用于操作電機(jī)的電路裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于操作電機(jī)的電路裝置和方法。描述了一種電路裝置，所述電路裝置包括：第一電池；第二電池；連接在第一電池和第二電池之間的電機(jī)，其中電機(jī)經(jīng)由第一開關(guān)裝置連接到第一電池，并且電機(jī)經(jīng)由第二開關(guān)裝置連接到第二電池；以及控制器，被配置成控制第一開關(guān)裝置和第二開關(guān)裝置以使得具有DC分量的電流流經(jīng)電機(jī)。
【專利說明】用于操作電機(jī)的電路裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及用于操作電機(jī)的電路裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車制造商正在計劃在不遠(yuǎn)的未來除內(nèi)燃機(jī)外還給汽車配備電動機(jī)用以于節(jié)約燃料。為此，計劃除傳統(tǒng)的12V功率系統(tǒng)外還包括附加的功率系統(tǒng)(例如，48V系統(tǒng))。用于耦合這兩個功率系統(tǒng)的高效方法是期望的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)一個實(shí)施例，提供了一種電路裝置，包括:第一電池；第二電池；連接在第一電池和第二電池之間的電機(jī)，其中電機(jī)經(jīng)由第一開關(guān)裝置連接到第一電池，并且電機(jī)經(jīng)由第二開關(guān)裝置連接到第二電池；以及控制器，被配置成控制第一開關(guān)裝置和第二開關(guān)裝置以使得具有DC分量的電流流經(jīng)電機(jī)。
[0004]根據(jù)另一個實(shí)施例，提供了一種電路裝置，包括:第一電池；第二電池；連接在第一電池和第二電池之間的電機(jī)，其中電機(jī)經(jīng)由第一開關(guān)裝置連接到第一電池，并且電機(jī)經(jīng)由第二開關(guān)裝置連接到第二電池，并且其中電機(jī)經(jīng)由多個端子連接到第二開關(guān)裝置；以及控制器，被配置成響應(yīng)于檢測到第二開關(guān)裝置或第二電池的差錯而控制第二開關(guān)裝置以使得所述端子通過第二開關(guān)裝置而短路。
[0005]根據(jù)另一個實(shí)施例，提供了一種電路裝置，包括:第一電池；第二電池；連接在第一電池和第二電池之間的電機(jī)，其中電機(jī)經(jīng)由第一開關(guān)裝置連接到第一電池，并且電機(jī)經(jīng)由第二開關(guān)裝置連接到第二電池；以及控制器，被配置成控制第一開關(guān)裝置和第二開關(guān)裝置以使得第一電池供給電力以驅(qū)動電機(jī)并且電機(jī)供給功率到第二電池以對第二電池進(jìn)行充電。
[0006]根據(jù)另外的實(shí)施例，提供了用于根據(jù)上述電路裝置操作電機(jī)的方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]在附圖中，貫穿不同視圖，相似的附圖標(biāo)記通常指代相同的部分。附圖不必按比例繪制，重點(diǎn)反而通常在于說明本發(fā)明的原理。在下面的描述中，參考下述附圖描述各種方面，在附圖中:
圖1示出帶有12V功率系統(tǒng)和48V功率系統(tǒng)的汽車。
[0008]圖2示出通過D⑶C轉(zhuǎn)換器將12V電源與48V電源耦合的電路。
[0009]圖3示出DCDC轉(zhuǎn)換器。
[0010]圖4示出電路裝置。
[0011]圖5示出電路裝置。
[0012]圖6示出電路裝置。
[0013]圖7示出電路裝置。[0014]圖8示出電路裝置。
[0015]圖9示出電路。
[0016]圖10示出電路裝置。
[0017]圖11示出電路。
[0018]圖12示出電路裝置。
[0019]圖13示出矢量圖。
[0020]圖14示出電路。
[0021]圖15示出電壓/功率/電流圖。
[0022]圖16示出電壓/功率/電流圖。
