專利名稱：用于為儲能器充電的系統(tǒng)和用于運行該充電系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于為儲能器充電的系統(tǒng)和一種用于運行該充電系統(tǒng)的方法。
背景技術(shù)：
呈現(xiàn)出，在未來既在例如風力發(fā)電設備的靜止應用中也在如混合動力車輛或電動車輛的車輛中越來越多地采用將新的儲能技術(shù)與電驅(qū)動技術(shù)相組合的電子系統(tǒng)。在常規(guī)應用中，例如實施為感應式電機的電機經(jīng)由逆變器形式的變換器被控制。對于這種系統(tǒng)表征性的是所謂的直流電壓中間回路，儲能器、一般是電池經(jīng)由該直流電壓中間回路連接到逆變器的直流電壓側(cè)。為了能夠滿足針對相應的應用所給出的對功率和能量的要求，將多個電池單元串聯(lián)。因為由這種儲能器提供的電流必須流經(jīng)所有的電池單元并且一個電池單元僅能傳導有限的電流，所以常常附加地并聯(lián)電池單元，以便提高最大電流。多個電池單元的串聯(lián)除了高的總電壓以外隨之帶來如下問題，即當唯一的電池單元失靈時，整個儲能器失靈，因為由此電池電流不再能夠流動。儲能器的這種失靈可以導致總系統(tǒng)的失靈。在車輛中，驅(qū)動電池的失靈可能導致車輛“卡住”。在其他應用中，例如風力發(fā)電設備的轉(zhuǎn)子葉片調(diào)整，可能在不利的框架條件、例如強風的情況下甚至發(fā)生危及安全的狀況。因此應始終致力于儲能器的高可靠性，其中用“可靠性”來表示系統(tǒng)在預先給定的時間內(nèi)無故障工作的能力。在優(yōu)先的申請DE 10 2010 027857和DE 10 2010 027861中描述了具有多個電池模塊支路的電池，這些電池模塊支路可直接連接到電機上。電池模塊支路在此具有多個串聯(lián)的電池模塊，其中每個電池模塊具有至少一個電池單元和所分配的可控的耦合單元，該耦合單元允許根據(jù)控制信號中斷相應的電池模塊支路或者跨接分別分配的至少一個電池單元或者將分別分配的至少一個電池單元接到相應的電池模塊支路中。通過例如借助于脈寬調(diào)制適當?shù)夭倏伛詈蠁卧€可以提供用于控制電機的適當?shù)南嘈盘?，使得可以放棄單獨的脈沖逆變器?？刂齐姍C所需的脈沖逆變器因此可以說被集成到電池中。出于公開的目的，這兩個優(yōu)先的申請全面地結(jié)合到本申請中。與傳統(tǒng)的系統(tǒng)不同一其中電機經(jīng)由逆變器被控制并且通過與其分離的電儲能器被供給電能，在優(yōu)先的申請DE 10 2010 027857和DE 10 2010 027861中所述的電池情況下不提供恒定的直流電壓，使得這種電池不能容易地集成到常規(guī)的能量供給網(wǎng)絡中，例如電動車輛或者混合動力車輛的車載網(wǎng)絡中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種能量供給網(wǎng)絡，其具有可控的第一儲能器，該第一儲能器用于對η相電機進行控制和電能量供給，其中η > I。在此，第一儲能器具有η個并行的能量供給分支，所述能量供給分支分別具有至少兩個串聯(lián)的儲能器模塊，所述儲能器模塊分別包括至少一個具有所分配的可控的耦合單元的電儲能器單元。所述能量供給分支在一側(cè)能與參考電勢——在下面稱為參考匯流排——連接并且在另一側(cè)能分別與電機的相連接。所述耦合單元根據(jù)控制信號要么跨接分別所分配的儲能器單元要么所述耦合單元將分別所分配的儲能器單元接到能量供給分支中。能量供給網(wǎng)絡還具有第二儲能器和用于第二儲能器的充電設備，其中耗電器能從所述第二儲能器被供給直流電壓，所述充電設備在輸入側(cè)能與第一儲能器的能量供給分支和電機的相連接并且在輸出側(cè)能與第二儲能器連接。本發(fā)明的優(yōu)點
