用于使中间电路电容器放电的装置，装置包括：用于为驱动车辆的电机(6)供电的变流器和为变流器在输入侧供电的高压电池，变流器具有中间电路电容器和与中间电路电容器并联的放电装置，放电装置具有由可控制的开关元件和负载电阻构成的串联电路；其中，变流器具有控制装置，控制装置设置成，根据在控制装置的输入端处的信号状态操控开关元件，以便以预定的持续时间和预定的在两个依次进行的开关过程之间的等待时间进行预定次数的开关过程，在该开关过程中接通开关元件，其中，负载电阻和其向变流器的热传递设置成，使得在相应的开关过程期间施加高压电池的最大持续电压时以及在相应的等待时间期间实施冷却时负载电阻不会受损。
Device, method and manufacturing method for discharging intermediate circuit capacitor
【技术实现步骤摘要】
用于使中间电路电容器放电的装置、方法和装置的制造方法
本专利技术涉及用于使中间电路电容器放电的装置，该装置包括：用于为驱动车辆的电机供电的变流器和为变流器在输入侧供电的高压电池，该变流器具有中间电路电容器和与中间电路电容器并联的放电装置，该放电装置具有由可控制的开关元件和负载电阻构成的串联电路。此外，本专利技术涉及用于使中间电路电容器放电的方法和用于使中间电路电容器放电的装置的制造方法。
技术介绍
中间电路电容器用于在变流器运行时提供瞬时高电流。在具有变流器的车辆失效的情况下或发生事故的情况下，需要借助放电装置将中间电路电容器迅速放电至保护低电压，从而确保用电安全。对此，在中间电路电容器中存储的电荷至少必须转变成热量直至达到保护低电压。车辆的控制器发出信号，中间电路电容器需要放电，其中，控制器同时操控使高压电池与中间电路电容器连接的分离设备断开该连接。通常，变流器不知道该分离是否已经完成。如果不是这种情况，操控用于通过负载电阻使中间电路电容器放电的放电装置会导致负载电阻受到损坏，这是因为通过负载电阻的负载电流全部通过高压电池来提供。专利文献EP2284982A1公开了一种应用在功率转换设备中的中间电路电容器的放电电路该中间电路电容器包括：电阻，该电阻使电容器放电；开关，该开关与电阻串联并且使放电电流从电容器流至电阻或使其阻断；测量电路，该测量电路测量电容器的接头电压；以及控制电路，该控制电路操控开关进行导通或阻断。在控制电路操控开关导通并且使电容器开始通过电阻放电之后，当电容器的通过测量电路测得的接头电压与预先给定的电压设置特征不同时，控制电路操控开关阻断和终止通过电阻放电。虽然这种装置能够当中间电路电容器与高压电池连接时中断放电，但是该装置需要高的构件成本，这是因为一方面需要测量电路以及另一方面需要控制电路，它们必需对测量的接头电压与电压减小特征进行复杂的比较操作。这通常仅可通过微型控制器来实现，该微型控制器作为安全构件必须满足高的集成要求。这导致这种装置有高的设计和制造成本。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是，提供以较低成本实现的用于使中间电路电容器放电的方案，其即使在直流电压源与中间电路电容器错误分离的情况下也能够防止其受到损坏。为了实现该目的，本专利技术提出，在上述类型的装置中，变流器具有控制装置，该控制装置设置成，根据在控制设备的输入端处的信号状态操控开关元件，以便以预定的持续时间和预定的在两个依次进行的开关过程之间的等待时间进行预定次数的开关过程，在该开关过程中接通开关元件，其中，负载电阻以及其向变流器的热传递设置成，使得在相应的开关过程期间施加高压电池的最大持续电压时以及在相应的等待时间期间实施冷却时负载电阻不会受损。本专利技术基于以下思想，可以在没有检查中间电路电容器是否真地与高压电池分离的情况下操控放电装置的开关元件，以对中间电路电容器进行放电以及在结构上将变流器(包括负载电阻)设计成，使得即使在从高压电池流过负载电流的不利的情况下也可以避免中间电路电容器发生损坏。