用于运行机动车车载电网的能量供应单元的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于运行机动车车载电网的能量供应单元（1）的方法，该机动车车载电网至少具有第一子电网和第二子电网，所述第一子电网和第二子电网具有不同电压水平，其中电机（100）的第一定子绕组（101）通过第一转换器电路（W1）与第一子电网连接，并且所述电机（100）的第二定子绕组（102）通过第二转换器电路（W2）与第二子电网连接，并且其中通过以下方式在所述第一子电网与所述第二子电网之间进行直流变压，即所述转换器电路中的一个（W1）作为逆变器运行而所述转换器电路中的另一个（W2）作为整流器运行并且所述第一定子绕组（101）和所述第二定子绕组（102）作为变压器运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，该机动车车载电网至少具有第一子电网和第二子电网，其具有不同的电压水平。
技术介绍
机动车车载电网可以以具有至少两个子电网的所谓的两个或更多电压车载电网的形式来构造。例如当在有关的机动车中存在具有不同功率要求的耗电器时，使用这样的电网。在该情况下，子电网中的至少两个具有不同的电压水平，例如14V (所谓的低压子电网)和48V (所谓的高压子电网)。这些子电网例如可以通过直流变压器彼此连接。所述子电网中的至少一个具有发电机装置，该发电机装置为该子电网馈电。通过所述的直流变压器连接的第二或其他子电网于是又可以由具有发电机装置的子电网供电。 电机尤其可以被用于混合动力车辆中，以便不仅以电动机方式运行而且以发动机方式运行。内燃机在低转速时可以通过电机的电动机运行来支持，其中在低转速情况下该内燃机还未提供全转矩。在车辆减速时，通过电机的发电机运行可以将动能转换成电能。 在发电机运行中，电机必要时产生多相交流电，该多相交流电可以被整流以用于机动车车载电网。为了能够实现电机的电动机以及发电机运行，该电机可以配备有逆变器电路，该逆变器电路例如可以由例如MOSFET形式的电开关、所述的控制电路以及中间电容器构成。为了为电机的电动机和发电机运行保证高功率，该电机可以以高压子电网的比较高的第一电压来运行或为该高压子电网供电。 然而，逆变器电路和直流变压器的利用在此是费事的并且与高成本开销相联系。此外，逆变器电路和直流变压器的这两个单独的电路需要在机动车中总归非常受限制的结构空间。 因此值得期望的是，提供一种简单的、成本低的且节约空间的可能性，以便在机动车车载电网有不同子电网的情况下能够实现电机的发电机和电动机运行。
技术实现思路
根据本专利技术，提出一种具有权利要求1的特征的。有利的扩展方案是从属权利要求以及以下说明的主题。 根据本专利技术，能量供应单元的电机具有两个定子绕组，所述定子绕组分别通过转换器电路与机动车车载电网的子电网连接。转换器电路例如可以具有有开关、尤其是MOSFET的半桥。尤其是，转换器电路分别类似于传统逆变器电路被构型。 转换器电路根据本专利技术被控制，使得能量供应单元用作直流变压器而定子绕组用作两个子电网之间的变压器。根据需要，在此两个转换器电路之一作为逆变器来控制，以便将相应的子电网的子电网直流电压转换成交流电压。该交流电压在两个定子绕组中的所属定子绕组中产生电流流动，该电流流动又在两个定子绕组中的另一定子绕组中感应交流电压。这两个定子绕组中的所述另一定子绕组作为整流器来控制，以便对所感应的交流电压整流并且馈入到另一子电网中。 根据本专利技术，不需要附加的单独的直流变压器，转换器电路的已经存在的组件和部件被用于整流、逆变和变换，由此最终能够实现直流变压。直流变压在本专利技术的意义下相应地通过被用于整流和逆变的相同组件并通过第一定子绕组和第二定子绕组来实现。根据本专利技术的方法因此在唯一的电路中结合逆变器电路和直流变压器的优点和功能。 因此不需要附加的部件和组件并且可以减小成本开销。仅仅定子绕组被加倍，这可以简单地且无需大开销地实现。在此，与仅具有一个定子绕组的传统电机相比，要么共享已经存在的定子绕组要么可以集成附加的定子绕组。集成开销和结构空间需求同样被减小。用于控制的、例如具有微控制器的计算单元不仅可以被用于控制整流和逆变，而且可以被用于控制变换。 本专利技术尤其适于用于机动车中的电机、例如他励同步电机。该原理可以在能量回收系统(BRS)的范畴内被用于电机(能量回收电机)中。 以下将第一子电网示例性地假定为高压车载电网，其利用第一子电网直流电压来运行，而将第二子电网假定为低压车载电网，其利用第二子电网直流电压来运行，其中第一子电网直流电压具有比第二子电网直流电压更大的电压值。 根据需要，第一子电网的第一子电网直流电压被向下转换并且传输到第二子电网中，或第二子电网的第二子电网直流电压被向上转换并且传输到第一子电网中。 优选地，第一转换器电路和第二转换器电路分别附加地作为降压转换器和/或升压转换器来控制。因此，这两个子电网的子电网直流电压的电压值可以彼此无关地灵活地设定。替代地或附加地，这些电压值也可以通过第一定子绕组和第二定子绕组的确定的绕组比来设定。绕组比可以类似于传统变压器按照两个直流电压的比例。例如，对于48V的第一直流电压值和12V的第二直流电压值得出4:1的绕组比。 