专利名称：用于调节可控蓄能器的供电支路的期望输出电压的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于调节可控蓄能器的供电支路的期望输出电压的方法。
背景技术：
呈现的是，将来不仅在静止应用中、诸如在风カ设备中，而且在车辆中、如混合动カ车辆或电动车辆中，电子系统越来越多地被采用，其中这些电子系统把新的蓄能技术与电驱动技术相组合。在常规的应用中，例如被实施为感应式电机的电机通过逆变器形式的变频器而被控制。这样的系统的特征是ー种所谓的直流电压中间回路(Gleichspannungszwischenkreis),蓄能器(通常是电池)通过该直流电压中间回路被连接到该逆变器的直流电压侧。为了能够满足针对相应应用而给出的对功率和能量的要求，多个电池単元被串联。因为由这样的蓄能器所提供的电流必须流过所有的电池单元，并且ー个电池单元仅能够传导有限的电流，所以常常并联额外的电池单元，以便提高最大电流。多个电池単元的串联电路除了高的总电压之外还带来以下的问题，S卩如果仅有ー个电池単元故障，因为不再有电池电流可以流动，那么整个蓄能器故障。蓄能器的这种故障可能导致整个系统的故障。在车辆中，驱动电池的故障可能导致车辆的“停驶”。在其他的应用中，诸如在风カ设备的转子叶片调整(Rotorblattverstellung)中，在基本条件(Rahmenbedingung)不利的情况下，诸如在强风的情况下，甚至可能发生危及安全的状況。因而，总是力求蓄能器的高可靠性，其中系统的在预给定的时间内无错误地工作的能力被称为“可靠性”。在较早的申请DE 10 2010 027857和DE 10 2010 027861中描述了具有多个电池模块串(Batteriemodulstrang)的电池,其可以直接被连接到电机上。所述电池模块串在此具有多个串联的电池模块，其中每个电池模块都具有至少ー个电池单元和关联的可控耦合単元，所述关联的可控耦合単元允许根据控制信号来中断相应的电池模块串，或者跨接分别关联的至少ー个电池单元，或者把分别关联的至少ー个电池单元接通到相应的电池模块串中。通过所述I禹合单元的适当触发(Ansteuerung),例如借助脉宽调制来触发，也可以提供合适的相位信号来控制该电机，使得可以省去単独的脉冲逆变器。为了控制该电机所需的脉冲逆变器由此在某种程度上可以说被集成到电池中。出于公开的目的，这两个较早的申请全面地被包括在本申请中。
发明内容
本发明的公开
本发明提出了一种用于调节可控蓄能器的供电支路的期望输出电压的方法，该可控蓄能器用于n相电机的控制和电能供给，其中I。在此，该可控蓄能器具有n个并行的供电支路，所述供电支路分别具有至少两个串联的蓄能器模块，所述蓄能器模块分别包含有具有关联的可控耦合単元的至少ー个蓄能器単元。所述供电支路一方面可以与基准电势(在下文被称作基准母线(Bezugsscheine))相连接,而另一方面可以分别与该电机的ー个相连接。根据控制信号，耦合单元或者跨接分别关联的蓄能器単元，或者这些耦合単元把分别关联的蓄能器単元接通到相应的供电支路中。至少ー个耦合单元脉冲状地被触发为使得供电支路的输出电压的算木平均值对应于期望输出电压，其中与至少ー个耦合单元分别关联的蓄能器単元在脉冲持续时间期间被接通到相应的供电支路中，并在间歇持续时间(Pausendauer)期间被跨接。本发明的优点
这样的可控蓄能器的供电支路的总输出电压通过耦合単元的可控开关元件的相应开关状态被确定，井能够分级地(stufig)被调节。这种分级在此根据各个蓄能器模块的电压来得到。如果从同样构造的蓄能器模块的优选实施形式出发，那么由单个蓄能器模块的电压乘每个供电支路的串联蓄能器模块的数目m就得到了最大可能的总输出电压。如果利用这样的可控蓄能器来触发电机，那么尤其是在小输出电压的情况下由于输出电压的分级而可发生电机的转矩波动。本发明所基于的基本思想是，对至少一个耦合单元进行脉冲状触发，其中与至少一个耦合単元分别关联的蓄能器単元在脉冲持续时间期间被接通到相应的供电支路中，并在间歇持续时间期间被跨接。