DE102018221022A1 - Leistungsumwandlungsvorrichtung zum Laden einer Fahrzeugbatterie und Verfahren zur Steuerung derselben - Google Patents

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Byeong-Seob Song
Sam-Gyun Kim
Jae-Hyuk Choi
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Hyundai Motor Co
Kia Corp
Original Assignee
Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
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    • H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
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Abstract

Eine Leistungsumwandlungsvorrichtung zum Laden einer Batterie eines Fahrzeugs kann die Batterie, einen Motor zum Empfangen einer Batterieleistungsquelle von der Batterie, einen Leistungs-Controller zum Steuern des Motors, um die Batterieleistungsquelle in Ladeleistung zu ändern, und einen Lade-Controller zum selektiven Durchführen einer Ladeleistungsversorgungssteuerung zum Liefern der Ladeleistung nach außen und einer Ladeleistungsempfangssteuerung zum Empfangen externer Leistung enthalten.

Description

  • HINTERGRUND
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Fahrzeugbatterie und im Besonderen eine Leistungsumwandlungsvorrichtung zum Laden der Fahrzeugbatterie via ein mobiles Laden und ein Verfahren zum Steuern derselben.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • Die Primärenergiequelle eines umweltfreundlichen Fahrzeugs, im Unterschied zu einem Benzin-/Diesel-Fahrzeug, ist Elektrizität, und das umweltfreundliche Fahrzeug erfordert typischerweise eine Hochspannungsbatterie, die elektrische Energie speichern kann, einen Elektromotor als eine Leistungsquelle und einen Wechselrichter zum Antreiben des Elektromotors.
  • Um den Kraftstoffverbrauch und/oder die elektrische Effizienz des umweltfreundlichen Fahrzeugs zu verbessern, ist es jüngst hervorgehoben worden, die Kapazität der Batterie zu erhöhen und außerdem die Effizienz des Wechselrichters und des Elektromotors zu erhöhen.
  • Da umweltfreundliche Fahrzeuge zunehmend weite Verwendung finden, können sich außerdem Fahrzeuge um eine Benutzung einer begrenzten Anzahl von Ladestationen streiten oder können einer „Reichweitenangst“ aufgrund des Risikos einer Entladung während eines Fahrens oder des Entladens während einer Phase einer Nicht-Verwendung für eine lange Periode unterworfen sein, und können sich somit nicht auf eine allgemeine Netzstromquelle etc. verlassen. Demgemäß ist ein Fahrzeug entwickelt worden, das mit einem Mobilladegerät ausgerüstet ist, das eine Ladung in einem Notfall bereitstellen kann.
  • Das Fahrzeug mit dem Mobilladegerät ist üblicherweise aus einer Batterie mit großer Kapazität, einem Leistungswandler (d.h. eine Lade-und-Entlade-Vorrichtung) in einem kleinen Lastwagen zusammengesetzt. Als ein System, das ausgestaltet ist durch Verbinden der Lade-und-Entlade-Vorrichtung mit einem Elektrofahrzeug (EV, Electric Vehicle), das eine EV-Batterie verwendet, arbeitet es alternativ wie ein normales Schnellladegerät.
  • Die Batterie mit großer Kapazität und der Leistungswandler (d.h. die Lade-und-Entlade-Vorrichtung) sind jedoch nachteilhaft darin, dass sie groß und teuer sind und als ein Spezialfahrzeug produziert werden sollten.
  • Die in der Beschreibung der verwandten Technik beschriebenen Inhalte sollen beim Verständnis des Hintergrundes der vorliegenden Offenbarung helfen und können enthalten, was zuvor nicht dem Fachmann, an den die vorliegende Offenbarung gerichtet ist, bekannt gewesen ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Offenbarung stellt eine Leistungsumwandlungsvorrichtung zum Laden einer Fahrzeugbatterie und ein Verfahren zum Steuern derselben bereit, die einen Gleichstrom- (DC, Direct Current) Ladedienst mit Verwendung einer Batterie, eines Wechselrichters bzw. Stromrichters (Engl.: inverter) und eines Motors in einem internen System ohne Erfordernis eines zusätzlichen Leistungsgenerators oder einer Batterie und einer Lade-und-Entlade-Vorrichtung ermöglichen.
  • Außerdem ist es eine andere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Leistungsumwandlungsvorrichtung zum Laden einer Fahrzeugbatterie und ein Verfahren zum Steuern derselben bereitzustellen, die die Größe/Kosten/Effizienz eines Dienstfahrzeugs mittels Minimierung separater zusätzlicher Teile verbessern können.
  • Außerdem ist es noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Leistungsumwandlungsvorrichtung zum Laden einer Fahrzeugbatterie und ein Verfahren zum Steuern derselben bereitzustellen, die eine Batterieenergie zwischen allgemeinen Elektrofahrzeugen (EVs) gemeinsam nutzen bzw. aufteilen können.
  • Die vorliegende Offenbarung stellt eine Leistungsumwandlungsvorrichtung zum Laden einer Fahrzeugbatterie bereit, die einen Gleichstrom- (DC, Direct Current) Ladedienst mit Verwendung einer Batterie, eines Wechselrichters bzw. Stromrichters (Engl.: inverter) und eines Motors in einem internen System ohne einen zusätzlichen Leistungsgenerator oder eine Batterie und eine Lade-und-Entlade-Vorrichtung ermöglichen kann.
