[发明专利]车辆侧充电电路和用于运行车辆侧变流器的方法

说明书

描述了一种用于带有电驱动装置的车辆的车辆侧充电电路（10）。该充电电路包括：交变电流端子（20）；受控的整流器（30），其与该交变电流端子（20）连接；带有至少一个绕组（50a‑c）的电机（40）；与该电机连接的变流器（60）；以及能量存储器端子（70）。所述电机（40）的至少一个绕组（50a‑c）串联地连接在整流器（30）和变流器（60）之间。在逆变器模式中，由能量存储器（90）对变流器（60）馈电，而在充电模式中，变流器（60）经由电机的至少一个串联连接的绕组（50a‑c）由外部能源（24）来馈电并且对电能量存储器（90）充电。

背景技术

带有电驱动装置的车辆具有电能量存储器、例如蓄电池，所述电能量存储器可以借助固定的供电网被充电。蓄电池为电驱动装置提供能量，所述电驱动装置在电动车辆中单独地以及在混合动力车辆中与内燃机组合地产生用于牵引车辆的能量。例如在并联式混合动力车辆中，内燃机产生动能，所述动能被传输到车辆的轮子上，而在串联式混合动力车辆中，内燃机通过电机产生电能，所述电能被电驱动装置所使用。此外，蓄电池还提供能量给辅助装备，所述辅助装备尤其是可以包括电机，也或者可以例如包括欧姆耗电器，如加热单元。

为了对车辆侧的电能量存储器充电，将该电能量存储器经由充电电路与固定的供电网连接。此外，描述了一种车辆侧充电电路，利用该充电电路可以执行充电过程。此外，还描述了一种方法和车辆侧电机的至少一个绕组的一种应用，利用所述至少一个绕组可以实现充电过程。

发明内容

利用独立权利要求的主题可以对车辆侧的电能量存储器充电。

规定：车辆侧电机的变流器一方面被用作逆变器，以便产生操控信号（尤其是操控电流，如三相电流信号），并且车辆侧电机的同一个变流器被用在充电电路中，在该充电电路中该电机的至少一个绕组被用作在直流/直流变换器情况下的暂存器（也即用作升压电感）。因此，该变流器被用于两个功能：一方面被用作逆变器（用于运行电机），以及另一方面被用作直流变换器（用于对电能量存储器充电）。电机的所述至少一个绕组也获得两个功能：一方面是用于控制或产生磁场以便能这样运行电机的传统功能（驱动装置或发电机），以及另一方面是作为在直流/直流变换器中的升压电感的功能。电机的至少一个绕组在此按照电感的作用方式将能量作为磁场来存储。所述能量作为电能被馈入到电机的至少一个绕组中并且作为电能又被该至少一个绕组输出。通过电机的至少一个绕组的该功能，能够借助交变电流端子馈入电能。在交变电流端子上被提供给车辆的交变电压首先在车辆侧被整流，然后被（优选平滑地）提供给所述至少一个绕组，所述至少一个绕组（在该功能中）作为DCDC变换器的电感工作。

电机和电机的变流器或逆变器的用于直流/直流变换的附加功能能够实现外部所需组件的特别简单的构造，所述外部所需组件是为连接到外部的或者固定的供电网上所需要的。

与常见的术语不同，应当被称为变流器的只是一组相关的开关元件，而为实现变流器功能、例如为实现直流/直流变换所需的能量存储器（如电容器或电感）被单独地列出。该差异是必须的，因为这里建议的装置和方法规定，作为独立组件来操控电机的逆变器的开关元件与电机的用作升压电感的至少一个绕组一同实现了直流/直流变换器（以便对电能量存储器进行充电）。

描述了用于带有电驱动装置的车辆的车辆侧充电电路。作为带有电驱动装置的车辆例如考虑纯电动车辆以及混合动力车辆，其中混合动力车辆除了电驱动装置之外例如还具有内燃机。该充电电路用于对车辆侧电能量存储器进行充电，该能量存储器可以是牵引电池或者车载电网电池，例如标称电压＞80伏特（典型地＞320伏特或者＞360V…400V）的高压牵引电池或者标称电压＜60伏特（典型地约12V、14V、24V、42V或者48V）的低压电池组。