機動車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種機動車(1)，包括至少一個電機(2)，該電機在中間接入至少一個轉(zhuǎn)換器(3)的情況下能與至少一個可充電的、電能的蓄能單元(4)相連接或是與該蓄能單元連接的，其中，蓄能單元(4)能通過機動車側(cè)的充電連接單元(5)與外部的、提供電能的能量供給設(shè)備(6)連接，其中，所述充電連接單元(5)具有至少一個用于由單相交變電流或兩相交變電流產(chǎn)生三相交變電流的裝置(7)，其中，該裝置(7)包括至少一個電路(8)，該電路包括至少一個與至少一個三相繞組(9)并聯(lián)的電容器(10)。
【專利說明】機動車
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機動車，其包括至少一個電機，該電機在中間接入至少一個轉(zhuǎn)換器、特別是逆變器的情況下能與至少一個可充電的、電能的蓄能單元相連接或是與該蓄能單元連接的，其中，蓄能單元能通過機動車側(cè)的充電連接單元與外部的、提供電能的能量供給設(shè)備連接。
【背景技術(shù)】
[0002]已知的是，機動車完全地或部分地、也就是說除了傳統(tǒng)的內(nèi)燃機之外還輔助地通過電機或者說電動機來驅(qū)動。電機運行所需的電能通常由電池形式的能夠充電的蓄能單元提供。
[0003]在此方面已經(jīng)提出的是:不設(shè)置單獨的、通常設(shè)計為轉(zhuǎn)換器并且用于對可充電的蓄能單元進行充電的充電器并且在對可充電的蓄能單元進行充電時采用機動車側(cè)的、原則上現(xiàn)有的電力電子設(shè)備，也就是說特別是采用在電機和相應(yīng)的可充電蓄能單元之間接入的轉(zhuǎn)換器。因此在這里，在機動車側(cè)的車載電路中原則上現(xiàn)有的轉(zhuǎn)換器用于兩種功能，也就是說該轉(zhuǎn)換器一方面通過合適地轉(zhuǎn)換從蓄能單元提取的直流電壓來提供電機運行所需的交變電壓，另一方面該轉(zhuǎn)換器可以直接與外部的能量供給設(shè)備、特別是電網(wǎng)相連，其中，轉(zhuǎn)換器把能量供給設(shè)備所提供的電壓轉(zhuǎn)換為適合于對機動車的蓄能單元充電的電壓。
[0004]當(dāng)不能由外部能量供給設(shè)備提供相應(yīng)電機運行所需的三相交變電流時，也就是說在能量供給設(shè)備僅能提供單相交變電流或兩相交變電流的情況下，便存在問題。為此特別提出了如下的裝置:其設(shè)計用于由單相交變電流或兩相交變電流產(chǎn)生三相交變電流。然而，相應(yīng)的裝置通常在電路技術(shù)方面很復(fù)雜并且包括多個不同的電力電子設(shè)備部件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是，提出一種其中用于由單相交變電流或兩相交變電流產(chǎn)生三相交變電流的裝置得到改進的機動車。
[0006]該目的根據(jù)本發(fā)明通過一種開頭所述類型的機動車來實現(xiàn)，該機動車的突出之處在于，機動車的充電連接單元具有至少一個用于由單相交變電流或兩相交變電流產(chǎn)生三相交變電流的裝置，其中，該裝置包括至少一個電路，該電路包括至少一個與至少一個三相繞組(Drehwechselstromwicklung)并聯(lián)的電容器。
[0007]本發(fā)明機動車的至少一個可充電的蓄能單元一其也可以被稱為電池或動力電池——因此也可以通過僅提供兩相交變電壓或交變電流的外部的能量供給設(shè)備(電網(wǎng))充電。為此，為設(shè)計用于使機動車與能量供給設(shè)備相連的充電連接單元——該充電連接單元通常能夠通過充電電纜或類似裝置與能量供給設(shè)備相連——配設(shè)有一用于由單相交變電流或兩相交變電流產(chǎn)生三相交變電流的裝置。該裝置具有特別簡單的結(jié)構(gòu)并且包括至少一個如下的電路或者由這種電路構(gòu)成:該電路具有至少一個與至少一個三相繞組并聯(lián)的電容器。[0008]特別地,所述電路是Steinmetz電路。Steinmetz電路通常具有并聯(lián)于至少一個三相繞組的電容器。借助于Steinmetz電路可以在無需額外的線路布置的情況下借助于單相交變電流或兩相交變電流來通常需要三相交變電流的電氣部件。就根據(jù)本發(fā)明的機動車而言，該機動車的可充電的蓄能單元因此也可以通過單相交變電流或兩相交變電流充電。在此，屬于充電連接單元的Steinmetz電路把單相交變電流或兩相交變電流轉(zhuǎn)換為三相交變電流，該三相交變電流通過特別是三相的轉(zhuǎn)換器輸送給蓄能單元。
