DE102012213375A1

DE102012213375A1 - Wiederaufladesysteme und -Verfahren

Info

Publication number: DE102012213375A1
Application number: DE102012213375A
Authority: DE
Inventors: Seong-Yeop Lim; Gu Bae Kang; Jeongbin Yim; Byungsoon Min; Byoung Kuk Lee; Seung-min SHIN; Dong-Hee Kim; Dong-Gyun Woo
Original assignee: Res & Business Foundation; Research & Business Foundation; Hyundai Motor Co
Current assignee: Res & Business Foundation; Research & Business Foundation; Hyundai Motor Co
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2012-07-30
Publication date: 2013-06-13
Also published as: KR101284331B1; JP2013123362A; CN103166278B; US9725001B2; JP6063155B2; US10493976B2; US20150258903A1; KR20130065408A; US20170327103A1; CN103166278A; US20130147431A1

Abstract

Eine Ladeeinrichtung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann beinhalten: eine Batterie, welche geeignet und konfiguriert ist, um eine DC-Spannung zu speichern, erste und zweite Motoren, welche geeignet und konfiguriert sind, um als ein Motor oder ein Generator zu arbeiten, erste und zweite Wechselrichter, welche geeignet und konfiguriert sind, um die ersten und zweiten Motoren zu betreiben, einen Spannungstransformator, welcher geeignet und konfiguriert ist, die DC-Spannung der Batterie zu erhöhen, um sie an die ersten und zweiten Wechselrichter zu liefern, und die DC-Spannung des Wechselrichters zu erhöhen, um sie an die Batterie zu liefern, und ein Ladesteuerglied, welches geeignet und konfiguriert ist, die ersten und zweiten Wechselrichter als einen Booster bzw. Spannungsverstärker zu betreiben oder den Spannungstransformator als einen Buck-Spannungsverstärker zu betreiben, entsprechend zu einer Spannung, welche über einen neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, und der Spannung der Batterie.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Ladeeinrichtungen und -verfahren. Spezieller ausgedrückt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Ladeeinrichtungen und Verfahren für ein umweltfreundliches Fahrzeug, welches eine kommerzielle Außenenergiequelle benutzt, welche über ein Leistungsnetz angeschlossen wird, welches in einem umweltfreundlichen Fahrzeug gebildet ist, um eine Batterie aufzuladen, und ein Verfahren dazu.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein umweltfreundliches Fahrzeug, welches ein elektrisches Fahrzeug beinhaltet, welches ein anschließbares elektrisches Fahrzeug ist, welches eine Verbesserung im Kraftstoffverbrauch und der Gasausstoßstabilisation bietet, beinhaltet ein Hochspannungs-/Hochstrom-Leistungsnetz.
Das umweltfreundliche Fahrzeug benutzt ein Anschlussverfahren, welches kommerzielle außenelektrische Leistung bzw. Energie benutzt, um eine Batterie zu laden.
Ein Ladeglied wird an Bord in dem umweltfreundlichen Fahrzeug bereitgestellt, welches die kommerzielle außenelektrische Leistung gleichrichtet, um ein langsames Laden über anschließbares Laden zu bieten.
Das An-Bord-Ladeglied, welches in dem umweltfreundlichen Fahrzeug angeordnet ist, beinhaltet einen Hochspannungsschalter, eine Drossel, einen Kondensator, einen Transformator vom Isolationstyp, und ein Kühlsystem, und ein Unterbringen in festen Baugruppen ist für diese notwendig.
Auch ist jedes Bauteil des An-Bord-Ladegliedes teuer und schwer, was insgesamt erhöhte Kosten und verminderten Kraftstoffwirkungsgrad verursacht.
Speziell ist der Preis des Ladegliedes ähnlich zu dem des arbeitenden Wechselrichters, welcher ungefähr die zehnfache Kapazität aufweist, um die Kosten für das umweltfreundliche Fahrzeug zu erhöhen, und dies schwächt die Wettbewerbsfähigkeit desselben.
Die obige Information, welche in diesem Abschnitt des Hintergrunds veröffentlicht wird, dient nur der Erhöhung des Verständnisses des Hintergrunds des Erfindung und kann deshalb Information beinhalten, welche nicht den Stand der Technik bildet, welcher hier zu Lande einem Fachmann bereits bekannt ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde mit der Anstrengung durchgeführt, eine Ladeeinrichtung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs zu liefern, welche Vorteile des Benutzens kommerzieller elektrischer Leistung bzw. Energie besitzt, welche über einen Anschluss geliefert wird, und das Benutzen eines Leistungs- bzw. Energienetzes innerhalb eines Fahrzeugs, ohne ein getrenntes Ladeglied in einem umweltfreundlichen Fahrzeug.
Auch besitzt die vorliegende Erfindung Vorteile für das Minimieren eines Schaltverlustes eines Spannungstransformators und eines Wechselrichters durch Betreiben des Spannungstransformators oder des Wechselrichters entsprechend einem Zustand der Eingangsspannung und der Batteriespannung.
Auch besitzt die vorliegende Erfindung Vorteile, um einen Ladewirkungsgrades durch Hinzufügen einer Leistungsfaktorkorrektur (PFC) bei der Ladesteuerung des Wechselrichters und des Spannungstransformators zur Verfügung zu stellen.
Eine Ladeeinrichtung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann beinhalten: eine Batterie, welche geeignet und konfiguriert ist, eine DC- bzw. Gleichspannung zu speichern, erste und zweite Motoren, welche als ein Motor oder ein Generator betrieben werden, erste und zweite Wechselrichter, welche geeignet und konfiguriert sind, die ersten und zweiten Motoren zu betreiben, einen Spannungstransformator, welcher geeignet und konfiguriert ist, die DC-Spannung der Batterie zu erhöhen, um sie an die ersten und zweiten Wechselrichter zu liefern, und die DC-Spannung des Wechselrichters zu erhöhen, um sie an die Batterie zu liefern, und ein Ladesteuerglied, welches geeignet und konfiguriert ist, die ersten und zweiten Wechselrichter als einen Booster bzw. Spannungsverstärker zu betreiben, oder den Spannungstransformator als einen Buck-Spannungsverstärker entsprechend zu einer Spannung zu betreiben, welche über einen neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren und der Spannung der Batterie eingegeben wird.
Das Ladesteuerglied steuert die ersten und zweiten Wechselrichter, dass sie ausgeschaltet werden, und steuert den Spannungstransformator, dass er ein Buck-Spannungsverstärker wird, wenn die Spannung, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, eine Batteriespannung übersteigt.
Das Ladesteuerglied leitet die Spannung, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, an den Spannungstransformator weiter, während die ersten und zweiten Wechselrichter ausgeschaltet sind.
Das Ladesteuerglied schaltet die ersten und zweiten Wechselrichter entsprechend der Eingangsspannung des neutralen Punktes, so dass die ersten und zweiten Wechselrichter die Spannungsverstärker sind, und schaltet fortwährend ein oberes Schaltelement des Spannungstransformators ein, wenn die Batteriespannung die Spannung übersteigt, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist.
Das Ladesteuerglied steuert so, dass der Spannungstransformator die Spannung erhöht und die DC-Spannungstransformation durchführt, um die Batterie zu laden, wenn die Eingangsspannung des neutralen Punktes der ersten und zweiten Motoren eine Batteriespannung übersteigt.
Das Ladesteuerglied benutzt nur die ersten und zweiten Wechselrichter, um das Spannungserhöhen und die DC-Spannungstransformation durchzuführen, so dass die erhöhte und DC-transformierte Spannung an die Batterie als eine Ladespannung geliefert wird, wenn die Eingangsspannung, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, geringer als die Batteriespannung ist.
Das Ladesteuerglied schneidet die Spannung ab, welche zu dem neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, wenn bestimmt ist, dass die Batterie völlig geladen ist.
Das Ladesteuerglied betreibt den ersten Wechselrichter als einen Booster bzw. Spannungsverstärker, wenn die Batteriespannung die Eingangsspannung des neutralen Punktes der ersten und zweiten Motoren übersteigt und die Phase der Eingangsspannung einen positiven Wert (V_in > 0) besitzt.
Das Ladesteuerglied betreibt den zweiten Wechselrichter als ein Erhöhungsglied, wenn die Batteriespannung die Eingangsspannung des neutralen Punktes der ersten und zweiten Motoren übersteigt und die Phase der Eingangsspannung einen negativen Wert (V_in < 0) besitzt.
Ein Ladeverfahren entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Detektieren einer Verbindung eines Ladesteckers, das Detektieren einer Spannung, welche über einen neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, und eine Spannung einer Batterie beinhalten, wenn die Verbindung des Ladesteckers detektiert ist, und das Laden einer Batterie durch Betreiben der ersten und zweiten Wechselrichter als Spannungsverstärker oder das Betreiben eines Spannungstransformators als einen Buck-Spannungsverstärker beinhalten, abhängig von einer Beziehung zwischen einem Spannungseingangssignal durch den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren und einer Batteriespannung.
Die Eingangsspannung kann nur durch den Spannungstransformator erhöht werden, um die Batterie zu laden, wenn das Spannungseingangsignal durch den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren die Batteriespannung übersteigt.
Die Eingangsspannung kann nur durch die ersten und zweiten Wechselrichter erhöht werden, um die Batterie zu laden, wenn das Spannungseingangssignal durch den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren geringer als die Batteriespannung ist.
Die ersten und zweiten Wechselrichter können einen ausgeschalteten Zustand aufrechterhalten, und das Spannungseingangssignal durch den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren wird zu dem Spannungstransformator weitergeleitet, wenn der Spannungseingang durch den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren die Batteriespannung übersteigt.
Die ersten und zweiten Wechselrichter können geschaltet werden, abhängig von der Phase der Eingangsspannung, so dass die ersten und zweiten Wechselrichter als Booster bzw. Spannungsverstärker betrieben werden, und ein oberes Schaltelement des Spannungstransformators wird gesteuert, um kontinuierlich eingeschaltet zu sein, wenn das Spannungseingangssignal durch den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren geringer als die Batteriespannung ist.
In einem Zustand, bei welchem das Spannungseingangssignal durch den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren geringer als die Batteriespannung ist, wenn die Phase der Eingangsspannung ein positiver Wert (V_in < 0) ist, kann der erste Wechselrichter als ein Spannungsverstärker betrieben werden, und wenn die Phase der Eingangsspannung ein negativer Wert (V_in < 0) ist, kann der zweite Wechselrichter als ein Spannungsverstärker betrieben werden.
Ein Ladeverfahren entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann beinhalten: das Detektieren einer Verbindung eines Ladesteckers, das Detektieren einer Spannung, welche durch einen neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, und einer Spannung einer Batterie, wenn die Verbindung des Ladesteckers detektiert ist, das Laden einer Batterie durch das Erhöhen der Eingangsspannung durch einen Spannungstransformator, wenn das Spannungseingangssignal durch den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren die Batteriespannung übersteigt, und das Laden einer Batterie, durch das Erhöhen der Eingangsspannung durch die ersten und zweiten Wechselrichter, abhängig von der Eingangsspannung, wenn das Spannungseingangssignal durch den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren geringer als die Batteriespannung ist.
Die ersten und zweiten Wechselrichter können in einem ausgeschalteten Zustand aufrechterhalten werden, so dass der Schaltverlust nicht auftritt, während die Eingangsspannung durch den Spannungstransformator erhöht wird.
Wenn die ersten und zweiten Wechselrichter die Eingangsspannung erhöhen, kann ein oberes Schaltelement des Spannungstransformators gesteuert werden, um kontinuierlich eingeschaltet zu sein, so dass ein Schaltverlust des Spannungstransformators nicht auftritt.
