RU2505428C2 - Электрическая тяговая цепь для автотранспортного средства - Google Patents

Электрическая тяговая цепь для автотранспортного средства Download PDF

Info

Publication number
RU2505428C2
RU2505428C2 RU2011107310/11A RU2011107310A RU2505428C2 RU 2505428 C2 RU2505428 C2 RU 2505428C2 RU 2011107310/11 A RU2011107310/11 A RU 2011107310/11A RU 2011107310 A RU2011107310 A RU 2011107310A RU 2505428 C2 RU2505428 C2 RU 2505428C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
motor
charging
power source
electric traction
Prior art date
Application number
RU2011107310/11A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011107310A (ru
Inventor
Филипп ДЮПЮИ
Original Assignee
Рено С.А.С.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Рено С.А.С. filed Critical Рено С.А.С.
Publication of RU2011107310A publication Critical patent/RU2011107310A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2505428C2 publication Critical patent/RU2505428C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/007—Physical arrangements or structures of drive train converters specially adapted for the propulsion motors of electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/51—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B60L53/22—Constructional details or arrangements of charging converters specially adapted for charging electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B60L53/24—Using the vehicle's propulsion converter for charging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/10—Electrical machine types
    • B60L2220/14—Synchronous machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/50—Structural details of electrical machines
    • B60L2220/54—Windings for different functions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Электрическая тяговая цепь (1) для автотранспортного средства содержит бортовой подзаряжаемый источник (2) энергии. Тяговая цепь включает в себя статический преобразователь (5), выполненный с возможностью создания системы трехфазных напряжений, соединенный на входе с указанным подзаряжаемым источником (2) энергии. Трехфазный электрический двигатель (10), питаемый системой трехфазных напряжений, выдаваемых статическим преобразователем (5), содержит обмотку статора, выполненную с возможностью подключения к внешнему источнику (35) электрической энергии для обеспечения зарядки бортового источника энергии через статический преобразователь (5). Двигатель (10) является синхронным двигателем с раздельным возбуждением, в котором питание ротора (23) прерывается во время фаз зарядки. Технический результат заключается в сокращении времени зарядки аккумуляторной батареи и повышении безопасности при эксплуатации транспортного средства. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области автомобильной промышленности и, в частности, касается транспортных средств, содержащих электрическую тяговую цепь.
В частности, изобретение касается усовершенствований, позволяющих сократить время зарядки электрической аккумуляторной батареи, обеспечивающей тяговую мощность.
Уровень техники
Как правило, транспортные средства, содержащие электрическую тяговую цепь, содержат аккумуляторную батарею, параметры которой предусмотрены для обеспечения мощности, необходимой для выполнения тяговой функции. Эта батарея питает электрический двигатель через статический преобразователь. Эти преобразователи предназначены для создания системы переменных напряжений, предпочтительно трехфазных напряжений, которые подаются непосредственно на двигатель. Таким образом, преобразователь этого типа работает как инвертор и выдает систему напряжений, амплитуду и частоту которых регулируют для получения требуемого крутящего момента.
Проблема, относящаяся к транспортным средствам на электрической тяге, касается фазы зарядки аккумуляторной батареи. По сравнению с транспортными средствами с тепловым двигателем фаза зарядки батареи длится намного дольше. Действительно, при известных в настоящее время технологиях необходимо, чтобы транспортное средство оставалось на месте в течение времени порядка одного часа или более, чтобы зарядить его батарею от сетевого источника напряжения. Как правило, зарядку батарей производят путем их подключения к зарядному устройству, которое может быть внутренним или внешним. При существующих на сегодняшний день бортовых преобразователях эти операции зарядки могут занимать несколько часов, и, как правило, их осуществляют ночью, когда транспортное средство не используют.
Кроме того, существуют внешние зарядные устройства, позволяющие осуществлять операции зарядки быстрее, но они стоят слишком дорого, чтобы их можно было применять в широком масштабе. Кроме того, эти специальные зарядные устройства не всегда совместимы с очень большим количеством самых разных контактных соединителей, которые применяют для парка электрических транспортных средств.
В документе ЕP-0 603 778 уже было предложено решение для обеспечения зарядки аккумуляторных батарей. Оно основано на принципе соединения внешнего устройства электрического питания с контактами обмоток статора двигателя. Таким образом, обмотки двигателя выполняют функцию индуктивных компонентов, а инвертор, к которому их подключают, обеспечивает функцию ограничительного преобразователя для зарядки батареи.
