CN117223212A - 用于创建用于多相电气系统的直流电压母线的创建装置、包括这种装置的机动车辆和可再生能量式发电机 - Google Patents
用于创建用于多相电气系统的直流电压母线的创建装置、包括这种装置的机动车辆和可再生能量式发电机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117223212A CN117223212A CN202280027104.4A CN202280027104A CN117223212A CN 117223212 A CN117223212 A CN 117223212A CN 202280027104 A CN202280027104 A CN 202280027104A CN 117223212 A CN117223212 A CN 117223212A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- branches
- electrical system
- forming
- battery cell
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 241000156302 Porcine hemagglutinating encephalomyelitis virus Species 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
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
- H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
- H02M7/4835—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels comprising two or more cells, each including a switchable capacitor, the capacitors having a nominal charge voltage which corresponds to a given fraction of the input voltage, and the capacitors being selectively connected in series to determine the instantaneous output voltage
-
- 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)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
本发明涉及一种形成用于多相电气系统(M)的直流电压母线的装置，所述装置包括电压分支(A1，A2，A3)，所述电压分支中的每个包括多个电池电芯模块(C1，C2，C3)，每个模块包括与DC/AC转换器(DCAC)连接的电池电芯或电池电芯簇(c1)；所述电池电芯模块(C1，C2，C3)借助于所述DC/AC转换器(DCAC)串联地连接在一起；所述电压分支(A1，A2，A3)中的每个与用于所述多相电气系统(M)的特定的相分支(B1，B2，B3)连接，至少一个相分支(B1，B2，B3)包括与整流器模块(R1)连接的旁路(D1，D2，D3)。本发明还涉及基于这种系统的机动车辆、可再生能量式发电机和方法。
Description
技术领域
本发明要求于2021年4月8日提交的法国申请N°2103578的优先权，该申请的内容(文本、附图和权利要求)通过引用并入本文。
本发明涉及多相(特别是三相)电气系统(例如机动车辆的系统或可再生能量发电机系统)的领域。本发明更具体地涉及用于生成用于这种电气系统的直流电压的生成装置。
背景技术
在该领域中，(BEV类型的)电动车辆的传统电气架构集成有电子功率装置的组合，所述组合能够使由电池发送的直流电流/电压组对适配于：一方面所述车辆的电气功率构件(在在交流网络上进行再充电的再充电操作期间用于动力系统和网络连接的通常在直流三相电流下的450V)；以及另一方面车载网络(通常地12V)。在(PHEV类型的)可再充电混动车辆的情况下，所述组成元件(尤其是DC/DC转换器、换流器和充电器)的组合也存在并且与热力牵引系共存。
在该类型的架构中，所有锂离子电芯由不同消耗器(电气机器、空调压缩机、CTP加热电阻和车载网络等)调用的电流流经。在电池输出端处的电压在直流电流下大约从270V变化至450V。当该架构是最通常使用的时，该架构因其线路复杂性、体积和性能而受到批评。