[0023]圖17示出電流/電壓圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面的詳細(xì)描述參考附圖，所述附圖以圖示的方式示出其中可以實(shí)施本發(fā)明的本公開的特定細(xì)節(jié)和方面。本公開的這些方面被描述得足夠詳細(xì)以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以利用本公開的其他方面，并且可以做出結(jié)構(gòu)、邏輯和電氣改變。本公開的各個方面不必相互排斥，由于本公開的一些方面能夠與本公開的一個或多個其他方面相結(jié)合以形成新的方面。
[0025]為了允許與汽車中的擴(kuò)展的起動/停止系統(tǒng)相比更強(qiáng)的混合化，各個汽車制造商將很可能引入帶有例如大約IOkW的電機(jī)的48V機(jī)載電源，所述電機(jī)直接或經(jīng)由帶而與內(nèi)燃機(jī)耦合。這種系統(tǒng)的目的在于以低于1000 €的成本將燃料消耗減少大約15%。包括這種系統(tǒng)的車輛的示例在圖1中圖示。
[0026]圖1示出汽車100。
[0027]車輛100包括內(nèi)燃機(jī)101、電機(jī)102 (電動機(jī))、傳動裝置(transmission) 103、12V電源104和48V電源105。
[0028]例如，12V電源104給用于起動內(nèi)燃機(jī)101的起動器106供電。
[0029]12V電源104和48V電源105經(jīng)由電路107耦合到電機(jī)102。
[0030]電路107可以例如包括用于將48V電源耦合到電機(jī)102的逆變器以及用于將12V電源104耦合到48V電源105的(附加)D⑶C轉(zhuǎn)換器。通過D⑶C轉(zhuǎn)換器的這種耦合在圖2
中圖示。
[0031]圖2示出通過D⑶C轉(zhuǎn)換器將12V電源與48V電源耦合的電路200。
[0032]電路200包括具有用于連接12V電源側(cè)的第一端子202以及用于連接48V電源側(cè)的第二端子203的D⑶C轉(zhuǎn)換器201。
[0033]D⑶C轉(zhuǎn)換器201進(jìn)一步連接到接地端子。
[0034]在12V電源側(cè)上，起動器204 (例如，對應(yīng)于起動器106)、12V電池205 (例如，對應(yīng)于12V電源104)和一個或多個負(fù)載206 (例如照明、無線電等)連接到第一端子202 (例如，在第一端子202和接地端子之間)。
[0035]在48V電源側(cè)上，電機(jī)207(例如，對應(yīng)于電機(jī)102)、例如經(jīng)由安全開關(guān)209耦合到第二端子203的48V電池208 (例如，對應(yīng)于48V電源105)、以及一個或多個功率負(fù)載210連接到第二端子203 (例如，在第二端子203和接地端子之間)。[0036]例如如圖3所示的那樣實(shí)現(xiàn)D⑶C轉(zhuǎn)換器201。
[0037]圖3示出DCDC轉(zhuǎn)換器300。
[0038]D⑶C轉(zhuǎn)換器300包括用于與12V電源系統(tǒng)耦合的第一端子301、用于與48V電源系統(tǒng)耦合的第二端子302和用于與地耦合的接地端子303。
[0039]第一端子301和第二端子302分別通過第一電容器304、305連接到地節(jié)點(diǎn)。第一端子301通過電感器307耦合到中央節(jié)點(diǎn)306，第二端子302通過第一開關(guān)(例如，場效應(yīng)晶體管)308耦合到中央節(jié)點(diǎn)，并且接地端子303通過第二開關(guān)309耦合到中央節(jié)點(diǎn)306。
[0040]布置在端子301、302、303處的一個或多個另外的開關(guān)310可能是安全地分離12V電源和48V電源所必需的。這些另外的開關(guān)310降低了效率并導(dǎo)致了附加的成本。此外，DCDC轉(zhuǎn)換器300的電感器307給系統(tǒng)添加了附加的重量、成本和空間需求。
[0041]經(jīng)由DCDC轉(zhuǎn)換器的耦合的替代方案是使用電機(jī)(電動機(jī)/發(fā)電機(jī))的中性點(diǎn)(starpoint)(通過調(diào)整起動點(diǎn)電位并將中性點(diǎn)與12V電源耦合)以發(fā)送能量到12V電源側(cè)。
[0042]下文中描述的示例基于下述系統(tǒng):在該系統(tǒng)中，第一電池(例如，12V電池)經(jīng)由第一開關(guān)裝置(例如，第一逆變器，即反用整流器)耦合到電機(jī)，并且第二電池(例如，48V電池)經(jīng)由第二開關(guān)裝置(例如，第二逆變器)耦合到電機(jī)。
