功率傳輸鏈制造技術

本發(fā)明專利技術涉及用于范圍擴展模塊的能量傳輸鏈，包括下述序列：內(nèi)燃機（7）；由所述內(nèi)燃機機械驅(qū)動的交流發(fā)電機（8）；以及換流器（10），電連接到所述交流發(fā)電機并具有用于給電負載饋電的下級單向DC/DC轉(zhuǎn)換器（11），其中，該內(nèi)燃機（7）安裝有其自己的電起動電動機（5）。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于范圍擴展模塊的功率傳輸鏈(train)。
技術介紹
在未來的用于電動車的驅(qū)動中意圖采用將車輛的范圍擴展超出純電范圍的組件。為此，正在討論所謂的范圍擴展模塊，其包含有小的內(nèi)燃機，該小的內(nèi)燃機驅(qū)動用于產(chǎn)生輔助和/或應急功率的機械耦合的發(fā)電機。在這種情況下，內(nèi)燃機在其最佳工作點連續(xù)運行，結果，排放量(development of emission)和噪聲能夠被最小化。這種功率傳輸鏈的已知解決方案也將反向模式中的發(fā)電機用作用于起動內(nèi)燃機的電動機。為此，雙向換流器(inverter)模塊連接到發(fā)電機的下級，所述換流器模塊在發(fā)電機模式中從發(fā)電機交流電流產(chǎn)生用于車輛蓄電池的直流電流，并在電動機模式中將來自車輛蓄電池的直流電流轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳慕涣麟娏鳎糜诮o發(fā)電機饋電。這種雙向換流器模塊是復雜的且相應昂貴的。此外，發(fā)電機和換流器模塊必須為了內(nèi)燃機的高起動轉(zhuǎn)矩而進行設計，因此會有相應高的起動電流。這意味著大的安裝空間和大的重量，出于成本和空間的原因，這是不切實際的，特別是對于相對小的電動車更是如此。此外，例如，當同步發(fā)電機用作為電動機時，其需要用于操作的角位置傳感器，這在成本方面會呈現(xiàn)出進ー步的劣勢。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的是創(chuàng)建一種用于范圍擴展模塊的功率傳輸鏈，其比已知設計更加經(jīng)濟有效、更加輕便和更加節(jié)省空間，尤其是便于允許它用在小的城市車輛中。根據(jù)本專利技術，這個目的由功率傳輸鏈實現(xiàn)，該功率傳輸鏈的特征在于包括下述的序列內(nèi)燃機；由所述內(nèi)燃機機械驅(qū)動的交流發(fā)電機；以及整流器，電連接到所述交流發(fā)電機，并且在下級連接有用于給電負載饋電的單向DC/DC轉(zhuǎn)換器，該內(nèi)燃機安裝有其自己的電カ起動電動機。本專利技術基于下述驚人的發(fā)現(xiàn)當功率傳輸鏈唯一以單向方式(也就是說，包括起動電動機一內(nèi)燃機一交流發(fā)電機一整流器一DC/DC轉(zhuǎn)換器的單向序列)設計時能夠節(jié)省可觀的成本、重量和安裝空間，即使它需要專用起動電動機，但可以省掉昂貴的雙向換流器。由于換流器和發(fā)電機不必形成用于內(nèi)燃機的高起動電流的尺寸，因此可以節(jié)省顯著的安裝空間和重量。此外，簡單的無源整流器就足夠了，而且用于內(nèi)燃機的分開的起動電動機是市售可得的、經(jīng)濟有效的部件。而且，發(fā)電機中的角位置傳感器也被省掉，這進一步節(jié)省了成本。根據(jù)本專利技術的優(yōu)選實施例，當該起動電動機是市售可得的標準12伏起動電動機時，本專利技術是特別有利的。交流發(fā)電機優(yōu)選地是三相永磁同步電機(PSM)，其特征在于特別簡單和健壯的設計。出于同樣原因，當該整流器是三相無源全波整流器(優(yōu)選是ニ級管橋)時，本專利技術是特別有利的。考慮到功率傳輸鏈的單向性，能夠使用非常簡單的DC/DC轉(zhuǎn)換器，優(yōu)選是由微處理器控制的電荷泵形成。當負載是用于電カ牽引驅(qū)動的高壓蓄電池時，本專利技術是特別有利的，對于該高壓蓄電池，DC/DC轉(zhuǎn)換器可以以微處理器控制的方式提供相應的電壓電平。本專利技術的另ー個更加有利的實施例的特征在干，內(nèi)燃機和/或交流發(fā)電機具有液體冷卻系統(tǒng)，其也冷卻整流器和/或DC/DC轉(zhuǎn)換器。結果，能夠進ー步地節(jié)省組件以及因此的安裝空間、重量和成本。 當整流器和DC/DC轉(zhuǎn)換器集成于交流發(fā)電機的機殼內(nèi)或法蘭連接(flange-connect)到交流發(fā)電機的所述機殼以便創(chuàng)建自主單元時,本專利技術是特別有利的。功率傳輸鏈優(yōu)選地具有用于混合動カ車的可互換范圍擴展模塊的形式，例如其能夠以模塊化的可互換方式插入混合動カ車中。