用于借助于蓄电池直接转换器和所属的控制装置来运行电气的牵引驱动系统的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于运行电气的驱动系统(10)的方法，该驱动系统包括电机(70)和具有多个蓄电池组(120)的蓄电池(110)。该些蓄电池组(120)分别具有多个蓄电池模块(130、140)，它们分别在相应的蓄电池组的输出端子方面选择性地与正极或者负极连接或者能够在相应的蓄电池组中进行桥接，从而使得每个蓄电池组(120)提供可调节的输出电压。此外，该些蓄电池模块(130、140)在该牵引驱动系统(10)的运行之中响应于规定的功能地加以监控。其中，当检测到至少一个所连接的蓄电池模块(130、140)的技术上的故障时桥接该至少一个蓄电池模块(130、140)并且该牵引驱动系统(10)进入过渡状态，在该状态下该电机(70)如此地由该些蓄电池组(120)的剩余连接的蓄电池模块(130、140)继续供电并且操控，使得该电机不产生任何转矩。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于运行电气的驱动系统的方法，该驱动系统包括电机和具有多个蓄电池组的蓄电池。在这些蓄电池组中分别设置多个蓄电池模块，它们分别在相应的蓄电池组的输出端子方面与正极或者负极选择性地连接或者能够在相应的蓄电池组中进行桥接，从而使得每个蓄电池组提供可调节的输出电压。此外，本专利技术涉及所属的用于操控牵引驱动系统的装置和相应的蓄电池系统。再者，本专利技术涉及一种具有该蓄电池系统和/或具有依据本专利技术的装置的车辆。
技术介绍
由现有技术已知了一种蓄电池，其应用于混合动力和电动车辆之中并且被描述为牵引蓄电池，因此，其被用于为电气的驱动装置馈电。在图1中示出了由现有技术已知的电气的牵引驱动系统10的原理电路图，例如在电动和混合动力车辆或者也在静态的应用诸如风力发电设备的叶片调节之中加以使用。蓄电池(牵引蓄电池)11连接至直流电压中间电路，该直流电压中间电路通过电容器60来缓冲。连接至该直流电压中间电路的还有脉冲逆变器或者脉冲转换器50，其分别经由两个可控的半导体阀51和两个二极管52在三个输出端处为电机70的运行而提供相互相移的正弦电压。为了简化图示在附图中仅设置了一个半导体阀和一个二极管具有附图标记。电容器60的电容选择为足够大，以便在直流电压中间电路之中以一个持续时间来稳定电压，在该持续时间之中可控的半导体阀51是导通的。在实际的应用诸如电动车辆之中该电容需要mF范围内的高的容量。作为电机(电动机)70在此类的牵引驱动装置10之中通常使用交流电机。通常来说，其中将涉及异步电机、磁励同步电机或者它励同步电机。为了给电机70馈电通常使用脉冲转换器50，其在电动和混合动力车辆之中在牵引领域通常以半导体开关51来实施，它们被构造为具有绝缘栅极的双极型晶体管(IGBT)。在图1中加以示出的蓄电池11包括蓄电池组12，在该蓄电池组之中串联连接以及可选地附加地并联连接有多个蓄电池单元21，以便达到针对相应的应用的期望的高的输出电压和蓄电池容量，其中，为了简化图示，在附图中仅仅设置了一个具有附图标记的蓄电池单元。在该蓄电池单元21的正极和正的蓄电池端子22之间连接有充电和分离装置30。可选地能够附加地在该蓄电池单元的负极和负的蓄电池端子23之间连接有一个分离装置40。该分离和充电装置30和分离装置40分别包括接触器31或41，该接触器被设置用于将蓄电池单元21从蓄电池端子22、23分离以便无电压地开关该蓄电池端子22、23。否则，缘于串联连接的蓄电池单元21的高的直流电压的缘故，将会给维护人员或者其他人员带来显著的危险可能性。附加地，在该充电和分离装置30之中设置充电接触器32，其具有串联连接至该充电接触器32的充电电阻33。在此，首先断开该接触器31并且仅闭合充电接触器32。如果在正的蓄电池端子22处的电压达到了蓄电池单元21的电压，那么该接触器31能够闭合并且在必要时断开充电接触器32。接触器31、41和充电接触器32并非未显著地提高蓄电池11的成本，因为对于其可靠性和待由其传输的电流提出了较高的要求。如果在此类的牵引驱动装置的牵引蓄电池中出现了技术上的问题，该问题要么直接导致蓄电池单元的故障要么在该蓄电池的后续运行中导致蓄电池的安全性相关的不安全状态，那么该蓄电池将由蓄电池管理系统引入安全的状态。该状态将依据现有技术在锂离子蓄电池系统之中通过将该蓄电池通过断开充电和分离装置的接触器从直流电压中间电路分离来实现。牵引驱动装置的管理系统然后必须正确对待这样的情形，即该蓄电池不再提供为储能器。其中，与该电机的运行状态相关地通过该管理系统基本上仅能达到不会导致对于脉冲逆变器或者逆变器的毁坏。逆变器的毁坏能够例如通过该直流电压中间电路的不被允许的强的电压上升而引起。因此，该管理系统能够不再考虑行驶动态性重要的牵引驱动装置的特性或者能够由于蓄电池的分离而在理论上完全不再调节该牵引驱动装置的行驶动态性有意义的特性。由此带来的后果便是该牵引驱动装置由于行驶动态性的视点而输出不期望的或者不被允许的转矩，尤其是突然出现的非常大的负的转矩。这必须然后通过附加的措施例如通过机械的空载来在车辆的此类的牵引驱动装置的整体构思中加以控制。这样的附加措施通常是价格高昂的并且是极不期望的，因为这仅在蓄电池中的技术上的故障的情况下是必须的并且因此通常情况下并不加以使用。在本申请人先前的具有档案号DE 10 010 027 864 A1的专利申请之中描述了一种多相蓄电池系统，该蓄电池系统带有具有分级可调节的输出电压的蓄电池。在图2中示出了具有此类的蓄电池110的驱动系统(牵引驱动装置)10的方框图。