[发明专利]用于电动车辆的换流器及其运行方法

说明书

一种换流器（1），该换流器（1）可连接或连接到电动车辆或混合动力车辆的电动机（7），其包括中间回路电容（2）、断路开关（3）、分别与所述电动机（7）的相(4，5，6)关联的输出端以及控制装置（17），该控制装置基于控制信号，触发所述中间回路电容（2）的放电过程，其中，所述控制装置（17）在所述放电过程中，通过将交流电输出到所述输出端的方式，来控制所述断路开关（3）。此外，本发明还涉及包括上述换流器（1）的车辆和用于所述换流器（1）的运行方法。

技术领域

本发明涉及一种换流器，该换流器可连接或连接到到电动车辆或混合动力车辆的电动机，换流器包括中间回路电容、断路开关和分别与电动机的相关联的输出端，该换流器还包括控制装置，该控制装置构造成基于控制信号触发中间回路电容的放电过程。

背景技术

文献DE102008061585A1公开了一种换流器，该换流器通过可变三相电网来调节和控制三相电动机。在该文献中，中间回路电容可在高电压时存储相当大的能量。出于安全考虑，为中间回路电容设置放电装置，该放电装置用于在车辆的运行时间之外、或存在已识别的将要发生的或正在发生的事故时使中间回路电容放电。例如，这种放电可通过高欧姆电阻进行。为了缩短放电时间，在文献DE102008061585A1中提出，将存储的电能转变成热能。

文献DE102016008057A1提出了一种带有放电电路的电能存储器。这种电能存储器也被称为高压电池，其被用作牵引电池。在一些情形中，尤其是事故之后或保养机动车的电系统的过程中，必须确保不存在可被人员接触的危险电位。为了在这些情形中使得将存储在中间回路电容中的能量放电成为可能，该文献提出，将电能存储器与放电电路连接，以用于消耗可由控制单元控制的电能。

这些传统的装置具有以下缺点：需要附加的放电电路，由于换流器的壳体中可利用的空间有限，很难将该放电电路集成在换流器的壳体中。此外，单独的放电电路也导致了较高的成本。而如果电能通过电阻转变成热能，大多数情况下，还需要采用特别措施将产生的热量导出或分散。

发明内容

本发明的目的在于提供一种换流器，其使得存储在中间回路电容中的电能的放电变得更加容易。

为了达到这一目的，为一开始所提及类型的换流器设计了控制装置，所述控制装置构造成，在放电过程中通过以下方式控制断路开关，即，使得交流电在输出端输出。

本发明基于这样的认识：通过对连接到所述换流器处的电动机通电，使得电动机产生并输出交流电，可实现中间回路电容的简单的放电。与此同时，在换流器中因断路开关和电动机而产生了电损失，该电损失引起中间回路电容的期望放电。

本发明的换流器具有以下优点：不需要单独或附加的放电电路。

对于本发明的换流器而言，优选的是，所述控制装置构造成，通过以下方式控制所述断路开关，即，使所述断路开关输出交流电，用于使所述中间回路电容放电，从而交替地产生作用于所述电动机的马达轴的正、负转矩。在此，重要的是，正、负转矩的总和或平均转矩等于0。相应地，在电动机的输出端处，即在电动机的马达轴处，没有因马达轴的惯性而引起的有效转矩起作用。在该电动机驱动电动车辆或混合动力车辆时，这是尤其重要的，因为这种转矩会造成不希望的车辆运动。但是，这个问题可以通过交替地将正、负转矩加载给所述电动机而得以避免。

尤其有利地，对于本发明的换流器而言，所述控制装置构造成，快速地在正、负转矩之间往复切换，使得在所述马达轴处不产生有效的转矩。切换操作的速度或频率按以下因素确定，即，不会因与马达轴连接的转子的惯性而出现有效转矩。换句话说，所述电动机被通电后，在非常短的时间间隔内先在一个旋转方向上被驱动，接着在相反的旋转方向上被驱动，驱动方向交替变化，导致两个转矩中没有任何一个起作用。通过这种方式，在中间回路电容中存在的能量可以被有效、快速地降低。