可控的第一儲能器在電機的發(fā)動機運行期間在輸出側(cè)提供用于操控電機的交變電壓。但是與傳統(tǒng)的系統(tǒng)不同——在所述傳統(tǒng)的系統(tǒng)中電機經(jīng)由逆變器被控制并且通過與其分離的電儲能器被供給電能，不提供直流電壓用于對耗電器、例如車輛車載網(wǎng)絡中的高伏消耗器進行直接的能量供給或者作為直流電壓轉(zhuǎn)換器的輸入?yún)⒘?。本發(fā)明所基于的基本構(gòu)思是，設置第二儲能器，耗電器可以從該第二儲能器被供給直流電壓并且該第二儲能器被可控的第一儲能器充電。通過這種方式，供給耗電器所需的直流電壓可以用相對小的硬件耗費來生成。根據(jù)一個實施方式，充電設備包括:n相整流器單元，該整流器單元包括η個并行的整流器分支，這些整流器分支能分別與能量供給分支和電機的所屬相連接；中間回路電容器，該中間回路電容器連接在整流器單元之后并且由該整流器單元饋電；以及第一直流電壓轉(zhuǎn)換器，其連接在中間回路電容器之后并且將中間回路電容器的第一電壓水平與第二儲能器的第二電壓水平相匹配。在電機的發(fā)動機式運行期間，在可控的第一儲能器的輸出端處有近似正弦形的輸出電流可供使用，所述輸出電流在多相電機的情況下有相移。所述輸出電流在借助于其相數(shù)對應于電機的相數(shù)的整流器的情況下被用于為中間回路電容器饋電。經(jīng)整流的電壓的電壓水平在此根據(jù)電機的當前所設定的空間矢量以及耦合單元的操控方法變化。連接在中間回路電容器之后的直流電壓轉(zhuǎn)換器——常常也稱為DC/DC轉(zhuǎn)換器——因此將第一中間回路電容器的得出的第一電壓水平匹配于第二儲能器的所期望的第二電壓水平。該電壓水平既可以高于中間回路電容器的電壓水平(升壓特性)也可以低于第一中間回路電容器的電壓水平(降壓特性)。根據(jù)本發(fā)明的可替代的實施方式，充電設備包括:η相整流器單元，該整流器單元包括η個并行的整流器分支，所述整流器分支能分別與能量供給分支和電機的所屬的相連接；第一直流電壓轉(zhuǎn)換器，其連接在該整流器單元之后，將經(jīng)整流的電壓的第一電壓水平匹配于第二儲能器的第二電壓水平并且將在電機運行期間來自可控的儲能器的能量流控制為使得恒定的功率被提?。灰约爸虚g回路電容器，其連接在第一直流電壓轉(zhuǎn)換器之后并且從該第一直流電壓轉(zhuǎn)換器被饋電。在這種布置的情況下，根據(jù)應用情況可實施為升壓調(diào)節(jié)器、降壓調(diào)節(jié)器或者也可以實施為例如逆轉(zhuǎn)換器形式的升壓/降壓調(diào)節(jié)器的第一直流電壓轉(zhuǎn)換器可以將來自可控的儲能器的能量流控制為，使得提取恒定的功率。這導致，中間回路電容器處的電壓不再波動并且可針對具體應用情況最優(yōu)地選擇。此外，通過這種方式不出現(xiàn)沒有電流流動的相，從而也可以通過中間回路電容器的比較小的尺寸來實現(xiàn)足夠的緩沖。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，能量供給網(wǎng)絡附加地具有第二直流電壓轉(zhuǎn)換器，其連接在第二儲能器之后并且將第二儲能器的第二電壓水平與連接在第二直流電壓轉(zhuǎn)換器之后的第三儲能器的第三電壓水平相匹配。于是，耗電器可從該第三儲能器被供給第三電壓水平上的直流電壓。通過這種方式可以實現(xiàn)雙電壓能量供給網(wǎng)絡，其中第二儲能器的電壓水平通過電池管理系統(tǒng)保持相對恒定，使得第二直流電壓轉(zhuǎn)換器可以被設計到窄的輸入和輸出電壓范圍上并且因此可以被設計為單級的，這導致減少的硬件耗費。根據(jù)一個實施方式，第二儲能器是高壓儲能器。因此，第一直流電壓轉(zhuǎn)換器被實施為不具有電流隔斷(galvanische Trennung)。如果第三儲能器相反地被實施為低壓或中壓儲能器，則第二直流電壓轉(zhuǎn)換器根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式被實施為具有電流隔斷。最后，第一直流電壓轉(zhuǎn)換器也可以被實施為具有電流隔斷并且第二儲能器可以被實施為低壓或中壓儲能器。如果第二儲能器被設計到彡60V的電壓上，則這所具有的優(yōu)點是，不必采取附加的例如接觸保護方面的防護措施，這導致成本節(jié)省。但是前提條件當然是，沒有耗電器需要較高的運行電壓水平。整流器單元可以構(gòu) 造為橋式整流器。但是，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式規(guī)定，可控的儲能器的參考匯流排可與充電設備的參考匯流排連接。在這種情況下，整理器單元一尤其是當耦合單元具有半橋電路中的開關(guān)元件時——也可以被構(gòu)造為η脈沖整流器。對于η=1也常常稱為半波整流器的N脈沖整流器具有η個并行的整流器分支，所述整流器分支分別具有二極管和其他的開關(guān)元件。因此僅僅使用正或負半波，但是這在使用具有半橋電路中的開關(guān)元件的耦合單元的情況下不具有負的后果。如果耦合單元具有全橋電路中的開關(guān)元件，則實施為N脈沖整流器導致，中間回路中的電壓相應地比在使用橋式整流器的情況下小。但是優(yōu)點是較小的硬件需求。與采用橋式整流器或N脈沖整流器無關(guān)地，可控的儲能器的參考匯流排與充電設備的參考匯流排的連接具有如下優(yōu)點:在該構(gòu)造情況下的能量供給網(wǎng)絡的中間回路也可以在電機靜止時被饋送電壓。因此，可以在可控的第一儲能器的每個能量供給分支中設定相同的直流電壓并且直接饋送到中間回路中。在此有利地在每個能量供給分支中調(diào)節(jié)電壓，以便避免電機中的補償電流。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，整流器單元也可以實施為雙向整流器。整流器的雙向運行在此可以要么通過如下方式實現(xiàn)，即可控的開關(guān)元件與二極管整流器的二極管并聯(lián)，要么也可以通過以下方式實現(xiàn)，即二極管完全被可控的開關(guān)元件代替。采用雙向整流器所提供的優(yōu)點是，于是可控的第一儲能器的能量供給單元也可以借助于第二儲能器被充電。如果整流器單元被構(gòu)造為雙向橋式整流器，則有利的是，在充電設備與第一儲能器的能量供給分支或電機的相之間分別設置附加的電感，以便通過這種方式實現(xiàn)升壓功能，其中當中間回路的電壓水平高于可控的儲能器的電壓水平時，該升壓功能允許直流電壓中間回路在電機激活時被充電。本發(fā)明的實施方式的其他特征和優(yōu)點參照附圖從以下描述中得出。


圖1示出本發(fā)明的能量供給網(wǎng)絡的第一實施方式的示意性框圖，
圖2示出本發(fā)明的能量供給網(wǎng)絡的第二實施方式的示意性框圖， 圖3示出本發(fā)明的能量供給網(wǎng)絡的第三實施方式的示意性框圖，
圖4示出可控的儲能器、包括其到電機和整流器單元的連接的示意圖，
圖5示出可控的儲能器、包括其到電機和根據(jù)可替代的實施方式的整流器單元的連接的示意圖，
圖6示出可控的儲能器、包括其到電機和在整流器單元雙向構(gòu)造時根據(jù)按照圖4的實施方式的整流器單元的連接的示意圖，以及