[0043]下文中描述可提供且可被視作基于第一電池和第二電池經(jīng)由電機(jī)(可操作為電動機(jī)和/或發(fā)電機(jī))的這種耦合的電路裝置的示例。
[0044]圖4示出電路裝置400。
[0045]電路裝置400包括第一電池401、第二電池402以及連接在第一電池401和第二電池402之間的電機(jī)403。
[0046]電機(jī)403經(jīng)由第一開關(guān)裝置404連接到第一電池401，并且電機(jī)403經(jīng)由第二開關(guān)裝置405連接到第二電池402。
[0047]電路裝置400進(jìn)一步包括控制器406，控制器406被配置成控制第一開關(guān)裝置404和第二開關(guān)裝置405以使得具有(非零)DC分量的電流流經(jīng)電機(jī)403。
[0048]換句話說，根據(jù)一個實(shí)施例，控制器控制將不同電壓的電池耦合到電機(jī)的開關(guān)裝置，以使得DC電流從一個電池傳送到另一個電池(例如以便通過另一個電池來對電池中的一個充電)。
[0049]根據(jù)一個實(shí)施例，第一開關(guān)裝置經(jīng)由多相連接耦合到電機(jī)，并且第二開關(guān)裝置經(jīng)由多相連接耦合到電機(jī)。
[0050]該機(jī)器是例如三相機(jī)器，并且第一開關(guān)裝置例如經(jīng)由三相連接耦合到電機(jī)，并且第二開關(guān)裝置例如經(jīng)由三相連接耦合到電機(jī)。
[0051]電機(jī)例如具有三個支路，其中每個支路具有經(jīng)由第一開關(guān)裝置連接到第一電池的第一端子和經(jīng)由第二開關(guān)裝置連接到第二電池的第二端子。
[0052]根據(jù)一個實(shí)施例，控制器被配置成控制第一開關(guān)裝置和第二開關(guān)裝置，以使得具有DC分量的電流流經(jīng)電機(jī)的至少一個支路。
[0053]根據(jù)一個實(shí)施例，控制器被配置成控制第一開關(guān)裝置和第二開關(guān)裝置，以使得具有DC分量的電流流經(jīng)電機(jī)，DC分量高于預(yù)定閾值。
[0054]根據(jù)一個實(shí)施例，控制器被配置成控制第一開關(guān)裝置和第二開關(guān)裝置，以使得具有DC分量的電流經(jīng)由電機(jī)從第一電池流動到第二電池。[0055]第一開關(guān)裝置和第二開關(guān)裝置中的至少一個可以是逆變器。
[0056]根據(jù)一個實(shí)施例，控制器被配置成控制第一開關(guān)裝置和第二開關(guān)裝置，以使得第一開關(guān)裝置、電機(jī)和第二開關(guān)裝置充當(dāng)DCDC轉(zhuǎn)換器。
[0057]控制器可以被配置成控制第一開關(guān)裝置和第二開關(guān)裝置，以使得第一開關(guān)裝置、電機(jī)和第二開關(guān)裝置充當(dāng)降壓轉(zhuǎn)換器或升壓轉(zhuǎn)換器。
[0058]電機(jī)是例如車輛電動機(jī)。
[0059]第一電池和第二電池是例如車輛電池。
[0060]根據(jù)一個實(shí)施例，第一電池和第二電池具有不同的電壓。
[0061]例如，第一電池是12V汽車電池，并且第二電池是48V汽車電池。
[0062]對應(yīng)于其中電路裝置400，根據(jù)一個實(shí)施例，提供了用于操作電機(jī)的方法，所述方法包括控制第一電池經(jīng)由其與電機(jī)耦合的第一開關(guān)裝置以及第二電池經(jīng)由其與電機(jī)耦合的第二開關(guān)裝置，以使得具有DC分量的電流流經(jīng)電機(jī)。
[0063]圖5示出電路裝置500。
[0064]電路裝置500包括第一電池501、第二電池502以及連接在第一電池501和第二電池502之間的電機(jī)503。
[0065]電機(jī)503經(jīng)由第一開關(guān)裝置504連接到第一電池501，并且電機(jī)503經(jīng)由第二開關(guān)裝置505連接到第二電池502。電機(jī)503經(jīng)由多個端子507 (例如，與電機(jī)的相的數(shù)量相對應(yīng)的數(shù)量的端子)連接到第二開關(guān)裝置505。
