阅读说明：本技术 用于运行电动车辆的驱动系统的方法和用于电动车辆的驱动系统 (Method for operating a drive system of an electric vehicle and drive system for an electric vehicle ) 是由 A.斯蒂尔班 T.延拜因 T.伊尔格 于 2020-04-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于运行电动车辆的驱动系统的方法,其包括第一能量源、构造为电能存储器的第二能量源和至少一个电机。在第一运行模式中,电能从第一能量源传输至至少一个电机,并且电能从第二能量源传输至至少一个电机。在第二运行模式中,电能从第一能量源传输至至少一个电机,并且电能从至少一个电机传输至第二能量源。本发明还涉及一种用于电动车辆的驱动系统,其包括第一能量源、构造为电能存储器的第二能量源和至少一个电机,其中电能能够从第一能量源传输至至少一个电机,并且电能能够从第二能量源传输至至少一个电机,并且电能能够从至少一个电机传输至第二能量源,其中驱动系统设定用于实施根据本发明的方法。(The invention relates to a method for operating a drive system of an electric vehicle, comprising a first energy source, a second energy source in the form of an electrical energy store, and at least one electric machine. In the first operating mode, electrical energy is transmitted from the first energy source to the at least one electrical machine, and electrical energy is transmitted from the second energy source to the at least one electrical machine. In a second operating mode, electrical energy is transmitted from the first energy source to the at least one electrical machine, and electrical energy is transmitted from the at least one electrical machine to the second energy source. The invention further relates to a drive system for an electric vehicle, comprising a first energy source, a second energy source in the form of an electrical energy store, and at least one electric machine, wherein electrical energy can be transmitted from the first energy source to the at least one electric machine, and electrical energy can be transmitted from the second energy source to the at least one electric machine, and electrical energy can be transmitted from the at least one electric machine to the second energy source, wherein the drive system is designed to carry out the method according to the invention.)

用于运行电动车辆的驱动系统的方法和用于电动车辆的驱动 系统

技术领域

本发明涉及一种用于运行电动车辆的驱动系统的方法，其包括第一能量源、构造为电能存储器的第二能量源和至少一个电机。本发明还涉及一种用于电动车辆的驱动系统，其包括第一能量源、构造为电能存储器的第二能量源和至少一个电机，其中电能可以从第一能量源传输至至少一个电机，以及电能可以从第二能量源传输至至少一个电机，以及电能可以从至少一个电机传输至第二能量源。

背景技术

反映的是，在将来更多地使用电动车辆，其具有带有用于驱动电动车辆的一个电机或多个电机的驱动单元。用于驱动电动车辆的电机通常三相地或多相地构造，并且由逆变器或变换器来操控。

这种电动车辆此外具有一个电能源或多个电能源，用于给电机供应电能。这种电能源例如构造为电能存储器，并且具有多个电池单池，其相互串联和/或并联连接。锂离子电池单池尤其适用于这种应用。锂离子电池单池的特征此外在于高的能量密度、热稳定性和非常小的自放电。这种电能存储器例如可以在外部的充电站上被充电。为了驱动电动车辆，电能存储器将电能输出至电机。

在电动车辆加速时，电机从电能存储器取出电能。在电动车辆制动时，电机作用为发电机，并且将产生的回收能量反馈到电能存储器。当设置多个电能存储器时，各个电能存储器可以具有不同的充电状态（SoC = State of Charge）。为了驱动系统的最佳的运行，各个电能存储器的充电状态应该保持至少近似相同。

发明内容

提出了一种用于运行电动车辆的驱动系统的方法。驱动系统在此包括第一能量源、构造为电能存储器的第二能量源和至少一个用于驱动电动车辆的电机。第二能量源例如是锂离子电池，并且具有多个电池单池，其相互串联和/或并联连接。第一能量源同样可以是锂离子电池。第一能量源不必强制性地是电能存储器，而是例如也可以是燃料电池或架空线（Oberleitung）。

根据本发明设置了第一运行模式，在第一运行模式中，电能从第一能量源传输至驱动系统的至少一个电机，并且在第一运行模式中，电能从第二能量源传输至驱动系统的至少一个电机。在第一运行模式中，第一能量源和第二能量源提供电能用以驱动电动车辆。在此，第一能量源和第二能量源被放电。

此外根据本发明设置了第二运行模式，在第二运行模式中，电能从第一能量源传输至驱动系统的至少一个电机，并且在第二运行模式中，电能从驱动系统的至少一个电机传输至第二能量源。在第二运行模式中，第一能量源提供电能用以驱动电动车辆，并且第二能量源以电能被充电。

根据本发明的有利的设计方案，驱动系统包括用于驱动电动车辆的六相电机。在此，在第一运行模式中，电能从第一能量源传输至六相电机，并且电能从第二能量源传输至六相电机。在第二运行模式中，电能从第一能量源传输至六相电机，并且电能从六相电机传输至第二能量源。

根据本发明的其他的有利的设计方案，驱动系统包括用于驱动电动车辆的第一三相电机和用于驱动电动车辆的第二三相电机。在此，在第一运行模式中，电能从第一能量源传输至第一三相电机，并且电能从第二能量源传输至第二三相电机。在第二运行模式中，电能从第一能量源传输至第一三相电机，并且电能从第二三相电机传输至第二能量源。

