用于运行车载电网的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于运行车载电网的方法和设备，该车载电网具有三相交流电机。
【背景技术】
[0002]现代车辆中的车载电网通常具有多个车载电源电压，诸如用于标准消耗器的、常规的12V电压和/或例如用于在内燃机启动时使电压干扰与其余车载电网脱离耦合的另一12V电压和/或例如用于功能如提高再生或者用来为大功率消耗器供电的较高电压。为此而使用两个或多个彼此脱离親合的分能量车载电网(Teilenergiebordnetz)，它们例如通过DC/DC-变换器耦联，以保证各分能量车载电网的平均的荷电状态。
[0003]DE 10 2005 044 341A1公开了一种发电机，该发电机包含有一个转子、一个定子、一个整流器和一个调节器。转子包含有一个激磁绕组。定子包含有第一和第二三相绕组，这些三相绕组中的每个对应于相应的相具有三个输出接头。整流器具有一种三层结构(第一和第二三相绕组的输出接头分开地与该三层结构连接)并且以这样的方式运行:通过对两个三相绕组的输出值的整流而输出不同的直流电压。
[0004]DE 10 2005 026 779A1公开了一种电驱动装置，其包括一个多相的电动机、多个电功率输出级以及与电功率输出级连接的用于控制和/或调节电动机的装置，其中存在至少两个用于控制和/或调节的装置，每个装置配置给至少一个功率输出级组。
[0005]US 6，617，820B2公开了一种用于借助分接出行走马达的第一绕组的电压而产生一个用于电动车辆或混合动力车辆的低辅助电压的方法，该行走马达具有第二绕组和整流器。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是，提供用于运行车载电网的方法和设备，该方法或该设备有助于在无电流親联(galvanische Kopplung)的情况下在第一与至少一个第二电气分能量车载电网之间实现能量传输。
[0007]此目的通过独立权利要求的特征得以实现。在从属权利要求中给予出了一些有益设计的特征。
[0008]本发明的特征一方面在于一种用于运行车载电网的方法以及另一方面在于一种用于运行车载电网的对应设备。所述车载电网具有一个三相交流电机，该三相交流电机具有一个定子和一个转子，其中，定子具有一个至少三相的第一绕组和至少一个至少三相的第二绕组，这些绕组相互感应耦合。另外，所述车载电网具有第一和至少一个第二电气分能量车载电网。另外，车载电网具有第一执行机构，该执行机构与第一绕组和第一电气分能量车载电网电连接。另外，所述车载电网具有至少一个第二执行机构，该执行机构与第二绕组和至少第二电气分能量车载电网电连接。为了在第一与至少第二电气分能量车载电网之间进行能量传输，操控第一执行机构，从而借助该第一执行机构在第一绕组上产生一个电压，借助该电压，在第二绕组内感应引起一个电压，由此使能量在第一与至少第二电气分能量车载电网之间传输。在此，在第一绕组内产生的电压为交流电压，该交流电压的电压向量(Spannungszeiger)如此地取向，即:在转子中，为了能量传输在第一绕组内产生的电压基本上不产生扭矩。
[0009]所述车载电网特别是尤其在车辆中的多电压车载电网。一个分能量车载电网可以具有一个或多个蓄能器和/或一个或多个能量源和/或一个或多个消耗器。在此，第一和第二分能量车载电网可以具有相同或不同类型的一个或多个蓄能器和/或消耗器和/或能量源。这样的蓄能器例如是铅蓄电池和/或锂离子蓄电池和/或双层电容器。这样的能量源例如是燃料电池。这样的消耗器例如可以是大功率的电动通风装置。
[0010]通过这种方式，无需分能量车载电网之间存在电流耦联，能量就可以从第一电气分能量车载电网传递到第二电气分能量车载电网中和/或其他的电气分能量车载电网中。另外也不需要附加的构件，因此能够实现一种非常有利的能量传递。
[0011]在此，在第一绕组内产生的电压为交流电压，该交流电压的电压向量如此地取向，即:在转子中，为了能量传输在第一绕组内产生的电压基本上不产生扭矩，特别是根本不产生扭矩。在此方面基本上意味着:如果马达处于停息状态中，则转子不实施大的运动，而最多仅仅实施小的旋转运动，诸如大约+/-30°。如果转子处于运动中，在此方面它意味着:通过在第一绕组内产生的电压，例如以转子旋转一圈观察，在转子中不产生扭矩或仅仅产生一个很小的扭矩，必要时作为对理论扭矩的补充，例如为额定扭矩的+/-5%。这样便可在转子停息时以及在转子旋转时实现能量传输。因此可以防止:例如，倘若三相交流电机与车辆的驱动装置联接，车辆在能量传输时非预期地运动。通过产生交流电压，可以附加地利用转子的惯性。例如以如下方式选择交流电压的频率，使得转子的惯性导致该转子通过能量传输基本上不产生扭矩，特别是根本不产生扭矩。
