具有运转电动发动机涡轮增压器的集成充电器的插电式混合动力车辆制造技术

一种插电式混合动力车辆包括机械连接到至少一个车轮并具有涡轮增压器的发动机。第一电机连接到至少一个车轮。第二电机连接到涡轮增压器。电能存储装置或电池连接到第一和第二电机。控制器连接到第二电机和配置为连接到外部电网的插头。第二电机构造成在从外部电网通过插头对电池充电期间驱动涡轮增压器。

Plug-in Hybrid Electric Vehicle with Integrated Charger for Turbocharger of Running Electric Engine

A plug-in hybrid vehicle comprises an engine mechanically connected to at least one wheel and having a turbocharger. The first motor is connected to at least one wheel. The second motor is connected to the turbocharger. The electric energy storage device or battery is connected to the first and second motors. The controller is connected to the second motor and a plug configured to connect to the external grid. The second motor is constructed to drive the turbocharger during charging the battery through a plug from the external grid.

【技术实现步骤摘要】
具有运转电动发动机涡轮增压器的集成充电器的插电式混合动力车辆
本公开涉及一种插电式混合动力车辆，插电式混合动力车辆具有在充电期间使用电动发动机涡轮增压器来吸收扭矩的集成充电器。
技术介绍
插电式混合动力车辆是本身可以以已知的方式通过内燃发动机驱动的混合动力车辆，内燃发动机例如根据柴油循环、奥托循环或米勒循环过程、和/或至少一个电机(又称为牵引机)而运转。为了驱动混合动力车辆，从电能存储装置向在马达运转模式下的电机供应电能，电能存储装置是例如可充电的高功率/高电压可充电电池(在本文中又称为高功率/高电压电池)。通常，电机还可以在再生或发电机运转模式下运转，在再生或发电机运转模式下的所述电机(例如在混合动力车辆的制动过程中)将所述混合动力车辆的至少一些动能转换成电能并将所述电能反馈给电能存储装置以对电能存储装置充电。另外，插电式混合动力车辆中的电能存储装置也可以通过车辆外部电网来充电。为此，插电式混合动力车辆具有充电插头，该充电插头可用于在车辆外部电网和混合动力车辆中的电能存储装置之间建立电连接。此外，有多种已知的不同方式(例如串联或并联混合动力驱动)将内燃发动机和向混合动力车辆的驱动轮传递驱动力的至少一个电机连接，其中根据电机在混合动力传动系中的位置以已知的方式指示传动系的不同设计。这些混合动力传动系的不同设计都是众所周知的，因而在此不再详细解释。为了在马达运转和/或发电机运转中电控制电机，所述电机通常通过电子控制单元电连接到电能存储装置。电子控制单元通常具有电子高功率电路(例如逆变器)，该电子高功率电路设计为在电机(例如实现为AC电机)的马达运转模式期间，将由电能存储装置提供的DC电压转换为可用于驱动电机的AC电压，并且在电机的发电机运转模式下将电机产生的AC电压转换为可以随后馈送到电能存储装置来对电能存储装置充电的DC电压。这种类型的电子控制单元的确切设计和运转模式同样是众所周知的，因此在此不再详细解释。为了避免为插电式混合动力车辆配备通过外部电网对电能存储装置充电的独立的附加充电装置，使用已经存在于混合动力车辆中的电子控制单元来驱动电机从外部电网对电能存储装置充电也是已知的。外部电网的AC电压提供到插电式混合动力车辆的控制单元或逆变器的AC电压侧，通过逆变器转换为直流电压，并随后供应给混合动力车辆的电能存储装置。如在文档WO2011/159241A1、US5341075、US49200475、US5099186(即DE69113970T2)和WO2010/057893A1中以示例的方式描述的，现有技术已经提出了与此相关的不同解决方案。在现有技术的电能存储装置从外部电网充电的过程中，当将三相交流电从车辆外部电网供应到常规插电式混合动力车辆的逆变器的交流电压侧时，在同样电连接到逆变器的AC电压侧的电机(牵引机)中产生电机转子的扭矩。因此在这种充电过程中，必须采取额外的保护措施来可靠地防止混合动力车辆的不需要的运动。例如，在从车辆外部电网充电过程期间通过在混合动力车辆中为此而提供的电开关，电机可以与电子控制单元或逆变器电隔离，或可以在上述充电操作期间通过特定的锁定装置来防止电机的转子旋转。在每种情况下，这种保护措施导致设计更复杂、重量更大、以及混合动力车辆的成本增加。
技术实现思路
在此背景下，所要求保护的主题涉及具有集成充电器的混合动力车辆(特别是插电式混合动力车辆)，集成充电器可以使用电力牵引机从与车辆电连接的车辆外部电网对混合动力车辆中的电能存储装置充电而没有上述关于牵引机的措施，其中在充电过程中始终防止混合动力车辆意外运动。此外，混合动力车辆旨在使设计变得更简单、更紧凑、和更具成本效益。应该注意，权利要求中单独指定的特征可以以任何期望的、在技术上有意义的方式彼此组合，并且公开了所要求保护的主题的进一步改进或实施例。该描述，特别是结合附图，进一步表征和说明了所要求保护的主题。根据本公开的一个或多个实施例，插电式混合动力车辆具有机械连接到混合动力车辆的至少一个驱动轮的内燃发动机。插电式混合动力车辆还具有至少一个排气涡轮增压器，排气涡轮增压器能够由内燃发动机的排气驱动并且设计为在内燃发动机运转期间增加内燃发动机的进气量。涡轮增压器还配置为电运转的。此外，插电式混合动力车辆具有至少一个第一电机，利用该第一电机可以在第一电机(在本文中又称为牵引机)的马达运转模式下驱动混合动力车辆的至少一个驱动轮。可以由第一电机驱动的混合动力车辆的车轮可以是由可以机械连接到内燃发动机来驱动的相同的车轮。但是，也可能是不同的车轮。用于从内燃发动机和从第一电机向混合动力车辆的一个或多个驱动轮传输力的不同可能性是众所周知的，因此在此不再详细解释，因为具体细节对于实施所要求保护的主题而言不是必需的。而且，根据本公开的一个或多个实施例的插电式混合动力车辆具有至少一个可充电的电能存储装置，电能存储装置向处于其马达运转模式下的第一电机供应电能。在这种情况下，至少一个第一电子控制单元连接在第一电机和电能存储装置之间。第一电子控制单元用于控制第一电机和向第一电机供应电力。此外，根据本公开的实施例的插电式混合动力车辆具有充电插头连接器，该充电插头连接器电连接到混合动力车辆的至少一个电能存储装置并且可以在充电操作期间电连接到车辆外部电网，导致可以在充电操作期间从车辆外部电网向电能存储装置供应电能以对电能存储装置充电。此外，根据本公开的一个或多个实施例的插电式混合动力车辆具有第二电机，第二电机可以以扭矩传递方式连接到排气涡轮增压器，以在第二电机的马达运转模式下机械驱动排气涡轮增压器。根据本专利技术，电能存储装置同样向处于其马达运转模式下的第二电机供应电能，其中用于控制第二电机和向第二电机供电的至少一个第二电子控制单元连接在第二电机和电能存储装置之间。在根据本公开的一个或多个实施例的插电式混合动力车辆中，充电插头连接器还电连接到第二电子控制单元。根据本公开的一个或多个实施例的插电式混合动力车辆提供了显著的优点：电能存储装置可以从电连接到混合动力车辆的车辆外部电网充电，而在充电操作期间不必采取额外的预防措施来防止混合动力车辆的电力牵引机的车辆意外移动。由于由车辆外部电网通过充电插头连接器供应的电能在第二电子控制单元处提供，而第二电子控制单元又电连接到第二电机，虽然电能可以导致第二电机的转子产生扭矩，该扭矩又导致机械连接到第二电机的排气涡轮增压器驱动或旋转，但是旋转的排气涡轮增压器在所述充电过程中对内燃发动机没有负面影响，因此可以容忍。从而从始至终防止了插电式混合动力车辆在从车辆外部电网充电过程期间意外运动。由于无论如何电动可操作的排气涡轮增压器都设置在插电式混合动力车辆中，例如为了改善内燃发动机的排气值，特别是关于遵守当前和未来的CO2排放极限值，并且为了改善内燃发动机(即使在低转速范围内)的性能，根据所要求保护的主题的一个或多个实施例，实现针对插电式混合动力车辆的所提出的充电策略而不需要额外的部件。这使得紧凑的设计成为可能，并且还降低了插电式混合动力车辆的生产成本。为了控制第一电机和向第一电机供应电力，第一电子控制单元可以包括逆变器(在本文中也称为第一逆变器)，逆变器设计为将由电能存储装置提供的电能形式转换成第一电机在其马达运转模式下所需的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆，包括：具有涡轮增压器的发动机；连接到至少一个车轮的第一电机；连接到所述涡轮增压器的第二电机；连接到所述第一电机和所述第二电机的电池；和控制器，所述控制器连接到所述第二电机和构造成连接到外部电网的插头，其中所述第二电机在从所述外部电网对所述电池充电期间驱动所述涡轮增压器。

