DE69210730T2 - Stromversorgungsvorrichtung für ein elektrisches Fahrzeug - Google Patents

Stromversorgungsvorrichtung für ein elektrisches Fahrzeug

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Description

  • Diese Erfindung betrifft eine Leistungsversorgungsvorrichtung fur ein elektrisches Fahrzeug zum Erzeugen von Leistung durch Drehen eines Generators durch einen Motor und zum Drehen eines Antriebsmotors durch die Leistung.
  • Fig. 4 ist ein Blockdiagramm einer herkömmlichen Leistungsversorgungsvorrichtung für ein elektrisches Fahrzeug, wie beispielsweise ein elektrisches Auto vom Hybridtyp. Ein Bezugszeichen 1 bezeichnet eine elektrische Fahrzeugeinheit, 2 bezeichnet einen Motor, der eine Antriebsmaschine bildet, das Bezugszeichen 3 einen Generator, der durch den Motor 2 über eine Riemeneinrichtung gedreht wird, ein Bezugszeichen 4 eine Speicherbatterie, die durch die Leistung des Generators 3 geladen wird, und ein Bezugszeichen 5 einen Startermotor, der als Gleichstrommotor ausgebildet ist, zum Starten des Motors 2, der durch die Speicherbatterie 4 als Leistungsversorgungsquelle gedreht wird. Ein Bezugszeichen 6 bezeichnet einen Antriebsmotor, der aus einer Gleichstrommaschine gebildet ist, zum ßetreiben der elektrischen Fahrzeugeinheit 1, die durch Aufnehmen der Leistung des Generators 3 gedreht wird.
  • Der Motor 2 wird mit einer vorbestimmten Drehzahl derart angetrieben, daß eine hohe Effizienz und eine niedrige Abgasemission erreicht wird. Demgemäß muß der Generator 3 mit einer Drehzahl betrieben werden, die niedriger als eine geeignete Drehzahl ist. Daher ist sein Ausmaß vergrößert.
  • Wie es oben angegeben ist, wird der Generator 3 bei der herkömmlichen Leistungsversorgungsvorrichtung für ein elektrisches Fahrzeug durch einen Motor 2 über die Riemeneinrichtung angetrieben. Daher kann das Beschleunigungsverhältnis nicht vergrößert werden und das äußere Ausmaß des Generators ist vergrößert. Zum Anbringen der Vorrichtung an einem Fahrzeug ist ein großer Raum zum Einsetzen erforderlich. Weiterhin sind, da die Antriebstransmission bzw. der Antrieb des Generators 3 durch die Riemeneinrichtung durchgeführt wird, seine Reparatur und Wartung schwierig. Weiterhin sind, da der Startermotor 5 und der Antriebsmotor 6 mit Kommutatoren und Bürsten versehen sind, seine Reparatur und Wartung sehr schwierig.
  • Fig. 6 ist ein Schaltungsdiagramm einer anderen herkömmlichen Leistungsversorgungsvorrichtung für ein elektrisches Fahrzeug, wie beispielsweise ein elektrisches Auto vom Hybridtyp. Ein Bezugszeichen 101 bezeichnet einen Dreiphasen- Wechselstrom-Generator-Motor, der mit einem Motor eines Fahrzeugs gekoppelt ist. Wenn Wechselleistung zugeführt wird, dreht sich der Generator-Motor als Startermotor und startet den Motor. Nachdem der Motor gestartet ist, wird der Generator-Motor durch den Motor gedreht und führt als Generator Wechselstromleistung zu. Ein Bezugszeichen 102 bezeichnet eine Dreiphasen-Läuferwicklung eines Stators und 103 eine Feld- bzw. Erregerwicklung von Magnetpolen eines Rotors. Ein Bezugszeichen 104 bezeichnet einen Dreiphasen- Wechselstrom-Antriebsmotor, der das Fahrzeug laufen läßt, wenn elektrische Leistung zum Drehen des Motors zugeführt wird. Ein Bezugszeichen 105 bezeichnet eine Dreiphasen- Läuferwicklung eines Stators und 106 eine Feld- bzw. Erregerwicklung von Magnetpolen eines Rotors. Ein Bezugszeichen 107 bezeichnet eine Speicherbatterie und 108 einen ersten Inverter, der durch eine Vielzahl von Transistoren 109 und eine Vielzahl von