CN114616118A - 用于车辆的电驱动装置的放电设备及具有放电设备的电驱动装置 - Google Patents

用于车辆的电驱动装置的放电设备及具有放电设备的电驱动装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114616118A
CN114616118A CN202080074910.8A CN202080074910A CN114616118A CN 114616118 A CN114616118 A CN 114616118A CN 202080074910 A CN202080074910 A CN 202080074910A CN 114616118 A CN114616118 A CN 114616118A
Authority
CN
China
Prior art keywords
discharge
switching device
branch
state
main switching
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.)
Pending
Application number
CN202080074910.8A
Other languages
English (en)
Inventor
奥雷尔-瓦西里·内奇
克里斯蒂安·斯平德尔贝格尔
马库斯·外格雷尔
久洛·胡萨尔
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.)
Magna Powertrain GmbH and Co KG
Original Assignee
Magna Powertrain GmbH and Co KG
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 Magna Powertrain GmbH and Co KG filed Critical Magna Powertrain GmbH and Co KG
Publication of CN114616118A publication Critical patent/CN114616118A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H02J1/08—Three-wire systems; Systems having more than three wires
    • H02J1/082—Plural DC voltage, e.g. DC supply voltage with at least two different DC voltage levels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04—Cutting off the power supply under fault conditions
    • 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
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0068—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
    • 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
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • 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
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/322—Means for rapidly discharging a capacitor of the converter for protecting electrical components or for preventing electrical shock
    • 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
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2270/00—Problem solutions or means not otherwise provided for
    • B60L2270/20—Inrush current reduction, i.e. avoiding high currents when connecting the battery
    • 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]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

在用于车辆的电驱动器中，稳态的主运行状态，例如驱动、回收等很重要。然而，除了这些主运行状态之外，也必须考虑运行状态的变换以及次运行状态和/或紧急运行状态。本发明基于的目的是，实现一种用于电驱动装置的放电设备，所述放电设备是功能可靠的并且同时可以有益地构造。提出一种用于车辆的电驱动装置(1)的放电设备(8)，所述放电设备具有：输入接口(9)；输出接口(10)；主开关装置(11)，其中主开关装置(11)与输入接口(9)连接；第一放电支路(12a)，其中第一放电支路(12a)的第一输入端(13a)与主开关装置(11)连接；第二放电支路(12b)，并且设有控制装置(16)，其中控制装置(16)构成为，在放电设备(8)的第一放电状态下接通第一放电支路(12a)并且在第二放电状态下接通第二放电支路(12b)。

