CN113306398A - 运行用于机动车的中间回路电路的方法及相应的中间回路电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于使用于机动车的中间回路电路(1)运行的方法，为了使中间回路电路(1)的具有中间回路电容(4)的直流电压中间回路(10)电地放电，中间回路电路具有带有放电电阻(7)和开关元件(6)的放电电路(5)。在此规定，放电电路(5)附加地具有放电电感(8)，并且以频率变化的方式驱控开关元件(6)以使得直流电压中间回路(10)按特定的放电曲线放电。此外，本发明涉及一种用于机动车的中间回路电路(1)。

Description

运行用于机动车的中间回路电路的方法及相应的中间回路 电路
技术领域
本发明涉及一种运行用于机动车的中间回路电路的方法，为了使中间回路电路的具有中间回路电容的直流电压中间回路电气地放电，中间回路电路具有带有放电电阻和开关元件的放电电路。此外，本发明涉及一种用于机动车的中间回路电路。
背景技术
从现有技术中，例如已知公开文献DE 103 55 255 A1。该文献描述了用于借助于门驱动器驱控具有绝缘地布置的门电极(IGBT)的双极晶体管的方法，以用于在切换时间不变的情况下在尽可能小的切换损失同时实现死区时间的减少和调节质量的改善，其中，为了切断调节，由监控装置监控集电器-发射器-电压，其中，根据监控规定的标准通过第一和/或第二切断装置引起切断过程，并且两个切断装置具有不同的放电特性。
发明内容
本发明的目的是，提出一种运行用于机动车的中间回路电路的方法，相对于已知的方法，该方法具有的优点是，尤其是实现直流电压中间回路的受控的且按规定的放电。
根据本发明，通过具有权利要求1所述的特征的用于运行中间回路电路的方法实现该目的。在此规定，放电电路附加地具有放电电感，并且以频率变化的方式驱控/驱动开关元件以使得直流电压中间回路按特定的放电曲线放电。
优选地，中间回路电路形成机动车的组成部分，然而也可相对于机动车独立地存在。中间回路电路用于以来自电的电流源的电流供给电负载。就此而言，负载通过中间回路电路电联接到电流源上。电的负载例如是电机，尤其是电动机，优选地牵引电机。牵引电机尤其是用于驱动机动车，即，提供以驱动机动车为目的的驱动扭矩。
电的负载、尤其是电动机优选地作为交变电流负载或旋转电流负载存在。相反地，中间回路电路的中间回路设计成直流电压中间回路。相应地，可规定，在直流电压中间回路和电流负载之间电连接有逆变器。换句话说，电流负载通过逆变器电联接到中间回路电路的直流电压中间回路上。
为了负载的电流供给，直流电压中间回路电联接到电流源上。电流源例如作为直流电压电流源或者交变电压或旋转电压源存在，并且例如实施成电池，尤其是车辆电池或动力电池。如果电流源设计成直流电压电流源，直流电压中间回路可直接联接到电流源上。
然而，尤其优选地，电压转换器电地位于电流源和直流电压中间回路之间，电压转换器将位于直流电压中间回路中的电压调整到与电流源的电压不同的电压上。在此，电压转换器作为直流电压转换器存在并且原则上可任意地设计。在交变电流或旋转电流源的情况中，直流电压中间回路通过整流器联接到电流源上。附加地，同样可存在电压转换器。
为了稳定位于直流电压中间回路中的电压，直流电压中间回路无论如何都具有中间回路电容。例如，中间回路电容是电容器，电容器一方面电联接到直流电压中间回路的一个连接端上，并且另一方面电联接到直流电压中间回路的第二端子上。第一端子例如理解成直流电压中间回路的正极，并且第二端子理解成直流电压中间回路的负极。
有时有意义的是，例如出于安全原因，为部分电压中间回路或中间回路电容放电。尤其是，为了防止由于还在直流电压中间回路中存在的电能引起的伤害，在机动车事故的情况中这种放电是合理的。为了使直流电压中间回路或中间回路电容放电，中间回路电路具有放电电路。放电电路具有放电电阻和开关元件。放电电阻尤其是理解成欧姆的电阻。
优选地，开关元件表示电开关，借助于该开关元件可有针对性地使直流电压中间回路放电。尤其是，在开关元件闭合时，第一端子通过放电电阻与第二端子电连接，从而可通过放电电阻消除电能。相反地，在开关元件打开时，通过放电电阻断开在第一端子和第二端子之间的电连接。通常，沿着随着时间的指数的电压曲线通过放电电阻使直流电压中间回路放电。这意味着，放电电路具有限定的、具有指数的走向的放电曲线，始终沿着该放电曲线进行直流电压中间回路的放电。