[0012]根据一种有益的设计，所产生的电压的电压向量如此地取向，使其基本上垂直于转子的磁激励的磁通密度。通过这种方式可以附加地将转子的取向有益地用于能量传递。
[0013]电压向量基本上沿循(尤其就是沿循着)的轴线也可以称为q_轴线。它描述了转子的要产生的扭矩。磁通密度的轴线也可以称为d-轴线。
[0014]根据一种有益的设计，所产生的电压的电压向量如此地取向，使其基本上平行于转子的磁激励的磁通密度。
[0015]所产生的电压的电压向量如此地取向，使其基本上平行布置，特别是平行于转子的磁激励的磁通密度，通过这种方式，可以附加地将转子的取向有益地用于能量传递。
[0016]根据一种有益的设计，第一执行机构具有一电路装置(电路布置)，其中，该电路装置分别具有至少三个并联的元件组。元件组分别具有至少两个串联的单独元件。单独元件分别具有一个开关元件和一个并联的二极管。第一绕组以如下方式与电路装置电连接:使该电路装置的各元件组分别在单独元件之间与第一绕组的一个相电连接。
[0017]由此可以通过简单的方式和通过经济的方式实现第一执行机构。
[0018]根据另一有益的设计，为了在第二与至少第一分能量车载电网之间进行能量传输，操控第二执行机构，从而借助该第二执行机构在第二绕组内产生一个电压，借助该电压在第一绕组内感应引起一个电压，由此使能量在第二与至少第一电气分能量车载电网之间传输。在此，在第二绕组内产生的电压为交流电压，该交流电压的电压向量如此地取向，即:在转子中，为了能量传输在第二绕组内产生的电压基本上不产生扭矩。
[0019]通过这种方式，既能够将能量从第一电气分能量车载电网传递到第二电气分能量车载电网，也能够从第二电气分能量车载电网传递到第一电气分能量车载电网和/或到其他的分能量车载电网中。
[0020]在第二绕组内产生的电压的电压向量例如如此地取向，使其垂直于和/或平行于转子的磁激励的磁通密度。通过这种方式可以附加地将转子的取向有益地用于能量传递。
[0021]根据另一有益的设计，第二执行机构具有一电路装置(电路布置)，其中，该电路装置分别具有至少三个并联的元件组并且这些元件组分别具有至少两个串联的单独元件。在此，单独元件分别具有一个开关元件和一个并联的二极管。第二绕组以如下方式与电路装置电连接，使得电路装置的一个元件组分别在单独元件之间与第二绕组的一个相电连接。
[0022]由此可以通过简单的方式和通过经济的方式实现第二执行机构。
【附图说明】
[0023]下文将参照示意图进一步详细地阐述本发明的实施例。
[0024]附图中示出:
[0025]图1为具有三相交流电机、第一和第二电气分能量车载电网以及第一和第二执行机构的车载电网。
【具体实施方式】
[0026]图1示出了一个车载电网BN。该车载电网BN特别是一个车辆的多电压车载电网。车载电网BN具有一个三相交流电机DM。该三相交流电机DM具有一个定子和一个转子。在图1中示出的是一个形式为同步电机的、他激的三相交流电机DM。作为备选方案，也可以使用其他类型的三相交流电机，诸如异步电动机和/或他激的、持续激发的同步电动机或异步电动机或者包括他激的和持续激发的同步电动机或异步电动机的组合。
[0027]三相交流电机DM的定子具有带有至少三个相P1、P2、P3的第一绕组Wl和至少一个带有至少三个相P4、P5、P6的第二绕组W2。在图1中示出的绕组W1、W2为星形(接法)绕组，作为备选方案，两个绕组Wl、W2之一或两个绕组Wl、W2也可以是三角形(接法)绕组，或者也可以是所有其他可能的绕组类型。取代三相的绕组Wl、W2也可以使用具有分别多于三个相的绕组Wl、W2。
[0028]第一三相绕组Wl与第二三相绕组W2感应耦合。第一绕组Wl与第一执行机构SGl电连接。
[0029]第一执行机构SGl具有一电路装置，诸如所谓的B6-桥式电路，该B6-桥式电路分别具有三个并联的元件组EG。元件组EG分别具有两个串联的单独元件EE。单独元件EE分别具有一个开关元件和一个并联的二极管。第一绕组Wl以如下方式与电路装置电连接:使该电路装置的各元件组EG在单独元件EE之间分别与第一绕组Wl的一个相P1、P2、P3电连接。
[0030]第二绕组W2与第二执行机构SG2电连接。第二执行机构SG2具有一电路装置，诸如所谓的B6-桥式电路，该B6-桥式电路分别具有三个并联的元件组EG。元件组EG分别具有两个串联的单独元件EE。单独元件EE分别具有一个开关元件和一个并联的二极管。第二绕组W2以如下方式与电路装置电连接:使该电路装置的各元件组EG在单独元件EE之间分别与第二绕组W2的一个相P4、P5、P6电连接。
[0031]作为备选方案，第一执行机构SGl和/或第二执行机构SG2和/或其他的执行机构也可以实现为多电平变换器。
[0032]第一执行机构SGl与