附圖說明本專利技術將會參考以下在附圖中描述的示例性實施例進行更加詳細地說明，附圖中，圖I示出本專利技術的功率傳輸鏈的方框電路圖。具體實施例方式圖I示出范圍擴展模塊1，其給用于混合動カ車輛的電カ牽引驅(qū)動(未進ー步示出)的高壓蓄電池2饋電。該范圍擴展模塊I作為自主的、模塊化的可互換單元被安排在例如機殼或者組件支撐物上，并安裝有用于連接到高壓蓄電池2的電連接部3、4。該范圍擴展模塊I包含單向功率傳輸鏈，其順序地包括-市售可得的起動電動機5，例如為用于電動機車輛的標準12伏起動電動機；-低功率到中等功率的內(nèi)燃機7，其可以通過例如帶驅(qū)動或者小齒輪6由起動電動機5在例如15到30千瓦的范圍內(nèi)起動；該內(nèi)燃機7優(yōu)選地被控制裝置(沒有示出)控制，該控制裝置可以通過合適的總線系統(tǒng)，例如根據(jù)HS-CAN或者FlexRay標準與車輛的剰余部分進行通信；-交流發(fā)電機8，優(yōu)選地是三相永磁同步電機(PSM)的形式，該發(fā)電機8是被內(nèi)燃機7通過軸9、齒輪驅(qū)動、帶驅(qū)動等來驅(qū)動的；-整流器10，其電連接到發(fā)電機8，優(yōu)選地是包括六個快速ニ極管Dl至D6和平滑電容器Cl的ニ級管橋形式的簡單無源三相全波整流器；-連接到整流器10下級的DC/DC轉(zhuǎn)換器11，用于將整流器10的輸出電壓進行平滑和向上或者向下變壓到跨連接部3、4的希望電勢；在所示的優(yōu)選實施例中，DC/DC轉(zhuǎn)換器11是微處理控制的電荷泵，它具有存儲電感器LI、存儲電容器C2和包括ニ極管D7以及被微處理器U P控制的開關SI的充電電路。微處理器UP用高內(nèi)部時鐘頻率來操作開關SI以及因此的DC/DC轉(zhuǎn)換器11，因此，組件的尺寸可以保持很小。開關SI的時序比和占空比可以用來設置電壓，因此也可以設置傳輸?shù)墓β省Ｔ谶@種情況下，微處理器UP還通過總線12例如根據(jù)HS-CAN或者FlexRay標準與車輛組件進行通信，以便釋放希望的功率。將要產(chǎn)生的功率或者用于高壓蓄電池的希望的充電電流例如預先指定作為控制變量。控制系統(tǒng)能夠例如從輸出連接部3、4中的電流傳感器、DC/DC轉(zhuǎn)換器11的輸入和/或輸出處的電壓傳感器、以及從內(nèi)部溫度傳感器獲取數(shù)據(jù)。高壓蓄電池2的特殊充電特性曲線可以通過軟件來實現(xiàn)，并且可以通過微處理器UP來控制。作為DC/DC轉(zhuǎn)換器11中的附加防護措施(例如關斷晶體管)的結果，在故障的情況下，例如在轉(zhuǎn)速過度的情況下，在發(fā)電機8上出現(xiàn)的過電壓可與連接部3、4去耦合，因此可以防止電カ負載上不希望的充電或者電壓升高。整流器10和/或DC/DC轉(zhuǎn)換器11優(yōu)選地通過液體冷卻，尤其優(yōu)選通過還冷卻發(fā)電機8和/或內(nèi)燃機7的相同的液體冷卻系統(tǒng)進行冷卻。整流器10和DC/DC轉(zhuǎn)換器11優(yōu) 選可以集成到共同機殼13中，尤其優(yōu)選是也可以與發(fā)電機8的機殼14 一起集成或者集成在發(fā)電機8的機殼14中。功率傳輸鏈5至11的應用領域不限于所示的對高壓蓄電池2進行充電或者給電カ牽引驅(qū)動饋電的應用，而是，還可以包括靜態(tài)的應用，例如在輔助或者應急功率組件中。因此，本專利技術不限于所示的實施例，而是，包括落在權利要求范圍內(nèi)的所有變型和修改。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.01.15 DE 102010004709.01.一種用于范圍擴展模塊的功率傳輸鏈，特征在于，包括下述項的序列內(nèi)燃機(7)；由所述內(nèi)燃機機械驅(qū)動的交流發(fā)電機(8);以及整流器(10)，電連接到所述交流發(fā)電機，并且在下級連接有用于給電負載饋電的單向DC/DC轉(zhuǎn)換器(11)，內(nèi)燃機(7)安裝有其自己的電カ起動電動機(5)。2.根據(jù)權利要求I的功率傳輸鏈，特征在于，該起動電動機(5)是標準12伏起動電動機。3.根據(jù)權利要求I的功率傳輸鏈，特征在于，該交流發(fā)電機(8)是三相永磁同步電機。4.根據(jù)權利要求I的功率傳輸鏈，特征在于，該整流器(10)是三相無源全波整流器，優(yōu)選是ニ級管橋(D1-D6)。5.根據(jù)權利要求I的...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：S鮑威爾，H蘭增伯格，A施米多弗，
申請(專利權)人：麥格納電動汽車系統(tǒng)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：