电驱动系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及电驱动系统，具有n相电机，n＞1，所述n相电机具有至少两个单相绕组支路；第一逆变器，所述第一逆变器的输出端子与电机的单相绕组支路中的第一单相绕组支路的相端子连接；至少一个第二逆变器，所述第二逆变器的输出端子与电机的单相绕组支路的第二单相绕组支路的相端子连接；和直流电压源，所述直流电压源具有多个串联的电池组模块，并且所述直流电压源的输出端子分别与第一逆变器的输入端子以及与第二逆变器的输入端子连接，使得第一逆变器和第二逆变器以并联方式布置。
【专利说明】
电驱动系统
技术领域
[0001]本发明涉及尤其用于电运行的车辆、例如电动汽车或者混合动力车辆的电驱动系统。
【背景技术】
[0002]如在图1中示例性示出的那样，在电驱动系统100中通常通过脉冲逆变器形式的逆变器102对电机1I进行供电。对此，由直流电压中间电路103所提供的直流电压可以被转换为多相交流电压、例如三相交流电压。在此，直流电压中间电路103由支路104馈电，所述支路由串联接线的电池组模块105或者任意的直流电压源组成。
[0003]为了能够满足对功率和能量的、针对相应的应用所给定的要求，多个电池组模块或者电池组电池在蓄能系统中经常被串联。然而，如果在电机处需要高的功率，那么可能变的必要的是在电驱动系统100的实现中采取措施，所述措施胜任提高的功率要求。
[0004]例如可能能够将多个由串联接线的电池组模块105组成的支路104并联。然而这可能导致支路104之间的不期望的平衡电流。除此之外也可能需要提高逆变器102和电机101的组件的电流承载能力。可替代地，中间电路电压也可以被升高。在每种情况中，在电驱动系统的实现中大量的匹配发展和变化变得是必要的，所述匹配发展和变化又导致提高的实现耗费和成本。
[0005]出版物US2007/0070667 Al公开一种用于具有多重并联的逆变器的电运行的车辆的驱动系统，所述逆变器给多相电动机供应交流电压。出版物DE 10 2011 085 731 Al公开一种用于具有两个并联的逆变器的六相电动机的电驱动系统。出版物DE 10 2008 008978 Al公开一种模块化驱动整流器。出版物DE 10 2010 001 250 Al公开一种用于具有两个相系统(Phasensystem)的电机的电驱动系统，所述相系统经由分离的逆变器被馈电。
【发明内容】
[0006]本发明按照第一方面实现一种电驱动系统，具有η相电机，n>I，所述η相电机具有至少两个单相绕组支路;第一逆变器，所述第一逆变器的输出端子与电机的单相绕组支路中的第一单相绕组支路的相端子连接;至少一个第二逆变器，所述第二逆变器的输出端子与电机的单相绕组支路中的第二单相绕组支路的相端子连接;和直流电压源，所述直流电压源具有多个串联的电池组模块，并且所述直流电压源的输出端子分别与第一逆变器的输入端子以及与第二逆变器的输入端子连接，使得第一逆变器和第二逆变器以并联方式布置。
[0007]发明优点
本发明的思想是:借助于标准化的功率部件、诸如逆变器例如在Β6拓扑中操控电机。这样的逆变器作为标准化的模块类型可用，所述模块类型通过规模效应可以成本低地被获得和实现。通过使功率部件模块化，有利地提高电驱动系统的效率，而电机或者各个功率部件本身的实施不变得更昂贵或者更成本密集。此外可以为所有的功率部件设置简单的机械连接装置，系统模块可以通过所述连接装置被联接。此外，同样地可以为所有的功率部件设置例如在中央控制电路板上的中央控制装置。
[0008]按照本发明电驱动系统的一个实施方式，第一和第二逆变器可以分别具有单相自换向逆变器，所述逆变器包括以串联方式由分别两个功率半导体开关组成的对称的半桥。
[0009]按照本发明电驱动系统的另一实施方式，开关元件可以分别具有功率半导体开关、优选地MOSFET开关或者IGBT开关。所述开关可以特别能负载地以及可靠地被操控。
[0010]按照本发明电驱动系统的另一实施方式，驱动系统此外可以具有控制装置，所述控制装置被设计用于操控第一逆变器和第二逆变器的功率半导体开关，其中控制装置布置在用于第一逆变器和第二逆变器的中央控制电路板上。
【附图说明】
[0011]参考附图由以下描述得出本发明的实施方式的其他特征和优点。
[0012]图1示出示例性的常规的电驱动系统的示意图；和
图2示出按照本发明的另一实施方式的电驱动系统的示意图。
【具体实施方式】
[0013]相同的附图标记通常表示类似的或者相同地起作用的组件。在图中示出的示意图仅是示例性的性质，所述示意图出于清楚的原因理想化地被描绘。不言而喻，示出的组件仅仅用于阐明本发明的原理和功能性方面。
[0014]最后，图2示出具有η相电机6的电驱动系统40的示意图，其中η> I，所述η相电机6例如可以是所连接的磁阻电机或者感应式电机。电机6示例性地具有四个单相绕组支路6a至6d，所述绕组支路可以在其星形接点中彼此耦合。此外，电驱动系统40具有由四个并联地耦合的逆变器7a至7d组成的逆变器系统。在此，四个逆变器7a至7d中的每个在其输出端子处分别对电机6的单相绕组支路6a至6d中的一个馈电。