  • Eine Leistungsumwandlungsvorrichtung zum Laden einer Batterie eines Fahrzeugs enthält eine Batterie; einen Motor zum Empfangen einer Batterieleistungsquelle von der Batterie; einen Leistungs-Controller zum Steuern des Motors, um die Batterieleistungsquelle in Ladeleistung zu ändern; und einen Lade-Controller zum selektiven Durchführen einer Ladeleistungsversorgungssteuerung zum Liefern der Ladeleistung nach außen und einer Ladeleistungsempfangssteuerung zum Empfangen externer Leistung.
  • Im Besonderen kann der Motor eine Neutralpunkt-Zuführungseinheit haben, die derart ausgestaltet ist, dass ein Neutralpunkt nach außen geführt ist, um als ein gekoppelter Induktor betriebsfähig zu sein.
  • Außerdem kann die Neutralpunkt-Zuführungseinheit einen Sensor zum Erfassen der externen Leistung enthalten.
  • Außerdem kann die Neutralpunkt-Zuführungseinheit ein Filter zum Filtern einer Welligkeit der Ladeleistung enthalten.
  • Außerdem kann die Leistungsumwandlungsvorrichtung zum Laden der Fahrzeugbatterie einen Verbindungseinlassverbinder enthalten, der mit außen verbunden ist, um die Ladeleistung oder ein Steuersignal zu liefern.
  • Außerdem kann der Verbindungseinlassverbinder einen ersten Anschluss zum Empfangen der externen Leistung, einen zweiten Anschluss zum Erfassen, ob oder ob nicht der Verbindungseinlassverbinder mit außen verbunden ist, und einen Signalverbindungsanschluss zum Übertragen/Empfangen eines Steuersignals haben.
  • Außerdem kann die Leistungsumwandlungsvorrichtung zum Laden der Fahrzeugbatterie ferner eine Anzeige zum Anzeigen einer Information über die Ladeleistung oder die externe Leistung enthalten.
  • Im Besonderen kann die Ladeleistung durch eine Benutzereingabe gesetzt sein.
  • Außerdem kann die Ladeleistung eine Spannung niedriger als die Batterieleistungsquelle sein und kann durch ein Pulsbreitenmodulation- (PWM, Pulse Width Modulation) Tastverhältnis justiert sein.
  • Außerdem kann der Lade-Controller eine Ladesteuereinheit zum Ausführen der Ladeleistungsversorgungssteuerung und eine Entladesteuereinheit zum Ausführen der Ladeleistungsempfangssteuerung enthalten.
  • Andererseits kann eine andere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Verfahren bereitstellen zum Umwandeln von Leistung zum Laden einer Fahrzeugbatterie mit einem Lade-Controller, der selektiv eine Ladeleistungsversorgungssteuerung zum Liefern von Ladeleistung nach außen und eine Ladeleistungsempfangssteuerung zum Empfangen externer Leistung durchführt; einem Motor, der eine Batterieleistungsquelle von einer Batterie empfängt; und einem Leistungs-Controller, der den Motor steuert, um die Batterieleistungsquelle in die Ladeleistung zu ändern, in Abhängigkeit von einer Steuerung des Lade-Controllers.
  • Außerdem kann das Auswählen ferner ein Anzeigen einer Information über die Ladeleistung oder die externe Leistung enthalten, und die Ladeleistung kann durch eine Benutzereingabe gesetzt sein.
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung sind ein Leistungsgenerator oder eine Batterie und ein Wandler, die in einem Mobiler-Ladedienst-Fahrzeug montiert sind, nicht erforderlich, und ein dringendes Notfall-Laden kann mit Verwendung des Fahrzeugs in der Notfallsituation durchgeführt werden, in der eine Hochspannungsbatterie entladen worden ist.
  • Als eine andere Wirkung der vorliegenden Offenbarung ist es außerdem nicht erforderlich, ein separates Mobiler-Ladedienst-Fahrzeug zu produzieren, und es ist außerdem möglich, das Ladesystem als den existierenden Antriebsmotor und Wechselrichter auszugestalten, was somit deren Größe/Materialkosten/Gewicht reduziert.
  • Als noch eine andere Wirkung der vorliegenden Offenbarung ist außerdem ein einfaches Laden möglich, indem zu einer beliebigen Zeit und an einem beliebigen Ort mit einem Schnellladeanschluss verbunden wird, wie bei einer Starthilfe im Fall einer 12V-Entladung in einem allgemeinen Fahrzeug.
  • Als noch eine andere weitere Wirkung der vorliegenden Offenbarung ist es außerdem möglich, einen Ausgangswelligkeitsstrom beim Betreiben eines Dreiphasen-Verschachtelungsschaltschemas zu minimieren.
  • Als noch eine andere weitere Wirkung der vorliegenden Offenbarung ist es außerdem möglich, einen Betriebsmodus so zu ändern, dass der Motor und der Wechselrichter als ein Runtersetzwandler arbeiten, um die Batterie zu laden, wenn das entladene Fahrzeug damit verbunden ist, nicht nur wenn der Motor während des Fahrens angetrieben wird, sondern auch bei dem Schnellladen (Versorgung), anders als in dem herkömmlichen Fall.
  • Als eine andere weitere Wirkung der vorliegenden Offenbarung ist es außerdem möglich, ein Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Schnellladen ohne eine zusätzliche Schaltung zu ermöglichen, während die Nutzbarkeit des Motors und des Wechselrichters als der Runtersetzwandler erhöht wird.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Lade-Konzeptdiagramm in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 2 ist ein Blockdiagramm der Ausgestaltung einer Leistungsumwandlungsvorrichtung zum Laden einer Fahrzeugbatterie in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 3 ist ein Konzeptdiagramm, in dem die Leistungsumwandlungsvorrichtung zum Laden der Fahrzeugbatterie, die in 2 veranschaulicht ist, mit einem Stromnetz verbunden ist.