圖7示出可控的儲能器、包括其到電機和根據(jù)具有整流器單元的雙向構(gòu)造的另一可替代實施方式的整流器單元的連接的示意圖。
具體實施例方式圖1示出本發(fā)明的能量供給網(wǎng)絡的第一實施方式的示意性框圖。可控的第一儲能器2連接到三相電機I上。可控的第一儲能器2包括三個能量供給分支3 — 1、3 — 2和
3- 3，這些能量供給分支在一側(cè)與低參考電勢T-(參考匯流排)連接，并且在另一側(cè)分別與電機I的各個相U、V、W連接(參照圖4、5、6、7)。這些能量供給分支3 — 1、3 — 2和3 —3中的每一個具有m個串聯(lián)的儲能器模塊4 一 11至4 一 Im或4 一 21至4 一 2m或4 一 31至4 一 3m，其中m > 2。儲能器模塊4又分別包括多個串聯(lián)的電儲能器單元，這些儲能器單元在圖4至7中由于清楚性的原因僅僅在與電機I的相W連接的能量供給分支3 — 3中配備有附圖標記5 — 31至5 — 3m。儲能器模塊4此外分別包括耦合單元，所述耦合單元分配給相應的儲能器模塊4的儲能器單元5。由于清楚性的原因，這些耦合單元也僅僅在能量供給分支3 - 3中配備附圖標記6 — 31至6 — 3m。在圖4至7中所示的實施變型方案中，耦合單元6分別通過兩個可控的開關(guān)元件7 — 311和7 — 312至7 — 3ml和7 — 3m2形成。開關(guān)元件在此可以實施為例如IGBT (絕緣柵雙極晶體管)形式的功率半導體開關(guān)或者實施為MOSFET (金屬氧化物半導體場效應晶體管)。耦合單元6使得能夠通過斷開耦合單元6的兩個開關(guān)元件7來中斷相應的能量供給分支3?？商娲?，儲能器單元5可以通過分別閉合耦合單元6的開關(guān)元件7之一、例如通過閉合開關(guān)7 — 311要么被跨接，要么例如通過閉合開關(guān)7 - 312被接到相應的能量供給分支3中。能量供給分支3 — I至3 — 3的總輸出電壓通過耦合單元6的可控的開關(guān)元件7的相應開關(guān)狀態(tài)被確定并且可以分級地被調(diào)整。分級在此根據(jù)各個儲能器模塊4的電壓得出。如果從類似地構(gòu)造的儲能器模塊4的優(yōu)選實施方式出發(fā)，則從單個儲能器模塊4的電壓乘以每能量供給分支串聯(lián)的儲能器模塊4的數(shù)量m中得出最大可能的總輸出電壓。耦合單元6因此允許，將電機I的相U、V、W要么接到高的參考電勢上要么接到低的參考電勢上并且就此而言也可以履行已知的逆變器的功能。因此可以通過可控的第一儲能器2在適當?shù)夭倏伛詈蠁卧?的情況下控制電機I的功率和運行方式。也就是就此而言，可控的第一儲能器2履行雙重功能，因為其一方面用于電能量供給，而另一方面也用于電機I的控制。電機I具有定子繞組8-U、8_V和8-W，這些定子繞組在所示的實施例中以星形線路彼此接線。電機I在所示的實施例中實施為三相交流電機，但是也可以具有少于或者多于三個的相。可控的第一儲能器2中的能量供給分支3的數(shù)目當然也視電機的相數(shù)而定。在所示的實施例中，每個儲能器模塊4分別具有多個串聯(lián)的儲能器單元5。但是，所述儲能器模塊4也可以替代地分別具有僅僅一個唯一的儲能器單元或者也可以具有并聯(lián)的儲能器單元。在所示的實施例中，耦合單元6分別由兩個可控的開關(guān)元件7構(gòu)成。但是，耦合單元6也可以由或多或少的可控的開關(guān)元件實現(xiàn)，只要能實現(xiàn)所需的功能(跨接儲能器單元以及將儲能器單元接到能量供給分支中)。耦合單元的示例性的替代的構(gòu)型從優(yōu)先的申請DE XX和DE YY中得出。