Wenn das Spannungseingangssignal durch den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren geringer als die Batteriespannung ist, wenn die Phase der Eingangsspannung ein positiver Wert (V_in > 0) ist, kann der erste Wechselrichter gesteuert werden, um die Eingangsspannung zu erhöhen, und wenn die Phase der Eingangsspannung ein negativer Wert (V_in < 0) ist, wird der zweite Wechselrichter gesteuert, um die Eingangsspannung zu erhöhen.
Ein Ladeverfahren entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann beinhalten: das Detektieren einer Verbindung eines Ladesteckers, das Detektieren einer Spannung, welche durch einen neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, und einer Spannung einer Batterie, wenn die Verbindung des Ladesteckers detektiert ist, das Erhöhen einer Eingangsspannung durch das Betreiben eines ersten Wechselrichters oder eines zweiten Wechselrichters als einen Spannungsverstärker, abhängig von einer Phase des Spannungssignals durch den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren, und das Laden einer Batterie durch Betreiben eines Spannungstransformators als einen Buck-Spannungsverstärker oder um dessen Ausschaltezustand aufrechtzuerhalten, abhängig von einer Beziehung zwischen dem Spannungseingangssignal durch den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren und der Batteriespannung.
Wenn die durch den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegebene Spannung einen positiven Wert (V_in > 0) besitzt, kann der erste Wechselrichter als ein Spannungsverstärker betrieben werden, und wenn die Phase der Eingangsspannung ein negativer Wert (V_in < 0) ist, kann der zweite Wechselrichter als ein Spannungsverstärker betrieben werden.
Der Spannungstransformator kann gesteuert werden, um ein Buck-Spannungsverstärker zu sein, so dass die Eingangsspannung, welche durch den ersten Wechselrichter oder den zweiten Wechselrichter erhöht ist, unterdrückt wird, um die Batterie zu laden, wenn die Spannung, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, die Batteriespannung übersteigt.
Der Spannungstransformator kann ausgeschaltet werden, und die Spannung, welche durch den ersten Wechselrichter oder den zweiten Wechselrichter erhöht ist, kann die Batterie laden, wenn die Spannung, welche durch den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, geringer als die Batteriespannung ist.
Der Spannungstransformator kann die Spannung, welche durch den ersten Wechselrichter oder den zweiten Wechselrichter erhöht ist, an die Batterie weiterleiten, um so die Batterie zu laden, wenn die Spannung, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, geringer als die Batteriespannung ist.
Ein Ladeverfahren entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann beinhalten: Detektieren einer Spannung, welche durch einen neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, und einer Spannung einer Batterie, wenn eine Verbindung eines Ladesteckers detektiert ist, wobei ein erster Wechselrichter als ein Spannungsverstärker betrieben wird, in einer Phase der Spannung, welche durch den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, einen positiven Wert (V_in > 0) besitzt, und das Betreiben des zweiten Wechselrichters als einen Spannungsverstärker, um die Spannung zu erhöhen, wenn die Phase der Spannung einen negativen Wert (V_in < 0) besitzt, wobei der Spannungstransformator als ein Buck-Spannungsverstärker betrieben wird, so dass die Eingangsspannung, welche durch den ersten Wechselrichter oder durch den zweiten Wechselrichter erhöht ist, unterdrückt wird, um die Batterie zu laden, wenn die Spannung, welche durch den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, die Batteriespannung übersteigt, und das Ausschalten des Spannungstransformators, so dass die Spannung, welche durch den ersten Wechselrichter oder den zweiten Wechselrichter erhöht ist, die Batterie lädt, wenn die Spannung, welche durch den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, geringer als die Batteriespannung ist.
Eine Ladeeinrichtung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann beinhalten: eine Batterie, welche geeignet und konfiguriert ist, eine DC-Spannung zu speichern, erste und zweite Motoren, die geeignet und konfiguriert sind, um als ein Motor oder ein Generator zu arbeiten, einen Wechselrichter, welcher geeignet und konfiguriert ist, einen Motor zu betreiben, und eine Spannung zu erhöhen, welche zu einem Einsteckglied geliefert wird, einen Gleichrichter, welcher geeignet und konfiguriert ist, um eine AC- bzw. Wechselspannung gleichzurichten, welche durch das Einsteckglied geliefert wird, um es zu einem neutralen Punkt eines Motors zu liefern, einen Spannungstransformator, welcher geeignet und konfiguriert ist, die DC-Spannung der Batterie zu erhöhen, um sie an den Wechselrichter zu liefern, und liefert die Spannung, welche durch den Wechselrichter erhöht ist, um sie an die Batterie als eine Ladespannung zu liefern, oder die Spannung unterdrückt, um sie an die Batterie als eine Ladespannung zu liefern, und ein Ladesteuerglied, welches geeignet und konfiguriert ist, um den Wechselrichter als einen Spannungsverstärker zu betreiben, oder den Spannungstransformator als einen Buck-Spannungsverstärker betreibt, um die Batterie mit einer Ladespannung zu beliefern, abhängig von der Spannung, welche an den neutralen Punkt des Motors durch das Einsteckglied und die Spannung der Batterie eingegeben ist.
Die Ladeeinrichtung kann ferner einen Schalter beinhalten, welcher eine kommerzielle Spannung abschaltet, welche an einen Gleichrichter durch ein Einsteckglied geliefert wird, entsprechend dem Steuersignal des Ladesteuergliedes, wenn detektiert ist, dass das Laden der Batterie vollendet ist.
Das Ladesteuerglied kann den Wechselrichter abschalten, um die Eingangsspannung zu dem Spannungstransformator weiterzuleiten, und kann den Spannungstransformator als einen Buck-Spannungsverstärker betreiben, um die Eingangsspannung zu unterdrücken, wenn die Spannung, welche durch den neutralen Punkt des Motors eingegeben ist, die Batteriespannung übersteigt.
Das Ladesteuerglied kann den Wechselrichter als einen Spannungsverstärker betreiben, um die Eingangsspannung zu erhöhen, und kann kontinuierlich ein oberes Seitenleistungsschaltelement des Spannungstransformators einschalten, so dass die Spannung, welche durch den Wechselrichter erhöht ist, an die Batterie geliefert wird, um sie zu laden, wenn die Spannung, welche durch den neutralen Punkt des Motors eingegeben ist, geringer als die Batteriespannung ist.
Ein Ladeverfahren entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann beinhalten: Detektieren einer Batteriespannung und einer Eingangsspannung, welche zu einem DC- bzw. Gleichstrom durch einen Gleichrichter transformiert ist, um durch einen neutralen Punkt eines Motors eingegeben zu werden, wenn ein Ladestecker angeschlossen ist, das Steuern des Wechselrichters, um ausgeschaltet zu sein, das Betreiben eines Spannungstransformators als einen Buck-Spannungsverstärker, um die Eingangsspannung zu unterdrücken, und das Liefern der unterdrückten Spannung an die Batterie, um sie zu laden, wenn die Eingangsspannung die Batteriespannung übersteigt, das Erhöhen der Eingangsspannung durch Betreiben des Wechselrichters als einen Spannungsverstärker, und das kontinuierliche Einschalten eines oberen Seitenleistungsschaltelements eines Spannungstransformators, um eine Batterie mit der erhöhten Spannung als eine Ladespannung zu beliefern, wenn die Eingangsspannung geringer als die Batteriespannung ist, und, wenn das Laden vollendet ist, die Übertragung einer kommerziellen Spannung an den neutralen Punkt zu verhindern.
Ein Ladeverfahren entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann beinhalten: Detektieren einer Batteriespannung und einer Eingangsspannung, welche zu einer DC-Spannung durch einen Gleichrichter transformiert ist, um durch einen neutralen Punkt eines Motors eingegeben zu werden, wenn ein Ladestecker angeschlossen ist, das Erhöhen der Eingangsspannung durch Betreiben eines Wechselrichters als einen Spannungsverstärker, das Betreiben des Spannungstransformators als einen Buck-Spannungsverstärker, um die Eingangsspannung zu unterdrücken, welche durch den Wechselrichter erhöht ist, und das Liefern der unterdrückten Spannung an die Batterie, um sie zu laden, wenn die Eingangsspannung die Batteriespannung übersteigt, indem die Eingangsspannung mit der Batteriespannung verglichen wird, das Ausschalten des Spannungstransformators, um die erhöhte Spannung an die Batterie als eine Ladespannung zu liefern, wenn die Eingangsspannung geringer als die Batteriespannung ist, und, wenn das Laden vollendet ist, das Verhindern der Übertragung einer kommerziellen Spannung an den neutralen Punkt.
In einem umweltfreundlichen Fahrzeug entsprechend der vorliegenden Erfindung benutzt ein Leistungsnetz, welches darin angeordnet ist, kommerzielle elektrische Leistung, um eine Batterie zu laden, so dass ein Ladeglied an Bord nicht notwendig ist, die Kosten und das Gewicht reduziert sind, die Kraftstoffverbrauchseffizienz verbessert ist und die Raumnutzungseffizienz des Fahrzeugs verbessert wird.
Auch steuert die vorliegende Erfindung den Betrieb des Spannungstransformators und des Wechselrichters entsprechend zu der Beziehung zwischen der Eingangsspannung und der Batteriespannung, um den Schaltverlust zu minimieren und den Leistungsfaktor für die Eingangsspannung zu verbessern, und deshalb wird die Ladeeffizienz verbessert.
DEFINITIONEN
Die hier benutzte Terminologie dient nur dem Zwecke des Beschreibens spezieller Ausführungsformen, und es ist nicht beabsichtigt, dass diese die Erfindung begrenzt. Wie es hier benutzt wird, sollen die Singularformen ”ein”, ”eine” und ”der” ebenso die Pluralformen beinhalten, es sei denn, der Kontext zeigt dies klar in anderer Weise an. Es ist ferner davon auszugehen, dass die Terme ”weist auf” und/oder ”aufweisend”, wenn sie in dieser Spezifikation benutzt werden, das Vorhandensein von festgelegten Merkmalen, Integers, Schritten, Arbeitsabläufen, Elementen, und/oder Komponenten spezifizieren, jedoch nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen von einem oder mehreren anderen Merkmalen, Integern, Schritten, Arbeitsabläufen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie es hier benutzt wird, beinhaltet der Term ”und/oder” jegliche und alle Kombinationen des einen oder mehrerer der zugehörig aufgelisteten Items.
Es ist davon auszugehen, dass der Term ”Fahrzeug” oder ”fahrzeugartig” oder ein anderer ähnlicher Term, wie er hier benutzt wird, Motorfahrzeuge im Allgemeinen, wie z. B. Fahrgast-Automobile, wobei Fahrzeuge für den Sportgebrauch (SUV), Omnibusse, Lastwagen, verschiedene kommerzielle Fahrzeuge, Wasserkraftfahrzeuge, welche eine Vielzahl von Booten und Schiffen beinhaltet, Flugzeuge und Ähnliches beinhaltet und Hybridfahrzeuge, Einsteck-hybrid-elektrische Fahrzeuge, Wasserstoffangetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativem Kraftstoff (z. B. Kraftstoffen, welche von anderen Ressourcen als Mineralöl abgeleitet sind) einschließt. Wie hier Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, welches zwei oder mehr Leistungsquellen besitzt, z. B. sowohl mit Benzin angetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt schematisch eine Ladeeinrichtung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs, entsprechend einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Ablaufdiagramm, welches schematisch einen ersten Ladevorgang eines umweltfreundlichen Fahrzeugs zeigt, entsprechend einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Ablaufdiagramm, welches schematisch einen zweiten Ladevorgang in einer Ladeeinrichtung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs zeigt, entsprechend zu einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt schematisch eine Ladeeinrichtung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs, entsprechend einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Ablaufdiagramm, welches schematisch einen ersten Ladevorgang in einer Ladeeinrichtung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs zeigt, entsprechend einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein Ablaufdiagramm, welches schematisch einen zweiten Ladevorgang in einer Ladeeinrichtung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs zeigt, entsprechend einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die folgende Liste der Referenzzeichen wird für die Annehmlichkeit des Lesers zur Verfügung gestellt:
Bezugszeichenliste

101, 102: erster und zweiter Motor
103, 104: erster und zweiter Wechselrichter
105, 403: Spannungstransformator
106, 404: Batterie
200, 500: Ladesteuerglied
300, 600: kommerzielle elektrische Leistung bzw. Energie
405: Relais
407: Gleichrichter

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Hier nachfolgend wird die vorliegende Erfindung vollständiger mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt werden.