响应于这些缺陷，申请人提出了一种突破性的牵引系架构，其中，每个锂离子电芯或几个电芯的电芯簇单独地操控，以在电池输出端处产生三相电压以及直流电压。在该配置中，电池经由一组电芯或一组电芯簇直接地产生三相电压，即可调节的(高压)直流电压；以及例如12V的(低压)电压，以给车载网络供电和给铅电池再充电。
该架构在每个电芯或电芯簇右侧(au droit)具有DC/AC转换器(其包括H桥)，所述DC/AC转换器与DC/DC转换器相关联。
假使该架构具有很多优点(尤其是在牵引系有效性、电池可用性方面的优点，通过使该架构具有可创建电芯旁路或电芯簇旁路的可能性等)，该架构的实施复杂性似乎对于工业应用造成严重阻碍(尤其是因为在每个电芯或电芯簇右侧存在大量DC/DC转换器)。
发明内容
因此寻求一种解决方案，该解决方案能够限制该架构的实施复杂性，同时保留所有优点。
由此，本发明的目标在于生成直流电压，同时在电动车辆牵引系中形成恒定的或可调节的DC电压母线，所述电动车辆牵引系生成三相电流波，以给电气牵引机器供电，以便以直流电流给车载网络供电。
为了达到该目标，本发明涉及一种形成用于多相电气系统的直流电压母线的装置，所述装置包括多个电压分支，所述电压分支中的每个包括多个电池电芯模块，每个模块包括与DC/AC转换器连接的电池电芯或电池电芯簇，所述DC/AC转换器包括H桥；
所述电池电芯模块借助于所述DC/AC转换器串联地连接在一起；
所述电压分支中的每个与用于所述多相电气系统的特定的相分支连接，
至少一个相分支包括与整流器模块连接的旁路。
有利地，所述装置包括控制部件，所述控制部件能够操控所述转换器，以便在每个电压分支的输出端处生成电压，该电压对应于为了使所述多相电气系统运行所需的参考电压和对于每个电压分支相同的共模电压的总和，在每个电压分支的输出端处的电压的时间性叠合(superposition)形成电压平台，所述电压平台由所述整流器模块提取，以获得所述直流电压。
在每个电芯右侧的转换器DC/AC(其中每个包括H桥)的组合能够生成三相电流波，以给电气牵引机器供电。
而且，所述装置能够通过向由所述牵引换流器生成的波形上添加相同的电压分量来取消所述电池的内部DC/DC转换器，以便创建恒定的且在幅度方面可调节的DC母线。
根据可单独采用或组合采用的其它特征，尤其是：
-所述装置包括与三个相分支连接的三个电压分支，所述三个相分支中的每个包括与所述整流器模块连接的特定的旁路；和/或
-所述整流器模块包括每个旁路一个二极管；和/或
-所述整流器模块是双向的；和/或
-所述共模电压VMC由以下关系式限定：
VMC＝Vdc-max(Vref1,...,VrefN)
其中，Vdc是所述直流电压，并且Vref1,...,VrefN是为了使具有N个相的多相电气系统运行所需的参考电压。
-所述形成直流电压母线的装置包括连接在高压直流电压网络上的电池充电连接模块，所述电池充电连接模块与所述电压分支相关联。
本发明还涉及一种用于机动车辆的多相电气系统，所述多相电气系统包括根据本发明的形成直流电压母线的装置，其特征在于，所述相分支与所述机动车辆的牵引发动机连接，并且，所述旁路与所述车辆的至少一个电气装置连接。
本发明的目的还在于提供一种机动车辆，所述机动车辆包括根据本发明的多相电气系统。
本发明还涉及一种用于可再生能量式发电机的多相电气系统，所述多相电气系统包括根据本发明的形成直流电压母线的装置，其特征在于，所述相分支与电气网络连接，并且，所述旁路与可再生能量式发电机连接。
本发明还涉及一种可再生能量式发电机系统，所述可再生能量式发电机系统包括根据本发明的多相电气系统。
本发明的目的还在于提供一种用于生成多相电流的方法，所述方法包括步骤：
-借助于包括H桥的DC/AC转换器使电池电芯模块串联地连接，以形成电压分支，所述电压分支中的每个包括多个电池电芯模块；
-使所述电压分支中的每个与特定的相分支连接，以形成多相电气系统，以便生成和使用多相交流电流；
-使至少一个相分支的至少一个旁路与整流器模块连接，以便使用直流电流。
附图说明
通过阅读本发明下文中的非限制性实施例的详细说明和附图，将更好地理解本发明，所述附图还示出了实施变型，在所述附图中：
-图1示意性地示出了根据优选变型的装置的电池电芯模块；
-图2示意性地示出了根据第一优选实施例的形成直流电压母线的装置；
-图3示意性地示出了由构成多相系统的相的电压分支发送的电压，所述多相系统具有根据第一实施例的装置；
-图4示意性地示出了双向整流器模块，所述双向整流器模块用于根据第二实施例的形成直流电压母线的装置；
-图5示意性地示出了根据第三实施例的形成直流电压母线的装置；以及
-图6示意性地示出了根据第四实施例的形成直流电压母线的装置。
