[发明专利]具有电机的车辆和用于运行该电机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆，其包括多相电机、第一子车载电网和第二子车载电网，该第一子车载电网具有第一额定直流电压水平，该第二子车载电网具有第二额定直流电压水平，该电机包括转子、第一定子系统和第二定子系统，该第一子车载电网包括第一变流器和第一中间电路电容，第一定子系统配置给第一变流器，该第二子车载电网包括第二变流器和第二中间电路电容，第二定子系统配置给第二变流器。

背景技术

通常在车辆中由车载电网给构成耗电器的元件供以14伏特的额定电压水平。次级12V蓄能器和14V发电机设计为在车辆中提供2～3kW的电功率，该蓄能器在车载电网中根据运行情况承担电源的功能或耗能点的功能。

假如多个具有较高功率需求的负载集成到车辆的车载电网中，该车载电网可以具有两个子车载电网。于是直流调节器在两个子车载电网之间传送功率。电机在具有电气化传动系的车辆中也能以电动机方式运行，该电机除了每个子车载电网的各至少一个蓄能器之外在车辆中也具有作为电源或作为耗能点的功能。这样的车载电网拓扑例如在文献DE10244229A1中示出。

发明内容

本发明的任务在于，介绍一种具有电机和两个子车载电网的改进的车辆和用于运行电机的方法。

该任务通过按照权利要求1的车辆解决。本发明的有利实施形式和改进见于从属权利要求。

按照本发明，第一定子系统以星形电路构成，而第二定子系统以星形电路或三角形电路构成，并且转换电路电气连接第一定子系统的星形点与第二子车载电网的较高电位。

这表示，第一定子系统的星形点可与第二子车载电网的较高电位直接电气耦合。

根据本发明的一个优选实施形式，转换电路包括第一二极管和第二二极管，第一二极管和第二二极管反向串联连接。

转换电路还包括第一开关，其与第一二极管并联连接；或作为替换，转换电路包括第二开关，其与第一二极管并联连接。

也特别有利的是，转换电路包括第一开关，其与第一二极管并联连接；并且转换电路包括第二开关，其与第二二极管并联连接。

反向连接的二极管确保，在打开第一开关和/或在打开第二开关的情况下在第一定子系统的星形点与第二子车载电网的较高电位之间的直接电气耦合是无效的。在闭合第一开关和/或在闭合第二开关的情况下，以非常低欧姆的连接的形式，通过两个闭合的开关的串联电路或通过一个开关与一个二极管的串联电路，存在第一定子系统的星形点与第二子车载电网的较高电位之间的直接电气连接。

本发明的另一变型在于，第一变流器具有三个高侧开关和三个低侧开关；第二变流器具有三个高侧开关和三个低侧开关；第一变流器的三个高侧开关和第一变流器的三个低侧开关能被脉宽调制地控制；第二变流器的三个高侧开关和第二变流器的三个低侧开关能被脉宽调制地控制；电机在打开第一开关或在打开第二开关的情况下以电动机方式或发电机方式或以混合运行方式能通过第一变流器和第二变流器的高侧开关和低侧开关的脉宽调制控制来运行。给低侧开关和高侧开关分别并联连接一个低侧二极管或一个高侧二极管。

这表示，电机关于两个车载电网可用作发电机或电动机，这不依赖于是否分别另一车载电网的电机在给定的运行时刻用作电动机或发电机。在作为发电机的运行下，由于由外部例如由车辆的内燃机给转子施加的扭矩，给相应的车载电网通过相应的定子系统提供电能。在作为电动机的运行中，从相应的车载电网通过相应的定子系统提取电能并且转换为转子的旋转能，该旋转能通过转子由外部例如由车辆的皮带传动的负载作为扭矩获取。

特别有利的是，第一额定电压水平在相对于车辆中的参考电压(例如对于车辆的两个子车载电网共同的电气接地极)的电压水平的方向上超过第二额定电压水平，并且该电机在转子静止的情况下能作为从第一子车载电网到第二子车载电网的直流降压转换器运行。

电机能如此作为直流降压转换器运行，即打开第二变流器的低侧开关；打开第二变流器的高侧开关；打开第一变流器的低侧开关；以及脉宽调制地控制第一变流器的高侧开关。

为了降低导通损耗也可以与第一变流器的高侧开关互补地脉宽调制地控制第一变流器的低侧开关。为此为了避免在高侧开关与低侧开关之间的桥接短路可以提供死区时间，在该死区时间中高侧开关和低侧开关均是打开的。

附加地，转子的励磁线圈可以是电气短路的。