通过合适地选择占空率，可以以这种方式调节该供电支路的输出电压的算木平均值，使得该供电支路的输出电压的算木平均值对应于期望输出电压。该供电支路的输出电压由此能无级地被调节。在这样运行的可控蓄能器上所连接的电机是电感性负载。通过该电感性负载出现的电流对应于如通过直接施加具有该算术平均值的值的电压会出现的电流。以这种方式避免了不期望的转矩偏差。根据本发明的优选实施形式，供电支路的位于通过把蓄能器単元持续接通在该供电支路中或跨接该蓄能器単元而可达到的两个输出电压值Ul和U2之间的期望输出电压1Soll通过如下方式被调节:控制导致该输出电压值Ul的蓄能器模块的耦合单元，使得相应的蓄能器単元持续地被接通到该供电支路中，并且在持续接入到该供电支路中时会把输出电压值从Ul提高到U2的蓄能器単元所关联的耦合单元脉冲状地以为
权利要求
1.于调节可控蓄能器(2)的供电支路(3-3)的期望输出电HU_Soll的方法，该可控蓄能器(2)用于n相电机(I)的控制和电能供给，其中n彡1，其中， -可控蓄能器(2 )具有n个并行的供电支路(3-1，3-2，3-3 )，所述供电支路(3_1，3_2，3-3) 分别具有至少两个串联的蓄能器模块(4)，所述蓄能器模块(4)分别包含具有关联的可控耦合単元(6)的至少ー个电蓄能器単元(5)，一方面能与基准母线(T-)相连接，以及 另ー方面能分别与电机(I)的ー个相(U，V，W)相连接， -耦合单元(6)根据控制信号来跨接分别关联的蓄能器単元(5)，或者把分别关联的蓄能器单元(5)接通到相应的供电支路(3-1 ；3-2 ；3-3)中， 其中，至少ー个耦合单元(6-3m)脉冲状地被触发来使得供电支路(3-3)的输出电压的算木平均值对应于期望输出电HU_Soll，其中分别与所述至少一个耦合単元(6-3m)关联的蓄能器单元(5-3m)在脉冲持续时间期间被接通到相应的供电支路(3-3)中并在间歇持续时间期间被跨接。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，供电支路(3-3)的期望输出电HU_Soll通过如下方式被调节，其中该期望输出电HU_Soll位于通过持续地把蓄能器単元(5)接通到供电支路(3-3)中或跨接蓄能器単元(5)所能达到的两个输出电压值Ul和U2之间: -蓄能器模块(4-11)的导致输出电压值Ul的耦合单元(6-11)被控制，使得相应的蓄能器単元(5-11)持续地被接通到该供电支路(3-3)中，以及 -与在持续接入到供电支路(3-3)中会把输出电压值从Ul提高到U2的蓄能器单元(5-3m)关联的耦合单元(6-3m)脉冲状地以如下占空率T而被触发U _Soll-UlT=______U2-U1 。
全文摘要
本发明涉及一种用于调节可控蓄能器(2)的供电支路(3-3)的期望输出电压U_Soll的方法，该可控蓄能器(2)用于n相电机(1)的控制和电能供给，其中n≥1。在此，该可控蓄能器(2)具有n个并行的供电支路(3-1，3-2，3-3)，所述供电支路(3-1，3-2，3-3)分别具有至少两个串联的蓄能器模块(4)，所述蓄能器模块(4)分别包含具有关联的可控耦合单元(6)的至少一个电蓄能器单元(5)，所述供电支路(3-1，3-2，3-3)一方面与基准母线(T-)相连接，而另一方面分别与该电机(1)的一个相(U，V，W)相连接。至少一个耦合单元(6-3m)脉冲状地被触发来使得供电支路(3-3)的输出电压的算术平均值对应于该期望输出电压U_Soll，其中与所述至少一个耦合单元(6-3m)分别关联的蓄能器单元(5-3m)在脉冲持续期间被接通到相应的供电支路(3-3)中，并在间歇持续时间期间被跨接。
文档编号H02M7/501GK103098364SQ201180045006
公开日2013年5月8日 申请日期2011年8月24日 优先权日2010年9月20日
发明者P.法伊尔斯塔克, E.魏森博恩 申请人:罗伯特·博世有限公司