具有转换功能的驱动设备、驱动系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及具有转换功能的驱动设备、驱动系统和方法。该驱动设备具有：用于将驱动设备联接至变流器的至少一个第一马达联接端和第二马达联接端；至少一个第一马达绕组和第二马达绕组，其中，第一马达绕组的第一联接端与第一马达联接端连接，而第二马达绕组的第一联接端与第二马达联接端连接；至少一个第一中间截取端和第二中间截取端，其中，第一中间截取端与第一马达绕组的截取部位连接，而第二中间截取端与第二马达绕组的截取部位连接；以及用于将驱动设备联接至交流电压网的至少一个第一电网联接端和第二电网联接端，其中，第一电网联接端与第一中间截取端连接，而第二电网联接端与第二中间截取端连接。

Driving equipment, driving system and system with conversion function

【技术实现步骤摘要】
具有转换功能的驱动设备、驱动系统和方法
本专利技术涉及一种具有转换功能的驱动设备、一种驱动系统和一种用于运行车辆的驱动设备的方法。
技术介绍
为了给例如电动车辆中的高伏特电池充电，充电系统必须基本上提供其电压大于电池电压的直流电压。例如，具有400V-DC的电池电压的高伏特电池(HV电池)应在具有230V-AC的单相交流电压的常规电网插座上充电，或者具有800V-DC的电池电压的HV电池应在具有400V-AC的三相交流电压上充电，因此除了对电网电压进行整流(AC->DC)之外还需要增大经整流的电压(“升压”)，例如通过DC/DC变换器，其也被称为升压器、升压变换器、升压换流器(Step-up-Converter)或Boost换流器。
技术实现思路
在此背景下，本专利技术根据独立权利要求提供了一种改进的具有转换功能的驱动设备、一种改进的驱动系统和一种经改进的用于运行车辆的驱动设备的方法。由从属权利要求和以下描述得到有利的设计方案。所描述的方法基于将电机形式的驱动设备用作自耦变压器的新用途。驱动设备可以有利地与用于车辆的驱动系结合地使用，其中，驱动系可以由电池、逆变器和驱动设备构成。在此，驱动设备可以设置成用于驱动车辆的电动马达。驱动设备可以实现为具有自耦变压器功能的电机，其也被称为电机-自耦变压器。驱动设备可以以这种方式用于以单相或三相的交流电压对HV电池进行充电。有利地，由此不需要可能由整流器(对电网交流电压进行整流)和下游的DC/DC变换器构成的单独的充电器。DC/DC变换器将经整流的电网交流电压提升到适合于对HV电池进行充电的电压水平。通过省去这种单独的充电器，可以节省成本和结构空间。有利地，所描述的方法可以实现的是，在驱动设备中不需要开关例如用来接通驱动设备的星形接点或用来中断马达绕组与驱动设备的联接端之间的连接线路。也可以不需要仅用于转换功能而不用于驱动设备的驱动功能的附加的绕组。用于车辆的带有变换功能的相应的驱动设备具有以下特征：用于将驱动设备联接至变流器的至少一个第一马达联接端和第二马达联接端；至少一个第一马达绕组和第二马达绕组，其中，第一马达绕组的第一联接端与第一马达联接端连接，而第二马达绕组的第一联接端与第二马达联接端连接；至少一个第一中间截取端和第二中间截取端，其中，第一中间截取端与第一马达绕组的截取部位连接，而第二中间截取端与第二马达绕组的截取部位连接；和用于将驱动设备联接至交流电压网的至少一个第一电网联接端和第二电网联接端，其中，第一电网联接端与第一中间截取端连接，而第二电网联接端与第二中间截取端连接。驱动设备可以是具有定子和转子的电机。这种电机可以实施为同步电机、异步电机或磁阻电机。当马达绕组有电流流过时，马达绕组产生磁场，磁场将转矩施加在转子上。因此，当马达绕组经由马达联接端被适当地通电时，驱动设备可以提供驱动功能。为了提供转换功能，通过经由中间截取端的加载到电网联接端上的电网交流电压可以适当地对马达绕组通电。