JP4944127B2 - 燃料／電気駆動システム - Google Patents

Description

本発明は、駆動システムの分野に係る。本発明は、独立特許請求項の前提書き部分に規定された燃料／電気駆動システムに基づいている。

今日の燃料／電気駆動システムは、船舶並びに鉄道車両及び自動車で、広く使用されるようになってきている。先行技術に基づくそのような燃料／電気駆動システムが、例として、図１に示されている。この図において、今日の燃料／電気駆動システムは、内燃エンジン、及び内燃エンジンにより駆動される発電機を有している。トランスミッションが、典型的には、内燃エンジンと発電機の間に接続される。発電機は、典型的には、単一のステータ巻線セットを有している。整流器が、交流電圧側でこのステータ巻線セットに接続される。この整流器は、直流電圧側で直流電圧回路にも接続され、駆動モータに電気を供給するためのパワー・インバータが、この直流電圧回路に接続されている。

上記の従来の燃料／電気駆動システム、特に図１による燃料／電気駆動システムに関する問題は、例えば、ステータ巻線セットの内の一つの中での漏電または短絡のために、発電機が故障したとき、駆動モータに十分に電気を供給されることが、最早、可能ではなく、それ故に、全体の駆動システムが、最早、使用可能ではなくなることである。それに加えて、発電機が故障したときに、例えば整流器、直流電圧回路、パワー・インバータ、及び駆動モータのような、下流側の要素が損傷されるおそれがある。

本発明の目的は、それ故に、頑丈で且つ高いレベルの稼働率を有する燃料／電気駆動システムを使用可能にすることにある。この目的は、請求項１の特徴を介して実現される。本発明の好ましい発展形態は、従属特許請求項の中で与えられる。

本発明に基づく燃料／電気駆動システムは、内燃エンジン、及びこの内燃エンジンにより駆動され且つ第一ステータ巻線セットを有する発電機を有している。更にまた、この燃料／電気駆動システムは、第一整流器を有し、この第一整流器は、交流電圧側で第一ステータ巻線セットに、直流電圧側で第一直流電圧回路に接続されている。それに加えて、この燃料／電気駆動システムは、第一パワー・インバータを有し、この第一パワー・インバータは、直流電圧側で第一直流電圧回路に、交流電圧側で駆動モータに接続されている。

本発明によれば、前記発電機は、第二ステータ巻線セットを有している。更にまた、第二整流器が、交流電圧側で第二ステータ巻線セットに、直流電圧側で第二直流電圧回路に接続されている。更にまた、第二パワー・インバータが、直流電圧側で第二直流電圧回路に、交流電圧側で駆動モータに接続されている。第二ステータ巻線セット、それに接続された第二整流器、及び第二直流電圧回路を介して第二整流器に接続されたパワー・インバータにより、駆動モータに電気を供給するための冗長な給電経路が、好ましくも、設けられ、それによって、例えば、二つのステータ巻線セットの内の一つの中での漏電または短絡の場合に、駆動モータに、漏電が生じていない他の給電経路を介して、好ましくも、電気を供給されることが可能である。

それ故に、この駆動システムは、漏電の場合にも、使用可能であり続ける。従って、本発明に基づく燃料／電気駆動システムは、全体として非常に頑丈である。更にまた、前記内燃エンジンは、可変の回転速度で運転されることが可能であり、それ故に、二つのステータ巻線セット備えた発電機及び駆動システムｎの下流側の要素により、好ましくも、燃料の観点で効果的なやり方で運転されることが可能である。それに加えて、可変の回転速度での運転のお陰で、内燃エンジンと発電機の間のトランスミッションを省略することが可能である。

本発明の、この目的及び更なる目的、優位性、及び特徴は、以下において、図面を参照しながらの本発明の好ましい実施形態の詳細な説明により明らかになる。

図面の中で使用されている参照符号及びそれらの意味は、末尾の参照符号のリストにまとめられている。これらの図において、基本的に、同じパーツに対して、同じ参照符号が付与されている。ここに示された実施形態は、本発明の主題の例を示すものであって、本発明を限定する効果を有していない。

