CN111262235B - 用于运行与直流电网连接的至少两个脉冲变换器的方法、电路组件和机动车 - Google Patents

用于运行与直流电网连接的至少两个脉冲变换器的方法、电路组件和机动车 Download PDF

Info

Publication number
CN111262235B
CN111262235B CN201911209959.5A CN201911209959A CN111262235B CN 111262235 B CN111262235 B CN 111262235B CN 201911209959 A CN201911209959 A CN 201911209959A CN 111262235 B CN111262235 B CN 111262235B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pulse
converters
pulse converters
direct current
clock
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911209959.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111262235A (zh
Inventor
A·阿佩斯迈尔
S·R·扎基
M·席德迈尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Publication of CN111262235A publication Critical patent/CN111262235A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111262235B publication Critical patent/CN111262235B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/02—Arrangements for reducing harmonics or ripples
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/14—Arrangements for reducing ripples from dc input or output
    • H02M1/15—Arrangements for reducing ripples from dc input or output using active elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/539—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency
    • H02M7/5395—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency by pulse-width modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/48—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0043—Converters switched with a phase shift, i.e. interleaved
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/008—Plural converter units for generating at two or more independent and non-parallel outputs, e.g. systems with plural point of load switching regulators

Abstract

本发明涉及一种用于运行与直流电网(2)连接的至少两个脉冲变换器(6、7、8)的方法，其中，所述脉冲变换器(6、7、8)相应与交流电网(20)连接并且各自被以时钟频率进行时钟控制，根据至少一个状态信息来操控所述脉冲变换器(6、7、8)之中的至少一个脉冲变换器，从而在该至少一个脉冲变换器的时钟与脉冲变换器(6、7、8)之中的至少一个另外的脉冲变换器的时钟之间形成相位差，所述状态信息说明在直流电网(2)中的电流或电压的波动。

