WO2012175377A2 - Drive of an electric vehicle having expanded range and control system of said drive - Google Patents

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Definitions

  • This invention relates to the field vehicles, and more particularly relates to a drive of an electric vehicle with Erwei ⁇ terter range and its control system.
  • the world's first electrically powered vehicle was born in 1881, five years earlier than the vehicle with fuel. At that time, however, the range of electric vehicles was too short, the time to recharge too long, at the same time, the technology of internal combustion engines became more perfect, with a single refueling could cover a distance of 400-500 km, the price of fuel was low, therefore The electrically powered vehicles were gradually displaced by vehicles with fuel.
  • the development of vehicles in spite of the great benefits it brings to the people with him, con ⁇ fronted with Her ⁇ lenges by energy, environmental and climate issues.
  • Cars with fuel consumed amount of energy and out ⁇ discharged quantity of pollutants also increases from year to year.
  • energy, environment and climate problems become more serious on a daily basis, governments, scientists and industry from around the world are focusing their attention on eco-friendly and energy-efficient electric vehicles, and are stepping up their efforts to develop Electric vehicles and accelerate the pace of commercialization of electric vehicles.
  • Electric vehicles include the following types: Vehicles with Hyb- ridantrieb, pure electric vehicles, Brennstoffzellenfahrzeu ⁇ ge, vehicles with hydrogen engine and gas-powered vehicles, driving ⁇ vehicles with ether etc.
  • Vehicles with Hyb- ridantrieb pure electric vehicles
  • Brennstoffzellenfahrzeu ⁇ ge vehicles with hydrogen engine and gas-powered vehicles
  • driving ⁇ vehicles with ether etc. Presently find electric vehicles with extended range as the latest technology for an electric vehicle a lot of attention.
  • This invention provides a drive and its control system for extended range electric vehicles.
  • Te ground in the presented by the exemplary embodiments driving an electric vehicle with extended range and its control system comprising: a Dreipha ⁇ sencicstrom electric motor for driving the vehicle wheels for movement via a drive device or directly; an accumulator group for supplying power to said electric motor through an up-down converter and an inverter; a three-phase AC generator unit; a rectifier that rectifies the AC power output from said three-phase AC generator unit to DC; the input ends of the three-phase alternating current of said rectifier are ver ⁇ connected respectively to the output ends of the three-phase alternating current of the AC generator unit and the positive and negative pole of the direct current output end of said rectifier are respectively connected to the positive and negative poles of the accumulator.
  • the three-phase AC generator unit is used specifically for charging the accumulator group. If the capacity of Akkumula ⁇ gate group is lower than the target value, the Dreipha ⁇ sen grill grill-generator unit is started, the combustion engine drives the generator to produce electricity to, after
  • Rectification in the rectifier is carried out directly charging the accumulator group.
  • the three-phase AC generator unit preferably comprises in general: a three-phase generator, an acceleration gearbox and an internal combustion engine which generates the generator by means of the said acceleration gearbox - gate drives.
  • said rectifier comprises parallel-connected first branch circuits of the three phases, and the first branch circuit of each phase comprises: two series-connected first transistors, the collector of a first transistor having the positive pole is connected to the said accumulator group, the emitters are each ⁇ connected to an output end of the current source of one phase of said three-phase AC generator unit and the collector of the other first transistor, the
  • Emitter of the other first transistor is connected to the negative pole of said accumulator group; and two ers ⁇ th diodes, each connected in parallel with a first transistor, the cathode of the first diode with the piston editors of the first transistors are connected and the anodes are connected to the emitters of the first transistors.
  • the three-phase alternating current can be rectified to DC to meet the demand by charging the accumulator group.
  • the insulated-gate bipolar transistor Due to the fact that the insulated-gate bipolar transistor has the advantages of a relatively low Ver ⁇ Lustes and a high switching frequency, the first transistors using an insulated-gate bipolar transistor, which further increase the efficiency of the drive of the electric motor and its control system can.
  • a filter capacitor can be connected between the positive and negative pole of the accumulator group.
  • the inverter comprises parallel-connected second branch circuits of the three phases, and the second
  • Branch circuit of each phase comprises: two series-connected second transistors, the collector of a second transistor having an output end of said up-down transistor.
  • Is converter connected to the emitters are respectively connected to an A ⁇ input end of the power source to a phase of said Dreipha ⁇ sencicstrom electric motor and the collector of the other second transistor, the emitter of the other second transistor being connected to the other output end of said up-down converter connected is; and two second diodes, each connected in parallel with a second transistor, wherein the cathodes of the second diodes are connected to the collectors of the second transistors and the anodes are connected to the emitters of the second transistors.
  • the up-down converter may also comprise: at least a third branch circuit, and each third branch ⁇ circuit comprising: two third transistors, the these collectors of a third transistor with one end of the second
  • Branch circuit is connected, the emitter is connected via an inductor to the positive pole of the accumulator group, is connected simultaneously to the collector of the other first transistor, the emitter of the other first transistor is connected to the negative pole of said accumulator group; two third diodes, each connected in series with a third transistor, the cathodes of the third diodes being connected to the collectors of the third transistors, the anodes being connected to the emitters of the third transistors.
  • the second transistors and third transistors may equally full use bipolar transistors with insulated gate electrode, or one of them used a bipolar transistor having insulated gate electrode.
  • the be ⁇ preferred exemplary embodiments of this invention are hereinafter described in detail with reference to the figures, so that normal technical personnel from this area, the above and other features and advantages understands this invention better. The illustrations are as follows:
  • Figure 1 shows the structure diagram of a drive for an electric vehicle with extended range and be Steue ⁇ assurance system that are presented by an inventive embodiment.
  • Figure 2 shows the first concrete example of the structure of a drive circuitry for an electric vehicle with extendibility ⁇ ter reach and its control system, which are presented by an inventive embodiment.
  • Figure 3 shows the second concrete example of the structure of circuitry of a drive for an electric vehicle with he ⁇ guesster range and its control system, which are presented by an inventive embodiment.
  • Figure 4 shows the third concrete example of the structure of circuitry of a drive for an electric vehicle with he ⁇ guesster range and its control system, which are presented by an inventive embodiment.
  • Electric vehicles with extended range use Akkumu ⁇ simulators for the power supply of the electric motor that drives the vehicle.
  • the accumulators can be charged externally.
  • a combustion generator can be used to charge the accumulators. This widens the reach of where the name refers to as an extended range electric vehicle.
  • This Er- The invention provides a drive and its control system for an extended range electric vehicle.
  • FIG. 1 schematically shows a structural diagram of a drive and its control system to ⁇ is added, which are presented by this invention for an electric vehicle with extended range, comprising: a three-phase alternating current electric motor 11 for driving the vehicle wheels for movement over a Drive device or directly; an accumulator group 14 to the power supply for the Elect ⁇ romotor by the up-down converter 13 and the alternating selrichter 12; a three-phase AC generator unit 15; a rectifier 16 that rectifies the AC power output from the three-phase AC generator unit 15 into DC; the input ends of the three-phase alternating current of the rectifier 16 are ver ⁇ connected respectively to the output ends of the three-phase alternating current of the AC generator unit 15 and the positive and negative pole of the DC ⁇ current output end of the rectifier 16 each connected to the po ⁇ sitiven and negative pole of the Accumulator group 14 are connected.