Wie Fachleute realisieren werden, können die beschriebenen Ausführungsformen auf verschiedene unterschiedliche Weisen modifiziert werden, wobei alle nicht vom Geist oder dem Umfang der vorliegenden Erfindung abweichen.
Um die vorliegende Erfindung zu erläutern, werden Teile, welche nicht mit der Beschreibung zusammenhängen, weggelassen, und die gleichen Elemente oder Äquivalente werden mit den gleichen Bezugsziffern über die Spezifikation hinweg bezeichnet.
Auch die Abmessung und Dicke jedes Elementes werden in den Zeichnungen beliebig gezeigt, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise hierauf begrenzt, und in den Zeichnungen sind die Dicke der Schichten, Filme, Aufbaufelder, Bereiche, etc. der Klarheit wegen vergrößert.
1 zeigt schematisch eine Ladeeinrichtung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs, entsprechend einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt eine Ladeeinrichtung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs, an welchem zwei Motoren angewendet werden.
Mit Bezug auf 1 beinhaltet die erste beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen ersten Motor 101, einen zweiten Motor 102, einen ersten Wechselrichter 103, einen zweiten Wechselrichter 104, einen Spannungstransformator 105, eine Batterie 106 und ein Ladesteuerglied 200.
Der erste Motor 101 ist ein Dreiphasen-AC- bzw. -Wechselstrom-Motor, welcher betrieben wird, um die Maschine (nicht gezeigt) zu starten, und welcher als ein Generator betrieben wird, während die Maschine betrieben wird.
Der erste Motor 101 wird durch eine Dreiphasen-AC-Spannung betrieben, welche über den ersten Wechselrichter 103 geliefert wird, und erzeugt eine AC-Spannung über ein Drehmoment der Maschine, um es an den ersten Wechselrichter 103 auszugeben.
Der zweite Motor 102 ist ein Dreiphasen-AC-Motor, um ein Rad eines Fahrzeugs in Drehung zu versetzen, und erzeugt ein Antriebsdrehmoment über eine Dreiphasen-AC-Spannung, welche von dem zweiten Wechselrichter 104 geliefert wird.
Auch wird der zweite Motor 102 als ein Generator betrieben, während das Fahrzeug in einem regenerativen Bremszustand ist, um eine Dreiphasen-AC-Spannung für den zweiten Wechselrichter 104 zu erzeugen.
Der erste Motor 101 beinhaltet eine Y-Verbindungsleitung vom Typ einer Dreiphasenspule als eine Statorspule, wobei eine Seite der U, V, W-Phasenspule, welche die Dreiphasenspule bildet, angeschlossen ist, um einen neutralen Punkt N1 zu bilden, und die andere Seite davon an die Arme entsprechend des ersten Wechselrichters 103 angeschlossen ist.
Der neutrale Punkt N1 des ersten Motors 101 ist an die kommerzielle elektrische Leistung 300 angeschlossen, welche von außen eingegeben wird.
Der zweite Motor 102 beinhaltet eine Y-Verbindungsleitung vom Dreiphasen-Spule-Typ als eine Statorspule, wobei eine Seite der U, V, W-Phasenspule angeschlossen ist, um einen neutralen Punkt N2 zu bilden, und die andere Seite davon an die Arme entsprechend zu dem zweiten Wechselrichter 104 angeschlossen ist.
Der neutrale Punkt N2 des ersten Motors 102 ist an die kommerzielle elektrische Leistung 300 angeschlossen, welche von außen eingegeben wird.
Der erste Wechselrichter 103 transformiert die DC-Spannung der Batterie 106, welche über den Spannungstransformator 105 an eine Dreiphasen-AC-Spannung geliefert wird, entsprechend zu einem PWM-Steuersignal, welches von dem Ladesteuerglied 200 geliefert wird, um es an den ersten Motor 101 als eine Treiberspannung zu liefern.
Der zweite Wechselrichter 194 transformiert die DC-Spannung der Batterie 106, welche über den Spannungstransformator 105 an eine Dreiphasen-AC-Spannung geliefert wird, entsprechend zu einem PWM-Steuersignal, welches von dem Ladesteuerglied 200 geliefert wird, um es an den zweiten Motor 102 als eine Treiberspannung zu liefern.
Der erste Wechselrichter 103 beinhaltet ein Leistungsschaltelement, welches an einer oberen Seite und an einer unteren Seite angeordnet ist, um in Reihe angeschlossen zu werden, und beinhaltet einen U-Phasenarm (S_au, S_au'), einen V-Phasenarm (S_av, S_av') und einen W-Phasenarm (S_aw, S_aw').
Der zweite Wechselrichter 104 beinhaltet ein Leistungsschaltelement, welches an einer oberen Seite und an einer unteren Seite angeordnet ist, um in Reihe angeschlossen zu werden, und beinhaltet einen U-Phasenarm (S_bu, S_bu'), einen V-Phasenarm (S_bv, S_bv') und einen W-Phasenarm (S_bw, S_bw').
Das Leistungsschaltelement kann einen Transistor vom NPN-Typ, einen IHBT (isolierten Gate-bipolaren Transistor) und ein MOSFET beinhalten.
Wenn die kommerzielle elektrische Leistung 300 über eine Steckerverbindung eingegeben wird, erhöht der erste Wechselrichter 103 und der zweite Wechselrichter 104 die Spannung oder leitet sie weiter, welche über den neutralen Punkt N1 des ersten Motors 101 und den neutralen Punkt N2 des zweiten Motors 102 entsprechend einem PWM-Steuersignal geliefert wird, welches von dem Ladesteuerglied 200 geliefert wird, um sie an den Spannungstransformator 105 zu liefern.
Der Spannungstransformator 105, welcher ein DC/DC-Wandler ist, erhöht die DC-Spannung oder unterdrückt sie, welche von der Batterie 106 geliefert wird, auf einen vorher festgelegten Pegel einer Spannung, entsprechend zu einem PWM-Steuersignal, welches von dem Ladesteuerglied 200 geliefert wird, um es an den ersten Wechselrichter 103 oder den zweiten Wechselrichter 104 auszugeben.
Auch erhöht der Spannungstransformator 105 die DC-Spannung oder unterdrückt sie, welche über den ersten Wechselrichter 103 und den zweiten Wechselrichter 104 geliefert wird, entsprechend zu einem PWM-Steuersignal, welches von dem Ladesteuerglied 200 geliefert wird, um es an die Batterie 106 als eine Ladespannung zu liefern.
Der Spannungstransformator 105 ist an die beiden Anschlüsse der Batterie 106 angeschlossen und beinhaltet ein erstes Leistungsschaltelement S₁ und ein zweites Leistungsschaltelement S₂, welche an einen DC-Anschlusskondensator (C_dc) in Reihe angeschlossen sind, und einen Glättungskondensator (C_bc), welcher eine Spannungsänderung zwischen Anschlüssen der Batterie 106 glättet.
Wenn die außen-kommerzielle elektrische Leistung 300, welche zu einem neutralen Punkt N1 des ersten Motors 101 und einem neutralen Punkt N2 des zweiten Motors M102 geliefert wird, in den DC-Anschlusskondensator geladen werden kann (V_cs), in welchem ein umlaufender Pfad für den ersten Wechselrichter 103 und den zweiten Wechselrichter 104 gebildet ist, entsprechend einem Steuersignal, welches von dem Ladesteuerglied 200 geliefert wird, lädt der Spannungstransformator 105 die Batterie 106 durch das Schalten des ersten Leistungsschaltelements S₁ und des zweiten Leistungsschaltelements S₂.
Die Batterie 106 kann wenigstens eine von folgenden beinhalten: eine Nickel-Wasserstoff-Batterie, eine Lithiumionenaufladbare Batterie und einen großen Kapazitätskondensator als eine DC-Leistungsquelle, um eine hohe Spannung für das Betreiben eines umweltfreundlichen Fahrzeugs zu speichern.
Auch die Batterie 106 kann durch die außen-kommerzielle elektrische Leistung 300 geladen werden, welche durch den Spannungstransformator 105 erhöht oder unterdrückt ist.
Die kommerzielle elektrische Leistung 300 kann über eine Steckerverbindung oder eine Verbindungsglied-Verbindung angeschlossen sein.
Es ist wünschenswert, dass die kommerzielle elektrische Leistung 300 eine AC-Leistung ist, jedoch kann die DC-Leistung als die Leistung 300 in der vorliegenden Erfindung angewendet werden.
Wenn die kommerzielle elektrische Leistung 300 über eine Steckerverbindung angeschlossen ist, detektiert das Ladesteuerglied 200 eine AC-Spannung (V_in), welche über einen neutralen Punkt N1 des ersten Motors 101 und einen neutralen Punkt N2 des zweiten Motors 102 eingegeben ist, eine Spannung (V_dc) eines DC-Anschlusskondensators (C_dc), in welchem ein Umlaufkreis gebildet ist, eine Spannung (V_batt) einer Batterie 106, eine Spannung (V_bc) eines Glättungskondensators (C_bc), welcher an beide Enden der Batterie 106 angeschlossen ist, und einen Strom (I_L) einer Drossel, um einen Lademodus zu bestimmen.
Das Ladesteuerglied 200 bestimmt einen Ladesteuerwert entsprechend zu dem festgelegten Lademodus und bestimmt ein PWM-Steuersignal, um den ersten Wechselrichter 103, den zweiten Wechselrichter 104 und den Spannungstransformator 105 zu schalten, um die Batterie 106 zu laden.
Das Ladesteuerglied 200 vergleicht die Eingangsspannung (V_in), welche über die kommerzielle elektrische Leistung 300 eingegeben ist, mit der Spannung (V_batt) der eingegeben Spannung (V_in), und wenn bestimmt wird, dass die Eingangsspannung (V_in) die Spannung (V_batt) der Batterie 106 übersteigt, steuert es das Schalten des Spannungstransformators 105, um als ein Buck-Spannungsverstärker betrieben zu werden.
Entsprechend wird die Spannung des DC-Anschlusskondensators (C_dc) auf eine vorher festgelegte konstante Spannung durch das Schalten des Spannungstransformators 105 gedrückt, welcher als ein Buck-Spannungsverstärker betrieben wird, und die heruntergedrückte Spannung wird an die Batterie 106 geliefert, um diese zu laden.
Zu dieser Zeit schaltet das Ladesteuerglied 200 das Schalten des ersten Wechselrichters 103 und des zweiten Wechselrichters 104 aus, um einen nicht notwendigen Schaltungsverlust des ersten Wechselrichters 103 und des zweiten Wechselrichters 104 zu verhindern.
Auch vergleicht das Ladesteuerglied 200 die Eingangsspannung (V_in) der kommerziellen elektrischen Leistung 300, welche mit der Spannung (V_batt) der Batterie 106 eingegeben ist, und wenn die Spannung der Batterie 106 die Eingangsspannung (V_in) übersteigt, betreibt es das Schalten des ersten Wechselrichters 103 und des zweiten Wechselrichters 104 als einen Spannungsverstärker, um die Eingangsspannung (V_in) auf eine DC-Spannung zu transformieren, und gleichzeitig um sie auf eine konstante Spannung zu erhöhen, so dass sie in einem DC-Anschlusskondensator (C_dc) des Spannungstransformators 105 gespeichert wird.