Dioden 110 integriert ist, die Schaltelemente bilden. Wenn der Motor zu starten ist, wandelt der Inverter eine Gleichspannung der Speicherbatterie 107 in eine Dreiphasen-Wechselspannung um, die dem Generator-Motor 101 zugeführt wird. Nachdem der Motor gestartet worden ist und der Generator-Motor 101 zum Erzeugen einer Dreiphasen-Wechselspannung angetrieben wird, wird die Vielzahl der Dioden 110 ein Gleichrichter zum Gleichrichten der Wechselspannung und zum Ausgeben einer Gleichspannung. Ein Bezugszeichen 111 bezeichnet einen zweiten Inverter, der mit einer Vielzahl von Transistoren 112 und einer Vielzahl von Dioden 113 integriert ist, die Schaltelemente bilden. Wenn dem zweiten Inverter ein Ausgangssignal einer Gleichspannung einer Gleichrichtereinheit zugeführt wird, die aus der Vielzahl von Dioden 110 des ersten Inverters 108 gebildet ist, wandelt der zweite Inverter die Gleichspannung in eine Dreiphasen-Wechselspannung um und führt sie zum Antriebsmotor 104.
  • In der zweiten herkömmlichen Vorrichtung wandelt der Inverter 108 beim Starten des Motors zuerst die Gleichspannung der Speicherbatterie 107 in die Dreiphasen-Wechselspannung um, die dem Generator-Motor 101 zugeführt wird. Der Generator- Motor 101 wird ein Startermotor zum Starten des Motors. Wenn der Motor gestartet worden ist, wird der Generator-Motor 101 derart angetrieben, daß er sich dreht, und er wird ein Generator und erzeugt eine Dreiphasen-Wechselspannung. Diese Dreiphasen-Wechselspannung wird durch die Vielzahl von Dioden 110 des Inverters 108 gleichgerichtet, und die Gleichspannung wird ausgegeben und dem Inverter 111 und der Speicherbatterie 107 zugeführt. Die Gleichspannung, die dem Inverter 111 zugeführt wird, wird in eine Dreiphasen-Wechselspannung umgewandelt, die dem Wechselstrom-Antriebsmotor 104 zugeführt wird und ihn dreht. Durch dieses Antreiben und Drehen des Wechselstrommotors 104 wird das Fahrzeug betrieben.
  • Bei der obigen zweiten herkömmlichen Leistungsversorgungsvorrichtung für ein elektrisches Fahrzeug sind, da vom ersten Inverter 108 erforderlich ist, daß er einen großen Strom zuführt, wenn der Motor gestartet werden soll, ihre Größe und ihr Gewicht vergrößert. Weiterhin ist der zweite Inverter 111 zum Laufenlassen des Fahrzeugs nötig.
  • Demgemäß ist die Vorrichtung vergrößert und ihr Gewicht ist erhöht, was sie teuer macht.
  • Die EP-A-0 338 512 offenbart eine Leistungsversorgungsvorrichtung für ein elektrisches Fahrzeug, das folgendes aufweist:
  • - einen Generator-Motor, der an einen Motor angeschlossen ist, zum Starten des Motors als Startermotor beim Starten des Motors und zum Erzeugen einer Dreiphasen-Wechselspannung als Wechselstromgenerator dadurch, daß er durch den Motor gedreht wird, nachdem der Motor gestartet ist;
  • - eine Wechselstromlast;
  • - eine Speicherbatterie als Leistungsversorgungsquelle für eine Gleichstromlast und zum Starten des Motors;
  • - einen Gleichrichter zum Gleichrichten der ersten Dreiphasen-Wechselspannung des Generator-Motors, nachdem der Motor gestartet ist, und zum Zuführen einer Gleichspannung zur Speicherbatterie und zur Gleichstromlast;
  • - einen Inverter zum Umwandeln einer Gleichspannung von der Speicherbatterie und der Gleichspannung vom Gleichrichter in eine zweite Dreiphasen-Wechselspannung; und
  • einen Umschalter zum Umschalten und Anschließen einer Ausgangsseite des Inverters an eine erste Seite des Generator-Motors beim Starten der Maschine und an eine zweite Seite der Wechselstromlast, nachdem der Motor gestartet ist.
  • Die DE 39 35 228 A1 offenbart eine Leistungsversorgungsvorrichtung für ein elektrisches Fahrzeug, das folgendes aufweist:
  • - einen Generator-Motor;
  • - einen Motor zum Antreiben dafür, den Generator-Motor zu drehen;
  • - eine Getriebeeinrichtung zum Erhöhen und Verringern der Geschwindigkeit, die den Motor mit dem Generator-Motor verbindet;
  • - eine Speicherbatterie als Leistungsversorgungsquelle für eine Gleichstromlast und für einen Startermotor beim Starten des Motors;
  • - eine Leistungswandlerschaltung; wobei
  • - beim Starten des Motors die Speicherbatterie Elektrizität zum Generator-Motor über die Leistungswandlerschaltung zuführt und den Generator-Motor als Motor dreht und die Getriebeeinrichtung zum Erhöhen und Verringern der Geschwindigkeit eine erste Geschwindigkeit des Generator-Motors verringert, um dadurch zu beginnen, den Motor zu drehen; und
  • - beim Erzeugen von Leistung die Getriebeeinrichtung zum Erhöhen und Verringern der Geschwindigkeit eine zweite Geschwindigkeit einer Antriebsdrehung des Motors erhöht und den Generator-Motor dreht, um die Speicherbatterie zu laden.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leistungsversorgungsvorrichtung zu verbessern, wie sie beispielsweise in der DE 39 35 228 A1 offenbart ist, und zwar auf eine Weise, daß ihre Größe verringert werden kann, um den Raum zum Anbringen von ihr an einem Fahrzeug zu reduzieren, und um ihre Reparatur und Wartung zu vereinfachen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung.
  • Gemäß der Erfindung wird beim Starten des Motors die durch die Speicherbatterie ausgegebene Leistung durch die Leistungswechselschaltung in die Wechselleitung umgewandelt, der Generator-Motor wird als Motor gedreht, und die Geschwindigkeit des Generator-Motors wird durch die Getriebeeinrichtung zum Erhöhen und Verringern der Geschwindigkeit verringert, um dadurch zu beginnen, den Motor zu drehen. Wenn der Motor gestartet und gedreht wird, wird die Geschwindigkeit des Motors durch die Umsetzungseinrichtung zum Erhöhen und Verringern der Geschwindigkeit erhöht, um dadurch eine derartige Ansteuerung durchzuführen, daß der Generator-Motor gedreht wird, und um dadurch die Wechselleistung zu erzeugen. Diese Wechselleistung wird durch die Leistungswechselschaltung in eine Gleichleistung umgewandelt, und die Gleichleistung wird wiederum in eine Wechselleistung umgewandelt. Durch diese Wechselleistung wird der Wechselstrom-Antriebsmotor derart angetrieben, daß er sich dreht, was das elektrische Fahrzeug laufen läßt. Andererseits wird der andere Teil der Wechselleistung durch den Generator-Motor durch die Leistungswechselschaltung zum Laden der Speicherbatterie in die Gleichleistung umgewandelt.
  • Weiterhin wird der Umschalter zur Generator-Motor-Seite umgeschaltet, wenn der Motor gestartet werden soll, die Gleichspannung der Speicherbatterie wird durch den Inverter in die Dreiphasen-Wechselspannung umgewandelt, welche dem Generator-Motor zugeführt wird, damit er sich als Startermotor dreht. Wenn der Motor gestartet worden ist, wird der Umschalter zur Wechselstrom-Antriebsmotor-Seite umgeschaltet. Der Generator-Motor wird als Generator gedreht, und die Dreiphasen-Wechselspannung wird durch den Gleichrichter zur Gleichspannung gleichgerichtet, welche dem Inverter und der Speicherbatterie zugeführt wird. Die dem Inverter zugeführte Gleichspannung wird in die Dreiphasen- Wechselspannung umgewandelt, welche dem Wechselstrom- Antriebsmotor zugeführt wird und ihn dreht, um dadurch das Fahrzeug laufenzulassen.
  • Die Zeichnungen zeigen:
  • Fig. 1 ein Blockdiagramm, das einen Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels einer Leistungsversorgungsvorrichtung für ein elektrisches Fahrzeug zeigt;
  • Fig. 2 ein Blockdiagramm, das einen Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Leistungsversorgungsvorrichtung für ein elektrisches Fahrzeug zeigt;
  • Fig. 3A und 3B Blockdiagramme, die eine Operation einer Hydraulikeinrichtung der Fig. 2 beim Starten und beim Erzeugen von Leistung zeigen;
  • Fig. 4 ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer herkömmlichen Leistungsversorgungsvorrichtung für ein elektrisches Fahrzeug zeigt;
  • Fig. 5 ein Schaltungsdiagramm, das ein drittes Ausführungsbeispiel einer Leistungsversorgungsvorrichtung für ein elektrisches Fahrzeug zeigt; und
  • Fig. 6 ein Schaltungsdiagramm, das eine herkömmliche Leistungsversorgungsvorrichtung für ein elektrisches Fahrzeug zeigt.
  • Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel einer Leistungsversorgungsvorrichtung für ein elektrisches Fahrzeug zeigt. Ein Bezugszeichen 11 bezeichnet einen bürstenlosen Generator-Motor, der sich als Startermotor dreht, wenn eine Wechselleistung zugeführt wird, und der eine Wechselleistung als Generator zuführt, wenn er derart angetrieben wird, daß er sich dreht. Ein Bezugszeichen 12 bezeichnet eine Getriebeeinrichtung zum Erhöhen und Verringern der Geschwindigkeit, die einen Motor 2 mit dem Generator-Motor 11 verbindet, welche beispielsweise eine Planetengetriebevorrichtung ist. Diese Getriebeeinrichtung 12 zum Erhöhen und Verringern der Geschwindigkeit verringert eine Umdrehungsgeschwindigkeit des Generator-Motors 11 als Startermotor und überträgt die Umdrehung zum Motor. Weiterhin erhöht die Getriebeeinrichtung zum Erhöhen und Verringern der Geschwindigkeit beim Erzeugen von Leistung eine Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors 2 und überträgt die Umdrehung zum Generator-Motor 11, um dadurch eine Wechselleistung zu erzeugen. Weiterhin wird im Fall der Planetengetriebevorrichtung, wenn die jeweiligen Zahnradgetriebe aus Schraubenradgetrieben gebildet sind, ihr Lärm reduziert. Ein Bezugszeichen 13 bezeichnet einen bürstenlosen Wechselstrom-Antriebsmotor, der angetrieben wird, um sich durch die Wechselleistung des Generator-Motors 11 zu drehen, und das elektrische Fahrzeug 1 laufenläßt, und ein Bezugszeichen 14 bezeichnet eine Leistungsumwandlungsschaltung, die zwischen dem Generator- Motor 11, dem Antriebsmotor 13 und der Speicherbatterie 4 angeordnet ist und eine Vielzahl von Dioden aufweist, welche einen Mehrphasen-Wechselstrom in einen Gleichstrom umwandelt. Weiterhin hat die Leistungsumwandlungsschaltung 14 einen Inverter zum Umwandeln eines Gleichstroms in einen Mehrphasen-Wechselstrom. Ein Bezugszeichen 15 bezeichnet eine Leistungserzeugungs-Steuerschaltung, die den Generator-Motor 11 eine Leistungserzeugungsoperation durchführen läßt, wenn er derart angetrieben wird, daß er sich dreht, und die auch dafür sorgt, daß die Leistungsumwandlungsschaltung 14 einen Wechselstrom in einen Gleichstrom umwandelt, um dadurch die Speicherbatterie 4 zu laden. Ein Bezugszeichen 16 bezeichnet eine Starter-Steuerschaltung. Wenn der Generator-Motor 11 derart angetrieben wird, daß er sich als Startermotor dreht, wirkt die Starter-Steuerschaltung 16 derart auf die Leistungserzeugungs-Steuerschaltung 14 ein, daß ein Gleichstrom der Speicherbatterie 4 in einen Wechselstrom umgewandelt wird, der zum Generator-Motor 11 geführt wird und beginnt, ihn zu drehen. Ein Bezugszeichen 17 bezeichnet eine Motor-Steuerschaltung zum Steuern eines Ausgangssignals des Motors in Übereinstimmung mit einem Ausgangssignal des Generator-Motors 11, der durch die Leistungserzeugungs- Steuerschaltung 15 gesteuert wird.
  • Bei dem obigen Ausführungsbeispiel der Leistungsversorgungsvorrichtung wird beim Starten des Motors 2 durch den Befehl der Starter-Steuerschaltung 16 eine Gleichleistung der Speicherbatterie 4 über die Leistungsumwandlungsschaltung 14 in eine Wechselleistung umgewandelt, welche zum Generator-Motor 11 geführt wird, um ihn als Startermotor zu drehen, die Geschwindigkeit des Generator-Motors 11 wird durch die Getriebeeinrichtung 12 zum Erhöhen und Verringern der Geschwindigkeit verringert, und das Drehmoment wird auf einen Wert erhöht, der umgekehrt proportional zum Geschwindigkeitsreduktionsverhältnis ist, um dadurch zu beginnen, den Motor 2 zu drehen.
  • Wenn der Motor 2 gestartet worden ist, wird die Umdrehungsgeschwindigkeit durch die Getriebeeinrichtung 12 zum Erhöhen und Verringern der Geschwindigkeit erhöht, und der Generator-Motor 11 wird derart angetrieben, daß er sich dreht. Der Generator-Motor 11 arbeitet als Wechselstromgenerator und führt eine derartige Ansteuerung durch, daß sich der Wechselstrom-Antriebsmotor 13 durch die Leistungsumwandlungsschaltung 11 durch den Befehl der Leistungserzeugungs-Steuerschaltung 15 dreht, um dadurch das Fahrzeug laufenzulassen. Andererseits wird ein Gleichstrom von der Leistungsumwandlungsschaltung 14 zur Speicherbatterie 4 geführt, um sie zu laden.
  • Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Leistungsversorgungsvorrichtung für ein elektrisches Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Bezugszeichen 1, 2, 4, 11 und 13 bis 17 sind dieselben wie in Fig. 1. Die Getriebeeinrichtung 20 zum Erhöhen und Verringern der Geschwindigkeit, die zwischen dem Motor 2 und dem Generator- Motor 11 vorgesehen ist, ist aus einer Hydraulikeinrichtung gebildet. Ein Bezugszeichen 21 bezeichnet einen ersten hydraulischen Pumpmotor vom Einwege-Drehtyp, der direkt mit dem Motor 2 verbunden ist, ein Bezugszeichen 22 bezeichnet einen zweiten hydraulischen Pumpmotor vom Einwege-Drehtyp, der direkt mit dem Generator-Motor 11 verbunden ist, die Bezugszeichen 23a und 23b bezeichnen Schaltventile, die an einer älzufuhrleitung 26 angebracht sind, die zwischen einem Auslaß des zweiten hydraulischen Pumpmotors 22 und einem Einlaß des ersten hydraulischen Pumpmotors 21 vorgesehen ist, die Bezugszeichen 23c und 23d bezeichnen Schaltventile, die an einer Ölzufuhrleitung 27 angebracht sind, die zwischen einem Auslaß des ersten hydraulischen Pumpmotors 21 und einem Einlaß des zweiten hydraulischen Pumpmotors vorgesehen ist, ein Bezugszeichen 24 bezeichnet ein Durchflußsteuerventil mit Druckkompensation, das zwischen den Schaltventilen 23c und 23d angeordnet ist, und ein Bezugszeichen 25 bezeichnet ein Drucksteuerventil, das zwischen den Schaltventilen 23a und 23b angeordnet ist.
  • Fig. 3A zeigt eine Operation der hydraulischen Einrichtung, wenn der Motor 2 gestartet wird, und zeigt auch ein Führen bzw. Dirigieren der Schaltventile. Eine Wechselleistung von einer Leistungsversorgungsquelle der Speicherbatterie 4 über die Leistungsumwandlungsschaltung 14 dreht den Generator- Motor 11 als Motor, der eine derartige Ansteuerung durchführt, daß er den hydraulischen Pumpmotor 22 als hydraulische Pumpe (P) dreht. Der erste hydraulische Pumpmotor 21, dem durch eine Aktion der hydraulischen Pumpe unter Druck stehendes Öl zugeführt wird, dreht sich als Hydraulikmotor (M) mit verringerter Geschwindigkeit, um dadurch zu beginnen, den Motor 2 zu drehen.
  • Fig. 3B zeigt eine Operation der hydraulischen Einrichtung, wenn der Motor 2 gestartet worden ist und der Generator-Motor 11 als Wechselstromgenerator arbeitet, und zeigt auch ein Führen der Schaltventile. Durch die Antriebsdrehung des Motors 2 arbeitet der hydraulische Pumpmotor 21 als hydraulische Pumpe (P), führt unter Druck stehendes Öl zum hydraulischen Pumpmotor 22, das durch die Ölzufuhrleitung 27 läuft, wodurch der hydraulische Pumpmotor 22 als hydraulischer Motor (M) mit erhöhter Geschwindigkeit gedreht wird. Mit der Antriebsdrehung mit erhöhter Geschwindigkeit durch den hydraulischen Pumpmotor 22 wird der direkt angeschlossene Generator-Motor 11 gedreht, der als Wechselstromgenerator arbeitet, und er führt eine Wechselleistung über die Leistungsumwandlungsschaltung 14 zum Wechselstrom-Antriebsmotor 13, um dadurch das Fahrzeug 1 laufenzulassen. Andererseits wird der andere Teil des Wechselstroms durch den Generator-Motor 11 durch die Leistungsumwandlungsschaltung 14 in einen Gleichstrom umgewandelt, um die Speicherbatterie 4 zu laden.
  • Die hydraulischen Pumpmotoren 21 und 22 werden umgeschaltet, um jeweils Funktionen eines hydraulischen Motors, der durch eine hydraulische Pumpe angetrieben wird, und einer hydraulischen Pumpe zum Antreiben eines hydraulischen Motors zu haben, wenn der Motor 2 gestartet wird bzw. wenn Leistung erzeugt wird. Unter der Annahme, daß eine Kapazität einer hydraulischen Pumpe des hydraulischen Pumpmotors 21 gleich einer Entlademenge pro Umdrehung q&sub1; cc/Umdrehung ist, und daß eine Kapazität einer hydraulischen Pumpe des hydraulischen Pumpmotors 22 gleich einer Entlademenge pro Umdrehung q&sub2; cc/Umdrehung ist, gilt normalerweise q&sub1; = k x q&sub2;, wobei k > 1 und q&sub1; > q&sub2; ist.
  • Auf diese Weise hat der Generator-Motor 11 durch Verwenden der hydraulischen Einrichtung als Getriebeeinrichtung 20 zum Erhöhen und Verringern der Geschwindigkeit und durch Einstellen der Kapazität der hydraulischen Pumpe auf q&sub1; = k x q&sub2; in bezug auf die Geschwindigkeit des Motors 2 beim Starten ein Untersetzungsverhältnis und beim Erzeugen von Leistung ein Übersetzungsverhältnis Demgemäß kann der Generator-Motor 11 größenmäßig verkleinert werden. Weiterhin ist es aufgrund dessen, daß die Getriebevorrichtung zum Erhöhen und Verringern der Geschwindigkeit durch hydraulischen Druck angetrieben wird, möglich, die hydraulische Einrichtung an einer passenden Stelle im Fahrzeug durch Vorsehen der Ölzufuhrleitungen vorzusehen, wodurch ein Freiheitsgrad für ihr Anbringen unterstützt wird. Weiterhin kann die Vorrichtung ohne herkömmlich erzeugten Betriebslärm zwischen einem Getrieberad des Startermotors und einem Hohlrad des Planetengetriebes des Motors auskommen. Weiterhin ist die Vorrichtung zusätzlich zu einer Feldsteuerung des Generator-Motors 11 mit einer Geschwindigkeitssteuerung durch die Ölmengensteuerung versehen, wodurch die Steuerbarkeit und ein Durchführen einer optimalen Steuerung unterstützt wird. Das Feld des Generator- Motors 11 kann eines von einem Permanentmagneten sein.
  • Wie es oben angegeben ist, ist gemäß der vorliegenden Erfindung der bürstenlose Generator-Motor mit dem Motor über die Getriebeeinrichtung zum Erhöhen und Verringern der Geschwindigkeit verbunden. Beim Starten wird der Gleichstrom von der Speicherbatterie in den Wechselstrom umgewandelt, der dem Generator-Motor zugeführt wird, um ihn als Motor zu drehen. Die Geschwindigkeit des Generator-Motors wird reduziert und der Motor wird gestartet, damit er sich dreht. Beim Erzeugen von Leistung wird die Geschwindigkeit der Antriebsdrehung des Motors erhöht, wodurch sich der Generator-Motor als Wechselstromgenerator dreht. Die durch diesen Generator erzeugte Wechselleistung dreht den Wechselstrom-Antriebsmotor, wodurch das Fahrzeug laufengelassen wird. Weiterhin wird der Wechselstrom der erzeugenden Leistung in den Gleichstrom umgewandelt, um die Speicherbatterie zu laden. Demgemäß wird der Generator-Motor sowohl für einen Wechselstromgenerator als auch einen Startermotor verwendet, der durch Anordnen der Getriebeeinrichtung zum Erhöhen und Verringern der Geschwindigkeit dazwischen verkleinert ist, wodurch die Freiheit beim Anbringen am Fahrzeug unterstützt wird. Weiterhin kann der Generator-Motor auf Bürsten und Kommutatoren verzichten und die Riemeneinrichtung ist nicht nötig, wodurch seine Reparatur und Wartung vereinfacht wird. Weiterhin verzichtet er dann, wenn das Feld des Generator- Motors aus einem Permanentmagneten gebildet wird, auf einen Feldverlust, wodurch die Effizienz beim Erzeugen von Leistung gefördert wird.
  • Fig. 5 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfundenen Vorrichtung zeigt. Die Bezeichnungen 101 bis 110 sind dieselben wie in Fig. 6. Der Inverter 108 wird sowohl zum Starten als auch zum Laufenlassen verwendet. Ein Bezugszeichen 120 bezeichnet einen Gleichrichter, der mit einer Vielzahl von Dioden 121 integriert ist, die eine Dreiphasen-Wechselspannung gleichrichten, die durch Antreiben zum Drehen des Generator- Motors 101 erzeugt ist, zu einer Gleichspannung, und sie zum Inverter 108 und zur Speicherbatterie 107 führt. Ein Bezugszeichen 122 bezeichnet einen Umschalter zum Umschalten der Verbindung von der Ausgangsseite des Inverters 108 zur Läuferwicklung 102 des Generators 101 und zur Läuferwicklung 105 des Wechselstrom-Antriebsmotors 104.
  • Als nächstes wird die Operation erklärt. Zuerst wird beim Starten der Umschalter 122 zur Seite des Generator-Motors 101 geschaltet. Dann wird eine Gleichspannung der Speicherbatterie 107 durch den Inverter 108 in eine Dreiphasen-Wechselspannung umgewandelt, die zum Generator- Motor 101 geführt wird. Der Generator-Motor 101 wird ein Startermotor und startet den Motor. Wenn der Motor gestartet worden ist, wird der Umschalter 122 zur Seite des Wechselstrom-Antriebsmotors 104 geschaltet. Der Generator- Motor 101 wird durch den Motor zum Drehen angetrieben und erzeugt eine Dreiphasen-Wechselspannung als Generator, und die Wechselspannung wird durch den Gleichrichter 120 zu einer Gleichspannung gleichgerichtet. Die Gleichspannung wird dem Inverter 108 und der Speicherbatterie 107 zugeführt. Die dem Inverter 108 zugeführte Gleichspannung wird in eine Dreiphasen-Wechselspannung umgewandelt, die dem Wechstrom- Antriebsmotor 104 zugeführt wird. Auf diese Weise dreht sich der Wechselstrom-Antriebsmotor 104 und läßt das Fahrzeug laufen.
  • Wie es oben angegeben ist, wird die Ausgangsseite des Inverters zum Umwandeln des Gleichrichters, der an der Ausgangsseite des Generator-Motors angeschlossen ist, und der Gleichspannung der Speicherbatterie in die Dreiphasen- Wechselspannung durch den Umschalter umgeschaltet um beim Starten des Motors mit der Seite des Generator-Motors und beim Laufenlassen mit der Seite des Wechselstrom- Antriebsmotors in Verbindung zu stehen. Demgemäß wird bei beiden Arten der einzige Inverter verwendet, und daher wird die Vorrichtung größenmäßig verkleinert und ist billig.

Claims (5)

1. Leistungsversorgungsvorrichtung für ein elektrisches Fahrzeug, die folgendes aufweist:
einen Generator-Motor (11);
einen Motor (2), zum derartigen Antreiben, daß der Generator-Motor gedreht wird;
eine Getriebeeinrichtung (12) zum Erhöhen und Verringern der Geschwindigkeit, welche den Motor mit dem Generator- Motor verbindet;
eine Speicherbatterie (4) als Leistungsversorgungsquelle für eine Direktstromlast und für einen Startermotor beim Starten des Motors;
eine Leistungsumwandlungsschaltung (14);
wobei beim Starten des Motors die Speicherbatterie Elektrizität zum Generator-Motor über die Leistungsumwandlungsschaltung zuführt und den Generator- Motor als Motor dreht und die Getriebeeinrichtung zum Erhöhen und Verringern der Geschwindigkeit eine erste Geschwindigkeit des Generator-Motors verringert, um dadurch zu beginnen, den Motor zu drehen; und
beim Erzeugen von Leistung die Getriebeeinrichtung zum Erhöhen und Verringern der Geschwindigkeit eine zweite Geschwindigkeit einer Antriebsumdrehung des Motors erhöht und den Generator-Motor dreht, um die Speicherbatterie zu laden,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Generator-Motor (11) eine bürstenlose Wechselstrommaschine ist,
daß die Leistungsversorgungsvorrichtung weiterhin einen Wechselstrom-Antriebsmotor zum Laufenlassen eines Fahrzeugs aufweist, so daß
- die Elektrizität, die dem Generator-Motor beim Starten des Motors zugeführt wird, eine Wechselspannung ist,
- der Generator-Motor beim Erzeugen von Leistung als Wechselstromgenerator gedreht wird, der eine erzeugte Wechselleistung durch die Leistungsumwandlungsschaltung zum Wechselstrom-Antriebsmotor führt, um dadurch eine derartige Antreibung durchzuführen, daß der Wechselstrom- Antriebsmotor sich dreht, und daß das Fahrzeug laufengelassen wird, und ein durch die Leistungsumwandlungsschaltung umgewandelter Gleichstrom die Speicherbatterie lädt, und
daß die Getriebeeinrichtung (20) zum Erhöhen und Verringern der Geschwindigkeit aus einer hydraulischen Einrichtung gebildet ist, die folgendes aufweist:
- einen ersten hydraulischen Pumpmotor (21), der direkt mit dem Motor (2) verbunden ist,
- einen zweiten hydraulischen Pumpmotor (22), der direkt mit dem Generator-Motor (11) verbunden ist, und
- eine Vielzahl von Schaltventilen (23a, 23b, 23c, 23d), die in Ölzufuhrleitungen (26, 27) des ersten und des zweiten hydraulischen Pumpmotors eingefügt sind.
2. Leistungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung zusätzlich zu einer Feldsteuerung des Generator-Motors (11) mit einer Geschwindigkeitssteuerung durch eine Ölmengensteuerung ausgestattet ist.
3. Leistungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Generator-Motor (101) geeignet ist, eine Dreiphasen-Wechselspannung zu erzeugen, und wobei die Vorrichtung weiterhin einen Gleichrichter (120) zum Gleichrichten der Dreiphasen-Wechselspannung aufweist, die durch Antreiben zum Drehen des Generator-Motors erzeugt ist, zu einem Gleichstrom, und ihn einem Inverter (108) und der Speicherbatterie (107) zuführt.
4. Leistungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Gleichrichter (120) mit einer Vielzahl von Dioden (121) integriert ist.
5. Leistungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, die einen Umschalter aufweist zum Umschalten der Verbindung von der Ausgangsseite des Inverters (108) zu einer Läuferwicklung (102) des Generator-Motors (101) und zu einer Läuferwicklung (105) des Wechselstrom- Antriebsmotors (104).
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