通过控制两个转换器电路，补偿两个子电网直流电压与例如在不同电池充电状态下出现的标称值的偏差。合乎目的地，也可以利用两个相同的定子绕组并且完全通过第一转换器电路的降压转换器运行来实现第一子电网直流电压的向下转换。这尤其在应将传统电机以尽可能很少结构的改变用于根据本专利技术的方法时是适合的。 有利地，电机在第二运行模式中作为发电机来运行。在此，由电机提供的尤其多相的电流或尤其多相的输出电压通过转换器电路来整流。优选地，在第二运行模式中，电功率从电机被传输到第一子电网和/或第二子电网中。传输到第一子电网和第二子电网中的电功率可以彼此分离地通过对两个转换器电路的控制来设定。这样，例如在第一机动车车载电网中可以设定所期望的制动力矩，而例如在第二机动车车载电网中调节所期望的电池电压。此外，能够实现:电机可以将电功率直接传输到第一机动车车载电网和第二机动车车载电网中。这例如在电池故障的情况下在发电机应急运行中是有利的。 优选地，该电机在第三运行模式中作为电动机来运行。子电网之一的子电网直流电压在此通过转换器电路被逆变。有利地，在此电功率从该子电网被传输到电机中。该电机在此由子电网之一供电，尤其是由构造为具有较高子电网直流电压的高压车载电网的子电网供电。示例性地，第一子电网被假定为同一子电网。来自第一子电网的电功率被转换成机械功率以驱动机动车。该机械功率的高度通过第一转换器电路的控制来设定。 第二转换器电路在此被控制，使得没有功率被传输到第二子电网中。合乎目的地，第二转换器电路也可以被控制，使得在电动机运行中电功率从第一机动车车载电网被传输到电机以及第二子电网中。 在本专利技术的一种有利的扩展方案中，第二转换器电路可以例如通过开关元件与第二子电网连接或与第一子电网连接。如果第二转换器电路与第一子电网连接，则第二定子绕组附加地可以被用于在第一机动车车载电网与电机之间传输电能。在电动机和发电机运行中，在此可以分别将最大的可传输的电功率在第一机动车车载电网与电机之间传输。 如果第二转换器电路与第二机动车车载电网连接，则最大的可传输的电功率不再能够在第一机动车车载电网与电机之间被传输，取而代之可附加地将电功率传输到第二机动车车载电网中。 根据本专利技术的计算单元、例如机动车的控制设备尤其以程序技术方式被设立用于执行根据本专利技术的方法。 该方法以软件形式的实施也是有利的，因为这尤其是在实施的控制设备还被用于其它任务并且因此总归就存在时造成特别低的成本。用于提供计算机程序的合适的数据载体尤其是软盘、硬盘、闪存、EEPR0M、⑶-R0M、DVD以及其他等等。也可以通过计算机网络(互联网，企业内部网等)下载程序。 本专利技术的其他优点和扩展方案从说明书和附图中得到。 应理解的是，前面所述的并且下面还本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于运行机动车车载电网的能量供应单元（1）的方法，该机动车车载电网至少具有第一子电网（N1）和第二子电网（N2），所述第一子电网（N1）和第二子电网（N2）具有不同电压水平，‑ 其中，所述电机（100）的第一定子绕组（101）通过第一转换器电路（W1）与所述第一子电网（N1）连接，并且所述电机（100）的第二定子绕组（102）通过第二转换器电路（W2）与所述第二子电网（N2）连接，‑ 其中，通过以下方式在所述第一子电网（N1）与所述第二子电网（N2）之间进行直流变压，即所述转换器电路中的一个（W1）作为逆变器运行而所述转换器电路中的另一个（W2）作为整流器运行并且所述第一定子绕组（101）和所述第二定子绕组（102）作为变压器运行。

【技术特征摘要】
2013.03.27 DE 102013205413.01.一种用于运行机动车车载电网的能量供应单元(I)的方法，该机动车车载电网至少具有第一子电网(N1)和第二子电网(N2),所述第一子电网(N1)和第二子电网(N2)具有不同电压水平， -其中，所述电机(100)的第一定子绕组(101)通过第一转换器电路(W1)与所述第一子电网(N1)连接，并且所述电机(100)的第二定子绕组(102)通过第二转换器电路(W2)与所述第二子电网(N2)连接， -其中，通过以下方式在所述第一子电网(N1)与所述第二子电网(N2)之间进行直流变压，即所述转换器电路中的一个(W1)作为逆变器运行而所述转换器电路中的另一个(W2)作为整流器运行并且所述第一定子绕组(101)和所述第二定子绕组(102)作为变压器运行。2.根据权利要求1所述的方法，其中，电功率在所述第一子电网(N1)与所述第二子电网(N2)之间通过所述第一转换器电路(W1)和第二转换器电路(W2)并且通过所述第一定子绕组(101)和所述第二定子绕组(102)来传输。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一转换器电路(W1)和所述第二转换器电路(W2)分别作为降压转换器和/或作为升压转换器运行。4.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，在第二运行模...

【专利技术属性】
技术研发人员：J勒斯纳，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE