DE102015223069A1

DE102015223069A1 - Elektrofahrzeug

Info

Publication number: DE102015223069A1
Application number: DE102015223069.4A
Authority: DE
Inventors: Takashi Nozawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-11-26
Filing date: 2015-11-23
Publication date: 2016-06-02
Anticipated expiration: 2035-11-24
Also published as: US9873338B2; CN105620289B; JP6201967B2; CN105620289A; US20160144725A1; JP2016101057A; BR102015029432B1; DE102015223069B4; BR102015029432A2

Abstract

Ein in der Beschreibung beschriebenes Elektrofahrzeug enthält eine Hauptbatterie, einen Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr, der mit der Hauptbatterie verbunden ist, eine Elektroenergiesteuereinheit, die einen Glättungskondensator enthält, der eine Spannung des Hauptdrahtes zur elektrischen Energiezufuhr glättet, einen Schalter, der den Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr zwischen einem leitenden und einem nicht leitenden Zustand schaltet, eine Unterbatterie, die eine niedrigere Spannung als die Hauptbatterie aufweist, einen Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr, der mit der Unterbatterie verbunden ist, einen ersten DC-DC-Wandler, der einen Verstärkungsbetrieb von dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr zu dem Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr auf der Seite der Elektroenergiesteuereinheit in Bezug auf den Schalter durchführen kann, und einen zweiten DC-DC-Wandler, der einen Abwärtswandlungsbetrieb von dem Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr auf der Seite der Hauptbatterie zu dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr durchführen kann.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektrofahrzeug, das einen Elektromotor zur Fahrt aufweist. Das "Elektrofahrzeug" gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet sowohl ein Elektrofahrzeug, das nur einen Elektromotor für die Fahrt ohne einen Verbrennungsmotor aufweist, als auch ein Hybridfahrzeug, das den Elektromotor für die Fahrt ebenso wie den Verbrennungsmotor aufweist.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Die JP 2007-318849 A beschreibt ein Elektrofahrzeug, das eine Hauptbatterie, einen Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr, der mit der Hauptbatterie verbunden ist, eine Elektroenergiesteuereinheit, die einen Glättungskondensator enthält, der die Spannung des Hauptdrahtes zur elektrischen Energiezufuhr glättet, einen Schalter, der zwischen der Hauptbatterie und der Elektroenergiesteuereinheit angeordnet ist und den Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr zwischen einem leitenden Zustand und einem nicht leitenden Zustand schaltet, eine Unterbatterie (Nebenbatterie), die eine niedrigere Spannung als die Hauptbatterie aufweist, einen Unterdraht (Nebendraht) zur elektrischen Energiezufuhr, der mit der Unterbatterie verbunden ist, und einen DC-DC-Wandler, der den Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr auf der Seite der Elektroenergiesteuereinheit in Bezug auf den Schalter und den Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr miteinander verbindet und einen Verstärkungsbetrieb zum Verstärken (Aufwärtswandeln) der elektrischen Energie von dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr und zum Zuführen der elektrischen Energie zu dem Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr zuführen kann.
In dem obigen Elektrofahrzeug fließt ein hoher Einschaltstrom durch den Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr, nachdem der Schalter von dem nicht leitenden Zustand in den leitenden Zustand geschaltet wurde, wenn sich die Spannung der Hauptbatterie von der Spannung des Glättungskondensators der Elektroenergiesteuereinheit unterscheidet. Bevor der Schalter von dem nicht leitenden Zustand in den leitenden Zustand geschaltet wird, ist es somit notwendig, ein Vor-Laden des Glättungskondensators derart durchzuführen, dass die Spannung der Hauptbatterie mit der Spannung des Glättungskondensators übereinstimmt. In dem in der JP 2007-318849 A beschriebenen Elektrofahrzeug führt der DC-DC-Wandler den Verstärkungsbetrieb durch, bevor der Schalter von dem nicht leitenden Zustand in den leitenden Zustand geschaltet wird. Dadurch ist es möglich, das Vor-Laden des Glättungskondensators durch Zuführen der elektrischen Energie von der Unterbatterie durchzuführen. Dabei unterdrücken eine interne Wicklung und ein Transformator eine plötzliche Änderung eines Ausgangsstromes, und daher fließt kein hoher Einschaltstrom durch den Glättungskondensator.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In dem Fall, in dem das Vor-Laden des Glättungskondensators durch Zufuhr der elektrischen Energie von der Unterbatterie durchgeführt wird, benötigt das Vor-Laden eine lange Zeit, da die Unterbatterie keine hohe elektrische Energie zuführen kann. Die vorliegende Erfindung schafft eine Technik, die es ermöglicht, die Zeit, die für das Vor-Laden des Glättungskondensators benötigt wird, zu verkürzen.
Ein Elektrofahrzeug gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält: eine Hauptbatterie; einen Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr, der mit der Hauptbatterie verbunden ist; eine Elektroenergiesteuereinheit, die einen Glättungskondensator enthält, der eine Spannung des Hauptdrahtes zur elektrischen Energiezufuhr glättet; einen Schalter, der zwischen der Hauptbatterie und der Elektroenergiesteuereinheit angeordnet ist, wobei der Schalter ausgelegt ist, den Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr zwischen einem leitenden Zustand und einem nicht leitenden Zustand zu schalten; eine Unterbatterie, die eine niedrigere Spannung als die Hauptbatterie aufweist; einen Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr, der mit der Unterbatterie verbunden ist; einen ersten DC-DC-Wandler, der den Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr und den Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr miteinander verbindet, wobei der Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr den Schalter und die Elektroenergiesteuereinheit miteinander verbindet, wobei der erste DC-DC-Wandler ausgelegt ist, elektrische Energie von dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr zu verstärken und die elektrische Energie dem Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr zuzuführen; und einen zweiten DC-DC-Wandler, der den Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr und den Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr miteinander verbindet, wobei der Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr den Schalter und die Hauptbatterie miteinander verbindet, wobei der zweite DC-DC-Wandler ausgelegt ist, elektrische Energie von dem Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr abwärts zu wandeln und die elektrische Energie dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr zuzuführen.
In dem obigen Elektrofahrzeug führt der erste DC-DC-Wandler den Verstärkungsbetrieb durch. Dadurch ist es möglich, das Vor-Laden des Glättungskondensators durch Zuführen der elektrischen Energie von dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr zu dem Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr auf der Seite der Elektroenergiesteuereinheit durchzuführen. Zu diesem Zeitpunkt führt der zweite DC-DC-Wandler in dem obigen Elektrofahrzeug den Abwärtswandlungsbetrieb durch. Dadurch wird nicht nur die elektrische Energie von der Unterbatterie dem Glättungskondensator durch den ersten DC-DC-Wandler zugeführt, sondern es wird auch die elektrische Energie von der Hauptbatterie dem Glättungskondensator durch den zweiten DC-DC-Wandler und den ersten DC-DC-Wandler zugeführt. Eine derartige Konfiguration macht es möglich, die Zeit, die für das Vor-Laden des Glättungskondensators benötigt wird, im Vergleich zu dem Fall zu verringern, in dem das Vor-Laden durch Zuführen der elektrischen Energie nur von der Unterbatterie durchgeführt wird. Hier unterdrücken eine interne Wicklung und ein Transformator in dem ersten DC-DC-Wandler eine plötzliche Änderung des Ausgangsstromes, und daher fließt kein hoher Einschaltstrom durch den Glättungskondensator.
Die Details und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen genauer beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Merkmale, Vorteile sowie die technische und gewerbliche Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in den gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines elektrischen Systems eines Elektrofahrzeugs gemäß einer Ausführungsform;
2 ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration eines ersten DC-DC-Wandlers und eines zweiten DC-DC-Wandlers gemäß der Ausführungsform zeigt;
3 ein Diagramm, das eine Weise eines Vor-Ladens eines Glättungskondensators in dem Elektrofahrzeug gemäß der Ausführungsform zeigt;
4 ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer Modifikation des ersten DC-DC-Wandlers und des zweiten DC-DC-Wandlers gemäß der Ausführungsform zeigt;
5 ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer alternativen Modifikation des ersten DC-DC-Wandlers und des zweiten DC-DC-Wandlers gemäß der Ausführungsform zeigt;
6 ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer weiteren alternativen Modifikation des ersten DC-DC-Wandlers und des zweiten DC-DC-Wandlers gemäß der Ausführungsform zeigt;
7 ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer weiteren alternativen Modifikation des ersten DC-DC-Wandlers und des zweiten DC-DC-Wandlers gemäß der Ausführungsform zeigt; und
8 ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer weiteren alternativen Modifikation des ersten DC-DC-Wandlers und des zweiten DC-DC-Wandlers gemäß der Ausführungsform zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
In einigen Ausführungsformen ist der erste DC-DC-Wandler in dem Elektrofahrzeug ein bidirektionaler DC-DC-Wandler, der außerdem in der Lage ist, einen Abwärtswandlungsbetrieb zum Abwärtswandeln von elektrischer Energie von dem Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr durchzuführen und die elektrische Energie dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr zuzuführen. Eine derartige Konfiguration macht es möglich, die Unterbatterie durch Zuführen der elektrischen Energie von der Elektroenergiesteuereinheit zu der Unterbatterie unabhängig von dem leitenden oder nicht leitenden Zustand des Schalters zu laden. Außerdem macht es eine derartige Konfiguration möglich, die Unterbatterie unter Verwendung sowohl des ersten DC-DC-Wandlers als auch des zweiten DC-DC-Wandlers während des leitenden Zustands des Schalters zu laden, was eine Verkürzung der Zeit, die für das Laden der Unterbatterie benötigt wird, ermöglicht.
In einigen Ausführungsformen ist der zweite DC-DC-Wandler in dem Elektrofahrzeug ein unidirektionaler DC-DC-Wandler, der nur in der Lage ist, den Abwärtswandlungsbetrieb durchzuführen. Eine derartige Konfiguration macht es möglich, die Herstellungskosten zu verringern.
Alternativ ist bei einigen Ausführungsformen der zweite DC-DC-Wandler in dem Elektrofahrzeug ein bidirektionaler DC-DC-Wandler, der außerdem in der Lage ist, einen Verstärkungsbetrieb zum Verstärken (Aufwärtswandeln) von elektrischer Energie von dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr durchzuführen und die elektrische Energie dem Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr zuzuführen. Eine derartige Konfiguration macht es möglich, die Hauptbatterie durch Zuführen der elektrischen Energie von der Elektroenergiesteuereinheit und/oder der Unterbatterie zu der Hauptbatterie unabhängig von dem leitenden bzw. nicht leitenden Zustand des Schalters zu laden.
In einigen Ausführungsformen enthält das Elektrofahrzeug außerdem einen Filter, der ausgelegt ist, eine Rauscherzeugung des ersten DC-DC-Wandlers auf der Seite des Unterdrahtes zur elektrischen Energiezufuhr zu unterdrücken und eine Rauscherzeugung des zweiten DC-DC-Wandlers auf der Seite des Unterdrahtes zur elektrischen Energiezufuhr zu unterdrücken. Eine derartige Konfiguration macht es möglich, die Herstellungskosten im Vergleich zu einem Fall zur verringern, in dem ein Filter zur Unterdrückung der Rauscherzeugung des ersten DC-DC-Wandlers auf der Seite des Unterdrahtes zur elektrischen Energiezufuhr und ein Filter zur Unterdrückung der Rauscherzeugung des zweiten DC-DC-Wandlers auf der Seite des Unterdrahtes zur elektrischen Energiezufuhr separat bereitgestellt werden.
In einigen Ausführungsformen enthält das Elektrofahrzeug außerdem eine Steuerschaltung, die ausgelegt ist, einen Betrieb einer Schaltschaltung des ersten DC-DC-Wandlers und einen Betrieb einer Schaltschaltung des zweiten DC-DC-Wandlers zu steuern. Eine derartige Konfiguration macht es möglich, die Herstellungskosten im Vergleich zu einem Fall zu verringern, in dem eine Steuerschaltung zum Steuern des Betriebs der Schaltschaltung des ersten DC-DC-Wandlers und eine Steuerschaltung zum Steuern des Betriebs der Schaltschaltung des zweiten DC-DC-Wandlers separat bereitgestellt werden.
1 zeigt ein Blockdiagramm eines elektrischen Systems eines Elektrofahrzeugs 2 gemäß einer Ausführungsform. Das Elektrofahrzeug 2 gemäß der Ausführungsform ist ein Hybridfahrzeug, das unter Verwendung von dynamischer Energie eines Verbrennungsmotors (nicht dargestellt) ebenso wie unter Verwendung der elektrischen Energie einer Hauptbatterie 4 fahren kann. In dem Fall, in dem das Elektrofahrzeug 2 unter Verwendung der kinetischen Energie des Verbrennungsmotors fährt, wird ein Teil der kinetischen Energie, die von dem Verbrennungsmotor erzeugt wird, auf Antriebsräder (nicht dargestellt) übertragen. Der Rest der kinetischen Energie des Verbrennungsmotors wird zur Erzeugung von elektrischer Energie eines ersten Elektromotors 6 verwendet, und durch die elektrische Energie, die in dem ersten Motor 6 erzeugt wird, wird ein zweiter Elektromotor 8 angetrieben, so dass Antriebsräder gedreht werden. Wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird, wird die elektrische Energie von der Hauptbatterie 4 dem ersten Elektromotor 6 zugeführt, und der erste Elektromotor 6 dient als ein Startermotor. In dem Fall, in dem das Elektrofahrzeug 2 unter Verwendung der elektrischen Energie von der Hauptbatterie 4 fährt, wird der zweite Elektromotor 8 durch die elektrische Energie von der Hauptbatterie 4 angetrieben, so dass die Antriebsräder gedreht werden.
Die Hauptbatterie 4 ist eine Sekundärbatterie wie beispielsweise eine Nickelmetallhydridbatterie oder eine Lithiumionenbatterie. In der Ausführungsform beträgt die Spannung der Hauptbatterie 4 etwa 300 V. Das Elektrofahrzeug 2 kann in dem ersten Elektromotor 6 elektrische Energie unter Verwendung der kinetischen Energie des Verbrennungsmotors erzeugen und die Hauptbatterie 4 mit der elektrischen Energie, die in dem ersten Elektromotor 6 erzeugt wird, laden. Wenn das fahrende Elektrofahrzeug 2 verzögert, kann das Elektrofahrzeug 2 in dem zweiten Elektromotor 8 elektrische Energie regenerieren und die Hauptbatterie 4 mit der elektrischen Energie, die in dem zweiten Elektromotor 8 erzeugt wird, laden.
Die Hauptbatterie 4 ist mit einer Elektroenergiesteuereinheit (PCU) 12 über einen Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr 10 verbunden. Der Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr 10 enthält einen positiven Elektrodendraht 10a, der mit einem positiven Elektrodenanschluss der Hauptbatterie 4 verbunden ist, und einen negativen Elektrodendraht 10b, der mit einem negativen Elektrodenanschluss der Hauptbatterie 4 verbunden ist. Der Begriff Draht kann auch Kabel bedeuten.
Die PCU 12 ist zwischen der Hauptbatterie 4 und dem ersten und zweiten Elektromotor 6, 8 angeordnet. Die PCU 12 enthält einen Glättungskondensator 14, einen Wandler 16 und einen Inverter 18. Der Glättungskondensator 14 glättet die Spannung des Hauptdrahtes zur elektrischen Energiezufuhr 10. Der Wandler 16 verstärkt nach Bedarf die elektrische Energie, die von der Hauptbatterie 4 zugeführt wird, auf eine Spannung, die für den Antrieb des ersten Elektromotors 6 oder des zweiten Elektromotors 8 geeignet ist. Außerdem kann der Wandler 16 die Spannung der elektrischen Energie, die von dem ersten Elektromotor 6 oder dem zweiten Elektromotor 8 erzeugt wird, auf eine Spannung abwärtswandeln, die für das Laden der Hauptbatterie 4 geeignet ist. In der Ausführungsform beträgt die Spannung, die für den Antrieb des ersten Elektromotors 6 oder des zweiten Elektromotors 8 verwendet wird, etwa 600 V. Der Inverter 18 transformiert die elektrische Gleichstromenergie, die von der Hauptbatterie 4 zugeführt wird, in eine elektrische Dreiphasenwechselstromenergie zum Antrieb des ersten Elektromotors 6 oder des zweiten Elektromotors 8. Außerdem kann der Inverter 18 die elektrische Dreiphasenwechselstromenergie, die von dem ersten Elektromotor 6 oder dem zweiten Elektromotor 8 erzeugt wird, in elektrische Gleichstromenergie zum Laden der Hauptbatterie 4 transformieren.
Zwischen der Hauptbatterie 4 und der PCU 12 ist ein Systemhauptrelais (SMR) 20 angeordnet. Das SMR 20 enthält einen Schalter 20a, der den positiven Elektrodendraht 10a des Hauptdrahtes zur elektrischen Energiezufuhr 10 zwischen einem leitenden Zustand und einem nicht leitenden Zustand schaltet, und einen Schalter 20b, der den negativen Elektrodendraht 10b des Hauptdrahtes zur elektrischen Energiezufuhr 10 zwischen einem leitenden Zustand und einem nicht leitenden Zustand schaltet. Das heißt, das SMR 20 schaltet den Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr 10 zwischen dem leitenden und dem nicht leitenden Zustand.
Das Elektrofahrzeug 2 enthält eine Unterbatterie (Nebenbatterie) 22, die eine niedrigere Spannung als die Hauptbatterie 4 aufweist. Die Unterbatterie 22 ist eine Sekundärbatterie wie beispielsweise eine Bleibatterie. In der Ausführungsform beträgt die Spannung der Unterbatterie 22 etwa 30 V bis 14,5 V. Die Unterbatterie 22 ist mit einer Hilfsmaschinerie 26 wie beispielsweise einer Servolenkung und einer Klimaanlage über einen Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr 24 verbunden. Der Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr 24 enthält einen positiven Elektrodendraht 24a, der mit einem positiven Elektrodenanschluss der Unterbatterie 22 verbunden ist, und einen negativen Elektrodendraht 24b, der mit einem negativen Elektrodenanschluss der Unterbatterie 22 verbunden ist. Der negative Elektrodendraht 24b des Unterdrahtes zur elektrischen Energiezufuhr 24 stellt das Massepotential bereit.
Der Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr 10 auf der Seite der PCU 12 in Bezug auf das SMR 20 und der Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr 24 sind über einen ersten DC-DC-Wandler 28 miteinander verbunden. Der erste DC-DC-Wandler 28 kann einen Abwärtswandlungsbetrieb zum Abwärtswandeln der elektrischen Energie von dem Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr 10 durchführen und die elektrische Energie dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr 24 zuführen, und kann einen Verstärkungsbetrieb zum Verstärken der elektrischen Energie von dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr 24 und zum Zuführen der elektrischen Energie zu dem Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr 10 durchführen. Der erste DC-DC-Wandler 28 ist ein sogenannter bidirektionaler DC-DC-Wandler und ist ein Abwärts-Verstärkungs-DC-DC-Wandler bzw. Abwärts-Aufwärts-DC-DC-Wandler. In dem Elektrofahrzeug 2 ermöglicht es der Abwärtswandlungsbetrieb des ersten DC-DC-Wandlers 28, die Unterbatterie 22 mit der elektrischen Energie, die von dem ersten Elektromotor 6 oder dem zweiten Elektromotor 8 erzeugt wird, unabhängig von dem leitenden bzw. nicht leitenden Zustand des SMR 20 zu laden. Außerdem macht es der Verstärkungsbetrieb des ersten DC-DC-Wandlers 28 in dem Elektrofahrzeug 2 möglich, den ersten Elektromotor 6 oder den zweiten Elektromotor 8 unter Verwendung der elektrischen Energie der Unterbatterie 22 unabhängig von dem leitenden bzw. nicht leitenden Zustand des SMR 20 anzutreiben.
Der Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr 10 auf der Seite der Hauptbatterie 4 in Bezug auf das SMR 20 und der Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr 24 sind über einen zweiten DC-DC-Wandler 30 miteinander verbunden. Der zweite DC-DC-Wandler 30 kann nur einen Abwärtswandlungsbetrieb zum Abwärtswandeln der elektrischen Energie von dem Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr 10 und zum Zuführen der elektrischen Energie zu dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr 24 durchführen. Der zweite DC-DC-Wandler 30 ist ein sogenannter unidirektionaler DC-DC-Wandler und ist ein Abwärts-DC-DC-Wandler. In dem Elektrofahrzeug 2 führt der erste DC-DC-Wandler 28 den Abwärtswandlungsbetrieb durch, wenn sich das SMR 20 in dem leitenden Zustand befindet, und der zweite DC-DC-Wandler 30 führt den Abwärtswandlungsbetrieb durch. Dadurch ist es durch sowohl den ersten DC-DC-Wandler 28 als auch den zweiten DC-DC-Wandler 30 möglich, die Unterbatterie 22 mit der elektrischen Energie von der Hauptbatterie 4 und der elektrischen Energie, die von dem ersten Elektromotor 6 oder dem zweiten Elektromotor 8 erzeugt wird, zu laden. In diesem Fall ist es möglich, den Strom, der der Unterbatterie 22 zuzuführen ist, zu erhöhen und die Zeit, die für das Laden der Unterbatterie 22 benötigt wird, im Vergleich zu dem Fall zu verringern, in dem die Unterbatterie 22 durch nur entweder den ersten DC-DC-Wandler 28 oder den zweiten DC-DC-Wandler 30 geladen wird.
2 zeigt eine schematische Konfiguration des ersten DC-DC-Wandlers 28 und des zweiten DC-DC-Wandlers 30. In der folgenden Beschreibung wird in Bezug auf den ersten DC-DC-Wandler 28 die Seite des Hauptdrahtes zur elektrischen Energiezufuhr 10 (das heißt die Seite der PCU 12) als Primärseite bezeichnet, und die Seite des Unterdrahtes zur elektrischen Energiezufuhr 24 (das heißt die Seite der Unterbatterie 22) wird als Sekundärseite bezeichnet. Auf ähnliche Weise wird in Bezug auf den zweiten DC-DC-Wandler 30 die Seite des Hauptdrahtes zur elektrischen Energiezufuhr 10 (das heißt die Seite der Hauptbatterie 4) als Primärseite bezeichnet, und die Seite des Unterdrahtes zur elektrischen Energiezufuhr 24 (das heißt die Seite der Unterbatterie 22) wird als Sekundärseite bezeichnet.
Der erste DC-DC-Wandler 28 enthält einen primärseitigen Filter 32, eine primärseitige Schaltung 34, einen Transformator 36, eine sekundärseitige Schaltung 38, einen sekundärseitigen Filter 40 und eine Steuerschaltung 42. Der erste DC-DC-Wandler 28 ist ein isolierter DC-DC-Wandler. Der primärseitige Filter 32, die primärseitige Schaltung 34, der Transformator 36, die sekundärseitige Schaltung 38, der sekundärseitige Filter 40 und die Steuerschaltung 42 sind in einem Gehäuse 56 enthalten.
Der primärseitige Filter 32 unterdrückt die Rauscherzeugung des ersten DC-DC-Wandlers 28 auf der Seite des Hauptdrahtes zur elektrischen Energiezufuhr 10. In der Ausführungsform enthält der primärseitige Filter 32 einen Kondensator 32a.
Die primärseitige Schaltung 34 enthält Schaltelemente 34a, 34b, 34c, 34d und Rückflussdioden 34e, 34f, 34g, 34h, die jeweils parallel zu den Schaltelementen 34a, 34b, 34c, 34d geschaltet sind. Das Schaltelement 34a und das Schaltelement 34b sind in Serie geschaltet, und das Schaltelement 34c und das Schaltelement 34d sind in Serie geschaltet. Es kann gesagt werden, dass die primärseitige Schaltung 34 eine Schaltschaltung (Schaltung zum Schalten) ist.
Der Transformator 36 enthält eine primärseitige Wicklung 36a und eine sekundärseitige Wicklung 36b. Der Transformator 36 kann die elektrische Energie von der primärseitigen Wicklung 36a abwärts wandeln, um die elektrische Energie der sekundärseitigen Wicklung 36b zuzuführen, und kann die elektrische Energie von der sekundärseitigen Wicklung 36b verstärken, um die elektrische Energie der primärseitigen Wicklung 36a zuzuführen. Ein Ende der primärseitigen Wicklung 36a ist zwischen das Schaltelement 34a und das Schaltelement 34b geschaltet, und das andere Ende der primärseitigen Wicklung 36a ist zwischen das Schaltelement 34c und das Schaltelement 34d geschaltet.
Die sekundärseitige Schaltung 38 enthält Schaltelemente 38a, 38b, 38c, 38d, Rückflussdioden 38e, 38f, 38g, 38h, die jeweils parallel zu den Schaltelementen 38a, 38b, 38c, 38d geschaltet sind, eine Spule 38i und einen Kondensator 38j. Das Schaltelement 38a und das Schaltelement 38b sind in Serie geschaltet, und das Schaltelement 38c und das Schaltelement 38d sind in Serie geschaltet. Ein Ende der sekundärseitigen Wicklung 36b ist zwischen das Schaltelement 38a und das Schaltelement 38b geschaltet, und das andere Ende der sekundärseitigen Wicklung 36b ist zwischen das Schaltelement 38c und das Schaltelement 38d geschaltet. Es kann gesagt werden, dass die sekundärseitige Schaltung 38 eine Schaltschaltung (Schaltung zum Schalten) ist.
Der sekundärseitige Filter 40 unterdrückt die Rauscherzeugung des ersten DC-DC-Wandlers 28 auf der Seite des Unterdrahtes zur elektrischen Energiezufuhr 24. In der Ausführungsform enthält der sekundärseitige Filter 40 eine Spule 40a und einen Kondensator 40b.
Die Steuerschaltung 42 steuert den Betrieb der Schaltelemente 34a, 34b, 34c, 34d der primärseitigen Schaltung 34 und den Betrieb der Schaltelemente 38a, 38b, 38c, 38d der sekundärseitigen Schaltung 38.
Im Folgenden wird der Betrieb des ersten DC-DC-Wandlers 28 beschrieben. Wenn der erste DC-DC-Wandler 28 den Abwärtswandlungsbetrieb durchführt, transformiert die primärseitige Schaltung 34 elektrische Gleichstromenergie in elektrische Wechselstromenergie, und nach der Abwärtswandlung durch den Transformator 36 transformiert die sekundärseitige Schaltung 38 elektrische Wechselstromenergie in elektrische Gleichstromenergie. In diesem Fall führen die Rückflussdioden 38e, 38f, 38g, 38h in der sekundärseitigen Schaltung 38 ohne den Betrieb der Schaltelemente 38a, 38b, 38c, 38d eine Gleichrichtung durch, und die Spule 38d und der Kondensator 38j führen eine Glätten durch. Dadurch ist es möglich, die elektrische Energie von dem Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr 10 abwärts zu wandeln und die elektrische Energie dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr 24 zuzuführen. Wenn andererseits der erste DC-DC-Wandler 28 den Verstärkungsbetrieb durchführt, transformiert die sekundärseitige Schaltung 38 elektrische Gleichstromenergie in elektrische Wechselstromenergie, und nach der Verstärkung durch den Transformator 36 transformiert die primärseitige Schaltung 34 elektrische Wechselstromenergie in elektrische Gleichstromenergie. Dabei führen die Rückflussdioden 34e, 34f, 34g, 34h in der primärseitigen Schaltung 34 ohne den Betrieb der Schaltelemente 34a, 34b, 34c, 34d eine Gleichrichtung durch, und der primärseitige Filter 32 führt ein Glätten durch.
Hier stellt die spezielle Schaltungskonfiguration des primärseitigen Filters 32, der primärseitigen Schaltung 34, der sekundärseitigen Schaltung 38 und des sekundärseitigen Filters 40 des ersten DC-DC-Wandlers 28, die in 2 gezeigt ist, nur ein Beispiel dar. Für den ersten DC-DC-Wandler 28 kann eine beliebige Konfiguration verwendet werden, wenn diese den Abwärtswandlungsbetrieb zum Abwärtswandeln der elektrischen Energie von dem Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr 10 durchführen und die elektrische Energie dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr 24 zuführen kann und den Verstärkungsbetrieb zum Verstärken der elektrischen Energie von dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr 24 und zum Zuführen der elektrischen Energie zu dem Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr 10 durchführen kann.
Der zweite DC-DC-Wandler 30 enthält einen primärseitigen Filter 44, eine primärseitige Schaltung 46, einen Transformator 48, eine sekundärseitige Schaltung 50, einen sekundärseitigen Filter 52 und eine Steuerschaltung 54. Der zweite DC-DC-Wandler 30 ist ein isolierter DC-DC-Wandler. Der primärseitige Filter 44, die primärseitige Schaltung 46, der Transformator 48, die sekundärseitige Schaltung 50, der sekundärseitige Filter 52 und die Steuerschaltung 54 sind in einem Gehäuse 58 enthalten.
Der primärseitige Filter 44 unterdrückt die Rauscherzeugung des zweiten DC-DC-Wandlers 30 auf der Seite des Hauptdrahtes zur elektrischen Energiezufuhr 10. In der Ausführungsform enthält der primärseitige Filter 44 einen Kondensator 44a.
Die primärseitige Schaltung 46 enthält Schaltelemente 46a, 46b, 46c, 46d und Rückflussdioden 46e, 46f, 46g, 46h, die jeweils parallel zu den Schaltelementen 46a, 46b, 46c, 46d geschaltet sind. Das Schaltelement 46a und das Schaltelement 46b sind in Serie geschaltet, und das Schaltelement 46c und das Schaltelement 46d sind in Serie geschaltet. Es kann gesagt werden, dass die primärseitige Schaltung 46 eine Schaltschaltung (Schaltung zum Schalten) ist.
Der Transformator 48 enthält eine primärseitige Wicklung 48a und eine sekundärseitige Wicklung 48b. Der Transformator 48 kann die elektrische Energie von der primärseitigen Wicklung 48a abwärts wandeln, um die elektrische Energie der sekundärseitigen Wicklung 48b zuzuführen. Ein Ende der primärseitigen Wicklung 48a ist zwischen das Schaltelement 46a und das Schaltelement 46b geschaltet, und das andere Ende der primärseitigen Wicklung 48a ist zwischen das Schaltelement 46c und das Schaltelement 46d geschaltet.
Die sekundärseitige Schaltung 50 enthält Dioden 50a, 50b, 50c, 50d, eine Spule 50e und einen Kondensator 50f. Die Dioden 50a, 50b, 50c, 50d bilden eine Brückenschaltung.
Der sekundärseitige Filter 52 unterdrückt die Rauscherzeugung des zweiten DC-DC-Wandlers 30 auf der Seite des Unterdrahtes zur elektrischen Energiezufuhr 24. In der Ausführungsform enthält der sekundärseitige Filter 52 eine Spule 52a und einen Kondensator 52b.
Die Steuerschaltung 54 steuert den Betrieb der Schaltelemente 46a, 46b, 46c, 46d der primärseitigen Schaltung 46.
Im Folgenden wird der Betrieb des zweiten DC-DC-Wandlers 30 beschrieben. Wenn der zweite DC-DC-Wandler 30 den Abwärtswandlungsbetrieb durchführt, transformiert die primärseitige Schaltung 46 elektrische Gleichstromenergie in elektrische Wechselstromenergie, und nach der Abwärtswandlung durch den Transformator 48 transformiert die sekundärseitige Schaltung 50 die elektrische Wechselstromenergie in elektrische Gleichstromenergie. Dabei führen die Dioden 50a, 50b, 50c, 50d in der sekundärseitigen Schaltung 50 eine Gleichrichtung durch, und die Spule 50e und der Kondensator 50f führen ein Glätten durch. Dadurch ist es möglich, die elektrische Energie von dem Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr 10 abwärts zu wandeln und die elektrische Energie dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr 24 zuzuführen.
Hier ist der zweite DC-DC-Wandler 30 nicht auf die in 2 gezeigte Konfiguration beschränkt, bei der die primärseitige Schaltung 46 die Schaltelemente 46a, 46b, 46c, 46d enthält und die Steuerschaltung 54 den Betrieb der primärseitigen Schaltung 46 steuert. Es ist möglich, eine Konfiguration zu verwenden, bei der die sekundärseitige Schaltung 50 Schaltelemente enthält und die Steuerschaltung 54 den Betrieb der sekundärseitigen Schaltung 50 steuert, oder eine Konfiguration zu verwenden, bei der sowohl die primärseitige Schaltung 46 als auch die sekundärseitige Schaltung 50 Schaltelemente enthalten und die Steuerschaltung 54 den Betrieb sowohl der primärseitigen Schaltung 46 als auch der sekundärseitigen Schaltung 50 steuert. Die spezielle Schaltungskonfiguration des primärseitigen Filters 44, der primärseitigen Schaltung 46, der sekundärseitigen Schaltung 50 und des sekundärseitigen Filters 52 des zweiten DC-DC-Wandlers 30, die in 2 gezeigt ist, ist nur ein Beispiel. Für den zweiten DC-DC-Wandler 30 kann eine beliebige Konfiguration verwendet werden, wenn diese den Abwärtswandlungsbetrieb zum Abwärtswandeln der elektrischen Energie von dem Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr 10 und zum Zuführen der elektrischen Energie zu dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr 24 durchführen kann.
In dem Elektrofahrzeug 2, das in 1 gezeigt ist, fließt, wenn das SMR 20 von dem nicht leitenden Zustand in den leitenden Zustand geschaltet wird, ein hoher Einschaltstrom durch den Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr 10 kurz nachdem das SMR 20 in den leitenden Zustand geschaltet wurde, wenn sich die Spannung der Hauptbatterie 4 von der Spannung des Glättungskondensators 14 der PCU 12 unterscheidet. Somit führt das Elektrofahrzeug 2 das Vor-Laden des Glättungskondensators 14 derart durch, dass die Spannung der Hauptbatterie 4 mit der Spannung des Glättungskondensators 14 übereinstimmt, bevor das SMR 20 von dem nicht leitenden Zustand in den leitenden Zustand geschaltet wird.
Wie es in 3 gezeigt ist, führt der erste DC-DC-Wandler 28 in dem Elektrofahrzeug 2 gemäß der Ausführungsform zu dem Zeitpunkt des Vor-Ladens des Glättungskondensators 14 den Verstärkungsbetrieb durch und der zweite DC-DC-Wandler 30 führt den Abwärtswandlungsbetrieb durch. Dabei wird ein Strom I1, der von der Hauptbatterie 4 durch den zweiten DC-DC-Wandler 30 zuzuführen ist, in den ersten DC-DC-Wandler 28 auf der Seite des Unterdrahtes zur elektrischen Energiezufuhr 24 zusätzlich zu einem Strom I2, der von der Unterbatterie 22 zuzuführen ist, eingegeben. Daher führt die Unterbatterie 22 die elektrische Energie dem Glättungskondensator 14 durch den ersten DC-DC-Wandler 28 zu, und außerdem führt die Hauptbatterie 4 die elektrische Energie durch den zweiten DC-DC-Wandler 30 und den ersten DC-DC-Wandler 28 zu. Eine derartige Konfiguration macht es möglich, die Zeit, die für das Vor-Laden des Glättungskondensators 14 benötigt wird, im Vergleich zu dem Fall zu verkürzen, in dem das Vor-Laden durch Zuführen der elektrischen Energie nur von der Unterbatterie 22 durchgeführt wird.
Hier ist es zum Verkürzen der Zeit, die für das Vor-Laden des Glättungskondensators 14 benötigt wird, nur notwendig, dass der erste DC-DC-Wandler 28 den Verstärkungsbetrieb durchführen kann und der zweite DC-DC-Wandler 30 den Abwärtswandlungsbetrieb durchführen kann. Daher kann beispielsweise, wie es in 4 gezeigt ist, der erste DC-DC-Wandler 28 ein unidirektionaler Verstärkungs-DC-DC-Wandler sein, der nur den Verstärkungsbetrieb zum Verstärken der elektrischen Energie von dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr 24 und zum Zuführen der elektrischen Energie zu dem Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr 10 durchführen kann. In dem Beispiel, das in 4 gezeigt ist, enthält die primärseitige Schaltung 34 des ersten DC-DC-Wandlers 28 Dioden 34i, 34j, 34k, 34l. Die Dioden 34i, 34j, 34k, 34l bilden eine Brückenschaltung. In diesem Fall ist es möglich, die Herstellungskosten im Vergleich zu einem Fall zu verringern, in dem der erste DC-DC-Wandler 28 ein bidirektionaler Abwärts-Aufwärts-DC-DC-Wandler (Abwärts-Verstärkungs-DC-DC-Wandler) ist.
Alternativ kann der zweite DC-DC-Wandler 30, wie es in 5 gezeigt ist, ein bidirektionaler Abwärts-Aufwärts-DC-DC-Wandler (Abwärts-Verstärkungs-DC-DC-Wandler) sein, der den Abwärtswandlungsbetrieb zum Abwärtswandeln der elektrischen Energie von dem Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr 10 und zum Zuführen der elektrischen Energie zu dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr 24 und den Verstärkungsbetrieb zum Verstärken der elektrischen Energie von dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr 24 und zum Zuführen der elektrischen Energie zu dem Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr 10 durchführen kann. In dem Beispiel, das in 5 gezeigt ist, enthält die sekundärseitige Schaltung 50 des zweiten DC-DC-Wandlers 30 Schaltelemente 50g, 50h, 50i, 50j, Rückflussdioden 50k, 50l, 50m, 50n, die jeweils parallel zu den Schaltelementen 50g, 50h, 50i, 50j geschaltet sind, eine Spule 50e und einen Kondensator 50f. Das Schaltelement 50g und das Schaltelement 50h sind in Serie geschaltet, und das Schaltelement 50i und das Schaltelement 50j sind in Serie geschaltet. Ein Ende der sekundärseitigen Wicklung 48b des Transformators 48 ist zwischen das Schaltelement 50g und das Schaltelement 50h geschaltet, und das andere Ende der sekundärseitigen Wicklung 48b ist zwischen das Schaltelement 50i und das Schaltelement 50j geschaltet. Es kann gesagt werden, dass die sekundärseitige Schaltung 50 eine Schaltschaltung (Schaltung zum Schalten) ist. In diesem Fall führt der zweite DC-DC-Wandler 30 den Verstärkungsbetrieb durch. Dadurch ist es möglich, die Hauptbatterie 4 unter Verwendung der elektrischen Energie der Unterbatterie 22 unabhängig von dem leitenden oder nicht leitenden Zustand des SMR 20 zu laden. Außerdem führt der erste DC-DC-Wandler 28 den Abwärtswandlungsbetrieb durch, und der zweite DC-DC-Wandler 30 führt den Verstärkungsbetrieb durch. Dadurch ist es möglich, die Hauptbatterie 4 mit der elektrischen Energie, die von dem ersten Elektromotor 6 oder dem zweiten Elektromotor 8 erzeugt wird, unabhängig von dem leitenden oder nicht leitenden Zustand des SMR 20 zu laden.
Hier können der erste DC-DC-Wandler 28 und der zweite DC-DC-Wandler 30 auf verschiedene Weise in dem Elektrofahrzeug 2 montiert sein. Wie es beispielsweise in 2 gezeigt ist, können der erste DC-DC-Wandler 28 und der zweite DC-DC-Wandler 30 in dem Elektrofahrzeug 2 montiert sein, wobei sie in separaten Gehäusen 56, 58 enthalten sind. In diesem Fall ist es möglich, die Größe der jeweiligen Gehäuse 56, 58 zu verringern und daher die Flexibilität der Montage in dem Elektrofahrzeug 2 im Vergleich zu einem Fall zu erhöhen, in dem der erste DC-DC-Wandler 28 und der zweite DC-DC-Wandler 30 in einem einzigen Gehäuse enthalten sind.
Alternativ können, wie es in 6 bis 8 gezeigt ist, der erste DC-DC-Wandler 28 und der zweite DC-DC-Wandler 30 in einem einzigen Gehäuse enthalten sein. In diesem Fall ist es möglich, verschiedene Bestandteile gemeinsam zu verwenden und die Herstellungskosten im Vergleich zu einem Fall zu verringern, in dem der erste DC-DC-Wandler 28 und der zweite DC-DC-Wandler 30 in separaten Gehäusen enthalten sind.
Wie es beispielsweise in 6 gezeigt ist, können der erste DC-DC-Wandler 28 und der zweite DC-DC-Wandler 30 in einem einzigen Gehäuse 60 enthalten sein, und die Steuerschaltung 42 des ersten DC-DC-Wandlers 28 und die Steuerschaltung 54 des zweiten DC-DC-Wandlers 30 können als gemeinsame Steuerschaltung 62 ausgebildet sein. In diesem Fall steuert die einzige Steuerschaltung 62 den Betrieb der primärseitigen Schaltung 34 und/oder der sekundärseitigen Schaltung 38, die Schaltschaltungen des ersten DC-DC-Wandlers 28 sind, und den Betrieb der primärseitigen Schaltung 46 und/oder der sekundärseitigen Schaltung 50, die Schaltschaltungen des zweiten DC-DC-Wandlers 30 sind.
Alternativ können, wie es in 7 gezeigt ist, der erste DC-DC-Wandler 28 und der zweite DC-DC-Wandler 30 in einem einzigen Gehäuse 60 enthalten sein, und der sekundärseitige Filter 40 des ersten DC-DC-Wandlers 28 und der sekundärseitige Filter 52 des zweiten DC-DC-Wandlers 30 können ein gemeinsamer sekundärseitiger Filter 64 sein. In dem Beispiel, das in 7 gezeigt ist, enthält der sekundärseitige Filter 64 eine Spule 64a und einen Kondensator 64b. Der sekundärseitige Filter 64 unterdrückt die Rauscherzeugung des ersten DC-DC-Wandlers 28 auf der Seite des Unterdrahtes zur elektrischen Energiezufuhr 24 und unterdrückt die Rauscherzeugung des zweiten DC-DC-Wandlers 30 auf der Seite des Unterdrahtes der elektrischen Energiezufuhr 24. In diesem Fall kann beispielsweise, wie es in 8 gezeigt ist, der gemeinsame sekundärseitige Filter 64 außerhalb des Gehäuses 60 anstelle in dem Inneren des Gehäuses 60 angeordnet sein. In dem Beispiel, das in 8 gezeigt ist, ist der gemeinsame sekundärseitige Filter 64 in einem Verbinder oder Stecker 66 enthalten, der das Gehäuse 60 und den Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr 24 miteinander verbindet. Gewöhnlicherweise dient der sekundärseitige Filter 64 zum Unterdrücken der Erzeugung von Funkrauschen in dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr 24, und es ist notwendig, für jeden Fahrzeugtyp des Elektrofahrzeugs 2 eine andere Abstimmung durchzuführen. Gemäß der Konfiguration, die in 8 gezeigt ist, ist es nur notwendig, die Abstimmung des sekundärseitigen Filters 64 in dem Verbinder 66 entsprechend dem Fahrzeugtyp des Elektrofahrzeugs 2 durchzuführen, und es ist nicht notwendig, die Bestandteile in dem Gehäuse 60 zu ändern.
Hier können ähnlich wie bei dem Beispiel, das in 6 gezeigt ist, die Beispiele, die in 7 und 8 gezeigt sind, derart ausgebildet sein, dass die Steuerschaltung 42 des ersten DC-DC-Wandlers 28 und die Steuerschaltung 54 des zweiten DC-DC-Wandlers 30 als gemeinsame Steuerschaltung 62 ausgebildet sind und die einzige Steuerschaltung 62 den Betrieb der primärseitigen Schaltung 34 und/oder der sekundärseitigen Schaltung 38 steuert, die Schaltschaltungen des ersten DC-DC-Wandlers 28 sind, und den Betrieb der primärseitigen Schaltung 46 und/oder der sekundärseitigen Schaltung 50 steuert, die Schaltschaltungen des zweiten DC-DC-Wandlers 30 sind.
Wie es oben beschrieben wurde, enthält das Elektrofahrzeug 2 gemäß der Ausführungsform die Hauptbatterie 4, den Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr 10, der mit der Hauptbatterie 4 verbunden ist, die PCU 12, die den Glättungskondensator 14 enthält, der die Spannung des Hauptdrahtes zur elektrischen Energiezufuhr 10 glättet, das SMR 20 (das dem Schalter entspricht), das zwischen der Hauptbatterie 4 und der PCU 12 angeordnet ist und den Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr 10 zwischen dem leitenden und dem nicht leitenden Zustand schaltet, die Unterbatterie 22, die eine niedrigere Spannung als die Hauptbatterie 4 aufweist, den Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr 24, der mit der Unterbatterie 22 verbunden ist, den ersten DC-DC-Wandler 28, der den Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr 10 auf der Seite der PCU 12 in Bezug auf das SMR 20 und den Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr 24 miteinander verbindet und den Verstärkungsbetrieb zum Verstärken der elektrischen Energie von dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr 24 und zum Zuführen der elektrischen Energie zu dem Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr 10 durchführen kann, und den zweiten DC-DC-Wandler 30, der den Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr 10 auf der Seite der Hauptbatterie 4 in Bezug auf das SMR 20 und den Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr 24 miteinander verbindet und den Abwärtswandlungsbetrieb zum Abwärtswandeln der elektrischen Energie von dem Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr 10 und zum Zuführen der elektrischen Energie zu dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr 24 durchführen kann.
Oben wurden spezielle Beispiele der vorliegenden Erfindung genauer beschrieben. Diese stellen jedoch nur Beispiele dar und beschränken den Bereich der Ansprüche nicht. Die Technik, die in den Ansprüchen angegeben ist, beinhaltet verschiedene Modifikationen und Alternativen der oben beschriebenen speziellen Beispiele. Die technischen Elemente, die in der Beschreibung und den Zeichnungen beschrieben bzw. gezeigt sind, zeigen den technischen Nutzen unabhängig oder durch verschiedene Kombinationen, ohne auf die in den Ansprüchen beschriebenen Kombinationen beschränkt zu sein. Außerdem kann die Technik, die in der Beschreibung oder in den Zeichnungen beispielhaft dargestellt ist, mehrere Aufgaben gleichzeitig lösen und weist auch durch Lösung nur einer dieser Aufgaben einen technischen Nutzen auf.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2007-318849 A [0002, 0003]

Claims

Elektrofahrzeug, das aufweist: eine Hauptbatterie (4); einen Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr (10), der mit der Hauptbatterie (4) verbunden ist; eine Elektroenergiesteuereinheit (12), die einen Glättungskondensator (14) enthält, der eine Spannung des Hauptdrahtes zur elektrischen Energiezufuhr (10) glättet; einen Schalter (20a) der zwischen der Hauptbatterie (4) und der Elektroenergiesteuereinheit (12) angeordnet ist, wobei der Schalter (20a) ausgelegt ist, den Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr (10) zwischen einem leitenden und einem nicht leitenden Zustand zu schalten; eine Unterbatterie (22), die eine niedrigere Spannung als die Hauptbatterie (4) aufweist; einen Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr (24), der mit der Unterbatterie (22) verbunden ist; einen ersten DC-DC-Wandler (28), der den Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr (10) und den Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr (24) miteinander verbindet, wobei der Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr (10) den Schalter (20a) und die Elektroenergiesteuereinheit (12) miteinander verbindet, wobei der erste DC-DC-Wandler (28) ausgelegt ist, elektrische Energie von dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr (24) zu verstärken und die elektrische Energie dem Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr (10) zuzuführen; und einen zweiten DC-DC-Wandler (30), der den Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr (10) und den Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr (24) miteinander verbindet, wobei der Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr (10) den Schalter (20a) und die Hauptbatterie (4) miteinander verbindet, wobei der zweite DC-DC-Wandler (30) ausgelegt ist, elektrische Energie von dem Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr (10) abwärts zu wandeln und die elektrische Energie dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr (24) zuzuführen.
Elektrofahrzeug nach Anspruch 1, wobei der erste DC-DC-Wandler (28) ein bidirektionaler DC-DC-Wandler ist, der außerdem in der Lage ist, einen Abwärtswandlungsbetrieb zum Abwärtswandeln von elektrischer Energie von dem Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr (10) und zum Zuführen der elektrischen Energie zu dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr (24) durchzuführen.
Elektrofahrzeug nach Anspruch 2, wobei der zweite DC-DC-Wandler (30) ein unidirektionaler DC-DC-Wandler ist, der nur in der Lage ist, den Abwärtswandlungsbetrieb durchzuführen.
Elektrofahrzeug nach Anspruch 2, wobei der zweite DC-DC-Wandler (30) ein bidirektionaler DC-DC-Wandler ist, der außerdem in der Lage ist, einen Verstärkungsbetrieb zum Verstärken von elektrischer Energie von dem Unterdraht zur elektrischen Energiezufuhr (24) und zum Zuführen der elektrischen Energie zu dem Hauptdraht zur elektrischen Energiezufuhr (10) durchzuführen.
Elektrofahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das außerdem einen Filter aufweist, der ausgelegt ist, i) eine Rauscherzeugung des ersten DC-DC-Wandlers (28) auf der Seite des Unterdrahtes zur elektrischen Energiezufuhr (24) zu unterdrücken; und ii) eine Rauscherzeugung des zweiten DC-DC-Wandlers (30) auf der Seite des Unterdrahtes zur elektrischen Energiezufuhr (24) zu unterdrücken.
Elektrofahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das außerdem eine Steuerschaltung aufweist, die ausgelegt ist, i) einen Betrieb einer Schaltschaltung des ersten DC-DC-Wandlers (28) zu steuern; und ii) einen Betrieb einer Schaltschaltung des zweiten DC-DC-Wandlers (30) zu steuern.