  • the AC generator unit 15 generally includes: a three-phase generator 151, an acceleration gear 152 and an internal combustion engine 153, which drives the generator through the acceleration gear 152.
  • Electric vehicles with extended range must use light-weight important and highly efficient drives and drive control systems ⁇ , thereby increasing the vehicle's range.
  • the high voltage ⁇ accumulator group to the three-phase alternating-current electric motor according to increase of the voltage by a formed of a two-stage architecture motor driver, namely, the up-down converter, the electric motor higher speeds and can realize a higher power density and the weight and dimensions of the electric motor can be reduced; and that on the other hand, due to the fact that the three-phase ⁇ alternating current generator unit uses an acceleration gear, thereby increasing the efficiency of power generation and the dimensions and weight of the generator can be reduced.
  • the allowable maximum back electromotive force for driving the electric motor is increased. This can be used to satisfy the need for power and moment of force, a relatively low power, and the power torque and the power density ⁇ density of the electric motor can be increased. Because a relatively small current is used at the same output, the losses of the electric motor decrease at the same time, and the efficiency of the electric motor system is increased. Since the Ge ⁇ neratorsystem uses the acceleration gear 152, the rotational speed of the generator is increased. Thus, the output voltage of the generator from ⁇ is increased. Similar to the case of the electric motor means the operation of the generator at a relatively high output voltage, that at the same code numbers of the
  • the rectifier 16 is a three-phase rectifier comprising parallel-connected branch circuits of the three phases, wherein the branch circuit of each phase comprises two series-connected transistors and each transistor is connected in parallel with a diode and the branch circuit a phase because ⁇ at concretely, for example, comprising: two series-connected transistors (Qi, Q 2), the collector of the one transistor Qi is connected to the positive pole of the accumulator group 14, the emitter connected to an output end of the power source of a phase is the Dreipha ⁇ sen thumbnailstrom-generator unit and the collector of the transistor Q walls ⁇ ren 2 are connected, the emitter of the other transistor Q 2 connected to the negative pole of the accumulator group 14 is connected; and two diodes (Di, D 2 ), each connected in parallel with a first transistor, for example: connection of the diode Di between the collector and the emitter of the transistor Qi, the cathode of the diode Di connected to
  • the branch circuit of a phase comprising: two series-connected transistors Q3, Q 4, respectively connected in parallel with a diode D3, D 4, and includes the branch scarf ⁇ tung the other phase: two in Row connected Transisto ⁇ Ren Q 5 , Qe, in each case with a diode D 5 , D6 maral ⁇ switched parallel.
  • the insulated gate bipolar transistors have the advantages of low losses and high
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • a concrete structure of the inverter 12 includes parallel-connected branch circuits of the three phases, the branch circuit of each phase comprises two series-connected transistors, each transistor is connected a diode in parallel, the branch circuit of a phase comprising: two series-connected transistors Q 7, Qg, respectively connected in parallel with a Dio ⁇ de D 7, Dg, the branch circuit of the other phase comprising: two series Transisto ⁇ ren Q g, Qio, each with a diode D g, Dio maral ⁇ tet parallel, and a branch circuit of the other phase comprises two series-connected transistors Qu, Q12, depending ⁇ wells Du, D12 connected in parallel with a diode, and the concrete way of connection to the rectifier is completely identical and will not be described again here.
  • the up-down converter 13 may use three types of concrete circuit structures.
  • the concrete circuit structure of the up-down converter 13 of the first type is shown in Figure 2, and comprises: two transistors Q13, Q i4, the collector of the egg NEN transistor Q13 connected to the collector of the transistor Q7 is ver ⁇ connected, the emitter is connected by the inductor L i to the positive pole of the accumulator group, is connected simultaneously to the collector of the other transistor Qi 4 , the Emitter of the other transistor Qi 4 is connected to the negative pole of the accumulator group.
  • the two transistors Q13, Q i4 are respectively connected in parallel with a diode D13, D i4.
  • the concrete circuit structure of the up-down converter 13 of the second kind is shown in FIG.
  • the up-down converter still following 13 may also comprise: two transistors (Q15, QI6), two diodes D15, D16 and the Induk ⁇ tor L2.
  • the up-down converter 13 of the second type may comprise in another step: two transistors Q i7 , Qig, two diodes Dn, Dis and the inductor L 3 ,
  • IGBTs may also be selected for the transistors of the inverter and the up-down converter.
  • the filter capacitor C2 can also be connected between the two output ends of the up-down converter 13 in a further step.

Abstract

The invention relates to the field of vehicles and in particular relates to a drive of an electric vehicle having expanded range and to the control system of said drive, comprising: a three-phase alternating-current electric motor for driving the vehicles wheels by means of a drive device or directly in order to move the vehicle, a battery group for supplying current for said electric motor by means of a buck-boost converter and an inverter, a three-phase alternating-current generator unit, and a rectifier which rectifies the alternating current output by said three-phase alternating-current generator unit into direct current, wherein the input ends for the three-phase alternating current of said rectifier are connected to the output ends for the three-phase alternating current of the alternating-current generator unit and wherein the positive pole and the negative pole of the direct-current output end of said rectifier are respectively connected to the positive pole and the negative pole of the battery. Said drive and the control system thereof can simultaneously increase the torque density of the electric motor and the power density of the generator and thereby reduce the weight and the dimensions of the electric motor and of the generator.

Description

Beschreibung description
Antrieb eines Elektrofahrzeugs mit erweiterter Reichweite und sein Steuerungssystem Drive an extended range electric vehicle and its control system
Diese Erfindung betrifft das Gebiet Fahrzeuge, und betrifft insbesondere einen Antrieb eines Elektrofahrzeugs mit erwei¬ terter Reichweite und sein Steuerungssystem. Das weltweit erste elektrisch getriebene Fahrzeug kam im Jahr 1881 zur Welt, noch fünf Jahre früher als das Fahrzeug mit Kraftstoff. Damals war jedoch die Reichweite von Elektrofahr- zeugen zu gering, die Zeit zum Aufladen zu lang, gleichzeitig wurde die Technik der Verbrennungsmotoren immer vollkommener, mit einmaligem Auftanken konnte eine Strecke von 400 - 500 km zurückgelegt werden, der Preis des Kraftstoffs war gering, deshalb wurden die elektrisch angetriebenen Fahrzeuge nach und nach von Fahrzeugen mit Kraftstoff verdrängt. Die Entwicklung von Fahrzeugen ist jedoch trotz des großen Nutzens, den sie für die Menschen mit sich bringt, mit Her¬ ausforderungen durch Energie-, Umwelt- und Klimaprobleme kon¬ frontiert. Gleichzeitig mit der Förderung des wissenschaft¬ lich-technischen Fortschritts durch die Fahrzeugtechnik för- dert auch der wissenschaftlich-technische Fortschritt in gro¬ ßem Umfang den Fortschritt in der Automobiltechnik. Die jetzige Automobiltechnik hat bereits für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren wichtige Fortschritte auf den Gebieten Energie¬ einsparung und Emissionen erreicht. Die Durchdringung mit Au- tos weltweit nimmt jedoch drastisch zu. Die jedes Jahr vonThis invention relates to the field vehicles, and more particularly relates to a drive of an electric vehicle with Erwei ¬ terter range and its control system. The world's first electrically powered vehicle was born in 1881, five years earlier than the vehicle with fuel. At that time, however, the range of electric vehicles was too short, the time to recharge too long, at the same time, the technology of internal combustion engines became more perfect, with a single refueling could cover a distance of 400-500 km, the price of fuel was low, therefore The electrically powered vehicles were gradually displaced by vehicles with fuel. However, the development of vehicles in spite of the great benefits it brings to the people with him, con ¬ fronted with Her ¬ lenges by energy, environmental and climate issues. Concurrent with the promotion of science ¬ Lich and technical progress by the vehicle technology also promotes scientific and technological progress in large ¬ SSEM extent changed the advancement of automotive technology. The current automotive technology has made significant progress in the fields of energy saving and emissions ¬ already for vehicles with internal combustion engines. However, the penetration of cars worldwide is increasing dramatically. The every year of
Autos mit Kraftstoff verbrauchte Menge an Energie und ausge¬ stoßene Menge an Verschmutzungen steigt ebenfalls von Jahr zu Jahr an. Angesichts der täglich ernster werdenden Probleme mit Energie, Umwelt und Klima richten die Regierungen, Wis- senschaftler und Industriekreise aller Länder der Welt ihren Blick auf umweltfreundliche und energiesparende Elektrofahr- zeuge, verstärken ihre Bemühungen für die Entwicklung von Elektrofahrzeugen und beschleunigen das Tempo der Kommerzialisierung von Elektrofahrzeugen . Cars with fuel consumed amount of energy and out ¬ discharged quantity of pollutants also increases from year to year. As energy, environment and climate problems become more serious on a daily basis, governments, scientists and industry from around the world are focusing their attention on eco-friendly and energy-efficient electric vehicles, and are stepping up their efforts to develop Electric vehicles and accelerate the pace of commercialization of electric vehicles.
Elektrofahrzeuge umfassen folgende Arten: Fahrzeuge mit Hyb- ridantrieb, reine Elektrofahrzeuge, Brennstoffzellenfahrzeu¬ ge, Fahrzeuge mit Wasserstoffmotor sowie Gasfahrzeuge, Fahr¬ zeuge mit Ether usw. Gegenwärtig finden Elektrofahrzeuge mit erweiterter Reichweite als neueste Technik für ein Elektro- fahrzeug starke Beachtung. Electric vehicles include the following types: Vehicles with Hyb- ridantrieb, pure electric vehicles, Brennstoffzellenfahrzeu ¬ ge, vehicles with hydrogen engine and gas-powered vehicles, driving ¬ vehicles with ether etc. Presently find electric vehicles with extended range as the latest technology for an electric vehicle a lot of attention.
Diese Erfindung stellt für Elektrofahrzeuge mit erweiterter Reichweite einen Antrieb und dessen Steuerungssystem bereit. This invention provides a drive and its control system for extended range electric vehicles.
Der von den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen vorgeleg- te Antrieb eines Elektrofahrzeugs mit erweiterter Reichweite und sein Steuerungssystem umfasst Folgendes: einen Dreipha¬ senwechselstrom-Elektromotor für den Antrieb der Fahrzeugräder zur Fortbewegung über eine Antriebseinrichtung oder direkt ; eine Akkumulatorgruppe zur Stromversorgung für den besagten Elektromotor durch einen Aufwärts-Abwärts-Wandler und einen Wechselrichter; eine Dreiphasenwechselstrom-Generatoreinheit; einen Gleichrichter, der den von der besagten Dreiphasenwechselstrom-Generatoreinheit abgegebenen Wechselstrom zu Gleichstrom gleichrichtet; wobei die Eingangsenden für den Dreiphasenwechselstrom des besagten Gleichrichters jeweils mit den Ausgangsenden für den Dreiphasenwechselstrom der Wechselstrom-Generatoreinheit ver¬ bunden sind und der positive und negative Pol des Gleich- Stromausgangsendes des besagten Gleichrichters jeweils mit dem positiven und negativen Pol des Akkumulators verbunden sind . Bei der Verwendung des genannten Antriebs und dessen Steuerungssystems für Elektrofahrzeuge mit erweiterter Reichweite ist es einerseits möglich, von der Akkumulatorgruppe bis zum Dreiphasenwechselstrom-Elektromotor, nach Anhebung der Span- nung durch einen aus einer zweistufigen Architektur gebildeten Motortreiber, nämlich dem Aufwärts-Abwärts-Wandler, und anschließender Inversion in Dreiphasenwechselstrom durch den Wechselrichter unter der Bedingung von Strom der gleichen Phase, dass der Elektromotor höhere Drehzahlen und/oder ein höheres Drehmoment realisiert. Dies bedeutet, dass bei glei¬ chen Kennziffern der Ausgangsleistung das Gewicht und die Abmessungen des Elektromotors verringert werden können. Dadurch wird die Momentdichte des Elektromotors erhöht, was für die Anwendung in Elektrofahrzeugen besser geeignet ist. Anderer- seits wird die Dreiphasenwechselstrom-Generatoreinheit nach nur einem einstufigen Wandler speziell für die Aufladung der Akkumulatorgruppe verwendet. Wenn die Kapazität der Akkumula¬ torgruppe niedriger als der Sollwert ist, wird die Dreipha¬ senwechselstrom-Generatoreinheit gestartet, der Verbrennungs- motor treibt den Generator zur Erzeugung von Strom an, nachTe ground in the presented by the exemplary embodiments, driving an electric vehicle with extended range and its control system comprising: a Dreipha ¬ senwechselstrom electric motor for driving the vehicle wheels for movement via a drive device or directly; an accumulator group for supplying power to said electric motor through an up-down converter and an inverter; a three-phase AC generator unit; a rectifier that rectifies the AC power output from said three-phase AC generator unit to DC; the input ends of the three-phase alternating current of said rectifier are ver ¬ connected respectively to the output ends of the three-phase alternating current of the AC generator unit and the positive and negative pole of the direct current output end of said rectifier are respectively connected to the positive and negative poles of the accumulator. On the one hand, with the use of said drive and its extended range electric vehicle control system, it is possible, from the accumulator group to the three-phase AC electric motor, to boost the voltage by a motor driver constituted by a two-stage architecture, namely the up-down converter , and then inversion into three-phase alternating current through the inverter under the condition of current of the same phase that the electric motor realizes higher speeds and / or higher torque. This means that during flexible ¬ chen ratios of the output power, the weight and dimensions of the electric motor can be reduced. As a result, the moment density of the electric motor is increased, which is better suited for use in electric vehicles. On the other hand, after only a single-stage converter, the three-phase AC generator unit is used specifically for charging the accumulator group. If the capacity of Akkumula ¬ gate group is lower than the target value, the Dreipha ¬ senwechselstrom-generator unit is started, the combustion engine drives the generator to produce electricity to, after
Gleichrichtung im Gleichrichter erfolgt direkt eine Aufladung der Akkumulatorgruppe. Rectification in the rectifier is carried out directly charging the accumulator group.