Description

用于运行与直流电网连接的至少两个脉冲变换器的方法、电 路组件和机动车
技术领域
本发明涉及用于运行与直流电网连接的至少两个脉冲变换器的方法，其中，脉冲变换器各自与交流电网连接并且各自以时钟频率被进行时钟控制。本发明还涉及电路组件以及机动车。
背景技术
脉冲变换器用于将直流电压转变成交流电压或将交流电压转变成直流电压。脉冲变换器例如可用于通过直流电压源(例如电池)使电机运行。电机例如可以是机动车(例如纯电动车或插电式混合动力车辆)的动力电机。在这种车辆中，至少一个动力电机通过机动车的电池运行，以便至少部分地实现机动车的纯电动的行驶。在此，车辆可具有通过共同的电池运行的多个动力电机，其相应用于驱动机动车的车桥或车轮。在机动车的车载电网中，其包括由共同的直流电压源供电的两个或多个脉冲变换器，可能以不期望的方式出现由于脉冲变换器的相应的切换过程产生的干扰的叠加。尤其在这种干扰的结构性的叠加的情况下，尤其对于显示为电流纹波或电压纹波的干扰，可能在车载电网中出现尤其直流电压侧的干扰电平。这是不利的，因为在直流电压侧与脉冲变换器连接的其他部件必须匹配出现的这种干扰，或者必须针对可能出现的干扰电平来设计。由现有技术已知用于处理由脉冲变换器引起的干扰的各种可行方案。
在DE 36 37 479 A1中公开了一种具有交流电机的伺服驱动器，其通过多个脉冲变换器来控制。为了避免不期望的干扰，使用并联的脉冲变换器，其功率输出部与交流电机的各相绕组的彼此隔离的子导体联接，其中，如此操控脉冲变换器，使得由于时钟引起的在各相绕组中的谐波具有明显不同的相位角。
在DE 10 2010 063 305 A1中公开了一种用于通过脉冲宽度调制信号避免对无线电传输系统的干扰的方法和装置。在此，通过信息装置将信息信号传递给控制器，其中，信息信号含有关于无线电传输系统的实际发射频率的至少一种信息。然后，控制器调节脉冲宽度调制信号的时钟频率，使得其与无线电传输系统的实际的发射频率相邻的谐波和无线电传输系统的实际的发射频率具有尽可能大的间距。
在DE 10 2011 003 559 A1公开了一种用于控制脉冲变换器的方法和装置，其用于控制电机。在此，传感器单元探测表征电机的转速的参量，并且将该参量传递给控制器。此时，控制器根据该参量调节脉冲变换器的脉冲宽度调制的控制信号的时钟频率。
发明内容
本发明的目的在于，给出一种尤其在出现干扰时改善的、用于运行与直流电网连接的至少两个脉冲变换器的方法。
为了实现该目的，根据本发明，在开头提到的类型的方法中规定，根据至少一个状态信息来操控脉冲变换器之中的至少一个脉冲变换器，从而在该至少一个脉冲变换器的时钟与脉冲变换器(6、7、8)之中的至少一个另外的脉冲变换器的时钟之间形成相位差，所述状态信息说明在直流电网中的电流或电压的波动/波度。
在此，根据本发明的方法提供的优点是，通过在脉冲变换器之中的至少一个脉冲变换器的时钟与脉冲变换器之中的其他脉冲变换器的时钟之间形成相位差，可阻止由于在脉冲变换器的时钟之间的不利的或不受调节的或不受控的、引起在直流电网中的电流或电压的波动的相位关系而出现干扰。引起干扰的相位关系可以通过在产生时钟的操控信号之间形成相位差或有益且有利的相移来改变，从而降低干扰的程度，尤其降低在直流电网中的电流或电压的波动的幅度。此外，根据本发明的方法提供的优点是，相位差可基于状态信息的相关性可变地且根据情况来调节，使得可针对脉冲变换器的不同的运行状态和/或直流电网或交流电网中的一个或多个交流电网的不同的运行状态相应最佳地抑制干扰。至少两个脉冲变换器可相应通过操控信号以时钟频率进行时钟控制，其中，至少两个脉冲变换器的时钟频率可相同或不同。
由于在直流电网中的电流或电压的波动，其还可被称为在直流电网中的电流纹波或电压纹波，可能在直流电网中发生不期望的损失功率和/或在电磁兼容度/耐受度的范围内出现不期望的干扰辐射。通过根据本发明的方法可有利地减少在直流电网中的电流或电压的波动，并且还因此有利地降低损失功率以及干扰辐射。还尤其针对直流电网的其他部件降低由于在直流电网中的电流或电压的波动引起的不期望的负载。
脉冲变换器可通过控制器来操控，其中，可能有利的是，控制器还评估状态信息和/或确定状态信息本身。在此，脉冲变换器之中的至少一个脉冲变换器的操控可尤其如此进行：使在直流电网中的电流或电压的波动最小化。尤其可规定，在相同或相似的时钟频率的情况下，避免脉冲变换器中的所有或部分脉冲变换器的至少暂时基本上相同的时钟。如果不同时钟频率中的各时钟频率例如为时钟频率之中的至少一个其他的时钟频率的多倍，同样可避免至少暂时的同相的时钟。尤其在脉冲变换器的时钟的不同的时钟频率的情况下可在重新出现不利的相位关系之后、例如在时钟中的一个时钟的多个周期之后在脉冲变换器中的至少一个脉冲变换器中重新形成相位差。