具体实施方式
本发明涉及一种形成用于多相电气系统的直流电压母线的装置。这种多相(特别是三相)电气系统可以是用于机动车辆牵引机器M的电气系统；或者是与电气网络和可再生能量发电机PV连接的电气系统。
所述形成直流电压母线的装置包括能够实施多相电压系统的电压分支A1、A2、A3(特别是三个电压分支)。每个电压分支A1、A2、A3包括多个电池电芯模块C1、C2、C3。每个电池电芯模块包括电池电芯或电池电芯簇c1。所述电池电芯与DC/AC转换器连接。
特别地，在电池电芯模块C1、C2、C3中，电芯c1与DC/AC转换器连接，所述DC/AC转换器主要包括或者优选地由H桥式线路(H)构成。电芯c1还与用于监控和/或管控所述H桥的监控部件BMS和/或管控部件Ct连接并且/或者与电芯诊断部件连接。优选的电池电芯模块可由图1示出。在优选变型中，电池电芯c1与用于管理所述模块的电池管理系统BMS连接，所述电池管理系统配置用于监控一个或多个电芯、执行诊断以及管控所述H桥。这种线路的细节可以是图1中所描述的线路。
所述电池电芯模块借助于DC/AC转换器串联地连接在一起，以便形成所述电压分支A1、A2、A3中的每个。控制部件(未示出)经设计用于操控所述转换器的组合，以便获得在每个电压分支A1、A2、A3的端子处的所期望的电压。电压分支A1、A2、A3的组合形成集成至所述电池的多电平换流器。
每个电压分支A1、A2、A3与用于多相电气系统的特定的相分支B1、B2、B3连接。而且，至少一个相分支(优选地三个相分支B1、B2、B3)包括与整流器模块R1连接的对应的旁路D1、D2、D3。
有利地，所述DC/AC转换器(更具体地在每个电芯c1右侧的H桥)通过与同一电压分支的其它转换器DC/AC串联而能够生成三相电流波，以给电气牵引机器M供电。
而且，所述装置能够通过向(待应用至机器M的绕组的)多相参考电压上添加一组相同的电压(其经计算用于使得能够形成恒定的且在幅度方面可调节的直流电压母线)来取消所述电池的内部DC/DC转换器。
本发明能够使用多相交流电流，以特别是以高压给发动机M供电，同时能够使用特别的电压波形(其在整流器R1的端子处生成和应用)，以形成可调节的(特别是高压或低压、甚至是超低压)直流电压母线。
更确切地，本发明能够基于用于给牵引机器M供电的供电电压创建用于车辆的车载网络的DC电压母线；能够基于(由所述车辆的牵引换流器生成的)具有变化的幅度和频率的电压生成恒定的或可调节的DC母线；并且(在另一实施例中)能够基于由与例如光伏板PV连接的电气网络强加的交流电压生成可调节的DC母线。
特别地，所述形成母线的装置包括三个旁路D1、D2、D3，所述三个旁路来自于三个特定的相分支B1、B2、B3。三个旁路D1、D2、D3从在各自的相分支B1、B2、B3上的孔P1、P2、P3起从各自的相分支B1、B2、B3出发。所述旁路D1、D2、D3在输出端Sr处连接在一起。
在第一实施例中，所述整流器模块R1包括每个旁路D1、D2、D3一个二极管d1、d2、d3。该实施例可由图2示出。
有利地，该实施例意味着经简化的整流器模块R1，所述整流器模块具有常用的且易于获得和装配的组成元件。而且，所述二极管是知名的且特别可靠且鲁棒的组成元件。
另外，现有技术的装置的DC/DC转换器消失，并且其运行由一组三个二极管替代，所述一组三个二极管分别地与电气机器M的相中的每个联接。特定控制定律在(经应用于电气机器M的)电压波形的生成中的关联性能够产生具有受掌控的可调节幅度的直流电压。
在该配置中，所述能量转移仅可能从所述电池朝向网络DC进行，并且，所述系统在所述系统的不同生命情形中保持运行(即以牵引模式、制动能量回收模式、(单相交流、三相和直流电流式)电池再充电模式运行)。
只需所述电压存在于所述装置的分支上来使得本发明生成直流电压。
现有技术的中间组成元件的取消同时地带来了对于系统及其线路的简化以及更优的能源效率。
第一实施例适用于电动车辆的以牵引模式或车辆再充电模式(也就是说，具有电池放电或再充电和制动能量回收)的使用。
例如，在牵引模式下，原理如下：
在为了使所述多相电气系统(在该情况下，电气机器M)运行所需的参考电压Vref1、Vref2、Vref3上增添同一共模电压VMC，得到了例如在电压分支A1、A2、A3的端子处的电压(其对应于Vond1、Vond2、Vond3)：
Vond1＝Vref1+VMC
Vond2＝Vref2+VMC
Vond3＝Vref3+VMC
所述电压此处应理解成根据时间演变的瞬时电压。
在多电平换流器的相与中性线之间的电压通过三个二极管d1、d2、d3提取。经提取的直流电压Vdc由此为：
Vdc＝max(Vond1,Vond2,Vond3)＝VMC+max(Vref1,Vref2,Vref3)