    • 4a ist ein Konzeptdiagramm eines Verbindungseinlassverbinders in 1.
    • 4b ist ein detailliertes Blockdiagramm des in 4a veranschaulichten Verbindungseinlassverbinders.
    • 5 ist ein Diagramm, das die Verbindung mit einem allgemeinen Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • 6 ist ein Blockdiagramm der Ausgestaltung eines Leistungsschaltkreises in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 7 ist ein Vergleichswellenformdiagramm zwischen einer In-Phase-Pulsbreitenmodulation (PWM) und einer Dreiphasen-Verschachtelungs-PWM in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 8 ist ein Graph, der die Erzeugung einer allgemeinen Welligkeit veranschaulicht.
    • 9 ist ein Graph, der mittels Vergrößerung in 8 veranschaulichte UVW-Ströme veranschaulicht.
    • 10 ist ein Flussdiagramm, das die Prozedur zum Erzeugen von Ladeleistung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • 11 ist ein Flussdiagramm, das die Prozedur zum Laden einer Batterie in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
  • BESCHREIBUNG SPEZIFISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Es ist verständlich, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder ein ähnlicher Begriff wie hierin verwendet Folgendes einschließt: Motorfahrzeuge im Allgemeinen, so wie Passagierautomobile einschließlich sportliche Geländefahrzeuge (SUV, Sports Utility Vehicles), Busse, Lastwagen, vielfältige Nutzkraftwagen, Wasserfahrzeuge mit einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeuge und dergleichen, und ferner enthält: Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoffangetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoffen (beispielsweise Kraftstoffe, die von anderen Ressourcen als Erdöl hergeleitet sind). Wie hierin verwendet, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Leistungssquellen hat, beispielsweise Fahrzeuge, die sowohl Benzin-angetrieben als auch elektrisch angetrieben sind.
  • Die hier verwendete Terminologie dient nur dem Zweck einer Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und dient nicht der Beschränkung der Offenbarung. Wie hier verwendet, sollen die Singular-Formen „ein“, „eine“ und „der“/„die“/„das“ beabsichtigungsgemäß auch die Pluralformen enthalten, es sei denn der Kontext gibt klar anderes an. Es wird ferner verstanden werden, dass die Begriffe „umfasst“ und/oder „umfassend“, wenn in dieser Beschreibung verwendet, das Vorliegen angegebener Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten spezifizieren, aber nicht das Vorliegen oder eine Hinzufügung von einem oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hier verwendet, enthält der Begriff „und/oder“ irgendeine und sämtliche Kombinationen von einem oder mehreren der verknüpften angeführten Elemente. Außer wenn explizit gegenteilig beschrieben, soll durch die gesamte Beschreibung das Wort „umfassen“ und Variationen, so wie „umfasst“ oder „umfassend“ beabsichtigungsgemäß die Inklusion angegebener Elemente aber nicht den Ausschluss irgendwelcher anderer Elemente implizieren. Außerdem meinen die Begriffe „Einheit“, „-er“, „-or“ und „Modul“, die in der Beschreibung beschrieben sind, Einheiten zur Verarbeitung wenigstens einer Funktion und Operation und können durch Hardwarekomponenten oder Softwarekomponenten und Kombinationen davon implementiert sein.
  • Ferner kann die Steuerlogik der vorliegenden Offenbarung verkörpert sein als ein nicht-flüchtiges computer-lesbares Medium auf einem computer-lesbaren Medium, das ausführbare Programmanweisungen enthält, ausgeführt durch einen Prozessor, Controller oder dergleichen. Beispiele computer-lesbarer Medien enthalten, ohne Beschränkung darauf, ROM, RAM, Compact Disc (CD)-ROMs, Magnetbänder, Floppy Disks, Flash-Laufwerke, Smartcards und optische Datenspeicherlaufwerke. Das computer-lesbare Medium kann außerdem in netzwerk-gekoppelten Computersystemen verteilt sein, so dass die computer-lesbaren Medien in einer verteilten Weise gespeichert und ausgeführt sind, beispielsweise ein Telematikserver oder ein Controller Area Network (CAN).
  • Vielfältige Modifizierungen und vielfältige Ausführungsformen können in der vorliegenden Offenbarung gemacht werden, so dass spezifische Ausführungsformen in den Zeichnungen veranschaulicht und im Detail in der Beschreibung beschrieben worden sind. Es sollte jedoch verstanden werden, dass dies beabsichtigungsgemäß nicht die vorliegende Offenbarung auf die bestimmten offenbarten Formen beschränkt, sondern sämtliche Modifizierungen, Äquivalente und Alternativen enthält, die in den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung fallen.
  • Außer wenn anders definiert, haben sämtliche Begriffe einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe, die hierin verwendet sind, dieselbe Bedeutung wie allgemein durch den Fachmann auf dem Fachgebiet verstanden, zu dem die vorliegende Offenbarung gehört.
  • Es wird ferner verstanden werden, dass Begriffe, wie diese, die in allgemein verwendeten Lexika definiert sind, außerdem interpretiert werden sollten, als dass sie eine Bedeutung haben, die mit ihrer Bedeutung in dem Kontext der verwandten Technik konsistent ist, und nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinn interpretiert werden, es sei denn dies ist in der Anmeldung ausdrücklich so definiert.
  • Hier werden im Nachfolgenden eine Leistungsumwandlungsvorrichtung zum Laden einer Fahrzeugbatterie und ein Verfahren zum Steuern derselben in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung im Detail mit Verweis auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden.
