具有直流电压供电电路的蓄能装置和用于从蓄能装置提供直流电压的方法_2

文档序号:9693518阅读:来源:国知局
于系统的充电电路的示意图;和图9按照图3至5的按照本发明另一实施例的用于系统的另一充电电路的示意图。
【具体实施方式】
[0028]图1示出系统100的示意图,具有用于将在蓄能模块3中提供的直流电压转换成η相交流电压的蓄能装置1。蓄能装置1包括许多供能分支Ζ,在图1中示例地示出其中的两个分支,它们适合于产生两相交流电压、例如用于横向磁通电机2。但是显然,同样可以实现各种其它数量的供能分支Ζ。供能分支Ζ可以具有许多蓄能模块3,它们在供能分支Ζ中串联。示例地在图1中示出每个供能分支Ζ的各三个蓄能模块3,但是同样可以实现各种其它数量的蓄能模块3。蓄能装置1在每个供能分支Ζ上具有输出端子la和lb,它们分别连接在相导线2a和2b上。电机2的相导线2c在图1的示例中直接通过电机2的星点与汇流排2c连接,汇流排又与供能分支Z的输入端子、最好星点耦联。但是也能够,使电机2不通过相导线2c与功能装置1回耦。这一点可以根据电机2的类型和布线选择。
[0029]系统100还可以包括控制装置S,它与蓄能装置1连接,并且借助于控制装置可以控制蓄能装置1,用于在各自的输出端子la,lb或lc上提供所期望的输出电压。
[0030]蓄能模块3分别具有两个输出端子3a和3b,通过它们可以提供蓄能模块3的输出电压。因为蓄能模块3初始时串联,蓄能模块3的输出电压相加成总输出电压,它可以在蓄能装置1的各个输出端子1 a,1 b或1 c上提供。
[0031]在图2中以放大细节图示出蓄能模块3的示例结构形式。在此蓄能模块3分别包括耦联装置7,具有多个耦联部件7a,7b,7c和7d。蓄能模块3还分别包括蓄能电池模块5,具有一个或多个串联的蓄能电池5a至5k。
[0032]在此蓄能电池模块5例如可以具有串联的蓄能电池5a至5k,例如锂离子电池。在此蓄能电池5a至5k的数量在图2和3所示的蓄能模块3中示例地为两个,但是同样能够实现各种其它数量的蓄能电池5a至5k。
[0033]蓄能电池模块5通过连接导线与从属的耦联装置7的输入端子连接。耦联装置7在图2中示例地以全桥电路构成,具有各两个耦联部件7a,7c和两个耦联部件7b,7d。在此耦联部件7a,7b,7c,7d可以分别具有有源的通断部件、例如半导体开关和与其并联的续流二极管。在此可以规定,耦联部件7a ,7b,7c, 7d由M0SFET开关或IGBT开关构成,M0SFET开关已经具有固有的二极管。
[0034]可以这样控制耦联部件7a,7b,7c,7d,例如借助于在图1中所示的控制装置S,有选择地在输出端子3a与3b之间接通相应的蓄能电池模块5,或者桥接蓄能电池模块5。参考图2,蓄能电池模块5例如在向前方向上在输出端子3a与3b之间接通,其中使耦联部件7d的有源通断部件和耦联部件7a的有源通断部件置于闭合状态,而耦联部件7b和7c的其余两个有源通断部件置于断开状态。例如可以由此调整桥接状态,耦联部件7a和7b的两个有源通断部件置于闭合状态,而耦联部件7c和7d的两个有源通断部件保持断开状态。可以由此调整第二桥接状态,使耦联部件7a和7b的两个有源通断部件保持断开状态,而耦联部件7c和7d的两个有源通断部件置于闭合状态。最后,蓄能电池模块5例如在向后方向上在输出端子3a与3b之间接通,其中耦联部件7b的有源通断部件和耦联部件7c的有源通断部件置于闭合状态,而耦联部件7a和7d的其余两个有源通断部件置于断开状态。因此通过适合地控制耦联装置7可以使蓄能模块3的单个蓄能电池模块5有目的地且以任意的极性组合到供能分支Z的串联电路里面。
[0035]此外蓄能模块3可以分别包括节点(接口)3c和3d,它们分别与蓄能电池模块5的输入端子耦联。对于在图1中的蓄能装置1例如部分蓄能模块3可以具有这种节点3c和3d并且部分蓄能模块3没有节点3c和3d地设置在供能分支Z里面。在此可以自由选择具有节点3c和3d的蓄能模块3的部分并且尤其适配于蓄能装置1的要求,如同结合图3至5还要在下面更详细地解释的那样。
[0036]图1中的系统100示例地用于馈电两相电机2,例如在用于电运行的机动车的电驱动系统里面。但是也可以规定,蓄能装置1用于产生用于供能电网2的电流。供能分支Z可以在其与星点连接的端部上与汇流排2c(基准电位汇流排)连接。与星点连接的供能分支Z端部的电位也可以没有与位于功能装置1外部的基准电位没有其它连接地通过定义作为基准电位被确定。
[0037]为了在输出端子la和lb—端与汇流排2c另一端之间产生相电压一般只需蓄能模块3的一部分蓄能电池模块5。可以这样控制它们的耦联装置7,使供能分支Z的总输出电压可以在一方面矩形的电压/电流-调整范围中分级地在与蓄能模块3的数量相乘的单个蓄能电池模块5的负电压和与蓄能模块3的数量相乘的单个蓄能电池模块5的正电压与另一方面通过单个蓄能模块3的负和正的额定电流另一端之间调整。
