本申请涉及一种用于给设计有电驱动马达(2)的机动车辆的电池(7)充电的充电装置，其包括至少一个电感和驱动变流器(3)，该驱动变流器在机动车辆的驱动运行中为电驱动马达(2)改变电池(7)的直流电压，并且具有中间电路中心(5)，其中对于电池(7)的充电运行，至少一个电感连同驱动变流器(3)一同用作升压变流器。为了功率优化，中间电路中心(5)与充电源(8)的输入电压和/或电感永久地或者暂时地电路连接或者说可与其电路连接。者说可与其电路连接。者说可与其电路连接。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】充电装置和包括此类充电装置的电驱动系统
[0001]本申请涉及一种用于给设计有电驱动马达的机动车辆的电池充电的充电装置以及一种包括此类充电装置的电驱动系统。
技术介绍
[0002]使用不同的充电概念来给电动车辆充电。通过家用插座、用交流电实现的充电几乎随处可用，但是其只有5kW以下的低充电功率。
[0003]与此相对，在直流电源上进行快速充电(DC充电)的情况下，例如经由专门的充电桩，有可能实现高得多的功率(50kW及更高)。然而，当充电桩的电压电平(通常为400V的直流电)低于车辆电池的电压电平时，特别是通常为800V的直流电的车辆电池，需要调节电压。
[0004]为了调节电压电平，可以使用升压变流器作用单独的结构单元，其中升压变流器也被称为“升压斩波器”、“升压换流器”或者“升压转换器”。但是，也有可能使用本身现有的牵引马达或者说电动机的逆变器(英文也称为“Inverter”)作为用于直流电压变换的升压变流器。为了不必在逆变器中使用额外的电感来进行升压变流，已知有可能使用牵引马达的绕组作为充电电感：
[0005]DE 10 2016 209 905 A1示出了一种用于电动车辆的快速充电单元，其中牵引马达的逆变器与马达线圈结合用作升压变流器。
[0006]DE 10 2009 052 680 A1示出了降压变流器在逆变器上游的预连接。
[0007]DE 10 2016 218 304 B3示出了一种用于电动车辆的NPC配置(“neutralpoint clamped”(中点箝位型)的缩写)中的三电平逆变器，其在快速充电运行中可以作为升压变流器运行，其中对于升压变流，使用了外部的电感。
[0008]除了具有两个电压电平(例如0V和800V)的两电平逆变器外，对于电动车辆还存在三电平逆变器，其额外地具有第三电压电平，例如0V、400 V和800V。
[0009]特别是在具有NPC拓扑的三电平逆变器中，存在于半桥的开关元件处的电压在截止方向上降低至例如额定电压的一半，例如400V。这些对应地仅设计用于截止电压。同时，允许截止电压禁止电压高于允许截止电压的开关状态。例如，当仅一个开关元件被截止，而所有其它开关元件都切换为导通状态时，存在这种不允许的状态。这也适用于作为升压变流器的运行中。由于实际上不可能同时接通两个开关元件，因此必须在时间上推移地将开关元件切换至目标状态，例如首先切换内部开关元件，随后切换外部开关元件。在此期间，电流流向中间电路的中心，并且意外地对其(或者说其电容器)进行充电并且随着每个切换循环对其进一步充电。如果中间电路中心的电压超过开关元件或者说二极管的允许截止电压，或者如果中间电路中心的电压超过电容器的允许电压，则相关元件失灵并且导致逆变器故障。必须避免这种情况。为了现在通过现有的DC充电站给电动车辆的电池充电，在车辆侧上期望DC/DC变换器形式的调节元件。如果现在使用三电平NPC逆变器作为开关拓扑并且希望同时将其用作DC/DC变换器，则必须寻求(在两个中间电路电容器C1和C2之间的中间电
路中心中)中间电路中心电压的电压平衡的解决方案，即保持或者说维持中间电路中心电压的解决方案。
技术实现思路
[0010]因此，本申请的目的在于，给出一种改进的用于给设计有电动机的机动车辆的电池充电的充电装置。其中，应特别地注意，在充电运行中，中间电路中心中的电压没有在技术相关的程度上移位，特别地没有超过允许的半导体截止电压。
[0011]为此，提供了根据本申请的充电装置。特别地，指的是用于给设计有电驱动马达的机动车辆的电池充电的充电装置，其包括电感和驱动变流器，该驱动变流器在机动车辆的驱动运行中为电驱动马达改变电池的直流电压并且具有中间电路中心，其中对于电池的充电运行，电感连同驱动变流器一同用作升压变流器。其中，在充电运行中，中间电路中心经由补偿导线，与充电源的输入电压和/或电感永久地或者暂时地电路连接或者说可与其电路连接。在此，永久的或者说暂时的电路连接可以理解为，例如没有或者说有用于中断补偿导线的开关。由此，避免了在充电过程中，用于对称的电压分配的中间电路电容器充电程度过于不同，并且出现电容器和/或开关元件或者说二极管的损坏。补偿电流可以经由补偿导线流出，否则补偿电流可能会聚集在电容器中并且在极端情况下将其充电至电池电压。
