用于从三相交流电压源中给电储能器充电的装置和方法_2

文档序号:8515451阅读:来源:国知局
正设备的功能性。
[0031]结果,这意味着在三相交流电压源的三个相U1、U2、U3中提供欧姆特性,这有利地引起到三相交流电网中的少的谐波发射。也就是说,通过这种方式,提供与每个电网电压同步的电流走向曲线。
[0032]借助于降压变换器设备TS的开关STS,在充电运行中还为电储能器B产生总计的充电电流,该充电电流优选不超过所定义的最大值。这通过时钟控制地(getaktet)操作降压变换器设备TS的开关STS (例如脉宽调制时钟脉冲)来实现,其中通过时钟控制地切换单向导通开关STS来周期性地中断经由电感L4的电流流动。因此设置有空转二极管FLD,该空转二极管FLD对于所定义的时间间隔实现经由电感L4到电储能器B中的电流流动。
[0033]在转换器设备20的常规的电机运行或行驶运行期间,跨接降压变换器设备TS的开关SF被闭合,并且三相交流电压源U1、U2、U3与转换器设备20分离。在此,开关SF可以要么被构造成机电接触器、要么被构造成半导体开关。电动机M根据所规定的行驶运行被操控。在充电运行期间,开关SF被断开,并且开关STS被时钟控制,以便为电储能器B生成充电电流。
[0034]结果,也就是说,转换器设备20被直接连接到三相交流电压源Ul、U2、U3上,并且根据PFC功能性的实现被操控。
[0035]电机电流的三个相电流在充电运行期间根据克拉克(Clarke)变换的数学原理被换算成具有无功分量和有功分量(Iq = O, Id > O)的两相系统,由此有利地在电动机M中不产生转矩。电动机M因此有利地在充电运行中静止。
[0036]如果充电过程结束,则转换器设备20与三相交流电压源U1、U2、U3分离,开关STS被持久地断开并且开关SF被闭合。
[0037]由此,结果可以执行转换器设备20的行驶运行与充电运行之间的简单切换。
[0038]图3示出了根据本发明的方法的实施方式的原理流程图。
[0039]在第一步骤201中,在需要时借助于转换器设备20将交流电压源U1、U2、U3的所有电压相升高为使得转换器设备20的中间电路的电压水平高于电储能器B的电压水平,其中转换器设备20的开关S1...S6被操作为使得交流电压源U1、U2、U3的相电流基本上为正弦形,并且其中交流电压源U1、U2、U3的相电流与交流电压源U1、U2、U3的相电压基本上同相。
[0040]在第二步骤202中,借助于时钟控制地操作与转换器设备20的电容器Cl电连接的降压变换器设备TS来为电储能器B执行充电电流的生成。
[0041]有利地借助于根据本发明的装置和根据本发明的方法可以在单个被构造成B6电桥的转换器设备中塑造特别多的功能性。另外,借助于直接地、即在没有中间连接的中间电路的情况下连接到三相交流电压源上的转换器设备能够实现电池的三相充电。
[0042]也就是说,借助于本发明可以有利地更好地充分利用已经存在的转换器设备20,由此可以节省硬件以及由此节省空间和成本。
[0043]尽管本发明是根据优选实施例描述的,但是本发明不局限于此。也就是说,技术人员将能够对本发明的所描述的特征进行改动或彼此组合,而不偏离本发明的核心。
【主权项】
1.用于从三相交流电压源(Ul,U2,U3)中给电储能器(B)充电的装置(100),该装置具有: -与交流电压源(U1,U2,U3)电连接的转换器设备(20),所述转换器设备(20)具有三个半桥(Hl,H2,H3 ),所述半桥(Hl,H2,H3 )分别具有两个串联的开关(SI,S2 ; S3,S4 ; S5,S6 ),其中在半桥(H1,H2,H3)之一的两个开关(S1...S6)的连接点与交流电压源(Ul,U2,U3)的各一个相之间电连接有各一个电感(L1,L2,L3);以及 -与转换器设备(20)的中间电路电容器(Cl)电连接的降压变换器设备(TS),其中降压变换器设备(TS)的开关(STS)在装置(100)的充电运行中时钟控制地被切换,并且在转换器设备(20)的常规运行中被断开;以及 -在转换器设备(20)的常规运行中能跨接降压变换器设备(TS)所借助的开关(SF); -其中借助于控制设备(10)根据交流电压源(U1,U2,U3)的相电压和流经电感(L1,L2,L3)的电流,降压变换器设备(TS)的开关(STS)和转换器设备(20)的半桥(Hl,H2,H3)的开关(S1...S6)能够被切换为使得从用于对电储能器(B)进行充电的交流电压源(Ul,U2,U3)提取的用于电储能器(B)的充电电流被构造为使得交流电压源(U1,U2,U3)的每个相电流都基本上为正弦形的,其中所述相电流与交流电压源(U1,U2,U3)的相应的相电压基本上同相。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,交流电压源(Ul,U2,U3)的相电流在转换器设备(20)的充电运行中被构造为使得对与转换器设备(20)连接的电机(M)不施加转矩。
