DE102010043997A1 - Wiederaufladsystem eines Hybridfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Ein System zum Wiederaufladen eines Hybridfahrzeugs ist mit zwei Motoren ausgestattet und führt einen kommerziellen Strom zu Neutralpunkten der Motoren zu, wenn ein Anschluss einer Ladestation detektiert wird, bildet eine Stromschleife durch die Neutralpunkte des ersten Motors und des zweiten Motors gemäß einer Phase des kommerziellen Stroms, und führt einen Wiederaufladmodus durch Detektieren von wenigstens einem von einer Spannung eines DC-Link-Kondensators in einem Spannungswandler, einer Spannung eines Glättungskondensators, und einer Batteriespannung durch. Gemäß dem System wird ein Stromsteuerungswert oder ein Spannungssteuerungswert gemäß dem Wiederaufladmodus ausgewählt, um eine Batterie basierend auf dem Stromsteuerungswert oder dem Spannungssteuerungswert wiederaufzuladen.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der koreanischen Patentanmeldung Nummer 10-2010-0066377 , angemeldet im koreanischen Patentamt am 09. Juli 2010, wobei deren gesamter Inhalt durch diese Bezugnahme hierin enthalten ist.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • (a) Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Hybridfahrzeug das mit zwei Motoren ausgestattet ist. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Wiederaufladsystem des Hybridfahrzeugs, das eine Batterie mit Hilfe von Neutralpunkten der beiden Motoren wieder auflädt.
  • (b) Beschreibung des Standes der Technik
  • Es sind Hybridfahrzeuge entwickelt worden, um verschärfte Abgasvorschriften bei Fahrzeugen zu erfüllen und um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
  • Ein Hybridfahrzeug erzeugt Strom durch eine Rückgewinnungsbremsung, durch welche sich ein Motor im Fall eines Abbremsens invers dreht und eine Batterie wieder auflädt. Des Weiteren können Hybridfahrzeuge durch eine Leerlaufabschaltung (ISG – Idle Stop and Go control), wo ein Verbrennungsmotor abgestellt wird wenn das Fahrzeug anhält und der Verbrennungsmotor mit Hilfe des Motors wieder angelassen wird, wenn das Fahrzeug anfängt zu fahren.
  • Darüber hinaus kann ein Plug-in-Wiederaufladverfahren bei Hybridfahrzeugen verwendet werden.
  • Gemäß dem Plug-in-Wiederaufladverfahren wird die Batterie mit Hilfe eines kommerziellen Stroms von außerhalb wieder aufgeladen.
  • Ein bordseitiges Batterieladegerät, welches den kommerziellen Strom gleichrichtet und die Batterie langsamer wieder auflädt, kann vorgesehen sein um das Plug-in-Wiederaufladverfahren zu verwenden.
  • Die Verwendung eines bordseitigen Batterieladegeräts ist jedoch nicht wünschenswert, zumindest weil bordseitige Batterieladegeräte im Allgemeinen kostspielig und schwer sind, und somit die Herstellungskosten erhöhen und die Kraftstoffeinsparung des Hybridfahrzeugs negativ beeinflussen. Da das Batterieladegerät oftmals in einem begrenzten Raum montiert werden muss, kann es zudem schwierig werden, das Batterieladegerät als eine Baugruppe herzustellen.
  • Insbesondere da die bordseitigen Batterieladegeräte ungefähr zehn Mal mehr kosten können als ein die gleiche Ausgangsleistung erzeugender Inverter, ist eine Verwendung eines solchen Batterieladegeräts nicht wünschenswert.
  • Darüber hinaus kann eine Schnellladevorrichtung vorgesehen sein, um die Batterie in einer kurzen Zeit wieder aufzuladen. In diesem Fall wird der kommerzielle Strom an eine Schnellladebuchse angeschlossen.
  • Üblicherweise muss eine Schnellladevorrichtung mit einer Batteriesteuerung bei einer hohen Geschwindigkeit in Echtzeit in Verbindung stehen, um eine Überladung der Batterie zu verhindern und die Batterie zu schützen. Zu diesem Zweck weist die Schnellladevorrichtung einen zusätzlichen Übertragungskanal auf.
  • Für den Fall, dass ein Übertragungskanal eines äußeren Systems an Steuerungen in dem Hybridfahrzeug angeschlossen ist, kann es schwierig werden, die Funktionssicherheit der Steuerung zu gewährleisten.
  • Die obige in diesem Hintergrundabschnitt offenbarte Information dient nur der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und kann daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, der einem Fachmann in diesem Land bereits bekannt ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ANMELDUNG
  • In einer Ausgestaltung stellt die vorliegende Erfindung ein Wiederaufladsystem von einem Hybridfahrzeug bereit, in welchem es möglich ist, eine Batterie mit Hilfe von Motoren und Invertern wieder aufzuladen, die wahlweise an einen kommerziellen Strom ohne ein zusätzliches teures Batterieladegerät angeschlossen sind.
  • Ein Wiederaufladsystem eines Hybridfahrzeugs gemäß ersten und zweiten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen vorzugsweise wenigstens eine Batterie, in welcher eine DC-Spannung gespeichert ist oder zum Abgeben der DC-Spannung; erste und zweite Motoren, die eingerichtet sind um als Elektromotor oder Generator zu arbeiten; erste und zweite Inverter zum Betreiben der ersten beziehungsweise zweiten Motoren; einen Spannungswandler zum Erhöhen oder Verringern der DC-Spannung der Batterie, so dass die erhöhte oder verringerte DC-Spannung zu den ersten und zweiten Invertern geliefert wird, um die von den ersten und zweiten Invertern zugeführte DC-Spannung zu erhöhen oder zu verringern, so dass die erhöhte oder verringerte DC-Spannung zu der Batterie zugeführt wird, und der mit einem DC-Link versehen ist; erste und zweite Dioden, wobei jede mit einem Anodenanschluss ausgestattet ist, der an einem Minuspol der ersten und zweiten Inverter angeschlossen ist und einen Kathodenanschluss, der an einen kommerziellen Strom angeschlossen ist und parallel an die ersten und zweiten Neutralpunkte der ersten und zweiten Motoren angeschlossen ist; und eine Wiederaufladsteuerung zum Durchführen eines Wiederaufladmodus durch Detektieren von wenigstens einem von einer Phase des kommerziellen Stroms, der zu den ersten und zweiten Neutralpunkten der ersten und zweiten Motoren zugeführt wird, einer Spannung eines DC-Link-Kondensators, der den Spannungswandler an die ersten und zweiten Inverter anschließt, einer Batteriespannung, einer Spannung eines Glättungskondensators, der an beiden Anschlussklemmen der Batterie angeschlossen ist, eines Batteriestroms, und eines Stroms, der der von dem Spannungswandler zu der Batterie fließt, und den Spannungswandler durch eine PWM-Betriebsart gemäß dem Wiederaufladmodus der Batterie steuert, so dass die Spannung des DC-Link-Kondensators erhöht oder verringert wird und zu der Batterie zugeführt wird.
  • Die Wiederaufladsteuerung kann einen Stromsteuerungswert bestimmen und kann einen Ladestrom der Batterie steuern, um dem Stromsteuerungswert in einem Fall zu folgen, dass der Wiederaufladmodus der Batterie ein Stromsteuerungsmodus ist.
  • Die Wiederaufladsteuerung kann einen Spannungssteuerungswert bestimmen, der für ein Beibehalten einer konstanten Spannung des Glättungskondensators erforderlich ist, und kann den Spannungswandler basierend auf dem Spannungssteuerungswert steuern, um die Batterie in einem Fall zu steuern, dass der Wiederaufladmodus der Batterie nicht der Stromsteuerungsmodus ist.
  • Gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Wiederaufladsystem ferner umfassen: ein Hauptrelais, das wahlweise die Batterie an den Spannungswandler anschließt; einen Wiederaufladanschluss, der wahlweise den kommerziellen Strom, der sich außerhalb des Fahrzeugs befindet, an die ersten und zweiten Dioden anschließt; und einen Anschlussdetektor zum Detektieren eines Anschlusses des kommerziellen Stroms.
  • Die Wiederaufladsteuerung kann davon eine anfängliche Aktivierung durchführen und kann das Hauptrelais einschalten, um den DC-Link durch die Batteriespannung in einem Fall vorzuladen, dass der Anschlussdetektor den Anschluss des kommerziellen Stroms detektiert.
  • Die Wiederaufladsteuerung kann eine Wiederaufladung der Batterie gemäß dem Wiederaufladmodus in einem Fall steuern, dass die Vorladung des DC-Link abgeschlossen ist.
  • Die Wiederaufladsteuerung kann den Stromsteuerungswert bestimmen und steuert den Ladestrom der Batterie, um dem Stromsteuerungswert in einem Fall zu folgen, dass der Wiederaufladmodus der Batterie der Stromsteuerungsmodus ist.
  • Die Wiederaufladsteuerung kann einen Spannungssteuerungswert bestimmen, der für ein Beibehalten einer konstanten Spannung des Glättungskondensators erforderlich ist, und kann den Spannungswandler basierend auf dem Spannungssteuerungswert steuern, um die Batterie in einem Fall wiederaufzuladen, dass der Wiederaufladmodus der Batterie nicht der Stromsteuerungsmodus ist.
  • Die Wiederaufladsteuerung kann die Spannung des DC-Link-Kondensators zu der Batterie entladen, um niedriger als eine Referenzspannung zu sein, in einem Fall, dass eine Abschaltung des kommerziellen Stroms während der Wiederaufladung detektiert wird oder nachdem die Wiederaufladung abgeschlossen ist.
  • Ein Wiederaufladsystem eines Hybridfahrzeugs gemäß dritten und vierten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann umfassen: eine Batterie, in welcher eine DC-Spannung gespeichert ist oder zum Abgeben der DC-Spannung; erste und zweite Motoren, die eingerichtet sind um als Elektromotor oder Generator zu arbeiten; erste und zweite Inverter zum Betreiben der ersten beziehungsweise zweiten Motoren; ein Spannungswandler zum Erhöhen oder Verringern der DC-Spannung der Batterie, so dass die erhöhte oder verringerte DC-Spannung zu den ersten und zweiten Invertern geliefert wird, um die von den ersten und zweiten Invertern zugeführte DC-Spannung zu erhöhen oder zu verringern, so dass die erhöhte oder verringerte DC-Spannung zu der Batterie zugeführt wird, und der mit einem DC-Link versehen ist; erste und zweite Dioden, wobei jede mit einem Anodenanschluss ausgestattet ist, der an einem Minuspol der ersten und zweiten Inverter angeschlossen ist und einen Kathodenanschluss, der an einen kommerziellen Strom angeschlossen ist und parallel an die ersten und zweiten Neutralpunkte der ersten und zweiten Motoren angeschlossen ist; und eine Wiederaufladsteuerung zum Durchführen eines Wiederaufladmodus durch Detektieren von wenigstens einem von einer Phase des kommerziellen Stroms, der zu den ersten und zweiten Neutralpunkten der ersten und zweiten Motoren zugeführt wird, einer Spannung eines DC-Link-Kondensators, der den Spannungswandler an die ersten und zweiten Inverter anschließt, einer Batteriespannung, einer Spannung eines Glättungskondensators, der an beiden Anschlussklemmen der Batterie angeschlossen ist, eines Batteriestroms, und eines Stroms, der der von dem Spannungswandler zu der Batterie fließt, und den Spannungswandler durch eine PWM-Betriebsart gemäß dem Wiederaufladmodus der Batterie steuert, so dass die Spannung des DC-Link-Kondensators erhöht oder verringert wird und der Batterie zugeführt wird; ein Hauptrelais, das wahlweise die Batterie an den Spannungswandler anschließt; einen Wiederaufladanschluss, der wahlweise den kommerziellen Strom, der sich außerhalb des Fahrzeugs befindet, an die ersten und zweiten Dioden anschließt; und einen Anschlussdetektor zum Detektieren eines Anschlusses des kommerziellen Stroms; und einen Eingangsanschlussschalter, der zwischen dem Ladeanschluss und den ersten und zweiten Motoren montiert ist und wahlweise den kommerziellen Strom an die ersten und zweiten Neutralpunkte der ersten und zweiten Motoren durch eine Steuerung der Wiederaufladsteuerung anschließt.
  • Gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Eingangsanschlussschalter umfassen: ein erstes Relais, das an der ersten Diode und dem ersten Neutralpunkt des ersten Motors angeschlossen ist; und ein zweites Relais, das an die zweite Diode und den zweiten Neutralpunkt des zweiten Motors angeschlossen ist.
  • Die Wiederaufladsteuerung kann eine anfängliche Aktivierung hiervon durchführen, kann das Hauptrelais einschalten, und kann den Einganganschlussschalter ausschalten, um den DC-link durch die Batteriespannung in einem Fall vorzuladen, dass der Anschlussdetektor den Anschluss an den kommerziellen Strom detektiert.
  • Die Wiederaufladsteuerung kann den Eingangsanschlussschalter einschalten und kann eine Wiederaufladung der Batterie gemäß dem Wiederaufladmodus in einem Fall steuern, dass die Vorladung des DC-Link abgeschlossen ist.
  • Die Wiederaufladsteuerung kann den Stromsteuerungswert bestimmen und den Ladestrom der Batterie steuern, um den Stromsteuerungswert in einem Fall zu folgen, dass der Wiederaufladmodus der Batterie der Stromsteuerungsmodus ist.
  • Die Wiederaufladsteuerung kann einen Spannungssteuerungswert bestimmen, der für ein Beibehalten einer konstanten Spannung des Glättungskondensators erforderlich ist, und kann den Spannungswandler basierend auf dem Spannungssteuerungswert steuern, um die Batterie in einem Fall zu steuern, dass der Wiederaufladmodus der Batterie nicht der Stromsteuerungsmodus ist.
  • Gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Eingangsanschlussschalter umfassen: ein erstes Relais, das an die erste Diode und den ersten Neutralpunkt des ersten Motors angeschlossen ist; ein zweites Relais, das an die zweite Diode und den zweiten Neutralpunkt des zweiten Motors angeschlossen ist; und ein drittes Relais, das an das zweite Relais parallel angeschlossen ist und mit einem Widerstand in Reihe geschaltet ist.
  • Die Wiederaufladsteuerung kann eine anfängliche Aktivierung hiervon durchführen, kann das zweite und das dritte Relais des Eingangsanschlussschalters einschalten um eine Schwachstromschleife zu bilden, und kann den DC-Link mit Hilfe eines Stroms der Schwachstromschleife in einem Fall vorladen, dass der Anschlussdetektor den Anschluss des kommerziellen Stroms detektiert.
  • Die Wiederaufladsteuerung kann das dritte Relais ausschalten, kann das erste Relais einschalten, und kann das Hauptrelais einschalten, um die Batterie mit Hilfe des normalen kommerziellen Stroms in einem Fall vorzuladen, dass die Vorladung des DC-Link abgeschlossen ist.
  • Die Wiederaufladsteuerung kann die Spannung des DC-Link-Kondensators, um niedriger als eine Referenzspannung zu sein, zu der Batterie in einem Fall entladen, dass eine Abtrennung von dem kommerziellen Strom während einer Wiederaufladung detektiert wird oder nachdem die Wiederaufladung abgeschlossen ist.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt ein Schaltbild eines Wiederaufladsystems eines Hybridfahrzeugs gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Wiederaufladen einer Batterie mit Hilfe des Wiederaufladsystems aus 1 darstellt.
  • 3 und 4 zeigen Schaltbilder, die einen Stromfluss gemäß einer Phase eines kommerziellen Stroms in einem Wiederaufladsystem gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
  • 5 zeigt ein Schaltbild eines Wiederaufladsystems eines Hybridfahrzeugs gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 6 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Wiederaufladen einer Batterie mit Hilfe des Wiederaufladsystems aus 5.
  • 7 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Vorladen eines DC-Link mit Hilfe eines Wiederaufladsystems gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 8 zeigt ein Schaltbild eines Wiederaufladsystems eines Hybridfahrzeugs gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 9 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Vorladen eines DC-Link mit Hilfe des Wiederaufladsystems aus 8.
  • 10 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Wiederaufladen einer Batterie mit Hilfe eines Wiederaufladsystems gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 11 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Abschließen einer Wiederaufladung einer Batterie mit Hilfe eines Wiederaufladsystems gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 12 zeigt ein Schaltbild eines Wiederaufladsystems eines Hybridfahrzeugs gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 13 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Vorladen eines DC-Link mit Hilfe des Wiederaufladsystems aus 12.
  • 14 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Wiederaufladen einer Batterie mit Hilfe eines Wiederaufladsystems gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 15 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Abschließen einer Wiederaufladung einer Batterie mit Hilfe eines Wiederaufladsystems gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Bezugszeichenliste
    • 101
    der erste Motor
    103
    der erste Inverter
    105
    Spannungswandler
    107
    Diode
    109
    Anschlussdetektor
    102
    der zweite Motor
    104
    der zweite Inverter
    106
    Batterie
    108
    Wiederaufladanschluss
    110
    Eingangsanschlussschalter
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • (Erste beispielhafte Ausführungsform)
  • Nachfolgend wird eine erste beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
  • Wie der Fachmann erkennen kann, können die beschriebenen Ausführungsformen auf verschiedene unterschiedliche Wege verändert werden, ohne jeweils von dem Geist oder Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Auf eine Beschreibung von Bauelementen, die für die Erläuterung der Erfindung nicht erforderlich ist, wird verzichtet und die gleichen konstituierenden Elemente werden durch die gleichen Bezugszeichen in dieser Beschreibung bezeichnet.
  • Es ist zu beachten, dass der Ausdruck ”Fahrzeug” oder ”Fahrzeug-” oder andere gleichlautende Ausdrücke wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie z. B. Personenkraftwagen einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwägen, verschiedene Nutzungsfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und dergleichen einschließen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge, Wasserstoffangetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoff umfassen (beispielsweise Kraftstoff, der von anderen Quellen als Erdöl gewonnen wird). Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Antriebsquellen aufweist, wie zum Beispiel sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
  • 1 zeigt ein Schaltbild eines Wiederaufladsystems eines Hybridfahrzeugs gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Bezug nehmend auf 1 umfasst die erste beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorzugsweise wenigstens einen ersten Motor 101, einen zweiten Motor 102, einen ersten Inverter 103, einen zweiten Inverter 104, einen Spannungswandler 105, eine Batterie 106, eine Diode 107 (umfassend zum Beispiel erste und zweite Dioden D1 und D2), und eine Wiederaufladsteuerung 200.
  • Der erste Motor 101 ist ein 3-Phasen-AC-Elektromotor, welcher als ein Elektromotor betrieben werden kann um einen Verbrennungsmotor (nicht gezeigt) zu starten, und wahlweise als ein durch den Verbrennungsmotor angetriebener Generator betrieben werden kann.
  • Der erste Motor 101 wird vorzugsweise durch eine 3-Phasen-AC-Spannung betrieben, die durch den ersten Inverter 103 zugeführt wird um den Verbrennungsmotor zu starten. Des Weiteren ist der erste Motor 101 eingerichtet, um durch den Verbrennungsmotor betrieben zu werden, um eine 3-Phasen-AC-Spannung zu erzeugen und um die 3-Phasen-AC-Spannung an den ersten Inverter 103 abzugeben.
  • Der zweite Motor 102 ist ein 3-Phasen-AC-Elektromotor, der geeignet ist, ein Antriebsrad (nicht gezeigt) anzutreiben und ein Antriebsmoment durch eine von dem zweiten Inverter 104 zugeführte 3-Phasen-AC-Spannung zu erzeugen.
  • Darüber hinaus kann der zweite Motor 102 als Generator in einem Fall einer Rückgewinnungsbremsung des Fahrzeugs betrieben werden, um eine 3-Phasen-AC-Spannung zu erzeugen und um die 3-Phasen-AC-Spannung an den zweiten Inverter 104 abzugeben.
  • Der erste Motor 101 kann eine 3-Phasenwicklung in einer Y-Verdrahtungsart als Ständerwicklung umfassen. Ebenfalls ist jede der U-, V- und W-Phasewicklungen, die die 3-Phasenwicklung bilden, jeweils mit einem Ende versehen, das miteinander verbunden ist um einen ersten Neutralpunkt N1 zu bilden, und wobei das andere Ende an einen entsprechenden Zweig des ersten Inverters 103 angeschlossen ist.
  • Der erste Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 ist an den kommerziellen Strom 300 angeschlossen, der vorzugsweise von außerhalb zugeführt wird.
  • Der zweite Motor 102 umfasst eine 3-Phasenwicklung in einer Y-Verdrahtungsart als Ständerwicklung. Ebenfalls ist jede der U-, V- und W-Phasewicklungen, die die 3-Phasenwicklung bilden, jeweils mit einem Ende versehen, das miteinander verbunden ist um einen zweiten Neutralpunkt N2 zu bilden, und wobei das andere Ende an einen entsprechenden Zweig des ersten Inverters 104 angeschlossen ist.
  • Der zweite Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 ist an den kommerziellen Strom 300 angeschlossen, der vorzugsweise von außerhalb zugeführt wird.
  • Der erste Inverter 103 wandelt die durch den Spannungswandler 105 zugeführte DC-Spannung der Batterie 106 in eine 3-Phasen-AC-Spannung gemäß einem PWM-Signal um, das von der Wiederaufladsteuerung 200 angelegt wird und führt die 3-Phasen-AC-Spannung dem ersten Motor 101 als eine Betriebsspannung zu.
  • Der erste Inverter 103 ist an einen DC-Link (ein Teil, an welchen Vdc angelegt ist) des Spannungswandlers 105 und die zweite Diode D2 der Diode 107 angeschlossen um einen Zirkulationspfad zu bilden, wenn der kommerzielle Strom 300, der dem ersten Inverter 103 durch den ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 zugeführt wird, einen positiven Wert (Vs > 0) aufweist.
  • Der zweite Inverter 104 wandelt die durch den Spannungswandler 105 zugeführte DC-Spannung der Batterie 106 in eine 3-Phasen-AC-Spannung gemäß einem PWM-Signal um, das von der Wiederaufladsteuerung 200 angelegt wird und führt die 3-Phasen-AC-Spannung dem zweiten Motor 102 als eine Betriebsspannung zu.
  • Der zweite Inverter 104 ist an einen DC-Link des Spannungswandlers 105 und die erste Diode D1 der Diode 107 angeschlossen, um einen Zirkulationspfad zu bilden, wenn der kommerzielle Strom 300, der dem zweiten Inverter 104 durch den zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 zugeführt wird, einen negativen Wert (Vs < 0) aufweist.
  • Der erste Inverter 103 ist gebildet durch eine Reihenschaltung von elektrischen Schaltelementen, und umfasst U-Phasenzweige Sau und Sau', V-Phasenzweige Sav und Sav' und W-Phasenzweige Saw und Saw'. Einer der NPN-Transistoren, ein IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate), und ein MOSFET können als elektrisches Schaltelement verwendet werden.
  • Der zweite Inverter 104 ist gebildet durch eine Reihenschaltung von elektrischen Schaltelementen, und umfasst U-Phasenzweige Sbu und Sbu', V-Phasenzweige Sbv und Sbv' und W-Phasenzweige Sbw und Sbw'. Einer der NPN-Transistoren, ein IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate), und ein MOSFET können als elektrisches Schaltelement verwendet werden.
  • Der Spannungswandler 105 ist ein DC/DC-Wandler, und erhöht oder verringert somit die von der Batterie 106 zugeführte DC-Spannung auf eine vorbestimmte Spannungshöhe gemäß einem PWM-Betriebssteuerungssignal, das von der Wiederaufladsteuerung 200 angelegt wird und gibt sie an den ersten Inverter 103 oder den zweiten Inverter 104 ab.
  • Darüber hinaus erhöht oder verringert der Spannungswandler 105 die DC-Spannung, die von dem ersten Inverter 103 oder dem zweiten Inverter 104 gemäß einem von der Wiederaufladsteuerung angelegten PWM-Betriebssteuerungssignal angelegt wird und gibt sie an die Batterie 106 als eine Ladespannung ab.
  • Der Spannungswandler 105 ist vorzugsweise an beiden Enden der Batterie 106 angeschlossen und umfasst erste und zweite elektrische Schaltelemente S1 und S2, die in Reihe mit einem DC-Link-Kondensator Cdc und einem Glättungskondensator Cbc geschaltet sind, der eine Spannung zwischen beiden Enden der Batterie 106 glättet.
  • In einem Fall, dass der äußere kommerzielle Strom 300, der dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und dem zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 zugeführt wird, dem DC-Link zugeführt wird, der den Zirkulationspfad durch den ersten Inverter 103 und den zweiten Inverter 104 bildet, schaltet der Spannungswandler 105 das erste elektrische Schaltelement S1 und das zweite elektrische Schaltelement S2 gemäß einem von der Wiederaufladsteuerung 200 angelegten Steuerungssignal ein oder aus und lädt die Batterie 106 wieder auf.
  • Die Batterie 106 verwendet vorzugsweise einen DC-Strom. Zum Beispiel kann eine wieder aufladbare Nickel-Wasserstoff oder wieder aufladbare Lithiumionen-Batterie und ein Kondensator mit einer großen Kapazität als Batterie 106 verwendet werden. Vorzugsweise wird die DC-Spannung erhöht oder verringert, die in dem Spannungswandler 105 wieder aufgeladen wird, um sie dem ersten Motor 101 oder dem zweiten Motor 102 zuzuführen.
  • Des Weiteren kann die Batterie 106 durch einen äußeren kommerziellen Strom 300 wieder aufgeladen werden, welcher durch den Spannungswandler 105 erhöht oder verringert wird und an die Batterie 106 angelegt wird.
  • Die Diode 107 umfasst die erste Diode D1 und die zweite Diode D2. Ein Anschluss, z. B. ein Anodenanschluss der Diode 107 ist an einen Minuspol des ersten und zweiten Inverters 103 und 104 angeschlossen, und ein Kathodenanschluss ist an den äußeren kommerziellen Strom 300 und die ersten Neutralpunkte N1 und N2 der ersten und zweiten Motore 101 und 102 angeschlossen.
  • Der kommerzielle Strom 300 kann an das System durch eine Steckvorrichtung oder eine Steckerverbindung angeschlossen werden. Der kommerzielle Strom 300 kann ein AC-Strom oder ein DC-Strom sein.
  • Die Wiederaufladsteuerung 200 detektiert eine Phase Vs des kommerziellen Stroms 300, der dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und dem zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors zugeführt wird, eine Spannung Vdc eines DC-Link-Kondensators Cdc der eine Zirkulationsschleife bildet, eine Batteriespannung Vb, eine Spannung Vbc des Glättungskondensators Cbc, der an beiden Enden der Batterie 106 angeschlossen ist, einen Induktorstrom IL, und einen Ladestrom Ib und bestimmt einen Wiederaufladmodus.
  • Darüber hinaus bestimmt die Wiederaufladsteuerung 200 einen Ladesteuerungswert gemäß dem Wiederaufladmodus und lädt die Batterie 106 durch Ein- oder Ausschalten des ersten elektrischen Schaltelements S1 und des zweiten elektrischen Schaltelements S2 des Spannungswandlers 105 durch die PWM-Betriebssteuerung auf.
  • Der Fachmann wird verstehen, dass das Antreiben des ersten Motors durch die Batteriespannung und Anlassen des Verbrennungsmotors, Wiederaufladen der Batterie durch die Spannung die durch das Antriebsmoment des Verbrennungsmotors erzeugt wird, Antreiben des zweiten Motors durch die Batteriespannung und Fahren des Fahrzeugs, und Wiederaufladen der Batterie durch die Rückgewinnungsbremsung, wie es in Verbindung mit der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, dem aus dem Stand der Technik entspricht und auf eine ausführliche Beschreibung hiervon verzichtet wird.
  • Die erste beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein Wiederaufladen der Batterie 106 durch Zuführen des kommerziellen Stroms von außerhalb zu dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und des zweiten Neutralpunkts N2 des zweiten Motors 102 ohne dem Erfordernis für zusätzliche Wiederaufladvorrichtungen, welche hierin näher beschrieben wird.
  • 2 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Wiederaufladen einer Batterie mit Hilfe eines Wiederaufladsystems gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Unter Bezugnahme auf 2 wird in einem Zustand, dass sich die Wiederaufladsteuerung 200 des Hybridfahrzeugs gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Schritt S101 im Stand-by befindet, bestimmt, ob der kommerzielle Strom durch die Steckvorrichtung oder Steckerverbindung in Schritt S102 angeschlossen ist.
  • Falls der kommerzielle Strom 300 zum Wiederaufladen der Batterie 106 angeschlossen ist, wird der kommerzielle Strom 300 zu dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und zu dem zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 in Schritt S103 zugeführt.
  • In Schritt S104 wird eine in 3 gezeigte Stromschleife gebildet, falls die Phase des kommerziellen Stroms ein positiver Wert (Vs > 0) ist, und die in 4 gezeigte Stromschleife wird gebildet, falls die Phase des kommerziellen Stroms 300 ein negativer Wert (Vs < 0) ist. Demzufolge wird der von dem Spannungswandler 105 umfasste DC-Link-Kondensator wiederaufgeladen.
  • Unter Bezugnahme auf 3 wird die Stromschleife in einem Zustand, dass die Phase des kommerziellen Stroms 300 ein positiver Wert (Vs > 0) ist, wie folgt gebildet.
  • Die Spannung des kommerziellen Stroms 300 wird zu dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 zugeführt, und ein oberer U-Phasenzweig Sau, ein oberer V-Phasenzweig Sav und ein oberer W-Phasenzweig Saw des den ersten Inverter 103 bildenden elektrischen Schaltelements wird elektrisch geladen. Zu diesem Zeitpunkt kann jeder obere Zweig durch eine Bypass-Diode elektrisch geladen werden, die damit parallel geschaltet ist.
  • Demzufolge fließt ein Strom des kommerziellen Stroms 300 zu dem DC-Link-Kondensator Cdc in dem Spannungswandler 105 durch den oberen U-Phasenzweig Sau, den oberen V-Phasenzweig Sav und den oberen W-Phasenzweig Saw des ersten Inverters 103, und wird zu dem kommerziellen elektrischen Strom 300 durch die zweite Diode D2 der Diode 107 zurück geführt, die an den Minuspol der ersten und zweiten Inverter 103 und 104 angeschlossen ist.
  • Unter Bezugnahme auf 4 wird die Stromschleife in einem Zustand, dass die Phase des kommerziellen Stroms 300 ein negativer Wert (Vs < 0) ist, wie folgt gebildet.
  • Die Spannung des kommerziellen Stroms 300 wird dem zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 zugeführt, und ein oberer U-Phasenzweig Sbu, ein oberer V-Phasenzweig Sbv und ein oberer W-Phasenzweig Sbw des den zweiten Inverter 104 bildenden elektrischen Schaltelements wird elektrisch geladen. Zu diesem Zeitpunkt kann jeder obere Zweig durch eine Bypass-Diode elektrisch geladen werden, die damit parallel geschaltet ist.
  • Demzufolge fließt ein Strom des kommerziellen Stroms 300 zu dem DC-Link-Kondensator Cdc in dem Spannungswandler 105 durch den oberen U-Phasenzweig Sbu, den oberen V-Phasenzweig Sbv und den oberen W-Phasenzweig Sbw des zweiten Inverters 104, und wird zu dem kommerziellen elektrischen Strom 300 durch die erste Diode D1 der Diode 107 zurück geführt, die an den Minuspol der ersten und zweiten Inverter 103 und 104 angeschlossen ist.
  • Demzufolge wird der DC-Link-Kondensator Cdc in dem Spannungswandler 105 wiederaufgeladen. Zu diesem Zeitpunkt detektiert die Wiederaufladsteuerung 200 die Phase Vs des kommerziellen Stroms, der dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und dem zweiten Neutralpunkt des zweiten Motors zugeführt wird, die Spannung Vdc des DC-Link-Kondensators welcher wiederaufgeladen wird, die Batteriespannung Vb, die Spannung Vbc des Glättungskondensators Cbc, der an beiden Enden der Batterie 106 angeschlossen ist, den Induktorstrom IL, und den Ladestrom Ib in Schritt S105, und bestimmt darauf basierend den Wiederaufladmodus in schritt S106.
  • Die Wiederaufladsteuerung 200 bestimmt insbesondere in Schritt S107, ob der Wiederaufladmodus ein Stromsteuerungsmodus ist, wo die Batteriespannung beibehalten wird, um höher als oder gleich einer vorbestimmten Referenzspannung (z. B. 80% einer Maximalspannung) zu sein.
  • Falls der Wiederaufladmodus nicht der Stromsteuerungsmodus in dem Schritt S107 ist, bestimmt die Wiederaufladsteuerung 200 einen Spannungssteuerungswert, welcher die Spannung Vbc des Glättungskondensators Cbc beibehalten kann, der an beiden Enden der Batterie 106 angeschlossen ist, um in Schritt S108 konstant zu sein.
  • Im Anschluss steuert die Wiederaufladsteuerung 200 Arbeitsprozesse des ersten elektrischen Schaltelements S1 und des zweiten elektrischen Schaltelements S2 in dem Spannungswandler 105 basierend auf dem in dem Schritt S108 bestimmten Spannungssteuerungswert und lädt die Batterie 106 in Schritt S109 wieder auf. Falls der Wiederaufladmodus der Stromsteuerungsmodus in Schritt S107 ist, bestimmt die Wiederaufladsteuerung 200 indessen einen Stromsteuerungswert, der einen Detektionsfehler in Schritt S110 berücksichtigt.
  • Danach steuert die Wiederaufladsteuerung 200 die Arbeitsprozesse des ersten elektrischen Schaltelements S1 und des zweiten elektrischen Schaltelements S2 in dem Spannungswandler 105 basierend auf dem bestimmten Stromsteuerungswert und steuert einen Ladestrom der Batterie 106 derart, um dem Stromsteuerungswert in Schritt S111 zu folgen.
  • Die Wiederaufladsteuerung 200 bestimmt, ob die Batterie 106 in Schritt S112 vollständig wiederaufgeladen ist. Falls die Batterie 106 in Schritt S112 nicht vollständig wiederaufgeladen ist, kehrt die Wiederaufladsteuerung 200 zu Schritt S110 zurück und wiederholt die Schritte S110 bis S112. Falls die Batterie 106 in Schritt 112 vollständig wiederaufgeladen ist, ist die Wiederaufladung der Batterie 106 in schritt S113 abgeschlossen, um die Batterie nicht zu überladen.
  • Wie oberhalb beschrieben, wird der äußere kommerzielle Strom zu dem ersten Neutralpunkt des ersten Motors und dem zweiten Neutralpunkt des zweiten Motors zugeführt, um den DC-Link-Kondensator wiederaufzuladen, und die Batterie wird durch eine PWM-Steuerung des elektrischen Schaltelements des Spannungswandlers gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dauerhaft wiederaufgeladen. Da keine kostspielige Wiederaufladvorrichtung verwendet wird, ist es möglich, die Herstellungskosten zu verringern während die Kraftstoffeinsparung verbessert wird.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Nachfolgend wird eine zweite beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
  • 5 zeigt ein Schaltbild eines Wiederaufladsystems eines Hybridfahrzeugs gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Unter Bezugnahme auf 5 umfasst die zweite beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorzugsweise wenigstens einen ersten Motor 101, einen zweiten Motor 102, einen ersten Inverter 103, einen zweiten Inverter 104, einen Spannungswandler 105, eine Batterie 106, eine Diode 107 (umfassend zum Beispiel erste und zweite Dioden D1 und D2), einen Wiederaufladanschluss 108, einen Anschlussdetektor 109, Hauptrelais SR1 und SR2, und eine Wiederaufladsteuerung 200.
  • Der erste Motor 101 ist ein 3-Phasen-AC-Elektromotor, welcher als ein Elektromotor betrieben werden kann um einen Verbrennungsmotor (nicht gezeigt) zu starten, und wahlweise als ein durch den Verbrennungsmotor angetriebener Generator betrieben werden kann.
  • Der erste Motor 101 wird vorzugsweise durch eine 3-Phasen-AC-Spannung betrieben, die durch den ersten Inverter 103 zugeführt wird um den Verbrennungsmotor zu starten. Des Weiteren kann der erste Motor 101 durch den Verbrennungsmotor betrieben werden, um eine 3-Phasen-AC-Spannung zu erzeugen und um die 3-Phasen-AC-Spannung an den ersten Inverter 103 abzugeben.
  • Der zweite Motor 102 ist vorzugsweise ein 3-Phasen-AC-Elektromotor zum Antreiben eines Antriebsrads (nicht gezeigt) und zum Erzeugen eines Antriebsmoments durch eine von dem zweiten Inverter 104 zugeführte 3-Phasen-AC-Spannung.
  • Darüber hinaus kann der zweite Motor 102 als ein Generator in einem Fall einer Rückgewinnungsbremsung des Fahrzeugs betrieben werden, um eine 3-Phasen-AC-Spannung zu erzeugen und um die 3-Phasen-AC-Spannung an den zweiten Inverter 104 abzugeben.
  • Der erste Motor 101 umfasst eine 3-Phasenwicklung in einer Y-Verdrahtungsart als Ständerwicklung.
  • Ebenfalls ist jede der U-, V- und W-Phasewicklungen, die die 3-Phasenwicklung bilden, jeweils mit einem Ende versehen, das miteinander verbunden ist um einen ersten Neutralpunkt N1 zu bilden, und wobei das andere Ende an einen entsprechenden Zweig des ersten Inverters 103 angeschlossen ist.
  • Der erste Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 ist an den kommerziellen Strom 300 angeschlossen, der vorzugsweise von außerhalb zugeführt wird.
  • Der zweite Motor 102 umfasst eine 3-Phasenwicklung in einer Y-Verdrahtungsart als Ständerwicklung. Ebenfalls ist jede der U-, V- und W-Phasewicklungen, die die 3-Phasenwicklung bilden, jeweils mit einem Ende versehen, das miteinander verbunden ist um einen zweiten Neutralpunkt N2 zu bilden, und wobei das andere Ende an einen entsprechenden Zweig des ersten Inverters 104 angeschlossen ist.
  • Der zweite Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 ist an den kommerziellen Strom 300 angeschlossen, der vorzugsweise von außerhalb zugeführt wird.
  • Der erste Inverter 103 wandelt die durch den Spannungswandler 105 zugeführte DC-Spannung der Batterie 106 in eine 3-Phasen-AC-Spannung gemäß einem PWM-Signal um, das von der Wiederaufladsteuerung 200 angelegt wird und führt die 3-Phasen-AC-Spannung dem ersten Motor 101 als eine Betriebsspannung zu.
  • Der erste Inverter 103 ist an einen DC-Link (ein Teil, an welchen Vdc angelegt ist) des Spannungswandlers 105 und die zweite Diode D2 der Diode 107 angeschlossen um einen Zirkulationspfad zu bilden, wenn der kommerzielle Strom 300, der dem ersten Inverter 103 durch den ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 zugeführt wird, einen positiven Wert (Vs > 0) aufweist.
  • Der zweite Inverter 104 wandelt die durch den Spannungswandler 105 zugeführte DC-Spannung der Batterie 106 in eine 3-Phasen-AC-Spannung gemäß einem PWM-Signal um, das von der Wiederaufladsteuerung 200 angelegt wird und führt die 3-Phasen-AC-Spannung dem zweiten Motor 102 als eine Betriebsspannung zu.
  • Der zweite Inverter 104 ist an einen DC-Link des Spannungswandlers 105 und die erste Diode D1 der Diode 107 angeschlossen, um einen Zirkulationspfad zu bilden, wenn der kommerzielle Strom 300, der dem zweiten Inverter 104 durch den zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 zugeführt wird, einen negativen Wert (Vs < 0) aufweist.
  • Der erste Inverter 103 ist gebildet durch eine Reihenschaltung von elektrischen Schaltelementen, und umfasst U-Phasenzweige Sau und Sau', V-Phasenzweige Sav und Sav' und W-Phasenzweige Saw und Saw'. Einer der NPN-Transistoren, ein IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate), und ein MOSFET können als elektrisches Schaltelement verwendet werden.
  • Der zweite Inverter 104 ist gebildet durch eine Reihenschaltung von elektrischen Schaltelementen, und umfasst U-Phasenzweige Sbu und Sbu', V-Phasenzweige Sbv und Sbv' und W-Phasenzweige Sbw und Sbw'. Einer der NPN-Transistoren, ein IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate), und ein MOSFET können als elektrisches Schaltelement verwendet werden.
  • Der Spannungswandler 105 ist vorzugsweise ein DC/DC-Wandler, und erhöht oder verringert somit die von der Batterie 106 zugeführte DC-Spannung auf eine vorbestimmte Spannungshöhe gemäß einem PWM-Betriebssteuerungssignal, das von der Wiederaufladsteuerung 200 angelegt wird und gibt sie an den ersten Inverter 103 oder den zweiten Inverter 104 ab.
  • Darüber hinaus erhöht oder verringert der Spannungswandler 105 die DC-Spannung, die von dem ersten Inverter 103 oder dem zweiten Inverter 104 gemäß einem von der Wiederaufladsteuerung angelegten PWM-Betriebssteuerungssignal angelegt wird und gibt sie an die Batterie 106 als eine Ladespannung ab.
  • Der Spannungswandler 105 ist vorzugsweise an beiden Enden der Batterie 106 angeschlossen und umfasst erste und zweite elektrische Schaltelemente S1 und S2, die in Reihe mit einem DC-Link-Kondensator Cdc und einem Glättungskondensator Cbc geschaltet sind, der eine Spannung zwischen beiden Enden der Batterie 106 glättet.
  • In einem Fall, dass der äußere kommerzielle Strom 300, der dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und dem zweiten Neutralpunkt des zweiten Motors 102 zugeführt wird, dem DC-Link zugeführt wird, der den Zirkulationspfad durch den ersten Inverter 103 und den zweiten Inverter 104 bildet, schaltet der Spannungswandler 105 das erste elektrische Schaltelement S1 und das zweite elektrische Schaltelement S2 gemäß einem von der Wiederaufladsteuerung 200 angelegten Steuerungssignal ein oder aus und lädt die Batterie 106 wieder auf.
  • Die Batterie 106 verwendet vorzugsweise einen DC-Strom. Zum Beispiel kann eine wieder aufladbare Nickel-Wasserstoff oder wieder aufladbare Lithiumionen-Batterie und ein Kondensator mit einer großen Kapazität als die Batterie 106 verwendet werden. Vorzugsweise wird die DC-Spannung erhöht oder verringert, die in dem Spannungswandler 105 wieder aufgeladen wird, um dem ersten Motor 101 oder dem zweiten Motor 102 zugeführt zu werden.
  • Des Weiteren wird die Batterie 106 durch einen äußeren kommerziellen Strom 300 wieder aufgeladen werden, welcher durch den Spannungswandler 105 erhöht oder verringert wird und an die Batterie 106 angelegt wird.
  • Die Diode 107 umfasst die erste Diode D1 und die zweite Diode D2. Ein Anschluss, z. B. ein Anodenanschluss der Diode 107 ist an einen Minuspol des ersten und zweiten Inverters 103 und 104 angeschlossen, und ein Kathodenanschluss ist an den äußeren kommerziellen Strom 300 und die ersten Neutralpunkte N1 und N2 der ersten und zweiten Motore 101 und 102 angeschlossen.
  • Der Wiederaufladanschluss 108 ist an einen Wiederaufladanschluss 310 des äußeren kommerziellen Stroms 300 angeschlossen und nimmt den Strom zum Wiederaufladen der Batterie 106 auf.
  • Der Anschlussdetektor 109 detektiert einen Anschluss eines Anschlussteils zum Anschließen des kommerziellen Stroms 300 an den Wiederaufladanschluss 108 und überträgt eine dazu entsprechende Information zu der Wiederaufladsteuerung 200. Der Anschlussdetektor 109 kann ein Detektor einer offenen Abdeckung sein, welcher detektiert dass eine Abdeckung des Wiederaufladanschlusses offen ist.
  • Darüber hinaus kann der Anschluss des kommerziellen Stroms 300 an den Wiederaufladanschluss 108 durch eine Datenübertragung zwischen dem Wiederaufladanschluss 108 und einer Ladestation zum Zuführen des kommerziellen Stroms detektiert werden.
  • Die Datenübertragung zwischen dem Wiederaufladanschluss 108 und der Ladestation kann durch verschiedene Mittel ausgeführt werden, zum Beispiel eine drahtgebundene Kommunikation und eine drahtlose Kommunikation einschließlich gemeinsamer Schnittstellen wie zum Beispiel einer CAN-Kommunikation oder einer Bluetooth-Kommunikation.
  • Der Anschlussdetektor 109 überträgt eine Absicht zum Wiederaufladen der Batterie 106 zu der Wiederaufladsteuerung 200, bevor der kommerzielle Strom 300 elektrisch an den ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und an den zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 angeschlossen ist.
  • Die Hauptrelais SR1 und SR2 sind an beide Enden der Batterie 106 angeschlossen und steuern eine Spannungs- und Stromzufuhr zu der Batterie oder eine Spannungs- und Stromabgabe von der Batterie 106.
  • Der kommerzielle Strom 300 ist wahlweise an das System durch den Wiederaufladanschluss 310 angeschlossen.
  • Der kommerzielle Strom 300 kann ein AC-Strom oder ein DC-Strom sein.
  • In einem Fall, dass das Anschlusssignal des Anschlussteils oder eine geöffneten Abdeckung des Wiederaufladanschlusses detektiert wird, erkennt die Wiederaufladsteuerung 200 dies als die Absicht zum Wiederaufladen der Batterie 106. In diesem Fall führt die Wiederaufladsteuerung 200 die anfängliche Aktivierung durch um das System zu stabilisieren, bevor der äußere kommerzielle Strom zugeführt wird.
  • Falls die anfängliche Aktivierung der Wiederaufladsteuerung 200 durchgeführt ist, schaltet die Wiederaufladsteuerung 200 die Hauptrelais SR1 und SR2 ein und lädt den DC-Link-Kondensator Cdc auf eine vorbestimmte Spannungshöhe mit der Batterie 106 vor. Im Anschluss führt die Wiederaufladsteuerung 200 den äußeren kommerziellen Strom dem System zu. Deshalb ist es möglich, das Auftreten eines Einschaltstroms zu verhindern, wenn der kommerzielle Strom zugeführt wird, um auf diese Weise die elektrischen Schaltelemente zu schützen, die in Verbindung mit der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
  • Falls der äußere kommerzielle Strom 300 nicht dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und dem zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 zugeführt wird, nachdem die Wiederaufladung der Batterie abgeschlossen ist oder das Anschlussteil (zum Beispiel eine Ladestation) während dem Wiederaufladen abgetrennt wird, steuert die Wiederaufladsteuerung 200 das erste elektrische Schaltelement S1 und das zweite elektrische Schaltelement S2 in dem Spannungswandler 105, um eine verbleibende Spannung, die in dem DC-Link-Kondensator Cdc verbleibt, der Batterie 106 zuzuführen und um die Batterie 106 auf einen maximalen Aufladezustand zu halten. Nachdem der DC-Link-Kondensator Cdc auf eine Spannung entladen ist, die niedriger als eine Referenzspannung ist, schaltet die Wiederaufladsteuerung 200 die Hauptrelais SR1 und SR2 aus um das System zu stabilisieren.
  • In einem Zustand, dass die anfängliche Aktivierung und die Vorladung des DC-Link-Kondensators durchgeführt werden, detektiert die Wiederaufladsteuerung 200 die Phase Vs des kommerziellen Stroms 300, der dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und dem zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors zugeführt wird, die Spannung Vdc eines DC-Link-Kondensators Cdc der eine Zirkulationsschleife bildet, eine Batteriespannung Vb, eine Spannung Vbc des Glättungskondensators Cbc, der an beiden Enden der Batterie 106 angeschlossen ist, einen Induktorstrom IL, und einen Ladestrom Ib und bestimmt einen Wiederaufladmodus.
  • Darüber hinaus bestimmt die Wiederaufladsteuerung 200 einen Ladesteuerungswert gemäß dem Wiederaufladmodus und lädt die Batterie 106 durch Ein- oder Ausschalten des ersten elektrischen Schaltelements S1 und des zweiten elektrischen Schaltelements S2 des Spannungswandlers 105 durch die PWM-Betriebssteuerung auf.
  • Der Fachmann wird verstehen, dass das Antreiben des ersten. Motors durch die Batteriespannung und Anlassen des Verbrennungsmotors, Wiederaufladen der Batterie durch die Spannung die durch das Antriebsmoment des Verbrennungsmotors erzeugt wird, Antreiben des zweiten Motors durch die Batteriespannung und Fahren des Fahrzeugs, und Wiederaufladen der Batterie durch die Rückgewinnungsbremsung, wie es in Verbindung mit der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, dem aus dem Stand der Technik entspricht und auf eine ausführliche Beschreibung hiervon verzichtet wird.
  • Gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, falls ein Anschluss des kommerziellen Stroms an dem Wiederaufladanschluss detektiert wird, erkennt die Wiederaufladsteuerung dass der kommerzielle Strom für ein Wiederaufladen der Batterie verwendet werden sollt, führt die anfängliche Aktivierung durch und lädt den DC-Link-Kondensator vor. Darüber hinaus betrifft die zweite beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Wiederaufladung der Batterie durch Zuführen des äußeren kommerziellen Stroms zu dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und dem zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102, ohne dem Erfordernis für zusätzliche Wiederaufladvorrichtungen, wie sie näher hierin beschrieben wird.
  • 6 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Wiederaufladen einer Batterie mit Hilfe eines Wiederaufladsystems gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Unter Bezugnahme auf 6, in einem Zustand, dass sich die Wiederaufladsteuerung 200 des Hybridfahrzeugs gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Schritt S201 im Stand-by befindet, bestimmt die Wiederaufladsteuerung 200 von dem Anschlussdetektor 109, ob der kommerzielle Strom 300 in Schritt S202 angeschlossen ist.
  • Der Anschluss des äußeren kommerziellen Stroms 300 kann durch eine geöffnete Abdeckung des Wiederaufladanschlusses, einem Anschlusssignal des Anschlussteils oder einer Datenübertragung mit der Ladestation detektiert werden.
  • Falls der Anschluss des äußeren elektrischen Stroms 300 in dem Schritt S202 detektiert wird, führt die Wiederaufladsteuerung 200 eine anfängliche Aktivierung davon in Schritt S203 durch.
  • Als Referenz benötigt die Wiederaufladsteuerung 200 einer digitalen Vorrichtung eine anfängliche Aktivierungszeit (zum Beispiel in der Größenordnung von ungefähr zehn μs bis Hunderte von ms), um normal betrieben zu werden nachdem der Strom zugeführt wird. Darüber hinaus, falls die Wiederaufladsteuerung 200 nicht aktiviert wird, wird die Wiederaufladsteuerung 200 kein normales Steuerungssignal ausgeben.
  • Falls dem ersten Inverter 103, dem zweiten Inverter 104 und dem Spannungswandler 105 eine hohe Spannung durch den ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und den zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 zugeführt wird, kann kein Steuerstrom an einen Ansteuerabschnitt des elektrischen Schaltelements normal angelegt werden, z. B. einer Ansteuerung. Demzufolge können die elektrischen Schaltelemente durch eine Störung abnormal betrieben werden, ein Überstrom kann zugeführt werden, oder Bauteile können beschädigt werden.
  • Falls der kommerzielle Strom 300 durch den Anschluss der Ladestation oder des Anschlussteils an den Wiederaufladanschluss 108 in einem Zustand angeschlossen wird, dass die anfängliche Aktivierung der Wiederaufladsteuerung 200 durchgeführt wird, wird der kommerzielle Strom 300 dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und dem zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 in Schritt S204 zugeführt.
  • In Schritt S205 wird eine in 3 gezeigte Stromschleife gebildet, falls die Phase des kommerziellen Stroms ein positiver Wert (Vs > 0) ist, und die in 4 gezeigte Stromschleife wird gebildet, falls die Phase des kommerziellen Stroms 300 ein negativer Wert (Vs < 0) ist. Demzufolge wird der von dem Spannungswandler 105 umfasste DC-Link-Kondensator wiederaufgeladen.
  • Die Stromschleife, die gemäß der Phase Vs des kommerziellen Stroms 300 gebildet wird, ist die gleiche wie die der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und somit wird auf eine ausführliche Beschreibung hiervon verzichtet.
  • Zu diesem Zeitpunkt detektiert die Wiederaufladsteuerung 200 die Phase Vs des kommerziellen Stroms, der dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und dem zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors zugeführt wird, die Spannung Vdc des DC-Link-Kondensators welcher geladen wird, die Batteriespannung Vb, die Spannung Vbc des Glättungskondensators Cbc, der an beide Enden der Batterie 106 angeschlossen ist, den Induktorstrom IL, und den Ladestrom Ib in Schritt S206, und bestimmt darauf basierend den Wiederaufladmodus in Schritt S207.
  • Die Wiederaufladsteuerung 200 bestimmt insbesondere in Schritt S208, ob der Wiederaufladmodus ein Spannungssteuerungsmodus ist, wo die Batteriespannung beibehalten wird, um niedriger als eine vorbestimmte Referenzspannung (z. B. 80% einer Maximalspannung) zu sein.
  • Falls der Wiederaufladmodus der Spannungssteuerungsmodus in dem Schritt S208 ist, bestimmt die Wiederaufladsteuerung 200 einen Spannungssteuerungswert, welcher die Spannung Vbc des Glättungskondensators Cbc beibehalten kann, der an beiden Enden der Batterie 106 angeschlossen ist, um in Schritt S209 konstant zu sein.
  • Im Anschluss steuert die Wiederaufladsteuerung 200 Arbeitsprozesse des ersten elektrischen Schaltelements S1 und des zweiten elektrischen Schaltelements S2 in dem Spannungswandler 105 basierend auf dem in dem Schritt S209 bestimmten Spannungssteuerungswert und führt eine Schnellaufladung der Batterie 106 in Schritt S210 durch.
  • Falls der Wiederaufladmodus nicht der Spannungssteuerungsmodus in dem Schritt S208 ist, bestimmt die Wiederaufladsteuerung 200, dass der Wiederaufladmodus ein Stromsteuerungsmodus ist und bestimmt einen Stromsteuerungswert, der einen Detektionsfehler in Schritt S211 berücksichtigt.
  • Danach steuert die Wiederaufladsteuerung 200 die Arbeitsprozesse des ersten elektrischen Schaltelements S1 und des zweiten elektrischen Schaltelements S2 in dem Spannungswandler 105 basierend auf dem bestimmten Stromsteuerungswert und steuert einen Ladestrom der Batterie 106 derart, um dem Stromsteuerungswert in Schritt S212 zu folgen.
  • Die Wiederaufladsteuerung 200 bestimmt, ob die Batterie 106 in Schritt S213 vollständig wiederaufgeladen ist. Falls die Batterie 106 in Schritt S213 nicht vollständig wiederaufgeladen ist, kehrt die Wiederaufladsteuerung 200 zu Schritt S211 zurück und wiederholt die Schritte S211 bis S213. Falls die Batterie 106 in Schritt S213 vollständig wiederaufgeladen ist, ist die Wiederaufladung der Batterie 106 in Schritt S113 abgeschlossen, um die Batterie nicht zu überladen.
  • Im Anschluss detektiert die Wiederaufladsteuerung 200 den Anschluss des äußeren kommerziellen Stroms 300 in Schritt S214 und bestimmt, ob der äußere kommerzielle Strom durch die Abtrennung des Anschlussteils (Ladestation) von dem System in Schritt S215 abgetrennt ist.
  • Falls der äußere kommerzielle Strom 300 in dem Schritt S215 abgetrennt wird, steuert die Wiederaufladsteuerung 200 das erste elektrische Schaltelement S1 und das zweite elektrische Schaltelement S2 in dem Spannungswandler 105, um die verbleibende Spannung, die in dem DC-Link-Kondensator Cdc verbleibt, der Batterie 106 zuzuführen und um die Batterie 106 auf einen maximalen Aufladezustand zu halten. Das heißt, der DC-Link-Kondensator Cdc wird auf eine Spannung entladen, die niedriger als die Referenzspannung in Schritt S216 ist.
  • Im Anschluss detektiert die Wiederaufladsteuerung 200 die Spannung Vdc des DC-Link-Kondensators Cdc und bestimmt, ob die Spannung Vdc niedriger als die Referenzspannung in Schritt S217 ist. Falls die Spannung Vdc des DC-Link-Kondensators Cdc größer als oder gleich der Referenzspannung in dem Schritt S217 ist, kehrt die Wiederaufladsteuerung 200 zu dem Schritt S216 zurück. Falls die Spannung Vdc des DC-Link-Kondensators niedriger als die Referenzspannung in dem Schritt S217 ist, schaltet die Wiederaufladsteuerung 200 die Hauptrelais SR1 und SR2 aus, die zwischen beiden Enden der Batterie 106 montiert sind, und steuert die Eingangs- oder Ausgangsspannung der Batterie 106, um das System in Schritt S218 zu stabilisieren. Nachher beendet die Wiederaufladsteuerung die Wiederaufladung der Batterie 106 in Schritt S219.
  • Es ist in dieser Beschreibung erläutert, dass die zweite beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Fall verwendet wird, in welchem die Abtrennung des Anschlussteils (zum Beispiel eine Ladestation) detektiert wird, nachdem die Wiederaufladung abgeschlossen ist. Die zweite beispielhafte Ausführungsform kann jedoch ebenfalls in einem Fall verwendet werden, in welchem die Abtrennung des Anschlussteils (Ladestation), das an den äußeren kommerziellen Strom angeschlossen ist, detektiert wird während die Batterie 106 wiederaufgeladen wird. Das heißt, in einem Fall, dass das Anschlussteil abgetrennt wird während die Batterie wiederaufgeladen wird, entlädt die Wiederaufladsteuerung 200 den DC-Link-Kondensator Cdc auf die Spannung die niedriger als die Referenzspannung ist.
  • 7 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Vorladen eines DC-Link mit Hilfe eines Wiederaufladsystems gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Unter Bezugnahme auf 7, in einem Zustand, dass sich die Wiederaufladsteuerung 200 des Hybridfahrzeugs gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Schritt S201 im Stand-by befindet, bestimmt die Wiederaufladsteuerung 200 von dem Anschlussdetektor 109, ob der kommerzielle Strom 300 in Schritt S302 angeschlossen ist.
  • Der Anschluss des äußeren kommerziellen Stroms 300 kann durch eine geöffnete Abdeckung des Wiederaufladanschlusses, einem Anschlusssignal des Anschlussteils oder einer Datenübertragung mit der Ladestation detektiert werden.
  • Falls der Anschluss des äußeren elektrischen Stroms 300 in dem Schritt S302 detektiert wird, führt die Wiederaufladsteuerung 200 eine anfängliche Aktivierung davon in Schritt S303 durch.
  • Im Allgemeinen, falls begonnen wird, die Batterie 106 durch die Zuführung des äußeren kommerziellen Stroms 300 zu laden, wird ein kommerzieller Strom 300 einer hohen Spannung in einem Zustand zugeführt, dass die Spannung Vdc des DC-Link-Kondensators Cdc auf 0 V gehalten wird. Demzufolge kann ein Problem eines Einschaltstroms auftreten.
  • Solch ein Einschaltstrom kann schwerwiegende Schäden der elektrischen Schaltelemente zur Folge haben, die den ersten Inverter 103, den zweiten Inverter 104 und den Spannungswandler 105 bilden.
  • Falls die anfängliche Aktivierung der Wiederaufladsteuerung 200 durchgeführt wird, schaltet deshalb die Wiederaufladsteuerung 200 die Hauptrelais SR1 und SR2 ein und gibt den elektrischen Strom der Batterie 106 an den DC-Link in Schritt S304 ab.
  • Zu diesem Zeitpunkt steuert die Wiederaufladsteuerung 200 das erste elektrische Schaltelement S1 und das zweite elektrische Schaltelement S2 in dem Spannungswandler 105 und lädt den DC-Link-Kondensator Cdc in Schritt S305 vor.
  • Im Anschluss bestimmt die Wiederaufladsteuerung 200 ob der DC-Link-Kondensator Cdc auf die Spannung wiederaufgeladen wird, die größer als oder gleich der vorbestimmten Spannung in Schritt S306 ist. Falls die Spannung des DC-Link-Kondensators Cdc die vorbestimmte Spannung in dem Schritt S306 nicht erreicht, kehrt die Wiederaufladsteuerung 200 zu dem Schritt S305 zurück und lädt den DC-Link-Kondensator Cdc vor.
  • Im Gegenteil dazu, falls der DC-Link-Kondensator auf die Spannung wiederaufgeladen wird, die größer als oder gleich der vorbestimmten Spannung in dem Schritt S306 ist, führt die Wiederaufladsteuerung 200 die Wiederaufladung der Batterie mit Hilfe des äußeren kommerziellen Stroms 300 gemäß dem in 6 gezeigten Flussdiagramm in Schritt S307 durch.
  • Wie oberhalb beschrieben, falls der Anschluss des äußeren Stroms zum Wiederaufladen der Batterie detektiert wird, führt die Wiederaufladsteuerung die anfängliche Aktivierung hiervon durch, um das System zu stabilisieren und lädt den DC-Link-Kondensator mit der Batteriespannung vor, um ein Auftreten des Einschaltstroms gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu verhindern.
  • Darüber hinaus wird der äußere kommerzielle Strom dem ersten Neutralpunkt des ersten Motors und dem zweiten Neutralpunkt des zweiten Motors zugeführt, um den DC-Link-Kondensator wiederaufzuladen, und die Batterie wird durch eine PWM-Steuerung des elektrischen Schaltelements des Spannungswandlers gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stabil wiederaufgeladen. Da keine kostspielige Wiederaufladvorrichtung verwendet wird, ist es möglich, die Herstellungskosten zu verringern und die Kraftstoffeinsparung zu verbessern.
  • Falls die Abtrennung des Anschlussteils oder der Ladestation detektiert wird wenn die Batterie vollständig wiederaufgeladen ist oder während die Batterie wiederaufgeladen wird, kann der DC-Link-Kondensator auf die Spannung entladen werden, die niedriger als die Referenzspannung ist. Deshalb kann das System stabilisiert werden und die Batterie kann den maximalen Ladezustand beibehalten.
  • (Dritte beispielhafte Ausführungsform)
  • Nachfolgend wird eine dritte beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert.
