[發(fā)明專(zhuān)利]用于供電和充電的組合電力設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980145196.0
• 申請(qǐng)日: 2009-11-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102216112A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯伊斯·德索薩;博里斯·布切茲
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 法雷奧電機(jī)控制系統(tǒng)公司
• 主分類(lèi)號(hào): B60L11/18
• 分類(lèi)號(hào): B60L11/18;H02J7/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 葛青

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于供電和充電的組合電力設(shè)備以及相關(guān)方法，并且本發(fā)明屬于由可再充電的電池供電的電動(dòng)機(jī)或交流發(fā)電機(jī)的領(lǐng)域。

有利地，本發(fā)明將在電池可以經(jīng)由逆變器為電動(dòng)機(jī)供電并且在電動(dòng)車(chē)輛停止時(shí)被再充電的電動(dòng)車(chē)輛的領(lǐng)域中得到應(yīng)用。

但是，盡管被具體設(shè)計(jì)用于這樣的應(yīng)用，但是該設(shè)備和相關(guān)方法可被用于其它領(lǐng)域中，特別是在產(chǎn)生風(fēng)力或水力型的能量的設(shè)備中。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)上，電動(dòng)車(chē)輛具有高電壓電池，其將直流電傳送給逆變器，逆變器將此直流電轉(zhuǎn)換成交流電，使得可以為電動(dòng)機(jī)供電，而電動(dòng)機(jī)將機(jī)動(dòng)車(chē)設(shè)置在運(yùn)動(dòng)中。

為了對(duì)這些高電壓電池再充電，已知的作法是為車(chē)輛安裝機(jī)載充電設(shè)備，其基本上包括交流-直流變換器，使得可以將電力網(wǎng)絡(luò)的交流電力整流以便為電池充電。有利地，該設(shè)備還包括直流-直流變換器，保證網(wǎng)絡(luò)的電壓電平與電池的電壓電平匹配。

一方面供電系統(tǒng)的電子組件以及另一方面充電系統(tǒng)的電子組件都是昂貴的。此外，給電動(dòng)機(jī)供電和給電池充電是在不同的階段進(jìn)行的，因此已經(jīng)在申請(qǐng)EP0603778和WO97/08009提出，重復(fù)使用電動(dòng)機(jī)的一部分以及用于為它供電的組件的一部分以便產(chǎn)生用于為電池充電的設(shè)備。

因此，用于為電池充電的設(shè)備使用逆變器形成交流-直流變換器并且使用電動(dòng)機(jī)的繞組形成電感器。從為電動(dòng)機(jī)供電模式到為電池充電模式的轉(zhuǎn)變由電力接觸器通過(guò)斷開(kāi)中性連接來(lái)執(zhí)行。

但是，使用電力連接器的問(wèn)題在于，為了傳送電機(jī)的電流，它們的尺寸一定得非常大。具體地說(shuō)，例如，由345V標(biāo)稱(chēng)電池供電的50kW牽引系統(tǒng)可能需要均方根值為大約350A的電流以便提供最大轉(zhuǎn)矩。如果轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)(block?up)，此電流可能達(dá)到500A的峰值同時(shí)持續(xù)振蕩和沖擊，基于可應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)動(dòng)車(chē)輛可能遭受此振蕩和沖擊。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種使得可以通過(guò)使用電動(dòng)機(jī)的元件和逆變器的元件為電動(dòng)機(jī)供電并且為電池充電的設(shè)備和方法，以及使得該設(shè)備具有使得可以省去用于在供電和充電模式之間轉(zhuǎn)變的電力接觸器的結(jié)構(gòu)。

因此，用于供電和充電的組合電力設(shè)備包括交流電動(dòng)機(jī)、逆變器和蓄能裝置，該設(shè)備還包括開(kāi)關(guān)裝置，使得可以或者允許由逆變器為電動(dòng)機(jī)供電或者允許由逆變器為蓄能裝置充電。開(kāi)關(guān)裝置被合并到逆變器中并且對(duì)于電動(dòng)機(jī)的每個(gè)相包括至少一個(gè)H-電橋結(jié)構(gòu)，使得可以在蓄能裝置被充電時(shí)保持電動(dòng)機(jī)的每個(gè)相的中性連接。

該電力設(shè)備還可以包括H電橋和蓄能裝置之間的DC/DC(直流-直流)變換器，使得可以將外部供電網(wǎng)的電壓與蓄能裝置的特性匹配。

如果電動(dòng)機(jī)是三相電動(dòng)機(jī)，則該開(kāi)關(guān)裝置有利地包括三個(gè)H電橋。

可以提供鎖定裝置，使得可以在設(shè)備被加電時(shí)防止接入用于連接到外部網(wǎng)絡(luò)的電力插座。

該電力插座還可以提供電力設(shè)備的接地。

本發(fā)明的另一個(gè)主題是用于上述設(shè)備的應(yīng)用的組合供電和充電方法，包括步驟：控制所述至少一個(gè)H電橋的開(kāi)關(guān)裝置使得可以從用于為電動(dòng)機(jī)供電的模式切換到用于為蓄能裝置充電的模式，反之亦然。

在三相電動(dòng)機(jī)的情況下，該方法可以包括步驟：在發(fā)生電動(dòng)機(jī)的單相的缺失(lost)時(shí)，控制其它兩相中的一相的逆變以便產(chǎn)生具有恒幅的單個(gè)旋轉(zhuǎn)場(chǎng)。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參考作為非限制的示例提供的附圖閱讀實(shí)施例的詳細(xì)示例，本發(fā)明將得到更好的理解，其中：

圖1表示根據(jù)本發(fā)明的在三相電動(dòng)機(jī)中具有三相電力網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備的示范性實(shí)施例；

圖2示意地表示在三相逆變器中單相網(wǎng)絡(luò)的連接的示范性實(shí)施例；

圖3示意地表示在三相逆變器中單相網(wǎng)絡(luò)的連接的第二示范性實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

主要參考圖1，其表示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1，具有逆變器2和開(kāi)關(guān)裝置4，開(kāi)關(guān)裝置4包括三個(gè)H電橋3、3′、3″。

此設(shè)備1被設(shè)計(jì)為工作在兩個(gè)模式：

-供電模式，其中它為電動(dòng)機(jī)6提供來(lái)自于電池5的交流電；

-充電模式，其中它通過(guò)使用電動(dòng)機(jī)的繞組7作為電感器，從連接到連接器技術(shù)元件8的電力網(wǎng)絡(luò)為電池5充電。

每個(gè)電橋3、3′、3″包括分布在標(biāo)記為從A到F的橋臂上的四個(gè)開(kāi)關(guān)12。H電橋與傳統(tǒng)的三相電橋相比的優(yōu)點(diǎn)在于，它的使用使得對(duì)于同一個(gè)電壓，施加于電動(dòng)機(jī)的該相的電壓加倍，以使得盡管包括兩倍數(shù)目的開(kāi)關(guān)12，但是使用的硅的面積對(duì)于H電橋和傳統(tǒng)的三相電橋?qū)⑹窍嗟鹊模贿@是因?yàn)橄嚯娏鞅怀远?/p>

使用H電橋還使得可以減少由于開(kāi)關(guān)引起的損耗。

設(shè)備1還包括部分示出的蓄能裝置5、電動(dòng)機(jī)6，電動(dòng)機(jī)6的繞組7充當(dāng)電感器。