CN115023895A - 交通工具电气系统 - Google Patents

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Abstract

一种交通工具电气系统，其包括电气储存系统(6)、具有多个定子绕组(8)的第一多相电力机器(5a)、连接至电气储存系统(6)并且连接至第一多相电力机器(5a)的第一变换器(9a)，其中，第一变换器(9a)具有多个带有开关(10a、10b、11a、11b、12a、12b)的开关支臂(10、11、12)。交通工具电气系统还包括具有多个定子绕组(13)的第二多相电力机器(5b)、连接至电气储存系统(6)并连接至第二多相电力机器(5b)的第二变换器(9b)，其中，第二变换器(9b)具有多个带有开关(14a、14b)的开关支臂(14、15、16)。交通工具电气系统还包括具有多个极并被配置成用于接受来自交通工具外部充电电源(17)的单相AC或多相AC或DC的端子(7)、将端子(7)的第一极与第一变换器(9a)的第一开关支臂(10)连接的第一导电线路(18)、将端子(7)的第二极与第二变换器(9b)的第一开关支臂(14)连接的第二导电线路(19)、以及布置在第一导电线路(18)和第二导电线路(19)中的一者上的第一电感器(20)。最后，交通工具电气系统还包括控制系统(21)，控制系统(21)操作地联接至第一变换器(9a)和第二变换器(9b)，并且被配置成用于控制第一变换器(9a)和第二变换器(9b)的开关的操作，以用于在将电荷从交通工具外部充电电源(17)转移到电气储存系统(6)期间防止充电电流经过第一多相电力机器(5a)和第二多相电力机器(5b)的定子绕组(8、13)中的任一者。本公开内容还涉及用于对交通工具电气系统的电气储存系统(6)充电的对应方法。

Description

交通工具电气系统
技术领域
本公开内容涉及一种交通工具电气系统和一种用于对交通工具电气系统的电气储存系统进行充电的方法。
可以在交通工具(诸如电动汽车或混合动力汽车)中实施根据本公开内容的交通工具电气系统和相关方法。然而，根据本公开内容的交通工具电气系统和相关方法不限于该特定交通工具，而是可选地也可以在另一类型的交通工具中安装或实施，诸如卡车、公共汽车、轨道交通工具、飞行交通工具、海上船只、越野车、采矿车、农用交通工具、作业交通工具(诸如轮式装载机或挖掘机)、林区交通工具(诸如收割机或货运车)、摩托车，等等。
背景技术
在交通工具电气系统，特别是用于插电式电动汽车的电气系统的领域中，始终需要进一步提高性能、运行寿命和成本效益。
例如，文献US 2015/0231978A1公开了一种用于对具有双电机和双变换器的插电式交通工具的电池进行充电的电气系统，其中，变换器用于对电池充电，并且其中，使充电电流在第一和第二马达之间交替，以防止电荷转移期间的马达旋转。
然而，尽管在该领域中开展了一些活动，但仍然需要进一步改进交通工具电气系统，特别是在提高性能、运行寿命和成本效益这些方面需要进一步改进。
发明内容
本公开内容的目的在于提供避免前面提到的问题的交通工具电气系统和用于对交通工具电气系统的电气储存系统充电的方法。这一目的至少部分地通过独立权利要求的特征来实现。
根据本公开内容的第一方面，提供了一种交通工具电气系统，该交通工具电气系统包括电气储存系统、具有多个定子绕组的第一多相电力机器，连接至该电气储存系统且连接至该第一多相电力机器的第一变换器，其中，该第一变换器具有多个带有开关的开关支臂、具有多个定子绕组的第二多相电力机器、连接至该电气储存系统且连接至该第二多相电力机器的第二变换器，其中，该第二变换器具有多个带有开关的开关支臂，具有多个极且被配置成用于接收来自交通工具外部充电电源的单相AC(单相交流电)或多相AC(多相交流电)或DC(直流电)的端子、将该端子的第一极与该第一变换器的第一开关支臂连接的第一导电线路、将该端子的第二极与该第二变换器的第一开关支臂连接的第二导电线路、布置在该第一导电线路和该第二导电线中的一者上的第一电感器、以及控制系统，该控制系统操作地联接至第一变换器和第二变换器，并且被配置成用于控制第一变换器和第二变换器的开关的操作，以用于防止在电荷从交通工具外部充电电源转移到该电气储存系统期间，充电电流经过第一多相电力机器和第二多相电力机器的定子绕组中的任一者。
根据本公开内容的第二方面，提供了一种用于对交通工具电气系统的电气储存系统充电的方法。该方法包括以下步骤：将第一变换器连接至具有多个定子绕组的第一多相电力机器并且连接至该电气储存系统，其中，该第一变换器具有多个带有开关的开关支臂；将第二变换器连接至具有多个定子绕组的第二多相电力机器并且连接至该电气储存系统，其中，该第二变换器具有多个带有开关的开关支臂；通过第一导电线路将端子的第一极与该第一变换器的第一开关支臂连接；通过第二导电线路将该端子的第二极与该第二变换器的第一开关支臂连接；在该第一导电线路和第二导电线路中的一者上提供第一电感器；将具有多个极的该端子连接至被配置成用于供应单相AC或多相AC或DC的交通工具外部充电电源；以及控制该第一变换器和第二变换器的开关的操作，以用于在将电荷从该交通工具外部充电电源转移到该电气储存系统期间防止充电电流经过该第一多相电力机器和第二多相电力机器的定子绕组中的任一者。
以此方式，即，通过控制变换器的开关的操作以用于防止在充电期间充电电流经过电力机器的定子绕组，消除了或者至少进一步降低了因电流流经定子绕组引起的马达运动、马达振动、能量损失和转矩脉动的风险，从而降低噪声、振动或甚至马达/交通工具的运动。此外，通过依赖于设置在第一导电线路或第二导电线路中的电感器，简化了在升压模式(即增压模式)或降压模式(即减压模式)下的电气系统的操作，因为仅通过选择适当的电感器元件，例如线圈，并将其安装在第一导电线路和/或第二导电线路中，就可以容易地获得减压/增压电路电感器的以亨利(H)计的适当且足够大的电感。此外，电感器的尺寸也可以根据电力机器的定子绕组设计来选择。因此，具有相对小电感的电力机器可用于交通工具电路中，而不会对滤波、升压和/或降压操作性能产生负面影响。最后，现有变换器的双重用途，即，既用于相关电力机器的速度和/或转矩的常规控制，又用于在电气储存系统的充电期间用作AC充电电流的整流器，使得能够实现更具成本效益的设计，因为可以免去使用具有集成整流器的单独的车载充电器。
通过实施从属权利要求中的一个或若干个特征来实现其他优点。
在一些示例性实施方式中，当控制系统被配置成用于在电压升压模式下使用从交通工具外部充电电源提供的电能对电气储存系统充电时，控制系统被配置成能够以交替的通断周期操作该第一变换器的第一开关支臂的第一开关，从而使得接通周期期间的充电电流从交通工具外部充电电源，流经第一导电线路、该第一变换器的第一开关支臂的第一开关、与该第二变换器的第一开关支臂的第一开关相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管、第二导电线路、第一电感器，返回到该交通工具外部充电电源，同时绕过该电气储存系统，并且使得关断周期期间的充电电流从该电气储存系统的负极，流经与第二变换器的第一开关支臂的第一开关相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管、第二导电线路、第一电感器、交通工具外部充电电源、第一导电线路、与第一变换器的第一开关支臂的第二开关相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管，流到该电气储存系统的正极。交通工具电气系统在电压升压模式下的操作使得系统在充电电压水平方面更加灵活。
在一些示例性实施方式中，当交通工具外部充电电源为用于在电压升压模式下对该电气储存系统充电的AC时，该控制系统选择性地控制该第一变换器的第一开关支臂和该第二变换器的第一开关支臂的操作，从而使得电流流动在以下两种状态之间交替：在第一供应电压极性状态期间，电流流经该第一变换器的第一开关支臂的第一开关以用于给该电气储存系统充电，以及在第二供应电压极性状态期间，电流流经该第二变换器的第一开关支臂的第一开关以用于给该电气储存系统充电。因此，AC电源的正负极性相位都可用于交通工具电气系统的有效充电。
在一些示例性实施方式中，该交通工具电气系统还包括：第一电源开关，其布置在该第一导电线路和第二导电线路中的一者上，并被配置成用于选择性地断开和闭合第一导电线路或第二导电线路；以及降压开关，其操作地连接至该第一导电线路和第二导电线路，并被配置成用于选择性地断开和闭合第一导电线路或第二导电线路之间的连接，其中，该第一电源开关、该降压开关和该第一电感器布置成当该第一电源开关处于断开状态时，允许电流经由该降压开关和该第一电感器在该第一导电线路的一部分与该第二导电线路的一部分之间流动。在电压降压模式下操作交通工具电气系统的可能性使得系统在充电电压水平方面更加灵活。
在一些示例性实施方式中，控制系统操作地联接至第一电源开关和降压开关，并被配置成用于控制其操作。通常需要对变换器、电源开关和降压开关进行一定程度的联合(协同)控制。因此，通过使控制系统也控制供电开关和降压开关的操作，实现了更具成本效益的系统。
在一些示例性实施方式中，当控制系统被配置成用于在电压降压模式下使用从交通工具外部充电电源提供的电能对电气储存系统充电时，控制系统被配置成同步并以交替的通断周期操作第一电源开关和降压开关。由此，实现了直接且易于实现的降压解决方案，该方案也可以在不改变变换器和/或电力机器或者对其进行定制的情况下实现。
在一些示例性实施方式中，当控制系统被配置成用于在电压降压模式下使用从交通工具外部充电电源提供的电能对电气储存系统充电时，控制系统被配置成当降压开关被设置为断开状态时将第一电源开关设置为闭合状态，并且当降压开关被设置为闭合状态时将第一电源开关设置为断开状态。由此，实现了直接且易于实现的降压解决方案，该方案也可以在不改变变换器和/或电力机器或者对其进行定制的情况下实现。
在一些示例性实施方式中，当控制系统被配置成用于在电压降压模式下使用从交通工具外部充电电源提供的电能对电气储存系统充电时，控制系统被配置成将第一变换器和第二变换器的所有开关都保持处于断开状态。由此，实现了直接且易于实现的降压解决方案，该方案也可以在不改变变换器和/或电力机器或者对其进行定制的情况下实现。
在一些示例性实施方式中，当该控制系统被配置成用于在电压降压模式下使用从该交通工具外部充电电源供应的电能对该电气储存系统充电时，该控制系统被配置成能够操作该第一电源开关和该降压开关，使得在该电源开关接通周期期间的充电电流从该电气储存系统的负极，流经与第二变换器的第一开关支臂的第一开关相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管、第二导电线路、第一电感器、交通工具外部充电电源、第一导电线路、与第一变换器的第一开关支臂的第二开关相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管，流到该电气储存系统的正极。由此，实现了直接且易于实现的降压解决方案，该方案也可以在不改变变换器和/或电力机器的设计或结构或者对其进行定制的情况下实现。
在一些示例性实施方式中，当控制系统被配置成用于在电压降压模式下使用从交通工具外部充电电源提供的电能对电气储存系统充电时，控制系统被配置成能够操作该第一电源开关和该降压开关，使得在降压开关的接通周期期间的充电电流从该电气储存系统的负极，流经与第二变换器的第一开关支臂的第一开关相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管、第二导电线路、第一电感器、降压开关、第一导电线路、与第一变换器的第一开关支臂的第二开关相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管，流到该电气储存系统的正极。由此，实现了直接且易于实现的降压解决方案，该方案也可以在不改变变换器和/或电力机器的设计或结构或者对其进行定制的情况下实现。
在一些示例性实施方式中，当控制系统被配置成用于在电压降压模式下使用从交通工具外部充电电源提供的AC电能对电气储存系统充电时，控制系统被配置成能够操作该第一电源开关和该降压开关，使得充电电流在以下两种状态之间交替：流过与该第一变换器的第一开关支臂的第二开关相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管和与该第二变换器的第一开关支臂的第一开关相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管，以用于在第一供应电压极性状态期间给该电气储存系统充电；以及流过与该第二变换器的第一开关支臂的第二开关相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管和与该第一变换器的第一开关支臂的第一开关相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管，以用于在第二供应电压极性状态期间给该电气储存系统充电。由此，实现了直接且易于实现的降压解决方案，该方案也可以在不改变变换器和/或电力机器的设计或结构或者对其进行定制的情况下实现。
在一些示例性实施方式中，当控制系统被配置成用于在电压升压模式下使用从交通工具外部充电电源提供的电能对电气储存系统充电时，控制系统被配置成用于通过以交替的通断周期操作该第一变换器的第一开关支臂的第一开关来控制该第一变换器和第二变换器的开关的操作，同时控制该第一变换器和第二变换器的其他开关保持处于断开状态，以用于防止充电电流经过该第一多相电力机器和第二多相电力机器的定子绕组中的任一者。
在一些示例性实施方式中，当控制系统被配置成用于在电压降压模式下使用从交通工具外部充电电源提供的电能对电气储存系统充电时，控制系统被配置成用于通过将该第一变换器和第二变换器的所有开关保持处于断开状态来控制该第一变换器和第二变换器的开关的操作，以用于防止充电电流经过该第一多相电力机器和第二多相电力机器的定子绕组中的任一者。
在一些示例性实施方式中，该交通工具电气系统还包括具有多个定子绕组的第三多相电力机器、连接至该电气储存系统并连接至该第三多相电力机器的第三变换器，其中，该第三变换器具有多个带有开关的开关支臂、将该端子的第三极与该第三变换器的第一开关支臂连接的第三导电线路、布置在该第二导电线路中的第二电感器、布置在该第三导电线路中的第三电感器，其中，该第一电感器布置在该第一导电线路中，并且其中，该控制系统操作地联接至该第一变换器、第二变换器和第三变换器中的每一个，并且被配置成用于控制该第一变换器、第二变换器和第三变换器的开关的操作，以用于防止充电电流在从该交通工具外部充电电源对该电气储存系统进行三相充电期间经过第一多相电力机器、第二多相电力机器和第三多相电力机器的定子绕组中的任一者。用于电气储存系统充电的三相AC通常比单相AC充电快得多且功率更大。
在一些示例性实施方式中，第一电源开关和降压开关位于与第一变换器和第二变换器分开的公共电路板上。因此，可以实现交通工具电气系统的更经济的实现方式，因为不需要或仅很少需要修改变换器和/或电力机器。
在一些示例性实施方式中，端子被配置成用于接收来自交通工具外部充电电源的单相AC，其中，交通工具电气系统包括第一电源开关和第二电源开关，第一电源开关布置在第一导电线路中并被配置成用于选择性地断开和闭合第一导电线路，第二电源开关布置在第二导电线路中并被配置成用于选择性地断开和闭合第二导电线路。两个电源开关，一个用于单相AC的相线，一个用于单相AC的中性线，这提供了更多安全措施以防止意外短路等。
可替代地，在一些示例性实施方式中，端子被配置成用于接收来自交通工具外部充电电源的三相AC，其中，交通工具电气系统包括第一电源开关、第二电源开关和第三电源开关，第一电源开关布置在第一导电线路中并被配置成用于选择性地断开和闭合第一导电线路，第二电源开关布置在第二导电线路中并被配置成用于选择性地断开和闭合第二导电线路，第三电源开关布置在第三导电线路中并被配置成用于选择性地断开和闭合第三导电线路。三个电源开关，各自对应三相AC电源的其中一相，这提供了更多的安全性以防止意外短路等。
在一些示例性实施方式中，第一导电线路附接至第一开关支臂或附接至将第一开关支臂与第一多相电力机器的定子绕组连接的导电线路，并且第二导电线路附接至第二开关支臂或附接至将第二开关支臂与第二多相电力机器的定子绕组连接的导电线路。
在一些示例性实施方式中，该第一导电线路连接至第一变换器，或者第一多相电力机器，或将该第一变换器与该第一多相电力机器操作地连接的中间元件，使得经由该第一导电线路供应的充电电流可以到达该第一变换器而不经过该第一多相电力机器的定子绕组，并且其中，该第二导电线路连接至第二变换器，或者第二多相电力机器，或将该第二变换器与该第二多相电力机器操作地连接的中间元件，使得经由该第二导电线路供应的充电电流可以到达该第二变换器而不经过该第二多相电力机器的定子绕组。
在一些示例性实施方式中，第一电感器是与第一多相电力机器和第二多相电力机器分开的单独的元件。
在一些示例性实施方式中，第一导电线路被配置成连接至单相AC电源的相线，第并且二导电线路被配置成连接至单相AC电源的中性线。
在一些示例性实施方式中，该方法还包括，当在电压升压模式下使用从交通工具外部充电电源提供的电能对电气储存系统充电时，以交替的通断周期操作该第一变换器的第一开关支臂的第一开关，从而使得接通周期期间的充电电流从交通工具外部充电电源，流经第一导电线路、该第一变换器的第一开关支臂的第一开关、与该第二变换器的第一开关支臂的第一开关相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管、第二导电线路、第一电感器，返回到该交通工具外部充电电源，同时绕过该电气储存系统，并且使得关断周期期间的充电电流从该电气储存系统的负极，流经与第二变换器的第一开关支臂的第一开关相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管、第二导电线路、第一电感器、交通工具外部充电电源、第一导电线路、与第一变换器的第一开关支臂的第二开关相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管，流到该电气储存系统的正极。升压模式下的交通工具电气系统的操作提供了更灵活的系统以及更广阔的应用领域。
在一些示例性实施方式中，该方法还包括：提供第一电源开关，其在该第一导电线路和第二导电线路中的一者上，并被配置成用于选择性地断开和闭合第一导电线路或第二导电线路；以及提供降压开关，其操作地连接至该第一导电线路和第二导电线路，并被配置成用于选择性地断开和闭合第一导电线路或第二导电线路之间的连接，其中，该第一电源开关、该降压开关和该第一电感器布置成当该第一电源开关处于断开状态时，允许电流经由该降压开关和该第一电感器在该第一导电线路和第二导电线路之间流动。降压模式下的汽车电气系统的操作提供了更灵活的系统以及更广阔的应用领域。