为了生成在所述直流母线上所限定的直流电压Vdc，因此只需向为了使所述多相电气系统(在该示例中，电气发动机)运行所需的参考电压Vref1、Vref2、Vref3上添加共模电压VMC，所述共模电压如下：
VMC＝Vdc-max(Vref1,Vref2,Vref3)
所述示例此处对于三个相给出，然而当所述多相系统包括N个分支时，共模电压VMC的表达式变成：
VMC＝Vdc-max(Vref1,...,VrefN)
所述控制部件因此经设计用于操控所述转换器，以便在每个电压分支A1、A2、A3的输出端处生成电压Vond1、Vond2、Vond3，该电压对应于为了使所述多相电气系统(在该示例中，电气机器)运行所需的参考电压Vref1、Vref2、Vref3和对于每个电压分支A1、A2、A3相同的共模电压VMC的总和，以便使得这些电压Vond1、Vond2、Vond3的时间性叠合形成电压平台。由所述整流器模块提取的该电压平台能够获得直流电压Vdc。
在所述机器的相的端子处的复合电压U12、U23、U31由此为：
U12＝Vond1-Vond2＝Vref1+VMC-Vref2-VMC＝Vref1-Vref2
U23＝Vond2-Vond3＝Vref2-Vref3
U31＝Vond3-Vond1＝Vref3-Vref1
因此可观察到，所述共模电压VMC有利地从经应用至机器M的复合电压的表达式中消除。在参考波Vref1、Vref2、Vref3的正弦形式的情况下，机器M由正弦电压供电，无论所述机器是三角形连接的还是星形连接的。
所述共模电压VMC因此是一种自由度，该自由度能够调节DC母线的电压的值，而不影响经应用至所述电气机器的波形。
图3示出了三个臂A1、A2、A3的电压Vond1、Vond2、Vond3，这些电压对应于与三个臂A1、A2、A3相同的电压形式的总和，该相同的电压形式是所谓的共模电压VMC同时分别地具有参考电压Vref1、Vref2、Vref3。这些电压的总和是期望应用至机器M的总和。
所得的三相电压具有特征性重复形式，但是非正弦的。在所述附图上注意到，这些电压形式Vond1、Vond2、Vond3的时间性叠合由此使得出现最大化的电压平台p。该平台p经使用用于制造直流电压母线。整流器模块R1能够提取直流电压分量，所述直流电压分量可经使用用于车载网络。
机器M的绕组的星形连接模式或三角形连接模式能够自然地消除(经添加至分支A1、A2、A3的电压参考中的每个的)相同的电压形式，并且在机器M的绕组的端子处的电压具有所寻求的完美正弦波形。电气机器M的运行因此是正常的。
本发明的另一益处存在于控制模式中，所述控制模式能够生成为了获得在网络DC上的电压等级所需的共模电压VMC(即，(经添加至所述机器的每个阶段的电压参考的)相同的电压形式)。该特别控制模式允许在不同臂A1、A2、A3的电芯的组合中流通的较大波动功率的通行。对于在每个电池元件中的该功率的管理可有利于特别是通过经由在牵引机器M中的电流授权功率从一个电压分支A1、A2、A3转移至另一电压分支来管理所述电芯的充电等级的平衡。
对于二极管的使用意味着由所述二极管(电压Vdc)给出的单向方向。由此，第二实施例建立在整流器模块R2的基础上，所述整流器模块是双向的。
为了确保功率DC母线的双向性，所述整流器模块在使用的同时修改，在变型中，MLI类型的切断结构与桥臂相关联，以管理中性电位(共模电压)。图4示出了与该运行模式兼容的MLI结构示例。
尽管该结构较复杂，该结构能够一方面确保DC母线的双向性，以及另一方面精细地管控对于共模和差模能量的提取，同时能够调节DC电压至所期望值。
由此，没有什么能够阻止使用所述形成DC母线的装置来给另一转换器和另一牵引机器供电，从而确保车辆的四驱动轮式运行。
可考虑其它双向整流器模块，尤其是本领域技术人员所已知的双向整流器模块。
本发明可适用于电池充电系统。由此，在第三实施例中，所述形成母线的装置包括与电压分支A1、A2、A3相关联的电池充电连接模块(插头F)。
第三实施例适用于在(高压直流)快速充电模式下在(可充电类型的)电动车辆中直接使用车辆电池。插头F经由充电端子接通至电气网络，所述充电端子发送直流电压(例如，350A-1000V的最大化值)。
特别地，一个或多个断路器经设计用于允许所述电压分支的串联、与具有最高电位的电压分支连接的两个二极管的断联以及牵引机器M的断联。
本发明还涉及一种多相电气系统，该多相电气系统包括如上文描述的形成直流电压母线的装置。根据所考虑实施例，所述电气系统可以是用于电动车辆的(例如PHEV、BEV等类型的)牵引发动机的系统；或者是用于可再生能量式发电机的电气系统(其借助于电池电芯c1与电气网络RE连接)。
第一实施例涉及一种用于机动车辆的多相电气系统。该系统包括如上文描述的形成直流电压母线的装置以及与所述形成母线的装置连接的牵引发动机M。而且，旁路D1、D2、D3与所述车辆的至少一个电气装置连接，更具体地与所述车辆的车载网络连接。该系统的细节已在上文中描述。该系统可由图2示出。
第二实施例涉及一种用于机动车辆的多相电气系统，该多相电气系统包括双向整流模块。同样地，该系统包括如上文描述的形成直流电压母线的装置，该装置类似于第一实施例的装置，但在整流器模块位置处具有差异，可例如是MLI类型的并且是在能量转移方面双向的(如图4所示)。
第三实施例涉及一种用于机动车辆的多相电气系统，该多相电气系统包括连接模块，该连接模块允许所述电池在高压下在再充电端子DC上的快速再充电。同样地，该系统包括如上文描述的形成直流电压母线的装置，该装置类似于第一实施例的装置，但在插头F和断路器s位置处具有差异。该系统可由图5示出。
本发明还涉及一种机动车辆，该机动车辆包括如上文描述的多相电气系统。
第四实施例涉及一种用于可再生能量式发电机的多相电气系统。“可再生能量式发电机”理解成把机械能或太阳能转变成电能的装置。所述可再生能量式发电机例如涉及光伏板PV、风车、水力发电系统或其它直流发电机类型的系统。
在该系统中，相分支B1、B2、B3与电气网络连接，并且，旁路D1、D2、D3与可再生能量式发电机PV连接。而且，二极管d1、d2、d3经倒置。
MPPT(最大功率点跟踪)控制技术是能够跟踪非线性电气发电机(例如太阳能板)的最大化功率点的原理。益处在于调整所述太阳能板的输出电压，以获得对于给定电流(其随光照而变)的最大功率。
本发明能够经由三个二极管d1、d2、d3(图6)使太阳能板PV与所述电池直接地联接，并且能够取消调节器MPPT，最大化功率寻求功能如今直接地由所述电池管理。
相对于电动车应用(第一实施例、第二实施例和第三实施例)，站点式固定应用(第四实施例)导致二极管d1、d2、d3的方向倒置，控制原理保持同样。
有利地，本发明能够使光伏板(或其它可再生能量式发电机)与所述电池直接地连接，以避免传统的架构。同样地，所述中间组成元件的取消同时地带来了对于系统及其线路的简化以及更优的能源效率。
变压器T可经设计在相分支B1、B2、B3与电气网络RE之间。
本发明还涉及一种可再生能量式发电机系统，该可再生能量式发电机系统包括可再生能量式发电机PV以及如上文描述的多相电气系统，该多相电气系统与可再生能量式发电机PV连接。
本发明的可能变型包括能够使用共模电压(其经使用用于创建辅助电压源(例如包括功率因子校正(PFC)的模块)以吸收电流(其具有在所述电池的不同相方面可操控的形式))的所有电子功率结构。壳体PFC取代具有更复杂结构(其使晶体管与电感器相关联)的二极管。
其它变型涉及一种整流器模块，该整流器模块包括具有或不具有电绝缘的DC-DC转换器。所述DC-DC转换器的添加能够产生例如12V或48V。
本发明还涉及一种特别的用于生成多相电流的方法。
所述方法优选地建立在如上文描述的架构的基础上。
所述方法包括步骤：通过使转换器DC/AC(DCAC)串联成H桥来使电池电芯模块C1、C2、C3串联地连接。如此连接的模块形成电压分支A1、A2、A3的组合。
所述方法还包括步骤：使所述电压分支A1、A2、A3中的每个与用于多相电气系统M、RE的特定的相分支B1、B2、B3连接。该步骤导致特别是在电压分支A1、A2、A3的端子处生成多相交流电压系统。
所述方法还包括步骤：根据情况使至少一个相分支B1、B2、B3的至少一个旁路D1、D2、D3与整流器模块R1、R2、R3连接。特别地，三个相分支B1、B2、B3的三个旁路D1、D2、D3与整流器模块连接。该步骤导致特别是根据情况在整流器模块R1、R2或R3的端子处形成直流电压母线。
特别地，基本原理在于使牵引系的转换结构生成电压，该电压由差模(其由牵引机器M考虑到且响应于所述车辆的(牵引/制动)动力系统需求)与可调节共模(其自然地由机器M(星形连接或三角形连接的机器绕组)消除)的叠合构成。包括共模和差模的换流器电压经生成在星形连接的换流器相分支的输出端与该结构的中性点之间。该共模电压经使用用于生成DC车载网络。
Claims (12)
1.一种形成用于多相电气系统的直流电压母线的装置，所述装置包括电压分支(A1，A2，A3)，所述电压分支中的每个包括多个电池电芯模块(C1，C2，C3)，每个电池电芯模块包括与DC/AC转换器(DCAC)连接的电池电芯或电池电芯簇(c1)，所述DC/AC转换包括H桥(H)；
所述电池电芯模块(C1，C2，C3)借助于所述DC/AC转换器(DCAC)串联地连接在一起；
所述电压分支(A1，A2，A3)中的每个与用于所述多相电气系统的特定的相分支(B1，B2，B3)连接，