Description

用于车辆的电驱动装置的放电设备及具有放电设备的电驱动 装置
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的用于车辆的电驱动装置的放电设备。本发明还涉及一种具有权利要求11的特征的具有放电设备的车辆的电驱动装置。
背景技术
在用于车辆的电驱动器中，稳态的主运行状态，例如驱动、回收等很重要。除了这些主运行状态之外，然而还必须考虑运行状态的变换以及次运行状态和/或紧急运行状态。因此，众所周知地，有意义的/必要的可以是，在切断电压供应时立即降低在逆变器的中间电路中所施加的电压，以便例如可实现修理措施。还已知的是，在例如经由回收为用于驱动装置的电池充电时，电池的突然解耦会造成电压升高或过电压，所述电压升高或过电压可能损害电驱动器中的构件。
例如，文献DE 34 35 055 A1公开一种保护用于机动车的车载电网中的过电压的防抱死电子设备的装置。所述装置尤其应当相对于所谓的“负载突降(Load Dump)”进行保护。文献US 2013/285581A1描述一种用于电驱动器的电路装置，其中设有用于可切换的放电的支路。在支路中，作为开关元件设置IGBT。
发明内容
本发明基于的目的是，实现一种用于电驱动装置的放电设备，所述放电设备是功能可靠的并且同时可以低成本地构造。
所述目的通过具有权利要求1的特征的放电设备以及通过具有权利要求11的特征的驱动装置来实现。本发明的优选的或有利的实施方式在从属权利要求、下面的说明书以及附图中得出。
根据本发明提出一种放电设备，所述放电设备适合于和/或构成用于车辆的电驱动装置。驱动装置用于驱动车辆。所述驱动装置优选地包括至少一个电马达作为用于驱动器的牵引马达以及用于提供和/或缓存用于供应电马达的电能的储能装置。
驱动装置还具有高压总线和基本总线。高压总线也可以称作为正的供电线路和/或正的供电轨(“positive rail”)，基本总线也可以称作为负的供电线路和/或负的供电轨(“negative rail”)。尤其根据运行状态，高压总线与储能装置并且与电机可连接和/或连接。在高压总线处，在稳态的运行状态下可以施加大于200V，优选大于400V，尤其大于600V并且特别大于750V的电压。电压优选对应于储能装置的电压。基本总线优选构成为接地线和/或与车辆的接地线在电路方面连接。
放电设备具有输入接口，其中输入接口可与驱动装置的高压总线在电路方面连接并且在放电设备的运行中在电路方面连接。输入接口可以构成为可分离的接口，然而优选地，所述输入接口仅构成为虚拟的输入接口，所述虚拟的输入接口是不可断开的。
放电设备具有输出接口，其中输出接口与驱动装置的基本总线在电路方面可连接并且在放电设备的运行中在电路方面连接。输出接口可以构成为可断开的接口，然而优选地，所述输出接口仅构成为虚拟的输出接口，所述虚拟的输出接口不可断开。可以提出，放电设备具有多个输出接口，所述输出接口然而彼此电连接和/或接触并且共同称作为输出接口。
放电设备具有主开关装置，其中主开关装置与输入接口电连接。优选地，主开关装置与输入接口和/或高压总线直接电接触。特别地，在输入接口和主开关装置之间不插入电阻器和/或阻抗。
放电设备具有第一放电支路，其中第一放电支路的第一输入端与主开关装置连接。由此，主开关装置可以将第一放电支路的第一输入端与高压总线连接和断开。第一放电支路的第一输出端与输出接口连接或由所述输出接口形成。
在第一放电支路中，第一放电开关装置和第一放电电阻器彼此串联地设置。优选地，第一放电电阻器串联地设置在主开关装置和第一放电开关装置之间。
放电设备具有第二放电支路，其中第二放电支路的第二输入端与主开关装置连接。由此，主开关装置可以将第二放电支路的第二输入端与高压总线电连接和断开。第二放电支路的第二输出端与输出接口连接或由所述输出接口形成。
在第二放电支路中，第二放电开关装置和第二放电电阻器彼此串联地设置。优选地，第二放电电阻器串联地设置在主开关装置和第二放电开关装置之间。
第一放电支路和第二放电支路在主开关装置和输出接口之间彼此电并联地设置。优选地，第一放电支路和第二放电支路在电特性方面不同地构成。
在本发明的范围内提出，放电设备具有控制装置，其中控制装置在程序方面和/或电路方面构成为，在作为放电设备的运行状态的第一放电状态下接通第一放电支路并且中断第二放电支路，并且在第二放电状态下接通第二放电支路并且中断第一放电支路。可选地，放电设备可以采用中性状态作为运行状态，其中控制装置操控放电设备，使得所述放电设备将高压总线和基本总线彼此断开。这通过断开主开关装置和/或断开这两个放电开关装置来实现。
在此，本发明的考量是，通过主开关装置可以激活两个放电支路，然而通过放电开关装置可以选择分别期望的放电支路。放电支路本身尤其在电路方面配合于相应的放电状态。通过所述构造，主开关装置可以用于两个放电支路，使得除了功能性优点之外，通过提供两个放电支路得出如下优点：可以节省部件。
在本发明的一个优选的设计方案中提出，第一放电电阻器的阻抗和/或电阻比第二放电电阻器的阻抗和/或电阻更小地构成。由此实现，在第一放电支路中的放电可以比在第二放电支路中更快地执行。
在本发明的一个优选的改进方案中，第一放电开关装置与第二放电开关装置相比针对更高的功率设计。所述改进方案还支持实现能够比在第二放电支路中更快地执行在第一放电支路中的放电。
优选的是，在第一放电状态下，主开关装置和第一放电开关装置是闭合的，尤其无中断地闭合，使得放电可以尽可能快地执行。替选地或补充地，第一放电状态构成为“负载突降”放电状态。如果电驱动装置在回收运行中工作并且储能装置电断开，那么尤其激活“负载突降”放电状态。在所述回收运行中，通过由断开储能装置造成的卸荷，在高压总线中会出现电压峰值，所述电压峰值必须被引出，以便避免对其他电和/或电子器件的损坏。通过“负载突降”放电状态，高压总线经由第一放电电阻器接地和/或传导地与基本总线连接，使得高压总线中的电压峰值和/或高压在短时间中受控地放电。
替选地或补充地优选的是，在第二放电状态下，主开关装置和/或第二放电开关装置至少暂时地断开和/或被键控。特别优选地，开关装置中的至少一个被PWM(“pulse-wide-modulation”，脉宽调制)调制。其他开关装置可以持续闭合或同样可以与之前提到的开关装置同步地以键控的方式闭合和/或被PWM(“pulse-wide-modulation”，脉宽调制)调制。替选地或补充地，第二放电状态构成为“主动放电(Active-Discharge)”状态，以便将电驱动装置中的逆变器的中间电路放电。特别优选地，通过第一放电状态，与通过第二放电状态相比，高压总线更快地或以更高的功率放电。
特别优选地，在作为第二放电状态的正常放电状态下，主开关装置以键控的方式闭合，尤其被脉宽调制(PWM调制)，并且第二放电开关装置持续闭合。替选地或补充地，在作为第二放电状态的紧急放电状态下，主开关装置持续闭合并且第二放电装置以键控的方式闭合，尤其被脉宽调制(PMW调制)。
在PWM(“pulse-wide-modulation”)调制中，相应的开关装置在一个周期持续时间期间以“duty cycle”闭合并且否则在该周期持续时间中断开，使得所述开关装置以键控的方式闭合。占空比尤其小于1或小于100％，使得“duty cycle”比周期持续时间更短。
优选的是，控制装置在程序方面和/或电路方面构成为，使得经由第二放电支路和/或在第二放电状态下将恒定的功率，尤其是恒定的平均功率导出。这通过控制装置通过改变占空比作为执行机构实现。然而假设，在第二放电状态的过程期间，必须调整占空比，以便达到恒定的功率。这因为，一方面能量储存在放电设备中、尤其第一和/或第二放电电阻器中。另一原因是放电设备、尤其是放电电阻器的热学加热，由此系统性能改变。特别优选地，控制装置具有模型模块，其中在模型模块中，系统性能、尤其是温度相关的系统性能被建模。作为输入变量，模型模块尤其得到放电设备的、尤其第一和/或第二放电电阻器的温度，作为输出变量输出实现作为恒定功率的期望变量所需的占空比。
在一个优选的电路方面的实现方案中，主开关装置和/或第一放电开关装置构成为IGBT(绝缘栅双极型晶体管，英语：“insulated-gate bipolar transistor”，简称IGBT)。在该设计方案中，高功率可以引导经过开关装置。替选地或补充地，第二放电开关装置构成为MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管，英语：“metal-oxide-semiconductor field-effect transistor”，简称MOSFET或MOS-FET)。这是足够的，因为在第二放电状态下，通过键控经由放电设备引导比在第一放电状态下更少的功率。
在本发明的一个优选的改进方案中，放电设备，尤其控制装置具有第一监控模块。监控模块可以在程序方面和/或电路方面构成。第一监控模块构成为，检查第一放电开关装置的功能性。优选地，控制装置构成为，在第一放电支路接通之后，激活第一监控模块进行检查。换言之，第一放电支路的接通表示对于第一放电开关装置的强负载。由此有利的是，每次在接通第一放电支路之后通过第一监控模块来操控这种检查。
对于检查得出第一放电开关装置有故障的情况，放电设备完全地切断。尤其既不采用第一放电状态，也不采用第二放电状态。这具有以下背景，即使在第二放电支路接通时和/或在第二放电状态下，第一放电电阻器被大程度充电。
可选地，放电设备，尤其控制装置具有第二监控模块。第二监控模块构成为，基于高压总线中的电压或与其等效的变量执行检查。与其等效的变量例如可以经由在第二放电支路中的电流测量和对高压总线中的电压逆算(Rückrechnung)形成。第二监控模块构成为检查：在第二充电状态下，高压总线中的电压是否下降。这是第二放电状态下的正常系统性能。对于例如在车辆中的电池与高压总线有故障地断开时高压总线中的电压保持恒定的情况，第二监控模块在程序方面和/或电路方面构成为，操控控制装置。作为操控的结果，控制装置改变主开关装置和/或第二放电开关装置的键控，尤其占空比，使得在第二放电状态下，减小的、尤其恒定的功率经由第二放电支路导出。例如，功率减半。所述构成方案的背景是，在第二放电状态下放电设备被热加载，其中在所描述的故障情况下，高压总线的放电不能在第二充电状态的规划的时间范围内实现。为了避免放电设备的过度加热，降低功率，尤其恒定的功率，使得第二放电状态能够以减少的、尤其恒定的功率在较长的时间范围内执行。
本发明的另一主题涉及用于车辆的电驱动装置，其具有根据上述权利要求中任一项所述的放电设备。优选地，电驱动装置包括之前所描述的储能装置以及之前所描述的逆变器。高压总线尤其与储能装置和/或逆变器可连接和/或连接。所述连接根据电驱动装置的运行状态进行。
附图说明
本发明的其他特征、优点和作用从下面对本发明的优选的实施例的描述中得出。在此示出：
图1作为本发明的一个实施例示出车辆的电驱动装置的示意方框图。
具体实施方式
图1作为本发明的一个实施例示出车辆的电驱动装置1的示意方框图。车辆尤其构成为载客车辆或构成为其他用于道路交通的移动设备。车辆可以实现为混合动力车辆或纯电车。
驱动装置1具有至少一个储能装置2和用于电马达4的能量供应的逆变器3。电马达4构成为用于车辆的牵引马达。此外，电驱动装置1具有高压总线5和基本总线6。高压总线5经由开关装置7与储能装置2的正端子连接。基本总线6可断开地或持久地与储能装置2的负端子连接。储能装置2例如构成为电池并且用于供应电马达4。逆变器3与高压总线5(并且与基本总线6)电连接并且将出自储能装置2的直流电压经由中间电路转换为用于电马达4的交流电压。仅示意性地表明电马达4与高压总线5的电连接，其中电连接必要时经由多个电部件引导，并且用于在其中电动机4作为发电机工作的回收运行中，可以将电能引回到储能装置2中。由此，在行驶运行中将能量从储能装置2经由高压总线5引导至逆变器3并且随后引导至电马达4。在回收运行中，将能量从电马达4必要时经由多个电部件经由高压总线5引导至储能装置2。基本总线6相应地电连接。
