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DE102015219863A1 - Stromversorgungsvorrichtung für ein umweltfreundliches Fahrzeug - Google Patents

Stromversorgungsvorrichtung für ein umweltfreundliches Fahrzeug Download PDF

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DE102015219863A1
DE102015219863A1 DE102015219863.4A DE102015219863A DE102015219863A1 DE 102015219863 A1 DE102015219863 A1 DE 102015219863A1 DE 102015219863 A DE102015219863 A DE 102015219863A DE 102015219863 A1 DE102015219863 A1 DE 102015219863A1
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DE
Germany
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power
converter
battery
switch
power supply
Prior art date
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Application number
DE102015219863.4A
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English (en)
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Hui Sung Jang
Hyun Wook SEONG
Shin Hye Chun
Mu Shin Kwak
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Hyundai Motor Co
Original Assignee
Hyundai Motor Co
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Publication date
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Abstract

Es ist eine Stromversorgungsvorrichtung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs vorgesehen. Die Stromversorgungsvorrichtung umfasst eine Batterie, die eingerichtet ist, um elektrische Leistung zum Antreiben eines Fahrzeugs zuzuführen, und einen Inverter, der eingerichtet ist, um einen Motor des Fahrzeugs anzutreiben. Ein Leistungswandler ist eingerichtet, um einen Leistungsfaktor einer von außen angelegten Wechselstrom-(AC)Leistung zu korrigieren oder um Leistung der Batterie an den Inverter zuzuführen. Ein Gleichstrom-(DC)Wandler ist eingerichtet, um eine von dem Leistungswandler ausgegebene Leistung in eine Ladeleistung zum Laden der Batterie umzuwandeln. Ein erstes Relais ist eingerichtet, um eine Energieübertragung zwischen der Batterie und dem Leistungswandler ein-/auszuschalten, und ein zweites Relais ist eingerichtet, um die Energieübertragung zwischen der Batterie und dem Leistungswandler ein-/auszuschalten.

Description

  • HINTERGRUND
  • (a) Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Stromversorgungsvorrichtung für ein umweltfreundliches Fahrzeug, die Kosten reduziert und das Gewicht und das Volumen eines Fahrzeugs verringert, indem ein Stromrichter/Leistungswandler zum Laden einer Batterie und ein Stromrichter/Leistungswandler zum Antreiben eines Motors integriert/zusammengefasst werden.
  • (b) Beschreibung des Standes der Technik
  • Ein Brennstoffzellenfahrzeug umfasst verschiedene Arten von Fahrzeugen, wie beispielsweise ein Hybridfahrzeug, ein Plug-in-Hybridfahrzeug, ein Elektrofahrzeug, ein Brennstoffzellenfahrzeug und dergleichen. Unter ihnen sind das Plug-in-Hybridfahrzeug und das Elektrofahrzeug mit einem On-Board-Batterieladegerät (Bordladegerät), das eingerichtet ist, um eine Batterie unter Verwendung einer Haushaltsstromversorgung zu laden, ausgerüstet. Darüber hinaus umfasst das umweltfreundliche Fahrzeug einen Hochspannungswandler (high voltage converter – HDC), der zwischen einer Hochspannungsbatterie und einem Inverter/Wechselrichter angeordnet ist, um eine Leistungsübertragungseffizienz während eines Antreibens des Motors und eines regenerativen Bremsens zu erhöhen.
  • Unter Bezugnahme auf 1A und 1B umfasst ein herkömmliches OBC 10 gemäß dem Stand der Technik einen Gleichrichter 11, der eingerichtet ist, um gewerblichen Strom (Wechselstrom – AC) zu empfangen und gleichzurichten, eine Leistungsfaktorkorrektur (power factor correction – PFC) 13, die ein Wechselstrom/Gleichstrom-(AC/DC)Wandler ist, und einen isolierten DC/DC-Wandler 15. Insbesondere wird ein Hochsetzsteller als PFC verwendet. Das OBC 10 ist eingerichtet, um eine Hochspannungsbatterie 20 unter Verwendung des gewerblichen Stromes (Wechselstrom – AC) zu laden.
