[发明专利]电驱动系统和用于运行电车辆的电机的方法

说明书

本发明实现一种电驱动系统和一种用于运行电机的方法，其中在第一运行模式中在使用第一电压的情况下驱控电机。为了暂时的功率提高，还可以在第二运行模式中驱控电机，其中用于驱控的电压通过另一能量源来提高。

技术领域

本发明涉及一种电驱动系统、一种具有电驱动系统的机动车和一种用于运行电机的方法。

背景技术

为了在电动车辆、诸如电驱动的轿车中在同时高的最终速度的情况下实现良好的加速度，已知不同的方案。例如电机可以通过两档变速器与车轮耦合。此外还已知的是，在特别运动的和功率强劲的电动车辆中，相应大地确定电机的尺寸，以便即使在高转速的情况下还能够提供足够的转矩。

此外，DE 10 2011 056 012 A1描述了一种电动车辆的具有两个单独的电机的传动系，其中第一电机相较于第二电机针对较高的最大转矩、但是较低的最大转速来设计。

基于在电驱动系统的领域中的特别是针对电动车辆的越来越多的进一步研发，存在对成本适宜的、高效的、有助推能力的电驱动系统的需求。

发明内容

对此，根据第一方面，本发明实现一种电驱动系统，该电驱动系统具有：电能存储器，该电能存储器包括第一电能存储设备和第二电能存储设备；电机；和逆变器，该逆变器被设计用于，在第一运行模式下在使用由第一能量存储设备提供的第一电压的情况下驱控所述电机，并且在第二运行模式下在使用由第一能量存储设备和第二能量存储设备构成的串联电路所产生的第二电压的情况下驱控所述电机。

根据另一方面，本发明实现一种用于运行电机的方法，该方法具有以下步骤：提供电能存储器，该电能存储器包括第一电能存储设备和第二电能存储设备；在第一运行模式下在使用由第一能量存储设备提供的第一电压的情况下驱控所述电机；和在第二运行模式下在使用由第一能量存储设备和第二能量存储设备构成的串联电路所产生的第二电压的情况下驱控所述电机。

本发明的优点

本发明所基于的构思是，根据当前所需的功率需求以不同的电压驱控电驱动系统中的电机。在低的转速或小的功率需求的情况下，电机在此可以由合适的能量存储设备中的较低的电压来驱控。为了功率提高，特别是在高转速下，此外可以通过将该能量存储设备与另外的能量存储设备组合来提高用于驱控电机的电压。

通过该方式可以的是，即使在低的功率需求的情况下也在高效的工作点中驱控电机。因此，在低的功率需求的情况下实现很好的效率，该效率大于常规驱动系统在部分负载运行中的效率。

在更高的功率需求的情况下，例如针对在高转速下的强烈的加速度或针对在相对高的速度下驱动电动车辆，此外可以通过附加的能量存储设备提高用于驱控电机的电压。对此，例如多个能量存储设备串联，使得各个能量存储设备的端电压的和可供用于驱控电机。

因此，通过电驱动系统的根据本发明的驱控，一方面在少的功率需求的情况下实现高的效率，此外同时也为高功率和高转速提供足够的能量储备。该运行模式也被称为助推运行模式。在此仅需要常规驱动系统的相对少的修改。与常规的需要耗费的传动机构、附加的电机或类似的部件的解决方案不同，所述电驱动系统的成本、重量和体积下降。

根据一种实施方式，逆变器包括中性点钳位（NPC）逆变器。NPC逆变器相较于常规的B6桥允许在使用具有不变的耐压强度的开关元件的情况下输出电压的加倍。通过该方式可以的是，在运行模式中以相应高的电压驱控电机，而不必为此研发新的更耐压的开关元件。因此，具有足够的耐压强度的相应半导体开关元件、特别是MOSFET、IGBT、碳化硅（SiC）或氮化镓（GAN）开关元件已经市售可用。此外，NPC逆变器的使用也允许所需的无源器件由于较高的可能的开关频率而减少，而这不显著影响效率。此外，一个开关的失效不必然导致NPC逆变器的完全失效，由此也可以提高电驱动系统的可用性。