在一些示例性实施方式中，该方法还包括通过操作第一电源开关和降压开关，在电压降压模式下使用从交通工具外部充电电源提供的电能对电气储存系统充电，使得在该电源开关接通周期期间的充电电流从该电气储存系统的负极，流经与第二变换器的第一开关支臂的第一开关相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管、第二导电线路、第一电感器、交通工具外部充电电源、第一导电线路、与第一变换器的第一开关支臂的第二开关相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管，流到该电气储存系统的正极，并且使得在降压开关的接通周期期间的充电电流从该电气储存系统的负极，流经与第二变换器的第一开关支臂的第一开关相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管、第二导电线路、第一电感器、降压开关、第一导电线路、与第一变换器的第一开关支臂的第二开关相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管，流到该电气储存系统的正极。降压模式下的汽车电气系统的操作提供了更灵活的系统以及更广阔的应用领域。
在一些示例性实施方式中，该方法还包括通过同步并以交替的通断周期操作第一电源开关和降压开关，在电压降压模式下使用从交通工具外部充电电源提供的电能对电气储存系统充电。降压模式下的汽车电气系统的操作提供了更灵活的系统以及更广阔的应用领域。
在一些示例性实施方式中，该方法还包括通过当降压开关被设置为断开状态时将第一电源开关设置为闭合状态，并且反之亦然，在电压降压模式下使用从交通工具外部充电电源提供的电能对电气储存系统充电。降压模式下的汽车电气系统的操作提供了更灵活的系统以及更广阔的应用领域。
在一些示例性实施方式中，该方法还包括通过将第一变换器和第二变换器的所有开关都保持处于断开状态，在电压降压模式下使用从交通工具外部充电电源提供的电能对电气储存系统充电。降压模式下的汽车电气系统的操作提供了更灵活的系统以及更广阔的应用领域。
在一些示例性实施方式中，该方法还包括从交通工具外部充电电源供应单相AC，以及控制第一电源开关和降压开关的操作，从而使得电压降压模式下的充电电流在以下两种状态之间交替：流过与该第一变换器的第一开关支臂的第二开关相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管和与该第二变换器的第一开关支臂的第一开关相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管，以用于在第一供应电压极性状态期间给该电气储存系统充电；以及流过与该第二变换器的第一开关支臂的第二开关相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管和与该第一变换器的第一开关支臂的第一开关相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管，以用于在第二供应电压极性状态期间给该电气储存系统充电。降压模式下的汽车电气系统的操作提供了更灵活的系统以及更广阔的应用领域。
在一些示例性实施方式中，该方法还包括：在电压升压模式下使用从该交通工具外部充电电源提供的电能对该电气储存系统充电；通过以交替的通断周期操作该第一变换器的第一开关支臂的第一开关来控制该第一变换器和第二变换器的开关的操作，同时控制该第一变换器和第二变换器的其他开关保持处于断开状态，以用于防止充电电流经过该第一多相电力机器和第二多相电力机器的定子绕组中的任一者。
在一些示例性实施方式中，该方法还包括：在电压降压模式下使用从该交通工具外部充电电源提供的电能对该电气储存系统充电；通过将该第一变换器和第二变换器的所有开关保持处于断开状态来控制该第一变换器和第二变换器的开关的操作，以用于防止充电电流经过该第一多相电力机器和第二多相电力机器的定子绕组中的任一者。
在一些示例性实施方式中，该方法还包括：将第三变换器连接至具有多个定子绕组的第三多相电力机器并且连接至该电气储存系统，其中，该第三变换器具有多个带有开关的开关支臂；通过第三导电线路将端子的第三极与该第三变换器的第一开关支臂连接；在该第一导电线路中提供该第一电感器；在该第二导电线路中提供第二电感器；在该第三导电线路中提供第三电感器；将具有多个极的该端子连接至被配置成用于供应三相AC的交通工具外部充电电源；以及控制该第一变换器、第二变换器和第三变换器的开关的操作，以用于在将电荷从该交通工具外部充电电源转移到该电气储存系统期间防止充电电流经过该第一多相电力机器、第二多相电力机器和第三多相电力机器的定子绕组中的任一者。
三相充电电源通常会显著提高充电速度，并减少供电电网中单独电缆和熔断器的负载。
当研究所附权利要求和以下描述时，本发明的其他特征和优点将变得明显。本领域技术人员意识到，在不脱离本公开内容的范围的情况下，本公开内容的不同特征可组合以创建除上文和下文中明确描述的实施例之外的实施例。
附图说明
下面将参照附图详细地描述本公开内容，在附图中，
图1示意性地示出了插电式车辆的侧视图，
图2示意性地示出了根据本公开内容的车辆电气系统的第一示例性实施例，
图3a-3d示意性地示出了对于单相AC电源的两个极性，图2的车辆电气系统在升压模式下的功能，
图4示意性地示出了根据本公开内容的车辆电气系统的又一示例性实施例，
图5a-5d示意性地示出了对于单相AC电源的两个极性，图4的车辆电气系统在降压模式下的功能，
图6示意性地示出了根据本公开内容的车辆电气系统的又一示例性实施例，
图7示意性地示出了根据本公开内容的被配置成用于用三相AC充电的车辆电气系统的又一示例性实施例，
图8示意性地示出了根据本公开内容的车辆电气系统的又一示例性实施例，
图9示意性地示出了用于对电气储存系统充电的方法的基本方法步骤。
具体实施方式
下面将结合附图描述本公开内容的各个方面，以例示而非限制本公开内容，其中，类似的附图标记表示类似的元件，且所描述的方面的变型不限于具体示出的实施例，而是能够应用于本公开内容的其他变型。
根据本公开内容的交通工具电气系统被配置成实施于混合动力车辆或全电动车辆(例如汽车)中。
图1示意性地示出了可以用该交通工具电气系统实现的示例类型的车辆1的侧视图。电动车辆1在此以具有前轮2a、后轮2b、乘客舱3、行李舱4和车辆动力系的汽车的形式示出，车辆动力系包括至少两个电动推进马达5a、5b，诸如两个多相AC马达或两个DC马达。
车辆动力系5还包括用于车辆推进的电气储存系统6，例如电池或电池和电容器的组合。如果电动汽车是插电式车辆，即被配置成用于通过来自外部电网的电能对电气储存系统充电，那么该汽车可以额外包括例如端子7，该端子7被配置成用于接收用于对电气储存系统充电的外部充电连接器。可以从车辆1的外部有利地接近端子7。
车辆动力系5可额外包括例如内燃机或燃料电池。
在常规解决方案中，通常将单独的车载充电器(OBC)用于对车辆的电气储存系统充电。常规的OBC通常连接至用于与电网连接的端子，并且连接至电气储存系统，以用于在例如车辆停放期间用来自电网的电力对电气储存系统充电。OBC通常包括整流器，以用于在用DC对电气储存系统充电之前提供所供应的单相AC的AC/DC转换。然而，对于根据本公开内容的电气系统，OBC可以省略，并且通过将第一变换器9a和第二变换器9b也用于使用来自电网的电能即来自车辆外部充电电源的电能对电气储存系统6充电，通常仅用于对电力机器5a、5b和车辆制动再生供电的第一变换器和第二变换器在此而具有双重功能。
因此，参照示出根据本公开内容的车辆电气系统的第一示例性实施例的图2，车辆电气系统可包括车辆车载电气储存系统6、具有多个定子绕组8的第一多相电力机器5a、连接至电气储存系统6并且连接至第一多相电力机器5a的第一变换器9a，其中，第一变换器9a具有多个开关支臂10、11、12，该多个开关支臂10、11、12带有开关10a、10b、11a、11b、12a、12b。
车辆电气系统还包括具有多个定子绕组13的第二多相电力机器5b、连接至电气储存系统6并连接至第二多相电力机器5b的第二变换器9b，其中，第二变换器9b具有多个带有开关14a、14b的开关支臂14、15、16。
该车辆电气系统还包括具有多个极并被配置成用于从车辆外部充电电源17接收单相AC或多相AC或DC的端子7、将端子7的第一极与第一变换器9a的第一开关支臂10连接的第一导电线路18、将端子7的第二极与第二变换器9b的第一开关支臂14连接的第二导电线路19、以及布置在第一导电线路18和第二导电线路19中的一者上的第一电感器20。
车辆电气系统还包括控制系统21，控制系统21操作地联接至第一变换器9a和第二变换器9b，并且被配置成用于控制第一变换器9a和第二变换器9b的开关的操作，以用于在将电荷从车辆外部充电电源17转移到电气储存系统6期间防止充电电流经过第一多相电力机器5a和第二多相电力机器5b的定子绕组8、13中的任一者。
因此，第一电感器20是与第一多相电力机器5a和第二多相电力机器5b分开的单独的元件。
电气储存系统6可以包括由例如锂离子电池单元、锂硫电池单元或固态电池单元等构成的高压电池。高压电池可以例如具有100V-1500V范围内的额定电压水平。以kWh为单位的电池容量取决于诸如车辆是否是具有额外动力源(例如内燃机)的混合动力车辆、或者车辆是否是纯电动汽车、以及期望的操作范围等因素。容量例如可以是约10-150kWh。
然而，在诸如例如所谓的“轻混”系统的某些应用中，电气储存系统6可包括例如约24V-59V，特别是24V或48V的电池标称输出电压。
第一多相电力机器5a和第二多相电力机器5b例如可以是三相、五相或七相电力机器等。例如，三相电力机器可以有三个定子绕组，各绕组分成两半并布置在定子中的相对侧。然后三个定子绕组可以彼此相隔120度设置，并且各定子绕组然后可以被认为具有两个磁极，即三相两极电力机器。然而，定子绕组也可以可替代地分成四个部分，其中各部分彼此相隔90度移位。此种定子绕组被认为有四个极，即为三相四极电力机器。其他定子绕组布置也是可能的，例如六极布置等。
第一电力机器5a和第二电力机器5b例如可以是永磁同步马达或AC感应马达或开关磁阻马达。
在参考图2描述的示例性实施例中，第一变换器9a和第二变换器9b中的每一个具有三个开关支臂，即第一开关支臂10、14、第二开关支臂11、15和第三开关支臂12、16，它们都并联连接。第一变换器9a和第二变换器9b的开关支臂10、11、12、14、15、16中的每一个被从电气储存系统6供应直流，然后控制系统可以控制开关以执行变换器开关10a、10b、11a、11b、12a、12b、14a、14b的适当的开关操作，以用于给第一电力机器5a和第二电力机器5b的定子绕组8、13提供具有或多或少的三相正弦操作特性的移相输出电压。
各个开关支臂10、11、12、14、15、16可以具有两个开关，例如第一开关10a、11a、12a、14a和第二开关10b、11b、12b、14b。第一电力机器5a和第二电力机器5b的第一定子绕组8、13可分别在第一变换器9a和第二变换器9b的第一开关10a、14a和第二开关10b、14b之间连接至第一开关支臂10、14。类似地，第一电力机器5a和第二电力机器5b的第二定子绕组8、13可分别在第一变换器9a和第二变换器9b的第一开关和第二开关11a、11b之间连接至第二开关支臂11、15。最后，第一电力机器5a和第二电力机器5b的第三定子绕组8、13可分别在第一变换器9a和第二变换器9b的第一开关和第二开关12a、12b之间连接至第三开关支臂12、14。
然而，在本申请的范围内，其他变换器设计也是可行的。
开关10a、10b、11a、11b、12a、12b、14a、14b例如可以是用于控制第一多相电力机器和第二多相电力机器的转矩和/或速度的功率晶体管。例如，开关可以是绝缘栅双极晶体管(IGBT)或MOSFET。
第一变换器9a和第二变换器9b的开关10a、10b、11a、11b、12a、12b、14a、14b中的每一个都设有并联连接的反向二极管10c、10d、14c、14d，也称为续流二极管、体二极管或吸收二极管。反向二极管例如可以是本征二极管，即反向二极管功能。例如，MOSTFET型晶体管由于其设计和结构，通常包括本征反向二极管功能。然而，一些IGBT通常不具有这种本征反向二极管，然后可以改为设有非本征反向二极管，即与晶体管分开并与晶体管并联连接的物理上独立的二极管。此外，MOSFET晶体管也可以设有非本征反向二极管。需要反向二极管以用于避免当切换电感性负载时可能在晶体管上积累大的负电压的情况，因为电感性负载通常在负电流变化期间产生大的负电压，从而可能破坏晶体管。
例如，如图2中示意性地示出的，端子7可以具有三个极，例如相极、中性极和地极，以用于给车辆提供单相AC。例如，第一导电线路18可以连接至端子7的相极，并且第二导电线路19可以连接至端子7的中性极。可以提供用于在车辆外部充电电源17和车辆电气系统之间进行通信的一些额外的极。接地极可以连接至车辆的接地点22，例如金属底盘等。或者，端子7可以例如具有五个极，例如第一相极、第二相极、第三相极、中性极和地极。
用于将端子7与第一变换器9a和第二变换器9b连接的第一导电线路18和第二导电线路19可以由单个导体或多个互连的导体组成。
如图2中示意性地示出的，控制系统21可以例如由单个电子控制单元(ECU)组成，或者可替代地由具有多个互连的控制单元的分布式控制系统组成，例如第一变换器控制单元和第二变换器控制单元，各变换器控制单元由公共的动力系控制单元控制。
控制单元21被配置成用于控制第一变换器9a和第二变换器9b的开关10a、10b、11a、11b、12a、12b、14a、14b的操作，以用于在将电荷从车辆外部充电电源17转移到电气储存系统6期间防止充电电流经过第一多相电力机器5a和第二多相电力机器5b的定子绕组8、13中的任一者。这是通过适当地断开和闭合各第一桥臂10、14，即连接至第一导电线路18和第二导电线路19的开关支臂10、14的第一开关10a、14a来实现的。
尽管控制单元21被配置成用于控制所述开关10a、10b、11a、11b、12a、12b、14a、14b的操作，以用于防止所述充电电流经过所述定子绕组8、13中的任一者，但在某些操作条件下，相对小的充电电流实际上可能仍会经过所述定子绕组8、13中的一些。例如，在电气储存系统实际充电的时间段内，即，当变换器9a、9b的所有的所述开关10a、10b、11a、11b、12a、12b、14a、14b处于断开状态，并且由第一导电线路或第二导电线路18、19输送的充电电流主要经过第一开关支臂10、14的反向二极管10d、14c、14d、10c时，取决于极性，小电流可能同时流过第一导电线路或第二导电线路18、19并流过第一电力机器或第二电力机器5a、5b的定子绕组，以及通过变换器9a、9b的第二开关支臂和/或第三开关支臂的反向二极管。然而，由于所述定子绕组的阻抗，该小电流通常要小得多，因此在此被视为实际上不存在。
因此，通过将DC电源或单相AC电源的一个极连接至第一变换器的第一开关支臂，以及将DC电源或单相AC电源的另一极连接至第二变换器的第一开关支臂，其中，第一变换器和第二变换器都连接至公共的车载电气储存系统，所述公共的车载电气储存系统的充电可以在充电电流不经过第一电力机器和第二电力机器的定子绕组的情况下完成，同时使用变换器既驱动电机又对车载电气储存系统充电。
如上所述，第一导电线路18将端子7与第一变换器9a的第一开关支臂10连接，并且第二导电线路19将端子7与第二变换器9b的第一开关支臂14连接。特别地，第一导电线路18在第一变换器9a的第一开关支臂10的第一开关10a和第二开关10b之间的位置处将端子7与第一变换器9a的第一开关支臂10连接，并且第二导电线路19在第二变换器9b的第一开关支臂14的第一开关和第二开关14a、14b之间的位置处将端子7与第二变换器9b的第一开关支臂14连接。
此外，第一导电线路18和第二导电线路19可以分别直接附接至第一开关支臂10、14，或者通过另一导体间接连接至第一开关支臂10、14。换言之，第一导电线路18可以附接至第一变换器9a的第一开关支臂10，或者附接至将第一开关支臂10与第一多相电力机器5a的定子绕组8连接的第一导电线路24，并且第二导电线路19可以附接至第二变换器9b的第一开关支臂14，或者附接至将第一开关支臂14与第二多相电力机器5b的定子绕组13连接的第二导电线路25。
换言之，第一导电线路24可被视为对应于将第一变换器9a的第一开关支臂10与第一多相电力机器5a的定子绕组8操作地连接的中间元件，并且第二导电线路25可被视为对应于将第二变换器9b的第一开关支臂14与第二多相电力机器的定子绕组13操作地连接的中间元件。
此外，第一导电线路18可以在位于第一变换器9a的壳体外部和第一电机5a的壳体外部的第一连接点26处连接至第一开关支臂10或第一导电线路24，因为由此可以使用常规的、现成的变换器，从而避免了定制设计的需要，并因此能够降低成本。这同样适用于第二导电线路19，第二导电线路19可以在位于第二变换器9b的壳体外部和第二电机5b的壳体外部的第二连接点27处附接至第一开关支臂14或第二导电线路24。
第一电机5a和第二电机5b中的每一个的多个定子绕组可以例如布置成具有公共中性点29的星形连接，如图2所示，或者布置成三角形连接等。
外部充电连接器23连接至车辆外部充电电源17，即外部电网17，例如单相AC电源或DC电源。
通过布置在第一导电线路18和第二导电线路19中的一者上的第一电感器20，可以实现电源电压的电压升压转换。例如，这在电气储存系统的电压水平高于AC电源的峰值电压或高于DC电源电压时是有用的。例如，如果没有电压升压转换(通常也称为增压转换)，那么不可能通过230V或120V的AC电网电源对400V的电池充电。通过第一电感器20组合第一变换器9a和第二变换器9b的开关的适当的开关控制，以及组合例如适当的脉宽调制等来实现电压升压转换，以用于获得期望的充电电压水平。
下面将参考图3a到图3d来说明当与单相AC连接并被用其供电时车辆电气系统在电压升压模式下的操作，图3a示出了在第一供应电压极性状态下的开关接通周期期间的充电电流路径，图3b示出了在第一供应电压极性状态下的开关关断周期期间的充电电流路径，图3c示出了在第二供应电压极性状态下的开关接通周期期间的充电电流路径，并且图3d示出了在第二供应电压极性状态下的开关关断周期期间的充电电流路径。
具体而言，参照图3a和图3b，当控制系统21被配置成用于在电压升压模式下使用从车辆外部充电电源17提供的电能对电气储存系统6充电时，控制系统21被配置成能够以交替的通断周期操作第一变换器9a的第一开关支臂10的第一开关1a，使得第一开关10a的接通周期期间的充电电流从车辆外部充电电源17，流经第一导电线路18和相关联的第一电感器20、该第一变换器9a的第一开关支臂10的第一开关10a、与该第二变换器9b的第一开关支臂14的第一开关14a相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管14c、第二导电线路19，返回到车辆外部充电电源17，同时绕过电气储存系统6。
上面列出的电气部件的连续顺序不是排他性的，可以在不偏离由独立权利要求所限定的公开内容的情况下改变这种顺序。例如，可替代地，第一电感器可布置在第二导电线路19内。这适用于本公开内容中描述的所有实施例。
在接通周期期间，第一开关10a处于闭合状态，即导电状态，从而导致流过第一电感器20的充电电流增大，使得能量开始在第一电感器20中累积。尤其，当经过第一电感器20的电流缓升时，产生电动势(emf)，其作用以对抗电流的增大。因此，为了在第一电感器20中形成电流，必须由车辆外部充电电源17对抗该电动势做功。第一电感器20的累积能量实际上根据由流过第一电感器20的电流产生的增强的磁场进行储存。