[0066]電路裝置500進(jìn)一步包括控制器506，控制器506被配置成響應(yīng)于檢測到第二開關(guān)裝置505或第二電池502的差錯而控制第二開關(guān)裝置505，以使得端子507通過第二開關(guān)裝置505而短路。
[0067]換句話說，控制器控制電池經(jīng)由其耦合到電機(jī)的開關(guān)裝置，以使得開關(guān)裝置和電池經(jīng)由其耦合到電機(jī)的端子被短路，換句話說，在存在開關(guān)裝置或電池的失靈(malfunction)的情況下,開關(guān)裝置變成中性點(diǎn)。應(yīng)該注意的是,例如，電池和電機(jī)之間的連接(例如，線纜)的失靈在該上下文中也被視作開關(guān)裝置或電池的故障，由于該連接可以被視為開關(guān)裝置或電池的一部分。例如，電池和電機(jī)之間的連接的短路(例如，由電池所供電的組件的失靈引起)可以被視為該連接的故障，并因此被視為電池或開關(guān)裝置的故障。
[0068]根據(jù)一個實(shí)施例，電機(jī)具有三個支路，其中每個支路通過多個端子中的一個端子連接到第二開關(guān)裝置。
[0069]電路裝置例如進(jìn)一步包括被配置成檢測第二開關(guān)裝置或第二電池的差錯的檢測器。
[0070]第二開關(guān)裝置例如包括多個開關(guān)，并且開關(guān)裝置的差錯例如是多個開關(guān)之一的故障。
[0071 ] 對應(yīng)于電路裝置500，根據(jù)一個實(shí)施例，提供了用于根據(jù)上述電路裝置操作電機(jī)的方法，所述方法包括經(jīng)由多個端子來控制電池經(jīng)由其與電機(jī)耦合的開關(guān)裝置，以使得響應(yīng)于檢測到開關(guān)裝置或電池的差錯，所述端子通過開關(guān)裝置而短路。
[0072]圖6示出電路裝置600。
[0073]電路裝置600包括第一電池601、第二電池602以及連接在第一電池601和第二電池602之間的電機(jī)603。[0074]電機(jī)603經(jīng)由第一開關(guān)裝置604連接到第一電池601，并且電機(jī)603經(jīng)由第二開關(guān)裝置605連接到第二電池602。
[0075]電路裝置600進(jìn)一步包括控制器606，控制器606被配置成控制第一開關(guān)裝置604和第二開關(guān)裝置605,以使得第一電池601供給電力以驅(qū)動電機(jī)603并且電機(jī)603供給功率到第二電池602以對第二電池602充電。
[0076]換句話說，控制器控制電池經(jīng)由其連接到電機(jī)的開關(guān)裝置，以使得電機(jī)對于一個電池處于電動機(jī)模式，而對于另一個電池用于發(fā)電機(jī)模式，即，一個電池供給功率到電機(jī)，而電機(jī)對另一個電池充電。
[0077]根據(jù)一個實(shí)施例，第一開關(guān)裝置和第二開關(guān)裝置是逆變器，并基于空間矢量調(diào)制或場定向控制而控制?？商娲?，其他前饋和反饋控制方案(同步的以及異步的)可以被用于控制逆變器。
[0078]對應(yīng)于電路裝置600，根據(jù)一個實(shí)施例，提供了用于根據(jù)上述電路裝置操作電機(jī)的方法，所述方法包括控制第一電池經(jīng)由其與電機(jī)耦合的第一開關(guān)裝置和第二電池經(jīng)由其與電機(jī)耦合的第二開關(guān)裝置，以使得第一電池供給電力以驅(qū)動電機(jī)，而電機(jī)供給功率到第二電池以對第二電池進(jìn)行充電。
[0079]應(yīng)該注意的是，在電路裝置400、500、600中的任一個的上下文中描述的實(shí)施例和方面對于其他電路裝置400、500、600和對應(yīng)的方法類似地有效，并且反之亦然。
[0080]諸如控制器和檢測器之類的組件可以例如由一個或多個電路來實(shí)現(xiàn)?！半娐贰痹谠撋舷挛闹锌梢员焕斫鉃槿魏畏N類的邏輯實(shí)現(xiàn)實(shí)體，所述邏輯實(shí)現(xiàn)實(shí)體可以是專用電路或者執(zhí)行存儲在存儲器中的軟件、固件或其任何組合的處理器。因而，“電路”可以是硬接線邏輯電路或可編程邏輯電路(諸如可編程處理器，例如微處理器(例如，復(fù)雜指令集計算機(jī)(CISC)處理器或精簡指令集計算機(jī)(RISC)處理器))。“電路”還可以是執(zhí)行軟件(例如任何種類的計算機(jī)程序(例如，使用諸如例如Java之類的虛擬機(jī)器代碼的計算機(jī)程序))的處理器。將在下文中更詳細(xì)描述的相應(yīng)功能的任何其他種類的實(shí)現(xiàn)方式也可以被理解為“電路”。