根据本发明可规定，每个脉冲变换器通过驱动器/激励器以其时钟频率进行时钟控制，其中，至少一个脉冲变换器的驱动器根据至少一个状态信息受到操控。在此，每个脉冲变换器通过自己的驱动器以时钟频率被进行时钟控制，从而至少两个脉冲变换器可彼此独立运行。可行的是，脉冲变换器的驱动器以共同的部件来实现，或者它们构造为不同的部件。通过使用每个脉冲变换器的自己的驱动器能实现通过脉冲变换器之中的一个脉冲变换器的至少一个时钟频率的相移，来调节在脉冲变换器之中的至少两个脉冲变换器之间的相位差。
根据本发明可规定，至少一个状态信息根据说明在直流电网中的物理参量和/或在交流电网之中的一个交流电网中的物理参量的至少一个传感器信号和/或根据说明脉冲变换器的时钟的时钟信息来确定。在此，传感器信号可尤其由测量在直流电网中或在至少两个交流电网之中的一个交流电网中的电流的电流传感器或测量在直流电网中或在至少两个交流电网之中的一个交流电网中的电势的电压传感器产生。由传感器测得的传感器信号可在时域和频域中加以考量并且用于确定状态信息。
附加或替代于传感器信号，还可确定说明脉冲变换器的时钟的时钟信息。关于脉冲变换器之中的一个脉冲变换器的时钟的信息尤其可已经存在于相应的脉冲变换器的驱动器中，其中，时钟信息例如传达给构造成确定状态信息的控制器。尤其通过借助于电流传感器测量在直流电网中的电流可确定在直流电网中的电流的波动。相应地，还可通过电压传感器在直流电网中确定在直流电网中的电压的波动。附加或替代于此，当考量说明在交流电网之中的一个交流电网中的物理参量的一个或多个传感器信号时，同样可确定在直流电网中的电流或电压的波动。基于在交流电网中的物理参量可推出在直流电网中的物理参量并且因此推出在直流电网中的电流或电压的波动，尤其当附加地考虑说明脉冲变换器的时钟的时钟信息来确定状态信息时。时钟信息例如可包括脉冲变换器的时钟的相应的时钟频率和/或时钟彼此的当前的相位关系。
在本发明的优选的设计方案中可规定，将在脉冲变换器中的一个脉冲变换器的直流电网侧的端子处的电流和/或在直流电网的部件的输入部处的电流用作传感器信号。在脉冲变换器的直流电网侧的端子处的电流可有利地考虑作为传感器信号，因为这种电流在很多情况下已经例如通过脉冲变换器的电流传感器测得，用以控制脉冲变换器的功能。同样的情况还适用于在脉冲变换器的交流电网侧的端子处的电流。除了在脉冲变换器处的测量之外，还可将在直流电网的部件的输入部处的电流作为传感器信号来确定状态信息。在此，可涉及到直流电网的任意部件，其中，有利地可使用这样的部件，在该部件处已经在其他功能的情况下测得或确定了在输入部处的电流。在此，可将在脉冲变换器和/或部件处的电流和/或电压传输给构造成确定状态信息的控制器。在包括至少两个脉冲变换器的机动车的示例中，直流电网的部件例如可为机动车的充电器、电动加热器、电动空调压缩机或引起直流供电的电池。
在本发明的优选的设计方案中可规定，脉冲变换器中的至少一个脉冲变换器包括相应分配有相位的、交流电网侧的多个相端子，其中，状态信息由相应说明在交流电网侧的相端子处的电流的多个传感器信号以及说明相的相应的切换时间的切换时间信息确定。这使得能够确定在具有交流电网侧的多个相端子的脉冲变换器的直流侧的端子处的电流。通过测量每个相电流可产生多个传感器信号，其相应说明在交流电网侧的相端子处的电流，其中，借助传感器信号以及说明各相的相应的切换时间的切换时间信息来确定状态信息，其说明了在脉冲变换器的直流电网侧的端子处的电流或电压的波动。这样确定状态信息尤其在这样的脉冲变换器中时可行的，其还没有用于测量直流电压侧的电流或直流电压侧的电压的传感器。在此，可有利地取消测量在脉冲变换器处的直流电网侧的电流或电压，因为基于测量交流电网侧的参量以及考虑相应的相的切换时间可算出直流电压侧的电流或电压。在此，切换时间信息例如可存储在电流变换器的驱动器中，并且将其传输给确定状态信息的控制器。在此，可行的是，切换时间信息为上文说明的时钟信息的组成部分，更确切地说，时钟信息包括尤其与直流电网联接的所有脉冲变换器的切换时间信息。
根据本发明可规定，状态信息根据直流电网的系统说明来确定。直流电网的系统说明例如可包括直流电网的系统阻抗和/或相位特性。系统说明例如可存储在构造成确定状态信息的控制器中。同样可行的是，系统说明可由这种控制器自己通过测量来确定。在至少一个脉冲变换器处调节的相位差可根据存储的系统说明或测得的系统说明来调节，从而有利地实现使相位差匹配于直流电网的状态。
在本发明的优选的设计方案中规定，为了形成相位差，如此操控至少一个脉冲变换器，即，延长或缩短该脉冲变换器的时钟至少一个周期。如果针对至少一个脉冲变换器对其时钟的周期进行延长或缩短，则足以调节在至少两个脉冲变换器之间的相位差。因此，相比于以具有不变周期的时钟频率进行时钟控制的脉冲变换器产生相位差，其可通过时钟的至少一个周期的缩短或延长的程度来调节。时钟的至少一个周期的改变还可理解为时钟的时钟频率的在时间方面规定的变化。