Коренной проблемой этого решения является генерирование крутящего момента во время прохождения зарядного тока через обмотки статора во время фаз зарядки батареи. Действительно, преимуществом синхронных двигателей с магнитами или несинхронных двигателей, используемых в этом решении, является то, что они не требуют питания током вращающихся деталей, однако их недостатком является генерирование момента, как только через обмотки их статора начинает проходить трехфазный переменный ток. Появление этого момента, даже незначительного, когда ротор не вращается, тем более является недостатком, так как в случае даже легкого толчка во время зарядки этот средний момент, передаваемый двигателем на колеса, существенно увеличивается и будет тем больше, чем сильнее ток зарядки, циркулирующий в обмотках двигателя. Действительно, малейшее движение ротора в направлении вращающегося поля статора, связанного с прохождением тока зарядки, приведет к созданию момента в этом же направлении за счет эффекта наложения полей ротора и статора и, как следствие, к несвоевременному троганию с места транспортного средства.
Следовательно, понятно, что существует риск случайного начала движения транспортного средства. Этот риск тем более представляет опасность, так как для электрического транспортного средства не существует холостого хода, и на нулевой скорости транспортное средство является абсолютно бесшумным. Действительно, невозможно отличить стоящее на месте транспортное средство при стоянке от транспортного средства с нулевой скоростью, готового тронуться с места при нажатии на педаль акселератора. Поэтому абсолютно необходимо убедиться при помощи соответствующего радикального средства, что стоящее на месте транспортное средство не рискует тронуться с места. Для этого регламентные нормы предусматривают оборудование электрической системы устройством отключения, которое обеспечивает отсутствие какой-либо тяги в этом состоянии. Это не относится к системе, описанной в документе ЕP-0 603 778, в котором предусмотрено удержание транспортного средства на месте путем блокировки колес транспортного средства при помощи тормозной системы. Это решение абсолютно не является удовлетворительным, так как не отвечает действующим регламентным нормам, предусматривающим отключение электрического питания от тяговой системы во время стоянки транспортного средства. К тому же, оно основано только на функции стояночного тормоза в качестве защиты от трогания с места транспортного средства, что является недостаточным для удержания транспортного средства на месте, когда тяговый двигатель включен. Кроме того, когда колеса заблокированы, вся трансмиссия между выходом двигателя и осями оказывается местом концентрации механических напряжений и вибраций, в частности, на частоте питания внешнего источника питания и на его гармониках.
Таким образом, настоящее изобретение ставит перед собой задачу усовершенствования зарядки аккумуляторной батареи и, в частности, должно позволить избегать воздействия больших механических напряжений на механические узлы трансмиссии и любой возможности появления не нулевого среднего момента на валу трансмиссии во время зарядки.
Раскрытие изобретения
В этой связи объектом настоящего изобретения является тяговая цепь для автотранспортных средств, содержащая:
- бортовой подзаряжаемый источник энергии;
- статический преобразователь, выполненный с возможностью создания системы трехфазных напряжений, соединенный на входе с указанным подзаряжаемым источником энергии;
- трехфазный электрический двигатель, питаемый системой трехфазных напряжений, выдаваемых статическим преобразователем;
при этом обмотка статора двигателя выполнена с возможностью подключения к внешнему источнику электрической энергии для обеспечения зарядки бортового источника энергии через статический преобразователь.
Согласно изобретению, тяговая цепь характеризуется тем, что двигатель является синхронным с раздельным возбуждением, в котором питание ротора прерывается во время фаз зарядки.
Иначе говоря, применяемые двигатели содержат ротор, содержащий обмотку, при помощи которой генерируют поле ротора, с которым взаимодействует вращающееся поле, генерируемое обмотками статора. Это возбуждение можно прекратить по команде во время фазы зарядки, чтобы исключить или, по крайней мере, существенно уменьшить момент, создаваемый током, проходящим через обмотки статора во время этой фазы зарядки. Таким образом, необходимость наличия ротора, питание которого происходит через вращающиеся контакты, в значительное мере компенсируется тем, что зарядку батареи можно производить путем прямого соединения с внешней сетью питания, которая может быть, в частности, трехфазной, а также и однофазной сетью, избегая больших механических напряжений и возможности подачи не нулевого среднего момента на трансмиссию на выходе двигателя. На практике, каждая обмотка статора может содержать пару независимых контактов, при этом каждая обмотка содержит один контакт, соединенный со статическим преобразователем, а другой контакт поочередно соединяется либо с общей точкой, образующей нейтраль, - во время фаз движения; либо с контактным устройством соединения с внешним источником энергии - во время фаз зарядки. Иначе говоря, выбирают обмотку статора двигателя таким образом, чтобы не соединять напрямую нейтраль трех фаз в двигателе, а выводить обратные линии фазы наружу для их соединения с внешним источником энергии.