  • Eine in dem umweltfreundlichen Fahrzeug montierte Leistungsumwandlungsvorrichtung 30 umfasst einen HDC 31 und einen Inverter 33. Der HDC 31 erhöht die von der Hochspannungsbatterie 20 ausgegebene Leistung und überträgt sie an den Inverter 33, und eine durch den Inverter 33 umgewandelte Dreiphasen-Wechselstromleistung treibt einen Motor (M) an. Darüber hinaus verringert der HDC 31 die über den Motor (M) und den Inverter 33 empfangene Leistung während eines regenerativen Bremsens eines Fahrzeugs. Somit wird der HDC 31 durch einen bidirektionalen Wandler ausgeführt. Während eines Antreibens des Motors (M) oder eines regenerativen Bremsens wird ein Entladen oder Laden der Hochspannungsbatterie 20 durch den HDC 31 und den Inverter 33 durchgeführt. Indessen wird das Laden der Hochspannungsbatterie durch den gewerblichen Strom durch den Gleichrichter 11 des OBC 10, die PFC 13 und den DC/DC-Wandler 15 durchgeführt.
  • Wie oben beschrieben, gibt es im Stand der Technik, obwohl die PFC, die einen Leistungswandler zum Laden einer Batterie darstellt, und der HDC, der einen Leistungswandler zum Antreiben eines Motors darstellt, eine ähnliche Topologie aufweisen, einen Unterschied in der Rolle und dem Steuerverfahren, so dass sie getrennt ausgebildet sind. Somit wird im Stand der Technik, da der Leistungswandler auf der Grundlage der Verwendung eingerichtet wird, die Anzahl von innerhalb des Fahrzeugs montierten Leistungswandlern erhöht, so dass die Kosten erhöht werden. Darüber hinaus, im Stand der Technik, wenn eine Leistungsvorrichtung, wie beispielsweise ein Induktor und ein Kondensator, die das meiste Gewicht und Volumen des Leistungswandlers einnimmt, vergrößert wird, werden das Gewicht und das Volumen des Fahrzeugs erhöht, wodurch der Kraftstoffverbrauch verringert wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Offenbarung stellt eine Stromversorgungsvorrichtung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs bereit, die die Kosten reduziert und das Gewicht und das Volumen eines Fahrzeugs verringert, indem ein Leistungswandler zum Laden einer Batterie und ein Leistungswandler zum Antreiben eines Motors integriert werden.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der der vorliegenden Offenbarung kann eine Stromversorgungsvorrichtung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs umfassen: eine Batterie, die eingerichtet ist, um elektrische Leistung zum Antreiben eines Fahrzeugs zuzuführen; einen Inverter, der eingerichtet ist, um einen Motor des Fahrzeugs anzutreiben; einen Leistungswandler, der eingerichtet ist, um einen Leistungsfaktor einer von außen angelegten Wechselstrom-(alternating current – AC)Leistung zu korrigieren oder um Leistung der Batterie an den Inverter zuzuführen; einen Gleichstrom-(direct current – DC)Wandler, der eingerichtet ist, um eine von dem Leistungswandler abgegebene Leistung in eine Ladeleistung zum Laden der Batterie umzuwandeln; ein erstes Relais, das eingerichtet ist, um eine Energieübertragung zwischen der Batterie und dem Leistungswandler ein-/auszuschalten; und ein zweites Relais, das eingerichtet ist, um die Energieübertragung zwischen der Batterie und dem Leistungswandler ein-/auszuschalten.
  • Insbesondere kann das erste Relais eingeschaltet werden und das zweite Relais kann ausgeschaltet werden, wenn ein Modus des Fahrzeugs ein Antriebsmodus ist. Der DC-Wandler kann durch einen isolierten DC/DC-Wandler ausgeführt/implementiert werden. Ferner kann der Leistungswandler eingerichtet sein, um eine durch den Motor während eines Bremsens des Motors erzeugte regenerative Energie in die Ladeleistung umzuwandeln, um die Batterie zu laden. Das erste Relais kann ausgeschaltet werden und das zweite Relais kann eingeschaltet werden, wenn die Batterie unter Verwendung der AC-Leistung geladen wird.