[0012]为了使驱动变流器用作升压变流器，应在充电运行中对应地对其(特别是其晶体管形式的开关单元)进行操控，以便将输入电压(充电源的输入电压)升高至更高的输出电压(车辆电池的输出电压)。其中，周期性地开启并闭合开关单元。根据本申请，对中间电路中心进行电路连接，使得补偿电流可以流出，同时维持预充电电压。这例如可以通过将补偿导线从中间电路中心开始与电感相连而实现。
[0013]优选地，补偿导线被实施为例如可借助于隔离开关分离的。由此，可以为了行驶运行，分离补偿导线，使得在行驶运行中没有任何漏电流流动。
[0014]优选地，中间电路中心经由电阻与输入电压电路连接或者说可与其电路连接。因此，要注意，通向中间电路中心和充电源和/或电感的电流受限。
[0015]优选地，电阻被实施为PTC电阻(正温度系数，positive temperaturecoefficient)，使得特别是在故障情况下，流经补偿导线的电流受限。
[0016]同样被证实有利的是，电感包括电驱动马达的至少一个绕组或者说至少由其形成。由此，可以省去额外的元器件，从而可以降低成本和空间需求。
[0017]优选地，预设了多个电感，这些电感更优选地全部设计为线圈绕组或者波形绕组形式的用于激发驱动马达的绕组。由于目标是除了为行驶运行操控电动机外，还在充电运行中提供高效的电压转换，因此，驱动变流器对于三个电压相位包括三电平逆变器，该三电平逆变器特别地为三个相位中的每一个都包括一个半桥。每个三电平逆变器都与电驱动马达的三个绕组中的一个相连。这也具有能够特别地单独或者同时使用为了升压变流器各自预设的所有三个绕组并且由此提高最大可能充电功率的优点。
[0018]优选地，三个半桥具有同一中间电路中心。优选地，用于升压变流的马达绕组的绕组具有共同的星形汇接点。因此，有可能仅通过一根导线实现中间电路中心和电感或者说马达绕组的电路连接，由此也再次节省元器件和材料。
[0019]在另一有利实施方案中，中间电路中心被布置在两个串联的电容器之间。另外，至
少一个另一电容器可以平行于和/或串联于电容器中的至少一个接通，以便在充电运行和/或行驶运行中改变电容器的大小。
[0020]优选地，充电装置具有用于控制驱动变流器，特别是其半桥的控制电路，其中该驱动变流器对于充电运行用作升压变流器，并且对于行驶运行用作逆变器。因此，控制电路可以在两个运行模式下运行驱动变流器，从而节约用于额外的元器件的成本。
[0021]有利地，可以在充电运行中循环地开启并闭合隔离开关。由此，可以实现中间电路中心电压的循环移位(升高和下降)，而不会在此本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种充电装置，所述充电装置用于给设计有电驱动马达(2)的机动车辆的电池(7)充电，所述充电装置包括：
‑
电感，
‑
驱动变流器(3)，所述驱动变流器在所述机动车辆的驱动运行中为所述电驱动马达(2)改变所述电池(7)的直流电压，并且具有中间电路中心(5)，其中对于所述电池(7)的充电运行，所述电感连同所述驱动变流器(3)一同用作升压变流器，其特征在于，所述中间电路中心(5)经由补偿导线(9)，与充电源(8)的输入电压和/或所述电感永久地或者暂时地电路连接。2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述中间电路中心(5)能经由电阻(R1)与所述电感电路连接。3.根据权利要求1或2所述的充电装置，其特征在于，由所述电驱动马达(2)至少一个绕组形成所述电感(L1)。4.根据权利要求1或2所述的充电装置，其特征在于，对于三个电压相位，所述驱动变流器(3)分别具有半桥(4a；4b；4c)，其中每个半桥都与所述电驱动马达(2)的三个绕组(L1；L2；L3)中的其中一个相连。5.根据权利要求4所述的充电装置，其特征在于，每个半桥(4a；4b；4c)都具有同一中间电路中心(5)。...
【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：汉拿电驱动股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。