ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО С ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ, УСТРОЙСТВО ЗАРЯДКИ, СИСТЕМА ЗАРЯДКИ Российский патент 2011 года по МПК B60L11/18 

Область техники

Настоящее изобретение относится к транспортному средству с электродвигателем с перезаряжаемым накопителем энергии, который может быть заряжен от внешнего источника электроэнергии, устройству зарядки для зарядки транспортного средства с электродвигателем и системе зарядки, включающей в себя вышеперечисленное.

Более конкретно настоящее изобретение относится к схеме для бесперебойного обеспечения электроэнергией для контрольных операций в процессе зарядки накопителя энергии.

Уровень техники

В последнее время, с учетом проблем окружающей среды, привлекают внимание транспортные средства с электродвигателем, такие как электромобили, транспортные средства с гибридным приводом и транспортные средства на топливных элементах.

Такое транспортное средство с электродвигателем имеет встроенный перезаряжаемый накопитель энергии для питания электродвигателя и для превращения кинетической энергии в электроэнергию для накопления во время рекуперативного торможения.

Обычно транспортные средства с электродвигателем используют встроенную систему зарядки для зарядки накопителя от внешнего источника энергии, например от сети общего пользования.

Например, в публикации JP 08-107606 описано зарядное устройство для транспортного средства с электродвигателем, включающее в себя систему контроля приоритета зарядки, для запрета режима движения транспортного средства с электродвигателем, даже при включенном главном выключателе, до тех пор, пока зарядное напряжение поступает от зарядного устройства, и для продолжения зарядки батареи.

Таким образом, подзарядка накопителей энергии транспортного средства с электродвигателем происходит согласно заданным приоритетам, даже в том случае, если главный выключатель установлен ошибочно.

В наши дни привлекает внимание подзарядка встроенного накопителя энергии транспортного средства с гибридным приводом от внешнего источника питания с целью увеличить экономичность расхода топлива.

Для того чтобы подавать достаточно энергии для создания движущей силы транспортного средства с электродвигателем, накопитель энергии должен обеспечивать достаточно высокое напряжение для зарядки.

Для эффективной зарядки накопителя энергии, имеющего высокое напряжение, желательна оптимизация зарядного тока и зарядного напряжения.

По этой причине общепринятой практикой стала установка на подобные транспортные средства с электродвигателем преобразующего устройства для изменения зарядного напряжения и зарядного тока, поступающего от внешнего источника энергии, на подходящие для данного накопителя.

Преобразующее устройство состоит из переключающего элемента, например транзистора.

Поэтому преобразование электроэнергии преобразующим устройством требует контрольного сигнала (например, напряжения управления или базового тока), чтобы выполнить операцию переключения транзистора.

В большинстве случаев такой контрольный сигнал создается устройством управления, работающим с накопителем энергии низкого напряжения, имеющим низкое напряжение на выходе, например 12В или 24В, подводимое отдельно от заряжаемого накопителя.

Таким образом, когда накопитель энергии низкого напряжения переходит в состояние переразряда, то есть, когда батарея "села", становится невозможно активировать устройство управления, даже в случае, если транспортное средство с электродвигателем подключено к внешнему источнику энергии.

В результате преобразование энергии с помощью устройства преобразования не может быть выполнено, и зарядка от внешнего источника энергии становится невозможной.

Решением проблемы может быть понижение напряжения накопителя энергии высокого напряжения при помощи преобразователя напряжения и использование его для "севшего" накопителя энергии низкого напряжения. Тем не менее, сигнал управления для устройства управления все так же должен создаваться с помощью устройства управления, которое использует энергии низкого напряжения из накопителя энергии низкого напряжения.

Таким образом, проблема остается нерешенной.

Краткое описание изобретения

Настоящее изобретение было создано для решения этой проблемы, и его задачей является создание транспортного средства с электродвигателем с перезаряжаемым накопителем энергии и возможностью зарядки от внешнего источника электроэнергии, устройства зарядки и системы зарядки, которая сохранит электроэнергию для работы устройства управления, управляющего зарядкой от внешних источников энергии и, таким образом, осуществит бесперебойную зарядку от внешних источников энергии.

Согласно одному аспекту настоящее изобретение предусматривает транспортное средство с электродвигателем, имеющее перезаряжаемый первый накопитель энергии и обеспечивающее зарядку накопителя энергии от внешнего источника.

Согласно первому аспекту транспортное средство с электродвигателем включает в себя: участок приема соединительного устройства, подключаемый во время зарядки к соединительному блоку снаружи от транспортного средства с электродвигателем для получения электроэнергии от внешнего источника; устройство преобразования энергии для преобразования электроэнергии от внешнего источника, поступающей по соединению соединительного блока и участка приема соединительного устройства для зарядки первого накопителя энергии; второй перезаряжаемый накопитель энергии, имеющий более низкое напряжение на выходе, чем первый накопитель; блок управления, оперирующий с электроэнергией от второго накопителя и контролирующий работу по преобразованию энергии устройства преобразования; и зарядное устройство низкого напряжения для зарядки второго накопителя энергии независимо от текущего режима работы устройства управления, когда соединительный блок соединен с участком приема соединительного устройства.

Согласно первому аспекту в транспортном средстве с электродвигателем, когда соединительное устройство соединено для зарядки с первым встроенным накопителем энергии, второй накопитель энергии заряжается независимо от режима работы устройства управления.

Поэтому, даже если второй накопитель энергии находится в состоянии переразряда и не может осуществлять питание в то время, когда соединительный блок соединен с транспортным средством с электродвигателем, устройство управления может питаться электроэнергией от зарядного устройства низкого напряжения.

Следовательно, устройство управления позволяет устройству преобразования осуществлять работу по преобразованию энергии независимо от степени зарядки второго накопителя энергии, так что первый накопитель энергии может бесперебойно заряжаться.

Предпочтительно, чтобы зарядное устройство низкого напряжения включало в себя генератор энергии для получения хотя бы части электроэнергии от внешнего источника питания и пассивного создания энергии низкого напряжения для зарядки второго накопителя энергии.

Альтернативно, или предпочтительно, чтобы участок приема соединительного устройства был приспособлен для получения энергии низкого напряжения для зарядки второго накопителя энергии, полученной от внешних источников энергии; зарядное устройство низкого напряжения включало линию внешнего источника энергоснабжения для зарядки второго накопителя энергии энергией низкого напряжения, полученной через участок приема соединительного устройства.

Альтернативно, или предпочтительно, чтобы зарядное устройство низкого напряжения включало устройство понижения напряжения для понижения напряжения на выходе первого накопителя энергии и пассивного создания энергии низкого напряжения для зарядки второго накопителя, и релейный блок, соединяющий первый накопитель энергии и устройство понижения напряжения для их электрического соединения/разъединения; причем релейный блок электрически связывает первый накопитель энергии с устройством понижения напряжения, в ответ на управляющую команду, которая дается, когда соединительный блок соединен с участком приема соединительного устройства.

Согласно второму аспекту настоящее изобретение предусматривает зарядное устройство для транспортного средства с электродвигателем со встроенным перезаряжаемым первым накопителем энергии для зарядки первого накопителя энергии с помощью внешнего источника энергии.

Транспортное средство с электродвигателем имеет устройство преобразования для преобразования электроэнергии, получаемой от внешнего источника энергии во время зарядки, и для зарядки первого накопителя энергии, причем второй перезаряжаемый накопитель энергии имеет более низкое напряжение на выходе, чем первый накопитель энергии, и устройство управления, работающее на электроэнергии второго накопителя энергии и управляющее работой по преобразованию энергии устройства преобразования.

Согласно аспекту изобретения зарядное устройство транспортного средства с электродвигателем включает в себя соединительный блок, соединяемый на время зарядки с транспортным средством с электродвигателем, для электрического соединения внешнего источника энергии и транспортного средства с электродвигателем; и зарядное устройство низкого напряжения для зарядки второго накопителя энергии независимо от режима работы устройства управления транспортного средства с электродвигателем, когда соединительный блок подсоединен к транспортному средству с электродвигателем.