3.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,降压变换器设备(TS)的开关(STS)是单向导通半导体开关,所述半导体开关仅在朝向储能器(B)的方向上允许电流通过。
4.根据权利要求1至3之一所述的装置,其特征在于,降压变换器设备(TS)的开关(STS)在转换器设备(20)的充电运行中以脉宽调制方式被时钟控制。
5.根据权利要求1至4之一所述的装置,其特征在于,跨接降压变换器设备(TS)的开关(SF)是接触器或半导体开关。
6.根据权利要求1至5之一所述的装置,其特征在于,转换器设备(20)的中间电路电容器(Cl)被构造成电流调整器设备(TS)的中间存储器。
7.用于从三相交流电压源(Ul,U2,U3)中对电储能器(B)进行充电的方法,该方法包括步骤: -在需要时借助于转换器设备(20)将交流电压源(Ul,U2,U3)的所有电压相升高为使得转换器设备(20)的中间电路的电压水平高于电储能器(B)的电压水平,其中转换器设备(20)的开关(S1...S6)被操作为使得交流电压源(U1,U2,U3)的相电流基本上为正弦形的,并且其中交流电压源(Ul,U2,U3)的相电流与交流电压源(Ul,U2,U3)的相电压基本上同相;以及 -借助于时钟控制地操作与转换器设备(20)的电容器(Cl)电连接的降压变换器设备(TS)来为电储能器(B)生成充电电流。
8.根据权利要求7所述的方法, 其中降压变换器设备(TS )的开关(STS )的占空比是根据电储能器(B )的充电状态的需求来构造的。
9.根据权利要求7或8所述的方法,其中降压变换器设备(TS)的开关(STS)仅仅在电储能器(B)的充电运行中被操作,其中开关(STS)在转换器设备(20)的常规运行中被断开,并且其中降压变换器设备(TS)借助于开关(SF)被跨接。
10.一种计算机程序产品,其具有程序代码装置,所述程序代码装置用于当所述计算机程序产品在电子控制设备(10)上运行或者存储在计算机可读数据载体上时执行根据权利要求7至9之一所述的方法。
【专利摘要】用于从三相交流电压源(U1,U2,U3)中给电储能器(B)充电的装置(100),该装置具有:-与交流电压源(U1,U2,U3)电连接的转换器设备(20),所述转换器设备(20)具有三个半桥(H1,H2,H3),所述半桥(H1,H2,H3)分别具有两个串联的开关(S1,S2;S3,S4;S5,S6),其中在半桥(H1,H2,H3)之一的两个开关(S1...S6)的连接点与交流电压源(U1,U2,U3)的各一个相之间电连接有各一个电感(L1,L2,L3);以及-与转换器设备(20)的中间电路电容器(C1)电连接的降压变换器设备(TS),其中降压变换器设备(TS)的开关(STS)在装置(100)的充电运行中时钟控制地被切换,并且在转换器设备(20)的常规运行中被断开;以及-在转换器设备(20)的常规运行中能跨接降压变换器设备(TS)所借助的开关(SF);-其中借助于控制设备(10)根据交流电压源(U1,U2,U3)的相电压和流经电感(L1,L2,L3)的电流,降压变换器设备(TS)的开关(STS)和转换器设备(20)的半桥(H1,H2,H3)的开关(S1...S6)能够被切换为使得从用于对电储能器(B)进行充电的交流电压源(U1,U2,U3)提取的用于电储能器(B)的充电电流被构造为使得交流电压源(U1,U2,U3)的每个相电流都基本上为正弦形的,其中所述相电流与交流电压源(U1,U2,U3)的相应的相电压基本上同相。
【IPC分类】H02M1-42, B60L11-18, H02J7-02
【公开号】CN104837669
【申请号】CN201380066249
【发明人】B.希林格
【申请人】罗伯特·博世有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2013年12月2日
【公告号】DE102012223591A1, WO2014095319A2, WO2014095319A3
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