【技术特征摘要】
2017.05.16 DE 102017208188.01.一种车辆，包括：具有涡轮增压器的发动机；连接到至少一个车轮的第一电机；连接到所述涡轮增压器的第二电机；连接到所述第一电机和所述第二电机的电池；和控制器，所述控制器连接到所述第二电机和构造成连接到外部电网的插头，其中所述第二电机在从所述外部电网对所述电池充电期间驱动所述涡轮增压器。2.根据权利要求1所述的车辆，其中所述插头连接到所述控制器的电机侧连接件，所述电机侧连接件电连接到所述第二电机。3.根据权利要求1所述的车辆，其中所述控制器包括逆变器，所述逆变器构造成将由所述电池提供的DC电能转换为所述第二电机在作为马达工作时所需的AC电能。4.根据权利要求1所述的车辆，其中所述控制器包括逆变器，所述逆变器构造成将从所述外部电网通过所述插头供应的AC电能转换成所述电池所需的DC电能。5.根据权利要求1所述的车辆，其中所述电池包括额定电压为至少320V的高电压电池。6.根据权利要求1所述的车辆，其中所述第二电机包括三相AC电机，其中每个相脚由所述控制器分别致动。7.根据权利要求1所述的车辆，其中所述第二电机包括永磁同步电机、三相异步电机、或连接的磁阻电机。8.根据权利要求1所述的车辆，其中所述插头配置为连接到外部三相AC电网。9.根据权利要求1所述的车辆，还包括选择性地将排气从所述发动机通过排气再循环(EGR)阀供应到所述发动...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡里奥·奥罗斯科，阿努尔夫·斯庞海默，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US