[0081]第一開關(guān)裝置404、504、604和第二開關(guān)裝置405、505、605可以均為逆變器(SP，DCAC轉(zhuǎn)換器)并可以一起例如形成三相實(shí)現(xiàn)方式(或帶有另一數(shù)量的相的實(shí)現(xiàn)方式，例如六相實(shí)現(xiàn)方式)中的逆變器電路，其經(jīng)由電機(jī)將例如12V功率系統(tǒng)(例如，由12V電池供電)和48V功率系統(tǒng)(例如，由48V電池供電)之類的兩個機(jī)載功率系統(tǒng)(和對應(yīng)的電源)相連接。為此，電機(jī)的每個相(經(jīng)由相應(yīng)的逆變器)與這兩個功率系統(tǒng)相連接?？赡艿膽?yīng)用是車輛中(具有較高功率)的電機(jī)，諸如混合電動機(jī)、電動轉(zhuǎn)向支持、電泵和通風(fēng)機(jī)。
[0082]在下文中，更詳細(xì)地描述在其中開關(guān)裝置是逆變器的示例。
[0083]圖7示出電路裝置700。
[0084]電路裝置700包括第一電池701 (在該示例中為12V電池)、第二電池702 (在該示例中為48V電池)和電機(jī)703。
[0085]第一電池701經(jīng)由第一開關(guān)裝置704耦合到電機(jī)703，并且第二電池702經(jīng)由第二開關(guān)裝置705耦合到電機(jī)703。
[0086]具體地，電機(jī)包括第一端子706、第二端子707、第三端子708、第四端子709、第五端子710和第六端子711。[0087]第一開關(guān)裝置704包括六個開關(guān)712至717，例如:諸如MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)之類的場效應(yīng)晶體管；或者對于用于較高電壓的實(shí)現(xiàn)方式，IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)。
[0088]第一開關(guān)712耦合在第一電池701的正端子和第一端子706之間，而第二開關(guān)713率禹合在第一端子706和第一電池701的負(fù)端子之間。第三開關(guān)714稱合在第一電池701的正端子和第二端子707之間，而第四開關(guān)715耦合在第二端子707和第一電池701的負(fù)端子之間。第五開關(guān)716耦合在第一電池701的正端子和第三端子708之間，而第六開關(guān)717耦合在第三端子708和第一電池701的負(fù)端子之間。
[0089]此外，第一電容器718耦合在第一電池701的正端子和負(fù)端子之間。
[0090]第二開關(guān)裝置705包括六個開關(guān)719至724，例如:諸如MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)之類的場效應(yīng)晶體管。
[0091 ] 第一開關(guān)719耦合在第二電池702的正端子和第四端子709之間，而第二開關(guān)720耦合在第四端子709和第二電池702的負(fù)端子之間。第三開關(guān)721耦合在第二電池702的正端子和第五端子710之間，而第四開關(guān)722耦合在第五端子710和第二電池702的負(fù)端子之間。第五開關(guān)723耦合在第二電池702的正端子和第六端子711之間，而第六開關(guān)724耦合在第六端子711和第二電池702的負(fù)端子之間。
[0092]此外，第二電容器725耦合在第二電池702的正端子和負(fù)端子之間。
[0093]應(yīng)該注意的是，在第一電池701和第一電容器718之間以及在第二電池702和第二電容器725之間，可以提供電池主開關(guān)(在正和/或負(fù)路徑中)。
[0094]開關(guān)裝置704、705 (B卩，開關(guān)712到717、719到724)被例如中央微控制器之類的控制器(未示出)所控制?？商娲?，每個開關(guān)裝置704、705可以被其自身的微控制器所控制，該微控制器例如經(jīng)由(快速)接口而同步。兩個微控制器的裝置也可以被理解為一個控制器。
