[發明專利]用于從三相交流電壓源中給電儲能器充電的裝置和方法

在審

• 申請號: 201380066249.6
• 申請日: 2013-12-02
• 公開（公告）號: CN104837669A
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: B.希林格
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18;H02M1/42;H02J7/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 臧永杰;胡莉莉

技術領域

本發明涉及一種用于從三相交流電壓源中給電儲能器充電的裝置。此外，本發明還涉及一種用于從三相交流電壓源中給電儲能器充電的方法。

背景技術

一種公知的用于給電池進行三相充電的裝置包括：連接到三相交流電壓源上的有源B6電橋，其用于實現無功電流補償或功率因數校正設備（英語：Power?Factor?Correction，功率因數校正）；以及連接到其上的降壓變換器。另一B6電橋被連接到降壓變換器上。

DE?195?235?76?A1描述了一種交流電壓-直流電壓電源部分以及一種用于在高壓系統中將交流電壓轉換成直流電壓的方法。那里描述的交流電壓-直流電壓電源部分包括半導體開關，該半導體開關在回流轉換器（Rücklaufwandler）的低壓側具有比高壓側的半導體開關更低的擊穿電壓。較低的擊穿電壓可以借助于分路調節器來實現，該分路調節器調節低壓開關側的端電壓。

發明內容

根據第一方面，本發明實現一種用于從三相交流電壓源中給電儲能器充電的裝置，該裝置具有：

-與交流電壓源電連接的轉換器設備，其具有三個半橋，所述半橋分別具有兩個串聯的開關，其中在半橋之一的兩個開關的連接點與交流電壓源的各一個相之間電連接有各一個電感；以及

-與轉換器設備的中間電路電容器電連接的降壓變換器設備，其中降壓變換器設備的開關在裝置的充電運行中以時鐘控制的方式被切換，并且在轉換器設備的常規運行中被斷開；以及

-在轉換器設備的常規運行中能跨接降壓變換器設備所借助的開關；

-其中借助于控制設備根據交流電壓源的相電壓和流經電感的電流，降壓變換器設備的開關和轉換器設備的半橋的開關能被切換為使得從用于對電儲能器進行充電的交流電壓源提取的用于電儲能器的充電電流被構造為使得交流電壓源的每個相電流都基本上為正弦形的，其中所述相電流與交流電壓源的相應的相電壓基本上同相。

根據第二方面，利用本發明提供一種用于從三相交流電壓源中對電儲能器進行充電的方法，該方法包括下列步驟：

-在需要時借助于轉換器設備將交流電壓源的所有電壓相升高為使得轉換器設備的中間電路的電壓水平高于電儲能器的電壓水平，其中轉換器設備的開關被操作為使得交流電壓源的相電流基本上為正弦形，并且其中交流電壓源的相電流與交流電壓源的相電壓基本上同相；以及

-借助于時鐘控制地操作與轉換器設備的電容器電連接的降壓變換器設備來為電儲能器生成充電電流。

根據本發明的裝置的優選改進方案是從屬權利要求的主題。

本發明的一個優選實施方式的特征在于，交流電壓源的相電流在轉換器設備的充電運行中被構造為使得對與轉換器設備連接的電機不施加轉矩。這所提供的優點是，在充分利用克拉克變換形式的數學方法的情況下可以有利地調整所連接的電動機在充電運行中的電流。

根據本發明的裝置的另一優選實施方式的特點在于，降壓變換器設備的開關是單向導通半導體開關，該半導體開關僅在朝向儲能器的方向上允許電流通過。因此，有利地支持電池的效率高的充電運行。

根據本發明的裝置的另一優選實施方式的特征在于，降壓變換器設備的開關在轉換器設備的充電運行中以脈寬調制方式被時鐘控制。有利地可以以這種方式借助于被證明的時鐘控制方法來調整充電電流。

根據本發明的裝置的另一優選實施方式的特點在于，跨接降壓變換器設備的開關是接觸器或半導體開關。由此有利地為所述開關提供選擇可能性。

根據本發明的裝置的另一優選實施方式的特點在于，將轉換器設備的中間電路電容器構造成電流調整器設備的中間存儲器。由此，有利地得出電容器的節省，因為轉換器設備的電容器改善地也被充分利用用于充電運行。

根據本發明的方法的一個有利的改進方案的特點在于，降壓變換器設備的開關的占空比（Taktverh?ltnis）是根據電儲能器的充電狀態的需求來構造的。有利地可以以這種方式根據需求來確定電儲能器的充電電流的大小。

根據本發明的方法的另一有利的改進方案的特點在于，降壓變換器設備的開關僅僅在電儲能器的充電運行中被操作，其中開關在轉換器設備的常規運行中被斷開，并且其中降壓變換器設備借助于開關被跨接。有利地由此得出降壓變換器設備在常規運行中的脫離，其中對于轉換器設備，降壓變換器設備被跨接。

發明優點