  • 8 zeigt ein Schaltbild eines Wiederaufladsystems eines Hybridfahrzeugs gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Unter Bezugnahme auf 8 umfasst die dritte beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorzugsweise wenigstens einen ersten Motor 101, einen zweiten Motor 102, einen ersten Inverter 103, einen zweiten Inverter 104, einen Spannungswandler 105, eine Batterie 106, eine Diode 107 (umfassend zum Beispiel erste und zweite Dioden D1 und D2), einen Wiederaufladanschluss 108, einen Anschlussdetektor 109, Hauptrelais SR1 und SR2, einen Eingangsanschlussschalter 110, und eine Wiederaufladsteuerung 200.
  • Der erste Motor 101 ist ein 3-Phasen-AC-Elektromotor, welcher als ein Elektromotor betrieben werden kann um einen Verbrennungsmotor (nicht gezeigt) zu starten, und wahlweise als ein durch den Verbrennungsmotor angetriebener Generator betrieben werden kann.
  • Der erste Motor 101 wird vorzugsweise durch eine 3-Phasen-AC-Spannung betrieben, die durch den ersten Inverter 103 zugeführt wird um den Verbrennungsmotor zu starten. Des Weiteren kann der erste Motor 101 durch den Verbrennungsmotor betrieben werden, um eine 3-Phasen-AC-Spannung zu erzeugen und um die 3-Phasen-AC-Spannung an den ersten Inverter 103 abzugeben.
  • Der zweite Motor 102 ist vorzugsweise ein 3-Phasen-AC-Elektromotor zum Antreiben eines Antriebsrads (nicht gezeigt) und zum Erzeugen eines Antriebsmoments durch eine von dem zweiten Inverter 104 zugeführte 3-Phasen-AC-Spannung.
  • Darüber hinaus kann der zweite Motor 102 als ein Generator in einem Fall einer Rückgewinnungsbremsung des Fahrzeugs betrieben werden, um eine 3-Phasen-AC-Spannung zu erzeugen und um die 3-Phasen-AC-Spannung an den zweiten Inverter 104 abzugeben.
  • Der erste Motor 101 umfasst eine 3-Phasenwicklung in einer Y-Verdrahtungsart als Ständerwicklung.
  • Ebenfalls ist jede der U-, V- und W-Phasewicklungen, die die 3-Phasenwicklung bilden, jeweils mit einem Ende versehen, das miteinander verbunden ist um einen ersten Neutralpunkt N1 zu bilden, und wobei das andere Ende an einen entsprechenden Zweig des ersten Inverters 103 angeschlossen ist.
  • Der erste Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 ist an den kommerziellen Strom 300 angeschlossen, der vorzugsweise von außerhalb zugeführt wird.
  • Der zweite Motor 102 umfasst eine 3-Phasenwicklung in einer Y-Verdrahtungsart als Ständerwicklung. Ebenfalls ist jede der U-, V- und W-Phasewicklungen, die die 3-Phasenwicklung bilden, jeweils mit einem Ende versehen, das miteinander verbunden ist um einen zweiten Neutralpunkt N2 zu bilden, und wobei das andere Ende an einen entsprechenden Zweig des ersten Inverters 104 angeschlossen ist.
  • Der zweite Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 ist an den kommerziellen Strom 300 angeschlossen, der vorzugsweise von außerhalb zugeführt wird.
  • Der erste Inverter 103 wandelt die durch den Spannungswandler 105 zugeführte DC-Spannung der Batterie 106 in eine 3-Phasen-AC-Spannung gemäß einem PWM-Signal um, das von der Wiederaufladsteuerung 200 angelegt wird und führt die 3-Phasen-AC-Spannung dem ersten Motor 101 als eine Betriebsspannung zu.
  • Der erste Inverter 103 ist an einen DC-Link (ein Teil, an welchen Vdc angelegt ist) des Spannungswandlers 105 und die zweite Diode D2 der Diode 107 angeschlossen um einen Zirkulationspfad zu bilden, wenn der kommerzielle Strom 300, der dem ersten Inverter 103 durch den ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 zugeführt wird, einen positiven Wert (Vs > 0) aufweist.
  • Der zweite Inverter 104 wandelt die durch den Spannungswandler 105 zugeführte DC-Spannung der Batterie 106 in eine 3-Phasen-AC-Spannung gemäß einem PWM-Signal um, das von der Wiederaufladsteuerung 200 angelegt wird und führt die 3-Phasen-AC-Spannung dem zweiten Motor 102 als eine Betriebsspannung zu.
  • Der zweite Inverter 104 ist an einen DC-Link des Spannungswandlers 105 und die erste Diode D1 der Diode 107 angeschlossen, um einen Zirkulationspfad zu bilden, wenn der kommerzielle Strom 300, der dem zweiten Inverter 104 durch den zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 zugeführt wird, einen negativen Wert (Vs < 0) aufweist.
  • Der erste Inverter 103 ist gebildet durch eine Reihenschaltung von elektrischen Schaltelementen, und umfasst U-Phasenzweige Sau und Sau', V-Phasenzweige Sav und Sav' und W-Phasenzweige Saw und Saw'.
  • Einer der NPN-Transistoren, ein IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate), und ein MOSFET können als elektrisches Schaltelement verwendet werden.
  • Der zweite Inverter 104 ist gebildet durch eine Reihenschaltung von elektrischen Schaltelementen, und umfasst U-Phasenzweige Sbu und Sbu', V-Phasenzweige Sbv und Sbv' und W-Phasenzweige Sbw und Sbw'.
  • Einer der NPN-Transistoren, ein IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate), und ein MOSFET können als elektrisches Schaltelement verwendet werden.
  • Der Spannungswandler 105 ist vorzugsweise ein DC/DC-Wandler, und erhöht oder verringert somit die von der Batterie 106 zugeführte DC-Spannung auf eine vorbestimmte Spannungshöhe gemäß einem PWM-Betriebssteuerungssignal, das von der Wiederaufladsteuerung 200 angelegt wird und gibt sie an den ersten Inverter 103 oder den zweiten Inverter 104 ab.
  • Darüber hinaus erhöht oder verringert der Spannungswandler 105 die DC-Spannung, die von dem ersten Inverter 103 oder dem zweiten Inverter 104 gemäß einem von der Wiederaufladsteuerung angelegten PWM-Betriebssteuerungssignal angelegt wird und gibt sie an die Batterie 106 als eine Ladespannung ab.
  • Der Spannungswandler 105 ist vorzugsweise an beiden Enden der Batterie 106 angeschlossen und umfasst erste und zweite elektrische Schaltelemente S1 und S2, die in Reihe mit einem DC-Link-Kondensator Cdc und einem Glättungskondensator Cbc geschaltet sind, der eine Spannung zwischen beiden Enden der Batterie 106 glättet.
  • In einem Fall, dass der äußere kommerzielle Strom 300, der dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und dem zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 zugeführt wird, dem DC-Link zugeführt wird, der den Zirkulationspfad durch den ersten Inverter 103 und den zweiten Inverter 104 bildet, schaltet der Spannungswandler 105 das erste elektrische Schaltelement S1 und das zweite elektrische Schaltelement S2 gemäß einem von der Wiederaufladsteuerung 200 angelegten Steuerungssignal ein oder aus und lädt die Batterie 106 wieder auf.
  • Die Batterie 106 verwendet vorzugsweise einen DC-Strom. Zum Beispiel kann eine wieder aufladbare Nickel-Wasserstoff oder wieder aufladbare Lithiumionen-Batterie und ein Kondensator mit einer großen Kapazität als die Batterie 106 verwendet werden. Vorzugsweise wird die DC-Spannung erhöht oder verringert, die in dem Spannungswandler 105 wieder aufgeladen wird, um dem ersten Motor 101 oder dem zweiten Motor 102 zugeführt zu werden.
  • Des Weiteren wird die Batterie 106 durch einen äußeren kommerziellen Strom 300 wieder aufgeladen werden, welcher durch den Spannungswandler 105 erhöht oder verringert wird und an die Batterie 106 angelegt wird.
  • Die Diode 107 umfasst die erste Diode D1 und die zweite Diode D2. Ein Anschluss, z. B. ein Anodenanschluss der Diode 107 ist an einen Minuspol des ersten und zweiten Inverters 103 und 104 angeschlossen, und ein Kathodenanschluss ist an den äußeren kommerziellen Strom 300 und die ersten Neutralpunkte N1 und N2 der ersten und zweiten Motoren 101 und 102 angeschlossen.
  • Der Wiederaufladanschluss 108 ist an einen Wiederaufladanschluss 310 des äußeren kommerziellen Stroms 300 angeschlossen und nimmt den Strom zum Wiederaufladen der Batterie 106 auf.
  • Der Anschlussdetektor 109 detektiert einen Anschluss eines Anschlussteils zum Anschließen des kommerziellen Stroms 300 an den Wiederaufladanschluss 108 und überträgt eine dazu entsprechende Information zu der Wiederaufladsteuerung 200.
  • Der Anschlussdetektor 109 kann ein Detektor einer offenen Abdeckung sein, welcher detektiert dass eine Abdeckung des Wiederaufladanschlusses offen ist.
  • Darüber hinaus kann der Anschluss des kommerziellen Stroms 300 an den Wiederaufladanschluss 108 durch eine Datenübertragung zwischen dem Wiederaufladanschluss 108 und einer Ladestation zum Zuführen des kommerziellen Stroms detektiert werden.
  • Die Datenübertragung zwischen dem Wiederaufladanschluss 108 und der Ladestation kann durch verschiedene Mittel ausgeführt werden, zum Beispiel eine drahtgebundene Kommunikation und eine drahtlose Kommunikation einschließlich gemeinsamer Schnittstellen wie zum Beispiel einer CAN-Kommunikation oder einer Bluetooth-Kommunikation.
  • Der Anschlussdetektor 109 überträgt eine Absicht zum Wiederaufladen der Batterie 106 zu der Wiederaufladsteuerung 200, bevor der kommerzielle Strom 300 elektrisch an den ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und an den zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 angeschlossen ist.
  • Die Hauptrelais SR1 und SR2 sind an beide Enden der Batterie 106 angeschlossen und steuern eine Spannungs- und Stromzufuhr zu der Batterie oder eine Spannungs- und Stromabgabe von der Batterie 106.
  • Der Eingangsanschlussschalter 110 steuert eine Zufuhr des äußeren kommerziellen Stroms 300 zu dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und dem zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 durch den Wiederaufladanschluss 108.
  • Der Eingangsanschlussschalter 110 umfasst ein erstes Relais SR3, das an die erste Diode D1 und den ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 angeschlossen ist und ein zweites Relais SR4, das an die zweite Diode D2 und den zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 angeschlossen ist.
  • Der Eingangsanschlussschalter 110 schaltet durch die Steuerung der Wiederaufladsteuerung 200 ein oder aus. Demzufolge verhindert der Eingangsanschlussschalter 110, dass der äußere kommerzielle Strom in dem System zugeführt wird und stabilisiert das System bis die Wiederaufladsteuerung 200 die anfängliche Aktivierung durchführt und lädt den DC-Link-Kondensator Cdc vor, um größer als oder gleich der vorbestimmten Spannung zu sein mit Hilfe der Batteriespannung, wenn der Anschluss des äußeren kommerziellen Stroms 300 detektiert wird.
  • Der kommerzielle Strom 300 ist wahlweise an das System durch den Wiederaufladanschluss 310 angeschlossen. Der kommerzielle Strom 300 kann ein AC-Strom oder ein DC-Strom sein.
  • In einem Fall, dass das Anschlusssignal des Anschlussteils oder eine geöffneten Abdeckung des Wiederaufladanschlusses detektiert wird, erkennt die Wiederaufladsteuerung 200 dies als die Absicht zum Wiederaufladen der Batterie 106 und führt die anfängliche Aktivierung durch, um das System zu stabilisieren, bevor der äußere kommerzielle Strom 300 zugeführt wird.
  • Falls die anfängliche Aktivierung der Wiederaufladsteuerung 200 durchgeführt ist, schaltet die Wiederaufladsteuerung 200 die Hauptrelais SR1 und SR2 ein und lädt den DC-Link-Kondensator Cdc auf eine vorbestimmte Spannungshöhe mit der Batterie 106 vor. Im Anschluss führt die Wiederaufladsteuerung 200 den äußeren kommerziellen Strom 300 dem System zu. Deshalb ist es möglich, das Auftreten eines Einschaltstroms zu verhindern, wenn der kommerzielle Strom 300 zugeführt wird, um auf diese Weise die elektrischen Schaltelemente zu schützen, die in Verbindung mit der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
  • Falls der äußere kommerzielle Strom 300 nicht dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und dem zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 zugeführt wird, nachdem die Wiederaufladung der Batterie 106 abgeschlossen ist oder das Anschlussteil (zum Beispiel eine Ladestation) während dem Wiederaufladen abgetrennt wird, steuert die Wiederaufladsteuerung 200 das erste elektrische Schaltelement S1 und das zweite elektrische Schaltelement S2 in dem Spannungswandler 105, um eine verbleibende Spannung, die in dem DC-Link-Kondensator Cdc verbleibt, der Batterie 106 zuzuführen und um die Batterie 106 auf einen maximalen Ladezustand zu halten. Nachdem der DC-Link-Kondensator Cdc auf eine Spannung entladen ist, die niedriger als eine Referenzspannung ist, schaltet die Wiederaufladsteuerung 200 die Hauptrelais SR1 und SR2 aus um das System zu stabilisieren.
  • In einem Zustand dass die anfängliche Aktivierung und die Vorladung des DC-Link-Kondensators durchgeführt werden, schaltet die Wiederaufladsteuerung 200 den Eingangsanschlussschalter 110 ein, um den äußeren kommerziellen Strom 300 zu dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und dem zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 zuzuführen.
  • Darüber hinaus detektiert die Wiederaufladsteuerung 200 die Phase Vs des kommerziellen Stroms, der dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und dem zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors zugeführt wird, die Spannung Vdc eines DC-Link-Kondensators Cdc der eine Zirkulationsschleife bildet, eine Batteriespannung Vb, eine Spannung Vbc des Glättungskondensators Cbc, der an beiden Enden der Batterie 106 angeschlossen ist, einen Induktorstrom IL, und einen Ladestrom Ib und bestimmt einen Wiederaufladmodus.
  • Darüber hinaus bestimmt die Wiederaufladsteuerung 200 einen Ladesteuerungswert gemäß dem Wiederaufladmodus und lädt die Batterie 106 durch Ein- oder Ausschalten des ersten elektrischen Schaltelements S1 und des zweiten elektrischen Schaltelements S2 des Spannungswandlers 105 durch die PWM-Betriebssteuerung auf.
  • Der Fachmann wird verstehen, dass das Antreiben des ersten Motors durch die Batteriespannung und Anlassen des Verbrennungsmotors, Wiederaufladen der Batterie durch die Spannung die durch das Antriebsmoment des Verbrennungsmotors erzeugt wird, Antreiben des zweiten Motors durch die Batteriespannung und Fahren des Fahrzeugs, und Wiederaufladen der Batterie durch die Rückgewinnungsbremsung, wie es in Verbindung mit der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, dem aus dem Stand der Technik entspricht und auf eine ausführliche Beschreibung hiervon verzichtet wird. Gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, falls ein Wiederaufladen der Batterie detektiert wird, führt die Wiederaufladsteuerung die anfängliche Aktivierung durch und lädt den DC-Link-Kondensator in einem Zustand, dass der Eingangsanschlussschalter ausgeschaltet ist und der kommerzielle Strom in dem System nicht zugeführt wird. Darüber hinaus betrifft die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Wiederaufladung der Batterie 106 durch Einschalten des Eingangsanschlussschalters und Zuführen des äußeren kommerziellen Stroms zu dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und dem zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors, falls der DC-Link-Kondensator vorgeladen wird, und wird näher beschrieben.