Предпочтительно на практике тяговая цепь может содержать систему релейных устройств, например, электромеханических или электронных, выполненных с возможностью вне фаз зарядки соединять контакты обмоток статора с общей точкой. Иными словами, соединение нейтрали можно осуществлять внутри или снаружи машины путем замыкания системы реле, обеспечивающей замыкание накоротко между обратными линиями фазы.
В варианте выполнения тяговая цепь может содержать соединитель-заглушку, которая сама образует общую точку и выполнена с возможностью вне фаз зарядки обеспечивать соединение контактов обратной линии фазы всех обмоток статора.
С другой стороны, во время фаз зарядки контактный соединитель, с которым соединены контакты обратной линии фазы, можно соединить с внешним, трехфазным или однофазным источником питания. В этом последнем случае две из обмоток статора одновременно соединяются с одним контактом внешнего источника напряжения питания.
В зависимости от варианта, контактный соединитель может соединяться с внешним источником питания через трансформатор, в частности, понижающий трансформатор, если используется сеть питания сетевым напряжением.
Краткое описание чертежей
Выполнение изобретения, а также его преимущества будут более очевидны из нижеследующего описания вариантов выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 - схема различных элементов, образующих тяговую цепь, показанная в режиме движения,
фиг. 2 - схема, аналогичная фиг. 1, показывающая вариант выполнения нейтрали двигателя,
фиг. 3-6 - схемы, аналогичные фиг. 1, показывающие тяговую цепь в режимах зарядки батареи в различных вариантах этого внешнего источника питания.
Осуществление изобретения
Как показано на фиг. 1, тяговая цепь 1 в основном состоит из батареи 2, выходные контакты 3, 4 которой соединены со статическим преобразователем 5, обеспечивающим функцию инвертора. Этот инвертор 5 содержит входной конденсатор 6 и различные плечи 7, каждое из которых содержит два статических выключателя, между которыми подключены выходные контакты 8. При подаче соответствующей команды на инвертор, напряжения между выходными контактами 8 образуют систему трехфазных напряжений. Этот инвертор 5 питает двигатель 10, содержащий три обмотки 11, 12, 13 статора. Выходные контакты 8 инвертора соединены с одним из контактов 14, 15, 16 каждой обмотки 11, 12, 13 статора. Контакты 17, 18, 19 обратной линии фазы обмоток 11, 12, 13 статора соединены с контактным соединителем 25, с которым впоследствии соединяют внешний источник питания.
В варианте, показанном на фиг. 1, три контакта 17, 18, 19 обратной линии фазы каждой обмотки статора соединены между собой при помощи соединителя-заглушки 27.
Работу двигателя обеспечивают за счет соответствующего питания обмотки 23 ротора и соответствующего управления инвертором 5.
В варианте, показанном на фиг. 2, различные контакты 17, 18, 19 обратной линии фазы соединены между собой за счет наличия двух реле 30 и 31. Контакты этих реле 30, 31 замкнуты в режиме движения для обеспечения на их уровне замыкания накоротко обратных линий фазы. И, наоборот, контакты этих реле разомкнуты в режиме зарядки. Эти реле могут быть выполнены по разным технологиям, что не влияет на принцип изобретения.
Когда необходимо зарядить батарею транспортного средства, тяговую цепь конфигурируют, как показано на фиг. 3. В этом случае внешний источник 35 питания, предпочтительно трехфазный, соединяют с контактным соединителем 25. Таким образом, питание ротора отключают, и система сетевых напряжений 35 проходит через обмотки статора, играющие роль индуктивных элементов на выходных контактах 8 инвертора. В этом случае инвертор 5 работает как преобразователь типа повышающего трансформатора напряжения при соответствующем управлении входящими в его состав статическими выключателями.
В случае необходимости, как показано на фиг. 4, может понадобиться понижающий трансформатор 37 для приведения системы напряжения, подаваемого на статор двигателя, к уровню, обеспечивающему работу инвертора в режиме повышающего трансформатора напряжения.
Архитектура тяговой цепи в соответствии с настоящим изобретением позволяет также, как показано на фиг. 5, производить зарядку от однофазного источника сетевого напряжения. Этот режим зарядки, хотя и является менее быстрым, можно, тем не менее, использовать, когда трехфазная сеть недоступна.
В этом случае контактный соединитель 25 соединяют с источником 40 питания таким образом, чтобы два из его контактов 41, 42 были соединены вместе, при этом третий контакт 43 соединяют с другим контактом источника 40 питания. В этом случае через две обмотки 11,13 статора проходит одинаковый ток.
Как было указано выше, использование понижающего трансформатора 48 по схеме, показанной на фиг. 6, может понадобиться для обеспечения работы статического преобразователя 5 в режиме повышающего трансформатора напряжения.
Из всего вышесказанного вытекает, что преимуществом тяговой цепи в соответствии с настоящим изобретением является возможность ее подключения к трехфазному источнику питания без какого-либо риска появления момента внутри двигателя во время фазы зарядки. Таким образом, достигают сокращения времени зарядки во время соединения с трехфазной сетью и одновременно обеспечивают безопасность использования по сравнению с известными решениями. Эта архитектура позволяет также производить зарядку через однофазную сеть.