[0095]包括第一開關(guān)裝置704和第二開關(guān)裝置705的電路可以被視為例如用于車輛100的混合發(fā)動機(jī)的適配的逆變器電路，即雙逆變器電路。
[0096]每個開關(guān)裝置704、705形成下述逆變器:通過該逆變器，12V電源701 (換句話說，12V功率系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò))和48V電源702 (換句話說，48V功率系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò))耦合到電機(jī)703。如參考圖2和3描述的D⑶C轉(zhuǎn)換器在該情況下不是必需的。當(dāng)在一個開關(guān)裝置704、705中所有頂部(即，分別為開關(guān)712、714、716或開關(guān)719、721、723)或所有底部(S卩，分別為開關(guān)713、715、717或開關(guān)720、722、724)被接通時，可以以傳統(tǒng)方式操作電機(jī)703 (單個操作)。在該情況下，開關(guān)裝置704、705之一充當(dāng)中性點(diǎn)。在逆變器704、705之一有故障的情況下可以使用這一點(diǎn)，以使得在這種情況下電動機(jī)仍然可以被操作。這可以被視為對應(yīng)于在圖5的上下文中描述的功能。
[0097]可替代地，對于擴(kuò)展的操作，可以經(jīng)由機(jī)器繞組來添加這兩個電源電壓(組合操作)。根據(jù)電流方向，電機(jī)703可以被操作為發(fā)電機(jī)或電動機(jī)。相應(yīng)地，可以在發(fā)電模式或電動機(jī)模式中操作逆變器704、705。此外，能量可以從一個電池傳送到另一個電池，而與電機(jī)的轉(zhuǎn)速無關(guān)。
[0098]應(yīng)該進(jìn)一步注意的是,對于電路裝置700,電機(jī)的續(xù)流(freewheeling)并不關(guān)鍵并且沒有不期望的發(fā)電機(jī)操作發(fā)生，這是由于電動勢未連結(jié)并且電源的總和電壓充當(dāng)反電壓。
[0099]控制器可以控制開關(guān)裝置704、705，以使得電機(jī)703所看到的電壓是電池701、702的電壓的組合。因而，在12V電池和48V電池的情況下，+/-12V、+/-48V、+/-60V、+/-36V和OV的電壓可以被供給到電機(jī)703。通過將這種多級電壓施加到電機(jī)703，可以提高電機(jī)的效率。
[0100]應(yīng)該進(jìn)一步注意的是，用于12V電源的接地端子和用于48V電源的接地端子可以被分離以提高電磁兼容性。
[0101]另一方面，電路裝置700需要來自第二電池702的接地連接、可能需要附加機(jī)器端子和具有開關(guān)裝置704、705的形式的更多電路(然而，這可以由D⑶C轉(zhuǎn)換器不是必需的這一事實(shí)來補(bǔ)償)。逆變器704、705可以被集成在電機(jī)703中(或在電機(jī)703處)以將附加機(jī)器端子的成本保持為低。例如，逆變器704、705軸向或徑向地集成在機(jī)器703處(優(yōu)化了安裝空間)，而不是將機(jī)器成纜用于耦合。
[0102]電流測量(例如，作為控制逆變器704、705的基礎(chǔ))可以在電動機(jī)相中或在共源路徑中進(jìn)行，以使得附加的電流傳感器不是必需的。
[0103]逆變器704、705之間的具有低感應(yīng)率的連接不是必需的。逆變器可以被實(shí)現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)的分離的三相逆變器704、705。逆變器704、705的最大阻斷電壓是例如參考相應(yīng)電源電壓而選擇的。例如，對于第一逆變器704 (用于12V電源)，可以使用30V/40V M0SFET，而對于第二逆變器705 (用于48V電源)，可以使用48V MOSFET0施加到開關(guān)712至717、719至723之一的最大電壓由相應(yīng)電源來確定。
[0104]在下文中，更詳細(xì)地描述在電池701、702之間通過電機(jī)703的DC電流的傳送和對逆變器704、705的對應(yīng)控制。應(yīng)該注意的是，這可以被視為對應(yīng)于參考電路裝置400描述的控制。