然而，尤其是如果在直流电压中间回路中存在多个例如分配给不同的电负载(电负载分别电联接到直流电压中间回路上)的放电电路，这是不利的。可能出现的是，多个放电电路具有不同的放电特性和相应不同的放电曲线。在这种情况中，放电电路中的分别一个主导直流电压中间回路的放电，从而在放电期间流过放电电路的电流的电流强度大于在相应另一放电电路中的电流强度。这导致，必须如此设计放电电路中的每一个，使得通过该放电电路分别单独地或者至少几乎单独地实现放电。
出于这一原因，现在规定，除了放电电阻和开关元件，放电电路还具有放电电感。放电电感与放电电阻和开关元件串联，从而始终通过放电电感进行直流电压中间回路的放电，即，在开关元件闭合时。为了使直流电压中间回路放电，以频率变化的方式驱控开关元件，从而直流电压中间回路按特定的放电曲线进行放电。
以频率变化的方式的驱控例如理解成以脉宽调制方式驱控开关元件。就此而言，如此设计开关元件的驱控节拍，其中，随时间上变化使用不同的占空比，或用于开关元件的脉宽调制的占空比随时间变化。以这种方式，随时间变化有针对性地设计放电曲线，即，在直流电压中间回路中的电压的变化曲线。
例如，在此，在预设的时间之内进行直流电压中间回路的放电，其中，例如在正常的机动车停止时，在比在机动车的事故的情况中的放电更长的时间段之内进行中间回路的放电。在各种情况中，相应地匹配并且通过以频率变化的方式驱控开关元件实现放电曲线。
附加地或备选地可规定，放电电路的放电曲线与电联接到直流电压中间回路上的另一放电电路的放电曲线匹配。这如此实现，即，流过放电电路的电流的电流强度相同或至少几乎相同。这导致，放电电路中的任何一个都不主导直流电压中间回路的放电过程，从而放电电路可针对更低的功率设计。就此而言，所描述的过程整体具有的优点是，一方面实现有针对性地设计放电曲线，并且另一方面(尤其是在多个放电电路的情况中)实现以更小的额定功率设计放电电路。
本发明的一种改进方案规定，如此驱控开关元件，使得放电曲线与指数函数不同。以上已经解释了，直流电压中间回路的放电仅仅通过放电电阻导致放电曲线的指数的走向。然而，借助于放电电感和以频率变化的方式驱控开关元件，可任意调整放电曲线。这优选地如此实现，即，刚好不存在指数函数。由此，实现以上所述的优点。
本发明的一种改进方案规定，除了放电电路之外，附加地存在具有另一开关元件的另一放电电路，其中，在为了使直流电压中间回路放电而闭合另一开关元件时，如此驱控开关元件，使得所述放电电路的放电曲线相应于另一放电电路的放电曲线。同样已经指出这种处理方法。所述放电电路和所述另一放电电路分别电联接到直流电压中间回路上。优选地，两个放电电路同时用于使直流电压中间回路放电。
不仅通过所述放电电路而且通过所述另一放电电路进行放电，为此，所述开关元件和所述另一开关元件分别至少暂时闭合。例如，现在规定，所述另一放电电路仅仅具有另一放电电阻，从而所述另一放电电路的放电曲线相应于指数函数的走向。在这种情况中，如此以频率变化的方式驱控开关元件，使得放电电路的确定的放电曲线也具有该指数函数。
相反地也可规定，所述另一开关元件是为了使直流电压中间回路放电而被驱控的逆变器的组成部分。例如电负载或电负载中的至少一个通过逆变器电联接到直流电压中间回路上。在这种情况中，所述另一放电电路具有放电曲线，放电曲线基本上是直线。就此而言，放电曲线理解成数学意义上的曲线。
在所描述的情况中，如此以频率变化的方式驱控所述放电电路的开关元件，使得放电曲线再次同样相应于所述另一放电电路的放电曲线，即，尤其是是直线。通过使不同放电电路的放电曲线相适应，可以所描述的方式设计成用于更小的额定功率。
本发明的一种改进方案规定，所述另一放电电路具有另一放电电感，并且以频率变化的方式驱控所述另一开关元件以使得直流电压中间回路按特定的放电曲线放电。即，例如所述另一放电电路构造成与放电电路相同或至少相似。不仅放电电路而且所述另一放电电路分别具有开关元件和放电电感。
可规定，所述另一放电电路同样具有放电电阻。该放电电阻可具有与所述放电电路的放电电阻相同的电阻或与此不同的电阻。在第一种情况中，可以相同的方式以频率变化的方式驱控所述开关元件和所述另一开关元件，由此，实现了相应于确定的放电曲线的相同的放电曲线。在后者的情况中，不同地进行所述开关元件和所述另一开关元件的驱控，然而始终如此驱控，使得放电电路的放电曲线彼此相应。由此，实现了以上已经描述的优点。