Bei diesem Vorgang, wenn die Phase der AC-Spannung (V_in), welche über den neutralen Punkt N1 des ersten Motors 101 und den neutralen Punkt N2 des zweiten Motors 102 eingegeben ist, ein positiver Wert (V_in > 0) ist, führt das Ladesteuerglied 200 die Elektrizität durch einen oberen Seiten-U-Phasenarm (Sau), einen V-Phasenarm (S_av) und einen W-Phasenarm (S_aw) eines Leistungsschaltelementes, welches den ersten Wechselrichter 103 bildet, und schaltet ein Leistungsschaltelement aus, welches den zweiten Wechselrichter 104 bildet.
Entsprechend wird eine Umlaufschleife der kommerziellen elektrischen Leistung 300 zu dem neutralen Punkt N1 des ersten Motors 101, zu dem oberen Seitenarm des ersten Wechselrichters 103, zu dem DC-Anschlusskondensator (C_dc) des Spannungstransformators 105, zu einer freilaufenden Diode, welche an einem unteren Seitenarm des zweiten Wechselrichters 104 gebildet ist, zu dem neutralen Punkt des zweiten Motors 102, zu der kommerziellen elektrischen Leistung 300 gebildet.
In diesem Vorgang wird die AC-Spannung (V_in), welche über den neutralen Punkt N1 des ersten Motors 101 eingegeben ist, durch den Schaltbetrieb des Obere-Seite-U-Phasenarms (S_au), V-Phasenarms (S_av) und W-Phasenarm (S_aw) des ersten Wechselrichters 103 in eine DC-Spannung transformiert und wird gleichzeitig auf eine vorher festgelegte Konstante erhöht, welche in dem DC-Anschlusskondensator (C_dc) in dem Spannungstransformator 105 zu speichern ist.
Außerdem, wenn die Phase der AC-Spannung (V_in), welche über den neutralen Punkt N1 des ersten Motors 101 und den neutralen Punkt N2 des zweiten Motors 102 eingegeben ist, ein negativer Wert (V_in < 0) ist, leitet das Ladesteuerglied 200 die Elektrizität durch einen Obere-Seite-U-Phasenarm (S_bu), einen V-Phasenarm (S_bv) und einen W-Phasenarm (S_bw) eines Leistungsschaltelementes, welches den zweiten Wechselrichter 104 bildet, und schaltet fortwährend das Leistungsschaltelement, welches den ersten Wechselrichter 103 bildet, aus.
Entsprechend wird ein Umlaufkreis der kommerziellen elektrischen Leistung 300 zu den neutralen Punkt N2 des zweiten Motors 102, zu einem oberen Seitenarm des zweiten Wechselrichters 104, zu dem DC-Anschlusskondensator (C_dc) des Spannungstransformators 105, zu einer freilaufenden Diode, welche an einem unteren Seitenarm des ersten Wechselrichters 103 gebildet ist, zu dem neutralen Punkt des ersten Motors 101, zu der kommerziellen elektrischen Leistung 300 gebildet.
In diesem Vorgang wird die AC-Spannung (V_in), welche über den neutralen Punkt N2 des zweiten Motors 102 eingegeben ist, in eine DC-Spannung transformiert und wird gleichzeitig auf eine vorher festgelegte konstante Spannung durch den Schaltbetrieb eines oberen Seiten-U-Phasenarms (S_bu), eines V-Phasenarms (S_bv) und eines W-Phasenarms (S_bw) des zweiten Wechselrichters 104 erhöht, welcher als ein Spannungsverstärker betrieben wird, um in dem DC-Anschlusskondensator (C_dc) des Spannungstransformators 105 gespeichert zu werden.
Wenn die Spannung der Batterie 106 die Eingangsspannung (V_in) übersteigt und der erste Wechselrichter 103 und der zweite Wechselrichter 104 als ein Spannungsverstärker betrieben werden, schaltet das Ladesteuerglied 200 nur ein oberes Seitenleistungs-Schaltelement S1 des Spannungstransformators 105 ein, so dass die Spannung, welche durch den ersten Wechselrichter 103 und den zweiten Wechselrichter 104 erhöht ist, an die Batterie geliefert wird, um diese zu laden.
Auch das Ladesteuerglied 200 betreibt den ersten Wechselrichter 104 oder den zweiten Wechselrichter 104 als einen Spannungsverstärker, um die Eingangsspannung (V_in) zu erhöhen, entsprechend zu der Phase der Eingangsspannung (V_in), und wenn die Eingangsspannung (V_in) die Batterie 106-Spannung (V_batt) übersteigt, betreibt das Steuerglied 200 den Spannungstransformator 105 als einen Buck-Spannungsverstärker, so dass die Eingangsspannung (V_in), welche durch den ersten Wechselrichter 103 oder den zweiten Wechselrichter 104 erhöht ist, heruntergedrückt wird, um die Batterie 106 zu laden.
Auch das Ladesteuerglied 200 betreibt den ersten Wechselrichter 103 oder den zweiten Wechselrichter 104 als einen Spannungsverstärker, um die Eingangsspannung (V_in) entsprechend zu der Phase der Eingangsspannung (V_in) zu erhöhen, und wenn die Batterie 106-Spannung (V_batt) die Eingangsspannung (V_in) übersteigt, schaltet das Ladesteuerglied 200 den Spannungstransformator 105 aus, so dass die Eingangsspannung (V_in), welche durch den ersten Wechselrichter 103 oder den zweiten Wechselrichter 104 erhöht ist, wie sie ist, an die Batterie 106 als eine Ladespannung geliefert wird.
Das Ladesteuerglied 200 benutzt die kommerzielle elektrische Leistung 300, um die Batterie 106 entsprechend zu den oberen Prozessen bzw. Vorgängen zu laden, und wenn die Batterie 106 vollständig geladen ist, wird ein Relais 107 ausgeschaltet, um die kommerzielle elektrische Leistung 300 abzuschneiden, so dass die Batterie 106 nicht überladen wird.
2 ist ein Ablaufdiagramm, welches schematisch einen ersten Ladevorgang in einer Ladeeinrichtung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs zeigt, entsprechend einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug auf 2 ist das umweltfreundliche Fahrzeug entsprechend der vorliegenden Erfindung im Standby (S101), und das Ladesteuerglied 200 detektiert, ob ein Stecker für das Laden an die Außenseite der kommerziellen elektrischen Leistung 300 angeschlossen ist (S102).
Wenn der Ladestecker im Schritt S102 detektiert ist, tritt er in einen Lademodus im Schritt S103 ein, und das Ladesteuerglied 200 detektiert eine Batterie-106-Spannung (V_batt) und einen Eingangsspannung (V_in) der kommerziellen elektrischen Leistung 300, welche über den neutralen Punkt N1 des ersten Motors 101 und den neutralen Punkt N2 des zweiten Motors 102 eingegeben ist, im Schritt S104.
Und das Ladesteuerglied 200 vergleicht die Batterie 106-Spannung (V_batt) mit der Eingangsspannung (V_in), welche im Schritt S104 detektiert ist, und bestimmt, ob die Eingangsspannung (V_in), welche über den neutralen Punkt N1 des ersten Motors 101 und den neutralen Punkt N2 des zweiten Motors 102 eingegeben ist, die Batterie-106-Spannung (V_batt) übersteigt, im Schritt S105.
Wenn die Eingangsspannung (V_in), welche über den neutralen Punkt N1 des ersten Motors 101 und den neutralen Punkt N2 des zweiten Motors 102 eingegeben ist, die Batterie 106-Spannung (V_batt) im Schritt S105 übersteigt, schaltet das Ladesteuerglied 200 den ersten Wechselrichter 103 und den zweiten Wechselrichter 104 ab, so dass die Eingangsspannung (V_in) im Schritt S106 weitergeleitet wird.
D. h., der erste Wechselrichter 103 und der zweite Wechselrichter 104 werden gesteuert, dass sie ausgestaltet werden, und der nicht notwendige Schaltbetrieb für das Erhöhen der Spannung tritt nicht auf, um den Schaltverlust in einem Zustand zu sparen, in welchem eine Hochspannung eingegeben ist.
In diesem Vorgang steuert das Ladesteuerglied 200 ein oberes Seiten-Leistungsschaltelement S1 und ein unteres Seiten-Leistungsschaltelement S2, welche den Spannungstransformator 105 bilden, um als ein Buck-Spannungsverstärker zu arbeiten, so dass die Eingangsspannung (V_in), welche über den ersten Wechselrichter 103 und den zweiten Wechselrichter 104 eingegeben ist, auf eine vorher festgelegte Spannung heruntergedrückt wird, im Schritt S107, um sie an die Batterie 106 als eine Ladespannung zu liefern, im Schritt S113.
Wenn bestimmt ist, dass die Batterie 106-Spannung (V_batt) die Eingangsspannung (V_in) übersteigt, welche über den neutralen Punkt N1 des ersten Motors 101 und den neutralen Punkt N2 des zweiten Motors 102 im Schritt S105 eingegeben wird, bestimmt das Ladesteuerglied 200, ob die Phase der Eingangsspannung (V_in) ein positiver Wert (V_in > 0) ist, im Schritt S108.
Wenn die Phase der Eingangsspannung (V_in), welche durch den neutralen Punkt N1 des ersten Motors 101 und den neutralen Punkt N2 des zweiten Motors 102 einen positiven Wert (V_in > 0) besitzt, im Schritt S108, schaltet das Ladesteuerglied 200 den ersten Wechselrichter 103 über ein PWM-Steuersignal, um die Eingangsspannung (V_in), welche über den neutralen Punkt N1 des ersten Motors 101 und den neutralen Punkt N2 des zweiten Motors 102 eingegeben ist, in eine DC-Spannung, und führt gleichzeitig eine Spannungsverstärkerfunktion aus, so dass sie im Schritt S109 auf einen vorher festgelegten Pegel erhöht wird.
Beispielsweise führt das Ladesteuerglied 200 die Elektrizität durch einen oberen Seiten-U-Phasenarm (S_au), V-Phasearm (S_av) und W-Phasenarm (S_aw) des Leistungsschaltelements, welche den ersten Wechselrichter 103 bildet, und schaltet das Leistungsschaltelement aus, welches den zweiten Wechselrichter 104 bildet.
Entsprechend wird eine Umlaufschleife der kommerziellen elektrischen Leistung 300 zu dem neutralen Punkt N1 des ersten Motors 101, zu einem oberen Seitenarm des ersten Wechselrichters 103, zu einem DC-Anschlusskondensator (C_dc) des Spannungstransformators 105, zu einer freilaufenden Diode, welche an einem unteren Seitenarm des zweiten Wechselrichters 104 gebildet ist, zu dem neutralen Punkt N2 des zweiten Motors 102, zu einer kommerziellen elektrischen Leistung 300 gebildet.
In diesem Vorgang wird die AC-Spannung (V_in), welche über den neutralen Punkt N1 des ersten Motors 101 eingegeben ist, in eine DC-Spannung durch den Schaltbetrieb des einen Oberen-Seiten-U-Phasenarm (Sa_u), einen V-Phasenarm (S_av) und einen W-Phasenarm (S_aw) des ersten Inverters 103 transformiert, welcher als ein Spannungsverstärker betrieben wird, und wird gleichzeitig auf eine vorher festgelegte Spannung erhöht und an den Spannungstransformator 105 geliefert, um damit S111 zu sein.