図２に、本発明に基づく燃料／電気駆動システムの第一の実施形態を示す。この図において、燃料／電気駆動システムは、内燃エンジン１、及び内燃エンジン１により駆動され且つ第一ステータ巻線セットＡを有する発電機２を有している。内燃エンジン１は、例えば、ディーゼル・エンジンとして、ガス・タービンとして、あるいは、一般的に、当業者により知られている如何なる内燃エンジンとしても、具体化される。更にまた、この燃料／電気駆動システムは、第一整流器３を有し、この第一整流器３は、交流電圧側で第一ステータ巻線セットＡに、直流電圧側で第一直流電圧回路４に接続されている。それに加えて、燃料／電気駆動システムは、第一パワー・インバータ５を有し、この第一パワー・インバータ５は、直流電圧側で第一直流電圧回路４に、交流電圧側で駆動モータ６に接続されている。

本発明によれば、上記の発電機１は、第二ステータ巻線セットＡを有している。一般的に、各ステータ巻線セットＡ，Ｂは、ｅ本の相巻線を有し、ここで、ｅ≧３ である。図２の実施形態において、及び、以下において詳細に説明される図３から６による実施形態において、それぞれ、ｅ＝３ 本の相巻線をそれぞれ備えた二つのステータ巻線セットＡ，Ｂが、仮定されている。更にまた、図２によれば、第二整流器７が、交流電圧側で第二ステータ巻線セットＢに、直流電圧側で第二直流電圧回路８に接続されている。更にまた、第二パワー・インバータ９が、直流電圧側で第二直流電圧回路８に、交流電圧側で駆動モータ６に接続されている。この駆動モータ６は、同様に、一般的に、二つのステータ巻線セットを有していて、各ステータ巻線セットは、相巻線を有し、ここで、ａ≧３ である。

図２の実施形態において、及び以下において詳細に説明される図３から６による実施形態において、それぞれ、ａ＝３ 本の相巻線をそれぞれ備えた二つのステータ巻線セットが、駆動モータ６に対して仮定されている。発電機２の、それに接続された第二整流器７の、及び第二直流電圧回路を介して８第二整流器７に接続されパワー・インバータ９の、第二ステータ巻線セットＢを使用して、駆動モータ６に電気を供給するための冗長な給電経路が、好ましくも、設けられ、それによって、例えば、二つのステータ巻線セットＡ，Ｂの内の一つの中での漏電または短絡の場合に、駆動モータ６は、漏電が生じていない他の給電経路を介して、好ましくも、電気を供給されることが可能である。結果として、燃料／電気駆動システムは、漏電の場合にも使用可能であり続け、即ち、駆動モータ６に電力が供給され続けることが可能である。従って、本発明に基づく燃料／電気駆動システムは、全体として非常に頑丈であり、且つ、高いレベルの稼働率を有している。

更にまた、上記の内燃エンジン１は、可変の回転速度で運転されることが可能であり、それ故に、二つのステータ巻線セットＡ，Ｂを備えた発電機２、及び駆動システムの下流側の要素３，４，５，６により、好ましくも、燃料に関して効果的なやり方で運転されることが可能である。それに加えて、可変の回転速度での運転のお陰で、先行技術による燃料／電気駆動システムの実施形態の中に示されているように、従来、内燃エンジン１と発電機２の間に接続されていたトランスミッション４０を省略することが可能である。

図２によれば、断路スイッチ１０が、第一ステータ巻線セットＡの第一整流器３への接続部に接続され、断路スイッチ１１が、第二ステータ巻線セットＢの第二整流器７への接続部に接続されている。もし、例えば、発電機２のステータ巻線セットＡ，Ｂの内の一つの中で、漏電が生じた場合には、漏電が生じているステータ巻線セットＡ，Ｂに接続された整流器３，７が、それぞれの断路スイッチ１０，１１により、容易に且つ迅速に切り離されることが可能であり、この整流器３，７、及び直流電圧回路４，８、パワー・インバータ５，９及び駆動モータ６のような下流側の要素が、損傷に対して保護されあるいは破壊に対してさえも保護されることが可能である。

当然に、それぞれの断路スイッチ１０，１１もまた、それぞれの整流器３，７の一部での漏電の場合に、発電機２のそれぞれのステータ巻線セットＡ，Ｂが切り離されることを可能にする。それぞれの断路スイッチ１０，１１はまた、例えば、発生した漏電がチェックされた後、あるいはメインテナンスまたは修理作業の後で、対応するステータ巻線セットＡ，Ｂがそれぞれの整流器３，７に再び接続されることを、当然に可能にする。

