[發(fā)明專利]用于電機(jī)的逆變器和用于運(yùn)行電機(jī)用的逆變器的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080042765.1
• 申請日: 2010-08-03
• 公開（公告）號: CN102612446A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·施瓦茨;M·海爾;A·哈斯
• 申請（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;B60L3/04;B60L9/00;B60L11/18;B60L7/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 汲長志;楊國治

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于電機(jī)的逆變器以及一種用于運(yùn)行電機(jī)用的逆變器的方法。

背景技術(shù)

具有逆變器的電機(jī)例如在混合動力汽車中得到應(yīng)用，此處混合動力汽車可選地在電動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)或發(fā)電機(jī)運(yùn)行中狀態(tài)中運(yùn)行。在電動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)中，該電機(jī)產(chǎn)生例如在加速階段中支持內(nèi)燃機(jī)的附加的驅(qū)動力矩；在發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)中，該電機(jī)產(chǎn)生存儲在例如電池或超級駕駛室(Super-Cab)中的儲能器中的電能。該電機(jī)的運(yùn)行方式和功率借助于逆變器進(jìn)行調(diào)整。

因?yàn)樵诨旌蟿恿ζ囍斜仨毺峁┫鄬^高的電壓，以便能夠應(yīng)用電動地驅(qū)動機(jī)動車的電機(jī)，所以為了保護(hù)電網(wǎng)和在電網(wǎng)上連接的部件而總是采取避免持續(xù)損害的措施。

因此例如已知，當(dāng)檢測出電網(wǎng)的故障功能時，將電存儲器與電網(wǎng)電分離。如果此刻電機(jī)處于發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)中，則會導(dǎo)致電網(wǎng)電壓顯著增高，這會導(dǎo)致逆變器的末級的損壞。

為了避免這種情況，例如在文獻(xiàn)EP?1?524?761?A1中已知，在超過逆變器的可預(yù)設(shè)的極限電壓時逆變器被切換至短路運(yùn)行狀態(tài)。

由文獻(xiàn)DE?102?21?081?A1公開了一種用于電機(jī)的逆變器，該逆變器包括多個設(shè)置在橋接電路中并建立在電機(jī)和電池之間連接的開關(guān)元件。安裝在逆變器的低端分支(Low-Side-Zweig)中的開關(guān)元件是無需施加控制電壓而導(dǎo)電的、即所謂的常開開關(guān)元件(Normally-On-Schaltelement)。由此可以保證在缺少供電電壓以及在電機(jī)旋轉(zhuǎn)的情況下，使電機(jī)的線圈短路并且不會出現(xiàn)過電壓。

由文獻(xiàn)DE?10?2006?003?254?A1公開的、用于在存在干擾的情況下切斷具有脈沖逆變器的電機(jī)的方法規(guī)定：在切斷電機(jī)時，不期望的副作用通過以下方式最小化并使正常的機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)最大化，從而電機(jī)首先切換到激活運(yùn)行(Freischalt-Betrieb)狀態(tài)、在所述激活運(yùn)行中脈沖逆變器的整個開關(guān)中斷開并且隨后切換到短路模式下，在所述短路模式中斷開與高電位連接的開關(guān)并且連接與低電位連接的開關(guān)。

由文獻(xiàn)DE?10?2007?020?509A1公開了一種用于在混合驅(qū)動裝置的電機(jī)中處理故障的方法，其中首先檢測是否有至少一個電機(jī)運(yùn)行參數(shù)超過了配屬的運(yùn)行參數(shù)的極限值。如果在此檢測出，至少一個運(yùn)行參數(shù)超過了配屬的極限值，那么就激活電機(jī)的用于配屬于運(yùn)行參數(shù)的時間間隔的供電接頭，并且在該時間間隔結(jié)束后使所述供電接頭與接地短路。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的用于電機(jī)的逆變器具有至少一個用于制造電機(jī)和能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)之間連接部的末級單元；用于控制所述至少一個末級單元的控制單元；用于末級單元的能量供應(yīng)的、與能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)無關(guān)的供電單元。此外設(shè)置至少一個在故障情況下用于控制所述末級單元/末級單元們的、配屬于所述末級單元/末級單元們的應(yīng)急運(yùn)行控制裝置；以及至少一個在故障情況下用于產(chǎn)生來自所述能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的、所述末級單元/末級單元們用的供電能量的、配屬于所述末級單元/末級單元們的應(yīng)急運(yùn)行供電裝置。

通過設(shè)置至少一個配屬于所述末級單元/末級單元們的應(yīng)急運(yùn)行控制裝置和配屬于所述末級單元/末級單元們的應(yīng)急運(yùn)行供電裝置，可以保證即使在控制單元和/或逆變器的供電單元、特別是逆變器的末級出現(xiàn)功能故障時，也可以切換到更可靠的運(yùn)行狀態(tài)中、例如短路運(yùn)行狀態(tài)中，從而避免了在能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中能夠?qū)е履┘壍某掷m(xù)的損害的過電壓。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，當(dāng)所述運(yùn)行參數(shù)中的至少一個低于預(yù)設(shè)的下閾值或高于預(yù)設(shè)的上閾值時，所述至少一個應(yīng)急運(yùn)行控制裝置監(jiān)控逆變器內(nèi)的運(yùn)行參數(shù)并且診斷故障情況。這樣例如可以監(jiān)控，通過供電單元提供的供電電壓是否低于預(yù)設(shè)的下閾值以下或者超過預(yù)設(shè)的上閾值。同樣例如可以監(jiān)控，控制單元的控制信號是否位于預(yù)設(shè)的信號電平區(qū)間(Signalpegel-Intervall)內(nèi)。

通過應(yīng)急運(yùn)行控制裝置監(jiān)控運(yùn)行參數(shù)的以及對故障情況進(jìn)行診斷表現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的逆變器的在電路技術(shù)上有利的實(shí)施方式。但是運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)控和/或故障情況的診斷替代地也可以在一個或多個分離的電路元件中實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)另一種實(shí)施方式，所述至少一個應(yīng)急運(yùn)行供電裝置可接通地和可斷開地實(shí)施。由此，可以針對在識別故障情況之后運(yùn)行參數(shù)再次回到允許的數(shù)值區(qū)域中的這種情況，再次從應(yīng)急運(yùn)行狀態(tài)切換到正常運(yùn)行狀態(tài)。