[0009]為了使機動車的電機或者是電動機在充電電流或者是充電電壓被接入到充電連接單元上時不會把轉(zhuǎn)矩或其它的力傳遞到連接在其下游的機動車傳動系，有利地設(shè)有分離部件，通過該分離部件能夠使至少一個電機與機動車的傳動系或轉(zhuǎn)換器之間的連接分離。
[0010]相應(yīng)的分離部件例如可以是至少一個電氣開關(guān)部件，通過該至少一個電氣開關(guān)部件能使電機與轉(zhuǎn)換器分離。優(yōu)選地，電機的三相中的每相都能夠通過一自身的電氣開關(guān)部件與轉(zhuǎn)換器分離，也就是說電機的每相與轉(zhuǎn)換器之間的電連接都能夠被單獨地分離或者說切斷。特別地，通過合適地設(shè)置在機動車側(cè)的控制裝置來以如下方式控制電氣開關(guān)部件:在對蓄能單元充電期間，通過斷開基本上用作開關(guān)的電氣開關(guān)部件使電機與車載電路分離。從外部的能量供給設(shè)備提供的并且流過裝置的能量或者是從外部的能量供給設(shè)備提供的并且流過裝置的電流不會使電機運動或者說驅(qū)動電機。
[0011]有利地，在所述實施方式中的充電連接單元下游連接有至少一個電阻元件、特別是感應(yīng)式電阻元件(induktives Widerstandselement)。該電阻元件用于設(shè)定合適的、匹配于機動車的車載電路的電壓或電流強度。因此電阻元件的電阻匹配于機動車的車載電路。適宜地為每個從充電連接單元出發(fā)的線路配設(shè)有至少一個自身的電阻元件，也就是說有利的是，在每個相應(yīng)的線路中接入一合適的感應(yīng)式電阻元件。
[0012]該分離部件或另外的分離部件特別也可以是離合器，通過所述離合器能使電機與機動車的傳動系分離。離合器以如下方式連接在電機下游:通過斷開離合器，使得在蓄能單元充電過程中由于在此時常見的電流以及在此未強制性地與機動車車載電路電氣分離的電機的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動引起的轉(zhuǎn)矩不會進一步作用到傳動系、即變速器以及特別是驅(qū)動軸和驅(qū)動輪上。因此，不存在當(dāng)與外部能量供給設(shè)備相連的蓄能單元被充電時機動車運動或者是啟動的危險。
[0013]在本發(fā)明的一種有利的改進方案中提出，充電連接單元具有至少一個電氣開關(guān)部件，通過所述電氣開關(guān)部件能使充電連接單元與機動車的車載電路分離。因此，充電連接單元能夠與機動車的車載電路電分離，從而在其上不會施加電壓并且因此防止了操作者受傷的危險或者其它部件受損的危險。在此通常一中央安全開關(guān)就足以在無需在電路技術(shù)方面耗費過大的情況下實現(xiàn)充電連接單元與機動車車載電路的分離。對相應(yīng)的電氣開關(guān)部件的控制特別是通過控制蓄能單元充電過程的控制裝置實現(xiàn)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的機動車可以是純電動車或混合動力車。因此，第一種備選方案提出了一種完全無內(nèi)燃機的機動車，而第二種備選方案提出了一種既具有內(nèi)燃機又具有至少部分地或暫時地用作動力單元的電機、也就是說電動機的機動車。特別地，混合動力車也可以設(shè)計為所謂的插電式混合動力車，其與常見的混合動力車的區(qū)別在于，被分配給電機的可充電的蓄能單元能夠通過外部的能量供給設(shè)備充電。