至少一个相分支(B1，B2，B3)包括与整流器模块(R1；R2；R3)连接的旁路(D1，D2，D3)。
2.根据权利要求1所述的形成直流电压母线的装置，其特征在于，所述装置包括控制部件，所述控制部件能够操控所述DC/AC转换器，以便在每个电压分支(A1，A2，A3)的输出端处生成电压(Vond1，Vond2，Vond3)，所述电压对应于为了使所述多相电气系统运行所需的参考电压(Vref1，Vref2，Vref3)和对于每个电压分支(A1，A2，A3)相同的共模电压(VMC)的总和，在每个电压分支的输出端处的电压(Vond1，Vond2，Vond3)的时间性叠合形成电压平台(p)，所述电压平台由所述整流器模块(R1；R2；R3)提取，以获得所述直流电压(Vdc)。
3.根据权利要求1或2所述的形成直流电压母线的装置，所述直流电压母线包括与三个特定的相分支(B1，B2，B3)连接的三个电压分支(A1，A2，A3)，所述三个特定的相分支中的每个包括与所述整流器模块(R1；R2；R3)连接的特定的旁路(D1，D2，D3)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的形成直流电压母线的装置，其特征在于，所述整流器模块(R1；R3)包括每个旁路(D1，D2，D3)一个二极管(d1，d2，d3)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的形成直流电压母线的装置，其特征在于，所述整流器模块(R2)是双向的。
6.根据上述权利要求中任一项所述的形成直流电压母线的装置，其特征在于，所述共模电压(VMC)由以下关系式限定：
VMC＝Vdc-max(Vref1,...,VrefN)
其中，Vdc是所述直流电压，并且Vref1,...,VrefN是为了使具有N个相的多相电气系统运行所需的参考电压。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的形成直流电压母线的装置，所述装置包括连接在高压直流电压网络上的电池充电连接模块(F)，所述电池充电连接模块与所述电压分支(A1，A2，A3)相关联。
8.一种用于机动车辆的多相电气系统，所述多相电气系统包括根据权利要求1至7中任一项所述的形成直流电压母线的装置，其特征在于，所述相分支(B1，B2，B3)与所述机动车辆的牵引发动机(M)连接，并且，所述旁路(D1，D2，D3)与所述机动车辆的至少一个电气装置连接。
9.一种机动车辆，所述机动车辆包括根据权利要求8所述的多相电气系统。
10.一种用于可再生能量式发电机(PV)的多相电气系统，所述多相电气系统包括根据权利要求1至8中任一项所述的形成直流电压母线的装置，其特征在于，所述相分支(B1，B2，B3)与电气网络(RE)连接，并且，所述旁路(D1，D2，D3)与可再生能量式发电机(PV)连接。
11.一种可再生能量式发电机系统(PV)，所述可再生能量式发电机系统包括根据权利要求10所述的多相电气系统。
12.一种用于生成多相电流的方法，所述方法包括步骤：
-借助于包括H桥(H)的DC/AC转换器(DCAC)使电池电芯模块(C1，C2，C3)串联地连接，以形成电压分支(A1，A2，A3)，所述电压分支中的每个包括多个电池电芯模块；
-使所述电压分支(A1，A2，A3)中的每个与特定的相分支(B1，B2，B3)连接，以形成多相电气系统(M；RE)，以便生成和使用多相交流电流；
-使至少一个相分支(B1，B2，B3)的至少一个旁路(D1，D2，D3)与整流器模块(R)连接，以便使用直流电流。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FRFR2103578 | 2021-04-08 | ||
| FR2103578A FR3121797A1 (fr) | 2021-04-08 | 2021-04-08 | Dispositif de creation d’un bus de tension continue pour un systeme electrique polyphase, vehicule automobile et generateur a energie renouvelable comprenant un tel dispositif |
| PCT/FR2022/050474 WO2022214745A1 (fr) | 2021-04-08 | 2022-03-16 | Dispositif de creation d'un bus de tension continue pour un systeme electrique polyphase, vehicule automobile et generateur a energie renouvelable comprenant un tel dispositif |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117223212A true CN117223212A (zh) | 2023-12-12 |
