用於車輛的增程器的製作方法

2023-04-28 05:46:56 1

專利名稱：用於車輛的增程器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種按權利要求I前序部分所述的用於運行內燃機-發電機-単元的方法、按權利要求5前序部分所述的內燃機-發電機-單元以及按權利要求9前序部分所述的混合驅動裝置。
背景技術：
汽車エ業越來越多地發展並且/或者製造用電動馬達驅動的車輛。在此，用於運行驅動電動車的電動馬達的電能來自於布置在電動車中的電池。在此，電池在電動車停止期間在電網上充電。為此，電動車包括充電設備。在此限制了電池的用於存儲電能的容量，從而電動車只能達到大約50km到200km範圍內的行程。為了增加電動車的行程，電動車設有所謂的增程器，內燃機-發電機-単元。在電動車的電池不能或者不足以由電網進行充電的行駛路程中，藉助於內燃機-發電機-単元對電池進行充電並且/或者藉助於內燃機-發電機-単元向電動馬達輸入電流。由此能夠將這種帶有增程器的電動車的可能的行程増加到高達大約600km的行程上，該行程相當於僅僅用內燃機驅動的常規車輛的行程。尤其在作為內燃機-發電機-單元中的發電機的永磁激勵的電機中，用脈衝逆整流器將由發電機產生的交流電壓或交流電轉換成直流電並且額外地也調節直流電的電壓。需要控制由內燃機-發電機-単元產生的直流電的電壓，因為為了對電池進行充電，內燃機_發電機_單兀的所產生的電壓必須大於電池電壓。在此，電池電壓取決於車輛的電池的充電和放電狀態。然而不利的是，這種脈衝逆整流器購置昂貴並且還容易受到幹擾。DE 10 2008 039 907示出了一種車輛，其具有能源、電能存儲器、用於產生電能並且用於對電能存儲器進行充電的發電機、電牽引馬達和用於接通以及/或者斷開能源的激活裝置，其中通過帶有控制元件的起動裝置通過激活裝置開始接通以及/或者斷開能源，其中如此構造所述控制単元，使得其實現開始過程，而駕駛員在開始的時間點不必位於汽車中。

發明內容
按本發明的用於運行作為增程器的內燃機-發電機-単元的方法具有以下步驟在內燃機中產生機械能，在發電機中將機械能轉換成電能，將交流電整流成直流電，控制並且/或者調節直流電的電壓，其中藉助於對發電機的轉速的控制和/或調節設置直流電的電壓。直流電的電壓通過對發電機的轉速的控制和/或調節來實現。由此，不需要藉助於麻煩並且昂貴的脈衝逆整流器控制並且/或者調節直流電的電壓。這以簡單的方式通過以下方法實現，即控制並且/或者調節發電機的轉速，因為交流電的由發電機產生的電壓取決於發電機的轉速。尤其僅僅藉助於對發電機轉速的控制和/或調節來設置直流電的電壓。在另ー設計方案中，發電機的轉速尤其僅僅藉助於內燃機的轉速進行控制和/或調節。發電機藉助於驅動軸與內燃機相連。由此，發電機的轉速取決於內燃機的轉速。
在另ー設計方案中所述發電機的轉速通過以下方法得到控制，即藉助於將內燃機與發電機相連的傳動裝置獨立於內燃機的轉速控制發電機的轉速。在補充的實施方式中，交流電由不受控制的整流器轉換成直流電。按本發明的作為增程器的內燃機-發電機-単元包括內燃機、發電機、優選燃料箱、用於將發電機產生的交流電整流成直流電的整流器、用於控制和/或調節由整流器提供的直流電電壓的裝置，其中整流器是不受控制的整流器。由此，內燃機-發電機-單元不包括用於將發電機產生的交流電整流成直流電並且/或者用於控制和/或調節直流電電壓的脈衝逆整流器。不受控制的整流器購置得明顯比麻煩並且昂貴的脈衝逆整流器更便宜。由此能夠節省用於購置脈衝逆整流器的成本，並且儘管如此還是可以控制或者調節直流電的電壓。優選所述裝置是用於控制和/或調節內燃機或發電機的轉速的控制單元。如果由 該裝置控制和/或調節發電機的轉速，那麼該裝置例如是傳動裝置，藉助於該傳動裝置將發電機的轉速與內燃機的轉速脫離。