但是此外也可設想的是，耦合單元具有全橋電路中的開關(guān)元件，這在儲能器模塊的輸出端處提供電壓極性變換的附加可能性。可控的第一儲能器2在電機I的發(fā)動機運行期間在輸出側(cè)提供用于操控電機I的交變電壓。但是與傳統(tǒng)的系統(tǒng)不同——在所述傳統(tǒng)的系統(tǒng)中電機經(jīng)由逆變器被控制并且通過與其分離的電儲能器被供給電能，不提供直流電壓用于對耗電器、例如車輛車載網(wǎng)絡中的高伏消耗器進行直接的能量供給或者作為直流電壓轉(zhuǎn)換器的輸入?yún)⒘俊Ｒ虼嗽O置第二儲能器9，第一耗電器10可從該第二儲能器9被供給直流電壓并且第二儲能器9通過可控的第一儲能器I經(jīng)由充電設備11充電。充電設備11為此在輸入側(cè)與第一儲能器2的能量供給分支3-1、3-2和3-3以及電機I的相U、V、W連接并且在輸出側(cè)與第二儲能器9連接。充電設備11包括η相整流器單元12，其包括η個并行的整流器分支，這些整流器分支分別與可控的第一儲能器2的能量供給分支3-1、3-2或3-3以及電機I的分別所屬的相U、V或W連接。充電設備I此外具有中間回路電容器13，其連接在整流器單元12之后并且從該整流器單元12被饋電。經(jīng)整流的電壓的電壓水平在此根據(jù)電機I的當前所設定的空間矢量變化。因此設置第一直流電壓轉(zhuǎn)換器14，其連接在中間回路電容器之后并且使中間回路電容器13的第一電壓水平與第二儲能器9的第二電壓水平相匹配。根據(jù)本發(fā)明的在圖1中所示的實施方式，第二儲能器9實施為例如高伏電池形式的高壓儲能器，并且第一直流電壓轉(zhuǎn)換器14與此相應地實施為不具有電流隔斷。連接在第二儲能器9之后的第二直流電壓轉(zhuǎn)換器15被設置用于將第二儲能器9的第二電壓水平與連接在第二直流電壓轉(zhuǎn)換器15之后的第三儲能器16的第三電壓水平相匹配。第二耗電器17可從第三儲能器16被供給第三電壓水平上的直流電壓，該第三儲能器16在圖1中所示的實施例中實施為例如電池或者超級電容形式的低壓或中壓儲能器。因為第二直流電壓轉(zhuǎn)換器15引起電壓水平從高伏范圍降低到低伏或中伏范圍中并且因此可以說隔絕(abschlieflen)高伏網(wǎng)絡18，所以該第二直流電壓轉(zhuǎn)換器15實施為具有電流隔斷。如果為了調(diào)節(jié)電機I而應該測量電機的相電流，則應當注意的是，電流測量在充電設備11的抽頭之后才進行。這在圖1中通過具有附圖標記30的框來表示。圖2示出本發(fā)明的能量供給網(wǎng)絡的替代的實施方式。該實施方式與圖2中所示的實施方式在以下方面有區(qū)別:第二儲能器9’不實施為高壓儲能器，而是實施為中壓儲能器，第一耗電器10’可從該中壓儲能器被供給直流電壓。因此，第一直流電壓轉(zhuǎn)換器14’已經(jīng)隔絕了高伏網(wǎng)絡18’并且因此實施為有電流隔斷。連接在第二儲能器9’之后的第二直流電壓轉(zhuǎn)換器15’因此可以實施為不具有電流隔斷，該第二直流電壓轉(zhuǎn)換器將第二儲能器9’的第二電壓水平與第三儲能器16的第三電壓水平相匹配。
圖3示出本發(fā)明的能量供給網(wǎng)絡的另一替代的實施方式。該實施方式與圖2中所示的實施方式在以下方面有區(qū)別:第一直流電壓轉(zhuǎn)換器14’’不連接在中間回路電容器13之后，而是連接在其之前。通過這種方式，可以在電機I的運行期間將來自可控的儲能器2的能量流控制為，使得提取恒定的功率。在圖3中示出與圖1類似地作為高壓儲能器的第二儲能器9。但是，根據(jù)圖3的充電設備的構(gòu)型當然也可以與其他儲能器、例如根據(jù)圖2的中壓儲能器相組合。在圖1、2和3中分別示出了雙電壓能量供給網(wǎng)絡，也就是能在兩個電壓水平上向耗電器供給能量的能量供給網(wǎng)絡。