Согласно аспекту зарядного устройства транспортного средства с электродвигателем, когда соединительный блок соединен с транспортным средством с электродвигателем для зарядки первого накопителя энергии, установленного на транспортном средстве с электродвигателем, второй накопитель энергии заряжается независимо от режима работы устройства управления.

Поэтому, даже если второй накопитель энергии находится в состоянии переразряда и не может осуществлять питание в то время, когда соединительный блок соединен с транспортным средством с электродвигателем, устройство управления может питаться электроэнергией от зарядного устройства низкого напряжения.

Следовательно, устройство управления позволяет устройству преобразования осуществлять работу по преобразованию энергии независимо от степени зарядки второго накопителя энергии, таким образом, первый накопитель энергии может быть заряжен бесперебойно.

Предпочтительно, чтобы зарядное устройство низкого напряжения включало в себя генератор энергии низкого напряжения для получения электроэнергии от внешних источников энергии и пассивного создания энергии низкого напряжения для зарядки второго накопителя энергии; и соединительный блок, приспособленный для снабжения транспортного средства с электродвигателем энергией низкого напряжения от внешнего источника энергии.

Транспортное средство с электродвигателем согласно второму аспекту имеет силовой провод для зарядки второго накопителя энергии энергией низкого напряжения, поступающей через соединительный блок.

Альтернативно или предпочтительно транспортное средство с электродвигателем также имеет устройство понижения напряжения для понижения напряжения на выходе из первого накопителя энергии и пассивного создания энергии низкого напряжения для зарядки второго накопителя энергии, и релейный блок, соединяющий первый накопитель энергии и устройство понижения напряжения для электрического соединения/разъединения.

Зарядное устройство низкого напряжения включает в себя устройство создания команд для подачи управляющих команд переключателю транспортного средства с электродвигателем, переключающего релейный блок на электрическое соединение первого накопителя энергии с устройством понижения напряжения, в ответ на подсоединение соединительного блока к транспортному средству с электродвигателем.

Согласно следующему аспекту настоящее изобретение предусматривает систему зарядки транспортного средства с электродвигателем, включающую в себя: транспортное средство с электродвигателем с установленным первым перезаряжаемым накопителем энергии; зарядное устройство транспортного средства с электродвигателем для зарядки первого накопителя энергии, установленного на транспортном средстве с электродвигателем, с помощью внешнего источника энергии.

Зарядное устройство транспортного средства включает в себя соединительный блок, соединенный с транспортным средством с электродвигателем, на время зарядки, для электрического соединения внешнего источника энергии и транспортного средства с электродвигателем.

Транспортное средство с электродвигателем имеет устройство преобразования для преобразования электроэнергии, получаемой от внешнего источника энергии во время зарядки, и для зарядки первого накопителя энергии, второй перезаряжаемый накопитель энергии, имеющий более низкое напряжение на выходе, чем первый накопитель энергии, и устройство управления, работающее на электроэнергии второго накопителя энергии и управляющее работой по преобразованию энергии устройства преобразования.

Согласно данному аспекту система зарядки транспортного средства с электродвигателем включает в себя зарядное устройство низкого напряжения, для зарядки второго накопителя энергии, независимо от режима работы устройства управления, когда соединительный блок подсоединен к транспортному средству с электродвигателем.

Согласно аспекту зарядного устройства транспортного средства с электродвигателем, когда соединительный блок соединен с транспортным средством с электродвигателем для зарядки первого накопителя энергии, установленного на транспортном средстве с электродвигателем, второй накопитель энергии заряжается независимо от режима работы устройства управления.

Поэтому, даже если второй накопитель энергии находится в состоянии переразряда и не может осуществлять питание в то время, когда соединительный блок соединен с транспортным средством с электродвигателем, устройство управления может питаться электроэнергией от зарядного устройства низкого напряжения.

Следовательно, устройство управления позволяет устройству преобразования осуществлять работу по преобразованию энергии независимо от степени зарядки второго накопителя энергии, так что первый накопитель энергии может быть заряжен бесперебойно.

Предпочтительно, чтобы зарядное устройство низкого напряжения включало в себя генератор энергии для получения хотя бы части электроэнергии от внешнего источника питания и пассивного создания энергии низкого напряжения для зарядки второго накопителя энергии.

Более предпочтительно, чтобы генератор энергии низкого напряжения был установлен на транспортном средстве с электродвигателем и приспособлен для получения хотя бы части электроэнергии от внешнего источника энергии, поступающей к транспортному средству с электродвигателем от подсоединенного соединительного блока.

Также предпочтительно, чтобы генератор энергии низкого напряжения имел соединительный блок, получающий хотя бы часть электроэнергии от внешнего источника питания, подключенного к транспортному средству с электродвигателем, и создавал энергию низкого напряжения, и приспособленного так, что энергия низкого напряжения поставлялась бы через соединительный блок второму накопителю энергии транспортного средства с электродвигателем.

Более предпочтительно, чтобы зарядное устройство низкого напряжения имело устройство понижения напряжения для понижения напряжения на выходе первого накопителя энергии и пассивного создания энергии низкого напряжения для зарядки второго накопителя энергии, и релейный блок для их электрического соединения/разъединения; также релейный блок электрически соединяет первый накопитель энергии и устройство понижения напряжения, когда соединительный блок подключен к транспортному средству с электродвигателем.

Более предпочтительно, чтобы зарядное устройство низкого напряжения также имело устройство создания команд для создания управляющих команд, побуждающий релейный блок выполнить электрическое соединение первого накопителя энергии с устройством понижения напряжения, в ответ на присоединение соединительного блока и транспортного средства с электродвигателем, и устройство создания команд, установленное на соединительный блок, и работающее за счет получения электроэнергии от внешнего источника питания.

Согласно настоящему изобретению, когда встроенный перезаряжаемый накопитель энергии транспортного средства с электродвигателем заряжается от внешнего источника энергии, электроэнергия для работы устройства управления, управляющего зарядкой от внешнего источника энергии, поступает бесперебойно и, таким образом, зарядка накопителя энергии от внешнего источника энергии осуществляется бесперебойно.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - общий вид устройства системы зарядки транспортного средства с электродвигателем в соответствии с Вариантом 1 настоящего изобретения.

Фиг. 2 - схематический вид значительной части системы зарядки транспортного средства с электродвигателем в соответствии с Вариантом 1 настоящего изобретения.

Фиг. 3 - схематический вид инвертера и электродвигателя-генератора.

Фиг. 4 - нуль-фазовая эквивалентная схема инвертера и электродвигателя-генератора в режиме нулевого напряжения.

Фиг. 5 - схематический вид значительной части системы зарядки транспортного средства с электродвигателем в соответствии с Вариантом 2 настоящего изобретения.

Фиг. 6 - схематический вид изображения значительной части системы зарядки транспортного средства с электродвигателем в соответствии с Вариантом 2 настоящего изобретения.

Наилучшие способы осуществления изобретения

Варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи.

На чертежах одинаковые или соответствующие элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями, поэтому их повторное описание не будет повторяться.

Вариант 1

Согласно на Фиг. 1 система 1 зарядки транспортного средства с электродвигателем в соответствии с Вариантом 1 настоящего изобретения включает в себя транспортное средство 100 и устройство 210 зарядки транспортного средства с электродвигателем.

Транспортное средство 100 с электродвигателем в целом относится к транспортным средствам, имеющим электродвигатель как источник движущей силы и накопитель энергии для снабжения встроенного электродвигателя электроэнергией, и включает в себя, как минимум, электромобиль, транспортное средство с гибридным приводом и транспортное средство на топливных элементах.

В настоящем варианте транспортное средство с гибридным приводом, имеющее электродвигатель и встроенный двигатель внутреннего сгорания и движущееся за счет движущей силы электродвигателя и двигателя, приспособленным к оптимальному соотношению, будет описываться как транспортное средство 100.

