用于电气车辆的迅速可逆充电设备制造技术

设备（１），其用于对由电池（２）供电的机动车的牵引系统产生电力，包含：第一整流器级（６），其被设计为连接到电源网络或将被供电的负载（３）；第二变换器级（７），其被设计为连接到电池；用于对在第一级（６）和第二级（７）之间流动的平均电流进行调节的装置，所述设备的特征在于包含控制装置（８），控制装置能够对电力在电源网络和电池之间的传送或负载的供电或负载的供电进行控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于对电池进行充电以及用于从电池对负载进行供电的设备的可逆 性，特别涉及这样的设备其集成在车辆之中，使得通过控制网络的被吸收电流对电池 进行再充电或由车辆的电池对负载供电成为可能。
技术介绍
“可逆性”在本说明书的上下文中意味着同一设备具有由电源网络对电池进行 充电的第一功能以及由电池产生到电气网络或负载的电力的第二功能的能力。电气车辆的主要缺点之一涉及其可用性。特别地，当其电池被放电时，电气车 辆贯穿可长达几小时的再充电时间段保持不可用。为了减小对电池进行再充电的时间 段，通过增大从网络取得的电流来增大充电电力是已知的实践。还已提出，从三相网络 而不是从单相网络取得此电流，充电电力在电流从三相电源网络取得时较大。当可再充电电气车辆或混合动力车具有可观的再充电电力、由此允许迅速的充 电时，由于电子再充电拓扑是可逆的，可出现两种运行机会。第一功能使得根据配电网络操作者的设置点将能量返回到电源网络成为可能， 由此，向操作者提供了在具有足够数量的车辆的情况下使得电源网络的管理最优化的可 能。第二功能使得在家庭用电网故障时将车辆用作替代性电源或在不存在电源的地 方将此电源用作发电机成为可能。文献JP 2008199780、JP 2007062642、JP0812612、US5099186 介绍了这样的结构其包含两个变换器、两个机器以及位于电池和连续母线之间的DC/DC升压与可逆转 换器。这些结构仅仅允许与单相网络之间的交换。另外，变换器不能应用于能够适应三 相充电的电气车辆。文献WO 2004009397介绍了用于对电气车辆的电池进行充电的设备，其使得电 力仅仅借助继电器对电路的重新配置送回到电源网络成为可能，且其需要不能装在车上 的最少的滤波电感器。另外，这种充电设备的电池的电压必须与电源网络的电压兼容。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于解决上面提到的缺点，特别是提出一种集成可逆充电 设备，该设备使得可以直接由单相或三相网络对机动车电池进行充电并在不使用接触器 的情况下做到这一点，并可以对负载供电或将电力返回到网络。根据第一实施形态，本专利技术的主题因此为一种电子设备，其用于对耦合到电池 的机动车的牵引系统产生电力和/或充电，包含第一整流器级，其被设计为连接到电 源网络或将被供电的负载；第二变换器级，其被设计为连接到电池；用于对在第一级和 第二级之间流动的平均电流进行调节的装置。此设备包含控制装置，控制装置能够对电力在电源网络和电池之间的传送或负4载的供电进行控制。优选为，控制装置包含电流调节装置，其能够作为电源网络电流设置点的函 数地对网络的电源电流进行调节；电压调节装置，其能够调节负载端子上的电压。另外，该设备还包含连接装置，连接装置能够将第一整流器级直接连接到三相 或单相电网——例如三相电源网络或单相电源网络——或负载。还可以将整流器输入级连接到交流或直流单相电源。有利的是，第一整流器级可包含第一受控整流装置，该装置能够对第一开态 方向的电流进行整流；第二受控整流设备，其能够对与第一开态方向相反的第二开态方 向的电流进行整流。第一级还可包含续流装置，其能够在第一级的其它元件处于关态时允许电流在 第二级中流动。优选为，续流装置包含第一续流电路，其能够允许电流以一个方向流动；第 二续流电路，其能够允许电流以与第一电路的方向相反的另一方向流动。续流装置优选为包含至少一个续流二极管和/或至少一个续流晶体管。续流二极管——其可在功能上消除，以便有利于短路输入级的臂的短路——具 有减少由于耗散引起的损耗的优点。特别地，二极管中的耗散比电流必须在串联的两个 二极管和两个晶体管中流动时相比小得多。在控制偏离或丧失情况下的运行安全性上也 具有优点。特别地，在这种情况下，所用的过程限制到命令所有晶体管为关态，定子线 圈的电流于是能继续流经此二极管。在与续流二极管的开态方向相反的方向上，可使用续流晶体管。此受控续流晶 体管于是仅仅在电流以与续流二极管开态方向相反的方向流动且第一级的其它晶体管处 于关态时处于开态。由于该设备可被设计为安装在包含至少一个电气牵引设备——即至少包含电动 机和变换器级的设备——的机动车中，第二变换器即可有利地通过车辆牵引系统的变换 器级来形成。通过这种方式，充电设备因此集成在车辆中，在使用车辆已经存在的变换器级 的程度上不需要使用附加的变换器输出级。有利的是，该设备可包含集成在车辆中的滤波装置，其能够对由该设备吸取的 电源网络电流进行滤波。