這種雙電壓能量供給網(wǎng)絡例如在機動車領(lǐng)域中經(jīng)常采用并且在那里稱為雙電壓車載網(wǎng)絡。如果具有唯一的電壓水平的中間回路對于具體應用來說是足夠的，因為所有耗電器都能以該電壓水平來運行，則當然可以放棄第二直流電壓轉(zhuǎn)換器15以及第三儲能器16。第一直流電壓轉(zhuǎn)換器14于是根據(jù)第二儲能器是高壓存儲器還是中壓/低壓存儲器來實施為不具有或具有電流隔斷。圖4示出可控的儲能器2、包括其到電機I和整流器單元12的連接的示意圖。整流器單元在此根據(jù)電機I的相U、V、W的數(shù)量以及可控的第一儲能器的能量供給分支3-1、3-2和3-1的數(shù)量被設計為三相的。具體地，根據(jù)所示實施方式的整流器單元實施為橋式電路中的六脈沖二極管整流器。在此，整流器分支19-1、19-2、19-3分別在連接點21_1或
21-2或21-3處與能量供給分支3-1或3-2或3_3以及電機I的所屬相U或V或W連接，所述整流器分支分別具有兩個二極管20-11和20-12或20-21和20-22或20-31和20-32，所述連接點分別布置在整流器分支19的兩個二極管20之間。圖5示出整流器單元12’連接到電機I和可控的第一儲能器2的另一實施方式。在此，可控的第一儲能器2的參考匯流排T-與充電設備11的參考匯流排B連接，但是在圖5中僅示出了該充電設備11的整流器單元12’。如果耦合單元6如所示那樣具有半橋電路中的開關(guān)元件7，則僅僅出現(xiàn)正電勢。因此，整流器單元12’可以在不影響功能性的情況下實施為3脈沖整流器。與根據(jù)圖4的實施為橋式整流器的整流器單元12相比，整流器單元12’的η脈沖整流器不再具有低側(cè)二極管20-12、20-22和20-32，而是僅僅仍具有高側(cè)二極管 20-11,20-21 和 20-31。但是，整流器單元當然也可以在可控的第一儲能器I和充電設備11的參考匯流排連接的情況下實施為橋式整流器，這尤其是在耦合單元6具有全橋電路中的開關(guān)元件7時是有意義的。否則的話必須忍受僅僅使用半波。但是替代于圖4和5中所示的單向整流器單元12和12’，整流器單元也可以實施為雙向的，這提供了借助于第二儲能器9為可控的第一儲能器2的儲能器單元5充電的可能性。整流器單元12’’的這種構(gòu)型在圖6中示出。整流器單元12’’在此與根據(jù)圖5的整流器單元12’類似地構(gòu)造為每整流器分支19-1或19-2或19-3分別僅具有一個二極管(高側(cè)二極管)20-11,20-21和20-31的三脈沖整流器。雙向性、也就是在兩個方向上的可運行性通過如下方式實現(xiàn)，即可控的開關(guān)元件22-11或22-21或22-31分別與二極管20-11、20-21和20-31并聯(lián)。替代于此地，二極管20-11、20-21和20-31也可以完全被可控的開關(guān)元件代替。當然也可以在如圖4中所示的橋式整流器的情況下通過這種方式(并聯(lián)可控的開關(guān)元件或者通過可控的開關(guān)元件來代替二極管)實現(xiàn)雙向運行。
圖7示出實施為雙向橋式整流器的整流器單元12’’’到電機I和可控的第一儲能器2上的特別有利的連接。構(gòu)造為雙向的橋式整流器的整流器單元12’’’在此除了二極管20-11、20-12、20-21、20-22、20-31和20-32以外具有分別并聯(lián)的可控的開關(guān)元件22-11或