本发明的一种改进方案规定，测量中间回路电压，由中间回路电压和预设的放电时间中确定电压梯度，以及驱控所述开关元件和/或所述另一开关元件以实现电压梯度。预设的放电时间相应于这样的时间，即，在该时间中应使直流电压回路放电。例如，该时间可从外部预设，尤其是由控制器预设。例如，根据机动车的至少一个状态参数，从多个放电时间中选择一个放电时间并且用作预设的放电时间。因此，例如(如已经解释的那样)在正常的机动车停止的情况中，可使用第一放电时间，并且在机动车故障的情况中，可使用与第一放电时间不同的第二放电时间作为预设的放电时间。
由放电时间和测得的中间回路电压中确定电压梯度，为了在预设的放电时间之内实现直流电压中间回路的完全放电，需要该电压梯度。紧接着，如此驱控所述放电电路和/或所述另一放电电路，使得以计算出的电压梯度进行直流电压中间回路的放电。为此，尤其是匹配由所述放电电路使用的放电曲线和/或由所述另一放电电路使用的放电曲线以实现该电压梯度。借助于所描述的处理方法，实现了非常有目的的且快速的直流电压中间回路放电。
此外，本发明涉及一种用于机动车的、尤其是用于实施根据在描述的范围中的实施方案的方法的中间回路电路，其中，中间回路电路具有放电电路用于使中间回路电路的具有中间回路电容的直流电压中间回路电气地放电，放电电路具有放电电阻和开关元件。在此规定，放电电路附加地具有放电电感，并且中间回路电路设置和构造成，以频率变化的方式驱控开关元件以使得直流电压中间回路按特定的放电曲线放电。
已经指出了中间回路电路以及所描述的处理方法的这种类型的设计方案的优点。不仅中间回路电路而且其运行方法可根据在该描述的范围中的实施方案改进，从而就此参考这些实施方案。
本发明的一种改进方案规定，放电电路直接电联接到直流电压中间回路的第一端子和第二端子上。这理解成，没有其它电的构件、尤其是没有其它有源的构件位于放电电路和第一端子以及第二端子之间。这保证了有效地且高效地使直流电压中间回路放电。
本发明的一种改进方案规定，中间回路电容直接电联接到第一端子和第二端子上。中间回路电容用于使直流电压中间回路中的电压稳定和/或滤波。相应地，尤其有利的是，中间回路电容直接联接到直流电压中间回路上，确切的说第一端子和第二端子上，从而可以有效的方式稳定或滤波。
本发明的一种改进方案规定，放电电阻通过开关元件电联接到第一端子上和/或通过放电电感电联接到第二端子上。换句话说，开关元件电地位于放电电阻和第一端子之间，并且放电电感电地位于放电电阻和第二端子之间。因此，放电电阻电地位于开关元件和放电电感之间。尤其优选地，开关元件直接电联接到第一端子上和/或放电电感直接电联接到第二端子上。这实现了有效地使直流电压中间回路放电。
本发明的一种改进方案规定，放电电路是脉冲逆变器的组成部分。因此，放电电路与脉冲逆变器共同形成一个部件，即，共同的电构件，该电构件电联接到直流电压中间回路上。就此而言，该部件、确切地说共同的构件具有用于第一端子的第一电接头和用于第二端子的第二电接头。在该部件之内，不仅放电电路而且脉冲逆变器联接到该接头上，即，仅仅可通过该接头联接到直流电压中间回路上。对于所述另一放电电路，可为相应的情况。例如，所述另一放电电路与另一脉冲逆变器共同形成相对于所述部件独立地联接到直流电压中间回路上的另一部件。
附图说明
接下来根据在图中示出的实施例详细解释本发明，而不限制本发明。其中：
图1示出了用于机动车的中间回路电路的示意图，以及
图2示出了图表，在图表中示出了中间回路电路的放电电路的放电曲线。
具体实施方式
图1示出了用于机动车的中间回路电路1的示意图。中间回路电路1具有第一端子2和第二端子3，两个端子具有不同的电势。在中间回路电路1中存在中间回路电容4，中间回路电容例如设计成独立的电容器的形式或者备选地也通过中间回路电路1的部件得到。在此处示出的实施例中，中间回路电容4直接电联接到第一端子2和第二端子3上。
