[发明专利]推进装置和借助两个蓄能器运行电机的电路装置

说明书

本发明提出了一种推进装置和一种用于运行电机(1)的电路装置。所述电路装置包括：多电压逆变器，其具有：‑用于第一电源的第一接口(2)、‑用于第二电源的第二接口(3)、和‑用于所述电机(1)的第三接口(4)；以及‑附加的非线性器件(T19，T20)；其中所述附加的非线性器件(T19，T20)将所述第一接口(2)与所述第二接口(3)之间的节点(0)分成分配给所述第一接口的上节点(0b)和分配给所述第二接口(3)的下节点(0a)。

技术领域

本发明涉及一种推进装置和一种用于借助两个电蓄能器来运行电机的电气装置。本发明尤其是涉及对现有技术中已知的多电压逆变器、下面也称作“多电平逆变器“的功能范围以及结构的扩展。

背景技术

混合电池系统可能被设计得各不相同，并且以不同的电力电子拓扑结构构建。具有多电平逆变器的系统首先对于混合动力应用而言非常重要。对于多电平逆变器而言，也存在不同的拓扑结构，其中，在本发明的框架内，尤其是应该观察一种具有中性连接点的多电平逆变器(中性点钳位(NPC)-多电平逆变器)。NPC-多电平逆变器在现有技术中基本已知，并且通常如在后面仍将深入讨论的图1中所示那样构建。在此，设置两个能量源来运行推进装置或相应的推进装置。

发明内容

本发明的任务是，将一个能量源和/或第二能量源的能量引导到电动机上，其中，应该在半导体内产生尽可能少的欧姆损耗。

本发明的另一任务在于，在多电平逆变器上所连接的蓄能器通过在多电平逆变器上所连接的第二蓄能器充电。

上面所指出的任务根据本发明通过一种用于电机运行的电路装置来解决。所述电机例如可以被设计为同步电机。所述电机例如可以被设计为多相电机，尤其是被设计为三相电机。所述电路装置基本包括如在现有技术中基本已知的多电平逆变器。该多电平逆变器具有用于第一电源(例如电池、燃料电池单元或者诸如此类的)的第一接口和用于第二电源(电池、蓄电池或者诸如此类的)的第二接口。设置第三接口，以便电接触所述电机。在上述元件由现有技术已知的同时，设置附加的非线性器件(例如二极管和/或开关、尤其是可控开关)，该非线性器件分开用于所述第一电源的第一接口与用于所述第二电源的第二接口之间的节点。换句话说，在所述第一接口/第一电源与所述第二接口/第二电源之间的节点被分开，并且接入所述附加的非线性器件用于所述节点的部分之间的随后的电气连接。通过这种方式，获得了第一(上面的)节点和第二(下面的)节点，其(可)通过所述非线性器件彼此电相连。相对于在现有技术中已知的、仅仅知道“只使用第一电池用于所述电机的运行”、“只使用第二电池用于所述电机的运行”以及“两个电池被串联连接来运行所述电机”的工作点的多电平逆变器而言，如上面所述的根据本发明的电路装置另外还知道“两个电源被并联连接”的工作点。对于所述两个能量源的并联情况，在所述能量源的电压水平方面没有任何前提，但在不同的电压水平的情况下，首先使用电压水平更高的能量源，直到两个能量源几乎具有相同的电压水平。然后才从两个电源中提取能量。通过这种方式，可借助本发明根据需要提取具有相同电压水平的高电流。所述电机上的电压可通过两个电池电压的叠加而明显升高。附加地，可以在没有附加的部件和控制花费的情况下实现所使用的蓄能器的充电平衡。另外，可使用650V-IGBT(例如在能量源电压水平分别高达450V的情况下)。最后，电池单元寿命可通过减负而被提高，因为并联以每个能量源分别一半的电流强度、而不是整电流强度并且因此以电池内和电路内明显更少的损耗来运行两个能量源。可通过根据本发明的电路装置内所包含的开关的预先确定的开关来调节负载(例如所述电机)上的电压。可根据支路的实施和数量或者根据所述电机的相，在基本特征内使用相应的开关模式，以便实现根据本发明所达到的优点。

从属权利要求示出了本发明的优选扩展方案。