[0015]此外，本發(fā)明涉及一種用于對機動車進行充電的方法，該方法特別用于對前述的機動車進行充電。所述機動車包括至少一個電機，該電機在中間接入至少一個轉(zhuǎn)換器的情況下能與至少一個可充電的、電能的蓄能單元相連接或是與該蓄能單元連接的，其中，為充電而通過機動車側(cè)的充電連接單元使蓄能單元與外部的、提供電能的能量供給設(shè)備連接，充電連接單元具有至少一個用于由單相交變電流或兩相交變電流產(chǎn)生三相交變電流的裝置，所述蓄能單元被加載單相交變電流或兩相交變電流。所利用的裝置的突出之處在于:包括至少一個電路，該電路包括至少一個與至少一個三相繞組并聯(lián)的電容器。該電路特別是Steinmetz電路。原則上，根據(jù)本發(fā)明的機動車的所有實施方式也類似地適用于根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0016]在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個有利的實施方式中提出，在蓄能單元的充電過程開始之前，使電機處于能預(yù)設(shè)的或所預(yù)設(shè)的最低轉(zhuǎn)速，其中，僅當(dāng)電機達(dá)到該能預(yù)設(shè)的或所預(yù)設(shè)的最低轉(zhuǎn)速時才開始蓄能單元的充電。因此在充電開始時可以降低接通電流。如果達(dá)到基本上取決于電機的功率或者是類型的最低轉(zhuǎn)速，則切斷電機的電機運行并且執(zhí)行蓄能單元的充電運行。將電機驅(qū)動到所需最低轉(zhuǎn)速所需的能量特別是由待充電的蓄能單元提供，從而在這個根據(jù)本發(fā)明的實施方式中不使蓄能單元完全放電。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]從下面所述的實施例中以及根據(jù)附圖得出本發(fā)明的其它優(yōu)點、特征和細(xì)節(jié)。圖中示出:
[0018]圖1-4分別示出在本發(fā)明的示例性的實施方式中的根據(jù)本發(fā)明的機動車的原理圖；以及
[0019]圖5示出Steinmetz電路的結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實施方式】
[0020]圖1示出本發(fā)明示例性實施方式的、根據(jù)本發(fā)明的機動車I的原理圖。機動車I設(shè)計為純電動車并且通過用作驅(qū)動裝置的電機或三相電機2來驅(qū)動。電機2在中間接入三相轉(zhuǎn)換器3的情況下與可充電的、也被稱為電池或動力電池的蓄能單元4上。轉(zhuǎn)換器3具有常見的、在此沒有詳細(xì)示出的電力電子設(shè)備的部件，也就是說其特別包括三個并聯(lián)的支路，這些支路分別具有兩個串聯(lián)的電氣開關(guān)元件。特別地，與這三個支路并聯(lián)地設(shè)有一同樣未詳細(xì)不出的電容器。
[0021]蓄能單元4能夠通過機動車側(cè)的充電連接單元5與外部的、提供電能的能量供給設(shè)備6、也就是說電網(wǎng)相連或如圖1所示與其相連。這種連接通過一個或多個充電電纜或類似裝置實現(xiàn)。因此，轉(zhuǎn)換器3連同充電連接單元5用作蓄能單元4的充電器，從而無需額外的充電器，由此例如可以節(jié)省機動車I的重量和成本。
[0022]充電連接單元5具有用于由單相交變電流或兩相交變電流產(chǎn)生三相交變電流的裝置7。該裝置7包括設(shè)計為Steinmetz電路的電路8,該電路在圖5中詳細(xì)顯示，圖5示出Steinmetz電路的結(jié)構(gòu)的示意性視圖。如圖所示，裝置7因此包括電路8,其具有與至少一個三相繞組9并聯(lián)的電容器10。
[0023]因此實現(xiàn)了:通過一僅提供單相交變電流或兩相交變電流的能量供給設(shè)備6給蓄能單元4充電,這是因為裝置7、也就是說設(shè)計為Steinmetz電路的電路8把單相交變電流或兩相交變電流轉(zhuǎn)換為電機2運行所需的三相交變電流。三個設(shè)計用于交變電流的三個不同相的線路Ila-1lc從充電連接單元5出發(fā)并且與三相轉(zhuǎn)換器3的相應(yīng)接口相連。
[0024]可以看到，充電連接單元5能夠通過相應(yīng)的電氣開關(guān)部件19a_19c與線路Ila-1lc分離，從而充電連接單元5僅能夠在蓄能單元4的充電過程的范圍中——也就是說當(dāng)連接到能量供給設(shè)備6時——由電流流過。在所有其它情況下都不會有電壓施加在充電連接單元5上，因此降低或抵制了其它部件受損或受傷的危險。開關(guān)部件19a-19c也可以被包含在一公共的中央開關(guān)單元中。