図２によれば、断路スイッチ１２が、第一パワー・インバータ５の駆動モータ６への接続部に接続され、断路スイッチ１３が、第二パワー・インバータ９の駆動モータ６への接続部に接続されている。もし、例えば、駆動モータ６で漏電が発生した場合には、駆動モータ６に接続されているそれぞれのパワー・インバータ５，９が、それぞれの断路スイッチ１２，１３により、容易に且つ迅速に切り離されることが可能であり、それぞれのパワー・インバータ５，９、及び直流電圧回路４，８、整流器３，７、及び発電機２のような先行する要素が、損傷に対して保護されあるいは破壊に対してさえも保護されることが可能である。

当然に、それぞれの断路スイッチ１２，１３はまた、それぞれのパワー・インバータ５，９の一部での漏電の場合に、駆動モータ６が切り離されることを可能にする。それぞれの断路スイッチ１２，１３はまた、例えば、発生した漏電がチェックされた後、あるいは、メインテナンスまたは修理作業の後で、駆動モータ６がそれぞれのパワー・インバータ５，９に再び接続されることを、当然に可能にする。

更にまた、第一直流電圧回路４は、接続スイッチ１４を介して第二直流電圧回路８に接続されること、及びそれから切り離されことが可能である。先に述べたように、漏電のために、もし、例えば、断路スイッチ１０により、第一ステータ巻線セットＡの第一整流器３との接続部が切り離されている場合、あるいは、断路スイッチ１１により、第二ステータ巻線セットＢの第二整流器７への接続部が切り離されている場合に、接続スイッチ１４は、それ故に、それぞれ他方の直流電圧回路４，８により、直流電圧回路４，８の内の一つに電気を供給することを可能にする。従って、漏電の場合に、駆動モータ６には、第一パワー・インバータ５により第一直流電圧回路４から、好ましくも、電力が供給されることも可能であり、そして更にまた、第二パワー・インバータ９により第二直流電圧回路８から、電力が供給されることも可能である。

それに加えて、ｘ個の更なるパワー・インバータ１５が、直流電圧側で第一直流電圧回路４に、一般的に、接続され、ここで、ｘ≧１ である。そして、図２の場合には、ｘ＝１ 個の、そのような更なるパワー・インバータ１５が、直流電圧側で第一直流電圧回路４に接続されている。更なるｘ個のパワー・インバータ１５のそれぞれは、好ましくも、例えば、更なる駆動モータに電気を供給することを可能にするのみではなく、例えば、ファン、空調システム、駆動モータなどの補助的な運転装置に対しても電気を供給することを可能にする。当然に、そのようなパワー・インバータ１５は、エネルギーを送り返すことが可能であるようにもデザインされている。

それに加えて、一般的に、ｙ個の更なるパワー・インバータ１６が、直流電圧側で第二直流電圧回路８に接続され、ここで、ｙ≧１ である。そして、図２の場合には、ｙ＝１ 個の、そのような更なるパワー・インバータ１６が、直流電圧側で第二直流電圧回路８に接続されている。更なるｙ個のパワー・インバータ１６のそれぞれもまた、好ましくも、この場合には、例えば、更なる駆動モータに電気を供給することを可能にするのみではなく、例えば、ファン、空調システム、駆動モータなどの補助的な運転装置に対しても、電気を供給することを可能にする。

図３に、本発明に基づく燃料／電気駆動システムの第二の実施形態を示す。図２に基づき、図３による燃料／電気駆動システムは、一般的に、ｚ個の更なるパワー・インバータ１７を有している。これらのパワー・インバータ１７は、直流電圧側で第一直流電圧回路４及び第二直流電圧回路８に接続され、ここで、ｚ≧１ である。そして、図３の場合には、ｚ＝１ 個の、そのような更なるパワー・インバータ１７が、直流電圧側で第一直流電圧回路４及び第二直流電圧回路８に接続されている。結果として、更なるｚ個のパワー・インバータ１７のそれぞれは、好ましくも、両方の直流電圧回路４，８から電気が供給されることが可能である。この場合に、更なるｚ個のパワー・インバータ１７のそれぞれが、例えば、更なる駆動モータに電気を供給することを可能にするのみではなく、例えば、ファン、空調システム、駆動モータなどの補助的な運転装置に対しても電気を供給することを可能にする。当然に、そのようなパワー・インバータ１７は、エネルギーを送り返すことが可能であるようにもデザインされている。