Устройство 201 зарядки транспортного средства с электродвигателем для зарядки встроенного накопителя энергии транспортного средства 100 от сети общего пользования, как примера внешнего источника энергии, включает в себя соединительный блок 200 и станцию 202 зарядки.

Соединительный блок 200 соединен со станцией 202 зарядки с помощью силового провода ACL, выполненного, например, в виде шлангового кабеля.

Станция 202 зарядки использует электроснабжение от сети общего пользования дома 204, проходящей через линию внешнего источника PSL энергоснабжения и проводящей энергию на соединительный блок 200.

Во время зарядки соединительный блок 200 присоединяется к транспортному средству 100 и электрически соединяется с электрической сетью общего пользования, как источник электроэнергии для транспортного средства 100.

Транспортное средство 100 имеет участок приема соединительного устройства (не показан), который соединяется с соединительным блоком 200 для энергоснабжения от сети общего пользования.

Внешний источник энергии, подводимый через соединительный блок 200 к транспортному средству 100, может быть электроэнергией, выработанной солнечной батареей, установленной на крыше дома 204.

Устройство хранения для соединительного блока 200, или механизм для сматываемого силового провода ACL, присоединенного к соединительному блоку 200 (оба не показаны), могут быть добавлены к станции 200 зарядки.

Более того, на станции 202 зарядки может быть установлено учетное устройство или устройство безопасности.

Фиг. 2 схематически иллюстрирует значительную часть системы зарядки транспортного средства с электродвигателем в соответствии с Вариантом 1 настоящего изобретения.

Согласно Фиг. 2 транспортное средство 100 имеет основные батареи MB1 и MB2, первый конвертер (CONV1) 8-1, второй конвертер (CONV2) 8-2, первый инвертер (INV1) 30-1, второй инвертер (INV2) 30-2, первый электродвигатель-генератор (MG1) 34-1, второй электродвигатель-генератор (MG2) 34-2, дополнительную батарею SB, преобразователь 10 постоянного тока в постоянный и контроллер 2.

Основные батареи MB1 и MB2 являются перезаряжаемыми накопителями энергии с питанием от постоянного тока, которые обмениваются электроэнергией с электродвигателями-генераторами 34-1 и 34-2, для создания движущей силы транспортного средства 100 во время движения.

В качестве примера основные батареи MB1 и MB2 могут быть никель-гидридными батареями. Также могут быть использованы другие типы батарей, такие как литий-ионные или ионисторы.

Каждая из основных батарей MB1 и MB2 состоит из ряда последовательных электрических батарей, имеющих относительно высокое напряжение на выходе от 300 до 500 В, например, чтобы обеспечивать достаточно значительное количество энергии, побуждающее электродвигатели-генераторы 34-1 и 34-2 создавать движущую силу.

Число основных батарей, устанавливаемых на транспортное средство 100, определяется в зависимости от необходимых ходовых качеств транспортного средства 100 и может составлять от одной до трех и более, не ограничиваясь двумя.

Основная батарея MB1 электрически соединена с первым конвертером 8-1 положительной линией PL1 электропитания и отрицательной линией NL1 электропитания.

Основная батарея MB2 электрически соединена с первым конвертером 8-2 положительной линией PL2 электропитания и отрицательной линией NL2 электропитания.

В положительную электрическую линию PL1 и отрицательную электрическую линию NL1 и положительную электрическую линию PL2 и отрицательную электрическую линию NL2 включены системные реле SMR1 и SMR 2, соответственно.

Системные реле SMR1 и SMR2 электрически соединены или разъединены с основными батареями MB1 и MB2 и конвертерами 8-1 и 8-2 в ответ на сигналы SE1 и SE2 включения системы, поступающие от устройства 2 управления, соответственно.

Более конкретно, когда от устройства 2 управления поступают сигналы SE1 и SE2 включения системы, системные реле становятся проводящими.

Конвертеры 8-1 и 8-2 - это устройства изменения напряжения, расположенные между соответствующими основными батареями MB1 и MB2 и основной положительной линией MPL электропитания и основной отрицательной линией MNL электропитания, для осуществления операций изменения вольтажа, соответственно.

В частности, конвертеры 8-1 и 8-2 присоединены параллельно основной положительной линией MPL электропитания и основной отрицательной линией MNL электропитания и контролируют количество энергии, проходящей через основные батареи MB1 и MB2 и основной положительной линией MPL электропитания и основной отрицательной линией MNL электропитания, соответственно.

Более конкретно конвертеры 8-1 и 8-2 способны увеличивать разряженную энергию (энергию выхода) из основных батарей MB1 и MB2 и выводят результирующую энергию на основную положительную электрическую линию MPL и основную отрицательную электрическую линию MNL, соответственно способны понижать рекуперированную энергию, подводимую из основной положительной линии MPL электропитания и основной отрицательной линии MNL электропитания, и выводят результирующую энергию на основные батареи MB1 и MB2, соответственно.

Это сделано для повышения напряжения, подводимого к электродвигателям-генераторам 34-1 и 34-2 для увеличения рабочего диапазона электродвигателей-генераторов 34-1 и 34-2.

Например, конвертеры 8-1 и 8-2 делаются в виде "режущего" повышающего/понижающего контура, способного выполнять как повышение, так и понижение напряжения, переключаясь с помощью переключающего элемента (контур замкнут/разомкнут).

Данные операции по изменению напряжения контролируются командами PWC1 и PWC2 переключения соответственно, поступающими от устройства 2 управления, которое будет описано позднее.

Между основной положительной линией MPL электропитания и основной отрицательной линией MNL электропитания установлен сглаживающий конденсатор C, с помощью которого уменьшается колебательный компонент при обмене электроэнергией между основной положительной линией MPL электропитания и основной отрицательной линией MNL электропитания.

С другой стороны основной положительной линии MPL электропитания и основной отрицательной линии MNL электропитания установлены инвертеры 30-1 и 30-2, которые подключены параллельно.

Инвертеры 30-1 и 30-2 подключены с помощью электрического соединения к электродвигателям-генераторам 34-1 и 34-2 соответственно и выполняют преобразование энергии между основной положительной линией MPL электропитания и основной отрицательной линией MNL электропитания.

Каждый из двух инвертеров 30-1 и 30-2 состоит из мостовой схемы, включающей трехфазные рычаги, операции по преобразованию энергии контролируются управляющими командами PWM1 и PWM2, поступающими от контроллера 2, который будет описан позднее.

В частности, когда транспортное средство 100 движется, инвертеры 30-1 и 30-2 обмениваются электроэнергией с электродвигателями-генераторами 34-1 и 34-2 в соответствии с режимом движения или командами водителя.

Во время зарядки транспортного средства 100 инвертеры 30-1 и 30-2 работают в синхронном режиме, чтобы преобразовывать электрическую энергию, поступающую от сети общего пользования (однофазный переменный ток), подводимую к электродвигателям-генераторам 34-1 и 34-2, в постоянный ток, и подводят ее к основным батареям MB1 и MB2 через основную положительную электрическую линию MPL и основную отрицательную электрическую линию MNL.

Электродвигатели-генераторы 34-1 и 34-2 являются вращающимися электрическими машинами, которые могут двусторонне преобразовывать электроэнергию и вращательную движущую силу, и вращательная движущая сила, созданная электродвигателями-генераторами 34-1 и 34-2, передается через раздаточный механизм и приводной вал, на приводной вал (все не показаны).

В частности, электродвигатели-генераторы 34-1 и 32-2 каждый способны создавать вращательную движущую силу от переменного тока энергии, поступающей от инвертеров 30-1 и 30-2 соответственно, и способны создавать электроэнергию из вращательной движущей силы, полученной от двигателя (не показан) или во время регенеративного торможения транспортного средства 100.

В качестве примера, электродвигатели-генераторы 34-1 и 34-2 являются трехфазными синхронными вращающими электрическими машинами, имеющими вал с постоянным магнитом.