除了电驱动装置1的所述状态外，在下文中还应观察两个特殊状态：
“负载突降”
在电驱动装置1中突然出现卸荷时，产生“负载突降”。由此，在高压总线5中会产生电压峰值，这会损坏电器件和/或电子器件。一种可能的情形例如是，电驱动装置1在回收运行中工作并且例如经由开关装置7将储能装置2与高压总线5断开。在此情形中，电压峰值必须非常快地引出。
“主动放电”：
需要“主动放电”，以便从逆变器3、特别是从其中间电路引出电压。
例如，一种可能的情形是，虽然电马达4经由“点火钥匙”或人机界面激活，然而又立即被停用。在这种情况下，在高压总线5中和/或在逆变器3中，相应的电压必须立即，即在小于五秒，尤其小于两秒的时间段内降低。
为了实现所述功能，电驱动装置1具有放电设备8。放电设备8经由输入接口9与高压总线5和借助经由多个触点形成的输出接口10与基本总线6电连接。尤其，放电设备8跨接高压总线5与基本总线6。
放电设备8具有主开关装置11，其中主开关装置11与作为第一开关配对件的高压总线9电地、尤其在不插入其他元件的情况下连接。主开关装置11构成为IGBT，尤其是常态截止的n沟道IGBT，其中输入接口9与集电极连接。例如，主开关装置11实现为具有标识FGB40T65SPD-F085的器件。
放电设备8具有第一放电支路12a和第二放电支路12b。第一放电支路12a具有第一输入端13a，第二放电支路12b具有第二输入端13b。第一和第二输入端13a、b电地、尤其在不插入其他元件的情况下与作为第二开关配对件的主开关装置11连接。尤其，其与开关装置7的发射极接触。
第一放电支路12a具有第一放电电阻器14a和第一放电开关装置15a。第一放电电阻器14a和第一放电开关装置15a串联连接。尤其，第一放电开关装置15a经由第一放电电阻器14a与作为开关配对件的第一输入端13a串联地和/或电地连接。
第一放电开关装置15a构成为IGBT，尤其是常态截止的n沟道IGBT，其中第一输入电阻14a与集电极连接。例如，第一放电开关装置15a实现为具有标识FGB40T65SPD-F085的器件。
第一放电开关装置15a还与输出接口10连接从而与作为第二开关配对件的基本总线6连接。尤其，输出接口10与发射极电连接。
第二放电支路12b具有第二放电电阻器14b和第二放电开关装置15b。第二放电电阻器14b和第二放电开关装置15b串联连接。尤其，第二放电开关装置15b经由第二放电电阻器14b与作为开关配对件的第二输入端13b串联地和/或电地连接。
第二放电开关装置15b构成为MOSFET，尤其是高压MOSFET。例如，第二放电开关装置15b构成为具有标识FGB20N60SFD-F085的器件。第二放电开关装置15b还与输出接口10从而与作为第二开关配对件的基本总线6连接。
提出，作为“moderate impedance resistance，中阻抗电阻”的第二放电电阻器14b构成为大于作为“low impedance resistance，低阻抗电阻”的第一放电电阻器，使得第一放电支路10a中的放电电流和/或放电功率在高压总线5处的电压相同时更大地构成。为此，第一放电电阻器在脉冲式导出期间必须能够实现更高的功率，例如大于80kW。
放电设备8还具有控制装置16，所述控制装置可以在硬件或软件中和/或在程序方面和/或电路方面实现。控制装置16构成为，操控开关装置11、15a、b。操控极其示意性地示出并且在本实施例中分别经由栅极的操控来实现。主开关装置11和/或第二放电开关装置15b可以由控制装置16以键控的方式操控。尤其，所述主开关装置和/或第二放电开关装置以脉宽调制的方式作为键控来操控。
放电设备8可以采用第一放电状态和第二放电状态。
在第一放电状态下，主开关装置11和第一放电开关装置15a由控制装置16切换为持续闭合。在第一放电状态下，高压总线5中的电压以非常高的、尤其是最大的速度引出。放电过程尤其应比0.5秒更短，尤其比0.1秒更短。放电电流为大于100A，优选为大于150A。当发生“负载突降”并且电压和/或能量必须从高压总线5中快速地引出时，采用第一放电状态。当在高压总线5中已探测到对应的电压峰值时，第一放电状态例如被激活。
在第二放电状态下，在作为第二放电状态的正常放电状态下，第二放电开关装置15b切换为持续闭合。而主开关装置11被键控，其中控制装置16构成为，设定占空比，使得恒定的功率经由第二放电支路12b流出。在脉宽调制中的脉宽(“duty cycle，工作周期”)例如设定在200μs和10ms之间的范围内。这对于实现有效的和/或高效的放电是有利的。当应实现“主动放电”时，采用第二放电状态。
对于探测到主开关装置11处于短路状态下的情况，紧急放电状态可以作为第二放电状态实现，其中由于短路状态，主开关装置11持续闭合并且第二放电开关装置15b被键控，以便保持放电功率恒定。在第二放电状态下的典型的放电功率例如为30W。
在这两个放电状态下，相应的放电电阻器14a可以通过打开主开关装置、相应的放电开关装置14a、b或这二者执行。
在电动机4构成为异步机的情况下，在打开构成为车辆中的电池开关的开关装置2时在回收运行中在IGBT处出现过电压(中间电路电压)，这会造成IGBT的损坏。所述结果也称为“负载突降”。本文的具有经由第一放电支路12a运行的“负载突降”电路的放电设备8借助半导体和电阻对过电压进行限制。“负载突降”电路具有第二功能，其中所述“负载突降”电路大部分地也用于经由第二放电支路12b在逆变器3中的“主动放电”功能。“主动放电”功能使用脉宽调制的信号，以便以恒定的功率将逆变器3的中间电路在1.5s内放电至＜60V。通过智能的放电方法可行的是，将积聚的能量降低至最小值从而避免放电电路的耗费的冷却，这是重要的成本优势。