図３によれば、電流の方向を制限するための要素１８が、第一直流電圧回路４のｚ個の更なるパワー・インバータ１７の内の一つへの各接続部に接続され、電流の方向を制限するための要素１９が、第二直流電圧回路８のｚ個の更なるパワー・インバータ１７の内の一つへの各接続部に接続されている。電流の方向を制限するためのそれぞれの要素１８，１９は、規定された方向の電流のみが、それぞれの直流電圧回路４，８から、ｚ個の更なるパワー・インバータ１７のそれぞれのパワー・インバータ１７に流れ、且つ、規定されたやり方で戻されることを確保するために使用される。

これは、好ましくも、例えば、それぞれの直流電圧回路４，８の中での漏電のために、および／または、ｚ個の更なるパワー・インバータ１７の内の一つの中での漏電のために生じた漏電の電流が、それぞれのパワー・インバータ１７に、またはそれぞれの直流電圧回路４，８に流れることが可能である状態を防止して、漏電の電流が、それぞれのパワー・インバータ１７、またはそれぞれの直流電圧回路４，８直接的または間接的に接続された要素を損傷しあるいは更に破壊することを防止する。

電流の方向を制限するためのそれぞれの要素１８，１９は、好ましくは、図３に基づくダイオードにより具体化され、それ故に、非常にシンプル且つ省スペースのやり方で、実現されることが可能である。しかしながら、駆動されることが可能であるスイッチング要素、特に駆動されることが可能である電力半導体スイッチもまた、使用することが可能である。

留意すべきことは、図３を参照しながら先に詳細に説明されたｚ個の更なるパワー・インバータ１７及び直流電圧側でのそれらの接続が、図２に基づく燃料／電気駆動システムと結合されることが可能であり、また、以下において詳細に説明される図４、図５及び図６に基づく燃料／電気駆動システムとも結合されることが可能であることである。

図４に、本発明に基づく燃料／電気駆動システムの第三の実施形態を示す。図２に基づいて、一般的にｎ個の更なる整流器２０が、交流電圧側で、図４による第一ステータ巻線セットＡに接続され、ここで、ｎ≧１ である。そして、図４では、ｎ＝１ 個の更なる整流器２０が、交流電圧側で第一ステータ巻線セットＡに接続されている。それに加えて、図４によれば、一般的に、ｍ個の更なるパワー・インバータ２１が、ｎ個の更なる整流器２０のそれぞれに対して設けられた直流電圧回路２２を介して、ｎ個の整流器２０の内の一つにそれぞれ接続され、ここで、ｍ≧１ である。そして、図４においては、ｍ＝１ 個の更なるパワー・インバータ２１が、ｎ個の更なる整流器２０のそれぞれに対して設けられた直流電圧回路２２を介して、ｎ個の整流器２０の内の一つにそれぞれに接続されている。それ故に、第一ステータ巻線セットＡは、例えば、更なる駆動モータに電気を供給するために使用されることが可能であるのみではなく、例えば、ファン、空調システム、駆動モータなどの補助的な運転装置に対しても、ｍ個の更なるパワー・インバータ２１のそれぞれの更なるパワー・インバータ２１により、第一及び第二直流電圧回路４，８とは別個に且つ独立して、電気を供給するために使用されることが可能である。

更にまた、図４によれば、ｐ個の更なる整流器２６が、交流電圧側で第二ステータ巻線セットＢに接続され、ここで、ｐ≧１ である。そして、図４の場合には、Ｐ＝１ 個の更なる整流器２６が、交流電圧側で第二ステータ巻線セットＢに接続されている。それに加えて、図４によれば、一般的に、ｑ個の更なるパワー・インバータ２７が、ｐ個の更なる整流器２６のそれぞれに対して設けられた直流電圧回路２８を介して、それぞれ、ｐ個の整流器２６の内の一つに接続され、ここで、ｑ≧１ である。そして、図４の場合には、ｑ＝１ 個の更なるパワー・インバータ２７が、ｐ個の更なる整流器２６のそれぞれに対して設けられた直流電圧回路２８を介して、ｐ個の整流器２６の内の一つにそれぞれ接続されている。それ故に、第二ステータ巻線セットＢは、例えば、更なる駆動モータに電気を供給するために使用されることが可能であるのみではなく、例えば、ファン、空調システム、駆動モータなどの補助的な運転装置に対しても、ｑ個の更なるパワー・インバータ２６のそれぞれの更なるパワー・インバータ２７により、第一及び第二直流電圧回路４，８とは別個に且つ独立して、電気を供給するために使用されることが可能である。