Family
ID=76523063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202280027104.4A Pending CN117223212A (zh) | 2021-04-08 | 2022-03-16 | 用于创建用于多相电气系统的直流电压母线的创建装置、包括这种装置的机动车辆和可再生能量式发电机 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4320720A1 (zh) |
| CN (1) | CN117223212A (zh) |
| FR (1) | FR3121797A1 (zh) |
| WO (1) | WO2022214745A1 (zh) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2042789C3 (de) | 1970-08-28 | 1975-10-30 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Verfahren zum Einbau von Fremdstoffen in dielektrische Aluminiumoxidschichten |
| DE102010041040A1 (de) * | 2010-09-20 | 2012-03-22 | Robert Bosch Gmbh | Energieversorgungsnetz und Verfahren zum Laden mindestens einer als Energiespeicher für einen Gleichspannungszwischenkreis dienenden Energiespeicherzelle in einem Energieversorgungsnetz |
| US10305298B2 (en) * | 2014-03-17 | 2019-05-28 | Glx Power Systems, Inc. | Method and apparatus for creating a dynamically reconfigurable energy storage device |
| EP3123606B1 (en) * | 2014-06-04 | 2018-08-15 | ABB Schweiz AG | Electrical converter with high machine side common mode voltage |
| DE102016125720A1 (de) * | 2016-12-27 | 2018-06-28 | Universität der Bundeswehr München | Niedervoltauskopplung aus einem modularen Energiespeicher-Umrichtersystem |
-
2021
- 2021-04-08 FR FR2103578A patent/FR3121797A1/fr active Pending
-
2022
- 2022-03-16 EP EP22713715.5A patent/EP4320720A1/fr active Pending
- 2022-03-16 CN CN202280027104.4A patent/CN117223212A/zh active Pending
- 2022-03-16 WO PCT/FR2022/050474 patent/WO2022214745A1/fr active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4320720A1 (fr) | 2024-02-14 |
| FR3121797A1 (fr) | 2022-10-14 |
| WO2022214745A1 (fr) | 2022-10-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Shi et al. | Constant current fast charging of electric vehicles via a DC grid using a dual-inverter drive | |
