CN102652090A - 用于车辆的增程器 - Google Patents

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Abstract

用于运行作为增程器（6）的内燃机-发电机-单元（6）的方法具有以下步骤：在内燃机（7）中产生机械能，在发电机（8、9）中将机械能转换成交流电，将交流电整流成直流电，控制并且/或者调节直流电的电压，其中借助于对发电机（8、9）的转速的控制和/或调节设置直流电的电压。

Description

用于车辆的增程器
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的用于运行内燃机-发电机-单元的方法、按权利要求5前序部分所述的内燃机-发电机-单元以及按权利要求9前序部分所述的混合驱动装置。
背景技术
汽车工业越来越多地发展并且/或者制造用电动马达驱动的车辆。在此，用于运行驱动电动车的电动马达的电能来自于布置在电动车中的电池。在此，电池在电动车停止期间在电网上充电。为此，电动车包括充电设备。在此限制了电池的用于存储电能的容量，从而电动车只能达到大约50km到200km范围内的行程。为了增加电动车的行程，电动车设有所谓的增程器，内燃机-发电机-单元。在电动车的电池不能或者不足以由电网进行充电的行驶路程中，借助于内燃机-发电机-单元对电池进行充电并且/或者借助于内燃机-发电机-单元向电动马达输入电流。由此能够将这种带有增程器的电动车的可能的行程增加到高达大约600km的行程上，该行程相当于仅仅用内燃机驱动的常规车辆的行程。
尤其在作为内燃机-发电机-单元中的发电机的永磁激励的电机中，用脉冲逆整流器将由发电机产生的交流电压或交流电转换成直流电并且额外地也调节直流电的电压。需要控制由内燃机-发电机-单元产生的直流电的电压，因为为了对电池进行充电，内燃机-发电机-单元的所产生的电压必须大于电池电压。在此，电池电压取决于车辆的电池的充电和放电状态。然而不利的是，这种脉冲逆整流器购置昂贵并且还容易受到干扰。
DE 10 2008 039 907示出了一种车辆，其具有能源、电能存储器、用于产生电能并且用于对电能存储器进行充电的发电机、电牵引马达和用于接通以及/或者断开能源的激活装置，其中通过带有控制元件的起动装置通过激活装置开始接通以及/或者断开能源，其中如此构造所述控制单元，使得其实现开始过程，而驾驶员在开始的时间点不必位于汽车中。
发明内容
按本发明的用于运行作为增程器的内燃机-发电机-单元的方法具有以下步骤：在内燃机中产生机械能，在发电机中将机械能转换成电能，将交流电整流成直流电，控制并且/或者调节直流电的电压，其中借助于对发电机的转速的控制和/或调节设置直流电的电压。直流电的电压通过对发电机的转速的控制和/或调节来实现。由此，不需要借助于麻烦并且昂贵的脉冲逆整流器控制并且/或者调节直流电的电压。这以简单的方式通过以下方法实现，即控制并且/或者调节发电机的转速，因为交流电的由发电机产生的电压取决于发电机的转速。
尤其仅仅借助于对发电机转速的控制和/或调节来设置直流电的电压。
在另一设计方案中，发电机的转速尤其仅仅借助于内燃机的转速进行控制和/或调节。发电机借助于驱动轴与内燃机相连。由此，发电机的转速取决于内燃机的转速。
在另一设计方案中所述发电机的转速通过以下方法得到控制，即借助于将内燃机与发电机相连的传动装置独立于内燃机的转速控制发电机的转速。
在补充的实施方式中，交流电由不受控制的整流器转换成直流电。
按本发明的作为增程器的内燃机-发电机-单元包括：内燃机、发电机、优选燃料箱、用于将发电机产生的交流电整流成直流电的整流器、用于控制和/或调节由整流器提供的直流电电压的装置，其中整流器是不受控制的整流器。由此，内燃机-发电机-单元不包括用于将发电机产生的交流电整流成直流电并且/或者用于控制和/或调节直流电电压的脉冲逆整流器。不受控制的整流器购置得明显比麻烦并且昂贵的脉冲逆整流器更便宜。由此能够节省用于购置脉冲逆整流器的成本，并且尽管如此还是可以控制或者调节直流电的电压。
优选所述装置是用于控制和/或调节内燃机或发电机的转速的控制单元。如果由该装置控制和/或调节发电机的转速，那么该装置例如是传动装置，借助于该传动装置将发电机的转速与内燃机的转速脱离。由此，内燃机借助于传动装置驱动发电机并且能够借助于传动装置控制并且/或者调节发电机的转速。与之不同的是，所述装置是用于控制并且/或者调节内燃机转速的控制单元。为此，内燃机借助于驱动轴与发电机进行机械连接，并且发电机的转速相应于内燃机的转速或者发电机的转速与内燃机的转速处于恒定的比例。