  • Die Stromversorgungsvorrichtung kann ferner einen Gleichrichter umfassen, der eingerichtet ist, um die AC-Leistung gleichzurichten. Der Leistungswandler kann eingerichtet sein, um die unter Verwendung des Gleichrichters eingegebene Leistung zu erhöhen oder zu verringern, um sie an den DC-Wandler zu übertragen. Der Leistungswandler kann umfassen: einen Induktor mit einem ersten Ende, das mit einem Ausgangsende des Gleichrichters verbunden ist; einen ersten Schalter mit einem ersten Ende, das mit einem zweiten Ende des Induktors verbunden ist; einen zweiten Schalter mit einem ersten Ende, das mit einem zweiten Ende des Induktors verbunden ist; und einen Kondensator mit einem ersten Ende, das mit einem zweiten Ende des ersten Schalters verbunden ist, und mit einem zweiten Ende, das mit dem zweiten Ende des zweiten Schalters verbunden ist. Der erste Schalter und der zweite Schalter können komplementär/ergänzend arbeiten. Zusätzlich können der erste Schalter und der zweite Schalter durch einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (insulated gate bipolar mode transistor – IGBT) ausgeführt/implementiert werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher. In den Figuren zeigen:
  • 1 ein Diagramm, das eine Topologie eines Ladegeräts und eines Leistungswandlers eines umweltfreundlichen Fahrzeugs gemäß dem Stand der Technik darstellt;
  • 2 ein Blockdiagramm, das eine Stromversorgungsvorrichtung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt;
  • 3 ein Schaltbild eines in 2 gezeigten integrierten Leistungswandlers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
  • 4 ein Diagramm, das einen Betrieb einer Stromversorgungsvorrichtung in einem Fahrzeugantriebsmodus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt; und
  • 5 ein Diagramm, das einen Betrieb einer Stromversorgungsvorrichtung in einem Fahrzeuglademodus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Es versteht sich, dass der Ausdruck ”Fahrzeug” oder ”Fahrzeug-” oder andere gleichlautende Ausdrücke wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie z. B. Personenkraftwagen einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwägen, verschiedene Nutzungsfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und dergleichen einschließen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffgetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativem Kraftstoff umfassen (beispielsweise Kraftstoff, der von anderen Quellen als Erdöl gewonnen wird). Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Antriebsquellen aufweist, wie zum Beispiel sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
  • Die hierin verwendete Terminologie ist zum Zwecke der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen vorgesehen und ist nicht dazu bestimmt, die Erfindung einzuschränken. Wie hierin verwendet, sind die Singularformen ”ein”, ”eine/einer” und ”der/die/das” dazu vorgesehen, dass sie ebenso die Pluralformen umfassen, wenn aus dem Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Es versteht sich ferner, dass die Ausdrücke ”aufweisen” und/oder ”aufweisend”, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, die Anwesenheit der angegebenen Merkmale, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten beschreiben, aber nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einen oder mehreren Merkmalen, Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck ”und/oder” jede und sämtliche Kombinationen von einem oder mehreren der zugeordneten aufgeführten Elemente.
  • Obwohl das Ausführungsbeispiel derart beschrieben wird, dass es eine Mehrzahl von Einheiten verwendet, um den beispielhaften Prozess durchzuführen, versteht es sich, dass die beispielhaften Prozesse ebenfalls durch ein oder eine Mehrzahl von Modulen durchgeführt werden können. Darüber hinaus versteht es sich, dass sich der Ausdruck Steuerung/Steuereinheit auf eine Hardware-Vorrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor umfasst. Der Speicher ist eingerichtet, um die Module zu speichern, und der Prozessor ist insbesondere eingerichtet, um die besagten Module auszuführen, um einen oder mehrere Prozesse durchzuführen, die weiter unten beschrieben werden.
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Die gleichen Bezugszeichen werden überall in den Zeichnungen verwendet, um gleiche oder ähnliche Teile zu bezeichnen. Detaillierte Beschreibungen von gut bekannten Funktionen und Strukturen, die hierin enthalten sind, können weggelassen werden, um zu vermeiden, dass der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung unklar wird.
  • 2 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Stromversorgungsvorrichtung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt, und 3 zeigt ein Schaltbild eines in 2 gezeigten Leistungswandlers. Wie in 2 gezeigt, kann die Stromversorgungsvorrichtung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs einen Gleichrichter 110, einen Leistungswandler 120, einen DC-Wandler 130, eine Batterie 140, einen Inverter 150, ein erstes Relais R1 und ein zweites Relais R2 umfassen.