  • 1 ist ein Lade-Konzeptdiagramm in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Mit Verweis auf 1 liefert ein Notfall-Ladedienst-Fahrzeug 100 Energie an ein Entladefahrzeug 10. Zu diesem Zweck kann das Notfall-Ladedienst-Fahrzeug 100 ausgestaltet sein, eine Batterie 110, einen Batterie-Controller 120 zum Steuern der Batterie 110, einen Motor 140 zum Empfangen einer Batterieleistungsquelle von der Batterie 110, einen Leistungs-Controller 130 zum Steuern des Motors, um die Batterieleistungsquelle in Ladeleistung zu ändern, etc. zu enthalten. Unterdessen kann das Entladefahrzeug 10 auch ausgestaltet sein, eine Batterie 11, einen Batterie-Controller 12 zum Steuern der Batterie 11, einen Motor 14 zum Empfangen einer Batterieleistungsquelle von der Batterie 11, einen Leistungs-Controller 13 zum Steuern des Motors 14, um die Batterieleistungsquelle in Ladeleistung zu ändern, zu enthalten.
  • Die Batterien 11, 110 haben (nicht gezeigte) Batteriezellen, die in Reihe und/oder parallel ausgestaltet sind, wo jede der Batteriezellen eine Hochspannungsbatteriezelle für ein Elektrofahrzeug haben kann, so wie eine Nickel-Metall-Batteriezelle, eine Lithiumionen-Batteriezelle, eine Lithiumpolymer-Batteriezelle und eine Festkörperbatterie. Im Allgemeinen ist eine Hochspannungsbatterie eine Batterie, die als eine Leistungsquelle zum Bewegen eines Elektrofahrzeugs verwendet ist, und verweist auf eine Hochspannung von 100V oder mehr. Sie ist jedoch nicht darauf beschränkt, und eine niedrige Batteriespannung ist auch möglich.
  • Die Batteriezelle kann als eine zylindrische Zelle, eine quaderförmige Zelle, eine beutelförmige (Engl.: pouchshaped) Zelle etc. entworfen sein. Die beutelförmigen Zellen enthalten eine flexible Abdeckung, die aus einem dünnen Film zusammengesetzt ist, und die elektrischen Komponenten der Batteriezelle befinden sich in der Abdeckung.
  • Um einen optimalen Raum in einer Batteriezelle zu verwenden, können die beutelförmigen Zellen besonders verwendet werden. Die beutelförmigen Zellen können außerdem die Eigenschaften einer hohen Kapazität und eines niedrigen Gewichts haben. Die Ränder bzw. Kanten der oben beschriebenen beutelförmigen Zellen enthalten eine (nicht gezeigte) Dichtungsfuge. Das heißt, dass die Fuge zwei dünne Filme der Batteriezellen verbindet, und die dünnen Filme enthalten zusätzliche Teile innerhalb des Hohlraums, der dadurch gebildet ist.
  • Im Allgemeinen können die beutelförmigen Zellen auch eine Elektrolytlösung enthalten, so wie eine Lithium-Sekundär-Batterie oder eine Nickel-Wasserstoff-Batterie.
  • Die Batterie-Controller 12, 120 optimieren die Verwaltung der Batterien 11 bzw. 110 als ein Batterieverwaltungssystem bzw. Battery Management System (BMS), wodurch die Energieeffizienz verbessert und die Lebensdauer erweitert wird. Die Batterie-Controller 12, 120 überwachen die Batteriespannung, den Strom und/oder die Temperatur in Echtzeit und vermeiden ein übermäßiges Laden und Entladen im Voraus, wodurch die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Batterie verbessert wird. Die Batterie-Controller 12, 120 können außerdem in den Batterien 11 bzw. 110 ausgestaltet sein.
  • Die Leistungs-Controller 13, 130 empfangen eine Batterieleistungsquelle (d.h. eine Batteriespannung) von den Batterien 11 bzw. 110, um sie in eine Antriebsleistungsquelle (beispielsweise eine Dreiphasen-AC-Leistungsquelle) zum Antreiben der Motoren 14 bzw. 140 umzuwandeln. Die Leistungs-Controller 13, 130 können außerdem die Batterieleistungsquelle hochsetzen oder runtersetzen zum Liefern an eine Last eines elektrischen Feldes (nicht gezeigt), um sie dorthin bereitzustellen. Demgemäß können die Leistungs-Controller 13, 130 aus einem Wechselrichter, einem Gleichstrom-Gleichstrom- (DC-DC) Wandler etc. zusammengesetzt sein.
  • Der Wechselrichter verwendet vorzugsweise einen Pulsbreitenmodulation- (PWM, Pulse Width Modulation) Wechselrichter, der ein Spannungstypwechselrichter ist, aber ist nicht darauf beschränkt, und es ist möglich, einen Stromtypwechselrichter mittels Modifizieren mancher Komponenten anzuwenden. Der PWM-Wechselrichter steuert gleichzeitig die Spannung und Frequenz davon mit Verwendung eines Pulsbreitenmodulation- (PWM) Steuerverfahrens für eine gleichgerichtete DC-Spannung.
  • Die Motoren 14, 140 können Dreiphasen-Wechselstrommotoren oder Multiphasenmotoren verwenden. Im Besonderen können die Motoren 14, 140 Motoren mit inneren Permanentmagneten sein, aber sind nicht darauf beschränkt, und können Universalmotoren etc. sein.
