二部分绕组的一部分能够与供电网的第一相连接，并且第一部分绕组的另一部分以及第二部分绕组的另一部分能够与供电网的第二相连接。

换句话说，为了充电运行，对三相中的两相的部分绕组的一部分分别进行交叉连接。在此，出于目的性地分别将部分绕组的一半相互连接。由此避免了形成旋转场，并且将产生的转矩降低到非常小的数值。

在按照本发明的针对电动运行车辆的运行方法下，借助于与该电动机相连的变流器，通过来自用于存储和输出电能的蓄电池的能量供应至少一个电动机。另外，在电动机运行中，电动机的对于各相的绕组被共同连接成星形汇接点，而在用于给蓄电池充电的充电运行中，要连接的供电网的至少两相通过电动机的分别至少一个绕组与变流器建立连接，其中，能够中断至星形汇接点的共同连接。在充电运行中，优选这样建立电动机的绕组的连接，使得通过在充电运行中流过的电流，在电动机内不产生或仅产生非常小的转矩。