放电设备8的优点在于，以少量耗费发展了用于“负载突降”和“主动放电”的电路，所述电路满足对于功率电子装置、然而也对于功能安全性的所有要求并且附加地带来成本优势。电路优选关于控制装置16是数字的解决方案，由此所述电路具有高的重复使用可能性，因为通过重新参数化，电路可简单地应用于其他项目。
放电设备8和/或电驱动装置1和/或控制装置16可以具有第一监控模块17a，所述第一监控模块构成为，检查第一放电开关装置15a的功能性。例如，在监控逻辑中可以提出，每次在激活第一放电支路12a之后执行这种检查。作为另外的安全措施例如可以对第一放电开关装置15a的控制电压和/或“漏”电压进行控制。此外可以提出，监控穿过第二放电开关装置15b的电流。所述电流形成与高压总线中的电压等效的变量。对应的测量值输送给第二监控模块17a，所述第二监控模块监控：在第二放电状态下，高压总线5中的电压是否降低。对于高压总线5中的电压不降低的情况，可以操控控制装置16来改变键控，使得经由第二放电支路12b引出的恒定功率的值减小至例如一半。
附图标记列表
1 电驱动装置
2 储能装置
3 逆变器
4 电马达
5 高压总线
6 基本总线
7 开关装置
8 放电设备
9 输入接口
10 输出接口
11 主开关装置
12a 第一放电支路
12b 第二放电支路
13a 第一输入端
13b 第二输入端
14a 第一放电电阻器
14b 第二放电电阻器
15a 第一放电开关装置
15b 第二放电开关装置
16 控制装置
17a、b 第一、第二监控模块

Claims (11)

1.一种用于车辆的电驱动装置(1)的放电设备(8)，其中所述驱动装置(1)具有高压总线(5)和基本总线(6)，其中所述高压总线(5)能够与储能装置(2)和与电机(4)连接，
具有输入接口(9)，其中所述输入接口(9)能够与所述驱动装置(1)的所述高压总线(5)连接，
具有输出接口(10)，其中所述输出接口(10)能够与所述基本总线(6)连接，
具有主开关装置(11)，其中所述主开关装置(11)与所述输入接口(9)连接，
具有第一放电支路(12a)，其中所述第一放电支路(12a)的第一输入端(13a)与所述主开关装置(11)连接，并且其中所述第一放电支路(12a)的第一输出端与所述输出接口(10)连接或者通过所述输出接口形成，其中所述第一放电支路(12a)具有第一放电开关装置(15a)，其中所述第一放电开关装置(15a)在电路方面设置在所述第一输入端(9)和所述第一输出端和/或所述输出接口(10)之间，其中所述第一放电支路(12a)具有第一放电电阻器(14a)，其中所述第一放电电阻器(14a)在电路方面设置在所述第一输入端(13a)和所述第一输出端和/或所述输出接口(10)之间，
具有第二放电支路(12b)，其中所述第二放电支路(12a)的第二输入端(13b)与所述主开关装置(11)连接，并且其中所述第二放电支路(12b)的第二输出端与所述输出接口(10)连接或由所述输出接口形成，其中所述第二放电支路(12b)具有第二放电开关装置(15b)，其中所述第二放电开关装置(15b)在电路方面设置在所述第二输入端(13b)和所述第二输出端和/或所述输出接口(10)之间，其中所述第二放电支路(12b)具有第二放电电阻器(14b)，其中所述第二放电电阻器(14b)在电路方面设置在所述第二输入端(13b)和所述第一输出端和/或所述输出接口(10)之间，
其特征在于，
设有控制装置(16)，其中所述控制装置(16)构成为，在所述放电设备(8)的第一放电状态下接通所述第一放电支路(12a)，和在第二放电状态下接通所述第二放电支路(12b)。
2.根据权利要求1所述的放电设备(8)，
其特征在于，
所述第一放电电阻器(14a)的阻抗和/或电阻构成为小于所述第二放电电阻器(14b)的阻抗和/或电阻。
3.根据权利要求1或2所述的放电设备(8)，
其特征在于，
在所述第一放电状态下，所述主开关装置(11)和所述第一放电开关装置(15a)闭合和/或所述第一放电状态构成为“负载突降”放电状态。
4.根据上述权利要求中任一项所述的放电设备(8)，
其特征在于，
在所述第二放电状态下，所述主开关装置(11)和/或所述第二放电开关装置(15b)至少暂时地和/或以键控的方式闭合，并且各另一开关装置(15b、11)选择性地连续地闭合或者同样至少暂时地和/或以键控的方式闭合和/或所述第二放电状态构成为“主动放电”放电状态。
5.根据上述权利要求中任一项所述的放电设备(8)，
其特征在于，
所述控制装置(16)构成为，操控正常放电状态作为第二放电状态，其中所述主开关装置(11)至少暂时地和/或以键控的方式闭合，并且所述第二放电开关装置(15b)闭合，和操控紧急放电状态作为第二放电状态，其中所述主开关装置(11)闭合并且所述第二放电开关装置(15b)至少暂时地和/或以键控的方式闭合。
6.根据权利要求4或5所述的放电设备(8)，
其特征在于，
所述控制装置(16)构成为，键控所述主开关装置(11)和/或所述第二放电开关装置(15b)，使得在所述第二放电状态下经由所述第二放电支路(12b)导出恒定的功率。
7.根据上述权利要求中任一项所述的放电设备(8)，
其特征在于，
所述主开关装置(11)和/或所述第一放电开关装置(15a)构成为IGBT。
8.根据上述权利要求中任一项所述的放电设备(8)，
其特征在于，
所述第二放电开关装置(15b)构成为MOSFET。
9.根据上述权利要求中任一项所述的放电设备(8)，
其特征在于，