| Fahem et al. | On-board bidirectional battery chargers topologies for plug-in hybrid electric vehicles | |
| Maroti et al. | The state-of-the-art of power electronics converters configurations in electric vehicle technologies | |
| US11970067B2 (en) | Constant current fast charging of electric vehicles via DC grid using dual inverter drive | |
| EP2815913A1 (en) | Recharging system for electric vehicles | |
| US11799292B2 (en) | On-board bidirectional AC fast charger for electric vehicles | |
| US20120326516A1 (en) | Fuel Cell Power Generation System with Isolated and Non-Isolated Buses | |
| CN110999016B (zh) | 用于提供各种电压并进行各种充电的具有包括电池单元组和转换模块的组合件的电池 | |
| CN205670685U (zh) | 用于传输电功率的设备 | |
| WO2012157116A1 (ja) | 車両の電源装置 | |
| Gupta et al. | Improved power quality on-board integrated charger with reduced switching stress | |
| JP2013150369A (ja) | 系統連系用電力変換システム | |
| JP2010273438A (ja) | 系統連系インバータシステム | |
| JP5661075B2 (ja) | 充放電装置 | |
| JP2016201893A (ja) | 系統連系システム | |
| Al-Ogaili et al. | Design and development of three levels universal electric vehicle charger based on integration of VOC and SPWM techniques | |
| Vankayalapati et al. | Two stage integrated on-board charger for EVs | |
| CN104245396A (zh) | 使电路的至少一个电容器放电的方法 | |
| KR20220069832A (ko) | Dc 전류 소스로 전기차를 직접 충전하기 위한 방법 및 장치 | |
| CN117223212A (zh) | 用于创建用于多相电气系统的直流电压母线的创建装置、包括这种装置的机动车辆和可再生能量式发电机 | |
| KR20190065814A (ko) | 전기자동차를 위한 통합 충전기 | |
| CN113928143A (zh) | 用于车辆的控制设备、系统、方法、存储介质及车辆 | |
| US20240186914A1 (en) | Device for creating a dc voltage bus for a polyphase electrical system, motor vehicle and renewable energy generator comprising such a device | |
| Tidjani et al. | Control strategy for improving the power flow between home integrated photovoltaic system, plug-in hybrid electric vehicle and distribution network | |
| Singh et al. | State-of-the-art Charging Solutions for Electric Transportation and Autonomous E-mobility. |
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 |