在这种情况下，马达绕组可以分别形成自耦变压器的功能。加载到电网联接端上的电网交流电压在使用这些马达绕组的情况下被转换成能在马达联接端上被截取的经转换的充电交流电压。通过将截取部位适当地定位在马达绕组之内，可以确定电网交流电压与能在马达联接端上被截取的经转换的充电交流电压之间的电压比。在此，截取部位可以理解为在马达绕组的多个线匝中的一个线匝上的能导电的接触部位，该接触部位与中间截取端以能导电的方式连接。变流器可以理解为用于将直流电压变换成交流电压或将交流电压变换成直流电压的装置。例如，如被用在电动车辆的驱动系中的逆变器可以被用作变流器。驱动设备可以包括两个、三个或更多个马达绕组。在此，所有马达绕组或仅其中一些马达绕组可以设有中间截取端。典型地，驱动设备具有三个马达绕组。根据一个实施方式，分别可以在马达绕组的第一联接端与中间截取端之间布置有第一数量的线匝，而在马达绕组的第二联接端与中间截取端之间布置有与第一数量不同的第二数量的线匝。因此，马达绕组的布置在中间截取端的两侧的区段可以分别具有不同数量的线匝。通过线匝的第一数量与第二数量之比可以限定加载到电网联接端的电网交流电压与能在马达联接端上被截取的充电交流电压之比。在此，在转换功能方面，马达绕组可以相应地表现为初级绕组。在转换功能方面，马达绕组的第二数量的线匝可以表现为次级绕组。以这种方式，使被用于驱动设备的驱动功能的马达绕组可以附加地被用作变压器。为了能够使用不同电压的供电网对电池进行充电，可以提供至少一个另外的第一中间截取端和至少一个另外的第二中间截取端。另外的第一中间截取端可以与第一马达绕组的另外的截取部位连接，而另外的第二中间截取端可以与第二马达绕组的另外的截取部位连接。驱动设备可以具有用于将驱动设备联接至变流器的第三马达联接端和第三马达绕组。在此，第三马达绕组的第一联接端可以与第三马达联接端连接。因此，驱动设备可以是三相电机，如典型地在电动车辆中使用的那样。在此，驱动设备可以具有第三中间截取端，其中，第三中间截取端与第三马达绕组的截取部位连接。此外，驱动设备可以具有用于将驱动设备联接至交流电压网的第三电网联接端，其中，第三电网联接端与第三中间截取端连接。当驱动设备仅具有两个中间截取端和电网联接端时，驱动设备可以被用于对单相的电网交流电压进行转换。当驱动设备具有三个中间截取端和电网联接端时，驱动设备可以被用于对三相的电网交流电压进行转换。根据不同的实施方式，马达绕组能够以固定布线的星形电路或固定布线的三角形电路来布置。因此典型地可以将在车辆领域中使用的电机用作驱动设备的基础。所提到的驱动设备可以有利地与用于车辆的驱动系统相结合地使用，除了驱动设备之外还具有提到的变流器。这种驱动系统也称为驱动系。在此，驱动设备的马达联接端与变流器的交流电压联接端连接。例如，变流器可以实施为B6脉冲逆变器。驱动系统还可以包括电池，例如HV电池，其与变流器的直流电压联接端连接。当使用驱动设备的转换功能时，可以经由变流器对电池进行充电。而针对驱动设备的驱动功能，可以使用由电池提供的电压，由此使电池放电。根据一个实施方式，驱动设备可以具有三个另外的马达联接端。驱动系统可以具有第二变流器，该第二变流器可以与另外的马达联接端连接。变流器的能配属于一个极的直流电压侧的联接端可以经由开关彼此连接。三个另外的马达联接端可以与马达绕组的第二联接端连接。在开关的断开位置中，三个另外的马达联接端可以以星形接点方式连接。用于运行提到的驱动设备的方法具有以下步骤：将驱动交流电压加载到马达联接端上，以便通过对马达绕组的通电引起驱动设备的驱动功能；和向电网联接端提供电网交流电压，以便在使用马达绕组的情况下在马达联接端上提供经转换的充电交流电压。加载和提供的步骤可以在时间上依次实施。在此，这些步骤也可以重复实施。例如，可以在实施提供的步骤之前，在时间上依次实施多次加载的步骤。方法步骤的实施可以由控制装置来控制。这种控制装置可以是处理电信号(例如传感器信号)并依赖于该电信号地输出控制信号的电仪器。