Далее статоры электродвигателей-генераторов 34-1 и 34-2 имеют Y- (звездообразную) трехфазную обмотку.

Обмотка статора в каждой фазе электрически соединена с соответствующей фазой инвертеров 30-1 и 30-2, соответственно.

Далее нейтральные точки N1 и N2 обмотки статоров электрически соединены с положительной линией ACLp электропитания и отрицательной линией ACLn питания, создавая линию ACL питания, соответственно, когда соединительный блок 200 подсоединен к транспортному средству 100.

Преобразователь 10 постоянного тока в постоянный подключен к положительной линии PL1 электропитания и отрицательной линии NL1 электропитания параллельно с конвертером 8-1, понижая часть электроэнергии, проходящей по положительной линии PL1 электропитания и отрицательной линии NL1 электропитания, для создания энергии низкого напряжения, и выдавая энергию низкого напряжения (положительный электрод) на основную электрическую линию MDCL низкого напряжения постоянного тока.

Отрицательный электрод преобразователя 10 постоянного тока в постоянный подключен к корпусу транспортного средства с электродвигателем (земля).

Здесь "энергия низкого напряжения" обозначает более низкое напряжение, чем выходное напряжение главных батарей MB1 и MB2, и в качестве примера может быть равно 12 В (или 24 В).

Например, преобразователь 10 постоянного тока в постоянный является так называемым "трансформатором": контуром изменения напряжения, который преобразовывает постоянный ток в переменный ток, напряжение которого изменяется с помощью обмотки, и переменный ток с измененным напряжением снова преобразовывается в постоянный ток.

Сама операция изменения напряжения управляется с помощью переключающей команды SWP, поступающей от устройства 2 управления, которое будет описано далее.

Дополнительная батарея SB - это перезаряжаемый накопитель энергии постоянного тока, установленный между основной линией MDCL электропитания низкого напряжения постоянного тока и корпусом транспортного средства с электродвигателем (землей).

Дополнительная батарея SB заряжается энергией низкого напряжения от преобразователя 10 постоянного тока в постоянный, подводимого через основную электрическую линию MDCL электропитания низкого напряжения постоянного тока, и до начала подвода энергии от преобразователя 10 постоянного тока в постоянный (например, во время запуска системы транспортного средства 100), он подводит энергию низкого напряжения к устройству 2 управления.

Дополнительная батарея SB, например, может являться свинцовой накопительной батареей, номинальное выходное напряжение которой должно равняться 12 В.

Когда номинальное выходное напряжение дополнительной батареи SB составляет 12 В, выходное напряжение преобразователя постоянного тока в постоянный должно равняться 14 В, таким образом, дополнительная батарея SB может быть заряжена под нагрузкой.

Устройство 2 управления в основном управляет контрольными операциями транспортного средства 100 и, в качестве примера, состоит, в качестве основного элемента, из микрокомпьютера, включающего в себя центральный процессор, и блоков памяти, так же как ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) и ОЗУ (оперативное запоминающее устройство).

Устройство 2 управления работает от энергии низкого напряжения, подводимой через электрическую линию DCL низкого напряжения постоянного тока, подсоединенную к основной линии MDCL электропитания низкого напряжения постоянного тока.

В частности, когда от водителя поступает команда на включение (не показана), устройство 2 управления создает сигналы SE1 и SE2 включения системы, электрически подключает основные батареи MB1 и MB2 к конвертерам 8-1 и 8-2 и использует переключающие команды PWC1 и PWC2 на конвертерах 8-1 и 8-2 для зарядки основной положительной линии MPL электропитания и основной отрицательной линии MNL электропитания до установленного напряжения.

В это время устройство 2 управления применяет переключающую команду SWP к преобразователю 10 постоянного тока в постоянный, чтобы он начал поставлять энергию низкого напряжения.

Таким образом, включаются системы транспортного средства 100.

После включения системы устройство 2 управления использует команды PWM1 переключения и PWM2 к инвертерам 30-1 и 30-2, чтобы создать необходимую движущую силу в соответствии с командами водителя.

Когда система транспортного средства 100 остановлена и соединительный блок 200 подсоединен к транспортному средству 100, устройство 2 управления начинает операцию по зарядке основных батарей MB1 и MB2.

В частности, устройство 2 управления использует сигналы SE1 и SE2 включения системы, так что главные батареи MB1 и MB2 электрически подключаются к конвертерам 8-1 и 8-2.

Затем устройство 2 управления использует команды PWM1 переключения и PWM2 к инвертерам 30-1 и 30-2 и применяет переключающие команды PWC1 и PWC2 к конвертерам 8-1 и 8-2.

Как указано выше, устройство 2 управления управляет и системами включения транспортного средства 100, и зарядными операциями основных батарей MB1 и MB2.

Далее будут описаны зарядные операции основных батарей MB1 и MB2.

Фиг. 3 схематически показывает конфигурацию инвертеров 30-1 и 30-2 и электродвигателей-генераторов 34-1 и 34-2.

Как показано на Фиг.3, инвертер 30-1 состоит из транзисторов Q1Up и Q1Un, транзисторов Q1Vp и Q1Vn и транзисторов Q1Wp и Q1Wn, составляющих U-, V- и W-фазы ключевых контуров, соответственно, каждый из которых соединен между основной положительной линией MPL электропитания и основной отрицательной линией MNL электропитания.

Узлы N1U, N1V и N1W соединений транзисторов в соответствующих контурах подсоединены к соответствующим катушкам обмотки статора электродвигателей-генераторов 34-1, и напряжения соответствующей фазы подаются электродвигателю-генератору 34-1.

В качестве примера транзисторы Q1Up, Q1Un, Q1Vp, Q1Vn, Q1Wp и Q1Wn могут состоять из переключающих элементов, таких как БТИЗ (биполярный транзистор с изолированным затвором).

Далее инвертеры 30-1 включают диоды D1Up, D1Un, D1Vp, D1Vn, D1Wp и D1Wn, каждый из которых подсоединен параллельно к соответствующим транзисторам, таким образом, чтобы ток обратной связи, проходящий со стороны генератора в сторону накопителя транзистора, имел одинаковое условное обозначение.

В инвертере 30-1 с помощью операций переключения соответствующих транзисторов в ответ на команду PWM1 переключения осуществляется работа по преобразованию энергии постоянного и переменного тока.

В частности, транзисторы Q1Up, Q1Vp и Q1Wp на верхнем плече (положительная сторона) присоединены к основной положительной электрической линии MPL и транзисторы Q1Un, Q1Vn и Q1Wn на нижнем плече (отрицательная сторона) присоединены к основной отрицательной линии электропитания, один с верхнего плеча и один с нижнего, и выбранные два транзистора переключаются в режим "Включено".

Одновременно не выбираются два транзистора, составляющих один контур плеча.

Таким образом, может быть получено шесть различных комбинаций транзисторов.

Далее, изменяя период (коэффициент заполнения) и фазу (частоты) проводимости каждого транзистора, можно управлять объемом и направлением преобразования электроэнергии (постоянный ток в переменный ток и переменный ток в постоянный ток).

Аналогично инвертеру 30-1 инвертер 30-2 состоит из транзисторов Q2Up и Q2Un, транзисторов Q2Vp и Q2Vn и транзисторов Q2Wp и Q2Wn, составляющих U-, V- и W-фазы ключевых контуров, соответственно.

Узлы N2U, N2V и N2W соединений транзисторов в соответствующих контурах подсоединены к соответствующим катушкам обмотки статора электродвигателя-генератора 34-2, и напряжения соответствующей фазы поставляются электродвигателю-генератору 34-2.

Далее инвертер 30-2 включает диоды D2Up, D2Un, D2Vp, D2Vn, D2Wp и D2Wn.

Операции преобразования энергии аналогичны операциям инвертера 30-1, описанным выше и, поэтому, повтора детального описания приведено не будет.