设有第一监控模块(17a)，其中所述第一监控模块(17a)构成为，检查所述第一放电开关装置(15a)的功能性，其中所述控制装置(16)构成为，在所述第一放电支路(12a)接通之后激活所述第一监控模块(17a)进行检查。
10.根据上述权利要求中任一项所述的放电设备(8)，
其特征在于，
设有第二监控模块(17b)，其中所述第二监控模块(17b)构成为，基于所述高压总线(5)中的电压或与其等效的变量检查：在所述第二放电状态下，所述高压总线(5)中的电压是否降低，并且对于所述电压保持恒定的情况，操控所述控制装置(16)，以便造成，键控所述主开关装置(11)和/或所述第二放电开关装置(15b)，使得在所述第二放电状态下，经由所述第二放电支路(12b)导出减小的尤其恒定的功率。
11.一种用于车辆的电驱动装置(1)，
其特征在于，
设有根据上述权利要求中任一项所述的放电设备(8)。
CN202080074910.8A 2019-10-28 2020-10-15 用于车辆的电驱动装置的放电设备及具有放电设备的电驱动装置 Pending CN114616118A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019216568.0 2019-10-28
DE102019216568.0A DE102019216568B3 (de) 2019-10-28 2019-10-28 Entladungsvorrichtung für eine elektrische Antriebsanordnung von einem Fahrzeug sowie elektrische Antriebsanordnung mit der Entladungsvorrichtung
PCT/EP2020/079107 WO2021083687A1 (de) 2019-10-28 2020-10-15 Entladungsvorrichtung für eine elektrische antriebsanordnung von einem fahrzeug sowie elektrische antriebsanordnung mit der entladungsvorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114616118A true CN114616118A (zh) 2022-06-10

Family

ID=72613202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080074910.8A Pending CN114616118A (zh) 2019-10-28 2020-10-15 用于车辆的电驱动装置的放电设备及具有放电设备的电驱动装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220348084A1 (zh)
CN (1) CN114616118A (zh)
DE (1) DE102019216568B3 (zh)
WO (1) WO2021083687A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020216327B3 (de) 2020-12-18 2022-05-05 Vitesco Technologies Germany Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Inverters sowie Hochvoltantriebssystem
DE102021202914B3 (de) 2021-03-25 2022-06-15 Volkswagen Aktiengesellschaft Pulswechselrichteranordnung und Verfahren zum Betreiben einer Pulswechselrichteranordnung
DE102021115511A1 (de) * 2021-06-16 2022-12-22 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Kraftfahrzeugbordnetz
EP4213381A1 (en) * 2022-01-18 2023-07-19 Schaffner EMV AG Emi filter with improved safety
DE102022201196A1 (de) 2022-02-04 2023-08-10 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Steuerung eines Betriebs eines Kraftfahrzeugs in einem Trennzustand
DE102022201194A1 (de) 2022-02-04 2023-08-10 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Steuerung eines Betriebs eines Kraftfahrzeugs in einem Trennzustand
DE102022209794A1 (de) 2022-09-19 2024-03-07 Zf Friedrichshafen Ag Entladungszeitoptimierte Entladeschaltung für einen Zwischenkreiskondensator in einem Umrichter
DE102022214148A1 (de) 2022-12-21 2024-06-27 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Schaltvorrichtung, Schaltsystem, Antriebsstrang und Fahrzeug