  • 9 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Vorladen eines DC-Link mit Hilfe eines Wiederaufladsystems gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Unter Bezugnahme auf 9, in einem Zustand, dass sich die Wiederaufladsteuerung 200 des Hybridfahrzeugs gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Schritt S401 im Stand-by befindet, analysiert die Wiederaufladsteuerung 200 ein Signal des Anschlussdetektors 109 und bestimmt, ob der äußere kommerzielle Strom 300 zum Wiederaufladen der Batterie 106 an den Wiederaufladanschluss 108 in Schritt S402 angeschlossen ist.
  • Der Anschluss des äußeren kommerziellen Stroms 300 kann durch die geöffnete Abdeckung des Wiederaufladanschlusses, einem Anschlusssignal des Anschlussteils oder einer Datenübertragung mit der Ladestation detektiert werden.
  • Falls der Anschluss des äußeren elektrischen Stroms 300 in dem Schritt S402 detektiert wird, hält die Wiederaufladsteuerung 200 den Eingangsanschlussschalter 110 in einem ausgeschalteten Zustand und führt eine anfängliche Aktivierung hiervon in Schritt S403 durch.
  • Darüber hinaus schaltet die Wiederaufladsteuerung 200 die Hauptrelais SR1 und SR2 ein, um die Batteriespannung dem Spannungswandler 105 in Schritt S404 zuzuführen, und betätigt das erste elektrische Schaltelement S1 und das zweite elektrische Schaltelement S2 in dem Spannungswandler 105 in Schritt S405, so dass die Batteriespannung dem DC-Link-Kondensator Cdc zugeführt wird und der DC-Link-Kondensator Cdc vorgeladen wird.
  • Danach detektiert die Wiederaufladsteuerung 200 eine Wiederaufladspannung des DC-Link-Kondensators, welcher wiederaufgeladen wird, und bestimmt, ob die Wiederaufladspannung höher als oder gleich der vorbestimmten Spannung in Schritt S406 ist.
  • Falls der DC-Link-Kondensator Cdc auf die Spannung aufgeladen wird, die höher als oder gleich der vorbestimmten Spannung in dem Schritt S406 ist, schaltet die Wiederaufladsteuerung 200 den Eingangsanschlussschalter 110 ein, welcher im ausgeschalteten Zustand in Schritt S407 war, und führt den äußeren kommerziellen Strom 300, der an den Wiederaufladanschluss 108 angeschlossen ist, dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und dem zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors in Schritt S408 zu.
  • Zu diesem Zeitpunkt wird die Stromschleife, die durch den ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 10, den zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors, den ersten Inverter 103, den zweiten Inverter 104, dem DC-Link-Kondensator Cdc, und die erste Diode D1 und die zweite Diode D2 in der Diode 107 durchläuft, gemäß der Phase Vs des kommerziellen Stromes 300 gebildet.
  • Demzufolge wird der DC-Link-Kondensator Cdc in dem Spannungswandler 105 wiederaufgeladen, und die Wiederaufladsteuerung 200 steuert das erste elektrische Schaltelement S1 und das zweite elektrische Schaltelement S2 in dem Spannungswandler 105, um die Batterie 106 in Schritt S409 wiederaufzuladen.
  • Die Stromschleife gemäß der Phase Vs des kommerziellen Stroms 300 ist die gleiche wie die der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und somit wird auf eine ausführliche Beschreibung hiervon verzichtet.
  • 10 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Wiederaufladen einer Batterie mit Hilfe eines Wiederaufladsystems gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Wie oberhalb beschrieben, falls der Eingangsanschlussschalter 110 eingeschaltet wird und der äußere kommerzielle Strom 300 dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 102 und dem zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 in schritt S501 zugeführt wird, wird die in 3 und 4 gezeigte Stromschleife gemäß der Phase Vs des kommerziellen Stroms 300 in Schritt S502 gebildet.
  • Die Wiederaufladsteuerung 200 detektiert die Phase Vs des kommerziellen Stroms, der der dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und dem zweiten Neutralpunkt des zweiten Motors zugeführt wird, die Spannung Vdc des DC-Link-Kondensators welcher wiederaufgeladen wird, die Batteriespannung Vb, die Spannung Vbc des Glättungskondensators Cbc, der an beiden Enden der Batterie 106 angeschlossen ist, den Induktorstrom IL, und den Ladestrom Ib in Schritt S503, und bestimmt darauf basierend den Wiederaufladmodus in Schritt S504.
  • Die Wiederaufladsteuerung 200 bestimmt insbesondere in Schritt S505, ob der Wiederaufladmodus ein Stromsteuerungsmodus ist, wo die Batteriespannung beibehalten wird, um höher als oder gleich einer vorbestimmten Referenzspannung (z. B. 80% einer Maximalspannung) zu sein.
  • Falls der Wiederaufladmodus nicht der Stromsteuerungsmodus in dem Schritt S505 ist, bestimmt die Wiederaufladsteuerung 200 dass der Wiederaufladungsmodus der Spannungssteuerungsmodus ist und bestimmt einen Spannungssteuerungswert, welcher die Spannung Vbc des Glättungskondensators Cbc beibehalten kann, der an beiden Enden der Batterie 106 angeschlossen ist, um in Schritt S506 konstant zu sein.
  • Im Anschluss steuert die Wiederaufladsteuerung 200 Arbeitsprozesse des ersten elektrischen Schaltelements S1 und des zweiten elektrischen Schaltelements S2 in dem Spannungswandler 105 basierend auf dem in dem Schritt S506 bestimmten Spannungssteuerungswert und führt eine Schnellaufladung der Batterie 106 in Schritt S507 durch.
  • Falls der Wiederaufladmodus der Stromsteuerungsmodus in Schritt S505 ist, bestimmt die Wiederaufladsteuerung 200 einen Stromsteuerungswert, der einen Detektionsfehler in Schritt S508 berücksichtigt.
  • Danach steuert die Wiederaufladsteuerung 200 die Arbeitsprozesse des ersten elektrischen Schaltelements S1 und des zweiten elektrischen Schaltelements S2 in dem Spannungswandler 105 basierend auf dem bestimmten Stromsteuerungswert und steuert einen Ladestrom der Batterie 106 derart, um dem Stromsteuerungswert in Schritt S509 zu folgen.
  • Die Wiederaufladsteuerung 200 bestimmt, ob die Batterie 106 in schritt S510 vollständig wiederaufgeladen ist. Falls die Batterie 106 in Schritt S510 nicht vollständig wiederaufgeladen ist, kehrt die Wiederaufladsteuerung 200 zu Schritt S508 zurück und wiederholt die Schritte S508 bis S510. Falls die Batterie 106 in Schritt S510 vollständig wiederaufgeladen ist, ist die Wiederaufladung der Batterie 106 in schritt S511 abgeschlossen, um die Batterie nicht zu überladen.
  • 11 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Abschließen einer Wiederaufladung einer Batterie mit Hilfe eines Wiederaufladsystems gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die Wiederaufladsteuerung 200 bestimmt, ob die Batterie 106 vollständig wiederaufgeladen ist oder das Wiederauflad-Anschlussteil (Ladestation) von dem System in Schritt S601 abgetrennt ist.
  • Falls die Batterie 106 vollständig aufgeladen ist oder das Wiederauflad-Anschlussteil (Ladestation) von dem System in dem Schritt S601 abgetrennt ist, schaltet die Wiederaufladsteuerung 200 den Eingangsanschlussschalter 110 aus und trennt den ersten Neutralpunkt des ersten Motors 101 und den zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 von dem Wiederaufladanschluss 108 in Schritt S602 ab.
  • Im Anschluss steuert die Wiederaufladsteuerung 200 das erste elektrische Schaltelement S1 und das zweite elektrische Schaltelement S2 in dem Spannungswandler 105, um die verbleibende Spannung, die in dem DC-Link-Kondensator Cdc verbleibt, der Batterie 106 zuzuführen und um die Batterie 106 auf einen maximalen Aufladezustand zu halten. Das heißt, der DC-Link-Kondensator Cdc wird auf eine Spannung entladen, die niedriger als die Referenzspannung in Schritt S603 ist.
  • Die Wiederaufladsteuerung 200 detektiert die Spannung Vdc des DC-Link-Kondensators Cdc in Schritt S604 und bestimmt, ob die Spannung Vdc des DC-Link-Kondensators Cdc niedriger als die Referenzspannung in Schritt S605 ist.
  • Falls die Spannung Vdc des DC-Link-Kondensators Cdc höher als oder gleich der Referenzspannung in dem Schritt S605 ist, kehrt die Wiederaufladsteuerung 200 zu dem Schritt S603 zurück und entlädt den DC-Link-Kondensator Cdc.
  • Falls die Spannung Vdc des DC-Link-Kondensators Cdc niedriger als die Referenzspannung in dem Schritt S605 ist, schaltet die Wiederaufladsteuerung 200 die Hauptrelais SR1 und SR2 aus, die zwischen beiden Enden der Batterie 106 montiert sind und steuert die Eingangs- oder Ausgangsspannung der Batterie, um das System in Schritt S218 zu stabilisieren. Danach beendet die Wiederaufladsteuerung die Wiederaufladung der Batterie in Schritt S606.
  • Wie oberhalb beschrieben, falls der Anschluss des äußeren Stroms zum Wiederaufladen der Batterie detektiert wird, führt die Wiederaufladsteuerung die anfängliche Aktivierung hiervon durch, um das System zu stabilisieren und lädt den DC-Link-Kondensator mit der Batteriespannung vor, um ein Auftreten des Einschaltstroms durch Steuern des Eingangsanschlussschalter gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu verhindern.
  • (Vierte beispielhafte Ausführungsform)
  • Nachfolgend wird eine vierte beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. 12 zeigt ein Schaltbild eines Wiederaufladsystems eines Hybridfahrzeugs gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Unter Bezugnahme auf 12 umfasst die vierte beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorzugsweise wenigstens einen ersten Motor 101, einen zweiten Motor 102, einen ersten Inverter 103, einen zweiten Inverter 104, einen Spannungswandler 105, eine Batterie 106, eine Diode 107 (umfassend zum Beispiel erste und zweite Dioden D1 und D2), einen Wiederaufladanschluss 108, einen Anschlussdetektor 109, ein Hauptrelais SR1 und SR2, einen Eingangsanschlussschalter 110, und eine Wiederaufladsteuerung 200.
  • Der erste Motor 101 ist ein 3-Phasen-AC-Elektromotor, welcher als ein Elektromotor betrieben werden kann um einen Verbrennungsmotor (nicht gezeigt) zu starten, und wahlweise als ein durch den Verbrennungsmotor angetriebener Generator betrieben werden kann.
  • Der erste Motor 101 wird vorzugsweise durch eine 3-Phasen-AC-Spannung betrieben, die durch den ersten Inverter 103 zugeführt wird um den Verbrennungsmotor zu starten. Des Weiteren kann der erste Motor 101 durch den Verbrennungsmotor betrieben werden, um eine 3-Phasen-AC-Spannung zu erzeugen und um die 3-Phasen-AC-Spannung an den ersten Inverter 103 abzugeben.
  • Der zweite Motor 102 ist vorzugsweise ein 3-Phasen-AC-Elektromotor zum Antreiben eines Antriebsrads (nicht gezeigt) und zum Erzeugen eines Antriebsmoments durch eine von dem zweiten Inverter 104 zugeführte 3-Phasen-AC-Spannung.
  • Darüber hinaus kann der zweite Motor 102 als ein Generator in einem Fall einer Rückgewinnungsbremsung des Fahrzeugs betrieben werden, um eine 3-Phasen-AC-Spannung zu erzeugen und um die 3-Phasen-AC-Spannung an den zweiten Inverter 104 abzugeben.
  • Der erste Motor 101 umfasst eine 3-Phasenwicklung in einer Y-Verdrahtungsart als Ständerwicklung. Ebenfalls ist jede der U-, V- und W-Phasewicklungen, die die 3-Phasenwicklung bilden, jeweils mit einem Ende versehen, das miteinander verbunden ist um einen ersten Neutralpunkt N1 zu bilden, und wobei das andere Ende an einen entsprechenden Zweig des ersten Inverters 103 angeschlossen ist.
  • Der erste Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 ist an den kommerziellen Strom 300 angeschlossen, der vorzugsweise von außerhalb zugeführt wird.
  • Der zweite Motor 102 umfasst eine 3-Phasenwicklung in einer Y-Verdrahtungsart als Ständerwicklung. Ebenfalls ist jede der U-, V- und W-Phasewicklungen, die die 3-Phasenwicklung bilden, jeweils mit einem Ende versehen, das miteinander verbunden ist um einen zweiten Neutralpunkt N2 zu bilden, und wobei das andere Ende an einen entsprechenden Zweig des ersten Inverters 104 angeschlossen ist.
  • Der zweite Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 ist an den kommerziellen Strom 300 angeschlossen, der vorzugsweise von außerhalb zugeführt wird.
  • Der erste Inverter 103 wandelt die durch den Spannungswandler 105 zugeführte DC-Spannung der Batterie 106 in eine 3-Phasen-AC-Spannung gemäß einem PWM-Signal um, das von der Wiederaufladsteuerung 200 angelegt wird und führt die 3-Phasen-AC-Spannung dem ersten Motor 101 als eine Betriebsspannung zu.
  • Der erste Inverter 103 ist an einen DC-Link (ein Teil, an welchen Vdc angelegt ist) des Spannungswandlers 105 und die zweite Diode D2 der Diode 107 angeschlossen um einen Zirkulationspfad zu bilden, wenn der kommerzielle Strom 300, der dem ersten Inverter 103 durch den ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 zugeführt wird, einen positiven Wert (Vs > 0) aufweist.
  • Der zweite Inverter 104 wandelt die durch den Spannungswandler 105 zugeführte DC-Spannung der Batterie 106 in eine 3-Phasen-AC-Spannung gemäß einem PWM-Signal um, das von der Wiederaufladsteuerung 200 angelegt wird und führt die 3-Phasen-AC-Spannung dem zweiten Motor 102 als eine Betriebsspannung zu.
  • Der zweite Inverter 104 ist an einen DC-Link des Spannungswandlers 105 und die erste Diode D1 der Diode 107 angeschlossen, um einen Zirkulationspfad zu bilden, wenn der kommerzielle Strom 300, der dem zweiten Inverter 104 durch den zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 zugeführt wird, einen negativen Wert (Vs < 0) aufweist.
  • Der erste Inverter 103 ist gebildet durch eine Reihenschaltung von elektrischen Schaltelementen, und umfasst U-Phasenzweige Sau und Sau', V-Phasenzweige Sav und Sav' und W-Phasenzweige Saw und Saw'. Einer der NPN-Transistoren, ein IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate), und ein MOSFET können als elektrisches Schaltelement verwendet werden.
  • Der zweite Inverter 104 ist gebildet durch eine Reihenschaltung von elektrischen Schaltelementen, und umfasst U-Phasenzweige Sbu und Sbu', V-Phasenzweige Sbv und Sbv' und W-Phasenzweige Sbw und Sbw'. Einer der NPN-Transistoren, ein IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate), und ein MOSFET können als elektrisches Schaltelement verwendet werden.
  • Der Spannungswandler 105 ist vorzugsweise ein DC/DC-Wandler, und erhöht oder verringert somit die von der Batterie 106 zugeführte DC-Spannung auf eine vorbestimmte Spannungshöhe gemäß einem PWM-Betriebssteuerungssignal, das von der Wiederaufladsteuerung 200 angelegt wird und gibt sie an den ersten Inverter 103 oder den zweiten Inverter 104 ab.
  • Darüber hinaus erhöht oder verringert der Spannungswandler 105 die DC-Spannung, die von dem ersten Inverter 103 oder dem zweiten Inverter 104 gemäß einem von der Wiederaufladsteuerung angelegten PWM-Betriebssteuerungssignal angelegt wird und gibt sie an die Batterie 106 als eine Ladespannung ab.