Далее, будут описаны операции инвертеров 30-1 и 30-2 и электродвигателей-генераторов 34-1 и 34-2 во время зарядки основных батарей MB1 и MB2 от сети общего пользования.

Инвертеры 30-1 и 30-2 соответствуют устройствам преобразования энергии в настоящем изобретении.

Когда основные батареи MB1 и MB2 заряжаются от сети общего пользования, инвертеры 30-1 и 30-2 работают в режиме нулевого напряжения, отличающегося от нормальных операций переключения, описанных выше.

В режиме нулевого напряжения три транзистора совместно переключаются (включаются или выключаются), в каждом верхнем плече или нижнем плече.

В этом режиме три элемента переключения верхнего плеча имеют одинаковое положение (все включены или все выключены) и три транзистора нижнего плеча также имеют одинаковое положение.

Фиг. 4 показывает нуль-фазовую эквивалентную схему инвертеров 30-1 и 30-2 и электродвигателей-генераторов 34-1 и 34-2.

Ссылаясь на Фиг. 4, когда инвертеры 30-1 и 30-2 работают в режиме нулевого напряжения, как описано выше, три транзистора Q1Up, Q1Vp и Q1Wp и диоды D1Up, D1Vp и D1Wp верхнего плеча инвертера 30-1 все вместе обозначаются как верхнее плечо ARM1p, а три транзистора Q1Un, Q1Vn и Q1Wn и диоды D1Un, D1Vn и D1Wn нижнего плеча инвертера 30-1 все вместе обозначаются как нижнее плечо ARM1n.

Аналогично транзисторы и диоды верхнего плеча инвертера 30-2 все вместе обозначаются как верхнее плечо ARM2p, а транзисторы и диоды нижнего плеча инвертера 30-1 все вместе обозначаются как нижнее плечо ARM2n.

В частности, каждое из плеч ARM1p, ARM1n, ARM2p и ARM2n имеет транзистор Q, обозначающий три транзистора, и диод D, обозначающий три диода.

Таким образом, нуль-фазовая эквивалентная схема может быть рассмотрена как однофазный инвертер, способный преобразовывать энергию постоянного тока, подводимую через основную положительную линию MPL электропитания и основную отрицательную линию MNL электропитания, в однофазную энергию переменного тока и способного преобразовывать однофазную энергию переменного тока, проходящую через нейтральные точки N1 и N2, через положительную линию ACLp электропитания и отрицательную линию электропитания ACLn, в энергию постоянного тока.

Таким образом, используя команды PWM1 и PWM2 переключения синхронно, можно добиться, чтобы инвертеры 30-1 и 30-2 работали как однофазный инвертер, что позволяет преобразовывать однофазную энергию переменного тока, поступающую от сети общего пользования, в энергию постоянного тока и подводить ее к основной положительной линии MPL электропитания и основной отрицательной линии MNL электропитания.

Основные батареи MB1 и MB2 могут заряжаться от питания постоянным током.

Когда основные батареи MB1 и MB2 заряжаются от сети общего пользования, команды PWC1 и PWC2 переключения применяются на конвертеры 8-1 и 8-2, так что соответствующее зарядное напряжение и зарядный ток подводятся в соответствии со степенью зарядки основных батарей MB1 и MB2.

Как описано выше, когда производится зарядка основных батарей MB1 и MB2 от сети общего пользования, необходима работа устройства 2 управления.

Таким образом, когда соединительный блок 200 подсоединен к транспортному средству 100, а устройство 2 управления не работает, основные батареи MB1 и MB2 не могут быть заряжены.

Вновь ссылаясь на Фиг.2, устройство 2 управления сделано так, чтобы работать от питания током низкого напряжения от дополнительной батареи SB.

Ток низкого напряжения для зарядки дополнительной батареи SB создается понижением напряжения тока, поступающего от основной батареи MB1 через преобразователь напряжения постоянного тока 10.

Таким образом, если дополнительная батарея SB находится в переразряженном состоянии, устройство 2 управления не может создать команду и преобразователь напряжения постоянного тока не может выполнить работу по преобразованию энергии.

Таким образом, если устройство 2 управления остается в нерабочем состоянии, основные батареи MB1 и MB2 не могут быть заряжены.

Частично, в настоящем варианте, значение напряжения в сети общего пользования равно 100 В (или 200 В) и, поэтому, для зарядки основных батарей, использующих напряжение от 300 до 500 В, необходимо увеличить напряжение, используя инвертеры 30-1 и 30-2.

Другими словами, основные батареи MB1 и MB2 не могут быть перезаряжены простым подключением к сети общего пользования.

И наоборот, дополнительные батареи SB использую напряжение 12 В или 14 В, которое намного ниже напряжения в сети общего пользования.

Поэтому постоянный ток для зарядки дополнительной батареи SB может быть легко получен понижением напряжения тока, поступающего из сети общего пользования.

Поэтому транспортное средство 100 в соответствии с настоящим вариантом включает в себя механизм для зарядки дополнительной батареи SB независимо от режима работы устройства 2 управления, когда соединительный блок 200 подсоединен к транспортному средству 100.

В вариантах, описанных в настоящей спецификации, "независимо от режима работы" устройства 2 управления обозначает "не важно, какая операция управления устройства 2 управления выполняется или не выполняется" или, иными словами "даже если устройство 2 управления в нерабочем состоянии". Если перефразировать, это обозначает, что дополнительная батарея SB может заряжаться "в автономном режиме, вне зависимости от команды управления и команд переключения, поступающих от устройства 2 управления".

В частности, транспортное средство 100 в соответствии с Вариантом 1 настоящего изобретения имеет генератор 4 тока низкого напряжения, который пассивно генерирует ток низкого напряжения, когда электрически соединен с сетью общего пользования с помощью соединительного блока 200.

Генератор 4 электрического тока низкого напряжения электрически соединен с положительной линией ACLp электроснабжения и отрицательной линией ACLn электроснабжения, получает ток от сети общего пользования, подводимый через соединительный блок 200 и участок 40 приема соединительного устройства к транспортному средству 100, и, таким образом, создает электрический ток низкого напряжения.

В частности, генератор 4 электрического тока низкого напряжения включает в себя обмоточный трансформатор 12 и диодное устройство 14.

Обмоточный трансформатор 12 является устройством преобразования напряжения, которое преобразует ток, поступающий от сети общего пользования на первичной обмотке с заданным коэффициентом трансформации, и выводит его на вторичную обмотку.

Операция преобразования обмоточного трансформатора 12 происходит при поступлении на вход переменного тока и не требует какого-либо внешнего сигнала управления.

Таким образом, операция преобразования обмоточного трансформатора 12 является пассивной и самопроизвольной.

Переменный ток пониженного напряжения на выходе вторичной обмотки трансформатора 12 выпрямляется диодным устройством 14, в результате чего создается ток низкого напряжения.

В качестве примера диодное устройство 14 может являться двухполупериодным контуром, имеющим четыре диода, и когда к диодному устройству 14 подводится ток, на выходе создается ток низкого напряжения.

Ток низкого напряжения, создаваемый диодным устройством 14, подводится через дополнительную линию SDCL электропитания постоянного тока низкого напряжения к дополнительной батарее SB и устройству 2 управления.

Коэффициент трансформации обмоточного трансформатора 12 выбирается таким образом, чтобы создавать ток низкого напряжения (например, 12 В) из тока, поступающего от сети общего пользования (например, 100 В или 200 В), подводимого к первичной обмотке, и в соответствии с конфигурацией схемы диодного устройства 14 (двухполупериодное выпрямление или однополупериодное выпрямление).

Как описано выше, когда соединительный блок 200 подсоединен к транспортному средству 100 (участок 40 приема соединительного устройства), генератор 4 тока низкого напряжения заряжает дополнительные батареи SB, не требуя никаких команд управления от устройства 2 управления.