[0025]電機2與連接在該電機下游的機動車的傳動系、也就是說特別是變速器12以及驅(qū)動軸13或驅(qū)動輪14的連接能夠通過形式為——特別是機械的——離合器15的分離部件分離。因此，在蓄能單元4充電期間可以使電機2與機動車I的傳動系機械解耦，從而在蓄能單元4充電期間在電機2中感生出的電流不會造成機動車I啟動，該電流引起電機2的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運動、進而引起轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生。
[0026]圖2示出根據(jù)另一個示例性的實施方式的根據(jù)本發(fā)明的機動車I的原理圖。與圖1中所示的機動車I的主要區(qū)別在于，在從充電連接單元5出發(fā)的線路Ila-1lc中接入了形式為感應(yīng)式電阻16a-16c的電阻元件。感應(yīng)式電阻16a-16c特別匹配于機動車I的車載電路的電壓。
[0027]圖3示出另一個示例性的實施方式的根據(jù)本發(fā)明的機動車I的原理圖。與圖1、2中所示的實施方式的主要區(qū)別在于，分離部件在此不是設(shè)計為離合器15，而是設(shè)計為電氣開關(guān)部件17a-17c?？梢钥吹?，通過在電機2和轉(zhuǎn)換器3之間的電連接中中間接入相應(yīng)的電氣開關(guān)部件17a-17c，使電機2能夠與轉(zhuǎn)換器3分離，或與蓄能單元4分離，也與可能的機動車I的其它車載電路分離。通過合適的控制、也就是說在蓄能單元4充電期間斷開電氣開關(guān)部件17a-17c，可以避免:在蓄能單元4充電期間在電機2中感生出電流以及由此造成機動車I啟動。
[0028]電氣開關(guān)部件17a_17c能夠通過合適的、特別是對蓄能單元4的充電過程進行監(jiān)控的控制裝置(未示出)來控制。以同樣的方式也在圖3中——如已經(jīng)在圖2中示出地那樣一把相應(yīng)的、形式為感應(yīng)式電阻16a-16c的電阻元件接入到從充電連接單元5出發(fā)的線路Ila-1lc中。在圖3中所示的實施方式中因此示出了——特別是機械的——離合器15，如在圖1、2中所示地那樣，然而這并不是必要的。
[0029]圖4示出在另一個示例性的實施方式中的根據(jù)本發(fā)明的機動車I的原理圖。與圖1-3中所示的實施方式不同，在此不涉及純電動車，而是涉及形式為所謂的插電式混合動力車的混合動力車。機動車I因此除了電機2之外也具有內(nèi)燃機18?？梢钥吹?，電機2能夠通過離合器15a與內(nèi)燃機18分離。以同樣的方式，電機2能夠通過離合器15b與機動車I的變速器12分離。在插電式混合動力車中原則上設(shè)置有離合器15a、15b，因此特別是離合器15b、也就是說布置在電機2和變速器12之間的離合器可被用作根據(jù)本發(fā)明的分離部件。也就是說，在與電機2對應(yīng)的蓄能單元4充電期間能夠使電機2不僅與變速器12機械解耦、而且與內(nèi)燃機18機械解耦，因此在蓄能單元4充電期間在電機2中感生的電流不會造成機動車I啟動，該感生的電流會導(dǎo)致電機2的轉(zhuǎn)子發(fā)生旋轉(zhuǎn)運動。
[0030]不依賴于本發(fā)明機動車I在圖1-4中所示的【具體實施方式】，在根據(jù)本發(fā)明的機動車I的充電的范圍中有利地實現(xiàn)了:在蓄能單元4的充電過程開始之前使電機2處于能預(yù)設(shè)的或所預(yù)設(shè)的最低轉(zhuǎn)速，其中僅當(dāng)電機2達(dá)到該能預(yù)設(shè)的或所預(yù)設(shè)的最低轉(zhuǎn)速時才開始蓄能單元4的充電。因此實現(xiàn)了:在蓄能單元4的充電過程開始時降低接通電流。如果電機2達(dá)到能預(yù)設(shè)的或所預(yù)設(shè)的最低轉(zhuǎn)速，則可以切斷電機運行并且開始蓄能單元4的充電過程。
[0031]驅(qū)動電機2所需的能量、也就是使電機2處于能預(yù)設(shè)的或所預(yù)設(shè)的最低轉(zhuǎn)速所需的能量例如可以通過蓄能單元4中所保留的剩余能量來提供。在圖4所示的插電式混合動力車輛的示例中，當(dāng)然也可以至少部分地通過內(nèi)燃機18將電機2驅(qū)動到能夠預(yù)設(shè)的或已經(jīng)預(yù)設(shè)好的最低轉(zhuǎn)速。
