JP2020523979A5

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Publication number: JP2020523979A5
Application number: JP2020519161A
Authority: JP
Filing date: 2018-06-13
Publication date: 2021-07-29
Anticipated expiration: 2038-06-13

Claims

駆動および充電の機能の両方を提供するよう適応された装置であって、前記装置は、
第１トラクションインバータと、
電動モータにならびに電源に連結された第１エネルギー貯蔵装置と、
第２トラクションインバータであって、前記第１トラクションインバータおよび前記第２トラクションインバータは前記電動モータを挟んで互いに連結されている、第２トラクションインバータと、
前記電動モータにならびに前記電源に連結された第２エネルギー貯蔵装置と、
前記第１トラクションインバータおよび前記第２トラクションインバータおよび前記電源をインターフェース接続するＡＣ／ＤＣコンバータ・フロントエンド回路と、
前記第１トラクションインバータおよび前記第２トラクションインバータの１つ以上のスイッチングゲートに適用されるときに、前記電源から前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置に送達される出力の出力特性を成形する電気パルスを提供することにより、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ・フロントエンド回路、前記第１トラクションインバータ、および前記第２トラクションインバータの動作特性を制御するよう構成された制御器回路と、
を含む、装置。
前記電気パルスは、前記第１トラクションインバータおよび前記第２トラクションインバータの１つ以上のスイッチングゲートのインターリーブされたスイッチングを生じさせ、前記インターリーブされたスイッチングは、前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置の連続的な伝導を可能にするよう適応され、前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵は、ある期間において伝導の少なくとも１つの位相を通して電流を伝導する、請求項１に記載の装置。
前記インターリーブされたスイッチングは、最も顕著な高調波成分をスイッチング周波数の３倍にシフトさせる、請求項２に記載の装置。
前記第１トラクションインバータおよび前記第２トラクションインバータのそれぞれは、前記１つ以上のスイッチングゲートを組み込むスイッチングネットワークを含み、前記スイッチングネットワークは、前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置の各々に流れ込む個々の電流を制御する、請求項１に記載の装置。
前記第１トラクションインバータおよび前記第２トラクションインバータのスイッチングネットワークのそれぞれは、１組の内部スイッチおよび１組の外部スイッチを有する少なくとも６つのスイッチを含む、請求項４に記載の装置。
前記電気パルスは、前記第１エネルギー貯蔵装置と前記第２エネルギー貯蔵装置との間で出力のバランスを取り、それにより、前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置の全体にわたる電圧が前記電源の入力電圧と合致するよう、前記スイッチングネットワークを制御する、請求項５に記載の装置。
前記１組の内部スイッチおよび前記１組の外部スイッチは、スイッチング期間において同一パーセントのｏｎ時間を有する、請求項５に記載の装置。
前記第１トラクションインバータのスイッチングネットワークと前記第２トラクションインバータのスイッチングネットワークとの間の電気パルスは１８０度だけ位相シフトされている、請求項６に記載の装置。
前記スイッチングネットワークのスイッチの対の間の電気パルスは１２０度だけ位相シフトされている、請求項６に記載の装置。
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ・フロントエンド回路のスイッチは前記電源のグリッド電圧に同期されている、請求項１に記載の装置。
前記制御器回路は、前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置のうちの少なくとも一方が前記電源に出力を送達する双方向動作のためにさらに構成されている、請求項１に記載の装置。
前記電気パルスは、前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置のうちの少なくとも一方と前記電源との間の出力の方向を調節する、請求項１に記載の装置。
前記電動モータは輸送機関に装着され、前記電動モータは、前記輸送機関を移動させるための力を付与する駆動機能を前記電動モータが提供する第１モード、および前記電源に電気的に接続されるときに前記電動モータが充電機能を提供する第２モードを含むデュアルモード動作のために構成されている、請求項１に記載の装置。
単方向の電流伝導の可能なスイッチは、前記電源との単方向の出力の交換を可能にする、請求項１に記載の装置。
双方向の電流伝導の可能なスイッチは、双方向の出力の交換を可能にする、請求項１に記載の装置。
前記制御器回路は、グリッド側の力率を調節するよう、および、グリッドから輸送機関を充電するときに生成される低周波の高調波成分の大きさを減少させるよう適応された制御信号を生成するよう構成されている、請求項１に記載の装置。
前記制御器回路は、前記力率を改善するよう、および、前記コンバータのＡＣ端子において生成される高調波電流成分を減少させるよう構成されている、請求項１６に記載の装置。
前記電源は単相ＡＣ出力を提供する、請求項１に記載の装置。
前記電源は３相ＡＣ出力を提供する、請求項１に記載の装置。
前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置の全体にわたる正味電圧は、前記電源から受け取られるピーク電圧よりも常に大きいよう、前記制御器回路により維持される、請求項１に記載の装置。
前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置は同じ種類のエネルギー貯蔵装置である、請求項１に記載の装置。
前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置は異なる種類のエネルギー貯蔵装置である、請求項１に記載の装置。
前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置は両方ともバッテリーである、請求項１に記載の装置。
前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置は両方ともキャパシタである、請求項１に記載の装置。
前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置は、少なくとも１つのキャパシタおよび少なくとも１つのバッテリーを含む、請求項１に記載の装置。
前記電源から前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置に送達される出力の出力特性の成形は、前記電源に付与される出力における波形歪みを減少させるよう適応される、請求項１に記載の装置。
前記電動モータは、自動車、飛行機、および船舶のうちの少なくとも１つである輸送機関に駆動機能および高速充電機能を両方とも提供するよう構成された電動ドライブトレインの一部として連結されている、請求項１に記載の装置。
駆動および充電の機能の両方を提供するよう適応されたシステムであって、前記システムは、
電動モータと、
電源と、
第１トラクションインバータと、
前記電動モータにならびに前記電源に連結された第１エネルギー貯蔵装置と、
第２トラクションインバータであって、前記第１トラクションインバータおよび前記第２トラクションインバータは前記電動モータを挟んで互いに連結されている、第２トラクションインバータと、
前記電動モータにならびに前記電源に連結された第２エネルギー貯蔵装置と、
前記第１トラクションインバータならびに前記第２トラクションインバータのうちの少なくとも一方および前記電源をインターフェース接続するＡＣ／ＤＣコンバータ・フロントエンドと、
前記第１トラクションインバータおよび前記第２トラクションインバータおよび前記電源をインターフェース接続するＡＣ／ＤＣコンバータ・フロントエンド回路と、
前記第１トラクションインバータおよび前記第２トラクションインバータの１つ以上のスイッチングゲートに適用されるときに、前記電源から前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置に送達される出力の出力特性を成形する電気パルスを提供することにより、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ・フロントエンド回路、前記第１トラクションインバータ、および前記第２トラクションインバータの動作特性を制御するよう構成された制御器回路と、
を含む、システム。
第１トラクションインバータ、第２トラクションインバータ、およびＡＣ／ＤＣコンバータ・フロントエンド回路の動作特性を制御するための制御器回路であって、前記第１トラクションインバータおよび前記第２トラクションインバータは電動モータを挟んで互いに連結され、前記第１トラクションインバータは第１エネルギー貯蔵装置に連結され、前記第２トラクションインバータは第２エネルギー貯蔵装置に連結され、前記制御器回路は、
前記第１トラクションインバータおよび前記第２トラクションインバータの１つ以上のスイッチングゲートに適用されるときに、電源から前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置に送達される出力の出力特性を成形する電気パルスを提供するために構成された１つ以上の信号生成器であって、前記電気パルスは、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ・フロントエンド回路に適用されるときに、出力フローの方向および力率を制御する、信号生成器
を含む、制御器回路。
機械解釈可能命令を格納する非一時的機械可読媒体であって、前記機械解釈可能命令は、制御器回路のプロセッサにより実行されるときに、第１トラクションインバータ、第２トラクションインバータ、およびＡＣ／ＤＣコンバータ・フロントエンド回路の動作特性を制御するための方法を前記制御器回路のプロセッサに行わせ、前記第１トラクションインバータおよび前記第２トラクションインバータは電動モータを挟んで互いに連結され、前記第１トラクションインバータは第１エネルギー貯蔵装置に連結され、前記第２トラクションインバータは第２エネルギー貯蔵装置に連結され、前記方法は、
前記第１トラクションインバータおよび前記第２トラクションインバータの１つ以上のスイッチングゲートに適用されるときに、電源から前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置に送達される出力の出力特性を成形する電気パルスを提供することであって、前記電気パルスは、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ・フロントエンド回路に適用されるときに、出力フローの方向および力率を制御すること
を含む、非一時的機械可読媒体。
第１トラクションインバータ、第２トラクションインバータ、および、ＡＣ／ＤＣコンバータ・フロントエンド回路の動作特性を制御するための方法であって、前記第１トラクションインバータおよび前記第２トラクションインバータは電動モータを挟んで互いに連結され、前記第１トラクションインバータは第１エネルギー貯蔵装置に連結され、前記第２トラクションインバータは第２エネルギー貯蔵装置に連結され、前記方法は、
前記第１トラクションインバータおよび前記第２トラクションインバータの１つ以上のスイッチングゲートに適用されるときに、電源から前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置に送達される出力の出力特性を成形する電気パルスを提供することであって、前記電気パルスは、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ・フロントエンド回路に適用されるときに、出力フローの方向および力率を制御すること
を含む、方法。
前記電気パルスは、前記第１トラクションインバータおよび前記第２トラクションインバータの１つ以上のスイッチングゲートのインターリーブされたスイッチングを生じさせ、前記インターリーブされたスイッチングは、前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置の連続的な伝導を可能にするよう適応され、前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置は、ある期間において伝導の少なくとも１つの位相を通して電流を伝導する、請求項３１に記載の方法。
前記インターリーブされたスイッチングは、最も顕著な高調波成分をスイッチング周波数の３倍にシフトさせる、請求項３２に記載の方法。
前記第１トラクションインバータおよび前記第２トラクションインバータのそれぞれは、前記１つ以上のスイッチングゲートを組み込むスイッチングネットワークを含み、前記スイッチングネットワークは、前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置の各々に流れ込む個々の電流を制御する、請求項３１に記載の方法。
前記第１トラクションインバータおよび前記第２トラクションインバータのスイッチングネットワークのそれぞれは、１組の内部スイッチおよび１組の外部スイッチを有する少なくとも６つのスイッチを含む、請求項３４に記載の方法。
前記電気パルスは、前記第１エネルギー貯蔵装置と前記第２エネルギー貯蔵装置との間で出力のバランスを取り、それにより、前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置の全体にわたる電圧が前記電源の入力電圧と合致するよう、前記スイッチングネットワークを制御する、請求項３５に記載の方法。
前記１組の内部スイッチおよび前記１組の外部スイッチは、スイッチング期間において同一パーセントのｏｎ時間を有する、請求項３５に記載の方法。
前記第１トラクションインバータのスイッチングネットワークと前記第２トラクションインバータのスイッチングネットワークとの間の電気パルスは１８０度だけ位相シフトされている、請求項３６に記載の方法。
前記スイッチングネットワークのスイッチの対の間の電気パルスは１２０度だけ位相シフトされている、請求項３６に記載の方法。
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ・フロントエンド回路のスイッチは前記電源のグリッド電圧に同期されている、請求項３１に記載の方法。
前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置は前記電源に出力を送達する、請求項３１に記載の方法。
前記電気パルスは、前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置のうちの少なくとも一方と前記電源との間の出力の方向を調節する、請求項３１に記載の方法。
前記電動モータは輸送機関に装着され、前記電動モータは、前記輸送機関を移動させるための力を付与する駆動機能を前記電動モータが提供する第１モード、および前記電源に電気的に接続されるときに前記電動モータが充電機能を提供する第２モードを含むデュアルモード動作のために構成されている、請求項３１に記載の方法。
単方向の電流伝導の可能なスイッチは、前記電源との単方向の出力の交換を可能にする、請求項３１に記載の方法。
双方向の電流伝導の可能なスイッチは、双方向の出力の交換を可能にする、請求項３１に記載の方法。
グリッド側の力率を調節するよう、および、グリッドから輸送機関を充電するときに生成される低周波の高調波成分の大きさを減少させるよう適応された第２の１組の電気パルスを生成することを含む、請求項３１に記載の方法。
前記力率を改善し、前記コンバータのＡＣ端子において生成される高調波電流成分を減少させることを含む、請求項４６に記載の方法。
前記電源は単相ＡＣ出力を提供する、請求項３１に記載の方法。
前記電源は３相ＡＣ出力を提供する、請求項３１に記載の方法。
前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置の全体にわたる正味電圧は、前記電源から受け取られるピーク電圧よりも大きいよう維持される、請求項３１に記載の方法。
前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置は同じ種類のエネルギー貯蔵装置である、請求項３１に記載の方法。
前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置は異なる種類のエネルギー貯蔵装置である、請求項３１に記載の方法。
前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置は両方ともバッテリーである、請求項３１に記載の方法。
前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置は両方ともキャパシタである、請求項３１に記載の方法。
前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置は、少なくとも１つのキャパシタおよび少なくとも１つのバッテリーを含む、請求項３１に記載の方法。
前記電源から前記第１エネルギー貯蔵装置および前記第２エネルギー貯蔵装置に送達される出力の出力特性の成形は、前記電源に付与される出力における波形歪みを減少させるよう適応される、請求項３１に記載の方法。
前記電動モータは、自動車、飛行機、および船舶のうちの少なくとも１つである輸送機関に連結されている、請求項３１に記載の方法。