还可根据本发明规定，为了形成相位差，使脉冲变换器之一不变地继续运行，其中，对于所有其他的脉冲变换器，延长或缩短其时钟的周期，以相对于不变地继续运行的脉冲变换器形成相应的相位差。以这种方式还可有利地在三个或多个脉冲变换器中调节在各脉冲变换器之间的相位差。一个脉冲变换器不变地继续运行并且还可就此而言还被称为主机。相对于主机应具有相位差的其他脉冲变换器如此来操控，即，延长或缩短其时钟的至少一个周期。可行的是，可如此操控还可被称为从机的其他脉冲变换器，即，它们不仅相对于主机具有相位差，而且彼此具有相位差。这可相应地通过选择使相应的从机-脉冲变换器的时钟的至少一个周期延长或使时钟的至少一个周期缩短来产生。
根据本发明可规定，根据说明脉冲变换器的运行状态的运行信息确定使脉冲变换器中的哪个不变地继续运行。以这种方式使主机的角色不是被分配给脉冲变换器之中的固定地预先规定的主机，而是根据说明脉冲变换器的运行状态的运行信息从多个脉冲变换器之中确定主机。在此，运行信息例如可给出脉冲变换器以什么样的频率产生交流电压，或者脉冲变换器的输出电流具有多大的电流大小。
同样可行的是，脉冲变换器的运行信息涉及通过脉冲变换器运行的一个或多个部件，例如一个或多个电机。在此，运行信息例如可含有电机以多大的转速和/或转矩运行。以这种方式实现，可根据脉冲变换器的负载状态选择主机，其中，操控作为从机的其他脉冲变换器，以相对于主机形成相位差。这尤其使得能够如此操控脉冲变换器，即，通过用于形成相位差的操控产生对脉冲变换器的运行状态的尽可能小的损害。
根据本发明可规定，根据状态信息选择至少一个脉冲变换器的说明将直流电流转变成交流电流的调制方法，并且使该脉冲变换器根据所选的调制方法运行。这使得能够在例如用于使电机运行的脉冲变换器中根据状态信息匹配调制方法，通过该调制方法将用于向脉冲变换器供电的直流电流转变成交流电流。除了形成在各脉冲变换器之间的相位差之外，还可通过改变脉冲变换器之中的一个或多个脉冲变换器的调制方法实现降低在直流电网中的电流或电压的波动。在此，可根据脉冲变换器的构造针对每个脉冲变换器将例如两种或更多种调制方法存储在脉冲变换器的驱动器中或存储在与脉冲变换器的驱动器之中的一个或多个驱动器连接的控制装置中，从而例如由确定状态信息的控制器根据一个或多个脉冲变换器的状态信息设定不同于当前的调制方法的调制方法，所述状态信息是针对调制方法而被确定的。在此，提供的调制方法例如可包括正弦三角比较、空间矢量调制、离散脉冲宽度调制、超正弦调制和/或其他调制方法。
根据本发明可规定，通过脉冲变换器相应使至少一个尤其三相电机运行。在此，电机为相应与脉冲变换器之一连接的交流电网之中的一交流电网的部件。在此，电机例如可为永磁同步电机、永磁异步电机、他励异步电机或电机的其他结构形式。通过多个脉冲变换器可相应使相同类型的电机运行，或者还可通过脉冲变换器使不同类型的电机运行。
针对根据本发明的电路组件规定，该电路组件包括直流电网和多个交流电网以及至少两个与直流电网连接的、相应可以时钟频率被进行时钟控制的脉冲变换器，其中，脉冲变换器各自与交流电网中的一个交流电网连接，其中，电路组件包括控制器，该控制器构造成执行根据本发明的方法。
参考根据本发明的方法说明的所有优点和设计方案相应地还适用于根据本发明的电路组件。
针对根据本发明的机动车规定，其包括根据本发明的电路组件。
在此，电路组件可尤其用于在机动车中的两个或多个电机的运行。在此，电机可尤其为动力电机和/或电动压缩机的驱动电机。在动力电机的情况下可行的是，机动车例如包括两个或三个动力电机。包括两个动力电机的机动车例如可具有相应与车轮或车桥耦联的两个动力电机。具有三个动力电机的机动车例如可包括与机动车的前桥耦联的一个电机以及相应与机动车的后轮耦联的两个电机。在此，电机之中的每个电机可通过自己的脉冲变换器来运行，其中，电机运行所需的能量存储在机动车的蓄能器中，其通过直流电网与脉冲变换器连接。在直流电网中可设置有机动车的以直流电流运行的其他部件，例如机动车的充电器、电加热器、电动空调压缩机和/或以直流电流运行的其他部件。在此，机动车的直流电网可尤其为高压直流电网，其以大于12伏特的电压运行。
附图说明
本发明的其他的优点和细节从下文说明的实施例以及借助附图得到。
其中：
图1示出了根据本发明的机动车的示意性的视图，
图2示出了示意性的在直流电网中的电流或电压的简图，
图3示出了根据本发明的电路组件的示意图，
图4示出了脉冲变换器的示意图。
具体实施方式
在图1中示出了根据本发明的机动车1的示意图。机动车1包括电路组件19，其具有直流电网2，该直流电网包括蓄能器3以及与蓄能器连接的两个部件4、5。部件4、5例如可为通过直流电网2运行的部件，例如机动车1的充电器、机动车1的加热器、机动车1的电动空调压缩机和/或其他部件。同样可行的是，电路组件19或机动车1包括多于两个的部件4、5。