此外，中间回路电路1具有放电电路5，放电电路具有开关元件6、放电电阻7以及尤其是以线圈的形式的放电电感8。开关元件6、放电电阻7和放电电感8电串联并且直接电联接到两个端子/极2和3上。在此，放电电阻7电地位于开关元件6和放电电感8之间。即，由此，放电电阻7通过开关元件6电联接到第一端子2上并且通过放电电感8电联接到第二端子3上。开关元件6借助于控制器9驱控，即，以频率变化的方式驱控。由此，实现有针对性地匹配放电曲线，中间回路电路1，确切的说中间回路电路1的直流电压中间回路10按该放电曲线放电。
图2示出了图表，在该图表中，在时间t上绘出了在直流电压中间回路10中存在的电压U。曲线11示出了示例性的借助于放电电路5实现的放电曲线。通过曲线12和13示出了另一示例的放电曲线。曲线11、12和13可通过借助于控制器9相应地驱控开关元件6实现。因此，例如根据曲线11，可实现在直流电压中间回路10中的电压U的指数式的下降。备选地，根据曲线12，可实现均匀地、线性地减小电压U。通过借助于放电电路5在第一时间段中引起第一电压梯度并且在第二时间段中引起与第一电压梯度不同的第二电压梯度，可根据曲线13实现不连续的电压曲线。
所描述的中间回路电路1的设计方案或以频率变化的方式驱控开关元件6，实现了根据期望的放电曲线有效地且有针对性地使直流电压中间回路10放电。特别是如果在直流电压中间回路10中存在多个放电电路5(在此未示出)，则这是合理的。
附图标记清单
1 中间回路电路
2 第一端子
3 第二端子
4 中间回路电容
5 放电电路
6 开关元件
7 放电电阻
8 放电电感
9 控制器
10 直流电压中间回路
11 曲线
12 曲线
13 曲线

Claims (10)

1.一种运行用于机动车的中间回路电路(1)的方法，为了使中间回路电路(1)的具有中间回路电容(4)的直流电压中间回路(10)放电，所述中间回路电路具有带有放电电阻(7)和开关元件(6)的放电电路(5)，其特征在于，所述放电电路(5)附加地具有放电电感(8)，以及为了使直流电压中间回路(10)按特定的放电曲线放电，以频率变化的方式驱控所述开关元件(6)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，驱控所述开关元件(6)，使得放电曲线与指数函数不同。
3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，除了所述放电电路(5)之外，还存在具有另一开关元件的另一放电电路，其中，在为了使直流电压中间回路(10)放电而闭合所述另一开关元件时，如此驱控所述开关元件(6)，使得所述放电电路(5)的放电曲线相应于另一放电电路的放电曲线。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述另一放电电路具有另一放电电感，以及以频率变化的方式驱控所述另一开关元件，使直流电压中间回路(10)按特定的放电曲线放电。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，测量中间回路电压，由所述中间回路电压和预设的放电时间确定电压梯度，以及驱控所述开关元件(6)和/或所述另一开关元件以实现所述电压梯度。
6.一种用于机动车的、尤其是用于实施根据上述权利要求中任一项或多项所述的方法的中间回路电路(1)，其中，中间回路电路(1)具有带有放电电阻(7)和开关元件(6)的放电电路(5)，该放电电路用于使中间回路电路(1)的具有中间回路电容(4)的直流电压中间回路(10)放电，其特征在于，所述放电电路(5)还具有放电电感(8)，中间回路电路(1)设置和构造成，以频率变化的方式驱控开关元件(6)以使得直流电压中间回路(10)按特定的放电曲线放电。
7.根据权利要求6所述的中间回路电路，其特征在于，所述放电电路(5)直接电联接到直流电压中间回路(10)的第一端子(2)和第二端子(3)上。
8.根据上述权利要求中任一项所述的中间回路电路，其特征在于，所述中间回路电容(4)直接电联接到第一端子(2)和第二端子(3)上。
9.根据上述权利要求中任一项所述的中间回路电路，其特征在于，所述放电电阻(7)通过开关元件(6)电联接到第一端子(2)上并且通过放电电感(8)电联接到第二端子(3)上。
10.根据上述权利要求中任一项所述的中间回路电路，其特征在于，所述放电电路(5)是脉冲逆变器的组成部分。
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