在随后的关断周期期间，第一开关10a处于断开状态，即非导电状态。结果，来自车辆外部充电电源17的充电电压与第一电感器20中储存的能量组合且协作，从而将总可用充电电压增大到超过电气储存系统6的电压水平。
特别地，在关断周期期间，第一开关10a断开，并且对由第一电感器20产生的电流提供的唯一路径是经过第一变换器9a的第二开关10b的反向二极管10d和电气储存系统6。这导致当经过电感器20的电流缓升并且其相关联的磁场缩灭时，在接通周期期间累积的能量转移回电路和电气储存系统6之中。
换言之，在关断周期期间，充电电流从电气储存系统6的负极，流经与第二变换器9b的第一开关支臂14的第一开关14a相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管14c、第二导电线路19、车辆外部充电电源17、包括第一电感器20的第一导电线路、与第一变换器9a的第一开关支臂10的第二开关10b相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管10d，并且流到电气储存系统的正极，从而导致对电气储存系统6充电。
接通周期与供应电压极性状态的总周期之间的比率，即第一开关“接通”期间的换相周期T的分数，称为负载率，并且范围在0(第一开关从不接通)和1(第一开关始终接通)之间。因此，控制单元控制第一开关10a的脉宽调制。
在升压模式下的操作期间，对电气储存系统6供应的充电电压始终高于车辆外部充电电源17处的输入电压。此外，随着负载率(duty cycle)从0到1，对电气储存系统6供应的充电电压的水平增大。
显然，第一变换器9a和第二变换器9b的其他开关应被控制以在上述升压模式期间保持处于断开状态。
上面参考图3a和3b说明的车辆电气系统的操作条件适用于单相AC车辆外部充电电源17的第一供应电压极性状态，即，在电流沿由车辆外部充电电源17提供的交流电的一个方向流动的短时间周期期间。例如，对于50Hz AC电源，该时间周期为10ms。
下面参照图3c和3d更详细地描述在随后的短时间周期期间，当单相AC车辆外部充电电源17在第二供应电压极性状态下操作时，即在电流暂时改变方向并沿相反方向流动的短时间周期期间，车辆电气系统的操作条件。
具体地说，控制系统21被配置成用于也在随后的第二供应电压极性状态期间，在电压升高模式下使用从车辆外部充电电源17供应的电能对电气储存系统6充电。
因此，控制系统21被配置成能够以交替的通断周期操作第二变换器9b的第一开关支臂14的第一开关14a，使得第一开关10a的接通周期期间的充电电流从车辆外部充电电源17，流经第二导电线路19、该第二变换器9b的第一开关支臂14的第一开关14a、与该第一变换器9b的第一开关支臂10的第一开关10a相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管10c、第一导电线路19和相关联的第一电感器20，返回到车辆外部充电电源17，同时绕过电气储存系统6，如图3c所示。
类似地，在第一开关14a的所述接通周期期间，能量开始在第一电感器20中累积，并且在随后的关断周期期间的开始时第一开关14a断开之后，流经电感器20的电流缓降，并且其相关联的磁场缩灭以形成电压源。来自车辆外部充电电源17的充电电压与第一电感器20中储存的能量组合且协作，从而将总可用充电电压增大到超过电气储存系统6的电压水平。
由于第一开关14a在关断周期期间处于断开状态，所以为由车辆外部充电电源17和第一电感器20产生的组合充电电流提供的唯一路径是经过第二变换器9b的第二开关14b的反向二极管14d和电气储存系统6。这导致在接通周期期间累积的能量被转移回电路和电气储存系统6中。
因此，如图3d所示，在关断周期期间，充电电流将从电气储存系统6的负极流出，流经与第一变换器9a的第一开关支臂10的第一开关10a相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管10c、包括第一电感器20的第一导电线路、车辆外部充电电源17、第二导电线路19、与第二变换器9b的第二开关支臂14的第二开关14b相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管14d，流到电气储存系统6的正极，从而导致对电气储存系统6充电。
因此，当车辆外部充电电源17为用于在电压升压模式下对电气储存系统充电的单相AC时，控制系统21选择性地控制第一变换器9a的第一开关支臂10和第二变换器9b的第一开关支臂14的操作，从而使得电流流动在以下两种状态之间交替：在第一供应电压极性状态期间电流流经第一变换器9a的第一开关支臂10的第一开关10a以用于给电气储存系统6充电，以及在第二供应电压极性状态期间电流流经第二变换器9b的第一开关支臂14的第一开关14a以用于给电气储存系统6充电。
在车辆电气系统的某些应用或实现方式中，可能希望不仅升高供应电压水平，而且还希望降低来自车辆外部充电电源17的供应电压水平，也称为减压-增压转换。例如，如果电气储存系统的标称电压水平低于AC单相的峰值电压水平的DC电源电压水平，那么必须降低电压水平。类似地，取决于电气储存系统6的操作温度、充电水平、寿命、充电类型或维护操作等，电气储存系统6有时可能需要比AC单相的峰值电压水平的DC供应电压水平低的充电电压水平、有时高的充电电压水平。下面将参考图4和图5a-5d来说明包括此种电压升压和电压降压能力的车辆电气系统的另一示例性实施例。
具体来说，图4的车辆电气系统可以具有与上面参考图2所描述的相同的设计和功能，但还包括：第一电源开关30，其布置在第一导电线路18和第二导电线路19中的一者上并被配置成选择性地断开和闭合与第一导电线路或第二导电线路18、19相关联的导电路径；以及降压开关31，其操作地连接至第一导电线路18和第二导电线路19，并被配置成选择性地断开和闭合第一导电线路或第二导电线路18、19之间的连接，其中，第一电源开关30、降压开关31和第一电感器20布置成当第一电源开关30处于断开状态时，允许电流经由降压开关31和第一电感器20在第一导电线路18的一部分与第二导电线路19的一部分之间流动。
换言之，降压开关31和第一电感器20布置成当第一电源开关30处于断开状态时，允许电流经由第一导电线路18、第一电感器20、降压开关31和第二导电线路19，在第一变换器9a的第一开关支臂10与第二变换器9b的第一开关支臂14之间流动。
此外，第一电源开关30、降压开关31和第一电感器20还布置成当降压开关31处于断开状态时，允许电流经由第一导电线路18、第一电感器20、第一电源开关30、车辆外部充电电源17和第二导电线路19，在第一变换器9a的第一开关支臂10与第二变换器9b的第一开关支臂14之间流动。
由此，通过对来自车辆外部充电电源17的DC电源和单相AC电源的第一电源开关30和降压开关31进行适当的切换，实现电压降压转换。
第一导电线路18和第二导电线路19内的第一电源开关30、降压开关31和第一电感器20的实现可以以各种方式执行。例如，降压开关31的一个端子在第一联接点32处连接至第一导电线路18，并且降压开关31的另一个端子在第二联接点33处连接至第二导电线路19。第一电感器20在第一联接点32和第一变换器9a的第一开关支臂10之间的位置处布置在第一导电线路18中，或者在第二联接点33和第二变换器9b的第一开关支臂14之间的位置处布置在第二导电线路19中。此外，第一电源开关30在第一联接点32和端子7之间的位置处布置在第一导电线路18中，或者在第二联接点33和端子7之间的位置处布置在第二导电线路19中。
控制系统21可以操作地联接至第一电源开关30和降压开关31，并被配置成用于控制所述开关30、31的操作。
电压升压和降压装置可以使用常规的机架式变换器9a、9b和电力机器5a、5b来实现。因此，将第一电感器20、第一电源开关30和降压开关31布置在与第一变换器9a和第二变换器9b以及与第一电力机器5a和第二电力机器5b分开的公共的相对小的电路板34上可能是有益的。因此，所需的操作功能可以在模块化方法中容易且有成本效益地获得，而不需要专用或定制的变换器9a、9b或电力机器5a、5b。
电路板还可以额外地也包括电网电压监控部分。为了安全起见，并且为了确保满功率因数运行，可以对电网电压进行持续监控。还可以识别电网电压的峰值是大于还是小于期望的充电电压，并相应地控制充电过程，例如通过在电压升压操作和电压降压操作之间切换。
此外，由于充电器和车辆电气系统的双向结构，所公开的车辆电气系统实际上还可以用于车辆到电网的操作，即，用于将电能从车辆的电气储存系统6传输到车辆外部充电电源17，并因此传输到电网，以用于为与电网相关联的电气负载供电。因此，本公开内容的车辆电气系统使得能够使用车辆的电气储存系统6来响应电网的供电峰值。因此，还可以将车辆电气系统用作用于其他静止或非静止应用的应急功率源。
参照图4描述的车辆电气系统在电压升压模式下的操作可以如以上参照图3a-3d描述的那样执行，而仅使第一电源开关30始终处于闭合状态并且降压开关31始终处于断开状态。这对应于图2的电路布局。因此，在此不再重复与图4的车辆电气系统在电压升高模式下的操作有关的细节。
然而，下面将参考图5a-5d详细描述图4的车辆电气系统在电压降压模式下的操作的一个示例性实施例，其中，图5a和5b示出了处于第一供应电压极性状态的车辆电气系统，并且图5c和5d示出了处于第二供应电压极性状态的车辆电气系统。
通常，当控制系统21被配置成用于在电压降压模式下使用从车辆外部充电电源17提供的电能对电气储存系统6充电时，控制系统21被配置成同步并以交替的通断周期操作第一电源开关30和降压开关31。