[0105]在圖8中圖示了使得電路裝置700操作為降壓轉(zhuǎn)換器的對開關(guān)712至717、719至723的設(shè)置。
[0106]圖8示出電路裝置800。
[0107]對應(yīng)于圖7，電路裝置800包括第一電池801、第二電池802、包括端子806至811的電機(jī)803、包括開關(guān)812至817的第一開關(guān)裝置804、和包括開關(guān)819至823的第二開關(guān)裝置805。
[0108]在圖8中的示例中，開關(guān)812至817、819至823的狀態(tài)使得電路裝置(雙逆變器)充當(dāng)D⑶C降壓轉(zhuǎn)換器。
[0109]具體地，第一開關(guān)裝置804的第一開關(guān)812、第四開關(guān)815和第五開關(guān)816是(恒定)閉合的，而第一開關(guān)裝置804的第二開關(guān)813、第三開關(guān)814和第六開關(guān)817是(恒定)打開的。第二開關(guān)裝置805的第三開關(guān)821是(恒定)打開的，而第二開關(guān)裝置805的第四開關(guān)822是(恒定)閉合的。第二開關(guān)裝置805的第二開關(guān)820和第六開關(guān)824被用作二極管(例如，MOSFET的續(xù)流二極管(體二極管))，但也可以被有源地切換(針對有源整流器)以降低損耗。例如，MOSFET可以沿相反的方向?qū)ǎ⑶移湓诒唤油〞r的電阻通常低于體二極管的正向電阻。
[0110]第二開關(guān)裝置805的第一開關(guān)819和第五開關(guān)823被切換(例如，同時地，即同時接通和同時關(guān)斷)，并且第一電池處的電壓Vl和第二電池處的電壓V2之間的關(guān)系根據(jù)下式由接通時間和關(guān)斷時間之間的關(guān)系a給出:
【權(quán)利要求】
1.一種電路裝置，包括: 第一電池； 第二電池； 連接在第一電池和第二電池之間的電機(jī)，其中電機(jī)經(jīng)由第一開關(guān)裝置連接到第一電池，并且電機(jī)經(jīng)由第二開關(guān)裝置連接到第二電池； 控制器，被配置成控制第一開關(guān)裝置和第二開關(guān)裝置以使得具有DC分量的電流流經(jīng)電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，其中所述第一開關(guān)裝置經(jīng)由多相連接耦合到電機(jī)，并且第二開關(guān)裝置經(jīng)由多相連接耦合到電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，其中所述機(jī)器是三相機(jī)器，并且所述第一開關(guān)裝置經(jīng)由三相連接耦合到電機(jī)，并且所述第二開關(guān)裝置經(jīng)由三相連接耦合到電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，其中所述電機(jī)具有三個支路，其中每個支路具有經(jīng)由第一開關(guān)裝置連接到第一電池的第一端子和經(jīng)由第二開關(guān)裝置連接到第二電池的第二端子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，其中所述控制器被配置成控制第一開關(guān)裝置和第二開關(guān)裝置，以使得具有DC分量的電流流經(jīng)電機(jī)的至少一個支路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，其中所述控制器被配置成控制第一開關(guān)裝置和第二開關(guān)裝置，以使得具有DC分量的電流流經(jīng)電機(jī)，DC分量高于預(yù)定閾值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，其中所述控制器被配置成控制第一開關(guān)裝置和第二開關(guān)裝置，以使得具有DC分量的`電流經(jīng)由電機(jī)從第一電池流動到第二電池。