在一种变型方案中，所述发电机是优选永磁激励的同步电机。
在另一设计方案中，可以由内燃机-发电机-单元实现在该专利权申请中所描述的方法。
按本发明的用于车辆的混合驱动装置包括：至少一个用于驱动车辆的电动马达、电池、作为增程器用于对电池进行充电并且/或者用于产生用于所述至少一个电动马达的电能的内燃机-发电机-单元，其中可以实现在该专利权申请中描述的方法。
在另一实施方式中，所述混合驱动装置包括尤其用于车辆的控制单元，并且借助于控制单元能够控制和/或调节内燃机的转速，从而根据内燃机的转速可以控制和/或调节由内燃机-发电机-单元提供的直流电的电压。
在另一设计方案中将混合驱动装置的内燃机-发电机-单元构造成在该专利权申请中描述的内燃机-发电机单元。
在另一设计方案中，所述混合驱动装置包括电池管理系统，并且由电池管理系统可以预先给出用于对电池进行充电的直流电压的额定值。
附图说明
下面参照附图详细描述本发明的实施例。附图中：
图1是作为增程器的内燃机-发电机-单元的示意性系统图，
图2是混合驱动装置的示意性系统图，以及
图3是混合动力车的视图。
具体实施方式
在仅仅由电动马达3借助于电池4中的电能运行的电动车1或混合动力车2中，为了扩大电动车1的行程使用内燃机-发电机-单元6。借助于内燃机-发电机-单元6作为所谓的增程器6，借助于来自燃料箱5通过燃料管道16引导的燃料由内燃机7产生机械能，该机械能由作为永磁激励的同步电机9的发电机8转换成电能。内燃机7借助于驱动轴15与发电机8机械相连（图1）。该发电机8产生交流电，该交流电由不受控制的整流器11转换成直流电。借助于发电机8中的电能要么对电池4进行充电，要么运行电动马达3。由此能够显著扩展电动车1的行程，例如扩展到大约300km到600km范围内的行程。电动车1借助于电池4中的电能所达到的行程例如在50km到150km的范围内。
由整流器11产生的直流电在输入直流电用以对电池4进行充电之前输入电池管理系统14。作为同步电机9的发电机8、不受控制的整流器11、电池管理系统14以及电池4在此借助于电线17相互连接。为了对电动车或混合动力车1、2（图3）的电池4进行充电，需要直流电的由整流器11所提供的电压大于电池4的电压。在此，电池4的电压取决于电池4的充电或放电状态。控制单元13借助于没有示出的控制线路从电池管理系统14中获得用于对电池4进行充电的直流电的电压的额定值。借助于该额定值，由作为用于控制直流电电压的装置10的控制单元13控制并且/或者调节内燃机7的转速。内燃机7并且由此发电机8的转速越大，由于仅仅借助于驱动轴15的机械耦合，由发电机8提供的交流电的电压就越大。由发电机8提供的交流电的电压越大，那么由整流器11提供的直流电的电压就越大，并且反之亦然。由此，仅仅通过控制并且/或者调节内燃机7以及由此发电机8的转速就能控制并且/或者调节由整流器11整流的用于对电池进行加载的电流的电压。
在内燃机-发电机-单元6的另一没有示出的实施例中，内燃机7与发电机8借助于传动装置相连。借助于该传动装置能够独立于内燃机7的转速控制并且/或者调节发电机8的转速，并且由此也控制并且/或者调节由整流器11提供的直流电的电压。所述控制单元13借助于没有示出的传动装置控制发电机8的转速并且由此也控制由整流器11提供的直流电的电压。
在图3中示出了电动车或混合动力车1、2。该混合动力车2仅仅由电动马达3驱动，用于驱动电动车1的电能来自电池4。为了提高电动车1的行程，在电动车或混合动力车1、2中装入按图1的内燃机-发电机-单元6。由此能够将混合动力车2的行程扩展到大约300km到600km范围内的行程。借助于由发电机8提供的电流要么可以对电池4进行充电，并且/要么可以运行用于驱动或者用于牵引电动车或混合动力车1、2的电动马达3。
综合考虑，重要的优点与按本发明的内燃机-发电机-单元相联系。借助于对发电机8的转速的控制和/或调节实现了对由整流器11提供的电流的控制。由此，不需要用于控制和/或调节直流电电压的麻烦并且昂贵的脉冲逆整流器，因为仅仅不受控制的整流器11就足以提供直流电。借助于对发电机8的转速的控制和/或调节控制并且/或者调节电压水平。