与直流电网2连接的有第一脉冲变换器6、第二脉冲变换器7以及第三脉冲变换器8。在该实施例中，脉冲变换器6、7、8用于将由蓄能器3提供的直流电压相应转变成交流电网20的交流电压。在此，通过第一脉冲变换器6使第一电机9运行，通过第二脉冲变换器7使第二电机10运行，通过第三脉冲变换器8使第三电机11运行。除了通过脉冲变换器6、7、8以及蓄能器3使电机9、10、11运行之外，还可以规定，例如在机动车1的再生式运行中，将相应由电机9、10、11产生交流电压通过脉冲变换器6、7、8整流并且输送给蓄能器3。
与功率流的方向无关地，机动车1的脉冲变换器6、7、8可相应以相同或不同的时钟频率被进行时钟控制。通过第一脉冲变换器6使与机动车1的前桥12耦联的第一电机9运行。通过第二脉冲变换器7以及第三脉冲变换器8运行的电机10和11相应与机动车的后轮13耦联。
在此，脉冲变换器6、7、8之中的每个脉冲变换器可被独立控制，其中，例如在机动车1的牵引运行中，电机9、10、11可根据在不同时间的行驶情况和/或以不同的电流和/或以不同的转矩来操控。同样可行的是，脉冲变换器6、7、8之中的各脉冲变换器可在机动车1的运行期间被切断，并且在随后的时刻再次接通。由于不同的运行要求，可能在直流电网2中由于脉冲变换器6、7、8的时钟频率而出现在脉冲变换器6、7、8中的相应的切换事件的干扰性的叠加。这些切换事件可能引起在直流电网2中的电流或电压的不期望的波动，其会负面地影响蓄能器3以及部件4、5。
为了避免由于脉冲变换器6、7、8的时钟频率的不利的相位关系引起的干扰，机动车1包括控制器14，其配置成根据说明在直流电网2中的电流或电压的波动的至少一个状态信息来操控脉冲变换器之中的至少一个脉冲变换器，以在该至少一个脉冲变换器的时钟频率与脉冲变换器6、7、8之中的至少一个其他的脉冲变换器的时钟频率之间形成相位差。为了确定状态信息，可通过控制器14评估直流电网2的物理参量，例如在直流电网2中的电流或电压，其例如通过电流传感器或电压传感器在直流电网2中测得和/或是被传送给控制器14的当前的测量值。
在图2中示意性地示出了在直流电网2中的电流IDC或电压VDC的时间曲线。可看出，曲线15具有波动。波动还可被称为电流纹波或电压纹波，并且说明了尤其与时间相关的在直流电网2中测得的电流或在直流电网2中测得的电压与例如恒定的理论值的偏差。曲线15的波动的各电流峰值或电压峰值的出现可分配给脉冲变换器6、7、8的各切换事件。在位置16处的峰值例如可分配给第一脉冲变换器6的切换事件，在位置17处的峰值可分配给第二脉冲变换器7的切换事件，以及在位置18处的峰值可分配给第三脉冲变换器8的切换事件。
分配例如可由此进行，即，通过控制器14考虑说明脉冲变换器6、7、8的时钟的时钟信息。这种时钟信息例如可存在于脉冲变换器6、7、8或脉冲变换器6、7、8的驱动器中，并且被传送给控制器14。为了避免在直流电网中测得的物理参量中出现不利的高峰值，可通过控制器14操控脉冲变换器6、7、8之中的一个或多个脉冲变换器，使得在受操控的至少一个脉冲变换器的时钟和脉冲变换器6、7、8之中的至少一个其他的脉冲变换器的时钟之间得到相位差。在此，调节脉冲变换器6、7、8之中的至少一个脉冲变换器的相位差可如此进行，即，减小在直流电网中测得的物理参量的波动和/或使之最小化。
下面参考在图3中示出的根据本发明的电路组件19说明操控脉冲变换器6、7、8之中的一个或多个脉冲变换器的可行方案。电路组件19包括第一脉冲变换器6以及第二脉冲变换器7，它们与直流电网2连接。脉冲变换器6、7中的每个脉冲变换器还与该示例中的三相交流电网20连接。直流电网2以及每个交流电网20还可包括其他部件。
脉冲变换器6通过驱动器21被以时钟频率进行时钟控制，其中，脉冲变换器7被驱动器22以相同或不同的时钟频率进行时钟控制。因为脉冲变换器6、7相应与不同的交流电网20连接，并且例如可用于为交流电网20的一个或多个部件供给从直流电网2获取的能量，所以可发生例如由于脉冲变换器6、7的不同的接通或切断时间或不同的运行时间而得到与在相应的交流电网20中的部件中的一个或多个部件的运行状态相关的、在脉冲变换器6、7的时钟频率之间的相位差。在直流电网2中的、由于当前存在的相位差产生的不期望的叠加可通过控制器14操控脉冲变换器6、7之中的一个脉冲变换器来避免。
为此，可由控制器14通过传感器23在脉冲变换器6的直流电网侧的端子处和/或通过传感器24在脉冲变换器7的直流电网侧的端子处测量直流电网2的物理参量，例如电流或电压，并且可对其加以考虑，以确定说明在直流电网2中的电流或电压的波动的状态信息。可行的是，控制器14基于两个传感器23、24的测量值确定状态信息或仅考虑传感器23或传感器24的测量值。