図４によれば、断路スイッチ２５が、第一ステータ巻線セットＡのｎ個の更なる整流器２０の内の一つへの各接続部に接続されている。更にまた、図４によれば、断路スイッチ３１が更に、第二ステータ巻線セットＢのｐ個の更なる整流器２６の内の一つへの各接続部に接続されている。

もし、例えば、発電機２のステータ巻線セットＡ，Ｂの内の一つで漏電が発生した場合には、漏電が発生したステータ巻線セットＡ，Ｂに接続されている更なる整流器２０，２６が、それぞれの断路スイッチ２５，３１により、容易に且つ迅速に切り離されることが可能であり、この更なる整流器２０，２６、及び直流電圧回路２２，２８、及び更なるパワー・インバータ２１，２７のような下流側の要素が、損傷に対して保護されあるいは破壊に対してさえも保護されることが可能である。当然に、それぞれの断路スイッチ２５，３１はまた、それぞれの更なる整流器２０，２６の一部での漏電の場合に、発電機２のそれぞれのステータ巻線セットＡ，Ｂが切り離されることを可能にする。当然に、それぞれの断路スイッチ２５，３１はまた、例えば、発生した漏電がチェックされた後、または、メインテナンスまたは修理作業の後で、対応するステータ巻線セットＡ，Ｂが、それぞれの更なる整流器２０，２６に再び接続されることを可能にする。

ここで留意すべきことは、図４に対して先に詳細に説明されたｎ個の更なる整流器２０及びそれらの接続、及び図４に対して先に詳細に説明されたｐ個の更なる整流器２６及びそれらの接続が、図２、図３による燃料／電気駆動システムと結合されることも可能であり、また、以下において詳細に説明される図５及び図６による燃料／電気駆動システムと結合されることも可能であることである。

図５に、本発明に基づく燃料／電気駆動システムの第四の実施形態を示す。図４に基づいて、ｎ個の更なる整流器２０が、交流電圧側で、図５による第一ステータ巻線セットＡに、図４に一般的に対応するやり方で接続され、ここで、ｎ≧１ である。そして、図５の場合には、ｎ＝１ 個の更なる整流器２０が、交流電圧側で第一ステータ巻線セットＡに接続されている。それに加えて、図５によれば、一般的に、ｍ個の更なるパワー・インバータ２１が、ｎ個の更なる整流器２０のそれぞれに対して設けられた直流電圧回路２２を介して、ｎ個の整流器２０の内の一つにそれぞれ接続され、ここで、ｍ≧１ である。そして、図５の場合には、ｍ＝１ 個の更なるパワー・インバータ２１が、ｎ個の更なる整流器２０のそれぞれに対して設けられた直流電圧回路２２を介して、ｎ個の整流器２０の内の一つにそれぞれ接続されている。

それ故に、第一ステータ巻線セットＡは、例えば、更なる駆動モータに電気を供給するために使用されることが可能であるのみではなく、ファン、空調システム、駆動モータなどの補助的な運転装置に対しても、第一及び第二直流電圧回路４，８とは別個に且つ独立して、ｍ個の更なるパワー・インバータ２１のそれぞれの更なるパワー・インバータ２１により、電気を供給するために使用されることが可能である。

図５によれば、断路スイッチ２５が、第一ステータ巻線セットＡのｎ個の更なる整流器２０の内の一つへの各接続部に接続され、このコンテクストにおいて、機能させる方法及び優位性に関しての、図４に対する説明が、参照されるべきである。更にまた、図５によれば、一般的に、ｒ個の更なる整流器２３が、交流電圧側で第二ステータ巻線セットＢに接続され、ここで、ｒ≧１ 且つ ｎ≧ｒ である。そして、図５の場合には、ｒ＝１ 個の更なる整流器２３が、交流電圧側で第二ステータ巻線セットＢに接続されている。それに加えて、図５によれば、ｒ個の更なる整流器２３のそれぞれが、直流電圧側で、ｎ個の更なる整流器２０に対して設けられた直流電圧回路２２の内の一つにそれぞれ接続されている。