[0038]这种如图1所示的蓄能装置1在输出端子la,lb上对于在运行中的不同时刻具有不同的电位,并因此不能容易地作为直流电压源使用。特别在电运行的机动车的电驱动系统中经常期望,机动车的车载电网、例如高压车载电网或低压车载电网由蓄能装置1馈电。因此设有直流电压供电电路,该电路敷设成,连接在蓄能装置1上,并且由蓄能装置馈电地提供直流电压,例如用于电运行机动车的车载电网。
[0039]图3示出系统200的示意图,具有蓄能装置1和这种直流电压供电电路8。直流电压供电电路8与蓄能装置1在一端通过第一汇流端子8a,8b和8c并且在另一端通过第二汇流端子8d,8e和8f耦联。在引出端子8g和8h上可以引出直流电压供电电路8的直流电压UZK。在引出端子8g和8h上例如可以连接其它(未示出的)用于电运行机动车车载电网的直流电压变换器,或者在引出端子8g和8h之间的电压UZK与车载电压之间适合地平衡的时候也可以直接连接这个车载电网。
[0040]直流电压供电电路8在图3的示例中具有全桥电路9,它通过第一和第二汇流端子8a至8f分别与蓄能装置1的输出端子la,lb,lc之一耦联。在此汇流端子8a至8f例如可以耦联在系统200的相导线2a,2b或汇流排2c上。全桥电路9可以具有电桥电路分支A,它们在图6中示例地以放大细节图示出。在此在图6中所示的电桥电路分支A的极标识“+”和与在图3中(和下面也在图4和5中)所示的部件A的极标识“+”和一致,即在图6中以“+”表示的电桥电路分支A的输入端子与在图3至5中以“+”表不的部件A的输入端子一致,并且在图6中以表示的电桥电路分支A的输入端子与在图3至5中以表示的部件A的输入端子一致。以“+”表示的电桥电路分支开关的极在下面称为其阳极,以表示的极相应地称为其阴极。
[0041]如同在图6中所示,电桥电路分支A分别具有由整流二极管16和有源桥式耦联开关17组成的串联电路。在电桥电路分支A内部的整流二极管16与桥式親联开关17的布置可以交换。在此桥式耦联开关17例如可以具有M0SFET或IGBT功率半导体开关。这样设置电桥电路分支A,汇流端子8a,8b,8c使连接在其上的电桥电路分支A的阳极与相导线2a,2b或2c耦联,并且汇流端子8d,8e,8f使连接在其上的电桥电路分支与相导线2a,2b或2c耦联。与汇流端子8a,8b,8c耦联的电桥电路分支的阴极本身可以一起接通到全桥电路9的公共阴极汇总点上,而与汇流端子8d,8e,8f耦联的电桥电路分支A的阳极一起接通到全桥电路9的公共阳极汇总点上。阴极汇总点又与第一馈电节点14a连接,阳极汇总点与第二馈电节点14b连接。
[0042]通过这种电路在分别连接桥式耦联开关17在全桥电路9的阴极汇总点上并由此连接在馈电节点14a上时分别处于相导线2a,2b或汇流排2c的瞬时最高电位,并且在全桥电路9的阳极汇总点上并由此在馈电节点14b上分别处于相导线2a,2b或汇流排2c的瞬时最低电位。附加地可以选择,在每个电桥电路分支A中设有整流电阻15,它分别与二极管16和桥式耦联开关17串联。在此整流电阻15在由整流二极管16、桥式耦联开关17和整流电阻15组成的串联电路内部的布置是任意的。在此整流电阻15可以缓冲由于控制引起的分级电位交变有时可能在各自的相导线2a,2b里面产生的电位振荡(波动),由此二极管16不太剧烈地由于频繁的整流过程被加载。
[0043]如果直流电压供电电路只用于从蓄能装置1取出电能,例如用于供给车载电网,则可以省去有源桥式耦联开关17。在这种情况下通过导电连接替换有源桥式耦联开关。而如果也要通过直流电压供电电路8馈送电能到蓄能装置1里面,则需要有源桥式耦联开关17。
[0044]直流电压供电电路8还具有模块引出电路6,它具有至少两个模块控制分支A。在本实施例中设四个模块控制分支A。模块控制分支A可以与图6中的电桥电路分支A类似地构成,其中图6中的电桥电路分支A的极标识“+”和仍然与图3至5中的模块控制分支A的极标识“+”和一致。在此一个模块控制分支A使一个供能分支Z的至少一蓄能模块3的蓄能电池模块5的第一输入端子3c可通断地与直流电压供电电路8的阴极汇总点连接,并且另一模块控制分支A使至少一蓄能模块3的蓄能电池模块5的第二输入端子3d可通断地与直流电压供电电路8的阳极汇总点连接。然后阴极汇总点和阳极汇总点可以与直流电压输入级14的馈送节点14a或14bf禹联。
[0045]按照本发明模块引出电路6含有在按照图3的实施例中所示的四个模块控制分支A中的至少两个。同样也能够实现模块引出电路6实施例,其中蓄能装置1的其它蓄能模块3具有相应的输入端子3c和3d,并且通过模块控制分支A与直流电压输入级
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1