Таким образом, даже если дополнительные батареи SB находятся в переразряженном состоянии и устройство 2 управления не работает, когда соединительный блок 200 подсоединен к транспортному средству 100, устройство 2 управления может быть задействовано с помощью тока низкого напряжения и, таким образом, основные батареи MB1 и MB2 могут быть заряжены от сети общего пользования.

В соответствии с Вариантом 1 настоящего изобретения, когда соединительный блок 200 подсоединен к транспортному средству 100 для зарядки основных батарей MB1 и MB2, установленных на транспортном средстве 100, устройство 2 управления может быть задействовано с помощью тока низкого напряжения, который подводится от генератора 4 электрического тока низкого напряжения, независимо от режима работы устройства 2 управления.

Таким образом, устройство 2 управления может управлять работой по преобразованию напряжения инвертеров 30-1 и 30-2 и конвертеров 8-1 и 8-2 независимо от степени зарядки дополнительных батарей SB, в результате основные батареи MB1 и MB2 могут быть заряжены бесперебойно.

Вариант 2

В Варианте 1 была описана конфигурация, при которой генератор 4 тока низкого напряжения для пассивного создания тока низкого напряжения был установлен на транспортном средстве 100.

В Варианте 2 будет описана конфигурация, при которой генератор 4 тока низкого напряжения будет установлен на устройстве зарядки транспортного средства.

Согласно Фиг.5 транспортное средство 100А имеет систему зарядки в соответствии с Вариантом 2 настоящего изобретения, соответствующую транспортному средству 100, показанному на Фиг.2, не содержащему генератор 4 тока низкого напряжения, а имеющего вместо участка 40 приема соединительного устройства участок 40А приема соединительного устройства, который может получать ток низкого напряжения, созданный устройством зарядки транспортного средства, в дополнение к электроснабжению от сети общего пользования.

Далее соединительный блок 200А представляет собой устройство зарядки транспортного средства в соответствии с Вариантом 2, соответствующее соединительному блоку 200, показанному на Фиг.2, имеющему встроенный генератор 4 энергии низкого напряжения.

Кроме этих пунктов, система аналогична показанной на Фиг.2 и поэтому детально описание приведено не будет.

Соединительный блок 200А имеет генератор 4 тока низкого напряжения, описанный выше, и создает ток низкого напряжения, когда получает электроснабжение от сети общего пользования, подводимой через силовой провод ACL (положительная линия ACLp электропитания и отрицательная линия электропитания ACLn).

К каждой контактной поверхности соединительного блока 200А и участка 40А приема соединительного устройства проводится соединительная часть для поступления тока от сети общего пользования и тока низкого напряжения и, когда соединительный блок 200А подсоединен к участку 40А приема соединительного устройства, эти соединительные части электрически соединяются друг с другом.

Вследствие этого создаются два пути: первый, через который ток, поступающий от сети общего пользования, подводится через силовой провод ACL (положительная линия ACLp электропитания и отрицательная линия электропитания ACLn) и далее к нейтральным точкам N1 и N2 электродвигателей-генераторов 34-1 и 34-2, и второй, через который ток низкого напряжения, созданный соединительным блоком 200А, подводится через дополнительную линию SDCL электропитания постоянного тока низкого напряжения к дополнительной батарее SB и устройству 2 управления.

Таким образом, когда соединительный блок 200А подсоединен к транспортному средству 100А (участок 40А приема соединительного устройства), генератор 4 тока низкого напряжения может заряжать дополнительную батарею SB, не требуя никаких команд управления.

Таким образом, даже если дополнительные батареи SB находятся в переразряженном состоянии и устройство 2 управления не работает, когда соединительный блок 200А подсоединен к транспортному средству 100А, устройство 2 управления может быть задействовано с помощью тока низкого напряжения и, таким образом, основные батареи MB1 и MB2 могут быть заряжены от сети общего пользования.

В соответствии с вариантом 2 настоящего изобретения, когда соединительный блок 200А подсоединен к транспортному средству 100А для зарядки основных батарей MB1 и MB2, установленных на транспортном средстве 100А, устройство 2 управления может быть задействовано с помощью тока низкого напряжения, который подводится от генератора 4 электрического тока низкого напряжения, установленному в соединительном блоке 200А, независимо от режима работы устройства 2 управления.

Таким образом, устройство 2 управления может управлять работой по преобразованию напряжения инвертеров 30-1 и 30-2 и конвертеров 8-1 и 8-2 независимо от степени зарядки дополнительных батарей SB и, в результате, основные батареи MB1 и MB2 могут быть заряжены бесперебойно.

Вариант 3

В Варианте 1 была описана конфигурация, при которой генератор 4 тока низкого напряжения для пассивного создания тока низкого напряжения был установлен на транспортном средстве 100.

В Варианте 3 будет описана конфигурация, в которой ток низкого напряжения создается за счет понижения напряжения на выходе основных батарей.

В соответствии с Фиг.6 транспортное средство 100B в соответствии с Вариантом 3 настоящего изобретения, является транспортным средством 100, показанным на Фиг.2, дополнительно имеющим устройство 5 понижения напряжения, системные реле SMR3 и SMR4 и соединительный приемный блок 40В с идентификационной меткой 42. Далее соединительный блок 200В в соответствии с Вариантом 3 настоящего изобретения состоит из соединительного блока 200 в соответствии с Вариантом 1 настоящего изобретения, дополнительно включающего в себя измерительное устройство 44, для определения идентификационной метки 42 и устройство 46 создания команд для создания сигнала SE3 включения системы для управления системными реле SRM3 и SRM4 транспортного средства 100B.

Кроме этих пунктов, система аналогична показанной на Фиг.2 и поэтому детального описания не будет приведено.

Устройство 5 понижения напряжения транспортного средства 100 электрически подсоединено к выходу основной батареи MB1 и пассивно создает ток низкого напряжения, понижая напряжение на выходе основной батареи MB1 и подводя созданный ток низкого напряжения к дополнительной батарее SB и к устройству 2 управления через дополнительную линию SDCL электропитания постоянного тока низкого напряжения.

В частности, устройство 5 понижения напряжения электрически соединено с положительной линией PL1 электроснабжения и отрицательной линией NL1 электроснабжения между основной батареей MB1 и системным реле SRM1.

Поэтому независимо от режима работы системного SRM1, выходное напряжение основной батареи MB1 подводится к устройству 5 понижения напряжения.

Далее системное реле SMR1 расположено между основной батареей MB1 и устройством 5 понижения напряжения для их электрического соединения/разъединения друг с другом.

Как будет описано позднее, системное реле SMR3 управляется сигналом SE3 включения системы, поступающим от устройства 46 создания команд, установленном на соединительном блоке 200В, и электрически соединяет их друг с другом.

В частности, сигнал SE3 включения соответствует команде управления.

В устройстве 5 понижения напряжения электрический потенциал, подводимый через положительную линию PL1 электроснабжения (положительный электродный потенциал основной батареи MB1), соединен через последовательные резистивные делители R1 и R2 напряжения к корпусу транспортного средства (земля).

Далее электрический потенциал, подводимый через положительную линию PL1 электропитания (положительный электродный потенциал основной батареи MB1), напрямую подсоединен к корпусу транспортного средства (земле).

Поэтому напряжение VL, появляющееся на соединительном блоке VN между резистивными делителями R1 и R2 напряжения к корпусу транспортного средства (земля), соответствует выходному напряжению основной батареи MB1, деленному на коэффициент резистивных делителей R1 и R2 напряжения.

В частности, отношение напряжения VL = выходное напряжение основной батареи MB1×R2/(R1+R2).

Так как постоянный ток подводится от основной батареи MB2, характеристики резистивных делителей напряжения выбираются таким образом, чтобы напряжение VL равнялось соответствующему значению низкого напряжения (например, 12 В).

Ток низкого напряжения, создаваемый устройством 5 понижения напряжения, подводится через дополнительную линию SDCL электропитания постоянного тока низкого напряжения к дополнительной батарее SB и устройству 2 управления.

Системное реле SMR4 устанавливается на дополнительную линию SDCL электропитания постоянного тока низкого напряжения, чтобы предотвратить обратный ток от дополнительной батареи SB к корпусу транспортного средства (земле), когда зарядка не выполняется.

Аналогично системному реле SMR3 системное реле SMR4 управляется сигналом SE3 включения системы.

Поэтому устройство 5 понижения напряжения электрически подсоединено к дополнительной батарее SB и устройству 2 управления только на время, когда дается сигнал SE3 включения системы, то есть во время, когда соединительный блок 200B подсоединен к транспортному средству 100 и производится зарядка.

На соединительном блоке 200B установлено измерительное устройство 44, контролирующее наличие соединения между соединительным блоком 200B и участком приема соединительного устройства, и, когда соединение обнаружено, посылающего сигнал на устройство 46 создания команд.

Измерительное устройство 44 может использовать любой известный способ для определения наличия соединения между соединительным блоком 200B и участком приема соединительного устройства 44B.

Например, идентификационная метка 42, содержащая уникальную информацию транспортного средства 100, может подаваться на участок 40В приема соединительного устройства, причем измерительное устройство 44 периодически осуществляет процесс считывания (например, используя радиоволны) содержимого идентификационной метки 42, и в зависимости от результатов считывания соединение между соединительным блоком 200B и участком 40В приема соединительного устройства может прерываться.

В ответ на оповещающий сигнал от измерительного устройства 44 устройство 46 создания команд создает сигнал SE3 включения системы.

Участок 40В приема соединительного устройства получает сигнал SE3 включения системы, созданный системой зарядки транспортного средства 100В, в дополнение к электроснабжению от сети общего пользования.

В транспортном средстве 100B сигнал включения системы, полученный через участок 40В приема соединительного устройства, передается системным реле SMR3 и SMR4.

Здесь устройство 46 создания команд подсоединено к положительной линии ACLp электропитания и отрицательной линии ACLn электропитания параллельно с электродвигателями-генераторами 34-1 и 34-2 и работает, получая электроснабжение от сети общего пользования.

Таким образом, устройство 46 создания команд может создавать сигнал SE3 включения системы независимо от режима работы транспортного средства 100.

Далее устройство 46 создания команд создает сигнал SE3 включения системы, получая энергоснабжение от сети общего пользования и, поэтому, достаточный ток для электрического запуска системных реле SMR3 и SMR4 может быть подведен вместе с сигналом SE3 включения системы.

Как описано выше, устройство 46 создания команд соединительного блока 200B использует сигнал SE3 включения системы транспортного средства 100В снаружи от транспортного средства 100В в ответ на соединение соединительного блока 200В и транспортного средства 100В (участок 40В приема соединительного устройства) и запускает системные реле SMR3 и SMR4, установленные на транспортном средстве 100В.

Поэтому дополнительная батарея SB может быть заряжена без каких-либо контрольных команд, поступающих изнутри транспортного средства 100B.

Поэтому даже если дополнительные батареи SB находятся в переразряженном состоянии и устройство 2 управления не работает, когда соединительный блок 200В подсоединен к транспортному средству 100В, устройство 2 управления может быть задействовано с помощью тока низкого напряжения и, таким образом, основные батареи MB1 и MB2 могут быть заряжены от сети общего пользования.

В соответствии с Вариантом 3 настоящего изобретения, когда соединительный блок 200В подсоединен к транспортному средству 100В для зарядки основных батарей MB1 и MB2, установленных на транспортном средстве 100, устройство 5 понижения напряжения снижает напряжение на выходе основной батареи MB1 и подводит ток низкого напряжения, независимо от режима работы устройства 2 управления.

Поэтому операции преобразования тока инвертеров 30-1 и 30-2 и конвертеров 8-1 и 8-2, управляемые устройством 2 управления, могут быть выполнены и батареи MB1 и MB2 могут быть заряжены бесперебойно.

В Вариантах 1-3, приведенных выше, конфигурации, в которых ток внешнего источника энергии (однофазный переменный ток) подводился к нейтральным точкам электродвигателей-генераторов, преобразовывается в постоянный ток с помощью двух инвертеров, для зарядки основных батарей, как это было описано в примерах. Тем не менее, возможны и другие конфигурации. Настоящее изобретение также может использоваться в конфигурации, которая требует возможность работы устройства управления, когда основные батареи заряжаются от внешнего источника энергии.

Например, настоящее изобретение может применяться к транспортному средству с установленным раздельным устройством преобразования тока (например, инвертером), имеющим функцию выпрямления преобразования переменного тока, имеющего напряжения 100 В (или 200 В), подводимого от сети общего пользования, в постоянный ток, и функцию усиления постоянного тока до значений, превышающих номинальное напряжение главных батарей, и более высокое, чем номинальное напряжение выпрямленного постоянного тока.

Несмотря на то, что настоящее изобретение было подробно описано и проиллюстрировано, очевидно, что возможности изобретения не ограничиваются иллюстрациями и примерами, поэтому рамки настоящего изобретения определяются пунктами формулы изобретения.

Изобретение относится к электрическому транспортному средству с перезаряжаемым накопителем энергии. Транспортное средство содержит перезаряжаемый первый накопитель энергии, устройство преобразования электроэнергии от внешнего источника энергии, участок приема соединительного устройства, перезаряжаемый второй накопитель энергии, блок управления, устройство зарядки низкого напряжения. Участок приема соединительного устройства подсоединяется во время зарядки к соединительному блоку для получения электроэнергии от внешнего источника энергии. Перезаряжаемый второй накопитель энергии имеет более низкое выходное напряжение, чем первый накопитель энергии. Блок управления оперирует электроэнергией от второго накопителя энергии и управляет процессом преобразования энергии устройства преобразования энергии. Устройство зарядки низкого напряжения служит для зарядки второго накопителя энергии. Устройство зарядки транспортного средства содержит соединительный блок, подсоединяемый во время зарядки транспортного средства, и устройство зарядки низкого напряжения для зарядки второго накопителя энергии. Система зарядки транспортного средства содержит вышеупомянутое транспортное средство и устройство зарядки транспортного средства. Технический результат заключается в обеспечении бесперебойной зарядки накопителя энергии транспортного средства. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Транспортное средство (100, 100А, 100В) с электродвигателем, включающее в себя перезаряжаемый первый накопитель (МВ1) энергии и обеспечивающее зарядку первого накопителя (МВ1) энергии посредством внешнего источника энергии, содержащее участок (40, 40А, 40В) приема соединительного устройства, подсоединяемый во время зарядки к соединительному блоку (200, 200А, 200В) за пределами транспортного средства для получения электроэнергии от внешнего источника энергии, устройство (30-1, 30-2, 8-1) преобразования энергии для преобразования электроэнергии от внешнего источника энергии, подводимого посредством соединения соединительного блока (200, 200А, 200В) и участка (40, 40А, 40В) приема соединительного устройства, и для зарядки первого накопителя (МВ1) энергии, перезаряжаемый второй накопитель (SB) энергии, имеющий более низкое выходное напряжение, чем первый накопитель (МВ1) энергии, блок (2) управления, оперирующий электроэнергией от второго накопителя (SB) энергии и управляющий процессом преобразования энергии устройства (30-1, 30-2, 8-1) преобразования энергии, и устройство зарядки (4, SDCL; 5, SMR3, SMR4, 42, 44, 46) низкого напряжения для зарядки второго накопителя (SB) энергии независимо от режима работы блока (2) управления, когда соединительный блок (200, 200А, 200В) подсоединяется к участку (40, 40А, 40В) приема соединительного устройства.

2. Транспортное средство по п.1, в котором устройство зарядки низкого напряжения включает в себя генератор (4) энергии низкого напряжения для получения, по меньшей мере, части электроэнергии от внешнего источника энергии и пассивного генерирования энергии низкого напряжения для зарядки второго накопителя (SB) энергии.