【權(quán)利要求】
1.一種機動車(I)，包括至少一個電機(2)，該電機在中間接入至少一個轉(zhuǎn)換器(3)的情況下能與至少一個可充電的、電能的蓄能單元(4)相連接或是與該蓄能單元連接的，其中，蓄能單元(4)能通過機動車側(cè)的充電連接單元(5)與外部的、提供電能的能量供給設(shè)備(6)連接，其特征在于，所述充電連接單元(5)具有至少一個用于由單相交變電流或兩相交變電流產(chǎn)生三相交變電流的裝置(7)，其中，該裝置(7)包括至少一個電路(8)，該電路包括至少一個與至少一個三相繞組(9)并聯(lián)的電容器(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機動車，其特征在于，所述電路⑶是Steinmetz電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機動車，其特征在于，所述至少一個電機(2)與機動車傳動系的連接或所述至少一個電機與轉(zhuǎn)換器(3)的連接能通過至少一個分離部件分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機動車，其特征在于，所述分離部件包括至少一個電氣開關(guān)部件(17a-17c)，其中，通過該至少一個電氣開關(guān)部件(17a-17c)能使電機(2)與轉(zhuǎn)換器(3)分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機動車，其特征在于，在所述充電連接單元(5)下游連接有至少一個電阻元件、特別是感應(yīng)式電阻元件(16a-16c)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項所述的機動車，其特征在于，所述分離部件包括離合器(15、15a、15b),其中，通過所述離合器(15、15a、15b)能使電機(2)與機動車(I)的傳動系分離。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的機動車，其特征在于，所述充電連接單元(5)具有至少一個電氣開關(guān)部件(19a-19c)，通過所述電氣開關(guān)部件能使充電連接單元(5)與機動車(I)的車載電路分離。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的機動車，其特征在于，所述機動車是純電動車或混合動力車。
9.一種用于對機動車(I)進行充電的方法，該方法特別用于對根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的機動車⑴進行充電，所述機動車⑴包括至少一個電機(2)，該電機在中間接入至少一個轉(zhuǎn)換器(3)的情況下能與機動車側(cè)的至少一個可充電的、電能的蓄能單元(4)相連接或是與該蓄能單元連接的，其中，為充電而通過機動車側(cè)的充電連接單元(5)使蓄能單元(4)與外部的、提供電能的能量供給設(shè)備(6)連接，其特征在于，充電連接單元(5)具有至少一個用于由單相交變電流或兩相交變電流產(chǎn)生三相交變電流的裝置(7)，所述蓄能單元⑷被用單相交變電流或兩相交變電流充電，其中，利用包括至少一個電路⑶的裝置(7)，該電路包括至少一個與至少一個三相繞組(9)并聯(lián)的電容器(10)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在所述蓄能單元(4)的充電過程開始之前，使電機(2)處于能預(yù)設(shè)的或所預(yù)設(shè)的最低轉(zhuǎn)速，其中，當(dāng)電機(2)達(dá)到該能預(yù)設(shè)的或所預(yù)設(shè)的最低轉(zhuǎn)速時開始蓄能單元(4)的充電。
【文檔編號】B60L11/18GK103987568SQ201280062045
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月16日
【發(fā)明者】J·溫克勒 申請人:奧迪股份公司