从三相电源网络吸取的电流实质上可由输入电容器以及电磁兼容性(EMC)滤波 器进行滤波，使得此电流满足连接到网络的要求的谐波模版(template)。另外，电气车辆的定子线圈的电感器可被用作电力缓冲滤波器。特别地，当充 电电力高时，这种电感性和/或电容性滤波器的空间要求和重量将不允许安装在机动车 上。优选为，集成到车辆的滤波装置包含保护装置，保护装置能够在设备连接到电 源网络时保护电路免受电流尖峰。保护装置可包含用于电源网络各相的三端可控硅器件，或与三端可控硅器件等 效的布置，例如两个晶闸管的反并联布置。根据另一实施形态，提出了一种对于耦合到电池的机动车牵引系统产生电力和/或充电的方法。在这种方法中，用户控制电力在电源网络和电池之间的传送，或控制被动负载 的供电。当电力传送在电源网络和电池之间受到控制时，可以有利地基于在电源网络电 压测量的基础上产生的电流设置点来调节在电源网络各相中产生的电流。当用户控制车辆的供电时，可以有利地在调节环的帮助下调节负载端子上的电 压是。可以有利地直接将第一级连接到三相电源网络或单相电源网络或负载。换句话说，第一级在不使用接触器的情况下连接到三相或单相电源网络。因 此，可以确保作为充电器和牵引的运行，而不必使用接触器来从一种配置切换到另一 种。另外，可以直接将第一级连接到直流单相电源网络。有利的是，允许续流装置的第二级的电流在续流阶段中流动。因此，由定子线圈传送的电流可继续在续流二极管中流动。优选为，电源网络的电流在集成滤波装置的帮助下受到滤波。有利的是，集成滤波装置被保护免受由于连接到电源网络引起的电流尖峰。附图说明在检视实施例的详细介绍和附图的情况下将明了本专利技术的其它优点和特征，实 施例不对根据本专利技术用于充电和/或用于产生电力的设备进行限制，在附图中图1原理性地示出了电气车辆的根据一实施例用于产生电力和/或充电的设 备；图2以更为详细的方式示出了用于充电和/或产生电力的设备的实施例；图3示出了用于连接到电源网络的设备的控制装置的一实例；图4示出了用于连接到负载的设备的控制装置的一实例；图5示出了用于充电和/或产生电流的设备的另一实施例；图6原理性地示出了用于保护集成滤波装置的装置；图7示出了根据一实施例用于产生到电源网络的电力的方法的流程图；图8示出了根据一实施例从用于充电和/或发电的设备或机动车的牵引系统对负 载供电的方法的流程图。具体实施例方式图1原理性地示出了设备1，其用于对耦合到电池2的电气车辆或混合机动车的 牵引系统产生电力和/或充电。该设备也被耦合到电源网络或负载3。此设备1为集成设备，也就是说，安装在车上。其被设计为，在再充电模式 下，对电池进行充电，以便供给推进所必需的电力，在发电模式下，由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子设备（１），其用于对耦合到电池（２）的机动车的牵引系统产生电力和／或充电，包含：第一整流器级（６），其被设计为直接连接到单相或三相电源网络或将被供电的负载（３）；第二变换器级（７），其被设计为连接到电池；用于对在第一级（６）和第二级（７）之间流动的平均电流进行调节的装置，所述电子设备的特征在于包含控制装置（８），控制装置能够对电力在电源网络和电池（２）之间的传送或被动负载的供电进行控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2009-6-16 09540241.一种电子设备(1)，其用于对耦合到电池(2)的机动车的牵引系统产生电力和/ 或充电，包含第一整流器级(6)，其被设计为直接连接到单相或三相电源网络或将被 供电的负载(3)；第二变换器级(7)，其被设计为连接到电池；用于对在第一级(6)和 第二级(7)之间流动的平均电流进行调节的装置，所述电子设备的特征在于包含控制装 置(8)，控制装置能够对电力在电源网络和电池(2)之间的传送或被动负载的供电进行控 制。2.根据权利要求1的设备，其特征在于，控制装置(8)包含电流调节装置(20)， 其能够作为电源网络电流设置点的函数地对网络的电源电流进行调节；电压调节装置 (30)，其能够调节负载端子上的电压。3.根据权利要求1或2的一项的设备，其特征在于，第一整流器级(6)包含第一受 控整流装置，其能够对第一开态方向的电流进行整流；第二受控整流装置，其能够对与 第一开态方向相反的第二开态方向的电流进行整流。4.根据权利要求1至3中的一项的设备，其特征在于，第一级(6)包含续流装置，续 流装置能够在第一级(6)的其它元件处于关态时允许电流在第二级(7)中流动。5.根据权利要求4的设备，其特征在于，续流装置包含第一续流电路，其能够允 许电流以一个方向流动；第二续流电路，其能够允许电流以与第一电路的方向相反的另 一方向流动。6.根据权利要求4或5的一项的设备，其特征在于，续流装置包含至少一个续流二极 管(13a)和/或至少一个续流晶体管(13b)。7.根据权利要求1至6中的一项的设备，该设备(1)被...

【专利技术属性】
技术研发人员：B布里安，S劳德特，
申请(专利权)人：雷诺股份公司，
类型：发明
国别省市：FR