而且，当控制系统21被配置成用于在电压降压模式下使用从车辆外部充电电源17提供的电能对电气储存系统6充电时，控制系统21被配置成当降压开关31被设置为断开状态时将第一电源开关30设置为闭合状态，并且反之亦然(当降压开关31被设置为闭合状态时将第一电源开关30设置为断开状态)。
更详细地说，参考图5a，当车辆电气系统的控制系统21被配置成用于在第一供应电压极性状态期间在电压降压模式下使用从车辆外部充电电源17提供的电能对电气储存系统6充电时，控制系统21被配置成能够操作第一电源开关30和降压开关31，使得在第一电源开关30接通周期期间的充电电流从电气储存系统6的负极，流经与第二变换器9b的第一开关支臂14的第一开关14a相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管14c、第二导电线路19、车辆外部充电电源17、包括第一电感器20的第一导电线路18、与第一变换器9a的第一开关支臂10的第二开关10b相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管10d，流到电气储存系统6的正极。
在第一电源开关30的所述接通周期期间，充电电流将从零开始并开始增加。然而，第一电感器将响应于增大的充电电流而跨越其(多个)端子产生相反的电压。第一电感器上的该电压降抵消车辆外部充电电源17的电压，并因此降低跨越该电气储存系统6的净电压，使得提供所需的降压电压。随着时间的推移，充电电流的变化率减小，并且跨越第一电感器的电压也减小，由此导致电气储存系统6上的充电电压增大。在此期间，第一电感器以磁场的形式储存能量。
在短时间周期之后，取决于车辆外部充电电源17的电压水平以及电气储存系统6上的期望充电电压水平，第一电源开关30将断开，并且降压开关将闭合，即第一电源开关30的接通周期结束，并且降压开关的接通周期开始。
因此，如图5b所例示的，当控制系统21被配置成用于在电压降压模式下使用从车辆外部充电电源17提供的电能对电气储存系统6充电时，控制系统21被配置成能够操作第一电源开关30和降压开关31，使得在降压开关31接通周期期间的充电电流从电气储存系统6的负极，流经与第二变换器9b的第一开关支臂14的第一开关14a相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管14c、第二导电线路19、处于不闭合状态的降压开关31、包括第一电感器20的第一导电线路18、与第一变换器9a的第一开关支臂10的第二开关10b相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管10d，流到电气储存系统6的正极。
换言之，当第一电源开关30断开并且降压开关31闭合时，外部电压源17将从充电电路断开，并且充电电流将开始减小。然而，减小的电流将跨第一电感器产生电压降，该电压降是由电感器磁场中储存能量的减弱引起，这使得第一电感器成为驱动持续充电电流的电流源。随着时间的推移，第一电感的电压降变小，且充电电流减弱。
因此，例如通过第一电源开关30的适当的脉宽调制而实现的第一电源开关30的负载率决定所得到的充电电压水平。
分别参照图5a和5b描述的两个降压切换状态都是在使车辆外部充电电源17供应具有相关供应电压极性状态的电功率(例如DC电源)的情况下执行的。然而，由于降压开关操作仅涉及第一电源开关30和降压开关31的适当切换，而第一变换器9a和第二变换器9b的所有开关都可以处于始终断开状态，因此图5a和5b所示的上述切换操作适用于两个供应电压极性状态。
因此，当控制系统21被配置成用于在电压降压模式下使用从车辆外部充电电源17提供的AC电能对电气储存系统6充电时，控制系统21被配置成能够操作该第一电源开关30和该降压开关31，使得充电电流在以下两种状态之间交替：流过与第一变换器9a的第一开关支臂10的第二开关10b相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管10d和与第二变换器9b的第一开关支臂14的第一开关14a相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管14c，以用于在第一供应电压极性状态期间给该电气储存系统充电；以及流过与该第二变换器9b的第一开关支臂14的第二开关14b相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管14d和与该第一变换器9a的第一开关支臂10的第一开关10a相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管10c，以用于在第二供应电压极性状态期间给该电气储存系统6充电。
显然，当控制系统21被配置成用于在电压降压模式下使用从车辆外部充电电源17提供的电能对电气储存系统6充电时，控制系统21被配置成将第一变换器9a和第二变换器9b的所有开关都保持处于断开状态，即，非导通状态。
可以对车辆电气系统的原理设计进行许多微小的修改。例如，参照图6，车辆电气系统可额外包括第二电感器35，其中，第一电感器20布置在第一导电线路18和第二导电线路19中的一个中，并且第二电感器35布置在第一导电线路18和第二导电线路19中的另一个中。而且，车辆电气系统可额外包括第二电源开关36，其中，第一电源开关30布置在第一导电线路18和第二导电线路19中的一个中，并且第二电源开关36布置在第一导电线路18和第二导电线路19中的另一个中。具体而言，第二电源开关30可以在第一联接点32和端子7之间的位置处布置在第一导电线路18中，或者在第二联接点33和端子7之间的位置处布置在第二导电线路19中。
因此，根据一些示例性实施例，端子7被配置成用于接收来自车辆外部充电电源17的单相AC，其中，车辆电气系统包括第一电源开关30和第二电源开关36，第一电源开关30布置在第一导电线路18中并被配置成用于选择性地断开和闭合第一导电线路18，第二电源开关36布置在第二导电线路19中并被配置成用于选择性地断开和闭合第二导电线路19。第一电源开关和第二电源开关30、36的断开和闭合优选为(但并非严格必须如此)同步且相同的，即同时断开和闭合。
上述车辆电气系统的示例性实施例被配置成被从车辆外部充电电源17提供DC或单相AC，以用于给电气储存系统6充电。然而，在某些应用中，可能希望用来自车辆外部充电电源17的三相AC对电气储存系统充电。在图7中示意性地示出了这种示例性实施例，其中，车辆外部充电电源17是连接至外部充电连接器23的三相功率源。
图7的车辆电气系统与参照图2描述的车辆电气系统基本上相同，但添加了额外的第三变换器9c，其与第一变换器9a和第二变换器9b并联，并且具有多个定子绕组的第三多相电力机器5c连接至第三变换器9c。
因此，图7的车辆电气系统除了参照图2描述的特性之外，还具有有着多个定子绕组37的第三多相电力机器5c、连接至电气储存系统6并连接至第三多相电力机器5c的第三变换器9c，其中，第三变换器9c具有多个带有开关的开关支臂、将端子7的第三极与第三变换器9c的第一开关支臂39连接的第三导电线路38、布置在第二导电线路19中的第二电感器35、布置在第三导电线路38中的第三电感器40，其中，第一电感器20布置在第一导电线路18中，并且其中，控制系统21操作地联接至第一变换器9a、第二变换器9b和第三变换器9c中的每一个，并且被配置成用于控制第一变换器9a、第二变换器9b和第三变换器9c的开关的操作，以用于防止充电电流在从车辆外部充电电源对电气储存系统进行三相充电期间经过第一多相电力机器5a、第二多相电力机器5b和第三多相电力机器5c的定子绕组8、13、37中的任一者。
图7的车辆电气系统可由控制系统21控制以在电压升高模式下操作，类似于参考图3a-3d描述的车辆电气系统。详细而言，当控制系统21被配置成用于在电压升压模式下使用从三相车辆外部充电电源17供应的电能对图7的电气储存系统6充电时，控制系统21被配置成连续地且以交替的通断周期操作第一变换器9a的第一开关支臂10的第一开关10a、第二变换器9b的第一开关支臂14的第一开关14a和第三变换器9c的第一开关支臂39的第一开关39a中的每一个。具体而言，第一开关10a、14a、39a中的每一个受控制以只要在AC电源的正供应电压极性状态下操作，就以交替的通断周期操作。在对第一开关10a、14a、39a的AC电源的随后的负供应电压极性状态期间，第一开关10a、14a、39a可以处于断开状态，并且充电电流沿相反的方向流过与第一开关10a、14a、39a中的每一个相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管10c、14c、39c，如类似参照图3a-3d所述的。
如果在用三相AC供电时对电气储存系统的充电需要降压，那么隔离或非隔离的DC/DC转换器41可以布置在车辆电气系统的DC总线的正通道(正轨)和负通道(负轨)与电气储存系统6之间，如图8中示意性地示出的。
此外，还如图8所示，车辆电气系统还可以分别在第一导电线路18、第二导电线路19和第三导电线路44中包括第一、第二和第三电源开关。
本公开内容还涉及用于对车辆电气系统的电气储存系统充电的方法，如参考图2、图3a-3d或图7所描述的。参照图9，图9示出了基本步骤，该方法包括第一步骤S1，其中，将第一变换器9a连接至具有多个定子绕组8的第一多相电力机器5a并且连接至该电气储存系统6，其中，该第一变换器9a具有多个带有开关的开关支臂10、11、12。该方法还包括第二步骤S2，其中将第二变换器9b连接至具有多个定子绕组13的第二多相电力机器5b并且连接至该电气储存系统6，其中，该第二变换器9b具有多个带有开关的开关支臂14、15、16。该方法还包括：第三步骤S3：通过第一导电线路18将端子7的第一极与第一变换器9a的第一开关支臂10连接；以及第四步骤S4：通过第二导电线路19将端子7的第二极与第二变换器9b的第一开关支臂14连接。该方法然后还包括：第五步骤S5：在第一导电线路18和第二导电线路19中的一者上提供第一电感器20；以及第六步骤S6：将具有多个极的端子7连接至被配置成用于供应单相AC或多相AC或DC的车辆外部充电电源17；以及最终的第七步骤S7：控制第一变换器9a和第二变换器9b的开关10a、14a的操作，以用于在将电荷从车辆外部充电电源17转移到电气储存系统6期间防止充电电流经过第一多相电力机器5a和第二多相电力机器5b的定子绕组8、13中的任一者。