  • Insbesondere kann der Gleichrichter 110 eingerichtet sein, um einen von außen angelegten Wechselstrom (alternating current – AC) gleichzurichten. Mit anderen Worten kann der Gleichrichter 110 eingerichtet sein, um den Wechselstrom in einen Gleichstrom (direct current – DC) umzuwandeln. Der Leistungswandler 120 kann eingerichtet sein, um den von dem Gleichrichter 110 ausgegebenen Wechselstrom (AC-Leistung) zu erhöhen oder zu verringern. Darüber hinaus kann der Leistungswandler 120 eingerichtet sein, um einen Leistungsfaktor einer durch den Gleichrichter 110 gleichgerichteten Ausgangsspannung zu korrigieren. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, obwohl es offenbart wird, dass der getrennt vorgesehene Gleichrichter 110 die von außen angelegte AC-Leistung gleichrichtet, ist es nicht darauf beschränkt, und der Leistungswandler 120 kann ausgeführt sein, um die von außen angelegte AC-Leistung gleichzurichten.
  • Ferner kann der Leistungswandler 120 eingerichtet sein, um eine regenerative Energie, die durch den Motor (M) beim Bremsen des Fahrzeugs erzeugt wird, in eine zum Laden der Batterie 140 erforderliche Ladespannung umzuwandeln und um die Ladespannung an die Batterie 140 zu übertragen. Mit anderen Worten, wenn die regenerative Energie an den Leistungswandler 120 über den Inverter 150 übertragen wird, kann der Leistungswandler 120 eingerichtet sein, um die regenerative Energie in eine Ladespannung umzuwandeln. Der Leistungswandler 120 kann dann eingerichtet sein, um die von der Batterie 140 zugeführte Leistung zu erhöhen und um die Leistung an den Inverter 150 während des Fahrens Fahrzeugs zuzuführen. Der Leistungswandler 120 kann durch einen bidirektionalen Wandler ausgeführt/implementiert sein.
  • Wie in 3 gezeigt, kann der Leistungswandler 120 einen Induktor (L), einen Kondensator (C), einen ersten Schalter (SW1) und einen zweiten Schalter (SW2) umfassen. Der erste Schalter (SW1) und der zweite Schalter (SW2) können durch einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode ausgeführt/implementiert sein. Der erste Schalter (SW1) und der zweite Schalter (SW2) können komplementär unter der Steuerung einer Fahrzeugsteuerung (nicht gezeigt) arbeiten/in Funktion stehen. Die Fahrzeugsteuerung (nicht gezeigt) kann eingerichtet sein, um den ersten Schalter (SW1) und den zweiten Schalter (SW2) durch ein Pulsweitenmodulations-(PWM)Verfahren zu betreiben. Der DC-Wandler 130 kann eingerichtet sein, um die von dem Leistungswandler 120 ausgegebene Leistung in die Ladespannung (die zum Laden erforderliche Spannung) zum Laden der Batterie 140 umzuwandeln. Der DC-Wandler 130 kann durch einen isolierten DC-Wandler ausgeführt/implementiert sein.
  • Die Batterie 140 kann eine Hochspannungsbatterie sein und kann eingerichtet sein, um die für das Antreiben des Fahrzeugs erforderliche Leistung zuzuführen. Die Batterie 140 kann durch die durch den Leistungswandler 120 zugeführte Leistung geladen werden. Die Batterie 140 kann ein Batterie-Management-System (BMS), das eingerichtet ist, um den Level/Pegel und Status der Batterie in Echtzeit zum Verhindern eines Überladens oder Tiefentladens oder dergleichen zu überwachen, umfassen. Der Inverter 150 kann eingerichtet sein, um die von dem Leistungswandler 120 ausgegebene DC-Leistung in eine zum Antreiben des Motors (M) erforderliche Dreiphasen-AC-Leistung umzuwandeln. Der Motor (M) kann dann eingerichtet sein, um eine durch den Inverter 150 zugeführte elektrische Energie in eine Antriebsenergie zum Antreiben des Fahrzeugs umzuwandeln. Darüber hinaus kann der Motor (M) eingerichtet sein, um eine regenerative Leistung beim Bremsen des Fahrzeugs zu erzeugen.