22-12或22-21或22-22或22-31或22-32。此外，在電機I或可控的電儲能器2與整流器單元12’ ’’之間的連接線路中分別設置附加的電感70-1、70-2或70-3。這種布置使得能夠?qū)崿F(xiàn)從可控的儲能器2到直流電壓中間回路中的升壓功能。在此也可以在電機I運行時將來自可控的儲能器2的能量流控制為，使得提取恒定的功率。
權(quán)利要求
1.量供給網(wǎng)絡，具有 一可控的第一儲能器(2)，其用于對η相電機(I)進行控制和電能量供給，其中η > 1，其中第一儲能器(2)具有η個并行的能量供給分支(3-1、3-2、3-3)，所述能量供給分支 分別具有至少兩個串聯(lián)的儲能器模塊(4)，所述儲能器模塊分別包括至少一個具有所分配的可控的耦合單元(6)的電儲能器單元(5)， 在一側(cè)能與參考匯流排(Τ-)連接，并且 在另一側(cè)分別能與電機(I)的相(U、V、W)連接， 并且其中所述耦合單元(6)根據(jù)控制信號跨接分別所分配的儲能器單元(5)或者將分別所分配的儲能器單元(5)接到相應的能量供給分支(3-1、3-2 ；3-3)中， 一第二儲能器(9 ;9’)，耗電器(10 ;10’)能從所述第二儲能器被供給直流電壓，以及-用于第二儲能器(9 ;9’)的充電設備(11)，其在輸入側(cè)能與第一儲能器(2)的能量供給分支(3-1、3-2、3-3)和電機(I)的相(U、V、W)連接并且在輸出側(cè)能與第二儲能器(9 ;9’)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的能量供給網(wǎng)絡，其中充電設備(11)包括: -η相整流器單元(12 ;12’ ；12’’)，其包括η個并行的整流器分支(19-1、19-2、19-3)，所述整流器分支分別與能量供給分支(3-1 ;3-2;3-3)以及電機(I)的所屬的相(U;V;W)連接， -中間回路電容器(13)，其連接在所述整流器單元(12 ;12’ ；12’’)之后并且從所述整流器單元被饋電，以及 -第一直流電壓轉(zhuǎn)換器(14 ;14’)，其連接在中間回路電容器(13)之后并且將中間回路電容器(13)的第一電壓水 平與第二儲能器(9;9’)的第二電壓水平相匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的能量供給網(wǎng)絡，其中充電設備(11)包括: -η相整流器單元(12 ;12’；12’’ ； 12’’ ’)，其包括η個并行的整流器分支(19_1、19_2、19，3)，所述整流器分支分別與能量供給分支(3-1 ；3-2 ；3-3)以及電機(I)的所屬的相(U;V ；W)連接， -第一直流電壓轉(zhuǎn)換器(14’’)，其連接在整流器單元(12 ;12’ ；12’’ ；12’’’)之后，將經(jīng)整流的電壓的第一電壓水平與第二儲能器(9;9’)的第二電壓水平相匹配，并且在電機(O的運行期間將來自可控的儲能器(2)的能量流控制為，使得提取恒定的功率，以及-中間回路電容器(13)，其連接在第一直流電壓轉(zhuǎn)換器(14’’)之后并且從該第一直流電壓轉(zhuǎn)換器被饋電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的能量供給網(wǎng)絡，其附加地具有: -第二直流電壓轉(zhuǎn)換器(15; 15’)，其連接在第二儲能器(9;9’)之后并且將第二儲能器(9;9’)的第二電壓水平與連接在第二直流電壓轉(zhuǎn)換器(15; 15’)之后的第三儲能器(16)的第三電壓水平相匹配，以及 -第三儲能器(16)，耗電器(17)能從該第三儲能器被供給第三電壓水平上的直流電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4之一的能量供給網(wǎng)絡，其中第一直流電壓轉(zhuǎn)換器(14;14’ ’)被實施為不具有電流隔斷，并且第二儲能器(9)被實施為高壓儲能器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或者根據(jù)回引權(quán)利要求4的權(quán)利要求5的能量供給網(wǎng)絡，其中第二直流電壓轉(zhuǎn)換器(15)被實施為有電流隔斷，并且第三儲能器(16)被實施為低壓或中壓儲能器。