  • Verbindungseinlassverbinder 15, 150 sind mit außen verbunden, um die Ladeleistung und/oder ein Steuersignal zu liefern. In 1 wird Energie von dem Verbindungseinlassverbinder 150, der bei der Seite des Notfall-Ladedienst-Fahrzeugs 100 ausgestaltet ist, durch den Verbindungseinlassverbinder 15 geliefert, der bei der Seite des Entladefahrzeugs 100 ausgestaltet ist.
  • Das Entladefahrzeug 10 und/oder das Notfall-Ladedienst-Fahrzeug 100 kann ein Plug-in-Elektrofahrzeug (PEV), ein Elektrofahrzeug (EV), ein Brennstoffzellenfahrzeug (FCV, Fuel Cell Vehicle) etc. sein. Das Entladefahrzeug 10 kann außerdem das Notfall-Ladedienst-Fahrzeug 100 werden. Das heißt, dass, wenn das Notfall-Ladedienst-Fahrzeug 100 entladen ist, es mit Verwendung eines anderen Notfall-Ladedienst-Fahrzeugs geladen werden kann.
  • 2 ist ein Blockdiagramm der Ausgestaltung einer Leistungsumwandlungsvorrichtung 200 zum Laden einer Fahrzeugbatterie in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Im Besonderen ist 2 ein Konzeptdiagramm, das kompatibel mit Ladegeräten (Engl.: charger) unterschiedlicher Spannungen ist. Und zwar ist mit Verweis auf 2 die Beziehung einer Lieferung von Ladeleistung zwischen dem Notfall-Ladedienst-Fahrzeug 100, das die Leistungsumwandlungsvorrichtung zum Laden der Fahrzeugbatterie 200 hat, und dem allgemeinen Fahrzeug 10 veranschaulicht.
  • Mit Verweis auf 2 kann die Leistungsumwandlungsvorrichtung zum Laden der Fahrzeugbatterie 200 ausgestaltet sein, eine Batterie 120, einen Motor 140 zum Empfangen einer Batterieleistungsquelle von der Batterie 120, einen Leistungs-Controller 130 zum Steuern des Motors, um die Batterieleistungsquelle in Ladeleistung zu wechseln, einen Lade-Controller 210 zum Durchführen einer Ladeleistungsversorgungssteuerung zum Liefern der Ladeleistung nach außen oder einer Ladeleistungsempfangssteuerung zum Empfangen externer Leistung, ein Ladegerät 250 zum Laden der Batterie 120 etc. zu enthalten.
  • Das Entladefahrzeug 10 ist außerdem aus einem Ladegerät 35 zum Laden der Batterie 12 und einem Ladegerät-Controller 31 zum Steuern des Ladegeräts 35 zusammengesetzt. Der Lade-Controller bzw. Ladegerät-Controller 31 kann aus einem Steuerschaltkreis zum Kommunizieren einer Ladestation und anderen Komponenten in dem Fahrzeug und zum Steuern des Ladegeräts 35 zusammengesetzt sein.
  • Die Ladegeräte 35, 250 sind ein On-Board-Ladegerät bzw. Off-Board-Ladegerät. Die Ladegeräte 35, 250 wandeln den Wechselstrom (AC, Alternating Current) in den Gleichstrom (DC, Direct Current) um, um die Batterien 12 bzw. 120 in dem Fahrzeug zu laden. Zu diesem Zweck können die Ladegeräte 35, 250 ausgestaltet sein, ein Eingangsfilter zum Entfernen des Rauschens der AC-Leistungsquelle, die eine eingegebene Leistungsquelle ist, einen Leistungsfaktorkorrektur- (PFC, Power Factor Corrector) Schaltkreis zum Verbessern der Energieeffizienz, einen DC/DC-Wandler zum stabilen Liefern von Leistung an die Batterie etc. zu enthalten.
  • Der Lade-Controller 210 kann ausgestaltet sein, eine Ladesteuereinheit 211 zum Empfangen externer Leistung zum Ausführen der Ladeleistungsempfangssteuerung, eine Entladesteuereinheit 212 zum Ausführen der Ladeleistungsversorgungssteuerung zum Liefern von Ladeleistung nach außen etc. zu enthalten. Das heißt, dass der Lade-Controller 210 arbeitet, um zwischen der Ladesteuereinheit 211 und der Entladesteuereinheit 212 umzuschalten, um Leistung zu liefern oder zu empfangen. Die Ladesteuereinheit 211 und die Entladesteuereinheit 212 sind aus einem Mikroprozessor, einem Speicher, einem elektronischen Schaltkreis etc. zusammengesetzt, und der Mikroprozessor ist zum Ausführen der Steuerung programmiert. Der elektronische Schaltkreis kann ein integrierter Schaltkreis (IC, Integrated Circuit), ein Schaltelement etc. sein.
  • Wie in 2 veranschaulicht, wird die Ladesteuereinheit 211 des Lade-Controllers 210 bei einer Aktivierung einer Leistungsversorgung betrieben. Das heißt, dass der Lade-Controller 210 als die Ladeleistungsversorgungssteuerung arbeiten kann, den Leistungs-Controller 130 und den Motor 140 als einen Runtersetzwandler betreiben kann, um Leistung an ein Gegenparteifahrzeug (fettgedruckte durchgezogene Linie) zu liefern, und eine Information übereinander übertragen/empfangen kann (dünne gestrichelte Linie).