要理解的是，以上描述本质上仅是示例性的，并且并不旨在限制本公开内容及其应用或使用。尽管已经在说明书中描述且在附图中例示了特定示例，但是本领域技术人员将理解，可进行各种更改，并且可用等同物替换它们的要素，而不脱离在权利要求中限定的本公开内容的范围。此外，可进行修改以使具体的情形或材料适应本公开内容的教导，而不脱离其基本范围。例如，上面参考图9描述的方法，其中的一些方法步骤可以以与所描述的顺序不同的另一顺序执行。例如，步骤S1-S6中的每一个可以基本上以任何内部顺序执行。因此，所讨论的方法仅仅是构想的本公开内容的一个实施例，并且本领域技术人员理解，部件的连接顺序对于用于对电气储存系统充电的方法的功能而言也并非是必须如此的。
因此，并不旨在将本公开内容限于作为当前用于实施本公开教导而构思出的最佳实施方式而公开的，通过附图例示和在说明书中描述的具体示例，相反，本公开内容的范围将包括落入前述说明和所附权利要求范围内的任何实施例。权利要求中提到的附图标记不应当视为限制受权利要求保护的主题的范围，它们的唯一作用是使权利要求更容易理解。

Claims (17)

1.一种交通工具电气系统，包括：
电气储存系统(6)；
具有多个定子绕组(8)的第一多相电力机器(5a)；
第一变换器(9a)，第一变换器(9a)连接至电气储存系统(6)且连接至第一多相电力机器(5a)，其中，第一变换器(9a)具有多个带有开关(10a、10b、11a、11b、12a、12b)的开关支臂(10、11、12)；
具有多个定子绕组(13)的第二多相电力机器(5b)；
第二变换器(9b)，第二变换器(9b)连接至所述电气储存系统(6)且连接至第二多相电力机器(5b)，其中，第二变换器(9b)具有多个带有开关(14a、14b)的开关支臂(14、15、16)；
端子(7)，所述端子(7)具有多个极并被配置成用于接收来自交通工具外部充电电源(17)的单相AC或多相AC或DC；
第一导电线路(18)，第一导电线路(18)将所述端子(7)的第一极与第一变换器(9a)的第一开关支臂(10)连接；
第二导电线路(19)，第二导电线路(19)将所述端子(7)的第二极与第二变换器(9b)的第一开关支臂(14)连接；
第一电感器(20)，第一电感器(20)布置在第一导电线路(18)和第二导电线路(19)中的一者上；以及
控制系统(21)，所述控制系统(21)操作地联接至第一变换器(9a)和第二变换器(9b)，并且被配置成用于控制第一变换器(9a)和第二变换器(9b)的开关的操作，以用于在将电荷从所述交通工具外部充电电源(17)转移到所述电气储存系统(6)期间防止充电电流经过第一多相电力机器(5a)和第二多相电力机器(5b)的定子绕组(8、13)中的任一者。
2.根据权利要求1所述的交通工具电气系统，其中，当所述控制系统(21)被配置成用于在电压升压模式下使用从所述交通工具外部充电电源(17)提供的电能对所述电气储存系统(6)充电时，所述控制系统(21)被配置成能够以交替的通断周期操作第一变换器(9a)的第一开关支臂(10)的第一开关(10a)，从而使得接通周期期间的充电电流从所述交通工具外部充电电源(17)，流经第一导电线路(18)、第一变换器(9a)的第一开关支臂(10)的第一开关(10a)、与第二变换器(9b)的第一开关支臂(14)的第一开关(14a)相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管(14c)、第二导电线路(19)、第一电感器(20)，并返回到所述交通工具外部充电电源(17)，同时绕过所述电气储存系统(6)，并且使得在关断周期期间的充电电流从所述电气储存系统(6)的负极，流经与第二变换器(9b)的第一开关支臂(14)的第一开关(14a)相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管(14c)、第二导电线路(19)、第一电感器(20)、所述交通工具外部充电电源(17)、第一导电线路(18)、与第一变换器(9a)的第一开关支臂(10)的第二开关(10b)相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管(10d)，流到所述电气储存系统(6)的正极。
3.根据权利要求2所述的交通工具电气系统，其中，当所述交通工具外部充电电源(17)为用于在电压升压模式下对所述电气储存系统(6)充电的AC时，所述控制系统(21)选择性地控制第一变换器(9a)的第一开关支臂(10)和第二变换器(9b)的第一开关支臂(14)的操作，从而使得电流流动在以下两种状态之间交替：
在第一供应电压极性状态期间，流经第一变换器(9a)的第一开关支臂(10)的第一开关(10a)，以用于给所述电气储存系统(6)充电；以及
在第二供应电压极性状态期间，流经第二变换器(9b)的第一开关支臂(14)的第一开关(14a)，以用于给所述电气储存系统(6)充电。
4.根据前述权利要求中任一项所述的交通工具电气系统，其中，所述交通工具电气系统还包括：
第一电源开关(30)，第一电源开关(30)布置在第一导电线路(18)和第二导电线路(19)中的一者上，并被配置成用于选择性地断开和闭合第一导电线路(18)或第二导电线路(19)；以及
降压开关(31)，所述降压开关(31)操作地连接至第一导电线路(18)和第二导电线路(19)，并被配置成用于选择性地断开和闭合第一导电线路(18)和第二导电线路(19)之间的连接；
其中，第一电源开关(30)、所述降压开关(31)和第一电感器(20)被布置成当第一电源开关(30)处于断开状态时，允许电流经由所述降压开关(31)和第一电感器(20)在第一导电线路(18)的一部分与第二导电线路(19)的一部分之间流动。
5.根据权利要求4所述的交通工具电气系统，其中，当所述控制系统(21)被配置成用于在电压降压模式下使用从所述交通工具外部充电电源(17)提供的电能给所述电气储存系统(6)充电时，所述控制系统(21)被配置成同步并以交替的通断周期操作第一电源开关(30)和所述降压开关(31)。
6.根据权利要求4或5所述的交通工具电气系统，其中，当所述控制系统(21)被配置成用于在电压降压模式下使用从所述交通工具外部充电电源(17)提供的电能给所述电气储存系统(6)充电时，所述控制系统(21)被配置成当所述降压开关(31)被设置为断开状态时将第一电源开关(30)设置为闭合状态，并且当所述降压开关(31)被设置为闭合状态时将第一电源开关(30)设置为断开状态。
7.根据前述权利要求4-6中的任一项所述的交通工具电气系统，其中，当所述控制系统(21)被配置成用于在电压降压模式下使用从所述交通工具外部充电电源(17)提供的电能给所述电气储存系统(6)充电时，所述控制系统(21)被配置成将第一变换器(9a)和第二变换器(9b)的所有开关都保持处于断开状态。
8.根据前述权利要求4-7中的任一项所述的交通工具电气系统，其中，当所述控制系统(21)被配置成用于在电压降压模式下使用从所述交通工具外部充电电源(17)提供的电能给所述电气储存系统(6)充电时，所述控制系统(21)被配置成能够操作第一电源开关(30)和所述降压开关(31)，从而使得第一电源开关(30)的接通周期期间的充电电流从所述电气储存系统(6)的负极，流经与第二变换器(9b)的第一开关支臂(14)的第一开关(14a)相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管(14c)、第二导电线路(19)、第一电感器(20)、所述交通工具外部充电电源(17)、第一导电线路(18)、与第一变换器(9a)的第一开关支臂(10)的第二开关(10b)相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管(10d)，并流到所述电气储存系统(6)的正极。
9.根据前述权利要求4-8中的任一项所述的交通工具电气系统，其中，当所述控制系统(21)被配置成用于在电压降压模式下使用从所述交通工具外部充电电源(17)提供的电能给所述电气储存系统(6)充电时，所述控制系统(21)被配置成能够操作第一电源开关(30)和所述降压开关(31)，从而使得所述降压开关(31)的接通周期期间的充电电流从所述电气储存系统(6)的负极，流经与第二变换器(9b)的第一开关支臂(14)的第一开关(14a)相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管(14c)、第二导电线路(19)、第一电感器(20)、所述降压开关(31)、第一导电线路(18)、与第一变换器(9a)的第一开关支臂(10)的第二开关(10b)相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管(10d)，并流到所述电气储存系统(6)的正极。
10.根据前述权利要求4-9中的任一项所述的交通工具电气系统，其中，当所述控制系统(21)被配置成用于在电压降压模式下使用从所述交通工具外部充电电源(17)提供的电能给所述电气储存系统(6)充电时，所述控制系统(21)被配置成能够操作第一电源开关(30)和所述降压开关(31)，从而使得充电电流在以下两种状态之间交替：