Claims (7)

1. Электрическая тяговая цепь (1) для автотранспортного средства, содержащая бортовой подзаряжаемый источник (2) энергии, статический преобразователь (5), выполненный с возможностью создания системы трехфазных напряжений, соединенный на входе с указанным подзаряжаемым источником (2) энергии, трехфазный электрический двигатель (10), питаемый системой трехфазных напряжений, выдаваемых статическим преобразователем (5), при этом обмотка статора двигателя выполнена с возможностью подключения к внешнему источнику (35) электрической энергии для обеспечения зарядки бортового источника энергии через статический преобразователь (5), причем двигатель (10) является синхронным двигателем с раздельным возбуждением, в котором питание ротора (23) прерывается во время фаз зарядки.
2. Электрическая тяговая цепь по п.1, в которой каждая обмотка (12, 13, 14) статора содержит пару независимых контактов, при этом каждая обмотка содержит один контакт (14, 15, 16), соединенный со статическим преобразователем, а другой контакт (17, 18, 19), выполненный с возможностью поочередно соединяться с общей точкой, образующей нейтраль (27), или с контактным соединителем (25) соединения с внешним источником (35) электрической энергии.
3. Электрическая тяговая цепь по п.1, дополнительно содержащая систему релейных устройств (30, 31), выполненных с возможностью вне фаз зарядки обеспечивать соединение контактов обмоток статора с общей точкой, образующей нейтраль.
4. Электрическая тяговая цепь по п.2, дополнительно содержащая соединитель-заглушку (27), образующую общую точку и выполненную с возможностью вне фаз зарядки соединять контакты (17, 18, 19) всех обмоток (12, 13, 14) статора.
5. Электрическая тяговая цепь по п.4, в которой контактный соединитель (25) соединен с внешним трехфазным источником (35) питания.
6. Электрическая тяговая цепь по п.4, в которой контактный соединитель (25) соединен с внешним однофазным источником питания, при этом две из обмоток (41, 42) статора соединены вместе с одним контактом внешнего источника (40) питания.
7. Электрическая тяговая цепь по п.4, в которой контактный соединитель (25) соединен с внешним источником питания через понижающий трансформатор (37).
RU2011107310/11A 2008-07-28 2009-07-03 Электрическая тяговая цепь для автотранспортного средства RU2505428C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0855175 2008-07-28
FR0855175A FR2934217B1 (fr) 2008-07-28 2008-07-28 Chaine de traction electrique pour vehicule automobile.
PCT/FR2009/051299 WO2010012924A2 (fr) 2008-07-28 2009-07-03 Chaine de traction electrique pour vehicule automobile

