[发明专利]用于为中间电路电容器充电的电路装置和方法及具有该电路装置的蓄电池和机动车

说明书

本发明涉及一种用于为中间电路电容器(5)充电的电路装置(1)和方法(20)以及具有此类的电路装置(1)的蓄电池系统和机动车。依据本发明，该电路装置(1)具有两个开关元件(12、13)，它们与预充电电阻(2)串联连接。在依据本发明的方法(20)之中，该些开关元件(12、13)在该中间电路电容器(5)开始充电时相继闭合(31、32)并且在该中间电路电容器(5)结束充电时通过该预充电电阻(2)相继断开(41、42)。

技术领域

本发明涉及用于以源自充电蓄电池的电能为中间电路电容器充电的电路装置，其具有用于选择性地将用于该充电蓄电池的电路装置的第一连接触点与用于该中间电路电容器的电路装置的第二连接触点电连接的第一开关元件和电的预充电电阻，该预充电电阻与第一开关元件并联连接。此外，本发明涉及一种用于以源自充电蓄电池的电能为中间电路电容器充电的方法，在该方法中充电电流至少部分地通过电的预充电电阻传导至中间电路电容器。再者，本发明涉及具有此类的电路装置的蓄电池系统以及具有该蓄电池系统的机动车，其中，该蓄电池系统与该机动车的驱动系统相连接。

背景技术

通常来说，用于以电能为中间电路电容器充电的电路装置是已知的。其中，该中间电路电容器用于提供待由源自蓄电池的电能来供电的用电器的短时高的电流需求的电流。为了以电能来充电该中间电路电容器，该中间电路电容器尤其是与充电蓄电池并联连接。

在充电过程开始时能够闭合至少一个开关元件并且该中间电路电容器直接与充电蓄电池导电连接。然而，缘于该中间电路电容器的物理的特性的缘故，在将充电蓄电池与该中间电路电容器直接连接尤其是在该充电过程开始时将会有相对高的电流从充电蓄电池流至该中间电路电容器。这样高的电流能够例如使得该充电蓄电池负担过重并且甚至可能损害该充电蓄电池。

为了至少部分地限制该充电电流，已知的电路装置具有与第一开关元件并联连接的充电电阻。该充电电阻通常为欧姆式电阻，其能够借助于另一个开关元件与充电蓄电池和/或中间电路电容器相连接并且由此能够桥接该第一开关元件。因为另一个开关元件通常必须开关很高的电压例如直至600V的电压时的高电流，所以该开关元件通常需要较大的结构空间并且具有较高的重量。尤其地，在将该电路装置使用在机动车之中时，结构空间却是不足的并且较高的重量是不利的。即便是在静态的应用之中，例如风力发电设备之中，也能够限制结构空间。

发明内容

依据本发明提供了用于为中间电路电容器充电的电路装置，其附加于第一开关元件具有两个另外的开关元件，它们与预充电电阻串联连接地与第一开关元件并联连接。在使用两个另外的开关元件代替如在背景技术中所描述的那样仅仅使用一个另外的开关元件来桥接该第一开关元件时，该电路装置所需要的结构空间以及该电路装置的重量得以极大地降低。

此外，依据本发明提供了一种用于为中间电路电容器充电的方法，在该方法之中，两个由在运行时流过预充电电阻的充电电流来相继导通的开关元件在充电开始时相继闭合和/或在充电结束时通过该预充电电阻相继断开。由此通过将该些开关元件相继闭合或者断开能够降低单个的开关元件由于该充电过程而形成的负担并且大比例地减小该些开关元件的尺寸和重量。

依据本发明的解决方案能够通过不同的、分别有利的、任一相互组合的设计方案进一步得以改善。以下将涉及该些设计形式和与其相联系的优点。

本发明的优点

在第一有利的设计形式之中，另外的开关元件中的一个能够构造为电子的开关。电子的开关也能够开关高的电流。其中，该电子的开关相较于电机械式的开关能够以较小磨损地或者甚至无磨损地开关高的电流，该电机械式的开关在背景技术中用于接通充电电阻，因为在电子的开关的开关过程之中不会再出现如在电机械式的开关中的开关电弧。由此，由于接触烧损而引起的磨损在使用电子的开关时不会出现。

电子的开关尤其是半导体开关并且具有例如在运行时从或者至预充电电阻传导充电电流的晶体管或者IGBT，即例如绝缘栅极的双极型晶体管，其中，该晶体管或者IGBT能够无机械式接触元件地开关充电电流。