流经与第一变换器(9a)的第一开关支臂(10)的第二开关10b相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管(10d)和与第二变换器(9b)的第一开关支臂(14)的第一开关(14a)相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管(14c)，以用于在第一供应电压极性状态期间给所述电气储存系统(6)充电；以及
流经与第二变换器(9b)的第一开关支臂(14)的第二开关14(b)相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管(14d)和与第一变换器(9a)的第一开关支臂(10)的第一开关(10a)相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管(10c)，以用于在第二供应电压极性状态期间给所述电气储存系统(6)充电。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的交通工具电气系统，
其中，当所述控制系统(21)被配置成用于在电压升压模式下使用从所述交通工具外部充电电源(17)提供的电能给所述电气储存系统(6)充电时，所述控制系统(21)被配置成用于通过以交替的通断周期操作第一变换器(9a)的第一开关支臂(10)的第一开关(10a)来控制第一变换器(9a)和第二变换器(9b)的开关的操作，同时控制第一变换器(9a)和第二变换器(9b)的其他开关以保持处于断开状态，用于防止充电电流经过第一多相电力机器(5a)和第二多相电力机器(5b)的定子绕组(8、13)中的任一者；和/或
其中，当所述控制系统(21)被配置成用于在电压降压模式下使用从所述交通工具外部充电电源(17)提供的电能给所述电气储存系统(6)充电时，所述控制系统(21)被配置成用于通过将第一变换器(9a)和第二变换器(9b)的所有开关都保持处于断开状态来控制第一变换器(9a)和第二变换器(9b)的开关的操作，以用于防止充电电流经过第一多相电力机器(5a)和第二多相电力机器(5b)的定子绕组(8、13)中的任一者。
12.根据前述权利要求中任一项所述的交通工具电气系统，其中，所述交通工具电气系统还包括：
具有多个定子绕组(37)的第三多相电力机器(5c)；
第三变换器(9c)，第三变换器(9c)连接至所述电气储存系统(6)并连接至第三多相电力机器(5c)，其中，第三变换器(9c)具有多个带有开关(39a)的开关支臂(39)；
第三导电线路(38)，第三导电线路(38)将所述端子(7)的第三极与第三变换器(9c)的第一开关支臂(39)连接；
布置在第二导电线路(19)中的第二电感器(35)；
布置在第三导电线路(38)中的第三电感器(40)；
其中，第一电感器(20)布置在第一导电线路(18)中；并且
其中，所述控制系统(21)操作地联接至第一变换器(9a)、第二变换器(9b)和第三变换器(9c)中的每一个，并且被配置成用于控制第一变换器(9a)、第二变换器(9b)和第三变换器(9c)的开关的操作，以用于防止在从所述交通工具外部充电电源(17)对所述电气储存系统(6)进行三相充电期间充电电流经过第一多相电力机器(5a)、第二多相电力机器(5b)和第三多相电力机器(5c)的定子绕组(8、13、17)中的任一者。
13.一种用于对交通工具电气系统的电气储存系统(6)充电的方法，所述方法包括：
将第一变换器(9a)连接至具有多个定子绕组(8)的第一多相电力机器(5a)并且连接至所述电气储存系统(6)，其中，第一变换器(9a)具有多个带有开关(10a、10b、11a、11b、12a、12b)的开关支臂(10、11、12)；
将第二变换器(9b)连接至具有多个定子绕组(13)的第二多相电力机器(5b)并连接至所述电气储存系统(6)，其中，第二变换器(9b)具有多个带有开关(14a、14b)的开关支臂(14、15、16)；
通过第一导电线路(18)将端子(7)的第一极与第一变换器(9a)的第一开关支臂(10)连接；
通过第二导电线路(19)将所述端子(7)的第二极与第二变换器(9b)的第一开关支臂(14)连接；
在第一导电线路(18)和第二导电线路(19)中的一者上提供第一电感器(20)；
将具有多个极的所述端子(7)连接至被配置成用于供应单相AC或多相AC或DC的交通工具外部充电电源(17)；以及
控制第一变换器(9a)和第二变换器(9b)的开关的操作，以用于在将电荷从所述交通工具外部充电电源(17)转移到所述电气储存系统(6)期间，防止充电电流经过第一多相电力机器(5a)和第二多相电力机器(5b)的定子绕组(8、13)中的任一者。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，当在电压升压模式下使用从所述交通工具外部充电电源(17)提供的电能给所述电气储存系统(6)充电时，以交替的通断周期操作第一变换器(9a)的第一开关支臂(10)的第一开关(10a)，从而使得接通周期期间的充电电流从所述交通工具外部充电电源(17)，流经第一导电线路(18)、第一变换器(9a)的第一开关支臂(10)的第一开关(10a)、与第二变换器(9b)的第一开关支臂的第一开关相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管(14c)、第二导电线路(19)、第一电感器(20)，并返回到所述交通工具外部充电电源(17)，同时绕过所述电气储存系统(6)，并且使得在关断周期期间的充电电流从所述电气储存系统(6)的负极，流经与第二变换器(9b)的第一开关支臂(14)的第一开关(14a)相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管(14c)、第二导电线路(19)、第一电感器(20)、所述交通工具外部充电电源(17)、第一导电线路(18)、与第一变换器(9a)的第一开关支臂(10)的第二开关(10b)相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管(10d)，流到所述电气储存系统(6)的正极。
15.根据权利要求13或14所述的方法，还包括：
在第一导电线路(18)和第二导电线路(19)中的一者上提供第一电源开关(30)，第一电源开关(30)被配置成用于选择性地断开和闭合第一导电线路(18)或第二导电线路(19)；以及
提供降压开关(31)，所述降压开关(31)操作地连接至第一导电线路(18)和第二导电线路(19)，并被配置成用于选择性地断开和闭合第一导电线路(18)和第二导电线路(19)之间的连接；
其中，第一电源开关(30)、所述降压开关(31)和第一电感器(20)布置成当第一电源开关(30)处于断开状态时，允许电流经由所述降压开关(31)和第一电感器(20)在第一导电线路(18)的一部分与第二导电线路(19)的一部分之间流动。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括：
通过操作第一电源开关(30)和所述降压开关(31)，在电压降压模式下使用从所述交通工具外部充电电源(17)提供的电能给所述电气储存系统(6)充电，从而使得：
在第一电源开关(30)的接通周期期间的充电电流从所述电气储存系统(6)的负极，流经与第二变换器(9b)的第一开关支臂(14)的第一开关(14a)相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管(14c)、第二导电线路(19)、第一电感器(20)、所述交通工具外部充电电源(17)、第一导电线路(18)、与第一变换器(9a)的第一开关支臂(10)的第二开关(10ba)相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管(10d)，并流到所述电气储存系统(6)的正极，并且
在所述降压开关(31)的接通周期期间的充电电流从所述电气储存系统(6)的负极，流经与第二变换器(9b)的第一开关支臂(14)的第一开关(14)相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管(14c)、第二导电线路(19)、第一电感器(20)、所述降压开关(31)、第一导电线路(18)、与第一变换器(9a)的第一开关支臂(10)的第二开关(10b)相关联的本征反向二极管或非本征反向二极管(10d)，并流到所述电气储存系统(6)的正极。
17.根据前述权利要求13-16中的任一项所述的方法，
其中，当在电压升压模式下使用从所述交通工具外部充电电源(17)提供的电能给所述电气储存系统(6)充电时，通过以交替的通断周期操作第一变换器(9a)的第一开关支臂(10)的第一开关(10a)来控制第一变换器(9a)和第二变换器(9b)的开关的操作，同时控制第一变换器(9a)和第二变换器(9b)的其他开关以保持处于断开状态，从而防止充电电流经过第一多相电力机器(5a)和第二多相电力机器(5b)的定子绕组(8、13)中的任一者；和/或
其中，当在电压降压模式下使用从所述交通工具外部充电电源(17)提供的电能给所述电气储存系统(6)充电时，通过将第一变换器(9a)和第二变换器(9b)的所有开关都保持处于断开状态来控制第一变换器(9a)和第二变换器(9b)的开关的操作，从而防止充电电流经过第一多相电力机器(5a)和第二多相电力机器(5b)的定子绕组(8、13)中的任一者。
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