例えば、発電機２の第一ステータ巻線セットＡの中での、漏電の場合に、それぞれの更なる整流器２０が、断路スイッチ２５により、切り離される。この場合に、更なる切り離された整流器２０に接続された直流電圧回路２２は、好ましくも、更なる整流器２３により電気が供給されることが可能であり、それにより、漏電のような場合であっても、更なる駆動モータに電気を供給することを可能にするのみではなく、例えば、ファン、空調システム、駆動モータなどの補助的な運転装置に対して、更なるパワー・インバータ２１により、この直流電圧回路２２から、電気が供給されることが可能である。

それに加えて、断路スイッチ２４が、第二ステータ巻線セットＢのｒ個の更なる整流器２３の内の一つへの各接続部に接続され、この断路スイッチ２４は、好ましくも、更なるそれぞれの整流器２３が発電機２の第二ステータ巻線セットＢに対して切り離されまた再び接続されることを可能にする。

留意すべきことは、図５を参照しながら先に詳細に説明されたｒ個の更なる整流器２３及びそれらの接続が、図２、図３及び図４による燃料／電気駆動システムと結合されることも可能であり、並びに、図６により以下において詳細に説明される燃料／電気駆動システムと結合されることも可能であることである。

図６に、本発明に基づく燃料／電気駆動システムの第五の実施形態を示す。図４に基づいて、ｐ個の更なる整流器２６が、交流電圧側で、図６による第二ステータ巻線セットＢに接続され、図４に一般的に対応するやり方で接続され、ここで、ｐ≧１ である。そして、図６の場合には、ｐ＝１ 個の更なる整流器２６が、交流電圧側で第二ステータ巻線セットＢに接続されている。それに加えて、図６によれば、一般的に、ｑ個の更なるパワー・インバータ２７が、ｐ個の更なる整流器２６のそれぞれに対して設けられた直流電圧回路２８を介して、ｐ個の整流器２６の内の一つにそれぞれ接続され、ここで、ｑ≧１ である。そして、図６の場合には、ｑ＝１ 個の更なるパワー・インバータ２７が、ｐ個の更なる整流器２６のそれぞれに対して設けられた直流電圧回路２８を介して、それぞれ、ｐ個の整流器２６の内の一つに接続されている。

それ故に、第二ステータ巻線セットＢは、例えば、更なる駆動モータに電気を供給するために使用されることが可能であるのみではなく、例えば、ファン、空調システム、駆動モータなどの補助的な運転装置に対して、第一及び第二直流電圧回路４，８とは別個に且つ独立して、ｑ個の更なるパワー・インバータ２７のそれぞれの更なるパワー・インバータ２７により、電気を供給するために使用されることが可能である。

図６によれば、断路スイッチ３１が、第二ステータ巻線セットＢのｐ個の更なる整流器２６の内の一つへの各接続部に接続され、そして、このコンテクストにおいて、機能させる方法及び優位性に関しての、図４に対する説明が、参照されるべきである。

更にまた、図６によれば、一般的に、ｖ個の更なる整流器２９が、交流電圧側で第一ステータ巻線セットＡに接続され、ここで、ｖ≧１ 且つ ｐ≧ｖ である。そして、図６の場合には、ｖ＝１ 個の更なる整流器２９が、交流電圧側で第一ステータ巻線セットＡに接続されている。それに加えて、図６によれば、ｖ個の更なる整流器２９のそれぞれが、直流電圧側で、ｐ個の更なる整流器２６に対して設けられた直流電圧回路２８の内の一つにそれぞれ接続されている。

例えば、発電機２の第二ステータ巻線セットＢの中での漏電の場合に、それぞれの更なる整流器２６が、断路スイッチ３１により切り離され、この場合には、更なる切り離された整流器２６に接続された直流電圧回路２８が、更なる整流器２９により、好ましくも、電気を供給されることが可能である。それ故に、漏電のような場合であっても、更なるパワー・インバータ２７により、この直流電圧回路２８から、更なる駆動モータに電気を供給することが可能になるとともに、例えば、ファン、空調システム、駆動モータなどの補助的な運転装置に対しても電気を供給するが可能になる。それに加えて、断路スイッチ３０が、第一ステータ巻線セットＡのｖ個の更なる整流器２９の内の一つへの各接続部に接続され、この断路スイッチ３０は、好ましくも、それぞれの更なる整流器２９が、発電機２の第一ステータ巻線セットＡに対して、切り離されまた再び接続されることを可能にする。