In einem weiteren Schritt, um die Leistungsdichte des Genera- tors zu erhöhen und dadurch die Abmessungen des Generators zu verringern, umfasst die Dreiphasenwechselstrom-Generatoreinheit im Allgemeinen bevorzugt: einen Dreiphasen-Generator, ein Beschleunigungsgetriebe sowie einen Verbrennungsmotor, der mittels des besagten Beschleunigungsgetriebes den Genera- tor antreibt. Auf diese Weise wird nach der Verwendung desIn a further step, in order to increase the power density of the generator and thereby reduce the dimensions of the generator, the three-phase AC generator unit preferably comprises in general: a three-phase generator, an acceleration gearbox and an internal combustion engine which generates the generator by means of the said acceleration gearbox - gate drives. This way, after using the
Getriebes in der Generatoreinheit der Dreiphasenwechselstrom- Generatoreinheit die Drehzahl des Generators erhöht. Dadurch wird die Ausgangsspannung des Generators erhöht. Der Betrieb des Generators bei relativ hoher Ausgangsspannung bedeutet, dass bei gleichen Kennziffern der Ausgangsleistung nur ein geringer Phasenstrom erforderlich ist, wodurch es möglich wird, die Abmessungen des Generators zu verkleinern und im weiteren die Leistungsdichte des Generators zu erhöhen. Um den von der Generatoreinheit abgegebenen Dreiphasenwechselstrom zu Gleichstrom gleichzurichten, umfasst der besagte Gleichrichter parallel geschaltete erste Zweigschaltungen der drei Phasen, und die erste Zweigschaltung jeder Phase um- fasst: zwei in Reihe geschaltete erste Transistoren, wobei der Kollektor eines ersten Transistors mit dem positiven Pol der besagten Akkumulatorgruppe verbunden ist, die Emitter je¬ weils mit einem Ausgangsende der Stromquelle einer Phase der besagten Dreiphasenwechselstrom-Generatoreinheit und dem Kol- lektor des anderen ersten Transistors verbunden sind, derGetriebees in the generator unit of the three-phase AC generator unit increases the speed of the generator. This increases the output voltage of the generator. Operation of the generator at a relatively high output voltage means that with equal output power figures, only a small phase current is required, which makes it possible to reduce the size of the generator and further increase the power density of the generator. In order to rectify the three-phase alternating current supplied by the generator unit to direct current, said rectifier comprises parallel-connected first branch circuits of the three phases, and the first branch circuit of each phase comprises: two series-connected first transistors, the collector of a first transistor having the positive pole is connected to the said accumulator group, the emitters are each ¬ connected to an output end of the current source of one phase of said three-phase AC generator unit and the collector of the other first transistor, the
Emitter des anderen ersten Transistors mit dem negativen Pol der besagten Akkumulatorgruppe verbunden ist; sowie zwei ers¬ te Dioden, jeweils mit einem ersten Transistor parallel geschaltet, wobei die Kathoden der ersten Dioden mit den Kol- lektoren der ersten Transistoren verbunden sind und die Anoden mit den Emittern der ersten Transistoren verbunden sind. Auf diese Weise kann durch Steuerung der Durchlasszeit jedes Transistors der Dreiphasenwechselstrom zu Gleichstrom gleichgerichtet werden, um den Bedarf durch das Aufladen der Akku- mulatorgruppe zu befriedigen. Emitter of the other first transistor is connected to the negative pole of said accumulator group; and two ers ¬ th diodes, each connected in parallel with a first transistor, the cathode of the first diode with the piston editors of the first transistors are connected and the anodes are connected to the emitters of the first transistors. In this way, by controlling the passage time of each transistor, the three-phase alternating current can be rectified to DC to meet the demand by charging the accumulator group.
Aufgrund dessen, dass der Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode über die Vorzüge eines relativ niedrigen Ver¬ lustes und einer hohen Schaltfrequenz verfügt, verwenden die ersten Transistoren einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode, der die Leistungsfähigkeit des Antriebs des Elektromotors und seines Steuerungssystems weiter erhöhen kann . Um die Ladespannung zu glätten, kann zwischen dem positiven und negativen Pol der Akkumulatorgruppe ein Filterkondensator angeschlossen werden. Due to the fact that the insulated-gate bipolar transistor has the advantages of a relatively low Ver ¬ Lustes and a high switching frequency, the first transistors using an insulated-gate bipolar transistor, which further increase the efficiency of the drive of the electric motor and its control system can. To smooth the charging voltage, a filter capacitor can be connected between the positive and negative pole of the accumulator group.
Bevorzugt umfasst der Wechselrichter parallel geschaltete zweite Zweigschaltungen der drei Phasen, und die zweite Preferably, the inverter comprises parallel-connected second branch circuits of the three phases, and the second
Zweigschaltung jeder Phase umfasst: zwei in Reihe geschaltete zweite Transistoren, wobei der Kollektor eines zweiten Transistors mit einem Ausgangsende des besagten Aufwärts-Abwärts- Wandlers verbunden ist, die Emitter jeweils mit einem Ein¬ gangsende der Stromquelle einer Phase des besagten Dreipha¬ senwechselstrom-Elektromotors und dem Kollektor des anderen zweiten Transistors verbunden sind, der Emitter des anderen zweiten Transistors mit dem anderen Ausgangsende des besagten Aufwärts-Abwärts-Wandlers verbunden ist; sowie zwei zweite Dioden, jeweils mit einem zweiten Transistor parallel geschaltet, wobei die Kathoden der zweiten Dioden mit den Kollektoren der zweiten Transistoren verbunden sind und die Ano- den mit den Emittern der zweiten Transistoren verbunden sind. Branch circuit of each phase comprises: two series-connected second transistors, the collector of a second transistor having an output end of said up-down transistor. Is converter connected to the emitters are respectively connected to an A ¬ input end of the power source to a phase of said Dreipha ¬ senwechselstrom electric motor and the collector of the other second transistor, the emitter of the other second transistor being connected to the other output end of said up-down converter connected is; and two second diodes, each connected in parallel with a second transistor, wherein the cathodes of the second diodes are connected to the collectors of the second transistors and the anodes are connected to the emitters of the second transistors.
Der Aufwärts-Abwärts-Wandler kann auch Folgendes umfassen: mindestens eine dritte Zweigschaltung, und jede dritte Zweig¬ schaltung umfasst: zwei dritte Transistoren, wobei der Kol- lektor eines dritten Transistors mit einem Ende der zweitenThe up-down converter may also comprise: at least a third branch circuit, and each third branch ¬ circuit comprising: two third transistors, the these collectors of a third transistor with one end of the second
Zweigschaltung verbunden ist, der Emitter über einen Induktor mit dem positiven Pol der Akkumulatorgruppe verbunden ist, gleichzeitig mit dem Kollektor des anderen ersten Transistors verbunden ist, der Emitter des anderen ersten Transistors mit dem negativen Pol der besagten Akkumulatorgruppe verbunden ist; zwei dritte Dioden, jeweils mit einem dritten Transistor in Reihe geschaltet, wobei die Kathoden der dritten Dioden mit den Kollektoren der dritten Transistoren verbunden sind, die Anoden mit den Emittern der dritten Transistoren verbun- den sind. Branch circuit is connected, the emitter is connected via an inductor to the positive pole of the accumulator group, is connected simultaneously to the collector of the other first transistor, the emitter of the other first transistor is connected to the negative pole of said accumulator group; two third diodes, each connected in series with a third transistor, the cathodes of the third diodes being connected to the collectors of the third transistors, the anodes being connected to the emitters of the third transistors.
