[發明專利]過電壓保護裝置和用于運行過電壓保護裝置的方法

有效

• 申請號: 201480026176.2
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN105189186B
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: M.艾森哈特
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: B60L7/10
• 分類號: B60L7/10;B60L11/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 梁冰;宣力偉

本發明涉及一種用于電池充電調節器的過電壓保護裝置。所述過電壓保護裝置在此包括一具有固定地預先給定的響應閾值的第一電壓探測器以及一具有能夠適應性地調整的電壓閾值的第二過電壓探測器。在此根據所述第一電壓探測器的響應來調整所述第二電壓探測器的電壓閾值。

本發明涉及一種過電壓保護裝置以及一種用于運行過電壓保護裝置的方法。

背景技術目前在用于混合動力車或者電動車的、電動的驅動裝置中一般使用旋轉場式電機。為了運行這些旋轉場式電機，要使用脈沖逆變器。脈沖逆變器的主要組成部分是中間電路電容器和構造為功率半導體的形式的半導體開關、比如MOSFET晶體管或者IGBT。為了在按馬達的方式的運行中驅動所述車輛，在此要從牽引用電池中取用直流電的形式的電功率，并且將其放電到所述電池中。所述脈沖逆變器在此將所述直流電轉換為合適的交流電，用所述交流電來運行所述旋轉場式電機。

除此以外，所述旋轉場式電機比如在將車輛制動的過程中也可以作為發電機來運行。在此，能流（Leistungsfluss）進行旋轉。旋轉場式電機的交流電通過所述脈沖逆變器來轉換為直流電，用所述直流電來給所述電池充電。為了不損壞所述脈沖逆變器的主要組成部分，在此不得超過一種預先給定的電壓上限。因此，每個脈沖逆變器都有最大的電壓極限，可以在沒有損壞的情況下在所述最大的電壓極限之內運行所述脈沖逆變器。較高的工作電壓在此尤其可能在按發電機方式的運行中出現。在給所述牽引用電池充電的過程中，通過所述充電電流，在所述電池上的端子電壓由于所述電池的內電阻而上升。在此出現的電池電壓在此也可能上升超過所述脈沖逆變器的最大允許的電壓極限。

因此，也用于對電池進行充電的脈沖逆變器配備了過電壓保護功能。公開文獻DE198 35 316 A1公開了一種受到控制的、具有過電壓保護功能的整流電橋。用交流電壓由發電機來給所述整流電橋饋電。為了避免過電壓峰值，所述整流電橋包括電壓保護線路。

此外，為了保護在所述脈沖逆變器中的組件，所述脈沖逆變器配備了降額（Derating）功能或者說降低額度。在此，首先在超過第一電壓閾值時降低所述最大允許的電池充電電流。由此，在進一步給電池充電的過程中，電壓上升程度會下降。在此，電池電壓上升得越高，就可以將所述充電電流降低得越多。在達到另一個較高的電壓閾值時，完全停止對于所述電池的充電。由此而后不再也出現電壓上升情況。

在給電池充電的過程中的電壓上升在此取決于所述電池的內電阻。所述電池的內電阻又取決于大量的參數，比如所述電池的充電狀態、溫度和老化狀態。因此，無法最佳地為所有運行情況選擇特征值，在此用所述特征值來對充電電流進行調整。對于不利的運行情況來說，可能的是，沒有足夠快地降低所述充電電流，并且隨后盡管有降額功能，但是對于所述脈沖逆變器中的結構元件來說還是超過最大允許的電壓極限。由此在這種情況中也可能出現所述脈沖逆變器的損壞。

因此，一般來說要使用另外的、獨立的過電壓保護裝置，所述過電壓保護裝置在超過另一個電壓極限時將所述脈沖逆變器從正常的調節運行轉換為安全的狀態。在這種安全的運行中，突然停止對于所述電池的充電。比如這種獨立的、另外的過電壓保護裝置在發電機運行中使所述旋轉場式電機的端子短路，并且由此阻止對于所述電池的進一步的充電。

但是，這樣的、從所述脈沖逆變器的調節運行到安全的狀態的轉變對于電動機來說導致可感覺到的行駛舒適性損失。在所述旋轉場式電機的軸上的轉矩在安全的狀態中再也不能得到調節。因此，出現一種對于所述旋轉場式電機來說在給定轉速的情況下表示出特征的轉矩。此外，從所述安全的狀態返回到所述調節運行的轉換只能通過所述脈沖逆變器的復位來進行。這導致不受歡迎地較長時間地停留在安全的狀態中的情況。

因此，存在著對得到改進的過電壓保護裝置的需求。尤其存在著對能夠在調節運行中實現盡可能長時間的運行的過電壓保護裝置的需求。

發明公開內容