此外，控制器14可考虑时钟信息，以确定状态信息，时钟信息例如由驱动器21、22传达给控制器14，并且说明了脉冲变换器6、7的时钟。为了调节在第一脉冲变换器6和第二脉冲变换器7的时钟之间的相位差，足够的是，脉冲变换器之一、例如第二脉冲变换器7受到控制器14操控，以形成相位差。在此，控制器14可操控脉冲变换器7的驱动器22，使得脉冲变换器7的时钟的至少一个周期延长或缩短。由于脉冲变换器7的时钟的至少一个周期的延长或缩短，改变了在脉冲变换器6、7的时钟之间的相位关系，于是因此产生相位差。通过至少一个周期的缩短或延长的程度可调节与状态信息相关的确定的相位差。
除了形成相位差之外，还可行的是，通过控制器14根据状态信息改变电路组件19的脉冲变换器6、7之中的一个脉冲变换器的调制方法。在此，基于相应的调制方法的控制指令例如可存储在驱动器21、22的存储器中，其中，实际实施的调制方法可由控制器14操控驱动器21、22来改变。在此，可用作调制方法的例如有超正弦法、空间矢量调制、离散脉冲宽度调制和/或其他方法。
为了便于根据状态信息在电路组件19的各脉冲变换器6、7的时钟频率之间调节相位差，可使脉冲变换器6、7之一不变地继续运行，其中，操控另外的脉冲变换器，以便调节相对于继续运行的脉冲变换器和/或可能存在的其他脉冲变换器的相位差。在此，可保持不变地运行的脉冲变换器可被称为主机，而在上面形成相位差的一个或多个脉冲变换器可被称为从机。主机的角色可固定地分配给脉冲变换器6、7之一，或者可根据运行信息将主机的角色分配给在存在于电路组件19中的脉冲变换器6、7之中的各脉冲变换器。运行信息例如可存在于驱动器21、22中并且被传送给控制器14，其根据运行信息选择脉冲变换器6、7中的哪个不变地继续运行。
可行的是，电路组件19包括多于两个脉冲变换器6、7。同样可相应操控电路组件的可能存在的第三脉冲变换器8以及其他脉冲变换器的时钟，使得相对于第一脉冲变换器6的时钟和/或相对于第二脉冲变换器7的时钟和/或相对于可能存在的其他脉冲变换器的时钟形成相位差。尤其可规定，在相同或相似的时钟频率下，避免电路组件19的脉冲变换器之中的所有或一部分脉冲变换器的至少暂时基本上同相的时钟。在时钟频率之中的单个时钟频率例如为时钟频率之中的至少一个其他的时钟频率的多倍时，也可以避免至少暂时同相的时钟。尤其在脉冲变换器的时钟的不同的时钟频率的情况下，可在重新出现不利的相位关系之后、例如在时钟中的一个时钟的多个周期之后，在脉冲变换器之中的至少一个脉冲变换器中重新形成相位差。
在此，各脉冲变换器的时钟彼此间的相位关系可根据状态信息来选择，从而有利地避免直流电网2的部件由于在直流电网2中的电流或电压的不期望的波动而受负荷。同样，在包括多于两个脉冲变换器的电路组件19中，可根据状态信息改变在脉冲变换器之中的一个或多个脉冲变换器处的调制方法，和/或可固定地或根据运行信息分配脉冲变换器之中的一个脉冲变换器的主角色。
除了在直流电网2中测得的物理参量，同样可行的是，附加地或替代地考虑其他参量来确定在直流电网2中的电流或电压的波动。在图4中示意性地示出了第一脉冲变换器6的构造。第二脉冲变换器7、第三脉冲变换器8和/或可能存在的其他脉冲变换器可具有相同的构造。脉冲变换器6包括半导体模块25，其包括与三个半桥连接的六个晶体管S1至S6以及一个中间电路电容29。各晶体管S1至S6由驱动器21操控。附加或替代于通过电流传感器23或电压传感器30在脉冲变换器6的直流电网侧的输出部测得的物理参量IDC或VDC，还可以借助一个或多个在交流电网20中测得的参量确定电流IDC或电压VDC的波动。
为此，例如可通过相应分配给脉冲变换器6的相27中的一个相的传感器26测量在脉冲变换器6的交流电网侧的输出部处的电流或电压，并将其传递给控制器14。除此之外，控制器14可考虑例如存储在驱动器21中的、说明脉冲变换器6的相的相应的切换时间的切换信息来形成状态信息。通过时钟信息以及在交流电网侧的输出部处测得的物理参量可算出直流电网侧的物理参量，例如电流或电压及其波动，并且产生状态信息。
为了改善状态信息的产生，可在上文说明的实施例中规定，例如考虑直流电网2的存储在控制器14的存储器28中的系统说明来确定状态信息。说明例如可包括直流电网2的尤其取决于频率的系统阻抗和/或直流电网2的相位特性。
状态信息的确定不限于单个的物理参量的测量，而是可以尤其与在直流电网和/或交流电网中的多个不同的物理参量相关、从而可考虑脉冲变换器和/或直流电网2或交流电网20的已经有利地存在的传感器。除了在脉冲变换器6的直流电网侧的端子处测得的电流IDC和/或在脉冲变换器6的两个直流电网侧的端子之间测得的电压VDC之外，还可以考虑在直流电网2中测得的其他参量。在此，例如可涉及电流参量，其通过与直流电网2连接的部件测得。
在作为机动车1的组成部分的电路组件19中，可如上文在图1中示出的那样，例如在蓄能器3处和/或在部件4、5中的至少一个部件处进行电流测量，并且控制器14对其加以考虑，以确定状态信息。附加或替代于一个或多个在直流电网2中测得的参量，还可以考虑将在交流电网侧的输出部中测得的参量用于确定状态信息。