[0015]在此，逆变器7a至7d分别具有半桥拓扑，也即，逆变器中的每个均具有单相自换向逆变器，所述逆变器包括以串联方式由分别两个功率半导体开关Hl和H2组成的对称的半桥。功率半导体开关例如可以是MOSFET开关或者IGBT开关。然而在此也可能的是:将每种其他类型的开关元件用作开关Hl和H2，并且在此将空转二极管与每个开关元件Hl和H2并联。单相绕组支路6a至6d的相分别耦合在逆变器7a至7d的半桥的中间抽头处。
[0016]在此，逆变器7a至7d可以要么作为单独的逆变器单元要么也在共同的逆变器模块中来实现。在后者情况下，可以设置具有四个对称的半桥的唯一逆变器模块，其中使所述逆变器模块以相应的方式与电机6耦合。(未明确地示出的)控制装置可以被使用用于操控功率半导体开关Hl、H2，所述控制装置例如可以被实现在共同的控制电路板上。
[0017]逆变器7a至7d例如可以通过共同的直流电压源1、例如电动车辆的牵引电池组被供应直流电压。对此，直流电压源I例如可以具有由电池组模块5组成的串联电路，所述电池组模块5的数量在图2中仅示例性地以3示出，每种其他数量的电池组模块5同样可以是可能的。同样可能的是，尤其当电机6具有多于四个的绕组支路6a至6d时，将多于四个的逆变器7a至7d并联。对此，逆变器中的每个可以被分配给绕组支路之一，并且与该绕组支路电连接。
[0018]即使逆变器数大于一，通过使用多个原则上类似的逆变器7a至7d，也可以使通过逆变器7a至7d中的每个的相电流保持相同。由此，相对于传统的功率半导体开关，逆变器7a至7d的功率半导体开关Hl、H2的电流承载能力不必被提高。此外，逆变器7a至7d中的每个也可以从单独的直流电压源I被馈电。例如，如在图2中示出的那样，四相电机6的馈电例如也可以通过两个分离的直流电压源I进行，所述直流电压源I在该变型中有利地可以分别交替地对相邻的逆变器馈电，也即，电机6的相邻的绕组支路分别通过不同的直流电压源I来操作。
[0019]在图2的示出的驱动系统40中，电机6例如可以是同步或者异步电机、磁阻电机或者无刷直流电动机(BLDC，“brushless DC motor”)。在此，可能也可以在静态系统中使用图2的电驱动系统40，例如在发电站中、在电能量生产设备、诸如风力发电设备、光伏设备或者热电联供设备(KraftwSrmekopplungsanlagen)中、在蓄能设备、诸如压缩空气蓄能发电站、电池组蓄能发电站、飞轮蓄能器、抽水蓄能器或者类似的系统中。图2的电驱动系统40的其他使用可能性是人员或者货物运输车辆，所述人员或者货物运输车辆被设计用于在水上或者水下前进，例如船舶、机动艇等等。
【主权项】
1.电驱动系统(40)，具有: η相电机(6)，η>1，所述η相电机具有至少两个单相绕组支路(6a、6b); 第一逆变器(7a)，所述第一逆变器的输出端子与电机(6)的单相绕组支路(6a)中的第一单相绕组支路的相端子连接； 至少一个第二逆变器(7b)，所述第二逆变器的输出端子与电机(6)的单相绕组支路(6b)中的第二单相绕组支路的相端子连接;和 直流电压源(I)，所述直流电压源分别具有多个串联的电池组模块(5)，并且所述直流电压源的输出端子(I)分别与第一逆变器(7a)的输入端子以及与第二逆变器(7b)的输入端子连接，使得第一变换器(7a)和第二变换器(7b)以并联方式布置。2.按照权利要求1所述的电驱动系统(40)，其中所述第一和至少第二逆变器(7a、7b)分别具有单相自换向逆变器，所述逆变器包括串联地由分别两个功率半导体开关(H1、H2)组成的对称的半桥。3.按照权利要求2所述的电驱动系统(40)，其中所述功率半导体开关(Hl、H2)具有MOSFET开关或者IGBT开关。4.按照权利要求2至3之一所述的电驱动系统(40)，此外具有: 控制装置，所述控制装置被设计用于操控第一逆变器(7a)和第二逆变器(7b)的功率半导体开关(!11、!12)， 其中所述控制装置布置在用于第一逆变器(7a)和第二逆变器(7b)的中央控制电路板上。
【文档编号】H02P27/06GK106031018SQ201580010722
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年1月8日
【发明人】C.施勒德, M.布劳恩, S.布茨曼
【申请人】罗伯特·博世有限公司
文档序号 :
【 10654755 】
技术研发人员：C.施勒德,M.布劳恩,S.布茨曼
技术所有人：罗伯特·博世有限公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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