Aufgrund dessen, dass der Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode über die Vorzüge eines relativ niedrigen Ver¬ lustes und einer hohen Schaltfrequenz verfügt, können die zweiten Transistoren und dritten Transistoren gleichermaßen vollständig Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode verwenden, oder einer davon verwendet einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode. Nachfolgend werden unter Verweis auf die Abbildungen die be¬ vorzugten Ausführungsbeispiele dieser Erfindung detailliert beschrieben, so dass normales technisches Personal aus diesem Gebiet die oben genannten und sonstigen Merkmale und Vorzüge dieser Erfindung besser versteht. Bei den Abbildungen handelt es sich um folgende: Due to the fact that the insulated-gate bipolar transistor has the advantages of a relatively low Ver ¬ Lustes and a high switching frequency, the second transistors and third transistors may equally full use bipolar transistors with insulated gate electrode, or one of them used a bipolar transistor having insulated gate electrode. The be ¬ preferred exemplary embodiments of this invention are hereinafter described in detail with reference to the figures, so that normal technical personnel from this area, the above and other features and advantages understands this invention better. The illustrations are as follows:
Abbildung 1 zeigt das Strukturschema eines Antriebs für ein Elektrofahrzeug mit erweiterter Reichweite und sein Steue¬ rungssystem, die von einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel vorgelegt werden. Figure 1 shows the structure diagram of a drive for an electric vehicle with extended range and be Steue ¬ assurance system that are presented by an inventive embodiment.
Abbildung 2 zeigt das erste konkrete Beispiel der Schaltungs- struktur eines Antriebs für ein Elektrofahrzeug mit erweiter¬ ter Reichweite und sein Steuerungssystem, die von einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel vorgelegt werden. Figure 2 shows the first concrete example of the structure of a drive circuitry for an electric vehicle with extendibility ¬ ter reach and its control system, which are presented by an inventive embodiment.
Abbildung 3 zeigt das zweite konkrete Beispiel der Schal- tungsstruktur eines Antriebs für ein Elektrofahrzeug mit er¬ weiterter Reichweite und sein Steuerungssystem, die von einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel vorgelegt werden. Figure 3 shows the second concrete example of the structure of circuitry of a drive for an electric vehicle with he ¬ weiterter range and its control system, which are presented by an inventive embodiment.
Abbildung 4 zeigt das dritte konkrete Beispiel der Schal- tungsstruktur eines Antriebs für ein Elektrofahrzeug mit er¬ weiterter Reichweite und sein Steuerungssystem, die von einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel vorgelegt werden. Figure 4 shows the third concrete example of the structure of circuitry of a drive for an electric vehicle with he ¬ weiterter range and its control system, which are presented by an inventive embodiment.
Dabei lauten die Markierungen in den Abbildungen wie folgt: The markings in the figures are as follows:
11 - Dreiphasenwechselstrom-Generator, 12 - Wechselrichter, 13 - Aufwärts-Abwärts-Wandler, 14 - Akkumulatorgruppe, 15 - Dreiphasenwechselstrom-Generatoreinheit, 16 - Gleichrichter, 151 - Dreiphasen-Generator, 152 - Beschleunigungsgetriebe, 153 - Verbrennungsmotor. 11 - three-phase AC generator, 12 - inverter, 13 - up-down converter, 14 - accumulator group, 15 - three-phase AC generator unit, 16 - rectifier, 151 - three-phase generator, 152 - acceleration gear, 153 - internal combustion engine.
Elektrofahrzeuge mit erweiterter Reichweite verwenden Akkumu¬ latoren für die Stromversorgung des Elektromotors, der das Fahrzeug antreibt. Die Akkumulatoren können extern aufgeladen werden. Gleichzeitig kann intern ein Verbrennungsgenerator zur Aufladung der Akkumulatoren verwendet werden. Dadurch wird die Reichweite erweitert, woher die Bezeichnung als Elektrofahrzeug mit erweiterter Reichweite rührt. Diese Er- findung stellt für ein Elektrofahrzeug mit erweiterter Reichweite einen Antrieb und dessen Steuerungssystem bereit. Electric vehicles with extended range use Akkumu ¬ simulators for the power supply of the electric motor that drives the vehicle. The accumulators can be charged externally. At the same time internally a combustion generator can be used to charge the accumulators. This widens the reach of where the name refers to as an extended range electric vehicle. This Er- The invention provides a drive and its control system for an extended range electric vehicle.
Zwecks besseren Verständnisses der Ziele, technischen Konzep- te und Vorzüge dieser Erfindung erfolgt nachfolgend anhand konkreter Ausführungsbeispiele eine weitergehende detaillier¬ te Beschreibung dieser Erfindung. For a better understanding of the objectives, technical concepts te and advantages of this invention will be given below using concrete embodiments, a further detaillier ¬ te description of this invention.
Wie in Abbildung 1 gezeigt, wird in schematischer Weise ein Strukturbild eines Antriebs und seines Steuerungssystems an¬ gegeben, die von dieser Erfindung für ein Elektrofahrzeug mit erweiterter Reichweite vorgelegt werden, umfassend: einen Dreiphasenwechselstrom-Elektromotor 11 für den Antrieb der Fahrzeugräder zur Fortbewegung über eine Antriebseinrichtung oder direkt; eine Akkumulatorgruppe 14 zur Stromversorgung für den Elekt¬ romotor durch den Aufwärts-Abwärts-Wandler 13 und den Wech- selrichter 12; eine Dreiphasenwechselstrom-Generatoreinheit 15; einen Gleichrichter 16, der den von der Dreiphasenwechsel- strom-Generatoreinheit 15 abgegebenen Wechselstrom zu Gleichstrom gleichrichtet; wobei die Eingangsenden für den Dreiphasenwechselstrom des Gleichrichters 16 jeweils mit den Ausgangsenden für den Drei- phasenwechselstrom der Wechselstrom-Generatoreinheit 15 ver¬ bunden sind und der positive und negative Pol des Gleich¬ stromausgangsendes des Gleichrichters 16 jeweils mit dem po¬ sitiven und negativen Pol der Akkumulatorgruppe 14 verbunden sind . As shown in Figure 1, schematically shows a structural diagram of a drive and its control system to ¬ is added, which are presented by this invention for an electric vehicle with extended range, comprising: a three-phase alternating current electric motor 11 for driving the vehicle wheels for movement over a Drive device or directly; an accumulator group 14 to the power supply for the Elect ¬ romotor by the up-down converter 13 and the alternating selrichter 12; a three-phase AC generator unit 15; a rectifier 16 that rectifies the AC power output from the three-phase AC generator unit 15 into DC; the input ends of the three-phase alternating current of the rectifier 16 are ver ¬ connected respectively to the output ends of the three-phase alternating current of the AC generator unit 15 and the positive and negative pole of the DC ¬ current output end of the rectifier 16 each connected to the po ¬ sitiven and negative pole of the Accumulator group 14 are connected.
Weiterhin unter Verweis auf die Darstellung in Abbildung 1 umfasst die Wechselstrom-Generatoreinheit 15 im Allgemeinen: einen Dreiphasen-Generator 151, ein Beschleunigungsgetriebe 152 sowie einen Verbrennungsmotor 153, der durch das Beschleunigungsgetriebe 152 den Generator antreibt. Still referring to the illustration in Figure 1, the AC generator unit 15 generally includes: a three-phase generator 151, an acceleration gear 152 and an internal combustion engine 153, which drives the generator through the acceleration gear 152.
Elektrofahrzeuge mit erweiterter Reichweite müssen leichtge- wichtige und hocheffiziente Antriebe und Antriebssteuerungs¬ systeme verwenden, um dadurch die Reichweite des Fahrzeugs zu erhöhen. Bei dem oben genannten Antrieb und dessen Steuerungssystem ist es so, dass einerseits von der Hochspannungs¬ akkumulatorgruppe bis zum Dreiphasenwechselstrom-Elektromotor nach Anhebung der Spannung durch einen aus einer zweistufigen Architektur gebildeten Motortreiber, nämlich dem Aufwärts- Abwärts-Wandler, der Elektromotor höhere Drehzahlen und eine höhere Leistungsdichte realisieren kann und das Gewicht und die Abmessungen des Elektromotors verringert werden können; und dass andererseits aufgrund dessen, dass die Dreiphasen¬ wechselstrom-Generatoreinheit ein Beschleunigungsgetriebe verwendet, dadurch der Wirkungsgrad der Stromerzeugung erhöht und die Abmessungen und das Gewicht des Generators verringert werden . Electric vehicles with extended range must use light-weight important and highly efficient drives and drive control systems ¬, thereby increasing the vehicle's range. In the above-mentioned drive and its control system, it is so, that on the one hand from the high voltage ¬ accumulator group to the three-phase alternating-current electric motor according to increase of the voltage by a formed of a two-stage architecture motor driver, namely, the up-down converter, the electric motor higher speeds and can realize a higher power density and the weight and dimensions of the electric motor can be reduced; and that on the other hand, due to the fact that the three-phase ¬ alternating current generator unit uses an acceleration gear, thereby increasing the efficiency of power generation and the dimensions and weight of the generator can be reduced.
Da der oben beschriebene Antrieb und sein Steuerungssystem den Aufwärts-Abwärts-Wandler 13 verwenden, wird die zulässige maximale gegenelektromotorische Kraft für den Antrieb des Elektromotors erhöht. Dadurch kann ein relativ geringer Strom verwendet werden, um den Bedarf an Leistung und Kraftmoment zu befriedigen, und die Kraftmomentdichte und die Leistungs¬ dichte des Elektromotors werden erhöht. Weil bei gleicher Ausgangsleistung ein relativ geringer Strom verwendet wird, sinken gleichzeitig die Verluste des Elektromotors, und der Wirkungsgrad des Elektromotorsystems wird erhöht. Da das Ge¬ neratorsystem das Beschleunigungsgetriebe 152 verwendet, wird die Drehzahl des Generators erhöht. Dadurch wird die Aus¬ gangsspannung des Generators erhöht. Ähnlich wie im Fall des Elektromotors bedeutet der Betrieb des Generators bei relativ hoher Ausgangsspannung, dass bei gleichen Kennziffern derSince the above-described drive and its control system use the up-down converter 13, the allowable maximum back electromotive force for driving the electric motor is increased. This can be used to satisfy the need for power and moment of force, a relatively low power, and the power torque and the power density ¬ density of the electric motor can be increased. Because a relatively small current is used at the same output, the losses of the electric motor decrease at the same time, and the efficiency of the electric motor system is increased. Since the Ge ¬ neratorsystem uses the acceleration gear 152, the rotational speed of the generator is increased. Thus, the output voltage of the generator from ¬ is increased. Similar to the case of the electric motor means the operation of the generator at a relatively high output voltage, that at the same code numbers of the
Ausgangsleistung nur ein relativ geringer Phasenstrom erforderlich ist, wodurch es möglich wird, die Abmessungen des Ge- nerators zu verkleinern und im weiteren die Leistungsdichte des Generators zu erhöhen. Output power only a relatively small phase current is required, whereby it is possible, the dimensions of the Ge to reduce the size of the generator and, in addition, to increase the power density of the generator.
Die Abbildungen 2, 3 und 4 geben jeweils drei konkrete Bei- spiele an. In diesen drei Beispielen handelt es sich bei dem Gleichrichter 16 um einen Dreiphasen-Gleichrichter, umfassend parallel geschaltete Zweigschaltungen der drei Phasen, wobei die Zweigschaltung jeder Phase zwei in Reihe geschaltete Transistoren umfasst und jeder Transistor mit einer Diode pa- rallel geschaltet ist und die Zweigschaltung einer Phase da¬ bei konkret zum Beispiel Folgendes umfasst: zwei in Reihe geschaltete Transistoren (Qi, Q2) , wobei der Kollektor des einen Transistors Qi mit dem positiven Pol der Akkumulatorgruppe 14 verbunden ist, die Emitter jeweils mit einem Ausgangsende der Stromquelle einer Phase der Dreipha¬ senwechselstrom-Generatoreinheit und dem Kollektor des ande¬ ren Transistors Q2 verbunden sind, der Emitter des anderen Transistors Q2 mit dem negativen Pol der Akkumulatorgruppe 14 verbunden ist; sowie zwei Dioden (Di, D2) , jeweils mit einem ersten Transistor parallel geschaltet, zum Beispiel: An- schluss der Diode Di zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Transistors Qi, wobei die Kathode der Diode Di mit dem Kollektor des Transistors Qi verbunden ist und die Anode mit dem Emitter des Transistors Qi verbunden ist. Figures 2, 3 and 4 each indicate three specific examples. In these three examples, the rectifier 16 is a three-phase rectifier comprising parallel-connected branch circuits of the three phases, wherein the branch circuit of each phase comprises two series-connected transistors and each transistor is connected in parallel with a diode and the branch circuit a phase because ¬ at concretely, for example, comprising: two series-connected transistors (Qi, Q 2), the collector of the one transistor Qi is connected to the positive pole of the accumulator group 14, the emitter connected to an output end of the power source of a phase is the Dreipha ¬ senwechselstrom-generator unit and the collector of the transistor Q walls ¬ ren 2 are connected, the emitter of the other transistor Q 2 connected to the negative pole of the accumulator group 14 is connected; and two diodes (Di, D 2 ), each connected in parallel with a first transistor, for example: connection of the diode Di between the collector and the emitter of the transistor Qi, the cathode of the diode Di connected to the collector of the transistor Qi is and the anode is connected to the emitter of the transistor Qi.
Von den Zweigschaltungen der zwei anderen Phasen des Gleichrichters 16 umfasst die Zweigschaltung der einen Phase: zwei in Reihe geschaltete Transistoren Q3, Q4, jeweils mit einer Diode D3, D4 parallel geschaltet, und umfasst die Zweigschal¬ tung der anderen Phase: zwei in Reihe geschaltete Transisto¬ ren Q5, Qe, jeweils mit einer Diode D5, D6 parallel geschal¬ tet. Auf die erneute Beschreibung der konkreten Art und Weise der Verbindung wird hier verzichtet. Of the branch circuits of the two other phases of the rectifier 16, the branch circuit of a phase comprising: two series-connected transistors Q3, Q 4, respectively connected in parallel with a diode D3, D 4, and includes the branch scarf ¬ tung the other phase: two in Row connected Transisto ¬ Ren Q 5 , Qe, in each case with a diode D 5 , D6 geschal ¬ switched parallel. On the re-description of the concrete way of connection is omitted here.
Bevorzugt weisen die Bipolartransistoren mit isolierter Gate- Elektrode die Vorzüge geringer Verluste und einer hohen Preferably, the insulated gate bipolar transistors have the advantages of low losses and high
Schaltfrequenz auf. Deshalb handelt es sich bei dem Transis- tor im Gleichrichter 16 um einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT) . Um die Filterung zu realisieren, kann außerdem in einem weiteren Schritt der Filterkondensator C i zwischen dem positiven und negativen Pol der Akkumulatorgruppe 14 angeschlossen werden . Switching frequency up. Therefore, the Transis- in the rectifier 16 around an insulated gate bipolar transistor (Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT). In order to realize the filtering, the filter capacitor C i can also be connected between the positive and negative pole of the accumulator group 14 in a further step.