蓄电池110包括多个蓄电池组120，在这些蓄电池组之中分别设置有带有串联连接和/或并联连接的蓄电池单元的多个蓄电池模块130、140。这些蓄电池模块130、140能够经由分别与其相关联的所谓的耦合单元(未单独示出)分别以正的或者负的方向串联连接或者桥接在所属的蓄电池组120之中。在最上面的蓄电池模块130的正极和正的蓄电池组端子122之间在每个蓄电池组120之中连接有一个充电和分离装置30。可选地，能够附加地在最下面的蓄电池模块140的负极和负的蓄电池组端子123之间在每个蓄电池组120之中连接有一个分离装置40。特别地，在三相的实施形式之中，具有此类的蓄电池110的系统也被描述为蓄电池直接转换器(DINV)。如果牵引驱动装置10以使用此类的蓄电池直接转换器的方式来实现，那么在图1中所示出的牵引蓄电池10和脉冲逆变器(逆变器)50将通过蓄电池直接转换器110来替代。在图2中加以示出的蓄电池直接转换器110的每一相的输出电压UBS的可能的曲线在图3中加以示出。其中，所示出的输出电压UBS为由蓄电池组120所产生的电压。图3示出了蓄电池组120的输出电压120与以正的或者负的方向加以连接至蓄电池组120的蓄电池模块130、140的数量k之间的关联性。在此，连接至每个蓄电池组120的蓄电池模块130、140分别具有相同的模块电压UM。在与所连接的蓄电池模块130、140的数量k的关联性中所示出的蓄电池组120的输出电压UBS是线性的并且对于蓄电池模块130、140来说遵循以下关系UBS＝k*UM，蓄电池模块130、140以正的方向或者正的极性连接至所属的蓄电池组120，或者对于蓄电池模块130、...

【技术保护点】
一种用于运行电气的牵引驱动系统(10)的方法，所述牵引驱动系统包括电机(70)和具有多个蓄电池组(120)的蓄电池(110)，在所述多个蓄电池组(120)之中分别设置多个蓄电池模块(130、140)，所述多个蓄电池模块能够分别在相应的蓄电池组的输出端子方面选择性地与正极或者负极连接或者能够在所述相应的蓄电池组之中加以桥接，使得每个蓄电池组(120)提供可调节的输出电压，其特征在于，在运行时响应于规定的功能而监控所述多个蓄电池模块(130、140)，并且当检测到至少一个所连接的蓄电池模块(130、140)的技术上的故障时桥接所述至少一个蓄电池模块(130、140)并且将所述牵引驱动系统(10)引入过渡状态，在所述过渡状态之中所述电机(70)如此地由所述多个蓄电池组(120)的剩余的所连接的蓄电池模块(130、140)继续加以供电并且操控，以使得所述电机不产生任何转矩。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.27 DE 102012210908.01.一种用于运行电气的牵引驱动系统(10)的方法，所述牵引
驱动系统包括电机(70)和具有多个蓄电池组(120)的蓄电池(110)，
在所述多个蓄电池组(120)之中分别设置多个蓄电池模块(130、
140)，所述多个蓄电池模块能够分别在相应的蓄电池组的输出端子
方面选择性地与正极或者负极连接或者能够在所述相应的蓄电池组
之中加以桥接，使得每个蓄电池组(120)提供可调节的输出电压，
其特征在于，在运行时响应于规定的功能而监控所述多个蓄电池模
块(130、140)，并且当检测到至少一个所连接的蓄电池模块(130、
140)的技术上的故障时桥接所述至少一个蓄电池模块(130、140)
并且将所述牵引驱动系统(10)引入过渡状态，在所述过渡状态之
中所述电机(70)如此地由所述多个蓄电池组(120)的剩余的所连
接的蓄电池模块(130、140)继续加以供电并且操控，以使得所述
电机不产生任何转矩。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电机(70)被构造
为交流电机并且依据场方向的调节来加以驱动，使得形成转矩的电
流的电流值在预先确定的时间内调节至零。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述牵引驱动系
统(10)被引入无转矩的状态之后执行蓄电池诊断，借助于所述蓄
电池诊断来决定在所述过渡状态结束之后是否能够借助于具有至少
一个经桥接的有缺陷的蓄电池模块(130、140)的蓄电池(110)来
继续维持所述牵引驱动系统(10)的运行和/或引入安全性相关的措
施。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，当借助于具有至少一个
经桥接的有缺陷的蓄电池模块(130、140)的蓄电池(110)来继续
维持所述牵引驱动系统(10)的运行时，为此将所述牵引驱动系统
(10)引入运行状态，在所述运行状态之中所述电机(70)以减小
了与所述经桥接的有缺陷的蓄电池模块(130、140)的电压值相对
应的蓄电池模块电压的蓄电池组电压(USB)来馈电。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，当借助于具有至少一个
经桥接的有缺陷的蓄电池模块(130、140)的蓄电池(110)继续维
持所述牵引驱动系统(10)的运行时，为此在所述经桥接的有缺陷
的蓄电池模块(130、140)的蓄电池组(120)之中如此地将多个另
外的蓄电池模块(130、140)作为所述至少一个经桥接的有缺陷的
蓄电池模块(130、140)的替代而连接至所述蓄电...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·芬克，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：德国;DE