对此，预定的持续时间可以有目的地选择成，使得在以高压电池的最大持续电压给电容器充电时，当中间电路电容器与高压电池分开时高压电池放电至保护低电压。此时，后续的开关过程仅导致低的后续的负载电流。而如果高压电池没有与中间电路电容器分离，则通过继续开关过程进行其他的尝试来使中间电路电容器放电，因为期间还可以进行分离。因为变流器在结构上设计成，虽然负载电阻在施加最大的持续电压的期间变热，但是在紧接的等待时间的期间又被冷却，因此在预定次数的开关过程中负载电阻不会有损坏。由此具有以下优点，即可以在没有监控中间电路电容器上的压降的情况下实现安全的放电策略。尤其可以取消复杂的测量设备和不必顾及中间电路电压的复杂的高集成的要求。即，可以简单地通过控制装置来操控开关元件，使得微型控制器可以被取消。优选地，预定次数的开关过程为至少两次、优选至少五次。该数量是在根据经验进行尝试之后在负载电阻的温度和电流耐受性与使高压电池与中间电路电容器迅速分离的可能性之间的有利折中。适宜的，开关过程的预定的持续时间为至少一秒和/或最多三秒。等待时间可为至少四秒和/或最高七秒。本专利技术的装置的有利的改进方案是，控制装置还设置成，在最后的开关过程之后以及在经过预定的第二等待时间之后，多次地操控开关元件来执行继续开关过程，该第二等待时间比第一等待时间更长，其中，在两个依次的继续开关过程之间分别设置第二等待时间。通常，在首先的开关过程中的最后一个开关过程之后，负载电阻接近其热负载极限。然后，对于第二等待时间的持续时间要求其急剧冷却。接着，对于在首先的开关过程之后中间电路电容器还未与高压电池分离的情况，通过继续开关过程来尝试着，因期间发生的分离而实现对中间电路电容器的放电。但是，为此利用了较长的、通过第二等待时间所实现的冷却阶段。第二等待时间可为至少10秒、尤其至少25秒和/或最高50秒、尤其最高35秒。此外，优选地，控制装置设置成，操控放电装置进行继续开关过程直至在输入端获得停止信号。因此没有设置确定数量的继续开关过程。然而，继续开关过程要进行如此长时间，直至有停止信号或控制装置停止供电、尤其停止低压供电。如开头所述，优选地，在本专利技术的装置中设置成，中间电路电容器与高压电池通过具有分离设备的电连接来彼此相连并设置控制器，该控制器可与第一控制装置独立地运行并且设置成，可以将信号状态变换成要求中间电路电容器放电的控制装置以及分离设备的输入信号。此外，本专利技术涉及一种用于使车辆的变流器中的中间电路电容器放电的方法，该变流器用于为驱动车辆的电机供电并且具有中间电路电容器和与中间电路电容器并联的放电装置，该放电装置具有由可控制的开关元件和负载电阻构成的串联电路，其中，根据信号状态操控开关元件，以便以预定的持续时间和预定的在两个依次进行的开关过程之间的等待时间进行预定次数的开关过程，在该开关过程中接通开关元件，其中，负载电阻以及其向变流器的热传递设置成，使得在相应的开关过程期间施加用于为变流器供电的高压电池的最大持续电压时以及在相应的等待时间期间实施冷却时负载电阻不会受损。最后，本专利技术涉及用于制造使中间电路电容器放电的装置的方法，包括以下步骤：-提供用于为变流器以及变流器的中间电路电容器供电的高压电池；-提供用于变流器的控制装置，该控制装置设置成，根据在控制装置的输入端处的信号状态操控开关元件，以便以预定的持续时间和预定的在两个依次进行的开关过程之间的等待时间进行预定次数的开关过程，在该开关过程中接通开关元件，-提供可通过控制装置操控的放电装置，该放电装置具有由可控制的开关元件和负载电阻构成的串联电路，其中，如此选择负载电阻并且将其集成到变流器中，使得在以给定的持续时间相应地施加高压电池的最大持续电压时以及在接着的相应的等待时间期间进行冷却时负载电阻不会受损；-使高压电池与放电装置和中间电路电容器连接；并且-使控制装置与放电装置连接。