[發明專利]用于蓄電池和馬達的聯合供充電的功率模塊和電氣裝置

有效

• 申請號: 201811588738.9
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN109980982B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: B.波切茲;L.德索薩;B.希爾維斯特里
• 申請（專利權）人: 法雷奧西門子新能源汽車法國股份公司
• 主分類號: H02M7/797
• 分類號: H02M7/797;H02P6/14;H02M7/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王增強

本發明涉及用于轉換在蓄電池和交流馬達之間流動的電流的功率模塊(9)，所述模塊(9)包括開關器件(10)，開關器件(10)可被控制為許可給馬達供電和/或將蓄電池充電；和固有控制單元(13)，固有控制單元(13)連接到所述開關器件(10)，并且能夠將斷開和/或閉合信號傳送到所述開關器件(10)，所述固有控制單元(13)進一步能夠與遠程控制單元采用勢壘交換數據。

本申請是申請日為2012年10月30日、申請號為201280065837.3、發明名稱為“分別用于蓄電池和馬達的聯合供電和充電的功率模塊和電氣裝置”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種用于轉換在蓄電池和交流馬達之間流動的電流的功率模塊。本發明還涉及使用這樣的模塊的逆變器、轉換器和電氣裝置，以及實施這樣的裝置的供電和充電方法。

本發明有利地應用于電動機動車輛的領域，其中電池可經由逆變器給馬達供電，并且可在機動車輛靜止時被再充電。然而，雖然根據本發明的模塊特別地用于這樣的應用，但是該模塊可被用于其他領域中。

背景技術

傳統地，電動車輛配備有高電壓電池，高電壓電池將直流電流傳送到逆變器，逆變器將該直流電流轉換為交流電流，使得可以給電馬達供電，電馬達使車輛運動。

為了將這些高電壓電池再充電，已知的實踐是將車輛安裝有車載充電氣裝置，該車載充電氣裝置主要包括交流電流-直流電流轉換器，其使得可以將電網的交流功率整流以將電池充電。而且，該裝置可包括直流電流-直流電流(DC/DC)轉換器，確保電網的電壓水平與電池的電壓水平匹配。

一方面，功率子系統的電子部件，另一方面，充電子系統的電子部件，是昂貴的。此外，馬達被供電以及電池在不同的階段被充電。而且，在專利文件EP 0 603 778和WO 97/09009中已經提出重新使用用來給電馬達供電的部件和電馬達的一部分來制造用于將電池充電的裝置。

因此，逆變器和DC/DC轉換器可設計為是可逆的。電池充電氣裝置將特別地能夠使用逆變器來形成交流電流-直流電流轉換器，并且使用馬達的繞組來形成相關聯的電感器。

圖1圖示了現有技術的轉換器的操作原理。它們使用配備有開關2的一個或多個控制臂1，開關2的斷斷開/閉合閉合使得可以以已知方式實現電流的轉換。

開關的斷開/閉合通過驅動單元3獲得，驅動單元3產生用于閉合/斷開所述開關的電流。驅動單元3與控制單元4交換信息，控制單元4將確定開關2斷開/閉合的命令傳輸到驅動單元3。

開關2和驅動單元3在高電壓下操作，以能夠根據裝置的操作模式將電流轉換為直流電流或交流電流?？刂茊卧?自身在低電壓(12伏特的量級)下控制。同樣，為了將高電壓電路(驅動單元3和開關2)從低電壓電路(控制單元4)去耦，已知的實踐是通過去耦器5(例如光耦合器和/或變壓器類型的去耦器)單獨地將每一個高電壓/低電壓連接去耦。

而且，電動車輛的標準強制執行電池與車身絕緣，以避免易于與車身接觸的個體觸電而死。為此，HT電池浮置，其電勢沒有被鏈接到底盤。絕緣電纜被提供用于高電壓部件和控制單元4之間的每一個連接部，這使得可以將電池從底盤分離。

還可使用在高電壓下操作的其他部件，例如測量單元6或功率單元7，該功率單元7特別地給驅動單元3供電。測量單元與控制單元4交換信息。功率單元使用低電壓電路來提供電流。因而，去耦器件5也被設置在這些部件和控制單元4之間。

由于所有這些原因，現有技術的電氣裝置表現出在連接技術、價格和可靠性方面的缺陷，可靠性與被使用的部件的數量相聯系。

而且，它們在可靠性方面表現出主要缺陷，特別是當同一控制單元4被用于多個控制臂1時。實際上，如果發生故障，至今沒有提出技術方案來確定其起因，并且故障以需要更換整個DC/DC轉換器和/或逆變器結束。

發明內容