Wenn die Phase der Eingangsspannung (V_in), welche über den neutralen Punkt N1 des ersten Motors 101 und den neutralen Punkt N2 des zweiten Motors 102 eingegeben ist, im Schritt S108 einen negativen Wert (V_in < 0) besitzt, schaltet das Ladesteuerglied 200 den zweiten Wechselrichter 104 über ein PWM-Steuersignal, um die Eingangssignal (V_in), welche über den neutralen Punkt N1 des ersten Motors 101 und den neutralen Punkt N2 des zweiten Motors 102 eingegeben ist, in eine DC-Spannung und führt gleichzeitig eine Spannungsverstärkerfunktion durch, um sie im Schritt S110 auf einen vorher festgelegten Pegel zu erhöhen.
Beispielsweise führt das Ladesteuerglied 200 die Elektrizität über einen Oberen-Seiten-U-Phasenarm (S_bu), einen V-Phasenarm (S_bv) und einen W-Phasenarm (S_bw) des Leistungsschaltelements, welches den zweiten Wechselrichter 104 bildet, und hält den ausgeschalteten Zustand des Leistungsschaltelementes aufrecht, welches den ersten Wechselrichter 103 bildet.
Entsprechend wird eine Umlaufschleife der kommerziellen elektrischen Leistung 300 zu dem neutralen Punkt des zweiten Motors 102 N2, zu einem oberen Seitenarm des zweiten Wechselrichters 104, zu einem DC-Anschlusskondensator (C_dc) des Spannungstransformators 105, zu einer freilaufenden Diode, welche an einem unteren Seitenarm des ersten Wechselrichters 103 gebildet ist, zu einem neutralen Punkt des ersten Motors 101, zu der kommerziellen elektrischen Leistung 300 gebildet.
In diesem Vorgang wird die AC-Spannung (V_in), welche über den neutralen N2 des zweiten Motors 102 eingegeben ist, zu einer DC-Spannung durch den Schaltbetriebs eines oberen Seiten-U-Phasenarms (S_bu), einen V-Phasenarm (S_bv) und einem W-Phasenarm (S_bw) des zweiten Wechselrichters 104 transformiert und wird gleichzeitig zu einer vorher festgelegten konstanten Spannung erhöht, welche an den Spannungstransformator 105 geliefert wird (S111).
Ferner transformiert das Ladesteuerglied 200 die AC-Spannung, welche über den neutralen Punkt N1 des ersten Motors 101 und den neutralen Punkt N2 des zweiten Motors M2 eingegeben ist, in eine DC-Spannung, erhöht gleichzeitig die DC-Spannung, um sie an den Spannungstransformator 105 zu liefern, und schaltet kontinuierlich ein oberes Seiten-Leistungsschaltelement S₁ des Spannungstransformators 105 ein (S112).
Entsprechend wird die Spannung, welche durch den ersten Wechselrichter 103 und den zweiten Wechselrichter 104 erhöht ist, an die Batterie 106 geliefert, um die Batterie 106 zu laden (S113).
In diesem Moment wird der unnötige Schaltbetrieb des ersten Wechselrichters 103 und des zweiten Wechselrichters 104 nicht auf dem Spannungstransformator 105 erzeugt, und deshalb wird kein Schaltverlust gebildet.
Das Ladesteuerglied 200 benutzt die äußere kommerzielle elektrische Leistung 300, um die Batterie 106 während der obigen Vorgänge zu laden, und wenn bestimmt ist, dass die Batterie 106 vollständig geladen ist (S114), wird das Relais 107 abgeschaltet, um die kommerzielle elektrische Leistung 300 abzutrennen, um so die Batterie 106 nicht zu überladen, und der Ladevorgang endet (S115).
3 ist ein Ablaufdiagramm, welches schematisch einen zweiten Ladevorgang in einer Ladeeinrichtung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs zeigt, entsprechend einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug auf 3 bestimmt in einem Standby-Modus, in welchem das umweltfreundliche Fahrzeug auf das Laden der Batterie 106 wartet (S201), das Ladesteuerglied 200, ob ein Ladestecker, welcher die kommerzielle elektrische Leistung 300 anschließt, eingesteckt ist (S202).
Im Schritt S202, wenn bestimmt ist, dass der Ladestecker befestigt ist, tritt das Ladesteuerglied 200 in einen Lademodus (S203) und detektiert die Eingangsspannung (V_in) der kommerziellen elektrischen Leistung 300, welche über den neutralen Punkt N1 des ersten Motors 101 und den neutralen Punkt N2 des zweiten Motors 102 eingegeben ist, und die Spannung (V_batt) der Batterie 106 (S204).
Danach bestimmt das Ladesteuerglied 200, ob die Phase der Eingangsspannung (V_in), welche über den neutralen Punkt N1 des ersten Motors 101 und den neutralen Punkt N2 des zweiten Motors 102 eingegeben ist, einen positiven Wert (V_in > 0) besitzt (S205).
Im Schritt S205, wenn die Phase der Eingangsspannung (V_in), welche über den neutralen Punkt N1 des ersten Motors 101 und den neutralen Punkt N2 des zweiten Motors 102 einen positiven Wert (V_in > 0) besitzt, benutzt das Ladesteuerglied 200 ein PWM-Steuersignal, um das Schalten des ersten Wechselrichters 103 durchzuführen, so dass die Eingangsspannung (V_in), welche über den neutralen Punkt N1 des ersten Motors 101 eingegeben ist, in eine DC-Spannung transformiert wird und gleichzeitig auf einen vorher festgelegten Pegel erhöht wird (S206).
Beispielsweise führt das Ladesteuerglied 200 die Elektrizität über einen Oberen-Seiten-U-Phasenarm (S_au), einen V-Phasenarm (S_av) und einen W-Phasenarm (S_aw) eines Leistungsschaltelements, welches den ersten Wechselrichter 103 bildet, und erhält den ausgeschalteten Zustand des Leistungsschaltelements aufrecht, welches den zweiten Wechselrichter 104 bildet.
Entsprechend wird eine Umlaufschleife der kommerziellen elektrischen Leistung 300 zu dem neutralen Punkt N1 des ersten Motors 101, zu einem oberen Seitenarm des ersten Wechselrichters 103, zu einem DC-Anschlusskondensator (C_dc) des Spannungstransformators 105, zu einer freilaufenden Diode, welche an einem unteren Seitenarm des zweiten Wechselrichters gebildet ist, zu dem neutralen Punkt des zweiten Motors 102, zu der kommerziellen elektrischen Leistung 300 gebildet.
In diesem Prozess bzw. Vorgang wird eine AC-Spannung (V_in), welche über den neutralen Punkt N1 des ersten Motors 101 eingegeben ist, in eine DC-Spannung durch den Schaltbetrieb eines oberen Seiten-U-Phasenarms (S_au), einen V-Phasenarm (S_av) und einen W-Phasenarm (S_aw) des ersten Wechselrichters 103 transformiert, welcher als ein Spannungsverstärker betrieben wird, und wird gleichzeitig auf eine vorher festgelegte gleichförmige Spannung erhöht, welche an den DC-Anschlusskondensator (C_dc) zu liefern ist, welcher in dem Spannungstransformator 105 gebildet ist (S208).
Im Schritt S205, wenn die Phase der Eingangsspannung (V_in), welche über den neutralen Punkt N1 des ersten Motors 101 und den neutralen Punkt N2 des zweiten Motors 102 eingegeben ist, einen negativen Wert (V_in < 0) besitzt, benutzt das Ladesteuerglied 200 ein PWM-Steuersignal, um das Schalten des zweiten Wechselrichters 104 zu betreiben, um die Eingangsspannung (V_in), welche über den neutralen Punkt N2 des zweiten Motors 102 eingegeben ist, in eine DC-Spannung zu transformieren und sie gleichzeitig auf einen vorher festgelegten Pegel zu erhöhen (S207).
Beispielsweise führt das Ladesteuerglied 200 Elektrizität eines oberen Seiten-U-Phasenarms (S_bu), eines V-Phasenarmes (S_bv) und eines W-Phasenarmes (S_bw) des Leistungsschaltelementes, welches den zweiten Wechselrichter 104 bildet, und erhält den ausgeschalteten Zustand des Leistungsschaltelementes, welches den ersten Wechselrichter 103 bildet, aufrecht.
Entsprechend wird eine Umlaufschleife der kommerziellen elektrischen Leistung 300 zu dem neutralen Punkt N2 des zweiten Motors 102, zu einem oberen Seitenarm des zweiten Wechselrichters 104, zu einem DC-Anschlusskondensator (C_cd) des Spannungstransformators 105, zu einer freilaufenden Diode, welche an einem unteren Seitenarm des ersten Wechselrichters 103 gebildet ist, zu einem neutralen Punkt des ersten Motors 101 zu der kommerziellen elektrischen Leistung 300 gebildet.
In diesem Vorgang wird die AC-Spannung (V_in), welche über den neutralen Punkt N2 des zweiten Motors 102 eingegeben ist, in eine DC-Spannung durch den Schaltbetriebe eines oberen Seiten-U-Phasenarms (S_bu), eines V-Phasenarms (S_bv) und eines W-Phasenarms (S_bw) des zweiten Wechselrichters 104 transformiert und wird gleichzeitig auf eine vorher festgelegte konstante Spannung erhöht, welche an den DC-Anschlusskondensator (C_dc) zu liefern ist, welcher in dem Spannungstransformator 105 gebildet ist (S208).
Wie oben beschrieben ist, in einem Zustand, in welchem die Eingangsspannung (V_in) durch den ersten Wechselrichter 103 und den zweiten Wechselrichter 104 erhöht ist, um in dem DC-Anschlusskondensator (C_dc) gespeichert zu werden, welcher in dem Spannungstransformator 105 gebildet ist, bestimmt das Ladesteuerglied, ob die Eingangsspannung (V_in) die Spannung (V_batt) der Batterie 106 übersteigt (S209).
In dem Schritt S209, wenn bestimmt ist, dass die Eingangsspannung (V_in) die Spannung (V_batt) der Batterie 106 übersteigt, steuert das Ladesteuerglied 200 das Schalten eines Oberen-Seiten-Leistungsschaltelements S₁ und eines Unteren-Seiten-Leistungsschaltelements S₂, welche den Spannungstransformator 105 bilden, dass sie als ein Buck-Spannungsverstärker betrieben werden, und das Ladesteuerglied 200 drückt die Eingangsspannung (V_in), welche durch den ersten Wechselrichter 103 und den zweiten Wechselrichter 104 erhöht ist, auf eine vorher festgelegte Spannung zurück (S210), um sie an die Batterie 106 als eine Ladespannung zu liefern (S212).
D. h., da die Eingangsspannung (V_in), welche durch den ersten Wechselrichter 103 und den zweiten Wechselrichter 104 erhöht ist, eine Nennspannung für das Laden der Batterie 105 übersteigt, wird die Spannung auf die Nennspannung heruntergedrückt, welche an die Batterie 106 zu liefern ist.
Jedoch, wenn die Eingangsspannung (V_in) im Schritt S209 geringer als die Spannung (V_batt) der Batterie 106 ist, übersteigt die Eingangsspannung (V_in), welche durch den ersten Wechselrichter 103 und den zweiten Wechselrichter 104 erhöht ist, nicht die Nennspannung für das Laden der Batterie 105, und deshalb behält das Steuerglied 200 den Spannungstransformator 105 in einem Ausschaltezustand (S211).
Entsprechend wird die Eingangsspannung (V_in), welche durch den ersten Wechselrichter 103 und den zweiten Wechselrichter 104 erhöht ist, an die Batterie 106 stabil als eine Ladespannung geliefert, und der Schaltverlust des Spannungstransformators 105 wird nicht erzeugt (S212).
In einem Zustand, bei welchem die Batterie 106 durch die kommerzielle elektrische Leistung 300 geladen werden kann, bestimmt das Ladesteuerglied 200, ob das Laden der Batterie 106 vollendet ist (S213).