Weiterhin unter Verweis auf die drei konkreten Beispiele, die in den Abbildungen 2, 3 und 4 angegeben werden, umfasst ein konkreter Aufbau des Wechselrichters 12 parallel geschaltete Zweigschaltungen der drei Phasen, umfasst die Zweigschaltung jeder Phase zwei in Reihe geschaltete Transistoren, ist jeder Transistor mit einer Diode parallel geschaltet, wobei die Zweigschaltung der einen Phase Folgendes umfasst: zwei in Reihe geschaltete Transistoren Q7 , Qg , jeweils mit einer Dio¬ de D7, Dg parallel geschaltet, die Zweigschaltung der anderen Phase Folgendes umfasst: zwei in Reihe geschaltete Transisto¬ ren Q g , Qio , jeweils mit einer Diode D g , Dio parallel geschal¬ tet, und die Zweigschaltung der weiteren Phase Folgendes umfasst: zwei in Reihe geschaltete Transistoren Qu , Q12, je¬ weils mit einer Diode Du , D12 parallel geschaltet, und die konkrete Art und Weise der Verbindung mit dem Gleichrichter völlig identisch ist und hier nicht erneut beschrieben wird. Further, referring to the three concrete examples shown in Figs. 2, 3 and 4, a concrete structure of the inverter 12 includes parallel-connected branch circuits of the three phases, the branch circuit of each phase comprises two series-connected transistors, each transistor is connected a diode in parallel, the branch circuit of a phase comprising: two series-connected transistors Q 7, Qg, respectively connected in parallel with a Dio ¬ de D 7, Dg, the branch circuit of the other phase comprising: two series Transisto ¬ ren Q g, Qio, each with a diode D g, Dio geschal ¬ tet parallel, and a branch circuit of the other phase comprises two series-connected transistors Qu, Q12, depending ¬ weils Du, D12 connected in parallel with a diode, and the concrete way of connection to the rectifier is completely identical and will not be described again here.
Unter Verweis auf die drei konkreten Beispiele, die in den Abbildungen 2, 3 und 4 angegeben werden, kann der Aufwärts- Abwärts-Wandler 13 drei Arten von konkreten Schaltungsstruk- turen verwenden. With reference to the three concrete examples given in Figures 2, 3 and 4, the up-down converter 13 may use three types of concrete circuit structures.
Die konkrete Schaltungsstruktur des Aufwärts-Abwärts-Wandlers 13 der ersten Art wird in Abbildung 2 dargestellt und umfasst: zwei Transistoren Q13, Qi4, wobei der Kollektor des ei- nen Transistors Q13 mit dem Kollektor des Transistors Q7 ver¬ bunden ist, der Emitter durch den Induktor L i mit dem positiven Pol der Akkumulatorgruppe verbunden ist, gleichzeitig mit dem Kollektor des anderen Transistors Qi4 verbunden ist, der Emitter des anderen Transistors Qi4 mit dem negativen Pol der Akkumulatorgruppe verbunden ist. Gleichermaßen sind die zwei Transistoren Q13, Qi4 jeweils mit einer Diode D13, Di4 parallel geschaltet . The concrete circuit structure of the up-down converter 13 of the first type is shown in Figure 2, and comprises: two transistors Q13, Q i4, the collector of the egg NEN transistor Q13 connected to the collector of the transistor Q7 is ver ¬ connected, the emitter is connected by the inductor L i to the positive pole of the accumulator group, is connected simultaneously to the collector of the other transistor Qi 4 , the Emitter of the other transistor Qi 4 is connected to the negative pole of the accumulator group. Similarly, the two transistors Q13, Q i4 are respectively connected in parallel with a diode D13, D i4.
Die konkrete Schaltungsstruktur des Aufwärts-Abwärts-Wandlers 13 der zweiten Art wird in Abbildung 3 dargestellt. Im Vergleich zur Schaltung in Abbildung 2 kann der Aufwärts- Abwärts-Wandler 13 außerdem noch Folgendes umfassen: zwei Transistoren (Q15, Qi6) , zwei Dioden D15, D16 sowie den Induk¬ tor L2. The concrete circuit structure of the up-down converter 13 of the second kind is shown in FIG. In comparison with the circuit in Figure 2, the up-down converter still following 13 may also comprise: two transistors (Q15, QI6), two diodes D15, D16 and the Induk ¬ tor L2.
Unter Verweis auf Abbildung 4 kann der Aufwärts-Abwärts- Wandler 13 der zweiten Art im Vergleich zur Schaltung in Ab- bildung 3 noch in einem weiteren Schritt Folgendes umfassen: zwei Transistoren Qi7, Qig, zwei Dioden Dn , Dis sowie den Induktor L3. With reference to FIG. 4, the up-down converter 13 of the second type, compared to the circuit in FIG. 3, may comprise in another step: two transistors Q i7 , Qig, two diodes Dn, Dis and the inductor L 3 ,
In den oben genannten konkreten Beispielen können für die Transistoren des Wechselrichters und des Aufwärts-Abwärts- Wandlers ebenfalls IGBT gewählt werden. In the above concrete examples, IGBTs may also be selected for the transistors of the inverter and the up-down converter.
Um die Ausgangsspannung des Aufwärts-Abwärts-Wandlers 13 zu glätten, kann außerdem in einem weiteren Schritt der Filter- kondensator C2 zwischen den beiden Ausgangsenden des Auf- wärts-Abwärts-Wandlers 13 angeschlossen werden. In order to smooth the output voltage of the up-down converter 13, the filter capacitor C2 can also be connected between the two output ends of the up-down converter 13 in a further step.
Vorstehend wird mittels der Abbildungen und der bevorzugten Ausführungsform diese Erfindung detailliert dargelegt und be- schrieben. Diese Erfindung ist jedoch nicht auf die bereits offenbarte Ausführungsformen beschränkt. Andere Lösungen, die von technischem Personal dieses Gebietes daraus abgeleitet werden, befinden sich ebenfalls innerhalb des Schutzumfangs dieser Erfindung. In the foregoing, by means of the drawings and the preferred embodiment, this invention will be described in detail and described. However, this invention is not limited to the already disclosed embodiments. Other solutions derived therefrom by those skilled in the art are also within the scope of this invention.

Claims

Patentansprüche claims
1. Antrieb eines Elektrofahrzeugs mit erweiterter Reichweite und sein Steuerungssystem, umfassend: einen Dreiphasenwech- selstrom-Elektromotor (11) sowie eine Akkumulatorgruppe (14) zur Stromversorgung für den besagten Dreiphasenwechselstrom- Elektromotor (11) durch einen Aufwärts-Abwärts-Wandler (13) und einen Wechselrichter (12) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass außerdem umfasst werden: eine Dreiphasenwechselstrom-Generatoreinheit (15); ein Gleichrichter (16), der den von der besagten Wechselstrom-Generatoreinheit (15) abgegebenen Wechselstrom zu A drive of an extended range electric vehicle and its control system, comprising: a three-phase AC electric motor (11) and a battery group (14) for supplying power to said three-phase AC electric motor (11) through an up-down converter (13) and an inverter (12), characterized by further comprising: a three-phase AC generator unit (15); a rectifier (16) for supplying the alternating current output from said alternator unit (15)
Gleichstrom gleichrichtet; wobei die Eingangsenden für den Dreiphasenwechselstrom des besagten Gleichrichters (16) jeweils mit den Ausgangsenden für den Dreiphasenwechselstrom der Wechselstrom-Generator- einheit (15) verbunden sind und der positive und negative Pol des Gleichstromausgangsendes des besagten Gleichrichters (16) jeweils mit dem positiven und negativen Pol (14) der Akkumulatorgruppe verbunden sind. Direct current rectified; wherein the input ends for the three-phase alternating current of said rectifier (16) are respectively connected to the output ends for the three-phase alternating current of the alternating current generator unit (15) and the positive and negative poles of the direct current output end of said rectifier (16) are respectively connected to the positive and negative Pol (14) of the accumulator group are connected.