  • Beim Laden zwischen den Fahrzeugen, auf die die Leistungsumwandlungsvorrichtung zum Laden der Fahrzeugbatterie 200 angewendet wird, führt anders als bei 2 ein versorgungsseitiges Fahrzeug, das Ladeleistung liefert, die Ladeleistungsversorgungssteuerung zum Liefern der Ladeleistung nach außen aus, und ein empfangsseitiges Fahrzeug, das die Ladeleistung empfängt, führt die Ladeleistungsempfangssteuerung aus, die externe Leistung empfängt. Wenn die Ladeleistungsempfangssteuerung, die die externe Leistung empfängt, ausgeführt wird, kann die Batterie geladen werden, indem der Motor 140 / der Leistungs-Controller 130 umgangen wird, oder kann auch durch den Motor 140 / den Leistungs-Controller 130 geladen werden, wie durch eine dicke gepunktete Linie angegeben.
  • Außerdem ist eine Anzeige 270 zum Anzeigen einer Information über die Ladeleistung, die externe Leistung, einer Fahrzeuginformation, einer Batterieinformation etc. ausgestaltet, mit dem Lade-Controller 210 oder einem Im-Fahrzeug-Controller verbunden zu sein. Der Im-Fahrzeug-Controller enthält eine Vehicle Control Unit (VCU), eine Hybrid Control Unit (HCU) etc.. Die Anzeige 270 kann eine Flüssigkristallanzeige (LCD, Liquid Crystal Display), eine Leuchtdiode- (LED, Light Emitting Diode) Anzeige, ein Plasma Display Panel (PDP), eine Organische-LED- (OLED) Anzeige, ein berührungsempfindlicher Bildschirm, eine Kathodenstrahlröhre (CRT, Cathode Ray Tube), eine flexible Anzeige etc. sein.
  • 3 ist ein Konzeptdiagramm, dass die Leistungsumwandlungsvorrichtung zum Laden der Fahrzeugbatterie, die in 2 veranschaulicht ist, mit einem Stromnetz verbunden ist. Mit Verweis auf 3 empfängt eine Elektrofahrzeug-Versorgungsausrüstung (EVSE, Electric Vehicle Supply Equipment) 320 eine Stromnetzquelle 30 von einem AC-Stromnetz 310, um Ladeleistung an die Leistungsumwandlungsvorrichtung zum Laden der Fahrzeugbatterie 200 zu liefern. Das heißt, dass der Lade-Controller 210 die Ladeleistungsempfangssteuerung zum Empfangen externer Leistung ausführt. Die Fahrzeugseite, die Leistung empfängt, kann die Batterie 120 laden mittels Umgehung des Motors 140 / des Leistungs-Controllers 130 oder auch die Batterie 120 durch den Motor 140 / den Leistungs-Controller 130 laden, wie durch die dicke gestrichelte Linie angegeben.
  • Wenn das Fahrzeug die Ladeleistungsversorgungssteuerung zum Liefern der Ladeleistung nach außen ausführt, kann der Lade-Controller 210 den Leistungs-Controller 130 und den Motor 140 als einen Runtersetzwandler betreiben, um Leistung an ein Off-Board-Ladegerät 330 (eine dicke durchgezogene Linie) zu liefern, und eine Information übereinander mit einem Steuerschaltkreis 350 zum Steuern des Off-Board-Ladegeräts 330 übertragen/empfangen (eine dünne gestrichelte Linie).
  • Hier kann das Off-Board-Ladegerät 330 ein bidirektionales Ladegerät sein. Zu diesem Zweck kann das Off-Board-Ladegerät 330 aus einem Gleichrichter, einer DC-Leistungsversorgung etc. zusammengesetzt sein.
  • 4a ist ein Konzeptdiagramm eines Verbindungseinlassverbinders 150 in 1, und 4b ist ein detailliertes Blockdiagramm des in 4a veranschaulichten Verbindungseinlassverbinders. Mit Verweis auf 4a und 4b ist der Verbindungseinlassverbinder 150 mit außen verbunden, um Ladeleistung und/oder ein Steuersignal zu liefern. Zu diesem Zweck kann der Verbindungseinlassverbinder 150 ausgestaltet sein zum Enthalten von Leistungsversorgungsanschlüssen 501, 502 zum Liefern einer Leistungsquelle (beispielsweise eine AC-Dreiphasen-Leistungsquelle), einem Signalverbindungsanschluss 504 zum Übertragen/Empfangen eines Steuersignals (Control Pilot (CP)) und/oder eines Annäherungserfassungssignals (Proximity Detection (PD)), einem Verbindungsschalteranschluss 505 zum Erfassen, ob oder ob nicht der Verbindungseinlassverbinder 150 mit außen (ein anderes Fahrzeug, eine EVSE etc.) verbunden worden ist, einem Masse- (Schutzerde (PE, Protective Earth)) Anschluss 506 für die Masse der Leistungsquelle, Gleichstrom- (DC, Direct Current) Anschlüssen 511-1, 511-2 zum Liefern von Leistung des Fahrzeugs nach außen etc..
  • Demgemäß kann der Lade-Controller 210 die Leistung durch das Signal steuern, das durch den Signalverbindungsanschluss 504 akquiriert worden ist. Und zwar kann der Lade-Controller 210 die Leistungsversorgung zu irgendeiner Zeit trennen, wenn eine Abnormalität von außen erfasst wird, oder ein gewisses Signal vor oder während einer Verbindung mit außen zum Liefern der Leistung empfangen wird.