由此，內燃機藉助於傳動裝置驅動發電機並且能夠藉助於傳動裝置控制並且/或者調節發電機的轉速。與之不同的是，所述裝置是用於控制並且/或者調節內燃機轉速的控制單元。為此，內燃機藉助於驅動軸與發電機進行機械連接，並且發電機的轉速相應於內燃機的轉速或者發電機的轉速與內燃機的轉速處於恆定的比例。在一種變型方案中，所述發電機是優選永磁激勵的同步電機。在另ー設計方案中，可以由內燃機-發電機-單元實現在該專利權申請中所描述的方法。按本發明的用於車輛的混合驅動裝置包括至少ー個用於驅動車輛的電動馬達、電池、作為增程器用於對電池進行充電並且/或者用於產生用於所述至少ー個電動馬達的電能的內燃機-發電機-単元，其中可以實現在該專利權申請中描述的方法。在另ー實施方式中，所述混合驅動裝置包括尤其用於車輛的控制單元，並且藉助於控制単元能夠控制和/或調節內燃機的轉速，從而根據內燃機的轉速可以控制和/或調節由內燃機-發電機-單元提供的直流電的電壓。在另ー設計方案中將混合驅動裝置的內燃機-發電機-單元構造成在該專利權申請中描述的內燃機-發電機単元。在另ー設計方案中，所述混合驅動裝置包括電池管理系統，並且由電池管理系統可以預先給出用於對電池進行充電的直流電壓的額定值。


下面參照附圖詳細描述本發明的實施例。附圖中
圖I是作為增程器的內燃機-發電機-単元的示意性系統圖，
圖2是混合驅動裝置的示意性系統圖，以及 圖3是混合動カ車的視圖。
具體實施例方式在僅僅由電動馬達3藉助於電池4中的電能運行的電動車I或混合動カ車2中，為了擴大電動車I的行程使用內燃機-發電機-単元6。藉助於內燃機-發電機-単元6作為所謂的增程器6，藉助於來自燃料箱5通過燃料管道16引導的燃料由內燃機7產生機械能，該機械能由作為永磁激勵的同步電機9的發電機8轉換成電能。內燃機7藉助於驅動軸15與發電機8機械相連(圖I)。該發電機8產生交流電，該交流電由不受控制的整流器11轉換成直流電。藉助於發電機8中的電能要麼對電池4進行充電，要麼運行電動馬達3。由此能夠顯著擴展電動車I的行程，例如擴展到大約300km到600km範圍內的行程。電動車I藉助於電池4中的電能所達到的行程例如在50km到150km的範圍內。由整流器11產生的直流電在輸入直流電用以對電池4進行充電之前輸入電池管理系統14。作為同步電機9的發電機8、不受控制的整流器11、電池管理系統14以及電池4在此藉助於電線17相互連接。為了對電動車或混合動カ車1、2 (圖3)的電池4進行充電，需要直流電的由整流器11所提供的電壓大於電池4的電壓。在此，電池4的電壓取決於電池4的充電或放電狀態。控制單元13藉助於沒有示出的控制線路從電池管理系統14中獲得用於對電池4進行充電的直流電的電壓的額定值。藉助於該額定值，由作為用於控制直流電電壓的裝置10的控制單元13控制並且/或者調節內燃機7的轉速。內燃機7並且由此發電機8的轉速越大，由於僅僅藉助於驅動軸15的機械耦合，由發電機8提供的交流電的電壓就越大。由發電機8提供的交流電的電壓越大，那麼由整流器11提供的直流電的電壓就越大，並且反之亦然。由此，僅僅通過控制並且/或者調節內燃機7以及由此發電機8的轉速就能控制並且/或者調節由整流器11整流的用於對電池進行加載的電流的電壓。在內燃機-發電機-単元6的另ー沒有示出的實施例中，內燃機7與發電機8藉助於傳動裝置相連。藉助於該傳動裝置能夠獨立於內燃機7的轉速控制並且/或者調節發電機8的轉速，並且由此也控制並且/或者調節由整流器11提供的直流電的電壓。所述控制単元13藉助於沒有示出的傳動裝置控制發電機8的轉速並且由此也控制由整流器11提供的直流電的電壓。在圖3中示出了電動車或混合動カ車1、2。該混合動カ車2僅僅由電動馬達3驅動，用於驅動電動車I的電能來自電池4。為了提高電動車I的行程，在電動車或混合動カ車1、2中裝入按圖I的內燃機-發電機-単元6。