[发明专利]具有由换流器供电的永磁激励同步电机的电池运行车辆的驱动系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的电池运行的车辆的驱动系统。

背景技术

由DE102009044281A1已知一种电池运行的车辆的驱动系统并且在图1中详细示出。在由2表示的已知的驱动系统的所述方框图中，用4表示储能器，用6表示双向的直流转换器，用8表示自换相的换流器，该自换相的换流器也称作脉冲换流器，用10表示驱动电机，尤其是永磁激励的同步电机，并且用12表示电池运行的车辆的驱动轴或驱动轮。对此，将例如为蓄电池的储能器4的电压转换成脉冲换流器8的直流电压的双向的直流电压转换器6具有两个电串联的可关断的半导体T8和T10，尤其是绝缘栅双极型晶体管（Insulated-Gate-Bipolar-Transistoren，IGBT），其连接点14借助于扼流圈16与储能器4的脉冲端子导电地连接。在输出端侧上，所述双极型直流电压转换器6具有缓冲电容器18，借助所述缓冲电容器来平滑和缓冲所述直流电压转换器的输出电压。为了将双向的直流电压转换器6的两个输出端子与自换相的换流器8的相应的直流电压侧的端子DC+、DC-连接而设有两个电流母线20和22。电流母线20也称作正的直流电压母线，电流母线22称作负的直流电压母线。通过所述连接是尽可能低电感的，所述两个电流母线20和22以相互间尽可能小的间距铺设。自换相的换流器8实施成是三相的，因为三相的永磁激励的同步电机设置作为驱动电机10。自换相的换流器8具有三个半桥，这些半桥相对于自换相的换流器8的直流电压侧的端子DC+和DC-电并联并且这些半桥分别具有两个串联的可关断的功率半导体T1、T2或T3、T4或T5、T6。IGBT被设置作为可关断的功率半导体T1……T6，因此自换相的换流器8也称作IGBT脉冲换流器。两个可关断的功率半导体T1、T2或T3、T4或T5、T6的各一个连接点形成自换相的换流器8的交流电压侧的端子R或S或T。驱动电机10具有三个定子线圈L_a、L_b和L_c，这些定子线圈电连接成星形并且这些定子线圈的自由端部分别形成定子侧的端子U、V、W。IGBT脉冲换流器8的每个交流电压侧的端子R、S和T与驱动电机10的相关联的定子侧的端子U、V和W导电地连接。驱动电机10的转子机械地与电池运行的车辆的驱动轮12或驱动轴12连接。为了控制IGBT脉冲换流器8的可关断的功率半导体T1……T6和双向的直流电压转换器6的可关断的功率半导体T8和T10而设有控制和调控装置24。

由DE102006060053A1已知了一种电池运行的车辆的驱动系统，该驱动系统不具有双向的直流电压转换器6。在该驱动系统中，储能器4和缓冲电容器18相对于自换相的换流器8的直流电压侧的端子DC+和DC-电并联。除此之外，与DE102009044281A1的驱动系统2没有其他不同之处。

在永磁激励的同步电机10的运行时，尤其是在弱磁运行时，通过自换相的换流器8的故障或者通过控制和调控装置24由于经由自换相的换流器8的空程二极管V1……V6的能量回授而引起的故障，在储能器4中或在没有详细示出的制动电阻中出现制动力矩，所述制动力矩的曲线在图2的图表中详细示出。所述制动力矩例如在具有最大振幅的最大转速n_max的情况下开始并且随着转速变小而减小。当驱动电机10的电机力（EMK）通过转速n减小而相对于要在自换相的换流器8的直流电压侧的端子DC+和DC-上出现的直流电压相应地变小时，该制动力矩为零。除了制动力矩的所述曲线之外，能够附加地出现超电压，该超电压会损毁自换相的换流器8或另外的连接于直流电压电流母线20和22的设备。