Claims (12)

1.用于运行作为增程器（6）的内燃机-发电机-单元（6）的方法，具有以下步骤：
-在内燃机（7）中产生机械能，
-在发电机（8）中将机械能转换成交流电，
-将交流电整流成直流电，
-控制并且/或者调节直流电的电压，
其特征在于，
借助于对发电机（8）的转速的控制和/或调节设置直流电的电压。
2.按权利要求1所述的方法，
其特征在于，
仅借助于对发电机（8）的转速的控制和/或调节来设置直流电的电压。
3.按权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
所述发电机（8）的转速尤其仅借助于内燃机（7）的转速进行控制和/或调节。
4.按上述权利要求中一项或者多项所述的方法，
其特征在于，
交流电由不受控制的整流器（11）转换成直流电。
5.作为增程器（6）的内燃机-发电机-单元（6），包括：
-内燃机（7），
-发电机（8），
-用于将由发电机（8）产生的交流电整流成直流电的整流器（11），
-用于控制和/或调节由整流器（11）提供的直流电的电压的装置（10），
其特征在于，
所述整流器（11）是不受控制的整流器（11）。
6.按权利要求5所述的内燃机-发电机-单元，
其特征在于，
所述装置（10）是用于控制和/或调节内燃机（7）或发电机（8）的转速的控制单元（13）。
7.按权利要求5或6所述的内燃机-发电机-单元，
其特征在于，
所述发电机（8）是优选永磁激励的同步电机（9）。
8.按权利要求5到7中任一项或多项所述的内燃机-发电机-单元，
其特征在于，
能够实施按权利要求1到4中任一项或多项所述的方法。
9.用于车辆（1、2）的混合驱动装置（12），包括：
-至少一个用于驱动车辆（1、2）的电动马达（3），
-电池（4），
-作为增程器（6）用于对电池（4）进行充电并且/或者用于产生用于所述至少一个电动马达（3）的电能的内燃机-发电机-单元（6），
其特征在于，
能够实施按权利要求1到4中任一项或多项所述的方法。
10.按权利要求9所述的混合驱动装置，
其特征在于，
所述混合驱动装置（12）包括尤其用于车辆（1、2）的控制单元（13）并且能够借助于控制单元（13）控制并且/或者调节内燃机（7）的转速，从而根据内燃机（7）的转速能够控制并且/或者调节由内燃机-发电机-单元（6）提供的直流电的电压。
11.按权利要求9或10所述的混合驱动装置，
其特征在于，
所述内燃机-发电机-单元（6）按权利要求5到8中任一项或多项所述构造。
12.按权利要求9到11中任一项或多项所述的混合驱动装置，
其特征在于，
所述混合驱动装置（12）包括电池管理系统（14），并且由电池管理系统（14）能够预先给出用于对电池（4）进行充电的直流电压的额定值。
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