留意すべきことは、図６を参照しながら先に詳細に説明されたｖ個の更なる整流器２９及びそれらの接続が、図２、図３、図４及び図５による燃料／電気駆動システムと結合されることも可能であることである。

図１は、先行技術に基づく燃料／電気駆動システムの実施形態を示す図である。 図２は、本発明に基づく燃料／電気駆動システムの第一の実施形態を示す図である。 図３は、本発明に基づく燃料／電気駆動システムの第二の実施形態を示す図である。 図４は、本発明に基づく燃料／電気駆動システムの第三の実施形態を示す図である。 図５は、本発明に基づく燃料／電気駆動システムの第四の実施形態を示す図である。 図６は、本発明に基づく燃料／電気駆動システムの第五の実施形態を示す。

符号の説明

１…内燃エンジン、２…発電機、３…第一整流器、４…第一直流電圧回路、５…第一パワー・インバータ、６…駆動モータ、７…第二整流器、８…第二直流電圧回路、９…第二パワー・インバータ、１０，１１，１２，１３；２４，２５；３０，３１…断路スイッチ、１４…接続スイッチ、１５…ｘ個の更なるパワー・インバータ（ここで、ｘ≧１）、１６…ｙ個の更なるパワー・インバータ（ここで、ｙ≧１）、１７…ｚ個の更なるパワー・インバータ（ここで、ｚ≧１）、１８，１９…電流の方向を制限するための要素、２０…ｎ個の更なる整流器（ここで、ｎ≧１）、２１…ｍ個の更なるパワー・インバータ（ここで、ｍ≧１）、２２…ｎ個の更なる整流器２０のそれぞれの直流電圧回路、２３…ｒ個の更なる整流器（ここで、ｒ≧１）、２６…ｐ個の更なる整流器（ここで、ｐ≧１）、２７…ｑ個の更なるパワー・インバータ（ここで、ｑ≧１）、２８…ｐ個の更なる整流器２６のそれぞれの直流電圧回路、２９…ｖ個の更なる整流器（ここで、ｖ≧１）、４０…トランスミッション、Ａ，Ｂ…発電機のステータ巻線セット。

Claims (15)