3. Транспортное средство по п.1, в котором участок (40А) приема соединительного устройства приспособлен для получения энергии низкого напряжения для зарядки второго накопителя (SB) энергии, вырабатываемой за пределами транспортного средства, в дополнение к электроэнергии от внешнего источника энергии, и устройство зарядки низкого напряжения включает в себя линию (SDCL) электропитания для зарядки второго накопителя (SB) энергии, при энергии низкого напряжения, получаемой через участок (40А) приема соединительного устройства.

4. Транспортное средство по п.1, в котором устройство зарядки низкого напряжения включает в себя устройство (5) понижения напряжения для понижения выходного напряжения первого накопителя (МВ1) энергии и пассивного генерирования энергии низкого напряжения для зарядки второго накопителя (SB) энергии, и релейный блок (SMR3), установленный между первым накопителем (МВ1) энергии и устройством (5) понижения напряжения для их электрического соединения/разъединения, и релейный блок (SMR3) подключает с помощью электрического соединения первый накопитель (МВ1) энергии к устройству (5) понижения напряжения в ответ на команду управления, выдаваемую когда соединительный блок (200В) подсоединяется к участку (40В) приема соединительного устройства.

5. Устройство (210) зарядки транспортного средства для транспортного средства с электродвигателем, включающего в себя перезаряжаемый первый накопитель (МВ1) энергии, для зарядки первого накопителя (МВ1) энергии внешним источником энергии; причем транспортное средство (100А, 100В) с электродвигателем включает в себя устройство (30-1, 30-2, 8-1) преобразования энергии для преобразования электроэнергии, подаваемой от внешнего источника энергии во время зарядки, и для зарядки первого накопителя (МВ1) энергии, перезаряжаемый второй накопитель (SB) энергии, имеющий более низкое выходное напряжения, чем первый накопитель (МВ1) энергии, и блок (2) управления, оперирующий электроэнергией от второго накопителя (SB) энергии и управляющий процессом преобразования энергии устройства (30-1, 30-2, 8-1) преобразования энергии; причем устройство (210) зарядки транспортного средства включает в себя соединительный блок (200А, 200В), подсоединяемый во время зарядки транспортного средства (100А, 100В) с электродвигателем, для электрического соединения внешнего источника энергии и транспортного средства (100А, 100В) с электродвигателем, и устройство (4; 44, 46) зарядки низкого напряжения, для зарядки второго накопителя (SB) энергии независимо от режима работы блока (2) управления транспортного средства (100А, 100В) с электродвигателем, когда соединительный блок (200, 200А, 200В) подсоединяется к транспортному средству (100А, 100В) с электродвигателем.

6. Устройство по п.5, в котором устройство зарядки низкого напряжения включает в себя генератор (4) энергии низкого напряжения для получения электроэнергии от внешнего источника энергии и пассивного генерирования энергии низкого напряжения для зарядки второго накопителя (SB) энергии, соединительный блок (200А) приспособлен для подвода энергии низкого напряжения к транспортному средству (100А) с электродвигателем в дополнение к электроэнергии от внешнего источника энергии, и транспортное средство (100А) с электродвигателем включает в себя линию (SDCL) электропитания для зарядки второго накопителя (SB) энергии при энергии низкого напряжения, подаваемой через соединительный блок (200А).

7. Устройство по п.5, в котором транспортное средство (100В) с электродвигателем дополнительно включает в себя устройство (5) понижения напряжения для понижения выходного напряжения первого накопителя (МВ1) энергии и пассивного генерирования энергии низкого напряжения для зарядки второго накопителя (SB) энергии, и релейный блок (SMR3), установленный между первым накопителем (МВ1) энергии и устройством (5) понижения напряжения для их электрического соединения/разъединения, причем устройство (44, 46) зарядки низкого напряжения включает в себя устройство (46) генерирования команды для подачи к релейному блоку (SMR3) транспортного средства (100В) с электродвигателем команды управления, вызывающей электрическое соединение релейным блоком (SMR3) первого накопителя (МВ1) энергии с устройством (5) понижения напряжения, в ответ на соединение соединительного блока (200В) и транспортного средства (100В) электродвигателем.

8. Система (1) зарядки транспортного средства, содержащая транспортное средство (100, 100А 100В) с электродвигателем, включающее в себя перезаряжаемый первый накопитель (МВ1) энергии, и устройство (210) зарядки транспортного средства для зарядки первого накопителя (МВ1) энергии, установленного на транспортном средстве (100, 100А, 100В) с электродвигателем, внешним источником энергии, при этом устройство (210) зарядки транспортного средства включает в себя соединительный блок (200, 200А, 200В), подсоединяемый во время зарядки к транспортному средству (100, 100А, 100В) с электродвигателем, для электрического соединения внешнего источника энергии и транспортного средства (100, 100А, 100В) с электродвигателем, причем транспортное средство с электродвигателем (100, 100А, 100В) включает в себя устройство (30-1, 30-2, 8-1) преобразования энергии, для преобразования электроэнергии, подаваемой от внешнего источника энергии во время зарядки, и для зарядки первого накопителя (МВ1) энергии, перезаряжаемый второй накопитель (SB) энергии, имеющий более низкое выходное напряжение, чем первый накопитель (МВ1) энергии, и блок (2) управления, оперирующий электроэнергией от второго накопителя (SB) энергии и управляющий процессом преобразования энергии устройства (30-1, 30-2, 8-1) преобразования энергии, причем система (1) зарядки транспортного средства дополнительно содержит устройство зарядки (4, SDCL; 5, SMR3, SMR4, 42, 44, 46) низкого напряжения для зарядки второго накопителя (SB) энергии независимо от режима работы блока (2) управления, когда соединительный блок (200, 200А, 200В) подсоединяется к транспортному средству (100, 100А, 100В) с электродвигателем.

9. Система по п.8, в которой устройство зарядки низкого напряжения включает в себя генератор (4) энергии низкого напряжения для получения электроэнергии от внешнего источника энергии и пассивного генерирования энергии низкого напряжения для зарядки второго накопителя (SB) энергии.

10. Система по п.9, в которой генератор (4) энергии низкого напряжения установлен на транспортном средстве (100) с электродвигателем и приспособлен получать, по меньшей мере, часть электроэнергии от внешнего источника энергии, подаваемой к транспортному средству (100) с электродвигателем посредством соединения соединительного блока (200).

11. Система по п.9, в которой генератор (4) энергии низкого напряжения установлен в соединительном блоке (200А), получает, по меньшей мере, часть электроэнергии от внешнего источника энергии, подлежащей подаче в транспортное средство (100А) с электродвигателем, и генерирует энергию низкого напряжения, и приспособлен так, что энергия низкого напряжения подается через соединительный блок (200А) во второй накопитель (SB) энергии транспортного средства (100А) с электродвигателем.

12. Система по п.8, в которой устройство зарядки низкого напряжения включает в себя устройство (5) понижения напряжения для понижения выходного напряжения первого накопителя (МВ1) энергии и пассивного генерирования энергии низкого напряжения для зарядки второго накопителя (SB) энергии, и релейный блок (SMR3), установленный между первым накопителем (МВ1) энергии и устройством (5) понижения напряжения для их электрического соединения/разъединения, и релейный блок (SMR3) подключает с помощью электрического соединения первый накопитель (МВ1) энергии к устройству (5) понижения напряжения, когда соединительный блок (200В) подсоединяется к транспортному средству (100В) с электродвигателем.

13. Система по п.12, в которой устройство зарядки низкого напряжения дополнительно включает в себя устройство (46) генерирования команды управления, вызывая релейным блоком (SNR3) электрическое соединение первого накопителя (МВ1) энергии с устройством (5) понижения напряжения, в ответ на соединение соединительного блока (200В) и транспортного средства (100В), причем устройство (46) генерирования команды установлено на соединительном блоке (200В) и работает получая электроэнергию от внешнего источника энергии.