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至4之一的能量供給網(wǎng)絡，其中第一直流電壓轉(zhuǎn)換器(14’)被實施為有電流隔斷，并且第二儲能器(9’ )被實施為低壓或中壓儲能器。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至7之一的能量供給網(wǎng)絡，其中整流器單元(12; 12’ ’ ’)被構(gòu)造為橋式整流器。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的能量供給網(wǎng)絡，其中可控的第一儲能器(2)的參考匯流排(T-)能與充電設備(11)的參考匯流排(B )連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的能量供給網(wǎng)絡，其中整流器單元(12’； 12’ ’ ’)被構(gòu)造為η脈沖整流器。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10之一的能量供給網(wǎng)絡，其中整流器單元(12’’ ；12’ ’ ’)被構(gòu)造為雙向整流器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的能量供給網(wǎng)絡，其中整流器單元(12’’；12’’’)被構(gòu)造為雙向的橋式整流器并且在充電設備(11)與第一儲能器(2 )的能量供給分支(3-1、3-2、3-3 )或電機(!)的相(U、V、W)之間分別布置附加的電感(70-1、70-2、70-3)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能量供給網(wǎng)絡，具有n相電機(1)，其中n≥1；和可控的第一儲能器(2)，其用于對電機(1)進行控制和電能量供給。在此，第一儲能器(2)具有n個并行的能量供給分支(3-1、3-2、3-3)，所述能量供給分支分別具有至少兩個串聯(lián)的儲能器模塊(4)，所述儲能器模塊分別包括至少一個具有所分配的可控的耦合單元(6)的電儲能器單元(5)，在一側(cè)與參考匯流排(T-)連接并且在另一側(cè)分別與電機(1)的相(U、V、W)連接。所述耦合單元(6)根據(jù)控制信號或者跨接分別所分配的儲能器單元(5)或者所述耦合單元(6)將分別所分配的儲能器單元(5)接到能量供給分支(3-1、3-2、3-3)中。能量供給網(wǎng)絡還包括第二儲能器(9；9’)，耗電器(10；10’)能從所述第二儲能器被供給直流電壓。用于第二儲能器(9；9’)的充電設備(11)在輸入側(cè)與第一儲能器(2)的能量供給分支(3-1、3-2、3-3)和電機(1)的相(U、V、W)連接并且在輸出側(cè)與第二儲能器(9；9’)連接。
文檔編號H02M7/501GK103098336SQ201180045009
公開日2013年5月8日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月20日
發(fā)明者P.福伊爾施塔克, E.魏森博恩, M.凱斯勒 申請人:羅伯特·博世有限公司