[發明專利]針對電動運行的車輛的運行結構

無效

• 申請號: 201180044121.0
• 申請日: 2011-09-13
• 公開（公告）號: CN103476627A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: M.蓋勒克;G.格里彭特羅格;T.科瑪;M.曼特爾;J.魯普
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 謝強

技術領域

本發明涉及一種針對電動運行的車輛的運行結構，具有：一個或多個電動機、用于供應電動機的蓄電池或電池以及與電動機連接的、用于以來自蓄電池的能量給電動機供電的變流器。

背景技術

電動運行的車輛如電動汽車通過一個或多個電動機代替常規的內燃機來驅動。不同于有軌車輛或無軌電車，一般情況下不能從輸電線中獲得電能，而是從儲能器（蓄電池、電池）中提供電能。

另外，所述儲能器是功率電子的運行結構的一部分，其在儲能器和電動機之間具有至少一個變流器。該變流器從儲能器的直流電壓中產生通常的三相電壓。相反的，該變流器大多也有能力將制動過程中積累的能量回饋給儲能器，并為此進行整流。

有時必須要給所述儲能器充電。對于將來的電動運行的車輛，為了給電動運行的車輛提供可接受的行程范圍，儲能器將變成能夠容納非常大量的能量。另一方面，為了能夠在可接受的時間內將所述大量能量的充入儲能器中，需要比現今私人家用輸電線的功率更高的充電功率。為此，優選應用高功率的、可調節的、具有功率因數校正過濾器（Power?Factor?Control,PFC,功率因數控制器）的整流器。

為了給儲能器充電，可以使用外部的、具有相應構造的充電設備。而且還公知，可以把被安置在車輛內的變流器作為充電設備使用。另外，該變流器通過適當的扼流圈與供電網相連。在此優選的是選擇三相的接口，因為否則的話，可提取的功率要遠遠小得多，并且充電過程持續非常長。

使用外部的充電設備的缺點在于缺少靈活性。為了能夠進行充電，電動運行的車輛必須持續地與充電設備連接。在車輛本身內部以具有PFC扼流圈的變流器形式安裝充電設備的缺點在于，雖然該變流器能夠很大程度地保持不變，但是由于高功率而必須安裝大的并且重的扼流圈，而這使車輛變得更重。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供一種針對電動運行的車輛的運行結構，其避免了所述的缺點。在此，應當以不使用外部的充電設備為前提，即共同使用車輛本身的變流器。

該技術問題將通過一種具有權利要求1所述特征的、針對電動運行的車輛的運行結構得以解決。另一種解決方案在于，一種具有權利要求4所述特征的、針對電動運行的車輛的運行方法。從屬權利要求涉及本發明的有利的構造。

按照本發明的針對電動運行的車輛的運行結構具有至少一個電動機、用于儲存和提供電能的蓄電池以及至少一個與電動機連接的、用于以來自蓄電池的能量給電動機供電的變流器。

另外，包括了用于連接三相供電網與該運行結構的連接可能性，其中，所述連接可能性被構造為，對于用于給蓄電池充電的充電運行，供電網的至少兩相能夠通過電動機的分別至少一個繞組與變流器建立連接，其中，能夠中斷至星形匯接點的共同連接。另外，對于電動機運行，該電動機的對于各相位的繞組能夠被共同連接成星形匯接點。

對于本發明，已知可以一起使用電動機的繞組用于功率因數的校正。由此可以節省額外的扼流圈，并因此節省了在電動運行的車輛內的重量和空間，這另一方面提高了行程范圍。

在本發明的一個有利的構造和擴展中，連接可能性被設置為，在充電運行中通過所述連接可能性能夠這樣建立電機的繞組的連接，使得通過在充電運行中流過的電流，在電動機內不產生或僅產生非常小的轉矩。由此制止了無意中的車輛的移動，并且不必為了防止移動而做特殊的設計。

另外，優選具有多極的電動機，該發動機的定子繞組包括多個部分繞組，對其選擇了如下的設計：在電動機運行中，第一部分繞組與第一相對應，第二部分繞組與第二相對應并且第三部分繞組與第三相對應。另外，對所述連接可能性進行如下的設計：在充電運行中，第一部分繞組的一部分以及第二部分繞組的一部分能夠與供電網的第一相連接，并且第一部分繞組的另一部分以及第二部分繞組的另一部分能夠與供電網的第二相連接。

換句話說，為了充電運行，對三相中的兩相的部分繞組的一部分分別進行交叉連接。在此，出于目的性地分別將部分繞組的一半相互連接。由此避免了形成旋轉場，并且將產生的轉矩降低到非常小的數值。

在按照本發明的針對電動運行車輛的運行方法下，借助于與該電動機相連的變流器，通過來自用于存儲和輸出電能的蓄電池的能量供應至少一個電動機。另外，在電動機運行中，電動機的對于各相的繞組被共同連接成星形匯接點，而在用于給蓄電池充電的充電運行中，要連接的供電網的至少兩相通過電動機的分別至少一個繞組與變流器建立連接，其中，能夠中斷至星形匯接點的共同連接。在充電運行中，優選這樣建立電動機的繞組的連接，使得通過在充電運行中流過的電流，在電動機內不產生或僅產生非常小的轉矩。