[发明专利]尤其用于车辆的驱动系统和用于加热驱动系统的方法

说明书

本发明涉及一种尤其用于车辆的驱动系统(10)，所述驱动系统包括用于产生电能的燃料电池单元(12)、用于存储电能的二次电池(14)、具有绕组(21，22，23)的电机(20)以及用于操控所述电机(20)的逆变器(30)。在此，所述逆变器(30)构造为三电平逆变器并且具有多个电子开关(S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7，S8，S9，S10，S12)和二极管(D1，D2，D3，D4，D5，D6，X1，X2，X3，X4，X5，X6，X7，X8，X9，X10，X12)以及一个正极(37)、一个负极(35)和一个中性极(36)，其中，所述燃料电池单元(12)与所述二次电池(14)串联连接并且所述燃料电池单元和所述二次电池与所述逆变器(30)的这些极(35，36，37)连接。本发明也涉及一种用于加热根据本发明的驱动系统(10)的方法，其中，如此操控所述逆变器(30)的开关(S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7，S8，S9，S10，S12)，使得在所述逆变器(30)的以下极(35，36，37)之间产生短路类型的电流路径：所述燃料电池单元(12)与所述极连接。

技术领域

本发明涉及一种尤其用于车辆的驱动系统，该驱动系统包括用于产生电能的燃料电池单元、用于存储电能的二次电池、具有绕组的电机以及用于操控电机的逆变器。此外，本发明涉及一种用于加热根据本发明的驱动系统的方法。

背景技术

显示未来尤其在车辆(例如混动车辆或电动车辆)中将会越来越多地使用将新的储能技术与电驱动技术相结合的电子系统。为了将交流电供给到电机中，可以通过逆变器(也称为换流器，Invertor)将来自电池的直流电压变换成三相交流电压。

为车辆的电驱动系统产生电能的一种可能性是燃料电池。在此，燃料电池车辆通常附加地配备有用于存储电能的二次电池，以便例如为驱动暂时提高功率或能够实现回收制动能量。

由DE 10 2012 222 343 A1已知一种用于车辆的根据类别的驱动系统。该驱动系统包括用于产生电能的燃料电池单元、用于存储电能的二次电池、电机以及用于操控电机的逆变器。

车用的燃料电池尤其可以在低温的、尤其明显低于冰点的周围环境中开始运行。为了避免损坏燃料电池，已知在燃料电池的正常运行前设置加热阶段。在该加热阶段中，燃料电池装置的效率通常会下降，以便提高燃料电池的余热产生。

由DE 10 2012 218 584 A1已知一种燃料电池装置以及一种用于加热燃料电池装置的方法。在此，在燃料电池装置的接通部之间设置有可接入的电阻。如果接入该电阻器，那么产生用于加热燃料电池装置的热量。

由DE 10 2007 026 003 A1已知一种燃料电池系统以及一种用于冷启动燃料电池系统的方法。在此，在冷启动燃料电池系统的情况下接入电负载并且同时调整反应物输送。

由DE 600 05 836 T2已知一种用于在正常的运行温度以下启动固体聚合物电解质燃料电池的方法。在此，在启动时间段期间减少反应物的输送。

在DE 10 2008 029 155 A1中公开一种具有流动通道的燃料电池装置，该燃料电池装置具有用于加热的附加装置。这种用于加热的装置例如可以是红外加热设备或加热元件。

用于由直流电压产生三相交流电压的逆变器对于本领域技术人员是已知的。由《2014IEEE，Print ISBN：978-3-8007-3603-4》以及《SIMULATION AND IMPLEMENTATION OFTWO-LEVEL AND THREE-LEVEL INVERTERS BY MATLAB AND RT-LAB，俄亥俄州立大学2011》已知三电平逆变器(3-Level-Inverter)，其具有多个电子开关和二极管以及一个正极、一个负极和一个中性极。

发明内容