1. 燃料／電気駆動システムであって、
   内燃エンジン（１）を有し；
   内燃エンジン（１）により駆動され、且つ第一ステータ巻線セット（Ａ）を有する発電機（２）を有し；
   交流電圧側で第一ステータ巻線セット（Ａ）に接続され、直流電圧側で第一直流電圧回路（４）に接続された第一整流器（３）を有し；
   直流電圧側で第一直流電圧回路（４）に接続され、交流電圧側で駆動モータ（６）に接続された第一パワー・インバータ（５）を有する、
   燃料／電気駆動システムにおいて、
   前記発電機（２）は、第二ステータ巻線セット（Ｂ）を有していること；
   第二整流器（７）が、交流電圧側で第二ステータ巻線セット（Ｂ）に接続され、直流電圧側で第二直流電圧回路（８）に接続されていること；
   第二パワー・インバータ（９）が、直流電圧側で第二直流電圧回路（８）に接続され、交流電圧側で駆動モータ（６）に接続されていること；及び、
   前記第一直流電圧回路（４）は、接続スイッチ（１４）を介して、第二直流電圧回路（８）に接続されること及びそれから切り離されることが可能であること；
   を特徴とする燃料／電気駆動システム。
2. 下記特徴を有する請求項１に記載の燃料／電気駆動システム：
   断路スイッチ（１０）が、第一ステータ巻線セット（Ａ）の第一整流器（３）への接続部に接続され；且つ、
   断路スイッチ（１１）が、第二ステータ巻線セット（Ｂ）の第二整流器（７）への接続部に接続されている。
3. 下記特徴を有する請求項１または２に記載の燃料／電気駆動システム：
   断路スイッチ（１２）が、第一パワー・インバータ（５）の駆動モータ（６）への接続部に接続され；且つ、
   断路スイッチ（１３）が、第二パワー・インバータ（９）の駆動モータ（６）への接続部に接続されている。
4. 下記特徴を有する請求項１から３の何れか１項に記載の燃料／電気駆動システム：
   ｘ個の更なるパワー・インバータ（１５）が、直流電圧側で第一直流電圧回路（４）に接続され、ここで、ｘ≧１ である。
5. 下記特徴を有する請求項１から４の何れか１項に記載の燃料／電気駆動システム：
   ｙ個の更なるパワー・インバータ（１６）が、直流電圧側で第二直流電圧回路（８）に接続され、ここで、ｙ≧１ である。
6. 下記特徴を有する請求項１から５の何れか１項に記載の燃料／電気駆動システム：
   ｚ個の更なるパワー・インバータ（１７）が、直流電圧側で第一直流電圧回路（４）及び第二直流電圧回路（８）に接続され、ここで、ｚ≧１ である。
7. 下記特徴を有する請求項６に記載の燃料／電気駆動システム：
   電流の方向を制限するための要素（１８）が、第一直流電圧回路（４）のｚ個の更なるパワー・インバータ（１７）の内の一つへの各接続部に接続され；且つ、
   電流の方向を制限するための要素（１９）が、第二直流電圧回路（８）のｚ個の更なるパワー・インバータ（１７）の内の一つへの各接続部に接続されている。
8. 下記特徴を有する請求項１から７の何れか１項に記載の燃料／電気駆動システム：
   ｎ個の更なる整流器（２０）が、交流電圧側で第一ステータ巻線セット（Ａ）に接続され、ここで、ｎ≧１ であり；且つ、
   ｍ個の更なるパワー・インバータ（２１）が、ｎ個の更なる整流器（２０）のそれぞれに対して設けられた直流電圧回路（２２）を介して、ｎ個の整流器（２０）の内の一つに、それぞれ接続され、ここで、ｍ≧１ である。
9. 下記特徴を有する請求項８に記載の燃料／電気駆動システム：
   ｒ個の更なる整流器（２３）が、交流電圧側で第二ステータ巻線セット（Ｂ）に接続され、ここで、ｒ≧１ 且つ ｎ≧ｒ であり；且つ、
   ｒ個の更なる整流器（２３）のそれぞれが、直流電圧側で、ｎ個の更なる整流器（２０）に対して設けられた直流電圧回路（２２）の内の一つに、それぞれ接続されている。
10. 下記特徴を有する請求項９に記載の燃料／電気駆動システム：
    断路スイッチ（２４）が、第二ステータ巻線セット（Ｂ）のｒ個の更なる整流器（２３）の内の一つへの各接続部に接続されている。
11. 下記特徴を有する請求項８から１０の何れか１項に記載の燃料／電気駆動システム：
    断路スイッチ（２５）が、第一ステータ巻線セット（Ａ）のｎ個の更なる整流器（２０）の内の一つへの各接続部に接続されている。
12. 下記特徴を有する請求項１から１１の何れか１項に記載の燃料／電気駆動システム：
    ｐ個の更なる整流器（２６）が、交流電圧側で第二ステータ巻線セット（Ｂ）に接続され、ここで、ｐ≧１ であり；且つ、
    ｑ個の更なるパワー・インバータ（２７）が、ｐ個の更なる整流器（２６）のそれぞれに対して設けられた直流電圧回路（２８）を介して、ｐ個の整流器（２６）の内の一つに、それぞれ接続され、ここで、ｑ≧１ である。
13. 下記特徴を有する請求項１２に記載の燃料／電気駆動システム：
    ｖ個の更なる整流器（２９）が、交流電圧側で第一ステータ巻線セット（Ａ）に接続され、ここで、ｖ≧１ 且つ ｐ≧ｖ であり；且つ、
    これらのｖ個の更なる整流器（２９）のそれぞれは、ｐ個の更なる整流器（２６）に対して設けられた直流電圧回路（２８）の内の一つに、直流電圧側で、それぞれ接続されている。
14. 下記特徴を有する請求項１３に記載の燃料／電気駆動システム：
    断路スイッチ（３０）が、第一ステータ巻線セット（Ａ）のｖ個の更なる整流器（２９）の内の一つへの各接続部に接続されている。
15. 下記特徴を有する請求項１２から１４の何れか１項に記載の燃料／電気駆動システム：
    断路スイッチ（３１）が、第二ステータ巻線セット（Ｂ）のｐ個の更なる整流器（２６）の内の一つへの各接続部に接続されている。

Images