  • Das erste Relais (R1) und das zweite Relais (R2) können einen Leistungsübertragungsweg auf der Grundlage des Betriebsmodus des Fahrzeugs unter der Steuerung der Fahrzeugsteuerung (nicht gezeigt) bilden. Insbesondere kann der Betriebsmodus des Fahrzeugs in einen Antriebsmodus und einen Lademodus ausgeteilt werden. Wenn der Betriebsmodus des Fahrzeugs der Antriebsmodus ist, kann das erste Relais (R1) eingeschaltet werden (EIN) und das zweite Relais (R2) kann ausgeschaltet werden (AUS). Ferner, wenn der Betriebsmodus des Fahrzeugs der Lademodus ist, kann das erste Relais (R1) ausgeschaltet werden und das zweite Relais (R2) kann eingeschaltet werden.
  • 4 zeigt ein Diagramm, das einen Betrieb einer Stromversorgungsvorrichtung, der durch die Fahrzeugsteuerung ausgeführt werden kann, in einem Fahrzeugantriebsmodus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt. Zunächst, wenn der Betriebsmodus des Fahrzeugs der Antriebsmodus ist, kann das erste Relais (R1) eingeschaltet werden (EIN) und das zweite Relais (R2) kann ausgeschaltet werden (AUS). Wenn das erste Relais (R1) eingeschaltet wird (EIN) und das zweite Relais (R2) ausgeschaltet wird (AUS), kann die Stromversorgungsvorrichtung eingerichtet sein, um die Batterie 140 über den Leistungswandler 120 und den Inverter 150 auf der Grundlage des Betriebsmodus des Motors (M) zu entladen oder zu laden.
  • Die Stromversorgungsvorrichtung kann eingerichtet sein, um eine Pulsweitenmodulations-(PWM)Steuerung des ersten Schalters (SW1) und des zweiten Schalters (SW2) des Leistungswandlers 120 durchzuführen, um die von der Batterie 140 ausgegebene Leistung an den Motor (M) über den Leistungswandler 120 und den Inverter 150 beim Antreiben des Motors (M) zuzuführen. Demzufolge können der erste Schalter (SW1) und der zweite Schalter (SW2) komplementär arbeiten. Der Leistungswandler 120 kann eingerichtet sein, um die von der Batterie 140 zugeführte Leistung in eine Antriebsleistung zum Antreiben des Motors (M) umzuwandeln. Darüber hinaus kann der Inverter 150 eingerichtet sein, um die umgewandelte Antriebsleistung in eine Dreiphasen-AC-Leistung zum übertragen an den Motor (M) umzuwandeln.
  • Ferner kann die Stromversorgungsvorrichtung eingerichtet sein, um den ersten Schalter (SW1) und den zweiten Schalter (SW2) des Leistungswandlers 120 komplementär beim Bremsen des Motors (M) zu betreiben, so dass die beim Bremsen des Motors (M) erzeugte regenerative Energie an die Batterie 140 über den Inverter 150 und den Leistungswandler 120 übertragen wird. Insbesondere kann die Batterie 140 durch die regenerative Energie geladen werden.
  • 5 zeigt ein Diagramm, das einen Betrieb einer Stromversorgungsvorrichtung in einem Fahrzeuglademodus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wenn der Betriebsmodus des Fahrzeugs der Lademodus ist, kann das erste Relais (R1) ausgeschaltet werden und das zweite Relais (R2) kann eingeschaltet werden, so dass ein Leistungsübertragungsweg gebildet werden kann. Dann kann die Stromversorgungsvorrichtung eingerichtet sein, um den ersten Schalter (SW1) und den zweiten Schalter (SW2) des Leistungswandlers 120 komplementär zu betreiben.
  • Wenn das erste Relais (R1) ausgeschaltet wird und das zweite Relais (R2) eingeschaltet wird, kann der Gleichrichter 110 eingerichtet sein, um die eingegebene AC-Leistung (AC) gleichzurichten, und der Leistungswandler 120 kann eingerichtet sein, um die gleichgerichtete Leistung zu erhöhen oder zu verringern, um den Leistungsfaktor zu korrigieren. Der DC-Wandler 130 kann eingerichtet sein, um die durch den Leistungsfaktor korrigierte Leistung in die Ladeleistung umzuwandeln, um die Batterie 140 zu laden.
