[发明专利]用于电动汽车的逆变器

说明书

本发明提供一种用于电动汽车的逆变器，该逆变器具有以下特征：该逆变器(10)被配置成一方面连接到该电动汽车的牵引电池(11)，而另一方面连接到该电动汽车的三相电动机(12)；该逆变器(10)被配置成在该三相电动机(12)的星形接点(25)连接到充电站(35)时对该牵引电池(11)充电；并且该逆变器(10)包括用于在超过该逆变器(10)的运行极限时中断充电的低压侧开关(13)。本发明还提供一种对应的电动汽车。

技术领域

本发明涉及一种用于电动汽车的逆变器。本发明还涉及一种对应的电动汽车。

背景技术

在电子技术中，用于在无需取出能量储存器(如电动汽车的牵引电池)的情况下通过简单地置入或插入来向可移动的电池驱动的装置、机器或机动车辆供应能量的任何固定装置或者电子设备都称为充电站。用于电动汽车的充电站在口语中还被称为“加电站”并且可以包括多个充电点，这些充电点根据结构形式表征为“充电桩”。

在此，尤其已知基于直流(direct current,DC)的快速充电系统(highperformance charging,HPC)，如在欧洲推广的所谓组合充电系统(combined chargingsystem,CCS)。在所属类型的直流充电下，来自充电桩的直流电直接被馈入至车辆中，并在此通过电网的高效整流器或通过太阳能加电站的缓冲蓄能器提供直流电。在车辆中存在电池管理系统，该电池管理系统与充电桩通信，以便调整电流强度或在达到容量极限时终止该过程。

根据现有技术，为此必要的电力电子器件通常集成在充电桩中且能够承受最高达50kW的功率极限。由于充电桩的直流端直接与牵引电池的对应端相连接，所以能够以低损耗传输高充电电流，这可以实现短的充电时间。

然而，现代化高性能电动车辆和商用车辆为其驱动系统耗用电压，而这有时远高于通常低于400V的典型快速充电桩的输出电压。尽管如此，为了能够在现有的快速充电桩处进行充电，必须进行直流电压转换，其将例如400V的充电桩电压提高到用于汽车电池的800V。

可以由专用的直流电压转换器来进行这样的直流电压转换，但这种直流电压转换器因其高性能要求而成本高昂、占据大的结构空间并且显著增加车辆重量，由此影响行驶里程。

诸如US 2004178756 A、US 2009230917 A和US 2013187446 A各自公开了具有DC/DC转换器的电动车辆电池安全系统。各系统均被配置成用于确定是否达到极限值：在US2004178756 A和US 2009230917 A的情况下确定电压极限，在US 2013187446 A的情况下确定温度极限。

US 2017126165 A同样涉及具有变流器的电动车辆电池安全系统。该系统包括电流传感器和电压传感器，以便确定是否达到极限值并阻断某些低压侧开关。

US 5687066 A探讨了具有DC/DC转换器的电动车辆电池安全系统，该系统包括温度传感器，以便确定是否达到极限值。

替代性地，车辆的驱动逆变器(inverter)可以用作直流电压转换器。在此，通过电动机器的相电感进行转换(从相位到星形接点)。采用驱动逆变器和电动机器的主要问题是叠加交流电(ripple current，波纹电流)，这归因于车辆中所使用的、缓慢的绝缘栅双极晶体管(insulated-gate bipolar transistor-IGBT)的通常较低的电动机器相电感和较低的可能切换速率。在当今车辆的极高充电功率(100-500kW，相当于一个村庄的供电)下，这种电流纹波和电压纹波在车辆的许多敏感电子系统中产生强电磁干扰并造成能量损失增大以及随之而来的升温。

发明内容

本发明提供了一种根据如下项1、8和11所述的用于电动汽车的逆变器以及一种对应的电动汽车和充电方法。

1.一种用于电动汽车的逆变器，

其特征在于以下特征：