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，其中第一開關(guān)裝置和第二開關(guān)裝置中的至少一個是逆變器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，其中所述控制器被配置成控制第一開關(guān)裝置和第二開關(guān)裝置，以使得第一開關(guān)裝置、電機(jī)和第二開關(guān)裝置充當(dāng)DCDC轉(zhuǎn)換器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，其中控制器被配置成控制第一開關(guān)裝置和第二開關(guān)裝置，以使得第一開關(guān)裝置、電機(jī)和第二開關(guān)裝置充當(dāng)降壓轉(zhuǎn)換器或升壓轉(zhuǎn)換器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，其中所述電機(jī)是車輛電動機(jī)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，其中第一電池和第二電池是車輛電池。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，其中第一電池和第二電池具有不同的電壓。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，其中所述第一電池是12V汽車電池，并且所述第二電池是48V汽車電池。
15.一種用于操作電機(jī)的方法，包括: 控制第一電池經(jīng)由其與電機(jī)耦合的第一開關(guān)裝置以及第二電池經(jīng)由其與電機(jī)耦合的第二開關(guān)裝置，以使得具有DC分量的電流流經(jīng)電機(jī)。
16.一種電路裝置，包括: 第一電池； 第二電池； 連接在第一電池和第二電池之間的電機(jī)，其中電機(jī)經(jīng)由第一開關(guān)裝置連接到第一電池，并且電機(jī)經(jīng)由第二開關(guān)裝置連接到第二電池，并且其中電機(jī)經(jīng)由多個端子連接到第二開關(guān)裝置；以及 控制器，被配置成響應(yīng)于檢測到第二開關(guān)裝置或第二電池的差錯而控制第二開關(guān)裝置以使得所述端子通過第二開關(guān)裝置而短路。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電路裝置，其中所述電機(jī)具有三個支路，其中每個支路通過所述多個端子中的一個端子連接到第二開關(guān)裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電路裝置，進(jìn)一步包括被配置成檢測第二開關(guān)裝置或第二電池的差錯的檢測器。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電路裝置，其中第二開關(guān)裝置包括多個開關(guān)，并且開關(guān)裝置的差錯是所述多個開關(guān)之一的故障。
20.一種用于操作電機(jī)的方法，包括: 經(jīng)由多個端子來控制電池經(jīng)由其與電機(jī)耦合的開關(guān)裝置，以使得響應(yīng)于檢測到開關(guān)裝置或電池的差錯，所述端子通過開關(guān)裝置而短路。
21.一種電路裝置，包括: 第一電池； 第二電池； 連接在第一電池和第二電池之間的電機(jī)，其中電機(jī)經(jīng)由第一開關(guān)裝置連接到第一電池，并且電機(jī)經(jīng)由第二開關(guān)裝置連接到第二電池； 控制器，被配置成控制第一開關(guān)裝置和第二開關(guān)裝置，以使得第一電池供給電力以驅(qū)動電機(jī)并且電機(jī)供給功率到第二電池以對第二電池進(jìn)行充電。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電路裝`置，其中第一開關(guān)裝置和第二開關(guān)裝置是逆變器，并基于空間矢量調(diào)制或場定向控制而控制。
23.一種用于操作電機(jī)的方法，包括: 控制第一電池經(jīng)由其與電機(jī)耦合的第一開關(guān)裝置和第二電池經(jīng)由其與電機(jī)耦合的第二開關(guān)裝置，以使得第一電池供給電力以驅(qū)動電機(jī)并且電機(jī)供給功率到第二電池以對第二電池進(jìn)行充電。
【文檔編號】H02J7/00GK103872970SQ201310691314
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月17日
【發(fā)明者】P.G.布羅克霍夫 申請人:英飛凌科技股份有限公司