根据本专利技术的设备的所有实施方式可类似地转用到根据本专利技术的方法上本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于使中间电路电容器(7)放电的装置(1)，所述装置包括：用于为驱动车辆的电机(6)供电的变流器(2)以及为变流器(2)在输入侧供电的高压电池(3)，所述变流器具有中间电路电容器(7)和与所述中间电路电容器(7)并联的放电装置(8)，所述放电装置具有由可控制的开关元件(9)和负载电阻(10)构成的串联电路；/n其特征在于，/n所述变流器(2)具有控制装置(13)，所述控制装置设置成，根据在所述控制装置(13)的输入端(14)处的信号状态操控所述开关元件(9)，以便以预定的持续时间(19)和预定的在两个依次进行的开关过程(18a-18e)之间的等待时间(20)进行预定次数的开关过程(18a-18e)，在该开关过程中接通所述开关元件(9)，其中，所述负载电阻(10)和其向所述变流器(2)的热传递设置成，使得在相应的开关过程(18a-18e)期间施加所述高压电池(3)的最大持续电压时以及在相应的等待时间(20)期间实施冷却时没有损坏所述负载电阻(10)。/n
【技术特征摘要】
20180629 DE 102018115802.51.一种用于使中间电路电容器(7)放电的装置(1)，所述装置包括：用于为驱动车辆的电机(6)供电的变流器(2)以及为变流器(2)在输入侧供电的高压电池(3)，所述变流器具有中间电路电容器(7)和与所述中间电路电容器(7)并联的放电装置(8)，所述放电装置具有由可控制的开关元件(9)和负载电阻(10)构成的串联电路；
其特征在于，
所述变流器(2)具有控制装置(13)，所述控制装置设置成，根据在所述控制装置(13)的输入端(14)处的信号状态操控所述开关元件(9)，以便以预定的持续时间(19)和预定的在两个依次进行的开关过程(18a-18e)之间的等待时间(20)进行预定次数的开关过程(18a-18e)，在该开关过程中接通所述开关元件(9)，其中，所述负载电阻(10)和其向所述变流器(2)的热传递设置成，使得在相应的开关过程(18a-18e)期间施加所述高压电池(3)的最大持续电压时以及在相应的等待时间(20)期间实施冷却时没有损坏所述负载电阻(10)。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，预定数量的开关过程(18a-18e)为至少两个、优选至少五个。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，开关过程(18a-18e)的预定的持续时间为至少一秒和/或最多三秒，和/或等待时间为至少四秒和/或最多七秒。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述控制装置还设置成，在最后的开关过程(18a-18e)之后以及在经过预定的第二等待时间(24)之后多次地操控开关元件(9)来执行继续开关过程(18f、18g)，所述第二等待时间比第一等待时间(20)更长，其中，在两个依次进行的继续开关过程(18f、18g)之间分别设置所述第二等待时间(24)。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述第二等待时间(24)为至少十秒、尤其至少二十五秒和/或最多五十秒、尤其最高三十五秒。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其中，所述控制装置(13)还设置成，操控所述放电装置(8)进行继续开关过程(18f、18g)直至在输入端(15)获得停止信号。
7.根据前述权利要求中任...
【专利技术属性】
技术研发人员：海涅·艾德豪森，托马斯·葛策，
申请(专利权)人：法雷奥西门子新能源汽车德国有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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