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011107310A RU2011107310A (ru) 2012-09-10
RU2505428C2 true RU2505428C2 (ru) 2014-01-27

Family

ID=40383807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011107310/11A RU2505428C2 (ru) 2008-07-28 2009-07-03 Электрическая тяговая цепь для автотранспортного средства

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20110187185A1 (ru)
EP (1) EP2303628A2 (ru)
JP (1) JP2011529328A (ru)
KR (1) KR20110034030A (ru)
CN (1) CN102112338A (ru)
AR (1) AR072536A1 (ru)
BR (1) BRPI0916751A2 (ru)
FR (1) FR2934217B1 (ru)
RU (1) RU2505428C2 (ru)
TW (1) TW201010880A (ru)
WO (1) WO2010012924A2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU175680U1 (ru) * 2016-12-26 2017-12-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" Тяговый преобразователь напряжения с интегрированным зарядным устройством

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2961362B1 (fr) * 2010-06-14 2012-06-08 Renault Sas Circuit electrique mixte a fonction d'onduleur et de convertisseur alternatif-continu et procede de diagnostic d'un tel circuit
DE102010062376A1 (de) * 2010-12-03 2012-06-06 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Laden einer Traktionsbatterie
DE102011121486B4 (de) * 2011-12-16 2020-12-17 Audi Ag Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines dreiphasigen Drehwechselstroms aus einem ein- oder zweiphasigen Wechselstrom
EP2647523A1 (en) 2012-04-04 2013-10-09 Volvo Car Corporation Circuit for charging a battery and for driving a three-phase electrical machine
FR2990310B1 (fr) * 2012-05-04 2014-06-13 Schneider Electric Ind Sas Convertisseur electrique, dispositif de conversion d'un courant alternatif en un courant continu comportant un tel convertisseur, et borne de rechargement d'une batterie electrique comportant un tel convertisseur ou dispositif de conversion
US9270182B2 (en) 2012-05-04 2016-02-23 Schneider Electric Industries Sas Conversion stage, electric converter including such a conversion stage, device for converting an AC current into DC current including such a converter, terminal for recharging an electric battery including such a converter or conversion device
CN103587426B (zh) * 2012-08-13 2016-01-27 中国北车股份有限公司 轻轨车辆牵引系统
JP6036639B2 (ja) * 2013-10-18 2016-11-30 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
WO2016011656A1 (zh) * 2014-07-25 2016-01-28 中山大洋电机股份有限公司 电动汽车驱动与充电集成控制方法及其应用的电动汽车
DE102014225985A1 (de) 2014-12-16 2016-06-16 Robert Bosch Gmbh Axialflussmaschine mit integrierter Ladefunktionalität für ein elektrisches Antriebssystem
EP3295537B1 (en) * 2015-05-13 2020-04-15 Black & Decker Inc. On-board battery charging and regenerative braking
DE102016100358A1 (de) * 2016-01-11 2017-07-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Elektrosystem für ein Fahrzeug, Fahrzeug sowie Verfahren zum Durchführen eines Ladevorgangs
EP3630524A4 (en) * 2017-06-02 2021-03-10 Magna International Inc. SYSTEM AND PROCEDURE FOR CHARGING AN INTEGRATED BATTERY AND POWERING IT IN PLUG-IN ELECTRIC VEHICLES
EP3915179B1 (en) 2019-05-24 2023-07-26 Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. Integrated charger and motor control system comprising a transformer and multi-level power converters
CN111431254A (zh) * 2019-06-30 2020-07-17 比亚迪股份有限公司 充电控制方法、装置、电路拓扑、能量转换装置及车辆

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU907699A1 (ru) * 1980-06-23 1982-02-23 Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им. 50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции Система питани
RU2110419C1 (ru) * 1997-04-24 1998-05-10 Владимир Анатольевич Гасюта Транспортное средство с автономным ходом
JPH11205909A (ja) * 1998-01-16 1999-07-30 Toyota Motor Corp 電気自動車用充電装置
RU2222098C2 (ru) * 2002-04-09 2004-01-20 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" Комплектный тяговый электропривод