Claims (13)

1.一种用于运行与直流电网(2)连接的至少两个脉冲变换器(6、7、8)的方法，其中，所述脉冲变换器(6、7、8)各自与交流电网(20)连接并且各自以时钟频率被进行时钟控制，其特征在于，根据至少一个状态信息来操控所述脉冲变换器(6、7、8)之中的至少一个脉冲变换器，从而在该至少一个脉冲变换器的时钟与脉冲变换器(6、7、8)之中的至少一个另外的脉冲变换器的时钟之间形成相位差，所述状态信息说明在直流电网(2)中的电流或电压的波动，根据所述状态信息选择所述至少一个脉冲变换器(6、7、8)的调制方法，该调制方法说明从直流电流向交流电流的转换，并且使该脉冲变换器(6、7、8)根据所选择的调制方法来运行，
其中，所述至少一个状态信息根据至少一个传感器信号确定，所述传感器信号说明在直流电网(2)中的物理参量，
其中，所述传感器信号是在脉冲变换器(6、7、8)之中的一个脉冲变换器的直流电网侧的端子处的电流、和/或在直流电网(2)的部件的输入部处的电流。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过驱动器(21、22)对每个脉冲变换器(6、7、8)以其时钟频率进行时钟控制，根据所述至少一个状态信息操控所述至少一个脉冲变换器(6、7、8)的驱动器(21、22)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述至少一个状态信息根据至少一个说明所述脉冲变换器(6、7、8)的时钟的时钟信息确定。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述传感器信号说明在交流电网(20)之中的一个交流电网中的物理参量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述传感器信号是在脉冲变换器(6、7、8)之中的一个脉冲变换器的交流电网侧的端子处的电流。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，脉冲变换器(6、7、8)之中的至少一个脉冲变换器包括相应分配给各相的交流电网侧的多个相端子，其中，状态信息由相应说明在交流电网侧的相端子处的电流的多个传感器信号以及说明各相的相应切换时间的切换时间信息来确定。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述状态信息根据所述直流电网的系统参数来确定。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过延长或缩短所述至少一个脉冲变换器(6、7、8)的时钟频率的至少一个周期，来操控该至少一个脉冲变换器以形成相位差。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，为了形成相位差，使脉冲变换器(6、7、8)之中的一个脉冲变换器不变地继续运行，同时对于所有其他的脉冲变换器延长或缩短其时钟频率的周期，以形成相对于不变地继续运行的脉冲变换器(6、7、8)的相应的相位差。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据说明脉冲变换器(6、7、8)的运行状态的运行信息确定脉冲变换器(6、7、8)中的哪个脉冲变换器不变地继续运行。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过所述脉冲变换器相应使至少一个电机、尤其是三相电机运行。
12.一种电路组件，包括直流电网(2)、多个交流电网(20)以及至少两个脉冲变换器(6、7、8)，所述至少两个脉冲变换器与所述直流电网(2)连接并且能各自以时钟频率被进行时钟控制，所述脉冲变换器(6、7、8)各自与所述交流电网之中的一个交流电网连接，所述电路组件(19)包括控制器(14)，该控制器构造成执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。
13.一种机动车，其包括根据权利要求12所述的电路组件(19)。
CN201911209959.5A 2018-12-03 2019-11-29 用于运行与直流电网连接的至少两个脉冲变换器的方法、电路组件和机动车 Active CN111262235B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018220809.3A DE102018220809A1 (de) 2018-12-03 2018-12-03 Verfahren zum Betrieb von wenigstens zwei mit einem Gleichstromnetzwerk verbundenen Pulswechselrichtern, Schaltungsanordnung und Kraftfahrzeug
DE102018220809.3 2018-12-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111262235A CN111262235A (zh) 2020-06-09
CN111262235B true CN111262235B (zh) 2024-03-19

