[實用新型]對屬于混合動力電動系統的儲能器進行短路保護的裝置

有效

• 申請號: 201420344322.3
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN204216567U
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 尤卡-佩卡·基蒂萊;奧斯卡里·尼拉寧
• 申請（專利權）人: ABB公司
• 主分類號: H02H7/04
• 分類號: H02H7/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 丁永凡;張春水

技術領域

本實用新型涉及一種混合動力電動系統，并且尤其涉及用于對屬于混合動力電動系統的儲能器進行短路保護的裝置。?

背景技術

在混合動力電動系統中應用的儲能器、例如鋰電池或超級電容器能夠以累積大的能量充電或放電。這種混合動力電動系統例如是車輛或做功機械中的電動系統，在所述電動系統中，用于系統的電能借助內燃機等來產生，所述內燃機轉動發電機以用于產生電能。系統的電能饋送到電動馬達中，所述電動馬達例如能夠是車輛的或做功機械的牽引馬達或者是產生任意的機械運動的馬達。?

因此，在混合動力電動系統中，當系統產生的能量多于消耗的能量時，那么能量例如能夠儲存在已提及的電池或超級電容器中。系統的一個或多個電動馬達與儲能器通過直流電壓母線連接，使得在直流電壓母線和電動馬達之間接入變頻器。通過應用變頻器，能夠可控地應用馬達并且當馬達對機械運動制動時將能量向回饋送到系統中。?

混合動力電動系統的一個或多個儲能器借助存在于系統中的變流器(Umrichter)來充電，當直流電壓母線、即直流電壓中間回路的電壓超過一定的極限時，所述變流器將能量饋送到儲能器、例如鋰電池或超級電容器中，而一個或多個馬達將功率饋送到直流電壓中間回路中。目標是：系統中通過制動馬達產生的能量首先直接用于轉動其他的馬達。如果其他的負載不能夠應用由馬達饋送的能量，那么這些能量可能饋送到儲能器中以供以后使用。?

儲能器的、例如鋰電池的和超級電容器的瞬時能量輸出或能量吸收能力是十分有限的。這就是說，儲能器在正常運行時的電流與在系統短路期間從儲能器流向短路的電流一樣大。出于這個原因，儲能器的短路電流在錯誤狀態中不足以在保護電動系統的半導體的情況下熔斷待應?用的aR保險裝置，但是所述短路電流足以損壞半導體、電池或其他的部件。此外，如果例如觸發對電池的保護，短路能夠縮短儲能器的使用壽命。由于循環使用和通過包覆造成的溫度升高而需要保險裝置更大地構成，這使得情形變得更加復雜。?

實用新型內容

本實用新型基于下述目的，研發一種裝置，使得能夠解決在上文中提到的缺點。本實用新型的目的借助一種用于對屬于混合動力電動系統的儲能器進行短路保護的裝置來實現，所述混合動力電動系統具有直流電壓中間回路，其中所述儲能器設為與所述直流電壓中間回路通過直流電壓連接裝置連接，所述直流電壓連接裝置具有保險裝置，其特征在于，所述用于對屬于混合動力電動系統的儲能器進行短路保護的裝置具有：測量機構，以用于確定所述直流電壓連接裝置的電流；變壓器，所述變壓器具有初級回路和次級回路，其中所述變壓器的所述次級回路設置成包含所述直流電壓連接裝置的所述保險裝置；切換機構，以用于當所述直流電壓連接裝置的電流超過預定的極限時，根據所述測量機構將所述直流電壓連接裝置的電壓脈沖地切換到所述變壓器的所述初級回路中，其中在所述變壓器的所述次級回路中產生電流，所述電流熔斷所述電壓連接裝置的所述保險裝置。本實用新型的優選的實施方式在下文中給出。?

本實用新型基于下述思想：將儲能器的高的直流電壓轉換成低的交流電壓和大的交流電流，其中短路電路能夠借助于更快的aR保險裝置來切斷。?

變流通過變流器回路和變壓器來進行，所述變壓器的變壓比是大的(N1>>N2)。變流器回路、例如振動變流器(Zerhacker)將小電流饋送到變壓器的初級繞組中，其中在變壓器的次級繞組中實現大電流。接通變壓器的次級側，使得大電流流過保險裝置F1并且熔斷所述保險裝置并且在此保護設施免于短路電流。在電路中例如能夠使用市售的中頻范圍(500Hz至2000Hz)的焊接變壓器，其中由儲能器接收的為幾十安培的電流能夠在次級繞組中轉換成幾萬安培的電流。?

根據本實用新型的裝置能夠實現對混合動力電動系統的可靠的短路保護，使得儲能器的短路電流不能夠在短路時損壞電動系統的敏感的?部件。?

附圖說明

現在結合優選的實施方式參考所附的附圖詳盡地闡述本實用新型，其中：?

圖1、2和3示出本實用新型的實施方式。?

具體實施方式

圖1示出本實用新型的一個實施方式，其中混合動力電動系統1與儲能器2通過直流電壓連接裝置連接，所述直流電壓連接裝置具有正母線和負母線。在混合動力電動系統和儲能器之間定位有短路保護裝置3。短路保護裝置在附圖中也作為放大的用虛線分隔的方框3示出，在所述方框中更詳細地示出了要在短路保護裝置中應用的特征。?