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3435055A1 (de) * 1984-09-25 1986-04-03 Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH, 3000 Hannover Einrichtung zum schutz einer blockierschutz-elektronik gegen ueberspannung
US20050264256A1 (en) * 2004-05-26 2005-12-01 Delphi Technologies, Inc. Dual-mode bus discharging circuit
JP2010057290A (ja) * 2008-08-28 2010-03-11 Sanyo Electric Co Ltd 車両用の電源装置
US20100214055A1 (en) * 2009-02-20 2010-08-26 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Electric vehicle inverter apparatus and protection method therefor
US20110093148A1 (en) * 2008-02-25 2011-04-21 Robert Bosch Gmbh Method and device for discharging a high-voltage system
US20110234176A1 (en) * 2010-03-24 2011-09-29 Aisin Aw Co., Ltd. Discharge control apparatus
US20130234510A1 (en) * 2012-03-09 2013-09-12 Yasushi Nakamura Electric vehicle inverter device
US20130285581A1 (en) * 2012-04-30 2013-10-31 GM Global Technology Operations LLC Passive high-voltage dc bus discharge circuit for a vehicle
DE102012216004A1 (de) * 2012-09-10 2014-03-13 Robert Bosch Gmbh Steuervorrichtung und Verfahren zum Stabilisieren eines Hochvoltnetzes
JP2015226347A (ja) * 2014-05-26 2015-12-14 株式会社デンソー 車両用発電機
CN105636820A (zh) * 2013-12-19 2016-06-01 宝马股份公司 用于电驱动单元的安全电路设备
US20170256972A1 (en) * 2016-03-03 2017-09-07 GM Global Technology Operations LLC Apparatus for discharging a high-voltage bus
DE102016123209A1 (de) * 2016-12-01 2018-06-07 Lisa Dräxlmaier GmbH Entladevorrichtung, elektrischer zwischenkreis und entladeverfahren

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7158393B2 (en) * 2005-03-11 2007-01-02 Soft Switching Technologies Corporation Power conversion and voltage sag correction with regenerative loads
US8039993B2 (en) * 2008-04-24 2011-10-18 GM Global Technology Operations LLC High-voltage bus discharge with logarithmic self-protection
US9985452B2 (en) * 2016-03-03 2018-05-29 GM Global Technology Operations LLC Apparatus for discharging a high-voltage bus

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3435055A1 (de) * 1984-09-25 1986-04-03 Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH, 3000 Hannover Einrichtung zum schutz einer blockierschutz-elektronik gegen ueberspannung
US20050264256A1 (en) * 2004-05-26 2005-12-01 Delphi Technologies, Inc. Dual-mode bus discharging circuit
US20110093148A1 (en) * 2008-02-25 2011-04-21 Robert Bosch Gmbh Method and device for discharging a high-voltage system