  • Der Spannungswandler 105 ist vorzugsweise an beiden Enden der Batterie 106 angeschlossen und umfasst erste und zweite elektrische Schaltelemente S1 und S2, die in Reihe mit einem DC-Link-Kondensator Cdc und einem Glättungskondensator Cbc geschaltet sind, der eine Spannung zwischen beiden Enden der Batterie 106 glättet.
  • In einem Fall, dass der äußere kommerzielle Strom 300, der dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und dem zweiten Neutralpunkt des zweiten Motors 102 zugeführt wird, dem DC-Link zugeführt wird, der den Zirkulationspfad durch den ersten Inver ter 103 und den zweiten Inverter 104 bildet, schaltet der Spannungswandler 105 das erste elektrische Schaltelement S1 und das zweite elektrische Schaltelement S2 gemäß einem von der Wiederaufladsteuerung 200 angelegten Steuerungssignal ein oder aus und lädt die Batterie 106 wieder auf.
  • Die Batterie 106 verwendet vorzugsweise einen DC-Strom. Zum Beispiel kann eine wieder aufladbare Nickel-Wasserstoff oder wieder aufladbare Lithiumionen-Batterie und ein Kondensator mit einer großen Kapazität als die Batterie 106 verwendet werden. Vorzugsweise wird die DC-Spannung erhöht oder verringert, die in dem Spannungswandler 105 wieder aufgeladen wird, um sie dem ersten Motor 101 oder dem zweiten Motor 102 zuzuführen.
  • Des Weiteren wird die Batterie 106 durch einen äußeren kommerziellen Strom 300 wieder aufgeladen werden, welcher durch den Spannungswandler 105 erhöht oder verringert wird und an die Batterie 106 angelegt wird.
  • Die Diode 107 umfasst die erste Diode D1 und die zweite Diode D2. Ein Anschluss, z. B. ein Anodenanschluss der Diode 107 ist an einen Minuspol des ersten und zweiten Inverters 103 und 104 angeschlossen, und ein Kathodenanschluss ist an den äußeren kommerziellen Strom 300 und die ersten Neutralpunkte N1 und N2 der ersten und zweiten Motoren 101 und 102 angeschlossen.
  • Der Wiederaufladanschluss 108 ist an einen Wiederaufladanschluss 310 des äußeren kommerziellen Stroms 300 angeschlossen und nimmt den Strom zum Wiederaufladen der Batterie 106 auf.
  • Der Anschlussdetektor 109 detektiert einen Anschluss eines Anschlussteils zum Anschließen des kommerziellen Stroms 300 an den Wiederaufladanschluss 108 und überträgt eine dazu entsprechende Information zu der Wiederaufladsteuerung 200.
  • Der Anschlussdetektor 109 kann ein Detektor einer offenen Abdeckung sein, welcher detektiert dass eine Abdeckung des Wiederaufladanschlusses offen ist.
  • Darüber hinaus kann der Anschluss des kommerziellen Stroms 300 an den Wiederaufladanschluss 108 durch eine Datenübertragung zwischen dem Wiederaufladanschluss 108 und einer Ladestation zum Zuführen des kommerziellen Stroms detektiert werden.
  • Die Datenübertragung zwischen dem Wiederaufladanschluss 108 und der Ladestation kann durch verschiedene Mittel ausgeführt werden, zum Beispiel eine drahtgebundene Kommunikation und eine drahtlose Kommunikation einschließlich gemeinsamer Schnittstellen wie zum Beispiel einer CAN-Kommunikation oder einer Bluetooth-Kommunikation.
  • Der Anschlussdetektor 109 überträgt eine Absicht zum Wiederaufladen der Batterie 106 zu der Wiederaufladsteuerung 200, bevor der kommerzielle Strom 300 elektrisch an den ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und an den zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 angeschlossen ist.
  • Die Hauptrelais SR1 und SR2 sind an beide Enden der Batterie 106 angeschlossen und steuern eine Spannungs- und Stromzufuhr zu der Batterie oder eine Spannungs- und Stromabgabe von der Batterie 106.
  • Der Eingangsanschlussschalter 110 steuert eine Zufuhr des äußeren kommerziellen Stroms 300 zu dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und dem zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 durch den Wiederaufladanschluss 108.
  • Der Eingangsanschlussschalter 110 umfasst ein erstes Relais SR3, das an die erste Diode D1 und den ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 angeschlossen ist und ein zweites Relais SR4, das an die zweite Diode D2 und den zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 angeschlossen ist, und ein drittes Relais, das parallel an das erste Relais SR3 angeschlossen ist und in reihe mit einen Widerstand R1 geschaltet ist.
  • Darüber hinaus umfasst der Eingangsanschlussschalter 110 ferner ein viertes Relais (nicht gezeigt), das parallel an das zweite Relais SR4 angeschlossen ist und mit einem Widerstand (nicht gezeigt) in Reihe geschaltet ist.
  • Der Eingangsanschlussschalter 110 schaltet durch die Steuerung der Wiederaufladsteuerung 200 ein oder aus. Demzufolge sorgt der Eingangsanschlussschalter 110 dafür, dass der äußere kommerzielle Strom 300 in einem niedrigen Spannungszustand ist, durch Einschalten des dritten Relais, das in Reihe mit dem Widerstand R1 geschaltet ist und des zweiten Relais SR4 durch die Steuerung der Wiederaufladsteuerung 200 in einem Zustand, dass der Anschluss des äußeren kommerziellen Stroms 300 detektiert wird. Im Anschluss führt der Eingangsanschlussschalter 110 den kommerziellen Strom 300 des Niederspannungszustands dem DC-Link-Kondensator Cdc zu und lädt den DC-Link-Kondensator Cdc vor. Falls der DC-Link-Kondensator auf eine Spannung vorgeladen wird, die höher als oder gleich der vorbestimmten Spannung ist, schaltet der Eingangsanschlussschalter 110 das dritte Relais SR5 aus und schaltet das erste Relais SR3 und das zweite Relais SR4 ein, um die Batterie 106 durch Zufuhr des normalen kommerziellen Stroms 300 wiederaufzuladen.
  • Der kommerzielle Strom 300 ist wahlweise an das System durch den Wiederaufladanschluss 310 angeschlossen. Der kommerzielle Strom 300 kann ein AC-Strom oder ein DC-Strom sein.
  • In einem Fall, dass das Anschlusssignal des Anschlussteils oder eine geöffneten Abdeckung des Wiederaufladanschlusses detektiert wird, erkennt die Wiederaufladsteuerung 200 dies als die Absicht zum Wiederaufladen der Batterie 106, schaltet den Eingangsanschlussschalter 110 aus und führt die anfängliche Aktivierung durch, um das System zu stabilisieren.
  • Falls die anfängliche Aktivierung der Wiederaufladsteuerung 200 durchgeführt ist, schaltet die Wiederaufladsteuerung 200 das dritte Relais SR5 ein, das in Reihe mit dem Widerstand R1 und dem zweiten Relais SR4 in dem Eingangsanschlussschalter 110 geschaltet ist, um dafür zu sorgen, dass sich der kommerzielle Strom 300 in dem Niederspannungszustand befindet, und führt den kommerziellen Strom 300 des Niederspannungszustandes dem DC-Link-Kondensator Cdc zu. Demzufolge wird der DC-Link-Kondensator Cdc vorgeladen. Falls der DC-Link-Kondensator Cdc auf eine Spannung vorgeladen wird, die höher als oder gleich der vorbestimmten Spannung ist, schaltet die Wiederaufladsteuerung 200 darüber hinaus das dritte Relais SR5 aus und schaltet das erste Relais SR3 und das zweite Relais SR4 ein, um die Batterie durch Zuführen des normalen kommerziellen Stroms 300 wiederaufzuladen.
  • Falls der äußere kommerzielle Strom 300 nicht dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und dem zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 zugeführt wird, nachdem die Wiederaufladung der Batterie 106 abgeschlossen ist oder das Anschlussteil (zum Beispiel eine Ladestation) während dem Wiederaufladen abgetrennt wird, steuert die Wiederaufladsteuerung 200 das erste elektrische Schaltelement S1 und das zweite elektrische Schaltelement S2 in dem Spannungswandler 105, um eine verbleibende Spannung, die in dem DC-Link-Kondensator Cdc verbleibt, der Batterie 106 zuzuführen und um die Batterie 106 auf einen maximalen Ladezustand zu halten. Nachdem der DC-Link-Kondensator Cdc auf eine Spannung entladen ist, die niedriger als eine Referenzspannung ist, schaltet die Wiederaufladsteuerung 200 das Hauptrelais SR1 und SR2 aus um das System zu stabilisieren.
  • Der Fachmann wird verstehen, dass das Antreiben des ersten Motors durch die Batteriespannung und Anlassen des Verbrennungsmotors, Wiederaufladen der Batterie durch die Spannung die durch das Antriebsmoment des Verbrennungsmotors erzeugt wird, Antreiben des zweiten Motors durch die Batteriespannung und Fahren des Fahrzeugs, und Wiederaufladen der Batterie durch die Rückgewinnungsbremsung, wie es in Verbindung mit der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, dem aus dem Stand der Technik entspricht und auf eine ausführliche Beschreibung hiervon verzichtet wird.
  • Die vierte beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorladen des DC-Link-Kondensators durch Zuführen einer niedrigen Spannung wenn der kommerzielle Strom angeschlossen ist und zum Wiederaufladen der Batterie 106 durch Zuführen eines normalen kommerziellen Stroms zu dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und dem zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 wenn der DC-Link-Kondensator vorgeladen ist, und wird ausführlicher beschrieben.
  • 13 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Vorladen eines DC-Link mit Hilfe eines Wiederaufladsystems gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Unter Bezugnahme auf 13, in einem Zustand, dass sich die Wiederaufladsteuerung 200 des Hybridfahrzeugs gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Schritt S701 im Stand-by befindet, analysiert ein Signal des Anschlussdetektors 109 und bestimmt, ob der äußere kommerzielle Strom 300 zum Wiederaufladen der Batterie 106 an den Wiederaufladanschluss 108 in Schritt S702 angeschlossen ist.
  • Der Anschluss des äußeren kommerziellen Stroms 300 kann durch die geöffnete Abdeckung des Wiederaufladanschlusses, einem Anschlusssignal des Anschlussteils oder einer Datenübertragung mit der Ladestation detektiert werden.
  • Falls der Anschluss des äußeren elektrischen Stroms 300 in dem Schritt S702 detektiert wird, hält die Wiederaufladsteuerung 200 den Eingangsanschlussschalter 110 in einem ausgeschalteten Zustand und führt eine anfängliche Aktivierung hiervon in Schritt S703 durch.
  • Im Anschluss hält die Wiederaufladsteuerung 200 die Hauptrelais SR1 und SR2 im ausgeschalteten Zustand in Schritt S704 und schaltet das zweite Relais SR4 und das dritte Relais SR5, das in Reihe mit dem Widerstand R1 geschaltet ist und parallel an das erste Relais Sr3 in dem Eingangsanschlussschalter 110 angeschlossen ist, um dafür zu sorgen, dass sich der kommerzielle Strom 300 im Niederspannungszustand durch den Widerstand R1 in Schritt S705 befindet. Danach führt die Wiederaufladsteuerung 200 den kommerziellen Strom des Niederspannungszustands dem DC-Link-Kondensator Cdc zu und lädt den DC-Link-Kondensator Cdc in Schritt S706 vor.
  • Die Wiederaufladsteuerung 200 detektiert eine Wiederaufladspannung des DC-Link-Kondensators, welcher wiederaufgeladen wird, und bestimmt, ob die Wiederaufladspannung höher als oder gleich der vorbestimmten Spannung in Schritt S707 ist.
  • Falls der DC-Link-Kondensator Cdc auf die Spannung aufgeladen wird, die höher als oder gleich der vorbestimmten Spannung in dem Schritt S707 ist, schaltet die Wiederaufladsteuerung 200 das dritte Relais SR5 in dem Eingangsanschlussschalter 110 aus und schaltet das erste Relais SR3 und das zweite Relais SR4 ein. Demzufolge wird der kommerzielle Strom 300, der an den Wiederaufladanschluss 108 angeschlossen ist, dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und dem zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors in schritt S708 zu.
  • Somit wird die Stromschleife, die durch den ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 10, den zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors, den ersten Inverter 103, den zweiten Inverter 104, dem DC-Link-Kondensator Cdc, und die erste Diode D1 und die zweite Diode D2 in der Diode 107 durchläuft, gemäß der Phase Vs des kommerziellen Stromes 300 gebildet.
  • Der DC-Link-Kondensator Cdc in dem Spannungswandler 105 wird wiederaufgeladen, und die Wiederaufladsteuerung 200 schaltet die Hauptrelais SR1 und SR2 ein und steuert das erste elektrische Schaltelement S1 und das zweite elektrische Schaltelement S2 in dem Spannungswandler 105, um die Batterie 106 in Schritt S710 wiederaufzuladen.
  • Die Stromschleife, die gemäß der Phase Vs des kommerziellen Stroms 300 gebildet wird, ist die gleiche wie die der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und somit wird auf eine ausführliche Beschreibung hiervon verzichtet.
  • 14 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Wiederaufladen einer Batterie mit Hilfe eines Wiederaufladsystems gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Wie oberhalb beschrieben, falls der Eingangsanschlussschalter 110 eingeschaltet wird und der äußere kommerzielle Strom 300 dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 102 und dem zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 in Schritt S801 zugeführt wird, wird die in 3 und 4 gezeigte Stromschleife gemäß der Phase Vs des kommerziellen Stroms 300 in Schritt S802 gebildet.
  • Die Wiederaufladsteuerung 200 detektiert die Phase Vs des kommerziellen Stroms, der der dem ersten Neutralpunkt N1 des ersten Motors 101 und dem zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 zugeführt wird, die Spannung Vdc des DC-Link-Kondensators welcher wiederaufgeladen wird, die Batteriespannung Vb, die Spannung Vbc des Glättungskondensators Cbc, der an beiden Enden der Batterie 106 angeschlossen ist, den Induktorstrom IL, und den Ladestrom Ib in Schritt S803, und bestimmt darauf basierend den Wiederaufladmodus in Schritt S804.
  • Die Wiederaufladsteuerung 200 bestimmt insbesondere in Schritt S805, ob der Wiederaufladmodus ein Stromsteuerungsmodus ist, wo die Batteriespannung beibehalten wird, um höher als oder gleich einer vorbestimmten Referenzspannung (z. B. 80% einer Maximalspannung) zu sein.
  • Falls der Wiederaufladmodus nicht der Stromsteuerungsmodus in dem Schritt S805 ist, bestimmt die Wiederaufladsteuerung 200 dass der Wiederaufladungsmodus der Spannungssteuerungsmodus ist und bestimmt einen Spannungssteuerungswert, welcher die Spannung Vbc des Glättungskondensators Cbc beibehalten kann, der an beiden Enden der Batterie 106 angeschlossen ist, um in Schritt S806 konstant zu sein.
  • Im Anschluss steuert die Wiederaufladsteuerung 200 Arbeitsprozesse des ersten elektrischen Schaltelements S1 und des zweiten elektrischen Schaltelements S2 in dem Spannungswandler 105 basierend auf dem in dem Schritt S806 bestimmten Spannungssteuerungswert und führt eine Schnellaufladung der Batterie 106 in Schritt S807 durch.
  • Falls der Wiederaufladmodus der Stromsteuerungsmodus in Schritt S805 ist, bestimmt die Wiederaufladsteuerung 200 einen Stromsteuerungswert, der einen Detektionsfehler in Schritt S808 berücksichtigt.
  • Danach steuert die Wiederaufladsteuerung 200 die Arbeitsprozesse des ersten elektrischen Schaltelements S1 und des zweiten elektrischen Schaltelements S2 in dem Spannungswandler 105 basierend auf dem bestimmten Stromsteuerungswert und steuert einen Ladestrom der Batterie 106 derart, um dem Stromsteuerungswert in Schritt S809 zu folgen.