  • Die vorliegende Offenbarung ermöglicht, dass die Kosten und das Gewicht und Volumen des Fahrzeugs reduziert werden können, indem der Leistungswandler zum Laden einer Batterie und der Leistungswandler zum Antreiben eines Motors zusammengefasst werden. Somit kann die Stromversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs verbessern.
  • Obwohl Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung vorstehend ausführlich beschrieben worden sind, sollte es klar zu verstehen sein, dass viele Variationen und Modifikationen der wesentlichen Erfindungsgedanken, die hierin gelehrt werden, die einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet offensichtlich sind, noch innerhalb der Lehre und des Umfangs der vorliegenden Offenbarung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen bestimmt wird, liegen.
  • Bezugszeichenliste
    • 11
    GLEICHRICHTER
    15
    DC/DC-WANDLER
    20
    HOCHSPANNUNGSBATTERIE
    33
    INVERTER
    110
    GLEICHRICHTER
    120
    LEISTUNGSWANDLER
    130
    DC/DC-WANDLER
    140
    BATTERIE
    150
    INVERTER

Claims (13)

  1. Stromversorgungsvorrichtung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs, aufweisend: eine Batterie, die eingerichtet ist, um elektrische Leistung zum Antreiben eines Fahrzeugs zuzuführen; einen Inverter, der eingerichtet ist, um einen Motor des Fahrzeugs anzutreiben; einen Leistungswandler, der eingerichtet ist, um einen Leistungsfaktor einer von außen angelegten Wechselstrom-(AC)Leistung zu korrigieren oder um Leistung der Batterie an den Inverter zuzuführen; einen Gleichstrom-(DC)Wandler, der eingerichtet ist, um eine von dem Leistungswandler ausgegebene Leistung in eine Ladeleistung zum Laden der Batterie umzuwandeln; ein erstes Relais, das eingerichtet ist, um eine Energieübertragung zwischen der Batterie und dem Leistungswandler ein- und auszuschalten; und ein zweites Relais, das eingerichtet ist, um die Energieübertragung zwischen der Batterie und dem Leistungswandler ein- und auszuschalten.
  2. Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Relais eingeschaltet wird und das zweite Relais ausgeschaltet wird, wenn ein Modus des Fahrzeugs ein Antriebsmodus ist.
  3. Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der DC-Wandler durch einen isolierten DC/DC-Wandler ausgeführt ist.
  4. Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Leistungswandler eingerichtet ist, um eine durch den Motor während eines Bremsens des Motors erzeugte regenerative Energie in die Ladeleistung umzuwandeln, um die Batterie zu laden.
  5. Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Relais ausgeschaltet wird und das zweite Relais eingeschaltet wird, wenn die Batterie unter Verwendung der AC-Leistung geladen wird.
  6. Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend: einen Gleichrichter, der eingerichtet ist, um die AC-Leistung gleichzurichten.
  7. Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Leistungswandler eingerichtet ist, um die über den Gleichrichter eingegebene Leistung zu erhöhen oder zu verringern, um sie an den DC-Wandler zu übertragen.
  8. Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Leistungswandler aufweist: einen Induktor mit einem ersten Ende, das mit einem Ausgangsende des Gleichrichters verbunden ist; einen ersten Schalter mit einem ersten Ende, das mit einem zweiten Ende des Induktors verbunden ist; einen zweiten Schalter mit einem ersten Ende, das mit einem zweiten Ende des Induktors verbunden ist; und einen Kondensator mit einem ersten Ende, das mit einem zweiten Ende des ersten Schalters verbunden ist, und mit einem zweiten Ende, das mit dem zweiten Ende des zweiten Schalters verbunden ist.
  9. Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der erste Schalter und der zweite Schalter komplementär arbeiten.
  10. Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der erste Schalter und der zweite Schalter durch einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (insulated gate bipolar mode transistor – IGBT) ausgeführt sind.
  11. Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der erste Schalter und der zweite Schalter des Leistungswandlers durch Pulsweitenmodulation gesteuert sind, um die von der Batterie ausgegebene Leistung an den Motor über den Leistungswandler und den Inverter beim Antreiben des Motors zuzuführen.