Wenn bestimmt ist, dass die Batterie 106 im Schritt S213 vollständig geladen ist, schaltet das Ladesteuerglied 200 das Relais 107 aus, um die Eingabe der kommerziellen elektrischen Leistung 300 abzutrennen, und beendet den Ladebetrieb, so dass die Batterie 106 nicht überladen wird (S214).
4 zeigt schematisch eine Ladeeinrichtung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs entsprechend einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine Zeichnung, welche eine Ladeeinrichtung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs zeigt, in welchem ein Motor angewendet wird.
Mit Bezug auf 4 beinhaltet die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Motor 401, einen Wechselrichter 402, einen Spannungstransformator 403, eine Batterie 404, ein Relais 405, einen Gleichrichter 406 und ein Ladesteuerglied 500.
Der Motor 401 ist ein Dreiphasen-AC-Typ, um ein Rad in Drehung zu versetzen, und benutzt eine Dreiphasen-AC-Spannung, welche von dem Wechselrichter 402 geliefert wird, um ein Antriebsdrehmoment zu erzeugen.
Ebenso wird der Motor 401 für das regenerative Bremsen eines Fahrzeugs betrieben, um eine Dreiphasen-AC-Spannung auszugeben, welche zu dem Wechselrichter 402 übertragen wird.
Der Motor 401 beinhaltet eine Dreiphasen-Spule vom Y-Verbindungsleitung-Typ, als eine Statorspule, wobei eine Seite der U, V, W-Phasenspule, welche eine Dreiphasenspule bildet, angeschlossen ist, um einen neutralen Punkt N1 zu bilden, und die andere Seite davon an den Armen, welche zu dem Wechselrichter 402 gehören, angeschlossen ist.
Der neutrale Punkt N1 des Motors 401 ist an eine kommerzielle elektrische Leistung 600 angeschlossen, welche von außen eingegeben wird.
Der Wechselrichter 402 transformiert die DC-Spannung der Batterie 404, welche über den Spannungstransformator 403 geliefert ist, in eine Dreiphasen-AC-Spannung entsprechend zu einem PWM-Steuersignal, welches von dem Ladesteuerglied 500 geliefert wird, um sie an den Motor 401 als eine Treiberspannung zu liefern.
Wenn die kommerzielle elektrische Leistung 600 über eine Steckerverbindung eingegeben ist, erhöht der Wechselrichter 402 die Spannung oder leitet sie weiter, welche über den neutralen Punkt N des Motors 401 geliefert wird, entsprechend einem PWM-Steuersignal, welches von dem Ladesteuerglied 500 geliefert wird, um es an den Spannungstransformator 403 zu liefern.
Der Wechselrichter 402 beinhaltet ein Leistungsschaltelement, welches an einer oberen Seite und einer unteren Seite angeordnet ist, um in Reihe angeschlossen zu werden, und beinhaltet einen U-Phasenarm (S_bu, S_bu'), einen V-Phasenarm (S_bv, S_bv') und einen W-Phasenarm (S_bw, S_bw').
Das Leistungsschaltelement kann einen von einem NPN-Typ-Transistor, einen IGBT (isolierten Gate-Bipolar-Transistor) und ein MOSFET beinhalten.
Der Spannungstransformator 403, welcher ein DC/DC-Wandler ist, erhöht die DC-Spannung, welche von der Batterie 404 geliefert ist, auf einen vorher festgelegten Pegel der Spannung oder drückt sie auf diesen, entsprechend zu einem PWM-Steuersignal, welches von dem Ladesteuerglied 500 geliefert wird, um es an den Wechselrichter 402 auszugeben.
Auch erhöht der Spannungstransformator 403 die DC-Spannung, welche über den Wechselrichter 402 geliefert ist, oder drückt sie herunter, entsprechend zu einem PWM-Steuersignal, welches von dem Ladesteuerglied 500 geliefert wird, um sie an die Batterie 404 als eine Ladespannung zu liefern.
Der Spannungstransformator 403 ist an beide Enden der Batterie 404 angeschlossen und beinhaltet ein erstes Leistungsschaltelement S₁ und ein zweites Leistungsschaltelement S₂, welche an einem DC-Anschlusskondensator (C_dc) in Reihe angeschlossen sind, und einen Glättungskondensator (C_bc), welcher eine Spannungsvariation zwischen beiden Enden der Batterie 404 glättet.
Wenn die äußere kommerzielle elektrische Leistung 600, welche zu einem neutralen Punkt N des Motors M geliefert ist, in dem DC-Anschlusskondensator (C_dc) geändert werden kann, in welchem ein Umlaufpfad durch den Wechselrichter 402 gebildet ist, entsprechend einem Steuersignal, welches von dem Ladesteuerglied 500 geliefert wird, lädt der Spannungstransformator 403 die Batterie 404 durch Schalten des ersten Leistungsschaltelements S₁ und des zweiten Leistungsschaltelements S₂.
Die Batterie 404 kann wenigstens eine von folgenden enthalten, eine Nickel-Wasserstoffbatterie, eine Lithiumionen-aufladbare Batterie und einen großen Kapazitätskondensator als eine DC-Leistungsquelle, um eine hohe Spannung für das Betreiben eines umweltfreundlichen Fahrzeugs zu speichern.
Auch kann die Batterie 404 durch die elektrische Leistung geladen werden, welche von dem Spannungstransformator 403 geliefert wird.
Wenn das Laden der Batterie 404 vollendet ist, wird das Relais 405 durch ein Steuersignal geschaltet, welches von dem Ladesteuerglied 500 übertragen wird, um das Eingeben der kommerziellen elektrischen Leistung 600 abzutrennen.
Der Gleichrichter 406 transformiert den AC-Typ der kommerziellen elektrischen Leistung 600 in eine DC-Spannung, um sie an den neutralen Punkt (N) des Motors 401 zu liefern.
Wenn die kommerzielle elektrische Leistung 600 über einen Stecker angeschlossen ist, detektiert das Ladesteuerglied 500 eine AC-Spannung (V_in), welche über einen neutralen Punkt N des Motors 401 eingegeben ist, eine Spannung (V_dc) eines DC-Anschlusskondensators (C_dc), in welchem eine Umlaufschlaufe gebildet ist, eine Spannung (V_batt) einer Batterie 404, eine Spannung (V_bc) eines Glättungskondensators (C_bc), welche an beide Enden der Batterie 404 angeschlossen ist, und einen Strom (I_L) einer Induktivität, um einen Lademodus zu bestimmen.
Das Ladesteuerglied 500 benutzt ein PWM-Steuersignal, um den Wechselrichter 402 zu schalten, und den Spannungstransformator 403, um die Batterie 404 in einem Lademodus zu laden.
Wenn die äußere Spannung über den Gleichrichter 406 eingegeben ist, vergleicht das Ladesteuerglied 500 die Eingangsspannung (V_in) und die Batterie-404-Spannung (V_batt) und schaltet den Wechselrichter 402 aus, wenn die Eingangsspannung (V_in) die Batterie-404-Spannung (V_batt) übersteigt.
Entsprechend leitet der Wechselrichter 402 die Eingangsspannung (V_in) weiter, welche über einen neutralen Punkt N des Motors 401 eingegeben ist, so dass die Spannung in dem DC-Anschlusskondensator (C_dc) des Spannungstransformators 403 gespeichert wird.
In diesem Vorgang steuert das Ladesteuerglied 500 das Schalten des Spannungstransformators 403, welcher als ein Buck-Spannungsverstärker zu betreiben ist, so dass die Spannung, welche in dem DC-Anschlusskondensator (C_dc) gespeichert ist, auf eine Nennspannung gedrückt wird, welche an die Batterie 404 als eine Ladespannung zu liefern ist.
Auch vergleicht das Ladesteuerglied 500 die Eingangsspannung (V_in) mit der Batterie-404-Spannung (V_batt), und wenn die Batterie-404-Spannung die Eingangsspannung (V_in) übersteigt, betreibt das Steuerglied 500 den Wechselrichter 402 als einen Spannungsverstärker, um die Eingangsspannung (V_in) zu erhöhen, und speichert die erhöhte Spannung in dem DC-Anschlusskondensator (C_dc) des Spannungstransformators 403.
In diesem Vorgang schaltet das Ladesteuerglied 500 kontinuierlich ein Oberen-Seiten-Leistungsschaltelement S₁ des Spannungstransformators 403 ein, so dass die Spannung, welche durch den Wechselrichter 402 erhöht ist, an die Batterie 404 stabil als eine Ladespannung geliefert wird.
Auch, wenn die äußere Spannung, welche durch den Gleichrichter 406 gleichgerichtet ist, über den Stecker eingegeben ist, betreibt das Ladesteuerglied 500 den Wechselrichter 402 als einen Spannungsverstärker, um die Eingangsspannung (V_in) zu erhöhen, und die erhöhte Spannung wird in dem DC-Anschlusskondensator (C_dc) des Spannungstransformators 403 gespeichert.
Außerdem vergleicht das Ladesteuerglied 500 die Eingangsspannung (V_in) mit der Batterie-404-Spannung (V_batt), und wenn die Eingangsspannung (V_in) die Batterie-404-Spannung (V_batt) übersteigt, steuert das Steuerglied 500 das Schalten des Spannungstransformators 403, um als ein Buck-Spannungsverstärker betrieben zu werden, so dass die Spannung, welche in dem DC-Anschlusskondensator (C_dc) gespeichert ist, heruntergedrückt wird, um an die Batterie 404 als eine Ladespannung geliefert zu werden.
Auch vergleicht das Ladesteuerglied 500 die Eingangsspannung (V_in) mit der Batterie-404-Spannung (V_batt), und wenn die Batterie-404-Spannung die Eingangsspannung (V_in) übersteigt, hält das Ladesteuerglied 500 den ausgeschalteten Zustand des Spannungstransformators 403 aufrecht, so dass die Spannung, welche durch den Wechselrichter 402 erhöht ist, an die Batterie 404 als eine Ladespannung geliefert wird.
Entsprechend der obigen Prozesse bzw. Vorgänge benutzt das Ladesteuerglied 500 die äußere kommerzielle elektrische Leistung 600, um die Batterie 404 zu laden, und wenn die Batterie 404 vollständig geladen ist, schaltet das Steuerglied 500 das Relais 405 aus, um das Eingeben der kommerziellen elektrischen Leistung 600 abzutrennen, so dass die Batterie 404 nicht überladen wird.
Die kommerzielle elektrische Leistung 600 kann über eine Steckerverbindung oder eine Anschlussglied-Verbindung angeschlossen werden.
Es ist wünschenswert, dass die kommerzielle elektrische Leistung 600 eine AC-Leistung ist, jedoch kann die DC-Leistung als die Leistung 600 in der vorliegenden Erfindung angewendet werden.
5 ist ein Ablaufdiagramm, welches schematisch einen ersten Ladevorgang in einer Ladeeinrichtung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs zeigt, entsprechend einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug auf 5 ist das umweltfreundliche Fahrzeug entsprechend der vorliegenden Erfindung im Standby (S301), und das Ladesteuerglied 500 detektiert, ob ein Stecker für das Laden an der äußeren kommerziellen elektrischen Leistung 600 angeschlossen ist (S302).
Wenn die kommerzielle elektrische Leistung 600 im Schritt S302 als ein Stecker angeschlossen ist, tritt das Ladesteuerglied 500 in einen Lademodus (S303) und detektiert die Batterie-404-Spannung (V_batt) und die Eingangsspannung (V_in), welche über den neutralen Punkt (N) des Motors 401 eingegeben ist, welche in eine DC-Spannung über den Gleichrichter 406 transformiert ist (S304).
Außerdem vergleicht das Ladesteuerglied 500 die Eingangsspannung (V_in) und die Batterie-404-Spannung, welche im Schritt S304 detektiert ist, und bestimmt, ob die Eingangsspannung (V_in) größer als die Batterie-404-Spannung (V_batt) ist (S305).
Wenn die Eingangsspannung (V_in) die Batterie-404-Spannung (V_batt) im Schritt S305 übersteigt, schaltet das Ladesteuerglied 500 den Wechselrichter 402 aus, um die Eingangsspannung (V_in) weiterzuleiten, so dass die Spannung in dem DC-Anschlusskondensator (C_dc) gespeichert wird, welcher in dem Spannungstransformator 403 gebildet ist (S306).
D. h., da der Wechselrichter 402 in einem Aus-Zustand angesteuert bzw. betrieben wird, wird der Schaltbetrieb für das Erhöhen der Spannung nicht erzeugt, und der Schaltverlust wird nicht gebildet.
In diesem Vorgang steuert das Ladesteuerglied 500 das Schalten eines Oberen-Seiten-Leistungsschaltelements S₁ und eines Unteren-Seiten-Leistungsschaltelements S₂, welche den Spannungstransformator 403 bilden, um als ein Buck-Spannungsverstärker betrieben zu werden (S307), so dass die Nennladespannung unterdrückt wird, um an die Batterie 404 als eine Ladespannung geliefert zu werden (S311).
Wenn bestimmt ist, dass die Batterie-404-Spannung (V_batt) die Eingangsspannung (V_in) im Schritt S305 übersteigt, schaltet das Ladesteuerglied 500 den Wechselrichter 402, um als ein Spannungsverstärker betrieben zu werden, über ein PWM-Steuersignal (S308), so dass die Eingangsspannung (V_in) auf eine Nennladespannung erhöht wird (S309).
In diesem Vorgang wird die Spannung, welche durch den Wechselrichter 402 erhöht ist, in dem DC-Anschlusskondensator (C_dc) innerhalb des Spannungstransformators 403 gespeichert.
Außerdem steuert das Ladesteuerglied 500 ein Oberes-Seiten-Leistungsschaltelement S1 des Spannungstransformators 403, um kontinuierlich eingeschaltet zu sein (S310).
Entsprechend wird die Spannung, welche durch den Wechselrichter 402 erhöht ist, an die Batterie 404 als eine Ladespannung geliefert (S311).
In diesem Vorgang erzeugt der Spannungstransformator 402 keinen unnötigen Schaltbetrieb für das Erhöhen oder Herunterdrücken der Spannung, und deshalb tritt der Schaltverlust nicht auf.
Das Ladesteuerglied 500 benutzt die kommerzielle elektrische Leistung 600, um die Batterie 404 entsprechend den obigen Vorgängen zu laden, wenn die Batterie 404 vollständig geladen ist (S312), wird das Relais 405 ausgeschaltet, um das Eingeben der kommerziellen elektrische Leistung 600 abzutrennen, so dass die Batterie 404 nicht überladen wird, und dann endet das Laden (S313).
6 ist ein Ablaufdiagramm, welches schematisch einen zweiten Ladevorgang in einer Ladeeinrichtung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs zeigt, entsprechend einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug auf 5 ist das umweltfreundliche Fahrzeug entsprechend der vorliegenden Erfindung im Standby (S401), und das Ladesteuerglied 500 detektiert, ob ein Stecker für das Laden an der äußeren kommerziellen elektrischen Leistung 600 angeschlossen ist (S402).
Wenn der Ladungsstecker durch die kommerzielle elektrische Leistung 600 im Schritt S402 detektiert ist, tritt das Ladesteuerglied 500 in einen Lademodus ein (S403) und detektiert die Batterie-404-Spannung (V_batt) und die Eingangsspannung (V_in), welche über den neutralen Punkt (N) des Motors 401 eingegeben ist, welche auf eine DC-Spannung über den Gleichrichter 406 transformiert ist (S404).
Als Nächstes schaltet das Ladesteuerglied 500 den Wechselrichter 402, um als ein Spannungsverstärker betrieben zu werden, über das PWM-Steuersignalschalten (S405).
Entsprechend erhöht der Wechselrichter 402 die Eingangsspannung (V_in), welche auf eine DC-Spannung durch den Gleichrichter 406 transformiert ist, um durch den neutralen Punkt (N) des Motors 401 ausgegeben zu werden, auf eine vorher festgelegte Spannung, und speichert die Spannung in dem DC-Anschlusskondensator (Cdc) des Spannungstransformators 403 (S406).
Außerdem vergleicht das Ladesteuerglied 500 die Eingangsspannung (V_in) und die Batterie-404-Spannung, welche im Schritt S404 detektiert sind, und bestimmt, ob die Eingangsspannung (V_in) die Batterie-404-Spannung (V_batt) übersteigt (S407).
Wenn die Eingangsspannung (V_in) die Batterie-404-Spannung (V_batt) im Schritt S407 übersteigt, steuert das Ladesteuerglied 500 das Schalten eines Oberen-Seiten-Leistungsschaltelements S₁ und eines Unteren-Seiten-Schaltelements S₂, welche den Spannungstransformator 403 bilden, um als ein Buck-Spannungsverstärker betrieben zu werden (S408).
Entsprechend drückt der Spannungstransformator 403 die Eingangsspannung (V_in) auf eine Nennladespannung der Batterie 404 herunter (S408), um sie an die Batterie 404 als eine Ladespannung zu liefern (S410).
Wenn bestimmt ist, dass die Batterie-404-Spannung (V_batt) die Eingangsspannung (V_in) im Schritt S407 übersteigt, schaltet das Ladesteuerglied 500 das Schalten des Spannungstransformators 403 aus (S409).
In diesem Prozess ist der Ausgangsstrom des Spannungstransformators 403 über eine Induktivität des Spannungstransformators 403 und eine Diode des Unteren-Seiten-Schalters S₂ freilaufend.
Die Spannung, welche durch den Wechselrichter für diese Periode erhöht ist, wird in dem DC-Anschlusskondensator (C_dc) gespeichert, um an die Batterie 404 über einen Buck-Spannungsverstärkerbetrieb des Spannungstransformators 403 geliefert zu werden, wenn die Eingangspannung (V_in) die Batterie-404-Spannung (V_batt) übersteigt (S410).
In diesem Prozess, wenn die Batterie-404-Spannung (V_batt) die Eingangsspannung (V_in) übersteigt, erzeugt der Spannungstransformator 403 keinen unnötigen Schaltbetrieb für das Erhöhen oder Herunterdrücken der Spannung, und deshalb tritt der Schaltverlust nicht auf.
Das Ladesteuerglied 500 benutzt die äußere kommerzielle elektrische Leistung 600, um die Batterie 404 während der obigen Prozesse bzw. Vorgänge zu laden, und wenn bestimmt ist, dass die Batterie 404 völlig geladen ist (S414), wird das Relais 405 ausgeschaltet, um von der kommerziellen elektrischen Leistung 600 abgetrennt zu werden, um so nicht die Batterie 404 zu überladen, und der Ladevorgang endet (S412).
Während diese Erfindung in Zusammenhang damit beschrieben wurde, was gegenwärtig als praktische beispielhafte Ausführungsformen betracht wird, ist davon auszugehen, dass die Erfindung nicht auf die veröffentlichten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegenteil beabsichtigt ist, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken, welche innerhalb des Geistes und des Umfangs der angehängten Ansprüche sind.
Außerdem kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als von einem Computer lesbare Medien auf einem von einem Computer lesbaren Medium eingebettet sein, welche durch einen Prozessor, ein Steuerglied oder Ähnliches ausgeführt werden. Beispiele des vom Computer lesbaren Mediums beinhalten, sind jedoch nicht darauf beschränkt, ROM, RAM, Compact Disc-(CD-)ROMs, Magnetbänder, Floppy Disks, Flash-Laufwerke, Smartcards und optische Speichereinrichtungen. Das vom Computer lesbare Aufzeichnungsmedium kann auch in über das Netz gekoppelte Computersysteme verteilt sein, so dass die vom Computer lesbaren Medien gespeichert werden und in einer verteilten Weise ausgeführt werden, wie z. B. durch einen Telematik-Server oder ein Controller Area Network (CAN) bzw. Steuerglied-Flächennetz.

Claims

Ladeeinrichtung, welche aufweist: eine Batterie, welche geeignet und konfiguriert ist, um DC-Spannung zu speichern; erste und zweite Motoren, welche geeignet und konfiguriert sind, als ein Motor oder ein Generator zu arbeiten; erste und zweite Wechselrichter, welche geeignet und konfiguriert sind, die ersten und zweiten Motoren zu betreiben; einen Spannungstransformator, welcher geeignet und konfiguriert ist, die DC-Spannung der Batterie zu erhöhen, um sie an die ersten und zweiten Wechselrichter zu liefern und die DC-Spannung des Wechselrichters zu erhöhen, um sie an die Batterie zu liefern; und ein Ladesteuerglied, welches geeignet und konfiguriert ist, die ersten und zweiten Wechselrichter als einen Booster bzw. Spannungsverstärker zu betreiben oder den Spannungstransformator als einen Buck-Spannungsverstärker zu betreiben, entsprechend einer Spannung, welche über einen neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, und der Spannung der Batterie.
Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, wobei das Ladesteuerglied die ersten und zweiten Wechselrichter steuert, um ausgeschaltet zu werden, und den Spannungstransformator steuert, um ein Buck-Spannungsverstärker zu sein, wenn die Spannung, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, eine Batteriespannung übersteigt.
Ladeeinrichtung nach Anspruch 2, wobei das Ladesteuerglied die Spannung, welche über den neutralen Punkt über die ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, an den Spannungstransformator weiterleitet, während die ersten und zweiten Wechselrichter ausgeschaltet sind.
Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, wobei das Ladesteuerglied die ersten und zweiten Wechselrichter entsprechend der Eingangsspannung des neutralen Punkts so schaltet, dass die ersten und zweiten Wechselrichter Spannungsverstärker sind und kontinuierlich ein oberes Schaltelement des Spannungstransformators einschaltet, wenn die Batteriespannung die Spannung übersteigt, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist.
Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, wobei das Ladesteuerglied so steuert, dass der Spannungstransformator die Spannung erhöht und eine DC-Spannungstransformation durchführt, um die Batterie zu laden, wenn die Eingangsspannung des neutralen Punktes der ersten und zweiten Motoren eine Batteriespannung übersteigt.
Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, wobei das Ladesteuerglied nur die ersten und zweiten Wechselrichter benutzt, um das Spannungserhöhen durchzuführen, und die DC-Spannungstransformation nutzt, so dass die erhöhte und die DC-transformierte Spannung an die Batterie als eine Ladespannung geliefert werden, wenn die Eingangsspannung welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, geringer als die Batteriespannung ist.
Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, wobei das Ladesteuerglied die Spannung abtrennt, welche an den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, wenn bestimmt ist, dass die Batterie völlig geladen ist.
Ladeeinrichtung nach Anspruch 4, wobei das Ladesteuerglied den ersten Wechselrichter als einen Spannungsverstärker betreibt, wenn die Batteriespannung die Eingangsspannung des neutralen Punktes der ersten und zweiten Motoren übersteigt und die Phase der Eingangsspannung einen positiven Wert (V_in > 0) besitzt.
Ladeeinrichtung nach Anspruch 4, wobei das Ladesteuerglied den zweiten Wechselrichter als einen Spannungsverstärker betreibt, wenn die Batteriespannung die Eingangsspannung des neutralen Punktes der ersten und zweiten Motoren übersteigt und die Phase der Eingangsspannung einen negativen Wert (V_in < 0) besitzt.
Ladeverfahren, welches aufweist: Detektieren eines Anschlusses an einen Ladestecker; Detektieren einer Spannung, welche über einen neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, und einer Spannung einer Batterie, wenn der Anschluss des Ladesteckers detektiert wird; und Laden einer Batterie durch das Betreiben erster und zweiter Wechselrichter als Spannungsverstärker oder das Betreiben eines Spannungstransformators als einen Buck-Spannungsverstärker, abhängig von einer Beziehung zwischen einer Spannung, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, und einer Batteriespannung.
Ladeverfahren nach Anspruch 10, wobei die Eingangsspannung nur durch den Spannungstransformator erhöht ist, um die Batterie zu laden, wenn die Spannung, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, die Batteriespannung übersteigt.
Ladeverfahren nach Anspruch 10, wobei die Eingangsspannung nur durch die ersten und zweiten Wechselrichter erhöht ist, um die Batterie zu laden, wenn die Spannung, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, geringer als die Batteriespannung ist.
Ladeverfahren nach Anspruch 11, wobei die ersten und zweite Wechselrichter einen ausgeschalteten Zustand aufrechterhalten und die Spannung, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, an den Spannungstransformator weitergegeben wird, wenn die Spannung, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motor eingegeben ist, die Batteriespannung übersteigt.
Ladeverfahren nach Anspruch 12, wobei die ersten und zweiten Wechselrichter abhängig von der Phase der eingegebenen Spannung geschaltet werden, so dass die ersten und zweiten Wechselrichter als Spannungsverstärker betrieben werden, und ein oberes Schaltelement des Spannungstransformators gesteuert wird, um kontinuierlich eingeschaltet zu sein, wenn die Spannung, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, geringer als die Batteriespannung ist.
Ladeverfahren nach Anspruch 14, wobei in einem Zustand, bei welchem die Spannung, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, geringer als die Batteriespannung ist, wenn die Phase der Eingangsspannung ein positiver Wert ist (V_in > 0), der erste Wechselrichter als ein Spannungsverstärker betrieben wird und wenn die Phase der Eingangsspannung ein negativer Wert (V_in < 0) ist, der zweite Wechselrichter als ein Spannungsverstärker betrieben wird.
Ladeverfahren, welches aufweist: Detektieren eines Anschlusses eines Ladesteckers; Detektieren einer Spannung, welche über einen neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, und einer Spannung einer Batterie, wenn der Anschluss des Ladesteckers detektiert ist; Laden einer Batterie durch Erhöhen der Eingangsspannung über einen Spannungstransformator, wenn die Spannung, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, die Batteriespannung übersteigt; und Laden einer Batterie durch Erhöhen der Eingangsspannung über erste und zweite Wechselrichter, abhängig von der Eingangsspannung, wenn die Spannung, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, geringer als die Batteriespannung ist.
Ladeverfahren nach Anspruch 16, wobei die ersten und zweiten Wechselrichter in einem ausgeschalteten Zustand aufrechterhalten werden, so dass ein Schaltverlust nicht auftritt, während die Eingangsspannung durch den Spannungstransformator erhöht wird.
Ladeverfahren nach Anspruch 16, wobei, wenn die ersten und zweiten Wechselrichter die Eingangsspannung erhöhen, ein oberes Schaltelement des Spannungstransformators gesteuert wird, um kontinuierlich eingeschaltet zu sein, so dass ein Schaltungsverlust des Spannungstransformators nicht auftritt.
Ladeverfahren nach Anspruch 16, wobei, wenn die Spannung, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, geringer als die Batteriespannung ist, wenn die Phase der Eingangsspannung einen positiven Wert (V_in > 0) besitzt, der erste Wechselrichter gesteuert wird, um die Eingangsspannung zu erhöhen, und wenn die Phase der Eingangsspannung ein negativer Wert (V_in < 0) ist, der zweite Wechselrichter gesteuert wird, um die Eingangsspannung zu erhöhen.
Ladeverfahren, welches aufweist: Detektieren eines Anschlusses eines Ladesteckers; Detektieren einer Spannung, welche über einen neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, und einer Spannung einer Batterie, wenn der Anschluss des Ladesteckers detektiert ist; Erhöhen einer Eingangsspannung durch Betreiben eines ersten Wechselrichters oder eines zweiten Wechselrichters als einen Spannungsverstärker, abhängig von einer Phase der Spannung, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist; und Laden einer Batterie durch Betreiben eines Spannungstransformators als einen Buck-Spannungsverstärker oder um dessen Ausschaltezustand aufrechtzuerhalten, abhängig von einer Beziehung zwischen der Spannung, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, und der Batteriespannung.
Ladeverfahren nach Anspruch 20, wobei, wenn die Spannung, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, ein positiver Wert (V_in > 0) ist, der erste Wechselrichter als ein Spannungsverstärker betrieben wird, und wenn die Phase der Eingangsspannung ein negativer Wert (V_in < 0) ist, der zweite Wechselrichter als ein Spannungsverstärker betrieben wird.
Ladeverfahren nach Anspruch 20, wobei der Spannungstransformator gesteuert wird, um ein Buck-Spannungsverstärker zu sein, so dass die Eingangsspannung, welche durch den ersten Wechselrichter oder den zweiten Wechselrichter erhöht ist, heruntergedrückt wird, um die Batterie zu laden, wenn die Spannung, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, die Batteriespannung übersteigt.
Ladeverfahren nach Anspruch 20, wobei der Spannungstransformator ausgeschaltet wird und die Spannung, welche durch den ersten Wechselrichter oder den zweiten Wechselrichter erhöht ist, die Batterie lädt, wenn die Spannung, welche durch den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, geringer als die Batteriespannung ist.
Ladeverfahren nach Anspruch 23, wobei der Spannungstransformator die Spannung, welche durch den ersten Wechselrichter oder den zweiten Wechselrichter erhöht ist, an die Batterie weiterleitet, um so die Batterie zu laden, wenn die Spannung, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, geringer als die Batteriespannung ist.
Ladeverfahren, welches aufweist: Detektieren einer Spannung, welche über einen neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, und einer Spannung einer Batterie, wenn eine Verbindung eines Ladesteckers detektiert ist; Betreiben eines ersten Wechselrichters als einen Spannungsverstärker, wenn eine Phase der Spannung, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, ein positiver Wert (V_in > 0) ist, und Betreiben eines zweiten Wechselrichters als einen Spannungsverstärker, um die Spannung zu erhöhen, wenn die Phase der Spannung ein negativer Wert (V_in < 0) ist; Betreiben des Spannungstransformators als einen Buck-Spannungsverstärker, so dass die Eingangsspannung, welche durch den ersten Wechselrichter oder den zweiten Wechselrichter erhöht ist, unterdrückt wird, um die Batterie zu laden, wenn die Spannung, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweite Motoren eingegeben ist, die Batteriespannung übersteigt; und Ausschalten des Spannungstransformators, so dass die Spannung, welche durch den ersten Wechselrichter oder den zweiten Wechselrichter erhöht ist, die Batterie lädt, wenn die Spannung, welche über den neutralen Punkt der ersten und zweiten Motoren eingegeben ist, geringer als die Batteriespannung ist.
Ladeeinrichtung, welche aufweist: eine Batterie, welche geeignet und konfiguriert ist, um DC-Spannung zu speichern; erste und zweite Motoren, welche geeignet und konfiguriert sind, um als ein Motor oder ein Generator zu arbeiten; einen Wechselrichter, welcher geeignet und konfiguriert ist, um einen Motor zu betreiben und eine Spannung zu erhöhen, welche zu einem Stecker geliefert ist; einen Gleichrichter, welcher geeignet und konfiguriert ist, eine AC-Spannung, welche über den Stecker geliefert ist, zu glätten, um sie an einen neutralen Punkt eines Motors zu liefern; einen Spannungstransformator, welcher geeignet und konfiguriert ist, die DC-Spannung der Batterie zu erhöhen, um sie an den Wechselrichter zu liefern, und die Spannung, welche durch den Wechselrichter erhöht ist, zu liefern, um sie an die Batterie als eine Ladespannung zu liefern oder die Spannung zu unterdrücken, um sie an die Batterie als eine Ladespannung zu liefern; und ein Ladesteuerglied, welches geeignet und konfiguriert ist, den Wechselrichter als einen Spannungsverstärker zu betreiben oder den Spannungstransformator als einen Buck-Spannungsverstärker zu betreiben, um die Batteriespannung mit einer Ladespannung zu liefern, abhängig von der Spannung, welche an den neutralen Punkt des Motors über den Stecker eingegeben ist, und der Spannung der Batterie.
Ladeeinrichtung nach Anspruch 26, welche ferner einen Schalter aufweist, welcher eine kommerzielle Spannung abschneidet, welche an einen Gleichrichter über einen Stecker geliefert ist, entsprechend zu dem Steuersignal des Ladesteuergliedes, wenn detektiert ist, dass das Laden der Batterie vollendet ist.
Ladeeinrichtung nach Anspruch 26, wobei das Ladesteuerglied den Wechselrichter ausschaltet, um die Eingangsspannung an den Spannungstransformator weiterzuleiten und den Spannungstransformator als einen Buck-Spannungsverstärker betreibt, um die Eingangsspannung zu unterdrücken, wenn die Spannung, welche über den neutralen Punkt des Motors eingegeben ist, die Batteriespannung übersteigt.
Ladeeinrichtung nach Anspruch 26, wobei das Ladesteuerglied den Wechselrichter als einen Spannungsverstärker betreibt, um die Eingangsspannung zu erhöhen und kontinuierlich ein Oberes-Seiten-Leistungsschaltelement des Spannungstransformators einschaltet, so dass die Spannung, welche durch den Wechselrichter erhöht ist, an die Batterie geliefert wird, um sie zu laden, wenn die Spannung, welche über den neutralen Punkt des Motors eingegeben ist, geringer als die Batteriespannung ist.
Ladeverfahren, welches aufweist: Detektieren einer Batteriespannung und einer Eingangsspannung, welche auf eine DC-Spannung durch einen Gleichrichter transformiert ist, um über einen neutralen Punkt eines Motors eingegeben zu werden, wenn ein Ladestecker angeschlossen ist; Steuern des Wechselrichters, um ausgeschaltet zu sein, Betreiben eines Spannungstransformators als einen Buck-Spannungsverstärker, um die Eingangsspannung zu unterdrücken, und Liefern der unterdrückten Spannung an die Batterie, um diese zu laden, wenn die Eingangsspannung die Batteriespannung übersteigt; Erhöhen der Eingangsspannung durch Betreiben des Wechselrichters als einen Spannungsverstärker und kontinuierliches Einschalten eines Oberen-Seiten-Leistungsschaltelementes eines Spannungstransformators, um eine Batterie mit der erhöhte Spannung als eine Ladespannung zu liefern, wenn die Eingangsspannung geringer als die Batteriespannung ist; und wenn das Laden vollendet ist, Verhindern der Übertragung einer kommerziellen Spannung an den neutralen Punkt.
Ladeverfahren, welches aufweist: Detektieren einer Batteriespannung und einer Eingangsspannung, welche zu einer DC-Spannung durch einen Gleichrichter transformiert ist, um über einen neutralen Punkt eines Motors eingegeben zu werden, wenn ein Ladestecker angeschlossen ist; Erhöhen der Eingangsspannung durch Betreiben eines Wechselrichters als einen Spannungsverstärker; Betreiben des Spannungstransformators als ein Buck-Spannungsverstärker, um die Eingangsspannung zu unterdrücken, welche durch den Wechselrichter erhöht ist, und Liefern der unterdrücken Spannung an die Batterie, um sie zu laden, wenn die Eingangsspannung die Batteriespannung übersteigt, indem die Eingangsspannung mit der Batteriespannung verglichen wird; Ausschalten des Spannungstransformators, um die erhöhte Spannung an die Batterie als eine Ladespannung zu liefern, wenn die Eingangsspannung geringer als die Batteriespannung ist; und wenn das Laden vollendet ist, Verhindern der Übertragung einer kommerziellen Spannung an dem neutralen Punkt.