  • Die Wiederaufladsteuerung 200 bestimmt, ob die Batterie 106 in Schritt S810 vollständig wiederaufgeladen ist. Falls die Batterie 106 in Schritt S810 nicht vollständig wiederaufgeladen ist, kehrt die Wiederaufladsteuerung 200 zu Schritt S808 zurück und wiederholt die Schritte S808 bis S810. Falls die Batterie 106 in Schritt S810 vollständig wiederaufgeladen ist, ist die Wiederaufladung der Batterie 106 in schritt S811 abgeschlossen, um die Batterie nicht zu überladen.
  • 15 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Abschließen einer Wiederaufladung einer Batterie mit Hilfe eines Wiederaufladsystems gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die Wiederaufladsteuerung 200 bestimmt, ob die Batterie 106 vollständig wiederaufgeladen ist oder das Wiederauflad-Anschlussteil (Ladestation) von dem System in Schritt S901 abgetrennt ist.
  • Falls die Batterie 106 vollständig aufgeladen ist oder das Wiederauflad-Anschlussteil (Ladestation) von dem System in dem Schritt S901 abgetrennt ist, schaltet die Wiederaufladsteuerung 200 den Eingangsanschlussschalter 110 aus und trennt den ersten Neutralpunkt des ersten Motors 101 und den zweiten Neutralpunkt N2 des zweiten Motors 102 von dem Wiederaufladanschluss 108 in Schritt S902 ab.
  • Im Anschluss steuert die Wiederaufladsteuerung 200 das erste elektrische Schaltelement S1 und das zweite elektrische Schaltelement S2 in dem Spannungswandler 105, um die verbleibende Spannung, die in dem DC-Link-Kondensator Cdc verbleibt, der Batterie 106 zuzuführen und um die Batterie 106 auf einen maximalen Aufladezustand zu halten. Das heißt, der DC-Link-Kondensator Cdc wird auf eine Spannung entladen, die niedriger als die Referenzspannung in Schritt S903 ist.
  • Die Wiederaufladsteuerung 200 detektiert die Spannung Vdc des DC-Link-Kondensators Cdc in Schritt S904 und bestimmt, ob die Spannung Vdc des DC-Link-Kondensators Cdc niedriger als die Referenzspannung in Schritt S905 ist.
  • Falls die Spannung Vdc des DC-Link-Kondensators Cdc höher als oder gleich der Referenzspannung in dem Schritt S905 ist, kehrt die Wiederaufladsteuerung 200 zu dem Schritt S903 zurück und entlädt den DC-Link-Kondensator Cdc.
  • Falls die Spannung Vdc des DC-Link-Kondensators Cdc niedriger als die Referenzspannung in dem Schritt S905 ist, schaltet die Wiederaufladsteuerung 200 die Hauptrelais SR1 und SR2 aus, die zwischen beiden Enden der Batterie 106 montiert sind und steuert die Eingangs- oder Ausgangsspannung der Batterie, um das System in Schritt S218 zu stabilisieren. Danach beendet die Wiederaufladsteuerung die Wiederaufladung der Batterie in Schritt S906.
  • Wie oberhalb beschrieben, falls der Anschluss des äußeren Stroms zum Wiederaufladen der Batterie detektiert wird, führt die Wiederaufladsteuerung die anfängliche Aktivierung hiervon durch, um das System zu stabilisieren und lädt den DC-Link-Kondensator mit der Batteriespannung vor, um ein Auftreten des Einschaltstroms durch Steuern des Eingangsanschlussschalters gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu verhindern.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann auf eine kostspielige Wiederaufladvorrichtung verzichtet werden und die preisliche Wettbewerbsfähigkeit kann verbessert werden, da die Batterie durch einen Motor und einen Inverter wiederaufgeladen wird, die in einem Hybridfahrzeug vorgesehen sind.
  • Da das Gewicht des Hybridfahrzeugs verringert wird, kann die Kraftstoffeinsparung verbessert werden.
  • Da die vorliegende Erfindung eine Schnellladungsfunktion mit Hilfe des Motors mit einer großen Leistung und des Inverters bereitstellt, die in dem Hybridfahrzeug vorgesehen sind, sind zusätzliche Bauteile und externe Wiederaufladvorrichtungen für eine Schnellladung nicht erforderlich.
  • Obwohl diese Erfindung in Verbindung mit dem beschrieben worden ist, was gegenwärtig als praktische beispielhafte Ausführungsformen erachtet wird, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegenteil dazu vorgesehen ist, um verschiedene Abänderungen und äquivalente Anordnungen abzudecken, die innerhalb des Geistes und dem Umfang der beigefügten Ansprüche umfasst sind.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 10-2010-0066377 [0001]

Claims (19)

  1. Wiederaufladsystem eines Hybridfahrzeugs, aufweisend: eine Batterie, in welcher eine DC-Spannung gespeichert ist oder zum Abgeben der DC-Spannung; erste und zweite Motoren, die eingerichtet sind um als Elektromotor oder Generator zu arbeiten; erste und zweite Inverter zum Betreiben der ersten beziehungsweise zweiten Motoren; ein Spannungswandler zum Erhöhen oder Verringern der DC-Spannung der Batterie, so dass die erhöhte oder verringerte DC-Spannung den ersten und zweiten Invertern zugeführt wird, um die von den ersten und zweiten Invertern zugeführte DC-Spannung zu erhöhen oder zu verringern, so dass die erhöhte oder verringerte DC-Spannung der Batterie zugeführt wird, und der mit einem DC-Link versehen ist; erste und zweite Dioden, wobei jede mit einem Anodenanschluss ausgestattet ist, der an einem Minuspol der ersten und zweiten Inverter angeschlossen ist und einen Kathodenanschluss, der an ein kommerzielles Stromnetz angeschlossen ist und parallel an die ersten und zweiten Neutralpunkte der ersten und zweiten Motoren angeschlossen ist; und eine Wiederaufladsteuerung zum Durchführen eines Wiederaufladmodus durch Detektieren von wenigstens einem von einer Phase des kommerziellen Stroms, der zu den ersten und zweiten Neutralpunkten der ersten und zweiten Motoren zugeführt wird, einer Spannung eines DC-Link-Kondensators, der den Spannungswandler an die ersten und zweiten Inverter anschließt, einer Batteriespannung, einer Spannung eines Glättungskondensators, der an beiden Anschlussklemmen der Batterie angeschlossen ist, eines Batteriestroms, und eines Stroms, der der von dem Spannungswandler zu der Batterie fließt, und den Spannungswandler durch eine PWM-Betriebsart gemäß dem Wiederaufladmodus der Batterie steuert, so dass die Spannung des DC-Link-Kondensators erhöht oder verringert wird und zu der Batterie zugeführt wird.
  2. Wiederaufladsystem nach Anspruch 1, wobei die Wiederaufladsteuerung einen Stromsteuerungswert bestimmt und einen Ladestrom der Batterie steuert, um dem Stromsteuerungswert in einem Fall zu folgen, dass der Wiederaufladmodus der Batterie ein Stromsteuerungsmodus ist.
  3. Wiederaufladsystem nach Anspruch 1, wobei die Wiederaufladsteuerung einen Spannungssteuerungswert bestimmt, der zum Beibehalten einer konstanten Spannung des Glättungskondensators erforderlich ist, und den Spannungswandler basierend auf dem Spannungssteuerungswert steuert, um die Batterie in einem Fall wiederaufzuladen, dass der Wiederaufladmodus der Batterie nicht der Stromsteuerungsmodus ist.
  4. Wiederaufladsystem nach Anspruch 1, ferner aufweisend: ein Hauptrelais, das wahlweise die Batterie an den Spannungswandler anschließt; einen Wiederaufladanschluss, der wahlweise den außerhalb des Fahrzeugs angeordneten kommerziellen Strom an die ersten und zweiten Dioden anschließt; und einen Anschlussdetektor zum Detektieren eines Anschlusses des kommerziellen Stroms.
  5. Wiederaufladsystem nach Anspruch 4, wobei die Wiederaufladsteuerung eine anfängliche Aktivierung hiervon durchführt und das Hauptrelais einschaltet, um den DC-Link mit Hilfe der Batteriespannung in einem Fall vorzuladen, dass der Anschlussdetektor den Anschluss des kommerziellen Stroms detektiert.
  6. Wiederaufladsystem nach Anspruch 5, wobei die Wiederaufladsteuerung eine Wiederaufladung der Batterie gemäß dem Wiederaufladmodus in einem Fall steuert, dass die Vorladung des DC-Link abgeschlossen ist.
  7. Wiederaufladsystem nach Anspruch 6, wobei die Wiederaufladsteuerung den Stromsteuerungswert bestimmt und den Ladestrom der Batterie steuert, um den Stromsteuerungswert in einem fall zu folgen, dass der Wiederaufladmodus der Batterie der Stromsteuerungsmodus ist.
  8. Wiederaufladsystem nach Anspruch 6, wobei die Wiederaufladsteuerung einen Spannungssteuerungswert bestimmt, der zum Beibehalten einer konstanten Spannung des Glättungskondensators erforderlich ist und den Spannungswandler basierend auf dem Spannungssteuerungswert steuert, um die Batterie in einem Fall wiederaufzuladen, dass der Wiederaufladmodus der Batterie nicht der Stromsteuerungsmodus ist.
  9. Wiederaufladsystem nach Anspruch 6, wobei die Wiederaufladsteuerung die Spannung des DC-Link-Kondensators an die Batterie entlädt, dass sie niedriger als eine Referenzspannung ist, in einem Fall dass eine Abtrennung des kommerziellen Stroms während einer Wiederaufladung detektiert wird oder nachdem die Wiederaufladung abgeschlossen ist.
  10. Wiederaufladsystem eines Hybridfahrzeugs, aufweisend: eine Batterie, in welcher eine DC-Spannung gespeichert ist oder zum Abgeben der DC-Spannung; erste und zweite Motoren, die eingerichtet sind um als Elektromotor oder Generator zu arbeiten; erste und zweite Inverter zum Betreiben der ersten beziehungsweise zweiten Motoren; ein Spannungswandler zum Erhöhen oder Verringern der DC-Spannung der Batterie, so dass die erhöhte oder verringerte DC-Spannung den ersten und zweiten Invertern zugeführt wird, um die von den ersten und zweiten Invertern zugeführte DC-Spannung zu erhöhen oder zu verringern, so dass die erhöhte oder verringerte DC-Spannung der Batterie zugeführt wird, und der mit einem DC-Link versehen ist; erste und zweite Dioden, wobei jede mit einem Anodenanschluss ausgestattet ist, der an einem Minuspol der ersten und zweiten Inverter angeschlossen ist und einen Kathodenanschluss, der an ein kommerzielles Stromnetz angeschlossen ist und parallel an die ersten und zweiten Neutralpunkte der ersten und zweiten Motoren angeschlossen ist; eine Wiederaufladsteuerung zum Durchführen eines Wiederaufladmodus durch Detektieren von wenigstens einem von einer Phase des kommerziellen Stroms, der zu den ersten und zweiten Neutralpunkten der ersten und zweiten Motoren zugeführt wird, einer Spannung eines DC-Link-Kondensators, der den Spannungswandler an die ersten und zweiten Inverter anschließt, einer Batteriespannung, einer Spannung eines Glättungskondensators, der an beiden Anschlussklemmen der Batterie angeschlossen ist, eines Batteriestroms, und eines Stroms, der der von dem Spannungswandler zu der Batterie fließt, und den Spannungswandler durch eine PWM-Betriebsart gemäß dem Wiederaufladmodus der Batterie steuert, so dass die Spannung des DC-Link-Kondensators erhöht oder verringert wird und zu der Batterie zugeführt wird; ein Hauptrelais, das wahlweise die Batterie an den Spannungswandler anschließt; einen Wiederaufladanschluss, der wahlweise den außerhalb des Fahrzeugs angeordneten kommerziellen Strom an die ersten und zweiten Dioden anschließt; einen Anschlussdetektor zum Detektieren eines Anschlusses des kommerziellen Stroms; und einen Eingangsanschlussschalter, der zwischen dem Wiederaufladanschluss und den ersten und zweiten Motoren montiert ist und wahlweise den kommerziellen Strom an die ersten und zweiten Neutralpunkte der ersten und zweiten Motoren durch Steuerung der Wiederaufladsteuerung anschließt.
  11. Wiederaufladsystem nach Anspruch 10, wobei der Eingangsanschlussschalter aufweist: ein erstes Relais, das an die erste Diode und den ersten Neutralpunkt des ersten Motors angeschlossen ist; und ein zweites Relais, das an die zweite Diode und den zweiten Neutralpunkt des zweiten Motors angeschlossen ist.
  12. Wiederaufladsystem nach Anspruch 11, wobei die Wiederaufladsteuerung eine anfängliche Aktivierung hiervon durchführt, das Hauptrelais einschaltet, und den Eingangsanschlussschalter ausschaltet, um den DC-Link mit Hilfe der Batteriespannung in einem Fall vorzuladen, dass der Anschlussdetektor den Anschluss des kommerziellen Strom detektiert.
  13. Wiederaufladsystem nach Anspruch 12, wobei die Wiederaufladsteuerung den Eingangsanschlussschalter einschaltet und eine Wiederaufladung der Batterie gemäß dem Wiederaufladmodus in einem Fall steuert, dass die Vorladung des DC-Link abgeschlossen ist.
  14. Wiederaufladsystem nach Anspruch 13, wobei die Wiederaufladsteuerung den Stromsteuerungswert in einem Fall bestimmt, dass der Wiederaufladmodus der Batterie der Stromsteuerungsmodus ist.
  15. Wiederaufladsystem nach Anspruch 13, wobei die Wiederaufladsteuerung einen Spannungssteuerungswert bestimmt, der zum Beibehalten einer konstanten Spannung des Glättungskondensators erforderlich ist und den Spannungswandler basierend auf dem Spannungssteuerungswert steuert, um die Batterie in einem Fall wiederaufzuladen, dass der Wiederaufladmodus der Batterie nicht der Stromsteuerungsmodus ist.
  16. Wiederaufladsystem nach Anspruch 10, wobei der Eingangsanschlussschalter aufweist: ein erstes Relais, das an die erste Diode und den ersten Neutralpunkt des ersten Motors angeschlossen ist; ein zweites Relais, das an die zweite Diode und den zweiten Neutralpunkt des zweiten Motors angeschlossen ist; und ein drittes Relais, das parallel an das erste Relais angeschlossen ist und mit einem Widerstand in Reihe geschaltet ist.
  17. Wiederaufladsystem nach Anspruch 16, wobei die Wiederaufladsteuerung eine anfängliche Aktivierung hiervon durchführt, das zweite und dritte Relais des Eingangsanschlussschalter einschaltet um eine Schwachstromschleife zu bilden, den DC-Link mit Hilfe eines Stroms der Schwachstromschleife in einem Fall vorlädt, dass der Anschlussdetektor den Anschluss des kommerziellen Stroms detektiert.
  18. Wiederaufladsystem nach Anspruch 17, wobei die Wiederaufladsteuerung das dritte Relais ausschaltet, und das Hauptrelais einschaltet um die Batterie mit Hilfe des normalen kommerziellen Stroms in einem Fall wiederaufzuladen, dass die Vorladung des DC-Link abgeschlossen ist.
  19. Wiederaufladsystem nach Anspruch 18, wobei die Wiederaufladsteuerung die Spannung des DC-Link-Kondensators an die Batterie entlädt, dass sie niedriger als eine Referenzspannung ist, in einem Fall dass eine Abtrennung des kommerziellen Stroms während einer Wiederaufladung detektiert wird oder nachdem die Wiederaufladung abgeschlossen ist.
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