  • Außerdem dient der Verbindungsschalteranschluss 505 als ein Anschluss zum Trennen, um zu verhindern, dass die Batteriehochspannung geliefert wird, bevor der Benutzer vollständig den Verbindungseinlassverbinder 150 von dem Fahrzeug entfernt. Ein (nicht gezeigter) Stöpsel bzw. Stecker, der mit dem Verbindungseinlassverbinder 150 verbunden ist, hat außerdem ähnliche Verbinderstifte, die mit den Anschlüssen verbunden sein können. Außerdem können der Batterie-Controller 120, das Ladegerät 250, der Leistungs-Controller 130, der Lade-Controller 210 etc. verbunden sein durch ein Multimedia-Controller Area Network (MM-CAN), ein Body-Controller Area Network (B-CAN), ein Hochgeschwindigkeits-Controller Area Network (CAN), eine Kommunikationsleitung (beispielsweise 500 kbps), eine CAN-Flexible Data-Rate (CAN-FD) Kommunikationsleitung, eine Flexlay-Kommunikationsleitung, eine Local Interconnect Network (LIN) Kommunikationsleitung, eine Power Line Communication (PLC) Kommunikationsleitung, eine Control Pilot (CP) Kommunikationsleitung etc., um eine Information zwischen diesen zu übertragen/empfangen.
  • 5 ist ein Diagramm, das die Verbindung mit einem allgemeinen Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Mit Verweis auf 5 sind das Notfall-Ladedienst-Fahrzeug 100 und das Entladefahrzeug 10 mit einem Kabel 510 verbunden. Und zwar sind die Einlassseiten des Notfall-Ladedienst-Fahrzeugs 100 und des Entladefahrzeugs 10 miteinander verbunden. In diesem Verbindungszustand kann der Lade-Controller 210 erkennen, dass er in einem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Schnelllademodus ist, durch die Betätigung eines Schalters S5, und schaltet den Ort eines Schalters S4 in einen EVSE-Modus, um in einem Schnellladeversorgungsmodus zu arbeiten, um die Anfangsfunktion der EVSE durchzuführen. Hier verweist der EVSE-Modus auf ein Durchführen einer Schnellladung mittels Simulieren der allgemeinen EVSE (320 in 3).
  • Nachdem es bestimmt wird, dass das Kabel 510 normal verbunden worden ist, kann außerdem die Information übereinander durch eine PLC-Kommunikation ausgetauscht werden, und die Ladefunktion kann durchgeführt werden.
  • Bei dem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Laden, wie in 5 veranschaulicht, ist unterdessen das Kabel 510 mit einem verbinderinternen Schaltkreis (S3, Widerstand etc.) mit derselben Struktur bei der Versorgungsfahrzeugseite und der Empfangsfahrzeugseite versehen. In dem Notfall-Ladedienst-Fahrzeug 100 kann demgemäß der Verbinderschaltkreis ausgestaltet sein, um damit kompatibel zu sein, wenn die EVSE angeschlossen wird zum Empfangen von Energie, und wenn das Entladefahrzeug angeschlossen wird zum Liefern von Energie.
  • Wenn die allgemeine EVSE damit verbunden ist, kann außerdem der Schalter S4 den Schalter mit unten verbinden, um wie das normale Fahrzeug zu arbeiten, wodurch somit das durch die EVSE 320 übertragene Signal empfangen wird. Nach einem Bestätigen, dass der Verbinder angeschlossen worden ist, kann demgemäß die Information mit EVSE durch die PLC-Kommunikation ausgetauscht werden, und Leistung kann dorthin geliefert werden. Zu diesem Zweck sind eine Diode, ein Puffer 503, ein Schalter S2, ein Widerstand etc. in Reihe und/oder parallelgeschaltet. Außerdem ist der Schalter S2 mit Masse verbunden. Diese Ausgestaltung ist ähnlich bei der Seite des Entladefahrzeugs 10 ausgestaltet.
  • Ein Überwachungsschaltkreis und ein PLC-Kommunikation-Schaltkreis, angeschlossen hinter dem Schalter S4 in dem Schaltkreis des Notfall-Ladedienst-Fahrzeugs 100, können entweder vor oder hinter dem Schalter S4 sein. Unterdessen kann ein Schaltkreis auch implementiert sein, der zwischen der Ladesteuereinheit (211 in 2) zum Ausführen der Ladeleistungsversorgungssteuerung zum Liefern der Ladeleistung nach außen durch den Schalter S1 anstelle des Schalters S4 oder eines anderen Schalter-Schaltkreises und der Entladesteuereinheit 212 zum Ausführen der Ladeleistungsempfangssteuerung zum Empfangen der externen Leistung umschalten kann.
  • Außerdem bestimmt der Lade-Controller 210, ob oder ob nicht das Entladefahrzeug 10 in der Nähe zu dem Notfall-Ladedienst-Fahrzeug 100 gewesen ist, vor einem Kontaktieren damit, durch einen Näherungsüberwachungsschaltkreis. Zu diesem Zweck kann ein Näherungssensor darin ausgestaltet sein.
  • Separate Schaltkreise zum Temperaturfühlen, Isolierungsüberwachen etc. zum Durchführen anderer Funktionen der EVSE und/oder der Fahrzeugseite sind weggelassen.
  • Außerdem können die Schalter S1 bis S5 ein Halbleiter-Schaltelement verwenden, so wie ein Leistungsrelais, ein Feldeffekttransistor (FET), ein Metalloxidhalbleiter-FET (MOSFET), ein Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT), und eine Leistungsgleichrichterdiode, ein Thyristor, ein Gate Turn-Off (GTO) Thyristor, eine TRIode for Alternating Current (TRIAC), ein Silicon Controlled Rectifier (SCR), und ein integrierter Schaltkreis (IC) etc.. Im Besonderen kann in dem Halbleiterelement ein Bipolar- oder ein Leistungs-Metall Oxide Silicon Field Effect Transistor (MOSFET) Element etc. verwendet werden. Das Leistungs-MOSFET-Element führt eine Operation hoher Spannung und hohen Stroms durch, so dass es anders als der konventionelle MOSFET eine Double-Diffused Metal Oxide Semiconductor (DMOS) Struktur hat.