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3178146B2 (ja) * 1992-12-25 2001-06-18 富士電機株式会社 電気自動車の電気システム
JP3477850B2 (ja) * 1994-10-26 2003-12-10 株式会社明電舎 電気自動車用充電器
DE19652950A1 (de) * 1996-12-19 1998-07-02 Ask Antriebs Steuerungs Und In Verfahren und Vorrichtung für die Ausführung eines batteriegestützten elektrischen Drehstromantriebssystems mit Batterieladeeinrichtung
JP3765287B2 (ja) * 2002-05-09 2006-04-12 トヨタ自動車株式会社 エネルギー変換機制御装置
KR100527463B1 (ko) * 2003-06-16 2005-11-09 현대자동차주식회사 3상 유도 전동기 접속 장치
JP2005151687A (ja) * 2003-11-14 2005-06-09 Nissan Motor Co Ltd モータ駆動４ｗｄ車両の制御装置及び制御方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU907699A1 (ru) * 1980-06-23 1982-02-23 Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им. 50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции Система питани
RU2110419C1 (ru) * 1997-04-24 1998-05-10 Владимир Анатольевич Гасюта Транспортное средство с автономным ходом
JPH11205909A (ja) * 1998-01-16 1999-07-30 Toyota Motor Corp 電気自動車用充電装置
RU2222098C2 (ru) * 2002-04-09 2004-01-20 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" Комплектный тяговый электропривод

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU175680U1 (ru) * 2016-12-26 2017-12-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" Тяговый преобразователь напряжения с интегрированным зарядным устройством

Also Published As

Publication number Publication date
CN102112338A (zh) 2011-06-29
US20110187185A1 (en) 2011-08-04
WO2010012924A2 (fr) 2010-02-04
RU2011107310A (ru) 2012-09-10
JP2011529328A (ja) 2011-12-01
WO2010012924A3 (fr) 2010-05-14
FR2934217A1 (fr) 2010-01-29
AR072536A1 (es) 2010-09-01
FR2934217B1 (fr) 2010-08-13
TW201010880A (en) 2010-03-16
EP2303628A2 (fr) 2011-04-06
KR20110034030A (ko) 2011-04-04
BRPI0916751A2 (pt) 2015-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2505428C2 (ru) Электрическая тяговая цепь для автотранспортного средства
Haghbin et al. Grid-connected integrated battery chargers in vehicle applications: Review and new solution
US9315112B2 (en) Power source apparatus for electrically powered vehicle and control method therefor
Sakr et al. A review of on-board integrated chargers for electric vehicles
CN103780042B (zh) 一种无刷直流磁阻式起动发电机
KR101220367B1 (ko) 플러그인 하이브리드 자동차의 충전장치 및 방법
Haghbin et al. An integrated charger for plug-in hybrid electric vehicles based on a special interior permanent magnet motor
US20150258946A1 (en) Split-rail vehicle power architecture
CN103770656B (zh) 一种集成驱动/充电装置
CN103249591B (zh) 用于对牵引用电池充电的方法
US20140225432A1 (en) Converter circuit and method for transferring electrical energy
KR20150122160A (ko) Dc 전압을 ac 전압으로 변환하거나 ac 전압을 dc 전압으로 변환하기 위한 전기 아키텍처
KR101966501B1 (ko) 권선형 동기 전동기를 이용한 충전 시스템
CN102457224A (zh) 用于包括直流/交流转换器的电力转换系统的控制设备
RU2376158C2 (ru) Электромеханическая трансмиссия
CA2744779A1 (en) Alternating-current electric motor of a combined electric device for powering and charging
CN104242521A (zh) 一种双模电动发电机
US20190379312A1 (en) Rotary electric system
WO2016092985A1 (ja) 電力変換装置
Haghbin Integrated motor drives and battery chargers for electric or plug-in hybrid electric vehicles
US20140265971A1 (en) Battery Charger/Export Power
JP2004364352A (ja) 電動機とその駆動方法及び自動車
Turker Review of electric motors for grid connected integrated battery chargers in electric vehicle applications
JP5990005B2 (ja) ハイブリッド車両の電力供給装置
JP6305364B2 (ja) 回転電機システム