JP2010057290A (ja) * 2008-08-28 2010-03-11 Sanyo Electric Co Ltd 車両用の電源装置
US20100214055A1 (en) * 2009-02-20 2010-08-26 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Electric vehicle inverter apparatus and protection method therefor
US20110234176A1 (en) * 2010-03-24 2011-09-29 Aisin Aw Co., Ltd. Discharge control apparatus
US20130234510A1 (en) * 2012-03-09 2013-09-12 Yasushi Nakamura Electric vehicle inverter device
US20130285581A1 (en) * 2012-04-30 2013-10-31 GM Global Technology Operations LLC Passive high-voltage dc bus discharge circuit for a vehicle
DE102012216004A1 (de) * 2012-09-10 2014-03-13 Robert Bosch Gmbh Steuervorrichtung und Verfahren zum Stabilisieren eines Hochvoltnetzes
CN105636820A (zh) * 2013-12-19 2016-06-01 宝马股份公司 用于电驱动单元的安全电路设备
JP2015226347A (ja) * 2014-05-26 2015-12-14 株式会社デンソー 車両用発電機
US20170256972A1 (en) * 2016-03-03 2017-09-07 GM Global Technology Operations LLC Apparatus for discharging a high-voltage bus
DE102016123209A1 (de) * 2016-12-01 2018-06-07 Lisa Dräxlmaier GmbH Entladevorrichtung, elektrischer zwischenkreis und entladeverfahren

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019216568B3 (de) 2020-10-15
WO2021083687A1 (de) 2021-05-06
US20220348084A1 (en) 2022-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114616118A (zh) 用于车辆的电驱动装置的放电设备及具有放电设备的电驱动装置
KR101241226B1 (ko) 친환경 차량의 메인 릴레이 모니터링장치 및 방법
US11121570B2 (en) Battery disconnecting device
CN109130893B (zh) 电动和/或混合动力车辆的电池连接系统
JP5440400B2 (ja) 電源装置
KR101755210B1 (ko) 예열 기능을 갖는 전기 액추에이터
US20140240872A1 (en) Power-supply unit
JP6378267B2 (ja) 車両
CN104604069A (zh) 用于逆变器的运行状态电路以及用于设定逆变器的运行状态的方法
EP2189733B1 (en) Heater Controller and method for operating a heater controller
US10023052B2 (en) Power supply system
JP5821727B2 (ja) 電気自動車
CA2986553A1 (en) Power supply control apparatus and method thereof
US11368083B2 (en) Method and device for discharging a DC-link capacitor
CN112019000B (zh) 电源系统
CN114302830A (zh) 机动车的具有用于触发熔断保险装置的短路装置的电池系统、运行电池系统的方法和机动车
KR102066413B1 (ko) 배터리 안전 제어 시스템 및 그 제어 방법
CN103166185A (zh) 脉宽调制控制器
KR20160134206A (ko) 친환경자동차용 전기동력시스템의 능동형 커패시터 방전회로장치
US11400824B2 (en) Electrical propulsion system architecture
US11810873B2 (en) Solid-state fuse having multiple control circuits
CN109849670A (zh) 电动汽车的高压上下电保护装置及方法
US20030145256A1 (en) Error detection device for a multi-voltage vehicle power supply
CN110962605B (zh) 接线盒控制装置
CN113363113A (zh) 功率继电器组件及其控制方法以及包括该组件的车辆

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