控制装置可以具有一个或多个适当的接口，这些接口可以在硬件和/或软件方面构造。在硬件方面的构造方案中，接口例如可以是在其中实现控制装置的功能的集成电路的一部分。接口也可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车辆(100)的带有转换功能的驱动设备(102)，其特征在于，所述驱动设备(102)具有以下特征：用于将所述驱动设备(102)联接至变流器(108)的至少一个第一马达联接端(222)和第二马达联接端(224)；至少一个第一马达绕组(232)和第二马达绕组(234)，其中，所述第一马达绕组(232)的第一联接端与所述第一马达联接端(222)连接，而所述第二马达绕组(234)的第一联接端与所述第二马达联接端(224)连接；至少一个第一中间截取端(343)和第二中间截取端(345)，其中，所述第一中间截取端(343)与所述第一马达绕组(232)的截取部位(342)连接，而所述第二中间截取端(345)与所述第二马达绕组(234)的截取部位(344)连接；和用于将所述驱动设备(102)联接至交流电压网(220)的至少一个第一电网联接端(352)和第二电网联接端(354)，其中，所述第一电网联接端(352)与所述第一中间截取端(343)连接，而所述第二电网联接端(354)与所述第二中间截取端(345)连接。

【技术特征摘要】
2018.03.02 DE 102018203134.71.一种用于车辆(100)的带有转换功能的驱动设备(102)，其特征在于，所述驱动设备(102)具有以下特征：用于将所述驱动设备(102)联接至变流器(108)的至少一个第一马达联接端(222)和第二马达联接端(224)；至少一个第一马达绕组(232)和第二马达绕组(234)，其中，所述第一马达绕组(232)的第一联接端与所述第一马达联接端(222)连接，而所述第二马达绕组(234)的第一联接端与所述第二马达联接端(224)连接；至少一个第一中间截取端(343)和第二中间截取端(345)，其中，所述第一中间截取端(343)与所述第一马达绕组(232)的截取部位(342)连接，而所述第二中间截取端(345)与所述第二马达绕组(234)的截取部位(344)连接；和用于将所述驱动设备(102)联接至交流电压网(220)的至少一个第一电网联接端(352)和第二电网联接端(354)，其中，所述第一电网联接端(352)与所述第一中间截取端(343)连接，而所述第二电网联接端(354)与所述第二中间截取端(345)连接。2.根据权利要求1所述的驱动设备(102)，其特征在于，分别在所述马达绕组(232、234、236)的第一联接端与所述中间截取端(343、345、347)之间布置有第一数量的线匝，而在所述马达绕组(232、234、236)的第二联接端与所述中间截取端(343、345、347)之间布置有与第一数量不同的第二数量的线匝。3.根据权利要求2所述的驱动设备(102)，其特征在于，在转换功能方面，所述马达绕组(232、234、236)相应地形成初级绕组，而所述马达绕组(232、234、236)的第二数量的线匝形成次级绕组。4.根据前述权利要求中任一项所述的驱动设备(102)，其特征在于，存在至少一个另外的第一中间截取端(943)和另外的第二中间截取端，其中，所述另外的第一中间截取端(943)与所述第一马达绕组(232)的另外的截取部位连接，而所述另外的第二中间截取端与所述第二马达绕组(234)的另外的截取部位连接。5.根据前述权利要求中任一项所述的驱动设备(102)，其特征在于，所述驱动设备(102)具有用于将所述驱动设备(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：马尔科·登克，马克马蒂亚斯·巴克兰，
申请(专利权)人：ZF腓德烈斯哈芬股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE