用于補(bǔ)償機(jī)動(dòng)車輛中的高頻漏電流的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】在此提供了用于對(duì)源自機(jī)動(dòng)車輛的至少一個(gè)構(gòu)件(5)的高頻漏電流進(jìn)行補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)，該機(jī)動(dòng)車輛是經(jīng)由一個(gè)整流裝置(3)連接至一個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)(1)，該供電網(wǎng)絡(luò)(1)具有一個(gè)接地極以及至少一個(gè)與該接地極不同的相。對(duì)于每個(gè)構(gòu)件而言，一個(gè)第一補(bǔ)償裝置(6)被連接至源自該構(gòu)件(5)上游的整流裝置(3)的整流相并且被連接至該機(jī)動(dòng)車輛接地極(10)，和/或一個(gè)第二補(bǔ)償裝置(7)被連接至該構(gòu)件(5)下游的整流相并且被連接至該接地極(10)，這些補(bǔ)償裝置(6，7)能夠分接出一部分的施加在該部件(5)上的電壓并且將與該漏電流同幅、同向但反相位的一個(gè)補(bǔ)償電流傳送至該接地極(10)。
【專利說(shuō)明】用于補(bǔ)償機(jī)動(dòng)車輛中的高頻漏電流的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的【技術(shù)領(lǐng)域】是電池充電系統(tǒng)，并且更具體地說(shuō)是安裝在機(jī)動(dòng)車輛中的電池充電器。
【背景技術(shù)】
[0002]使用未絕緣充電器對(duì)電池、特別是電動(dòng)車輛的電池進(jìn)行再充電可能導(dǎo)致在連接至配電網(wǎng)絡(luò)上時(shí)出現(xiàn)漏電流。這種漏電流經(jīng)過(guò)暴露的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)并且可能使得安排在充電器與該配電網(wǎng)絡(luò)之間的殘余電流差動(dòng)保護(hù)裝置跳閘。當(dāng)這些保護(hù)裝置跳閘時(shí)，充電器電源被切斷，于是車輛充電過(guò)程停止。
[0003]總體上，這些漏電流是通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)與電池之間引入一個(gè)帶有電絕緣(galvanicinsulation)的轉(zhuǎn)換器來(lái)限制的。然而，這些轉(zhuǎn)換器的尺寸隨著經(jīng)過(guò)它們的充電功率而增大。安裝在電動(dòng)機(jī)動(dòng)車輛中的電池充電器有著相同的缺點(diǎn)以及相同的補(bǔ)救措施。然而，累積的重量/功率比限定了車輛的里程。因此不令人滿意的是通過(guò)在車載充電器中包括帶有電絕緣的轉(zhuǎn)換器增大了車輛重量。
[0004]此外，機(jī)動(dòng)車輛的某些構(gòu)件產(chǎn)生高頻漏電流。特別對(duì)于其轉(zhuǎn)子或定子可以產(chǎn)生此類電流的電動(dòng)馬達(dá)而言，情況正是如此。這些漏電流需要特別的處理以便考慮到它們的頻
率分量。
[0005]需要一種對(duì)源自經(jīng)由未絕緣的充電器連接至電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)上的機(jī)動(dòng)車輛的一個(gè)構(gòu)件的漏電流進(jìn)行中和的系統(tǒng)。
[0006]還需要一種能夠中和高頻漏電流的中和系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出了一種用于對(duì)源自機(jī)動(dòng)車輛的至少一個(gè)構(gòu)件的高頻漏電流進(jìn)行中和的系統(tǒng)，該機(jī)動(dòng)車輛是經(jīng)由聯(lián)接至供電網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)整流裝置以未絕緣的方式連接至該供電網(wǎng)絡(luò)的，該供電網(wǎng)絡(luò)具有一個(gè)接地極以及至少一個(gè)與該接地極不同的相。對(duì)于每個(gè)構(gòu)件而言，一個(gè)第一中和裝置被連接至在該構(gòu)件上游的源自該整流裝置的整流相并且被連接至該機(jī)動(dòng)車輛的暴露的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，和/或一個(gè)第二中和裝置被連接至該構(gòu)件下游的整流相并且被連接至該暴露的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，這些中和裝置能夠分接出一部分的施加在該構(gòu)件上的電壓，并且能夠?qū)⑴c該漏電流同幅、同向且反相位的一個(gè)中和電流發(fā)送進(jìn)入該暴露的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
[0008]這樣的系統(tǒng)呈現(xiàn)了對(duì)這種產(chǎn)生了漏電流的構(gòu)件的上游和下游的漏電流進(jìn)行中和的優(yōu)點(diǎn)，其中該構(gòu)件。該中和裝置可以包括一個(gè)轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器具有第一繞組，該第一繞組一方面鏈接至該構(gòu)件并且另一方面鏈接至一個(gè)電容器的第一極板，該電容器的另一個(gè)極板接地。該轉(zhuǎn)換器的第二繞組一方面接地并且另一方面鏈接至一個(gè)阻抗的端子，該阻抗的另一個(gè)端子鏈接至該暴露的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
[0009]該中和系統(tǒng)提供了采用部件數(shù)目有限的優(yōu)點(diǎn)。因此降低了生產(chǎn)該系統(tǒng)的成本。[0010]該中和裝置的阻抗可以等于該構(gòu)件與該暴露的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間的阻抗。
[0011]在一個(gè)第一構(gòu)件下游的中和裝置可以與在一個(gè)第二構(gòu)件上游的中和裝置是共用的。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提出了一種用于對(duì)源自機(jī)動(dòng)車輛的至少一個(gè)構(gòu)件的高頻漏電流進(jìn)行中和的方法，該機(jī)動(dòng)車輛是經(jīng)由聯(lián)接至供電網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)整流裝置以未絕緣的方式連接至該供電網(wǎng)絡(luò)的，該供電網(wǎng)絡(luò)具有一個(gè)接地極以及與至少一個(gè)該接地極不同的相，其中在該機(jī)動(dòng)車輛的暴露的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生了與該漏電流同幅、同向且反相位的一個(gè)中和電流。
[0013]有可能的是，分接出一部分的施加在該構(gòu)件上的電壓、使得所分接出的電壓相移、并且將所分接出的電壓轉(zhuǎn)化成與該漏電流同幅、同向且反相位的中和電流。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]通過(guò)閱讀僅作為非限制性實(shí)例并且參照附圖給出的以下說(shuō)明，將會(huì)清楚其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中:
[0015]-圖1展示了配備有電動(dòng)馬達(dá)的機(jī)動(dòng)車輛的電網(wǎng)絡(luò)，并且
[0016]-圖2展示了用于對(duì)配備有電動(dòng)馬達(dá)的機(jī)動(dòng)車輛的電網(wǎng)絡(luò)中的漏電流進(jìn)行中和的一種系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]圖1示出了一個(gè)單相電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)1，該網(wǎng)絡(luò)包括鏈接至一個(gè)連接器Ia上的、與接地極不同的一個(gè)相以及鏈接至一個(gè)連接器Ib上的接地極。
[0018]該電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)I通過(guò)連接器la、lb鏈接至一個(gè)共模濾波器2的輸入端上。該共模濾波器2在輸出端處經(jīng)由正連接器2a和負(fù)連接器2b鏈接至一個(gè)整流裝置3上，該整流裝置本身在輸出端處通過(guò)一個(gè)連接器3a鏈接至電動(dòng)馬達(dá)5上并且通過(guò)一個(gè)連接器3b鏈接到逆變器4上。該整流裝置3可以包括多個(gè)斬波開關(guān)。連接器3a可以帶高頻斬波電壓，從而產(chǎn)生漏電流Ifl和If2。
[0019]電動(dòng)馬達(dá)5在輸出端處通過(guò)連接器5a鏈接至該逆變器4的另一個(gè)輸入端處。該逆變器4還通過(guò)連接器4a、4b鏈接至一個(gè)電池11。
[0020]連接器la、2a、lb和2b載有一種源自該電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的這些相的電流。連接器3a、3b和5a載有一種源自經(jīng)整流裝置3整流的相的電流。
[0021]該電動(dòng)馬達(dá)5包括至少一個(gè)電感LI，該電感是漏電流的來(lái)源。應(yīng)該注意的是，本發(fā)明在此是在對(duì)源自電動(dòng)馬達(dá)繞組的漏電流進(jìn)行中和的背景下展示的。然而，本發(fā)明可以應(yīng)用于可以產(chǎn)生漏電流的任何電氣系統(tǒng)。
[0022]返回圖1，要注意，源自電感LI的漏電流分別表示為Ifl和If2。在一方面為該暴露的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)10、與另一方面為將電動(dòng)馬達(dá)5鏈接至配電網(wǎng)絡(luò)I的整流相的對(duì)應(yīng)連接器3a,5a之間的對(duì)應(yīng)連接器8和9上出現(xiàn)這些漏電流。表征這些漏電流的共模聯(lián)接電容器表示為Cpl和Cp2。電容器Cpl —方面連接在整流裝置3與電動(dòng)馬達(dá)5之間并且另一方面連接至該暴露的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)10。電容器Cp2—方面連接在逆變器4與電動(dòng)馬達(dá)5之間并且另一方面連接至該暴露的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)10。電容器Cpl和Cp2因此表征了在電動(dòng)馬達(dá)的電感LI的上游和下游的漏電流。
[0023]在圖2中，與圖1共有的這些元件帶有相同參考號(hào)并且提供相同的功能。圖2不同于圖1之處是漏電流中和裝置6、7。
[0024]第一漏電流中和裝置6包括一個(gè)轉(zhuǎn)換器Tl，該轉(zhuǎn)換器具有的第一繞組一方面經(jīng)由一個(gè)連接器6a鏈接在電動(dòng)馬達(dá)5與整流裝置3之間并且另一方面鏈接至一個(gè)電容器Cl的第一極板，該電容器Cl的另一個(gè)極板經(jīng)由一個(gè)連接器6b鏈接至連接器3b。
[0025]該轉(zhuǎn)換器Tl的第二繞組一方面經(jīng)由一個(gè)連接器6c鏈接至連接器3b并且另一方面鏈接至阻抗Zl的一個(gè)端子，該阻抗Zl的另一個(gè)端子經(jīng)由一個(gè)連接器6d鏈接至該暴露的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)10。
[0026]第二中和裝置7具有類似于第一中和裝置6的結(jié)構(gòu)。
[0027]第二漏電流中和裝置7包括一個(gè)轉(zhuǎn)換器T2，該轉(zhuǎn)換器具有的第一繞組一方面經(jīng)由一個(gè)連接器7a鏈接在電動(dòng)馬達(dá)5與逆變器4之間并且另一方面鏈接至一個(gè)電容器C2的第一極板，該電容器C2的另一個(gè)極板經(jīng)由一個(gè)連接器7b鏈接至連接器3b。
[0028]該轉(zhuǎn)換器T2的第二繞組一方面經(jīng)由一個(gè)連接器7c鏈接至連接器3b并且另一方面鏈接至阻抗Z2的一個(gè)端子，該阻抗Z2的另一個(gè)端子經(jīng)由一個(gè)連接器7d鏈接至該暴露的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)10。
[0029]第一漏電流中和裝置6使得有可能通過(guò)向該暴露的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)10中注入與電流Ifl同幅、同向且反相位的一個(gè)中和電流Izl來(lái)中和漏電流Ifl。
[0030]第二漏電流中和裝置7使得有可能通過(guò)向該暴露的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)10中注入與電流If2同幅、同向且相反相位的一個(gè)中和電流Iz2來(lái)中和漏電流If2。
[0031]因此包括第一中和裝置6和第二中和裝置7的該漏電流中和系統(tǒng)使得有可能中和所有的源自電動(dòng)馬達(dá)5的漏電流。
[0032]一個(gè)如在此描述的中和裝置使得有可能尤其中和高頻漏電流。對(duì)電動(dòng)馬達(dá)5供電的電流的高頻分量被部分分接而用于由中和裝置6、7產(chǎn)生中和電流Izl。在高頻下，電容器C1、C2的阻抗趨于零。于是它們表現(xiàn)為短路。于是連接器3a與連接器3b之間的電勢(shì)差是在對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換器Tl或T2的第一繞組的水平上，這些轉(zhuǎn)換器反過(guò)來(lái)產(chǎn)生與第二繞組的水平成比例的一個(gè)電壓。第二繞組的這些端子處的這個(gè)電壓被施加至對(duì)應(yīng)的阻抗Zl或Z2的端子上，這引起了中和電流Izl、Iz2。
[0033]相比之下，在低頻下，這些電容器的阻抗趨于無(wú)窮大。它們表現(xiàn)得像斷開的開關(guān)。沒(méi)有電壓施加在一級(jí)繞組的端子上，并且不產(chǎn)生中和電流。
[0034]因此清楚的是，這些中和裝置6、7特別適合于中和高頻漏電流。
[0035]而且清楚的是，共模電容器Cpl和Cp2必須在設(shè)計(jì)這些中和裝置之前進(jìn)行特征化，以便能夠?yàn)樽杩筞l和Z2確定適當(dāng)?shù)闹怠?br> [0036]該中和系統(tǒng)可以包括其他對(duì)的中和裝置以便將其他來(lái)源的漏電流考慮在內(nèi)。
[0037]還可以針對(duì)多相系統(tǒng)來(lái)適配這種中和系統(tǒng)。在此情況下，對(duì)于每對(duì)連接至每個(gè)漏電流來(lái)源的連接器都采用一對(duì)中和裝置。
[0038]來(lái)自機(jī)動(dòng)車輛的、通過(guò)接地極并且通過(guò)至少一個(gè)與接地極不同的相而連接到供電網(wǎng)絡(luò)I上的一個(gè)構(gòu)件的漏電流是通過(guò)應(yīng)用一種中和方法來(lái)中和的，在該方法中施加至該構(gòu)件的一部分電壓被分接出來(lái)，分接出的電壓被相移，并且其被轉(zhuǎn)化成中和電流。對(duì)該中和電流的幅度進(jìn)行調(diào)制以便與漏電流的幅度相對(duì)應(yīng)。
[0039]為了對(duì)中和電流的幅度進(jìn)行調(diào)制，這個(gè)經(jīng)相移的、分接出的電壓被施加給一個(gè)阻抗，該阻抗的值和性質(zhì)對(duì)應(yīng)于在該構(gòu)件與該車輛的暴露的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間存在的等效共模阻抗的值和性質(zhì)，該等效共模阻抗是先前確定的。
[0040]該中和方法和系統(tǒng)使得有可能對(duì)源自機(jī)動(dòng)車輛的構(gòu)件的高頻漏電流進(jìn)行中和。它們使得有可能對(duì)于在該構(gòu)件的上游和下游產(chǎn)生的漏電流進(jìn)行無(wú)區(qū)別的中和。
【權(quán)利要求】
1.一種用于對(duì)源自機(jī)動(dòng)車輛的至少一個(gè)構(gòu)件(5)的高頻漏電流進(jìn)行中和的系統(tǒng)，該機(jī)動(dòng)車輛是經(jīng)由一個(gè)整流裝置(3)連接至一個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)(I)的，該供電網(wǎng)絡(luò)(I)具有一個(gè)接地極以及至少一個(gè)與該接地極不同的相，其特征在于，對(duì)于每個(gè)構(gòu)件而言， 一個(gè)第一中和裝置(6)被連接至在該構(gòu)件(5)上游的源自該整流裝置(3)的整流相并且被連接至該機(jī)動(dòng)車輛的暴露的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(10)，和/或 一個(gè)第二中和裝置(7)被連接至該構(gòu)件(5)下游的整流相并且被連接至該暴露的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(10)， 這些中和裝置(6，7)能夠分接出一部分的施加在該構(gòu)件(5)上的電壓，并且能夠?qū)⑴c該漏電流同幅、同向且反相位的一個(gè)中和電流發(fā)送進(jìn)入該暴露的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(10)。
2.如權(quán)利要求1所述的中和系統(tǒng)，其中該中和裝置(6，7)包括一個(gè)轉(zhuǎn)換器(Tl，T2)，該轉(zhuǎn)換器具有一個(gè)第一繞組，該第一繞組一方面鏈接至該構(gòu)件(5)并且另一方面鏈接至一個(gè)電容器(Cl, C2)的第一極板,該電容器(Cl, C2)的另一個(gè)極板是接地(3b)的,該轉(zhuǎn)換器(Tl，T2)的第二繞組一方面是接地(3b)的并且另一方面鏈接至一個(gè)阻抗(Zl，Z2)的一個(gè)端子，該阻抗(Z1，Z2)的另一個(gè)端子鏈接至該暴露的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(10)。
3.如權(quán)利要求2所述的中和系統(tǒng)，其中該中和裝置(6，7)的阻抗(Z1，Z2)基本上等于該構(gòu)件(5)與該暴露的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(10)之間的阻抗。
4.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的中和系統(tǒng)，其中在一個(gè)第一構(gòu)件下游的中和裝置是與在一個(gè)第二構(gòu)件上游的中和裝置是共用的。
5.一種用于對(duì)源自機(jī)動(dòng)車輛的至少一個(gè)構(gòu)件(5)的高頻漏電流進(jìn)行中和的方法，該機(jī)動(dòng)車輛是經(jīng)由一個(gè)整流裝置(3)連接至一個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)(I)的，該供電網(wǎng)絡(luò)(I)具有一個(gè)接地極以及與至少一個(gè)該接地極不同的相，其中在該機(jī)動(dòng)車輛的暴露的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(10)上產(chǎn)生了與該漏電流同幅、同向且反相位的一個(gè)中和電流。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中 -分接出了一部分的施加到該構(gòu)件(5)上的電壓， -使得所分接出的電壓相移，并且 -將所分接出的電壓轉(zhuǎn)化成與該漏電流同幅、同向且反相位的中和電流。
【文檔編號(hào)】B60L11/18GK103987563SQ201280061051
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月14日
【發(fā)明者】C·里波爾, J·杜蘭德 申請(qǐng)人:雷諾股份公司