DE102021132360A1 - Elektrisches system mit boost-wandlerfunktion - Google Patents

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Rashmi Prasad
Chandra S. Namuduri
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Abstract

Ein elektrisches System kann ein wiederaufladbares Energiespeichersystem (RESS) und einen Wechselrichter umfassen, der mit dem RESS verbunden ist. Der Wechselrichter kann so konfiguriert sein, dass er einen Fahrmotor mit elektrischer Energie versorgt. Das elektrische System umfasst eine Vielzahl von Maschinenwicklungen, die zwischen einer Vielzahl von ersten Schaltern und dem Fahrmotor angeschlossen sind. Jeder Schalter der mehreren ersten Schalter ist so konfiguriert, dass er zwischen einem geschlossenen Zustand übergeht, um einen Stromfluss zwischen dem Wechselrichter und dem Fahrmotor zu ermöglichen. Das elektrische System umfasst eine Vielzahl von Induktionsspulen, die zwischen einer Vielzahl von zweiten Schaltern und einer bordunabhängigen Stromquelle angeschlossen sind. Jeder Schalter der mehreren zweiten Schalter ist so konfiguriert, dass er zwischen einem geschlossenen Zustand wechselt, um einen Stromfluss zwischen der bordinternen Stromquelle und dem Wechselrichter zum Laden des RESS zu ermöglichen.

Description

  • EINFUHRUNG
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein elektrisches Fahrzeugsystem mit Boost-Wandlerfunktion.
  • Ein Hybrid- oder batterieelektrisches Fahrzeuggetriebe umfasst in der Regel eine oder mehrere mehrphasige Hochspannungs-Elektromaschinen in Form einer Motor-Generator-Einheit oder eines elektrischen Fahrmotors. Die Elektromaschinen liefern bzw. laden Energie an eine wiederaufladbare Gleichstrombatterie (DC) oder entnehmen ihr Energie. Die erregten Elektromaschinen passen die Drehmomente der verschiedenen Zahnradsätze des Getriebes an, um einen optimalen Systemwirkungsgrad zu erreichen. In der Regel wird ein Gleichstrom-Aufwärtswandler verwendet, um die Ausgangsspannung der Batterie auf ein für die elektrischen Maschinen geeignetes Niveau zu erhöhen.
  • Die Halbleiterschalter eines Wechselrichtermoduls werden über Pulsweitenmodulation oder andere Schaltsteuersignale gesteuert, um die verstärkte Batterieausgangsspannung in eine Wechselstromausgangsspannung umzuwandeln. Die AC-Ausgangsspannung des Wechselrichtermoduls wird schließlich an die einzelnen Phasenwicklungen der elektrischen Maschine übertragen. Die erregte elektrische Maschine treibt den Antriebsstrang des Fahrzeugs an.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein Beispiel für ein elektrisches System wird offenbart. Das elektrische System kann ein wiederaufladbares Energiespeichersystem (RESS) und einen mit dem RESS verbundenen Wechselrichter umfassen. Der Wechselrichter kann so konfiguriert sein, dass er einen Fahrmotor mit elektrischer Energie versorgt. Das elektrische System umfasst eine Vielzahl von Maschinenwicklungen, die zwischen einer Vielzahl von ersten Schaltern und dem Fahrmotor angeschlossen sind. Jeder Schalter der mehreren ersten Schalter ist so konfiguriert, dass er zwischen einem geschlossenen Zustand, der einen Stromfluss zwischen dem Wechselrichter und dem Fahrmotor ermöglicht, und einem offenen Zustand, der einen Stromfluss zwischen dem Wechselrichter und dem Fahrmotor verhindert, übergeht. Das elektrische System umfasst eine Vielzahl von Induktorwicklungen, die zwischen einer Vielzahl von zweiten Schaltern und einer bordunabhängigen Stromquelle angeschlossen sind. Jeder Schalter aus der Vielzahl der zweiten Schalter ist so konfiguriert, dass er zwischen einem geschlossenen Zustand, der einen Stromfluss zwischen der bordinternen Stromquelle und dem Wechselrichter zum Laden des RESS ermöglicht, und einem offenen Zustand, der einen Stromfluss zwischen der bordinternen Stromquelle und dem Wechselrichter verhindert, wechselt.
  • In anderen Merkmalen besteht jede Wicklung der mehreren Maschinenwicklungen aus Wicklungen des Fahrmotors.
  • In anderen Merkmalen ist jede Wicklung der Vielzahl von Induktorwicklungen um einen gemeinsamen Magnetkern angeordnet.
  • In anderen Merkmalen ist jede Wicklung der mehreren Induktorwicklungen um einen anderen Magnetkern angeordnet.
  • In anderen Merkmalen umfasst der Wechselrichter eine Reihe von Halbleiterschaltern, die so konfiguriert sind, dass sie Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umwandeln.
  • In anderen Merkmalen besteht jeder Halbleiterschalter des Halbleiterschaltersatzes aus einer spannungsgesteuerten Schaltvorrichtung.
  • In anderen Merkmalen umfasst die spannungsgesteuerte Schaltvorrichtung mindestens einen eines Silizium-Bipolartransistors mit isoliertem Gate (IGBT), eines Siliziumkarbid-Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistors (MOSFET), eines Silizium-Superjunction-MOSFET, eines Galliumnitrid-Feldeffekttransistors (FET), eines SiC-Feldeffekttransistors mit Sperrschicht (JFET), einer Vorrichtung mit Breitbandlücke (WBG) oder einer Vorrichtung mit Ultrabreitbandlücke (UWBG).
  • In anderen Merkmalen umfasst der Wechselrichter eine Vielzahl von Phasenschenkeln, wobei jeder Phasenschenkel der Vielzahl von Phasenschenkeln ein Paar von Halbleiterschaltern aus dem Satz von Halbleiterschaltern umfasst, wobei jeder Phasenschenkel selektiv mit einer entsprechenden Maschinenwicklung der Vielzahl von Maschinenwicklungen oder eines entsprechenden Induktors der Vielzahl von Induktoren verbunden ist.
  • In anderen Merkmalen wird mindestens ein Halbleiterschalter eines ersten Phasenschenkels und eines zweiten Phasenschenkels pulsbreitenmoduliert, um einen Stromfluss durch mindestens einen der beiden Phasenschenkel zu ermöglichen.
  • In anderen Merkmalen fließt Strom durch mindestens zwei Induktorwicklungen der Vielzahl von Induktorwicklungen, um eine Spannung von der bordseitigen Stromquelle von einer ersten Spannung auf eine zweite Spannung zu erhöhen.
  • Ein Beispiel für ein elektrisches System wird offenbart. Das elektrische System kann ein wiederaufladbares Energiespeichersystem (RESS) und einen mit dem RESS verbundenen Wechselrichter umfassen. Der Wechselrichter kann so konfiguriert sein, dass er einen Fahrmotor mit elektrischer Energie versorgt. Das elektrische System umfasst eine Vielzahl von Maschinenwicklungen, die zwischen einer Vielzahl von ersten Schaltern und dem Fahrmotor angeschlossen sind. Jeder Schalter der mehreren ersten Schalter ist so konfiguriert, dass er zwischen einem geschlossenen Zustand, der einen Stromfluss zwischen dem Wechselrichter und dem Fahrmotor ermöglicht, und einem offenen Zustand, der einen Stromfluss zwischen dem Wechselrichter und dem Fahrmotor verhindert, übergeht. Das elektrische System umfasst eine Vielzahl von Induktorwicklungen, die zwischen einer Vielzahl von zweiten Schaltern und einer bordunabhängigen Stromquelle angeschlossen sind. Jeder Schalter aus der Vielzahl der zweiten Schalter ist so konfiguriert, dass er zwischen einem geschlossenen Zustand, der einen Stromfluss zwischen der bordinternen Stromquelle und dem Wechselrichter zum Laden des RESS ermöglicht, und einem offenen Zustand, der einen Stromfluss zwischen der bordinternen Stromquelle und dem Wechselrichter verhindert, wechselt. Das elektrische System umfasst ein Steuergerät, das mit der Mehrzahl von ersten Schaltern, der Mehrzahl von zweiten Schaltern und einem Wechselrichter-Steuergerät verbunden ist. Das Steuergerät ist so konfiguriert, dass es Steuersignale an die mehreren ersten Schalter, die mehreren zweiten Schalter und das Steuergerät des Wechselrichters überträgt, um einen Stromfluss zwischen der bordinternen Stromquelle und dem Wechselrichter zu ermöglichen, um den RESS während eines Ladevorgangs zu laden.
  • In anderen Merkmalen besteht jede Wicklung der mehreren Maschinenwicklungen aus Wicklungen des Fahrmotors.
  • In anderen Merkmalen ist jede Wicklung der Vielzahl von Induktorwicklungen um einen gemeinsamen Magnetkern angeordnet.
  • In anderen Merkmalen ist jede Wicklung der mehreren Induktorwicklungen um einen anderen Magnetkern angeordnet.
  • In anderen Merkmalen umfasst der Wechselrichter eine Reihe von Halbleiterschaltern, die so konfiguriert sind, dass sie Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umwandeln.
  • In anderen Merkmalen umfasst jeder Halbleiterschalter des Satzes von Halbleiterschaltern eine spannungsgesteuerte Schaltvorrichtung, wobei die spannungsgesteuerte Schaltvorrichtung mindestens einen der folgenden Transistoren umfasst: einen Silizium-Isolierschicht-Bipolartransistor (IGBT), einem Siliziumkarbid-Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET), einem Silizium-Superübergangs-MOSFET, einem Galliumnitrid-(GaN)-Feldeffekttransistor (FET), einem SiC-Übergangs-Gate-Feldeffekttransistor (JFET), einem Breitbandlücken-Bauelement (WBG) oder einem Ultrabreitbandlücken-Bauelement (UWBG).
  • In anderen Merkmalen umfasst der Wechselrichter eine Vielzahl von Phasenschenkeln, wobei jeder Phasenschenkel der Vielzahl von Phasenschenkeln ein Paar von Halbleiterschaltern aus dem Satz von Halbleiterschaltern umfasst, wobei jeder Phasenschenkel selektiv mit einer entsprechenden Maschinenwicklung der Vielzahl von Maschinenwicklungen oder eines entsprechenden Induktors der Vielzahl von Induktoren verbunden ist.
  • Darüber hinaus erhält das Steuergerät Software-Updates per Over-the-Air-Programmierung.
  • Darüber hinaus ist der Regler so konfiguriert, dass er Steuersignale zur Steuerung des Stromflusses überträgt, um Drehmomentstörungen zu mindern und die Funktionalität des Umrichters zu erhöhen.
  • Es wird ein Verfahren offenbart, das die Feststellung einschließt, ob eine Verbindung mit einer bordunabhängigen Stromquelle hergestellt wurde. Das Verfahren umfasst auch die Übertragung mindestens eines Steuersignals an einen Wechselrichter und an mindestens einen ersten Schalter, um einen Stromfluss zwischen dem Wechselrichter und einer Vielzahl von Maschinenwicklungen eines Fahrmotors zu verhindern, und an mindestens einen zweiten Schalter, um während eines Ladevorgangs einen Stromfluss zwischen der bordseitigen Stromquelle durch eine Vielzahl von Induktorwicklungen zu einem wiederaufladbaren Energiespeichersystem (RESS) zu ermöglichen.
  • In anderen Ausführungsformen ist die Mehrzahl der Induktorwicklungen im RESS oder im Wechselrichter angeordnet.
  • Weitere Anwendungsbereiche werden sich aus der vorliegenden Beschreibung ergeben. Es sollte verstanden werden, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur zur Veranschaulichung dienen und den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken sollen.
  • Figurenliste
  • Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
    • 1A ist eine schematische Darstellung eines Beispiel-Kraftfahrzeugs, das an eine bordinterne Gleichstrom-Schnellladestation angeschlossen ist;
    • 1B ist eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Kraftfahrzeugs, das mit einem anderen Kraftfahrzeug verbunden ist, um von Fahrzeug zu Fahrzeug geladen zu werden,
    • 2A ist ein Blockdiagramm eines Beispiels eines elektrischen Systems gemäß einer Beispielimplementierung;
    • 2B ist ein Blockdiagramm eines Beispiels für ein elektrisches System gemäß einer Beispielimplementierung;
    • 3 ist ein Schaltplan des elektrischen Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 4 ist ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Prozess zum Aufladen eines RESS eines Fahrzeugs über eine bordunabhängige Stromquelle gemäß einer beispielhaften Implementierung zeigt.
  • AUSFÜHIZLICHE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhaft und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendung nicht einschränken.
  • Einige Hybrid- oder batteriebetriebene Elektrofahrzeuge können über integrierte, wiederaufladbare Energiespeichersysteme (RESS) verfügen, die eine Spannung speichern, die größer ist als die zum Aufladen der RESS des Fahrzeugs verfügbare Spannung. In diesen Fällen kann das Fahrzeug einen zusätzlichen DC-DC-Wandler benötigen, um die Spannung von einer bordinternen Stromquelle während des Ladevorgangs auf das RESS zu erhöhen. Zusätzliche DC-DC-Wandler können zu einem Anstieg der Kosten, der Masse und des Volumens des Fahrzeugs führen.
  • Die vorliegende Offenbarung beschreibt ein elektrisches System, das über Wechselrichterschalter und einen Satz von Induktorwicklungen die Funktionalität eines Aufwärtswandlers bietet. Beispielsweise kann eine Steuerung, wie eine Wechselrichtersteuerung, selektiv einen oder mehrere Schalter von einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand oder umgekehrt überführen, um zu bewirken, dass elektrische Energie von einer bordinternen Energiequelle zum RESS geleitet wird. Die elektrische Leistung kann durch eine oder mehrere der Induktorwicklungen über einen Wechselrichter geleitet werden, so dass die Spannung relativ zur Spannung der bordinternen Stromquelle erhöht wird.
  • 1A zeigt ein Beispiel für eine Gleichstrom-Ladeschaltung 10 als Teil eines Kraftfahrzeugs 20. Das Fahrzeug 20 ist so dargestellt, dass es einen Gleichstrom-Schnellladevorgang durchläuft, bei dem die Gleichstrom-Ladeschaltung 10 über einen Ladeanschluss 11 und ein Ladekabel 15 elektrisch mit einer externen Gleichstrom-Schnellladestation 30 verbunden ist, z. B. unter Verwendung eines SAE J1772-Ladesteckers, CHAdeMO oder eines anderen geeigneten regionalen oder nationalen Standard-Ladesteckers oder -verbinders. Die vorliegende Lehre ist unabhängig vom jeweiligen Ladestandard, der letztendlich bei einem Gleichstrom-Schnellladevorgang mit der Gleichstrom-Schnellladestation 30 verwendet wird, und daher sind die oben genannten Beispiele lediglich illustrativ.
  • Die Gleichstrom-Ladeschaltung 10 kann als Teil des Kraftfahrzeugs 20 sowie anderer elektrischer Systeme wie stationärer oder mobiler Kraftwerksroboter oder Plattformen verwendet werden. Bei Fahrzeuganwendungen können auch Nicht-Kraftfahrzeuge wie Flugzeuge, Wasserfahrzeuge und Schienenfahrzeuge in den Genuss ähnlicher Vorteile kommen. Die Gleichstrom-Ladeschaltung 10 kann als Teil eines Antriebsstrangs eines mobilen Systems, wie dem Beispielfahrzeug 20, abgesichert werden. Zur Veranschaulichung wird im Folgenden eine Anwendung der Gleichstromladeschaltung 10 als integraler Bestandteil des Fahrzeugs 20 in einem Kraftfahrzeugkontext beschrieben, ohne die vorliegende Offenbarung auf eine solche Implementierung zu beschränken.
  • Das Fahrzeug 20 von 1A umfasst eine Karosserie 12 und Antriebsräder 14. Die Karosserie 12 kann den Ladeanschluss 11 an einer für den Benutzer zugänglichen Stelle definieren oder enthalten. Das Fahrzeug 20 kann auf verschiedene Weise als Plug-in-Elektrofahrzeug mit einem bordeigenen wiederaufladbaren Energiespeichersystem (RESS) 115 ausgeführt sein, wie in den 2A und 2B dargestellt und nachstehend beschrieben, z. B. ein mehrzelliges Lithium-Ionen-, Zink-Luft-, Nickel-Metallhydrid- oder Bleisäure-Gleichstrom-Batteriepaket, das selektiv unter Verwendung der bordeigenen Gleichstrom-Schnellladestation 30 von 1A aufgeladen werden kann. Der Gleichstrom-Ladeschaltkreis 10, wie er am besten in den 2A und 2B dargestellt ist, umfasst Antriebsstrang-/Fahrantriebskomponenten des Fahrzeugs 20, zu deren üblichen Funktionen der Antrieb einer elektrischen Maschine (ME), z. B. eines Fahrmotors 114, gehören kann, um ein Motordrehmoment zu erzeugen und an die Antriebsräder 14 zum Antrieb des Fahrzeugs 20 oder zur Durchführung anderer nützlicher Arbeiten an Bord des Fahrzeugs 20 zu liefern. 1B illustriert eine Beispielimplementierung des Fahrzeug-zu-Fahrzeug (V2V)-Ladens. Wie dargestellt, kann ein erstes Fahrzeug 20-1 verwendet werden, um ein zweites Fahrzeug 20-2 zumindest teilweise aufzuladen, oder umgekehrt. Das erste Fahrzeug 20-1 und/oder das zweite Fahrzeug 20-2 können ein elektrisches System, wie hier beschrieben, enthalten.
  • 2A und 2B zeigen ein Blockdiagramm eines elektrischen Systems 100 für das Fahrzeug 20 gemäß verschiedenen Implementierungen. Wie dargestellt, umfasst das elektrische System 100 das bordeigene wiederaufladbare Energiespeichersystem (RESS) 115, das für die Speicherung von elektrischer Hochspannungsenergie geeignet ist, die für den Antrieb eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb, wie dem Fahrzeug 20 von 1A, verwendet wird. Bei dem RESS 115 kann es sich um ein Deep-Cycle-Batteriesystem mit hoher Ampere-Kapazität handeln, das für etwa vierhundert (400) bis etwa achthundert (800) Volt Gleichstrom (VDC) oder mehr ausgelegt ist, beispielsweise in Abhängigkeit von der gewünschten Fahrzeugreichweite, dem Gesamtgewicht des Fahrzeugs und den Leistungswerten der verschiedenen Verbraucher, die in verschiedenen Implementierungen elektrische Energie aus dem RESS 115 beziehen. Es versteht sich jedoch, dass die RESS 115 auch für andere Spannungen ausgelegt sein kann. Ein DC-Zwischenkreiskondensator Co kann zwischen den positiven und negativen Anschlüssen des Wechselrichters angeschlossen werden, wie in 3 dargestellt.
  • Die RESS 115 kann eine oder mehrere unabhängig voneinander wiederaufladbare Hochspannungsbatterien enthalten. Die RESS 115 kann mit einer Hochspannungs-Gleichstromschiene 160 und einem Wechselrichter 162 verbunden sein, um die Übertragung von elektrischer Energie zum und vom Fahrmotor 114 zu regeln.
  • Das Fahrzeug 20 kann außerdem einen oder mehrere Zusatzverbraucher 170 enthalten. In einer Beispielimplementierung können die Zubehörlasten 170 verschiedene Lasten umfassen, die elektrische Leistung aus dem elektrischen System 100 beziehen. In einem Ausführungsbeispiel kann die RESS 115 so ausgelegt sein, dass sie eine erste Spannung speichert, z. B. etwa achthundert (800) VDC. Eine bordinterne Stromquelle, wie z. B. die bordinterne Gleichstrom-Schnellladestation 30 oder ein anderes Fahrzeug, kann jedoch so konfiguriert sein, dass sie eine Spannung mit einer zweiten Spannung liefert, die niedriger ist als die erste Spannung, z. B. vierhundert (400) VDC. Wie im Folgenden näher erläutert, kann das elektrische System 100 so konfiguriert sein, dass es die von der bordinternen Stromquelle gelieferte Spannung erhöht.
    Das elektrische System 100 umfasst ferner ein Steuergerät 150, einen ersten Schalter 102, einen zweiten Schalter 103 und einen dritten Schalter 104 zur Steuerung eines DC-DC-Verstärkungsbetriebs zur Lieferung von elektrischer Energie an das RESS 115 von der bordunabhängigen Stromquelle. Die dargestellte bordfremde Stromquelle umfasst eine Gleichstrom-Schnellladestation 30, es versteht sich jedoch, dass die bordfremde Stromquelle auch ein anderes Fahrzeug umfassen kann.
  • Bei den Schaltern 102, 103 und 104 kann es sich um Schütze oder Halbleiterrelais handeln, die sich unter elektrischer Last schließen, um die unverzügliche oder nahezu unverzügliche Versorgung des Antriebssystems des Fahrzeugs mit elektrischer Energie zu gewährleisten und eine beliebige Anzahl von Zubehörteilen im Fahrzeug zu betreiben. In einem anderen Ausführungsbeispiel können einer oder mehrere der Schalter 102 und 103 durch einen einpoligen Umschalter (Single Pole Double Throw, SPDT) ersetzt werden. In dieser Implementierung ist der SPDT 105 durch das Steuergerät 150 steuerbar, damit die bordinterne Stromquelle entweder mit dem RESS 115 oder mit einem Satz von Induktorwicklungen 167 verbunden werden kann, was weiter unten ausführlicher behandelt wird.
  • Das Steuergerät 150 kann mindestens einen Prozessor und einen ausreichenden Speicher zum Speichern von computerlesbaren Anweisungen umfassen. Der Speicher umfasst einen greifbaren, nicht transitorischen Speicher, z. B. einen Festwertspeicher, sei es ein optischer, magnetischer, Flash- oder anderer Speicher. Das Steuergerät 150 umfasst auch ausreichende Mengen an Direktzugriffsspeicher, elektrisch löschbarem programmierbarem Festwertspeicher und dergleichen sowie einen Hochgeschwindigkeitstaktgeber, Analog-Digital- und Digital-Analog-Schaltungen, Eingangs-/Ausgangsschaltungen und -vorrichtungen sowie geeignete Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungen. Das Steuergerät 150 kann Ladeanforderungssignale von einem oder mehreren elektronischen Steuergeräten (ECUs) des Fahrzeugs 20 empfangen. Beispielsweise kann ein Steuergerät, das mit der Fahrzeug-Ladestation oder dem Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationssystem verbunden ist, ein Signal bereitstellen, das anzeigt, dass der RESS 115 von einer Quelle geladen werden muss, die eine niedrigere Spannung als die RESS-Spannung hat, und das Steuergerät 150 kann den Boost-Gleichstrom-Gleichstrom-Betrieb einleiten, wie unten beschrieben. Wenn die Gleichstrom-Schnellladestation 30 in der Lage ist, die erforderliche Ladespannung für das RESS 115 direkt zu liefern, können die Schalter 102 und 103 geschlossen und der Schalter 104 geöffnet sein, d. h. der Boost-Betrieb wird nicht verwendet.
  • Wie in den 2A bis 3 gezeigt, umfasst das elektrische System 100 außerdem eine Wechselrichtersteuerung 180, die den Betrieb der Halbleiterschalter S1 bis S6 des Wechselrichters 162 steuert, die im Folgenden mit Bezug auf die 2A bis 3 näher beschrieben werden. Die Wechselrichtersteuerung 180 kann mindestens einen Prozessor und einen ausreichenden Speicher zum Speichern von computerlesbaren Anweisungen umfassen. Der Speicher umfasst einen greifbaren, nicht-übertragbaren Speicher, z. B. einen Festwertspeicher, sei es ein optischer, magnetischer, Flash-Speicher oder ein anderer. Die Umrichtersteuerung 180 umfasst auch ausreichende Mengen an Direktzugriffsspeicher, elektrisch löschbarem programmierbarem Festwertspeicher und dergleichen sowie einen Hochgeschwindigkeitstaktgeber, Analog-Digital- und Digital-Analog-Schaltungen und Eingangs-/Ausgangsschaltungen und -vorrichtungen sowie geeignete Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungen.
  • In einer Beispielimplementierung kann die Wechselrichtersteuerung 180 Signale von der Steuerung 150 und/oder von Sensoren innerhalb des Wechselrichters und des Fahrmotors 114 empfangen. Die Sensoren können zum Beispiel Phasenstromsensoren und/oder Rotorpositionssensoren sein und Signale liefern, die einen Phasenstrom und/oder eine Position des Rotors anzeigen. Der Wechselrichter-Controller 180 kann die Halbleiterschalter S1 bis S6 steuern, indem er ein Signal an ein oder mehrere Gates liefert, um die Halbleiterschalter S1 bis S6 zu veranlassen, zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand zu wechseln, wie unten ausführlicher beschrieben.
  • 3 zeigt ein Beispiel für eine schematische Darstellung des elektrischen Systems 100. Der Wechselrichter 162 kann einen bidirektionalen Gleichstrom-Wechselstrom- und Wechselstrom-Gleichstrom-Stromrichter umfassen, der Teil eines Traktionsstrom-Wechselrichtermoduls (TPIM) sein kann, das die bordseitige Stromquelle, z. B. die bordseitige Gleichstrom-Schnellladestation 30 oder ein anderes Fahrzeug, über Induktorwicklungen 167 mit dem RESS 115 verbindet. Wie dargestellt, umfasst das elektrische System 100 eine Vielzahl von Maschinenwicklungen 166 und eine Vielzahl von Induktorwicklungen 167, die von den Maschinenwicklungen magnetisch entkoppelt sind und innerhalb des Wechselrichters oder der Batteriebaugruppe auf einer Wärmesenke zur Kühlung angeordnet sein können.
  • In einer Beispielimplementierung umfassen die Maschinenwicklungen 166 Wicklungen, z. B. Maschinenwicklungen, des Fahrmotors 114. Während des Betriebs des Fahrzeugs 20 können die Maschinenwicklungen 166 beispielsweise Drehstrom liefern, um ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen und einen Rotor des Fahrmotors 114 zu drehen. Obwohl in der Figur nur drei Maschinenwicklungen 166 dargestellt sind, kann der Fahrmotor 114 je nach Motorkonfiguration zusätzliche Maschinenwicklungen 166 enthalten. Der Wechselrichter 162 kann mehrere Phasen und entsprechende Motorsteuerungsmodule enthalten, die Motorsteuerungsbefehle empfangen und Wechselrichterzustände steuern können, um Motorantriebs- oder Regenerationsfunktionen bereitzustellen. In einer Beispielimplementierung können die Maschinenwicklungen 166 die Maschinenwicklungen La, Lb, Lc umfassen.
  • Die Induktorwicklungen 167 können mehrere Induktorwicklungen umfassen, die in 3 als Induktorwicklungen Lx, Ly, Lz dargestellt sind, und können eine Spannung verstärken, die dem RESS 115 über die bordseitige Stromquelle zugeführt wird, wie nachstehend ausführlicher erläutert. In einigen Ausführungsformen können die Induktorwicklungen Lx, Ly, Lz um separate Magnetkerne angeordnet, z. B. gewickelt, sein. In anderen Ausführungsformen können die Induktorwicklungen Lx, Ly, Lz um einen einzigen, z. B. gemeinsamen, Magnetkern angeordnet werden, um Masse und Volumen innerhalb des Fahrzeugs 20 zu minimieren.
  • Wie in 3 dargestellt, umfasst der elektrische Schaltkreis auch einen ersten Satz von Schaltern 156 und einen zweiten Satz von Schaltern 158. Der erste Satz von Schaltern 170 kann mindestens einen ersten Schalter Sa, einen zweiten Schalter Sb und einen dritten Schalter Sc umfassen. Die Schalter Sa, Sb und Sc können zwischen den entsprechenden Maschinenwicklungen La, Lb oder Lc der Maschinenwicklungen 166 und dem Wechselrichter 162 angeordnet sein. Die Schalter Sa, Sb und Sc können von dem Steuergerät 150 so betätigt werden, dass dem Fahrmotor 114 während des Fahrzeugbetriebs elektrische Energie zugeführt wird, und verhindern, dass dem Fahrmotor 114 während eines Ladevorgangs elektrische Energie zugeführt wird.
  • Der zweite Satz von Schaltern 158 kann Schalter Sx, Sy, Sz umfassen und kann zwischen einer entsprechenden Induktorwicklung Lx, Ly oder Lz der Induktorwicklungen 167 und der Bordstromquelle angeordnet werden, wenn die Bordstromquelle mit dem Fahrzeug 20 verbunden ist. Die Schalter Sx, Sy und Sz können von der Steuereinheit 150 so betätigt werden, dass dem RESS 115 während des Ladevorgangs elektrische Energie zugeführt wird, und verhindern, dass dem RESS während des Fahrzeugbetriebs und/oder bei abgeklemmter Bordstromquelle elektrische Energie entnommen wird. In einem Ausführungsbeispiel können die Schaltergruppen 156 und 158 Schütze, z. B. Relais, umfassen. In einem Ausführungsbeispiel können die Schaltergruppen 156, 158 durch einpolige Umschalter (Single Pole Double Throw, SPDT) ersetzt werden.
  • Der Wechselrichter 162 kann einen Satz 164 von Halbleiterschaltern S1 bis S6 (hier auch als „Wechselrichterschalter“ bezeichnet) umfassen, die in Zusammenarbeit Gleichstrom (DC) von der RESS 115 in Wechselstrom (AC) umwandeln, um den Fahrmotor 114 über Hochfrequenzschaltung in einem Motor- oder Bremsmodus zu betreiben. Jeder Halbleiterschalter S1 bis S6 kann als spannungsgesteuerte Schaltvorrichtung in Form mindestens eines eines Silizium-Isolierschicht-Bipolartransistors (IGBT), eines Siliziumkarbid-(SiC)-Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistors (MOSFET), eines Silizium-(Si)-Superjunction-MOSFET einem Galliumnitrid (GaN)-Feldeffekttransistor (FET), einem SiC-Feldeffekttransistor mit Sperrschicht (JFET), einem anderen Breitbandlücken- (WBG) oder Ultrabreitbandlücken-Halbleiter-Leistungsschalter (UWBG) oder einem anderen geeigneten Schalter mit einem entsprechenden Gate aufweisen, an das ein Gate-Signal angelegt wird, um den Ein/Aus-Zustand eines bestimmten Schalters zu ändern. In der Regel gibt es mindestens ein Paar Halbleiterschalter für jede Phase des dreiphasigen Fahrmotors 114. Jedes Schalterpaar, z. B. die Schalter S1 und S2 (Phase A), die Schalter S3 und S4 (Phase B) und die Schalter S5 und S6 (Phase C), kann als Phasenschenkel des Wechselrichters 162 bezeichnet werden. Beispielsweise kann der Wechselrichter 162 in einer Beispielimplementierung mindestens drei (3) Phasenzweige umfassen. Jeder Phasenzweig des Wechselrichters 162 ist mit einem entsprechenden Phasenanschluss der Maschine verbunden, z. B. mit einer der Maschinenwicklungen 166.
  • Wie in 3 dargestellt, kann die externe Stromquelle, z. B. das Ladegerät 30 oder ein anderes Fahrzeug, so angepasst werden, dass sie dem RESS 115 während des Ladevorgangs umgewandelte elektrische Energie liefert. Beispielsweise kann das elektrische System 100 eine von der bordunabhängigen Stromquelle gelieferte Spannung verstärken. Das Akkupaket 116 kann so ausgelegt sein, dass es eine Spannung mit der ersten Spannung speichert, die höher ist als die zweite Spannung, z. B. kann die erste Spannung achthundert (800) VDC und die zweite Spannung vierhundert (400) VDC betragen. Während dieses Betriebszustands, z. B. eines Ladevorgangs, können die Schalter S1, S3 und S5 in einem offenen Zustand sein, um einen Stromfluss durch den entsprechenden Schalter zu verhindern. Mindestens einer der Schalter S2, S4 oder S6 kann mit einem pulsbreitenmodulierten Steuersignal versorgt werden, um einen Stromfluss von der externen Ladequelle zum RESS 115 zu ermöglichen. Während des Boost-Ladevorgangs kann das Steuergerät 150 auch bewirken, dass sich die entsprechende Wicklung, z. B. die Induktorwicklung Lx, Ly oder Lz der Induktorwicklungen 167 sowie der entsprechende Schalter Sx, Sy oder Sz in einem geschlossenen Zustand befinden, um eine elektrische Verbindung zwischen der Off-Board-Ladequelle und dem RESS 115 herzustellen.
  • Die Induktivitäten der Induktorwicklungen Lx, Ly, Lz und die entsprechenden Freilaufdioden, die den Wechselrichter 162 speisen, können als verschachtelter dreiphasiger Aufwärtswandler arbeiten. Es versteht sich, dass durch die Verwendung von Induktorwicklungen, die von den Maschinenwicklungen magnetisch entkoppelt sind, kein Einfluss auf das Maschinendrehmoment besteht, da es während des Boost-Betriebs abgeschaltet ist. Die Steuerung 150 und/oder die Wechselrichtersteuerung 180 können ein optimales Tastverhältnis und eine optimale Phasenverschiebung der Wechselrichterphasen auswählen, um den angeforderten Ladestrom mit minimaler Stromwelligkeit während der Boost-Wandlerfunktion bereitzustellen. Beispielsweise kann die Steuereinheit 150 und/oder die Wechselrichter-Steuereinheit 180 eine Nachschlagetabelle verwenden, die auf einem oder mehreren Fahrzeugparametern, z. B. Ladestrom, Spannung usw., basiert, und ein PMW-Signal ausgeben, das den Fahrzeugparametern entspricht, um den zweiten Satz von Schaltern 158 und/oder einen oder mehrere Wechselrichterschalter S1 bis S6 zu veranlassen, wie oben beschrieben zu arbeiten. Beispielsweise kann auf der Grundlage der Schalterauswahl eine gewünschte Boost-Wandlerfunktion ausgewählt werden, um den RESS 115 zu laden und die Ladestromwelligkeit zu minimieren.
  • In verschiedenen Implementierungen können die Steuerung 150 und die Wechselrichtersteuerung 180 Steuersignale modulieren, die dem zweiten Satz von Schaltern 158 und/oder den Schaltern des Leistungswechselrichters 162 zugeführt werden. Während eines Ladevorgangs können die Steuersignale beispielsweise so moduliert werden, dass dem RESS 115 während einer ersten Zeitspanne elektrische Energie über die Induktorwicklung Lx und den Schalter S1 zugeführt wird, dass dem RESS 115 während einer zweiten Zeitspanne elektrische Energie über die Induktorwicklung Ly und den Schalter S3 zugeführt wird und dass dem RESS 115 während einer dritten Zeitspanne elektrische Energie über die Induktorwicklung Lz und den Schalter S5 zugeführt wird. Es versteht sich, dass das Steuergerät 150 verschiedene Steuerschemata enthalten kann, damit die von der bordseitigen Stromquelle gelieferte Spannung in eine höhere Spannung umgewandelt werden kann, z. B. von der ersten Spannung in die zweite Spannung.
  • Während eines Ladevorgangs wird die in einer der Maschinenwicklungen Lx, Ly, Lz gespeicherte Energie über eine entsprechende Freilaufdiode der Wechselrichterschalter 162 an die RESS 115 übertragen. Auf diese Weise können die Phasenwicklungen 167 der Maschine in Verbindung mit den Phasenschenkelschaltern des Wechselrichters die erste Spannung auf die zweite Spannung erhöhen, z. B. eine Boost-Wandlung durchführen. In einer Implementierung, in der die Wechselrichterschalter aus MOSFETs bestehen, kann der komplementäre Schalter in jeder Phase eingeschaltet werden, wenn der untere Schalter während des Boost-Wandlerbetriebs ausgeschaltet wird, um die Verluste durch die Freilaufdiode zu minimieren.
  • In einigen Implementierungen kann die Software für das Steuergerät 150 auf der Grundlage einer Over-the-Air-Programmierung aktualisiert werden. Beispielsweise können Software-Updates über ein oder mehrere geeignete Kommunikationsnetze von einer Datenquelle, z. B. einem Originalgerätehersteller (OEM), an das Steuergerät 150 übertragen werden. Die „Over-the-Air“-Updates können die gewünschten Parameter zur Anpassung der Ladeleistung bereitstellen, indem die Steuersignale des Wechselrichters, z. B. Stromsollwert, Frequenz, Tastverhältnis, Phasenverschiebung usw., für einen oder mehrere Schalter S1 bis S6 entsprechend einem Ladeleistungspegel über die Wechselrichtersteuerung 180 angepasst werden.
  • 4 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Prozesses 400 zur Bereitstellung von Energie für das RESS 115 des Fahrzeugs 20 über eine bordunabhängige Energiequelle. Die Blöcke des Prozesses 700 können von der Steuereinheit 150 und/oder der Wechselrichtersteuerung 180 ausgeführt werden. In Block 405 wird festgestellt, ob eine elektrische Verbindung zwischen einer bordunabhängigen Stromquelle und der Hochspannungs-Gleichstromsammelschiene 160 hergestellt wurde. Beispielsweise kann das Steuergerät 150 ein Eingangssignal empfangen, das einen Ladevorgang durch geeignete Handshake-Protokolle und/oder -Signale mit dem Steuergerät der externen Stromquelle anzeigt, und stellt die elektrische Verbindung her. Wenn die elektrische Verbindung nicht hergestellt wurde, kehrt das Programm 400 zu Block 405 zurück.
  • Wenn die elektrische Verbindung hergestellt wurde, sendet das Steuergerät 150 im Block 410 ein oder mehrere Steuersignale an den Wechselrichter 162, die Schalter 102, 103, 104 und den ersten und zweiten Satz von Schaltern 156, 158. Basierend auf dem Eingangssignal des Steuergeräts 150 gehen die Schalter 102, 103, 104 und/oder 105 in einen gewünschten Betriebszustand über, z. B. in den offenen Zustand oder den geschlossenen Zustand, und das Steuergerät 180 des Wechselrichters gibt Spannungssignale aus, die die Schalter S1 bis S6 des Wechselrichters 162 veranlassen, die Verstärkungsfunktion bereitzustellen. Beispielsweise kann der Schalter 102 in den offenen Zustand übergehen, um einen Stromfluss von der bordseitigen Stromquelle zum RESS 115 zu verhindern, und der Schalter 103 kann in den geschlossenen Zustand übergehen, um einen Stromfluss von der bordseitigen Stromquelle zu den Induktorwicklungen 167, z. B. den Boost-Induktorwicklungen, zu ermöglichen, um die dem RESS 115 zugeführte Spannung zu erhöhen. Die Schalter des Wechselrichters 162 können moduliert werden, während der entsprechende zweite Satz von Schaltern 158 geschlossen bleibt, um die Spannung am RESS 115 aufgrund der Boost-Wandlerfunktion zu erhöhen, der den Stromfluss durch die Induktorwicklungen 167 bewirkt.
  • In Block 415 stellt das Steuergerät 150 fest, ob die elektrische Verbindung zwischen der bordseitigen Stromquelle getrennt wurde oder der RESS-Ladevorgang abgeschlossen ist. Beispielsweise kann das Steuergerät 150 ein Signal empfangen, das anzeigt, dass der Stecker des Ladekabels 15 vom Ladeanschluss 11 getrennt wurde oder dass der RESS-Ladevorgang abgeschlossen ist. Wenn das Steuergerät 150 nicht festgestellt hat, dass die elektrische Verbindung getrennt wurde oder der RESS-Ladevorgang abgeschlossen ist, kehrt der Prozess 400 zu Block 415 zurück. Andernfalls wird der Prozess 400 beendet.
  • Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung ist lediglich beispielhaft, und Abweichungen, die nicht vom Kern der vorliegenden Offenbarung abweichen, sollen in den Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung fallen. Solche Variationen sind nicht als Abweichung von Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung zu betrachten.

Claims (10)

  1. Elektrisches System, aufweisend: ein wiederaufladbares Energiespeichersystem (RESS); einen Wechselrichter, der mit dem RESS verbunden ist, wobei der Wechselrichter so konfiguriert ist, dass er einen Fahrmotor mit elektrischer Energie versorgt; eine Mehrzahl von Maschinenwicklungen, die zwischen einer Mehrzahl von ersten Schaltern und dem Fahrmotor angeschlossen sind, wobei jeder Schalter der Mehrzahl von ersten Schaltern so konfiguriert ist, dass er zwischen einem geschlossenen Zustand, um einen Stromfluss zwischen dem Wechselrichter und dem Fahrmotor zu ermöglichen, und einem offenen Zustand, um einen Stromfluss zwischen dem Wechselrichter und dem Fahrmotor zu verhindern, übergeht; und eine Vielzahl von Induktorwicklungen, die zwischen einer Vielzahl von zweiten Schaltern und einer bordinternen Stromquelle angeschlossen sind, wobei jeder Schalter der Vielzahl von zweiten Schaltern so konfiguriert ist, dass er zwischen einem geschlossenen Zustand, um einen Stromfluss zwischen der bordinternen Stromquelle und dem Wechselrichter zum Laden des RESS zu ermöglichen, und einem offenen Zustand übergeht, um einen Stromfluss zwischen der bordinternen Stromquelle und dem Wechselrichter zu verhindern.
  2. Elektrisches System nach Anspruch 1, wobei jede Wicklung der Vielzahl von Maschinenwicklungen Wicklungen des Fahrmotors umfasst.
  3. Elektrisches System nach Anspruch 1, wobei jede Wicklung der mehreren Induktorwicklungen um einen gemeinsamen Magnetkern angeordnet ist, der von der Maschine magnetisch entkoppelt ist.
  4. Elektrisches System nach Anspruch 1, bei dem jede Wicklung der mehreren Induktorwicklungen um einen anderen Magnetkern angeordnet ist, der jeweils magnetisch von der Maschine entkoppelt ist.
  5. Elektrisches System nach Anspruch 1, wobei der Wechselrichter eine Reihe von Halbleiterschaltern umfasst, die so konfiguriert sind, dass sie Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umwandeln.
  6. Elektrisches System nach Anspruch 5, wobei jeder Halbleiterschalter des Halbleiterschaltersatzes eine spannungsgesteuerte Schaltvorrichtung umfasst.
  7. Elektrisches System nach Anspruch 6, wobei die spannungsgesteuerte Schaltvorrichtung mindestens einen eines Silizium-Bipolartransistors mit isoliertem Gate (IGBT), eines Siliziumcarbid-Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistors (MOSFET), eines Silizium-Superübergangs-MOSFET, eines Galliumnitrid-Feldeffekttransistors (FET), eines SiC-Feldeffekttransistors mit Sperrschicht-Gate (JFET), einer Vorrichtung mit breitem Bandabstand (WBG) oder einer Vorrichtung mit ultraweitem Bandabstand (UWBG) umfasst.
  8. Elektrisches System nach Anspruch 5, wobei der Wechselrichter eine Vielzahl von Phasenschenkeln umfasst, wobei jeder Phasenschenkel der Vielzahl von Phasenschenkeln ein Paar von Halbleiterschaltern des Satzes von Halbleiterschaltern umfasst, wobei jeder Phasenschenkel selektiv mit einer entsprechenden Maschinenwicklung der Vielzahl von Maschinenwicklungen oder eines entsprechenden Induktors der Vielzahl von Induktoren verbunden ist.
  9. Elektrisches System nach Anspruch 8, bei dem mindestens ein Halbleiterschalter mindestens eines Phasenschenkels pulsweitenmoduliert ist, um einen Stromfluss durch mindestens einen der Phasenschenkel und die entsprechende Drosselspulenwicklung zum RESS von der bordseitigen Stromquelle zu ermöglichen.
  10. Elektrisches System nach Anspruch 9, wobei Strom durch mindestens eine Induktorwicklung der Vielzahl von Induktorwicklungen fließt, um eine Spannung von der bordinternen Stromquelle von einer ersten Spannung auf eine zweite Spannung zu erhöhen.
DE102021132360.6A 2021-03-22 2021-12-08 Elektrisches system mit boost-wandlerfunktion Pending DE102021132360A1 (de)

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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3815944B1 (de) * 2019-10-31 2022-06-15 BRUSA Elektronik AG Kompakter antriebsstrang mit elektromotor
US11607967B2 (en) 2021-03-22 2023-03-21 GM Global Technology Operations LLC Vehicle electrical system having a power inverter and an electric motor for stepping up voltage
US11569745B2 (en) 2021-03-22 2023-01-31 GM Global Technology Operations LLC Electrical system having boost converter functionality
US11728732B2 (en) 2021-03-22 2023-08-15 GM Global Technology Operations LLC Electrical system having buck converter functionality
US11970072B2 (en) 2021-03-22 2024-04-30 GM Global Technology Operations LLC Vehicle electrical system having a power inverter and electric motor for stepping down voltage

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4588933A (en) * 1984-09-13 1986-05-13 Motorola, Inc. Brushless direct current motor control system with protection circuitry
US6909201B2 (en) 2003-01-06 2005-06-21 General Motors Corporation Dual voltage architecture for automotive electrical systems
US7849840B2 (en) 2005-02-14 2010-12-14 St James David Electric motor assisted mechanical supercharging system
JP2008005659A (ja) 2006-06-23 2008-01-10 Toyota Motor Corp 電動車両
US7919949B2 (en) 2007-05-17 2011-04-05 GM Global Technology Operations LLC High efficiency generator
US8289033B2 (en) 2009-01-23 2012-10-16 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for detecting resonance on a direct current voltage bus
US8432126B2 (en) 2010-09-09 2013-04-30 GM Global Technology Operations LLC Rapid offboard charging via selective energizing of designated semiconductor switches and induction coils in an electric or hybrid electric vehicle
US8606447B2 (en) 2011-05-23 2013-12-10 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus to operate a powertrain system including an electric machine having a disconnected high-voltage battery
US8736216B2 (en) * 2011-06-02 2014-05-27 GM Global Technology Operations LLC Electric drive with electronically scalable reconfigurable winding
US9153974B2 (en) 2012-06-13 2015-10-06 GM Global Technology Operations LLC Battery parallel balancing circuit
US9118210B2 (en) 2012-10-15 2015-08-25 GM Global Technology Operations LLC Electrical system and method for a hybrid-electric vehicle
US20140239876A1 (en) * 2013-02-26 2014-08-28 GM Global Technology Operations LLC Electric drive with reconfigurable winding
DE112014002478B4 (de) 2013-06-21 2023-12-07 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Vorrichtung und Verfahren zum Laden einer Fahrzeugbatterie aus dem Stromnetz
CN104253471B (zh) 2013-06-28 2017-02-22 比亚迪股份有限公司 电动汽车的充电系统及电动汽车的充电控制方法
US9657705B2 (en) 2014-03-13 2017-05-23 GM Global Technology Operations LLC Powertrain for a vehicle and an electromechanical apparatus coupleable to an engine
US9302575B2 (en) 2014-03-13 2016-04-05 GM Global Technology Operations LLC Powertrain for a vehicle and a method of assembling the powertrain
US9387766B2 (en) 2014-09-11 2016-07-12 GM Global Technology Operations LLC Vehicle with selectively enabled boost converter
US9610845B2 (en) 2014-12-30 2017-04-04 GM Global Technology Operations LLC Powertrain for a vehicle
US9452672B2 (en) 2014-12-30 2016-09-27 GM Global Technology Operations LLC Vehicle powertrain
US9868410B2 (en) 2015-03-30 2018-01-16 GM Global Technology Operations LLC Apparatus and method for electrical power management in a vehicle system
CN106992558A (zh) 2016-01-21 2017-07-28 华为技术有限公司 一种充放电控制装置
US9882521B2 (en) 2016-04-22 2018-01-30 GM Global Technology Operations LLC Apparatus and methods of controlling electric drive with reconfigurable winding
US9621099B1 (en) * 2016-04-22 2017-04-11 GM Global Technology Operations LLC Method for switching between a full winding mode and a half winding mode in a three-phase machine
US10259448B2 (en) 2016-08-17 2019-04-16 GM Global Technology Operations LLC Hybrid vehicle propulsion systems and methods
US10189470B2 (en) 2016-08-17 2019-01-29 GM Global Technology Operations LLC Hybrid vehicle propulsion systems and methods
US10605217B2 (en) 2017-03-07 2020-03-31 GM Global Technology Operations LLC Vehicle engine starter control systems and methods
US10369896B2 (en) 2017-11-28 2019-08-06 GM Global Technology Operations LLC Apparatus and method for flexible DC fast charging of an electrified vehicle
US10432130B2 (en) 2017-11-28 2019-10-01 GM Global Technology Operations LLC Electric powertrain and a method of operating the same
US10369900B1 (en) 2018-02-20 2019-08-06 GM Global Technology Operations LLC Onboard DC charging circuit using traction drive components
CN111347893B (zh) 2018-12-21 2022-04-15 比亚迪股份有限公司 电机控制电路、动力电池的充电方法及加热方法
KR20210018599A (ko) 2019-08-06 2021-02-18 현대자동차주식회사 모터 구동 시스템을 이용한 충전 시스템 및 방법
US10917030B1 (en) * 2019-09-13 2021-02-09 GM Global Technology Operations LLC Electric drive system with reconfigurable machine windings
US11728732B2 (en) 2021-03-22 2023-08-15 GM Global Technology Operations LLC Electrical system having buck converter functionality
US11569745B2 (en) 2021-03-22 2023-01-31 GM Global Technology Operations LLC Electrical system having boost converter functionality
US11607967B2 (en) 2021-03-22 2023-03-21 GM Global Technology Operations LLC Vehicle electrical system having a power inverter and an electric motor for stepping up voltage
US11970072B2 (en) 2021-03-22 2024-04-30 GM Global Technology Operations LLC Vehicle electrical system having a power inverter and electric motor for stepping down voltage

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