  12. Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Leistungswandler eingerichtet ist, um die von der Batterie zugeführte Leistung in eine Antriebsleistung zum Antreiben des Motors umzuwandeln.
  13. Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Inverter eingerichtet ist, um die umgewandelte Antriebsleistung in eine Dreiphasen-Wechselstromleistung zum Übertragen an den Motor umzuwandeln.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022202154B3 (de) 2022-03-03 2023-02-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Traktionsnetz für ein Kraftfahrzeug

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104682720A (zh) * 2013-11-29 2015-06-03 东林科技股份有限公司 交交流电源转换装置及其转换方法
US10951126B2 (en) * 2016-09-22 2021-03-16 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg System and method for operating a system
KR101956165B1 (ko) * 2016-12-30 2019-03-08 자동차부품연구원 차량용 완속 충전기 제어 장치
KR102320041B1 (ko) * 2017-02-28 2021-11-01 현대자동차주식회사 스마트그리드용 전기자동차의 양방향 충방전 방법 및 장치
JP2018157725A (ja) * 2017-03-21 2018-10-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電力変換装置
KR102428658B1 (ko) * 2017-06-09 2022-08-03 현대자동차주식회사 전력 변환 장치, 상기 전력 변환 장치의 제어 방법 및 상기 전력 변환 장치가 설치된 차량
KR102454222B1 (ko) * 2017-07-21 2022-10-17 현대자동차주식회사 전기 자동차
KR102524192B1 (ko) * 2018-03-21 2023-04-21 현대자동차주식회사 전기 자동차의 충전 장치
KR102528230B1 (ko) * 2018-07-18 2023-05-03 현대자동차주식회사 전기 자동차의 충전 장치
WO2020113600A1 (zh) * 2018-12-05 2020-06-11 中车长春轨道客车股份有限公司 一种应急自行走的动车牵引系统
CN111347890B (zh) * 2018-12-21 2022-03-15 比亚迪股份有限公司 一种车辆、充电装置及其电机控制电路
KR102569382B1 (ko) * 2021-12-10 2023-08-23 모트랩(주) 서로 다른 종류의 배터리를 장착할 수 있는 전기차용 배터리제어시스템

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030050139A (ko) 2001-12-18 2003-06-25 현대자동차주식회사 연료전지 하이브리드 전기 자동차의 전기 동력 시스템
JP2008079436A (ja) 2006-09-21 2008-04-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電源制御装置
JP2008125257A (ja) * 2006-11-13 2008-05-29 Toyota Motor Corp 電力供給システム
KR100964016B1 (ko) 2010-02-11 2010-06-15 주식회사 윌링스 배터리 충전기능이 구비된 전기 자동차의 구동시스템
CN102811887B (zh) * 2010-03-29 2015-12-02 松下知识产权经营株式会社 车辆用电源装置
JP4957827B2 (ja) * 2010-04-14 2012-06-20 トヨタ自動車株式会社 電源システムおよびそれを搭載する車両
US9337664B2 (en) * 2010-12-16 2016-05-10 Qualcomm Incorporated Wireless power receiver circuitry
KR101203734B1 (ko) 2011-04-08 2012-11-22 재단법인 포항산업과학연구원 인버터 및 충전 회로 통합 모듈
KR101629997B1 (ko) * 2012-01-30 2016-06-13 엘에스산전 주식회사 전기자동차 충전기를 위한 ｄｃ-링크 캐패시터 방전 장치
KR101387717B1 (ko) 2012-02-06 2014-04-24 엘지전자 주식회사 전기 자동차의 배터리 충전 장치 및 이를 포함한 전기 자동차
KR101489226B1 (ko) 2012-12-21 2015-02-06 주식회사 만도 전기 자동차용 통합형 완속 충전기, 충전기능을 갖는 전기 자동차, 완속 충전기를 포함하는 전기 자동차용 충전기의 제어 시스템 및 제어 방법
JP6024684B2 (ja) * 2014-02-21 2016-11-16 トヨタ自動車株式会社 蓄電システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022202154B3 (de) 2022-03-03 2023-02-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Traktionsnetz für ein Kraftfahrzeug

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