由此能夠將混合動カ車2的行程擴展到大約300km到600km範圍內的行程。藉助於由發電機8提供的電流要麼可以對電池4進行充電，並且/要麼可以運行用於驅動或者用於牽引電動車或混合動カ車1、2的電動馬達3。綜合考慮，重要的優點與按本發明的內燃機-發電機-単元相聯繫。藉助於對發電機8的轉速的控制和/或調節實現了對由整流器11提供的電流的控制。由此，不需要用於控制和/或調節直流電電壓的麻煩並且昂貴的脈衝逆整流器，因為僅僅不受控制的整流器11就足以提供直流電。藉助於對發電機8的轉速的控制和/或調節控制並且/或者調節電壓水平。
權利要求
1.用於運行作為增程器(6)的內燃機-發電機-單元(6)的方法，具有以下步驟 -在內燃機(7)中產生機械能， -在發電機(8)中將機械能轉換成交流電， -將交流電整流成直流電， -控制並且/或者調節直流電的電壓， 其特徵在於， 藉助於對發電機(8)的轉速的控制和/或調節設置直流電的電壓。
2.按權利要求I所述的方法， 其特徵在於， 僅藉助於對發電機(8)的轉速的控制和/或調節來設置直流電的電壓。
3.按權利要求I或2所述的方法， 其特徵在於， 所述發電機(8)的轉速尤其僅藉助於內燃機(7)的轉速進行控制和/或調節。
4.按上述權利要求中一項或者多項所述的方法， 其特徵在於， 交流電由不受控制的整流器(11)轉換成直流電。
5.作為增程器(6)的內燃機-發電機-單元(6 )，包括 -內燃機(7)， -發電機(8)， -用於將由發電機(8)產生的交流電整流成直流電的整流器(11)， -用於控制和/或調節由整流器(11)提供的直流電的電壓的裝置(IO )， 其特徵在於， 所述整流器(11)是不受控制的整流器(11)。
6.按權利要求5所述的內燃機-發電機-單元， 其特徵在於， 所述裝置(10)是用於控制和/或調節內燃機(7)或發電機(8)的轉速的控制單元(13)。
7.按權利要求5或6所述的內燃機-發電機-單元， 其特徵在於， 所述發電機(8)是優選永磁激勵的同步電機(9)。
8.按權利要求5到7中任一項或多項所述的內燃機-發電機-單元， 其特徵在於， 能夠實施按權利要求I到4中任一項或多項所述的方法。
9.用於車輛(1、2)的混合驅動裝置(12)，包括 -至少一個用於驅動車輛(1、2)的電動馬達(3)， -電池⑷， -作為增程器(6)用於對電池(4)進行充電並且/或者用於產生用於所述至少一個電動馬達(3)的電能的內燃機-發電機-單元(6)， 其特徵在於，能夠實施按權利要求I到4中任一項或多項所述的方法。
10.按權利要求9所述的混合驅動裝置， 其特徵在於， 所述混合驅動裝置(12)包括尤其用於車輛(1、2)的控制單元(13)並且能夠藉助於控制單元(13)控制並且/或 者調節內燃機(7)的轉速，從而根據內燃機(7)的轉速能夠控制並且/或者調節由內燃機-發電機-單元(6)提供的直流電的電壓。
11.按權利要求9或10所述的混合驅動裝置， 其特徵在於， 所述內燃機-發電機-單元(6)按權利要求5到8中任一項或多項所述構造。
12.按權利要求9到11中任一項或多項所述的混合驅動裝置， 其特徵在於， 所述混合驅動裝置(12)包括電池管理系統(14)，並且由電池管理系統(14)能夠預先給出用於對電池(4)進行充電的直流電壓的額定值。
全文摘要
用於運行作為增程器(6)的內燃機-發電機-單元(6)的方法具有以下步驟在內燃機(7)中產生機械能，在發電機(8、9)中將機械能轉換成交流電，將交流電整流成直流電，控制並且/或者調節直流電的電壓，其中藉助於對發電機(8、9)的轉速的控制和/或調節設置直流電的電壓。
文檔編號B60W10/06GK102652090SQ201080057326
公開日2012年8月29日 申請日期2010年12月10日 優先權日2009年12月17日
發明者H-P.格雷特 申請人:羅伯特·博世有限公司