Family

ID=70680850

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911209959.5A Active CN111262235B (zh) 2018-12-03 2019-11-29 用于运行与直流电网连接的至少两个脉冲变换器的方法、电路组件和机动车

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN111262235B (zh)
DE (1) DE102018220809A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020118888A1 (de) 2020-07-16 2022-01-20 Avl Software And Functions Gmbh Verfahren zur Ansteuerung von elektrischen Maschinen
DE102021211779A1 (de) 2021-10-19 2023-04-20 Baumüller Nürnberg GmbH Verfahren zum Betrieb einer Anlage
DE102021131791A1 (de) 2021-12-02 2023-06-07 Audi Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb einer wenigstens eine erste Komponente und eine zweite Komponente umfassenden elektrischen Schaltungsanordnung, elektrische Schaltungsanordnung und Kraftfahrzeug
EP4191849A1 (en) * 2021-12-06 2023-06-07 Volvo Truck Corporation A method, control unit and vehicle for handling phases in which multiple converters operate in an at least partly electrically driven vehicle
DE102022003150A1 (de) 2022-08-29 2024-02-29 Mercedes-Benz Group AG Elektrisches Antriebssystem und Verfahren zu dessen Betrieb
DE102022003151B3 (de) 2022-08-29 2024-02-01 Mercedes-Benz Group AG Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Antriebssystems

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107231101A (zh) * 2016-03-25 2017-10-03 三菱电机株式会社 逆变器控制装置及逆变器控制方法
CN107769672A (zh) * 2016-08-15 2018-03-06 博泽沃尔兹堡汽车零部件有限公司 用于运行电机的方法以及电机

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3637479A1 (de) 1986-11-04 1988-05-05 Bosch Gmbh Robert Servoantrieb mit einer wechselstrommaschine
DE102010063305A1 (de) 2010-12-16 2012-06-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Vermeidung von Störungen eines Funkübertragungssystems durch ein pulsweitenmoduliertes Signal
DE102011003559A1 (de) 2011-02-03 2012-08-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Pulswechselrichters, welcher zur Steuerung einer elektrischen Maschine dient
DE102016203044B4 (de) * 2016-02-26 2024-04-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur rippelspannungsreduktion in einem fahrzeugbordnetz

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107231101A (zh) * 2016-03-25 2017-10-03 三菱电机株式会社 逆变器控制装置及逆变器控制方法
CN107769672A (zh) * 2016-08-15 2018-03-06 博泽沃尔兹堡汽车零部件有限公司 用于运行电机的方法以及电机

Also Published As

Publication number Publication date
CN111262235A (zh) 2020-06-09
DE102018220809A1 (de) 2020-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111262235B (zh) 用于运行与直流电网连接的至少两个脉冲变换器的方法、电路组件和机动车
CN107453671B (zh) 基于电流的六步控制
CN108134553B (zh) 车辆、动力传动系统及控制动力传动系统的电机的方法
CN102934355B (zh) 电力控制器的控制装置以及控制方法
KR101147286B1 (ko) 전동기 제어장치, 구동장치 및 하이브리드 구동장치
US8427087B2 (en) Control device for AC motor
CN102282758B (zh) 交流电动机的控制装置及电动车辆
JP5297953B2 (ja) 電動車両の電動機駆動システム
JP4506889B2 (ja) 交流電動機の制御装置および制御方法
JP4497235B2 (ja) 交流電動機の制御装置および制御方法
JP5282985B2 (ja) 電動機駆動装置の制御装置
CN111591147B (zh) 用于运行至少两个与直流电网连接的脉冲逆变器的方法、电路装置和机动车
US10250171B2 (en) Electric motor control apparatus and electric motor control method
US20160190971A1 (en) Motor controller
KR101787823B1 (ko) 전동 차량
JP2010268626A (ja) 電源装置およびそれを備える電動車両
JP2011109851A (ja) 電源システムの制御装置およびそれを搭載する車両
JP2008178166A (ja) モータ駆動装置
CN110311616A (zh) 用于同步电动机的双逆变器驱动装置
CN113491063A (zh) 电动机驱动装置
JP2010200527A (ja) モータ駆動システムの制御装置
CN114844439A (zh) 电动车辆的控制装置
JP2010220306A (ja) モータの制御装置
US20230378895A1 (en) Method and apparatus for an isolated dc/dc converter
JP2011072103A (ja) 交流電動機の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant