JP2020527321A5

JP2020527321A5 -

Info

Publication number: JP2020527321A5
Application number: JP2019569430A
Authority: JP
Filing date: 2018-06-15
Publication date: 2021-07-26
Anticipated expiration: 2038-06-15

Claims

ＤＣ電源から駆動機能と充電機能の両方を提供するように構成された装置であって：
開放ステータの巻線構成の電動モータ；
第１のトラクションインバータおよび第１のバッテリを備える第１のインバータ回路であって、前記第１のバッテリは前記電動モータおよびＤＣフロントエンド回路に接続される、第１のインバータ回路；
第２のトラクションインバータおよび第２のバッテリを備える第２のインバータ回路であって、前記第２のバッテリは前記電動モータおよび前記ＤＣフロントエンド回路に接続され、前記ＤＣフロントエンド回路はＤＣ電源および前記第１のインバータ回路および前記第２のインバータ回路に接続される、第２のインバータ回路；
前記第２のバッテリのマイナス端子と前記ＤＣフロントエンド回路の間の第１の接続；
前記第１のバッテリのプラス端子と前記ＤＣフロントエンド回路の間の第２の接続、
を備え、
前記第１のバッテリおよび前記第２のバッテリは前記ＤＣ電源と電力交換をし、前記ＤＣフロントエンド回路は、前記第１および第２のバッテリのうち少なくとも１つに提供している充電入力を制御するように構成された少なくとも１つのスイッチング装置を備え、前記少なくとも１つのスイッチング装置は前記第１のインバータ回路および前記第２のインバータ回路のうち少なくとも１つのスイッチにより制御可能である、
装置。
前記ＤＣフロントエンド回路は前記第１および前記第２のインバータ回路により前記ＤＣ電源の前記バッテリへの入力電圧の変換を容易にする、請求項１に記載の装置。
前記ＤＣフロントエンド回路は：
キャパシタであって、前記キャパシタの前記プラス端子が前記ＤＣ電源のプラス端子と接続され、かつ前記キャパシタの前記マイナス端子が前記ＤＣ電源のマイナス端子と接続される、キャパシタ；
ダイオードであって、前記ダイオードはプラス端子およびマイナス端子を有し、前記ダイオードのプラス端子は前記スイッチング装置および前記第１のバッテリの前記プラス端子に接続され、前記ダイオードのマイナス端子は前記第２のバッテリの前記マイナス端子に接続される、ダイオード、
を備え、
前記スイッチング装置は前記ダイオードの前記プラス端子を前記キャパシタの前記プラス端子に接続するように構成される、
請求項１に記載の装置。
前記ＤＣフロントエンド回路は：
キャパシタであって、前記キャパシタの前記プラス端子は前記電源のプラス端子に接続され、前記キャパシタの前記マイナス端子は前記電源のマイナス端子と接続される、キャパシタ；
能動的スイッチであって、前記能動的スイッチはプラス端子およびマイナス端子を有し、前記能動的スイッチのプラス端子は前記スイッチング装置および前記第１のバッテリの前記プラス端子と接続され、前記能動的スイッチのマイナス端子は前記第２のバッテリの前記マイナス端子と接続される、能動的スイッチ、
を備え、
前記スイッチング装置は前記能動的スイッチの前記プラス端子を前記キャパシタの前記プラス端子に接続するように構成される、
請求項１に記載の装置。
前記ＤＣフロントエンド回路は、第１モードおよび第２モードにより操作するように構成され、前記第１モードは前記第１のバッテリの電圧と前記第２のバッテリの電圧の合計が前記電源の電圧以下となるモードであり、前記第２モードは前記第１のバッテリの電圧と前記第２のバッテリの電圧の前記合計が前記電源の電圧超となるモードであるように構成される、請求項１に記載の装置。
前記第１モードの場合に、前記第１のインバータ回路のスイッチおよび前記第２のインバータ回路のスイッチが前記第１のバッテリおよび前記第２のバッテリと前記装置の回路経路との接続をＯＮ状態にするようにスイッチされ、かつ前記ＤＣフロントエンド回路が前記少なくとも１つのスイッチング装置を制御することによって前記モータの電流を制御するように構成される、請求項５に記載の装置。
前記第２モードの場合に、前記少なくとも１つのスイッチング装置がオン状態に維持され、かつ前記第１のインバータ回路のスイッチおよび前記第２のインバータ回路のスイッチが前記モータの電流の制御によって制御される、請求項５に記載の装置。
前記第１のインバータ回路および前記第２のインバータ回路は双方向動作をするように構成され、それによって、前記第１のバッテリおよび前記第２のバッテリから前記ＤＣ電源へ、または前記ＤＣ電源から前記第１のバッテリおよび前記第２のバッテリへの交互の電力の伝達をするように構成される、請求項４に記載の装置。
ＤＣ電源から第１のインバータ回路または第２のインバータ回路への充電入力を制御するように構成されたＤＣフロントエンド回路であって、
（ｉ）前記第１のインバータ回路は第１のトラクションインバータおよび開放ステータの巻線構成の電動モータと接続された第１のバッテリを備え、前記ＤＣ電源から駆動機能および充電機能を提供するように構成され、
（ｉｉ）前記第２のインバータ回路は第２のトラクションインバータ、および前記電動モータおよび前記ＤＣフロントエンド回路に接続された第２のバッテリを備えるように構成され、
前記ＤＣフロントエンド回路は：
前記第２のバッテリのマイナス端子と前記ＤＣフロントエンド回路の間の第１の接続；
前記第１のバッテリのプラス端子と前記フロントエンド回路の間の第２の接続；
前記第１のバッテリおよび前記第２のバッテリのうち少なくとも１つに提供する前記充電入力を制御するように構成された少なくとも１つのスイッチング装置であって、前記少なくとも１つのスイッチング装置は前記第１のインバータ回路および前記第２のインバータ回路のうち少なくとも１つのスイッチにより制御可能である、スイッチング装置、
を備える、ＤＣフロントエンド回路。
前記第１のバッテリおよび前記第２のバッテリの電圧の合計が前記ＤＣ電源の入力電圧以下となる場合に、前記少なくとも１つのスイッチング装置は第１モードに動作することによって前記充電入力を制御するように構成され、
前記第１のバッテリおよび前記第２のバッテリの電圧の合計が前記ＤＣ電源の入力電圧超となる場合に、前記少なくとも１つのスイッチング装置は第２モードに動作することによって電気充電入力を制御するように構成される、請求項９に記載のＤＣフロントエンド回路。
前記第１モードにおいて、前記少なくとも１つのスイッチング装置は前記第１および第２のインバータ回路のスイッチをＯＮ状態にスイッチしている間に、前記第１および第２のバッテリの充電を可能にするように制御される、請求項１０に記載のＤＣフロントエンド回路。
前記第１モードにおいて、前記第１および第２のインバータ回路のスイッチが前記第１および第２のバッテリを充電可能に制御される間、前記少なくとも１つのスイッチング装置はＯＮ状態に維持される、請求項１０に記載のＤＣフロントエンド回路。
前記第１モードにおいて、前記少なくとも１つのスイッチング装置は、デューティサイクルが前記第１のバッテリおよび前記第２のバッテリの電圧の合計を前記ＤＣ電源の前記入力電圧で割った値以下となるように制御される、請求項１０に記載のＤＣフロントエンド回路。
前記第２モードにおいて、前記第１および第２のインバータ回路のスイッチが前記第１および第２のバッテリが充電可能に制御される間、前記少なくとも１つのスイッチング装置はＯＮ状態に維持される、請求項１０に記載のＤＣフロントエンド回路。
前記少なくとも１つのスイッチング装置は双方向の電流伝導および単方向性の電圧ブロック能力を有する、請求項９に記載のＤＣフロントエンド回路。
前記ＤＣフロントエンドスイッチング回路は入力フィルタと、前記少なくとも１つのインバータ回路に並列な単方向性電流伝導および単極性の電圧遮断能力を有するダイオードを備える、請求項９に記載のＤＣフロントエンド回路。
前記ＤＣフロントエンド回路は前記少なくとも１つのインバータ回路のスイッチにより前記少なくとも１つのスイッチング装置を制御するための信号を生成するように構成された制御器を備える、請求項９に記載のＤＣフロントエンド回路。
前記ＤＣフロントエンド回路は前記ＤＣ電源に欠陥ブロック回路を備え、ＤＣ側の欠陥が生じた場合に前記第１または第２のバッテリのうち少なくともいずれか一方を保護るように構成される、請求項９に記載のＤＣフロントエンド回路。
ＤＣ電源から駆動機能および充電機能の両方を提供するように構成された装置に接続されたＤＣフロントエンド回路を作動するための方法であって、前記装置は：
開放ステータの巻線構成の電動モータ；
第１のインバータ回路であって、第１のトラクションインバータと、前記電動モータおよび前記ＤＣフロントエンド回路に接続された第１のバッテリを備える第１のインバータ回路；
第２のインバータ回路であって、第２のトラクションインバータと、前記電動モータおよび前記ＤＣフロントエンド回路に接続された第２のバッテリを備え、前記ＤＣフロントエンド回路は前記ＤＣ電源、前記第１のインバータ回路、および前記第２のインバータ回路に接続される、第２のインバータ回路、
を備え、前記方法は：
前記少なくとも１つのインバータ回路および前記ＤＣフロントエンド回路の前記ＤＣ電源に直列に配置された少なくとも１つのスイッチング装置を介して、前記第１のインバータ回路と前記第２のインバータ回路のうち少なくとも１つのスイッチにより、前記第１のバッテリおよび前記第２のバッテリのうち少なくとも一方に提供される充電入力を制御する工程を包含する、方法。
前記第１のバッテリおよび前記第２のバッテリの電圧の合計が前記ＤＣ電源の入力電圧以下である場合に、前記スイッチング装置を制御して第１モードを作動させる工程ａ；
前記第１のバッテリおよび前記第２のバッテリの電圧の合計が前記ＤＣ電源の入力電圧超である場合に、前記スイッチング装置を制御して第２モードを作動させる工程ｂ、
を包含する、請求項１９に記載の方法。
前記工程ａは、前記第１のバッテリおよび前記第２のバッテリを充電可能な前記第１および第２のインバータ回路のスイッチがＯＮ状態である間に前記スイッチング装置を制御する工程を包含する、請求項２０に記載の方法。
前記工程ａは、前記第１のバッテリおよび前記第２のバッテリを充電可能な前記第１および第２のインバータ回路のスイッチが制御されている間に前記スイッチング装置をＯＮ状態にする工程を包含する、請求項２０に記載の方法。
第１モードにおいて、デューティサイクルが前記第１のバッテリおよび前記第２のバッテリの電圧の合計を前記ＤＣ電源の前記入力電圧で割った値以下とするように前記スイッチング装置を制御する工程を含む、請求項２１に記載の方法。