2. Antrieb und sein Steuerungssystem gemäß Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die be¬ sagte Wechselstrom-Generatoreinheit Folgendes umfasst: einen Dreiphasenwechselstrom-Generator (151), ein Beschleunigungsgetriebe (152) sowie einen Verbrennungsmotor (153), der durch das besagte Beschleunigungsgetriebe (152) den Generator an¬ treibt . 2. The drive and its control system according to claim 1, characterized in that comprises the be ¬ said AC-generator unit comprises: a three-phase alternating current generator (151), an accelerating gear (152) and an internal combustion engine (153) (through said accelerating gear 152 ) drives the generator ¬ .
3. Antrieb und sein Steuerungssystem gemäß Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der be- sagte Gleichrichter (16) parallel geschaltete erste Zweig¬ schaltungen der drei Phasen umfasst und die erste Zweigschal¬ tung jeder Phase Folgendes umfasst: zwei in Reihe geschaltete erste Transistoren, wobei der Kol¬ lektor eines ersten Transistors mit dem positiven Pol der besagten Akkumulatorgruppe verbunden ist, die Emitter jeweils mit einem Ausgangsende der Stromquelle einer Phase der besag- ten Dreiphasenwechselstrom-Generatoreinheit und dem Kollektor des anderen ersten Transistors verbunden sind, der Emitter des anderen ersten Transistors mit dem negativen Pol der besagten Akkumulatorgruppe verbunden ist, sowie zwei erste Dioden, jeweils mit einem ersten Transistor parallel geschaltet, wobei die Kathoden der ersten Dioden mit den Kollektoren der ersten Transistoren verbunden sind und die Anoden mit den Emittern der ersten Transistoren verbunden sind . 3. The drive and its control system according to claim 1, characterized in that the loading said rectifier (16) connected in parallel with first branch ¬ circuits of the three phases and comprises the first branch scarf ¬ tung each phase following: two series-connected first transistors, the Kol ¬ lecturer of a first transistor is connected to the positive pole of said accumulator group, the emitter connected to an output end of the power source of one phase of said three-phase alternating current generator unit and the collector of the other first transistor are connected, the emitter of the other first transistor to the negative pole of said accumulator group, and two first diodes, each connected in parallel with a first transistor, wherein the cathodes of the first diodes are connected to the collectors of the first transistors and the anodes with the Emitters of the first transistors are connected.
4. Antrieb und sein Steuerungssystem gemäß Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass es sich bei den besagten ersten Transistoren um Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode handelt. 4. Drive and its control system according to claim 1, characterized in that said first transistors are bipolar transistors with insulated gate electrode.
5. Antrieb und sein Steuerungssystem gemäß Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass außerdem ein Filterkondensator umfasst wird, der zwischen dem positiven und negativen Pol der Akkumulatorgruppe angeschlossen ist. The drive and its control system according to claim 1, wherein a filter capacitor connected between the positive and negative poles of the accumulator group is also included.
6. Antrieb und sein Steuerungssystem gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der besagte Wechselrichter (12) pa- rallel geschaltete zweite Zweigschaltungen der drei Phasen umfasst und die zweite Zweigschaltung jeder Phase Folgendes umfasst : zwei in Reihe geschaltete zweite Transistoren, wobei der Kol- lektor eines zweiten Transistors mit einem Ausgangsende des besagten Aufwärts-Abwärts-Wandlers (13) verbunden ist, die Emitter jeweils mit einem Eingangsende der Stromquelle einer Phase des besagten Dreiphasenwechselstrom-Elektromotors und dem Kollektor des anderen zweiten Transistors verbunden sind, der Emitter des anderen zweiten Transistors mit dem anderen Ausgangsende des besagten Aufwärts-Abwärts-Wandlers verbunden ist, sowie zwei zweite Dioden, jeweils mit einem zweiten Transistor parallel geschaltet, wobei die Kathoden der zweiten Dioden mit den Kollektoren der zweiten Transistoren verbunden sind und die Anoden mit den Emittern der zweiten Transistoren verbun- den sind. A drive and its control system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that said inverter (12) comprises second branch circuits of the three phases connected in parallel and the second branch circuit of each phase comprises: two series-connected second transistors, wherein the collector of a second transistor is connected to an output end of said up-down converter (13), the emitters each having an input end of the current source of one phase of said three-phase AC electric motor and connected to the collector of the other second transistor, the emitter of the other second transistor is connected to the other output end of said up-down converter, and two second diodes, each connected in parallel with a second transistor, wherein the cathodes of the second diodes with the Collectors of the second transistors are connected and the anodes are connected to the emitters of the second transistors.
7. Antrieb und sein Steuerungssystem gemäß Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der be¬ sagte Aufwärts-Abwärts-Wandler (13) Folgendes umfasst: min- destens eine dritte Zweigschaltung, wobei jede dritte Zweig¬ schaltung Folgendes umfasst: zwei dritte Transistoren, wobei der Kollektor eines dritten Transistors mit einem Ende der zweiten Zweigschaltung verbun- den ist, der Emitter über einen Induktor mit dem positiven7. The drive and its control system according to claim 6, characterized in that the up-down converter be ¬ said (13) comprises: control for at least a third branch circuit, wherein each third branch ¬ circuit comprising: two third transistors, the Collector of a third transistor is connected to one end of the second branch circuit, the emitter via an inductor with the positive
Pol der Akkumulatorgruppe verbunden ist, gleichzeitig mit dem Kollektor des anderen ersten Transistors verbunden ist, der Emitter des anderen ersten Transistors mit dem negativen Pol der besagten Akkumulatorgruppe verbunden ist; zwei dritte Dioden, jeweils mit einem dritten Transistor in Reihe geschaltet, wobei die Kathoden der dritten Dioden mit den Kollektoren der dritten Transistoren verbunden sind und die Anoden mit den Emittern der dritten Transistoren verbun- den sind. Pol of the accumulator group is connected, simultaneously connected to the collector of the other first transistor, the emitter of the other first transistor is connected to the negative pole of said accumulator group; two third diodes, each connected in series with a third transistor, wherein the cathodes of the third diodes are connected to the collectors of the third transistors and the anodes are connected to the emitters of the third transistors.
8. Antrieb und sein Steuerungssystem gemäß Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der zweite Transistor Folgendes umfasst: Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode. The drive and its control system according to claim 7, characterized in that the second transistor comprises: insulated gate bipolar transistor.
9. Antrieb und sein Steuerungssystem gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Transistor Folgendes umfasst: Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode. The drive and its control system according to claim 7, characterized in that the third transistor comprises: insulated gate bipolar transistor.
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