根据本发明的有利的改进方案，附加地设置了第三运行模式，在第三运行模式中，电能从第一能量源传输至驱动系统的至少一个电机，但在第三运行模式中，没有电能在第二能量源与驱动系统的电机之间传输。在第三运行模式中，第一能量源提供电能用以驱动电动车辆，而第二能量源既没有以电能被充电，也没有被放电。

有利地，相应选择驱动系统的总效率最大的运行模式。证实的是，通常驱动系统在第一运行模式中的总效率大于在第二运行模式中的总效率，并且大于在第三运行模式中的总效率。然而，只有当第二能量源具有足够量的电能来驱动电动车辆、即不是空的时，才可以选择第一运行模式。

因此，根据本发明的优选的设计方案，当第二能量源的充电状态超过第一阈值时，选择第一运行模式。当第二能量源的充电状态超过第一阈值时，第二能量源具有足够量的电能来驱动电动车辆。第一阈值例如是第二能量源的最大的充电状态的20%。

此外证实的是，通常，驱动系统在第二运行模式中的总效率大于在第三运行模式中的总效率。当第二能量源不具有足够量的电能来驱动电动车辆、即是几乎空的时，也可以选择第二运行模式。

因此，根据本发明的优选的设计方案，当第二能量源的充电状态低于第二阈值时，选择第二运行模式。当第二能量源的充电状态低于第二阈值时，第二能量源是几乎空的。第二阈值例如是第二能量源的最大的充电状态的20%。

第一阈值可以等于第二阈值。第一阈值和第二阈值也可以是不同的。例如，第一阈值可以大于第二阈值。当第二能量源的充电状态在第一阈值与第二阈值之间时，例如可以选择第一运行模式、第二运行模式或第三运行模式。

优选地，在第二运行模式中，充电功率根据电机的转速和/或转矩来预设，电能从第一能量源传输至电机。充电功率在此相应于在特定的时间段中从电机传输至第二能量源的电能的量。

充电功率在此优选预设为，使得驱动系统在第二运行模式中的总效率最大化。相应要预设的充电功率例如可以从静态的查找表获取。相应要预设的充电功率例如也可以动态地由计算单元实时计算出。

也提出了一种用于电动车辆的驱动系统。驱动系统在此包括第一能量源、构造为电能存储器的第二能量源和至少一个用于驱动电动车辆的电机。第二能量源例如是锂离子电池，并且具有多个电池单池，其相互串联和/或并联连接。第一能量源同样可以是锂离子电池。第一能量源不必强制性地是电能存储器，而是例如也可以是燃料电池或架空线。

在此，电能可以从第一能量源传输至至少一个电机。电能也可以从第二能量源传输至至少一个电机。此外，电能可以从至少一个电机传输至第二能量源。驱动系统在此设定用于实施根据本发明的方法。

根据本发明的有利的设计方案，驱动系统包括用于驱动电动车辆的六相电机。在此，电能可以从第一能量源传输至六相电机。电能也可以从第二能量源传输至六相电机。此外，电能可以从六相电机传输至第二能量源。

根据本发明的其他的有利的设计方案，驱动系统包括用于驱动电动车辆的第一三相电机和用于驱动电动车辆的第二三相电机。在此，电能可以从第一能量源传输至第一三相电机。电能也可以从第二能量源传输至第二三相电机。此外，电能可以从第二三相电机传输第二能量源。

根据本发明的优选的设计方案设置了选择单元，其根据第二能量源的充电状态选择运行模式。优选地，当第二能量源的充电状态超过第一阈值时，即当第二能量源具有足够量的电能来驱动电动车辆时，选择单元选择第一运行模式。优选地，当第二能量源的充电状态低于第二阈值时，即当第二能量源不具有足够量的电能来驱动电动车辆、即是几乎空的时，选择单元选择第二运行模式。

优选地，选择单元在第二运行模式中根据电机的转速和/或转矩预设充电功率，电能从第一能量源传输至电机。充电功率在此相应于在特定的时间段中从电机传输至第二能量源的电能的量。

在此优选地，选择单元预设充电功率，使得驱动系统在第二运行模式中的总效率最大化。选择单元为此例如包括静态的查找表，相应要预设的充电功率可以从静态的查找表获取。选择单元例如也可以具有计算单元，计算单元实时计算出相应要预设的充电功率。

发明优点

根据本发明的方法能够实现，在电动车辆行驶期间又给构造为电能存储器的几乎空的能量源充电。传输电能用以给能量存储器充电在此通过一个或多个电机发生，电机设置用于驱动电动车辆。附加的硬件在此不是需要的。有利地，在电机的每个运行点中可以选择如下运行模式，在该运行模式中，驱动系统的总效率是最大的，由此，驱动系统中的损失被最小化。该方法例如可以应用在具有一个六相或多相电机的驱动系统中，以及应用在具有两个三相电机的驱动系统中。该方法同样也可以利用至少两个多相电机和至少两个能量源执行。

附图说明

借助附图和随后的描述详细阐述本发明的实施方式。其中：

图1示出了用于电动车辆的根据第一实施方式的驱动系统的示意图；并且

图2示出了用于电动车辆的根据第二实施方式的驱动系统的示意图。

具体实施方式

在随后对本发明的实施方式的描述中，相同的或类似的元件以相同的附图标记表示，其中在若干个别情况中取消对元件的重复描述。附图仅示意性地示出本发明的主题。

图1示出了用于电动车辆的根据第一实施方式的驱动系统10的示意图。驱动系统10包括第一能量源21和第二能量源22。

当前，第一能量源21和第二能量源22构造为电能存储器，并且分别具有多个锂离子电池单池，其相互串联和/或并联连接。

驱动系统10包括六相电机30，以用于驱动电动车辆。驱动系统10也包括第一功率电子设备41。第一功率电子设备41用于操控六相电机30的三个相位。驱动系统10此外还包括第二功率电子设备42。第二功率电子设备42用于操控六相电机30的另外三个相位。

第一功率电子设备41借助三个相位导体与六相电机30的三个相位电连接。第一功率电子设备41借助两个直流电压导体与第一能量源21连接。第一功率电子设备41包括三相逆变器或变换器，其从由第一能量源21提供的直流电压产生三相交流电压，以用于操控六相电机30。

第二功率电子设备42借助三个相位导体与六相电机30的三个相位电连接。第二功率电子设备42借助两个直流电压导体与第二能量源22连接。第二功率电子设备42包括三相逆变器或变换器，其从由第二能量源22提供的直流电压产生三相交流电压，以用于操控六相电机30。

驱动系统10包括选择单元50。选择单元50根据第二能量源22的充电状态选择运行模式。在第二运行模式中，选择单元50根据六相电机30的转速和/或转矩预设用于第二能量源22的充电功率。

选择单元50通过相应的信号线路尤其接收第一能量源21的充电状态、第二能量源22的充电状态以及六相电机30的转速和转矩。选择单元50通过控制线路根据选择的运行模式操控第一功率电子设备41和第二功率电子设备42。

在第一运行模式中，电能从第一能量源21通过第一功率电子设备41传输至六相电机30。电能也从第二能量源22通过第二功率电子设备42传输至六相电机30。

在第二运行模式中，电能从第一能量源21通过第一功率电子设备41传输至六相电机30。在此，在六相电机30中感应出三相电压。三相电压在第二功率电子设备42中被整流。因此，电能从六相电机30通过第二功率电子设备42传输至第二能量源22。

图2示出了用于电动车辆的根据第二实施方式的驱动系统10的示意图。驱动系统10包括第一能量源21和第二能量源22。

当前，第一能量源21和第二能量源22构造为电能存储器，并且分别具有多个锂离子电池单池，其相互串联和/或并联连接。

驱动系统10包括第一三相电机31，以用于驱动电动车辆。当前，第一三相电机31驱动电动车辆的前轴11。驱动系统10此外还包括第一功率电子设备41。第一功率电子设备41用于操控第一三相电机31。

第一功率电子设备41为此借助三个相位导体与第一三相电机31电连接。第一功率电子设备41借助两个直流电压导体与第一能量源21连接。第一功率电子设备41包括三相逆变器或变换器，其从由第一能量源21提供的直流电压产生三相交流电压，以用于操控第一三相电机31。

驱动系统10包括第二三相电机32，以用于驱动电动车辆。当前，第二三相电机32驱动电动车辆的后轴12。驱动系统10此外还包括第二功率电子设备42。第二功率电子设备42用于操控第二三相电机32。

第二功率电子设备42为此借助三个相位导体与第二三相电机32电连接。第二功率电子设备42借助两个直流电压导体与第二能量源22连接。第二功率电子设备42包括三相逆变器或变换器，其从由第二能量源22提供的直流电压产生三相交流电压，以用于操控第二三相电机32。

驱动系统10包括选择单元50。选择单元50根据第二能量源22的充电状态选择运行模式。在第二运行模式中，选择单元50根据第一三相电机31的转速和/或转矩预设用于第二能量源22的充电功率。

选择单元50通过相应的信号线路尤其接收第一能量源21的充电状态、第二能量源22的充电状态以及第一三相电机31和第二三相电机32的转速和转矩。选择单元50通过控制线路根据选择的运行模式操控第一功率电子设备41和第二功率电子设备42。

在第一运行模式中，电能从第一能量源21通过第一功率电子设备41传输至第一三相电机31。电能也从第二能量源22通过第二功率电子设备42传输至第二三相电机32。

在第二运行模式中，电能从第一能量源21通过第一功率电子设备41传输至第一三相电机31。第一三相电机31驱动电动车辆的前轴11。电动车辆的后轴12驱动第二三相电机32，第二三相电机作用为发电机，并且感应出三相电压。三相电压在第二功率电子设备42中被整流。因此，电能从第二三相电机32通过第二功率电子设备42传输至第二能量源22。

本发明并不局限于在此描述的实施例和在其中强调的方面。确切地说，在通过权利要求说明的范围内，可以在专业处理的范围内进行大量修改。