  • 6 ist ein Blockdiagramm der Ausgestaltung eines Leistungsschaltkreises in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Im Besonderen veranschaulicht 6 ein Beispiel, dass der Motor (140 in 2) und der Leistungs-Controller 130 als ein Runtersetzwandler arbeiten, um die Funktion des EVSE-Modus zu implementieren. Mit Verweis auf 6 kann der Leistungsschaltkreis weitgehend in eine Batterie, einen Leistungs-Controller (ein Wechselrichter) und einen Motor aufgeteilt sein. Der Leistungs-Controller 130 kann mittels Steuern eines Stroms mit einer Phasendifferenz von 120 Grad, bei dreiphasig, beim Motorantreiben haben, aber kann als ein Runtersetzwandler während des Fahrzeugstopps arbeiten, um ein anderes externes Fahrzeug zu laden.
  • Der Leistungs-Controller 130 enthält eine (nicht gezeigte) Steuereinheit, und sechs Schalter Q1 bis Q6 sind parallel ausgestaltet, und wenn Q1, Q3, Q5 geschaltet werden, arbeitet der Leistungs-Controller 130 als ein Runtersetzwandler eines Dreiphasen-Wandlers. Die Steuereinheit ist aus einem Mikroprozessor, einem elektronischen Schaltkreis etc. zusammengesetzt. Im Besonderen wird der DC-Strom mit der Welligkeit dorthin durch die Dreiphasenwicklung des Motors 140 eingegeben, und eine Neutralpunkt-Zuführungseinheit C1 ist derart ausgestaltet, dass ein Neutralpunkt bzw. Sternpunkt 601 bei der Ausgangsseite des Motors 140 zugeführt wird. Ein Strom, der als die Summe der Dreiphasen-Ströme gesehen wird, wird durch die Neutralpunkt-Zuführungseinheit C1 ausgegeben. Der Ausgangsstrom wird bei einer Spannung niedriger als die Spannung der Batterie B1 ausgegeben und kann durch ein Pulsbreitenmodulation- (PWM, Pulse Width Modulation) Tastverhältnis justiert werden.
  • Außerdem kann ein L- oder L/C-Filter etc. bereitgestellt sein, um die DC-Strom-Welligkeit bezüglich des Ausgangsstroms der Neutralpunkt-Zuführungseinheit C1 zu minieren. Außerdem ist ein Schalter R6 ausgestaltet zwischen dem Motor 140 und der Neutralpunkt-Zuführungseinheit C1, so dass der Motor 140 als ein Motor oder ein Wandler arbeitet. Außerdem kann die Neutralpunkt-Zuführungseinheit C1 einen Sensor 610 enthalten, der die darin geflossene externe Leistung erfassen kann. Der Sensor 610 kann mit der Steuereinheit des Leistung-Controllers 130 verbunden sein.
  • Die Seite der Batterie 120 ist versehen mit Schaltern R1, R2, R3 zum Leiten oder Trennen einer Batterieleistungsquelle. Im Besonderen ist der Schalter R3 bereitgestellt, um zu verhindern, dass die Batterie 120 aufgrund einer Überspannung etc. beschädigt wird, wenn die externe Leistung von der Neutralpunkt-Zuführungseinheit C1 hereinfließt, und der Widerstand kann in Reihe geschaltet sein.
  • Der Motor 140 hat im Allgemeinen eine (nicht gezeigte) Statorwicklung und einen (nicht gezeigten) Rotor, und die Statorwicklung ist aus einer Leckinduktivität, einer Wechselinduktivität etc. zusammengesetzt. Wenn ein Phasenstrom fließt, wird er durch die Stromsteuerung der Statorwicklung geändert, um den magnetischen Fluss des Stators zu drehen, der eine Summe der Vektoren des magnetischen Flusses wird, um den Rotor zu drehen.
  • Im Gegensatz dazu bildet in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung der Motor 140 die Neutralpunkt-Zuführungseinheit C1 in dem Motor 140, um als ein DC-DC-Wandler zu arbeiten. Wenn die Dreiphasen-Ströme mit derselben Stromgröße gesteuert werden, wird nämlich der Vektor des magnetischen Flusses jeder Phase U, V, W gleich in der Größe, und die Vektoren des magnetischen Flusses mit einer um 120 Grad unterschiedlichen Richtung werden gebildet, und die Summe der Vektoren des magnetischen Flusses ist null, wenn die Größen der Dreiphasen-Ströme gleich sind. In diesem Fall wird kein Rotationsdrehmoment erzeugt ungeachtet des Ortes des Rotors und der Größe des Stroms, und beim Betrieb wie ein Dreiphasen-Verschachtelungs-DC-DC-Wandler ist ein Betrieb als ein Hochsetz- oder Runtersetzwandler ohne das Rotationsdrehmoment des Motors möglich.
  • 7 ist ein Vergleichswellenformdiagramm der In-Phase-Pulsbreitenmodulationen (PWMs) 711, 712, 713 und der Dreiphasen-Verschachtelungs-PWM in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Wenn der Motor 140 ein Dreiphasen-Motor ist, hat er eine Dreiphasen-Induktivitätskomponente, und die Wandleroperation kann durch die Induktivität durchgeführt werden, siehe 7. Wenn der Leistungs-Controller 130 mit der In-Phase-PWM 710 arbeitet, wird nur der Leckstrom in der Motorwicklung gesehen, so dass die Phasenstrom-Welligkeit groß ist, und der ausgegebene Welligkeitsstrom erzeugt die PWM-Frequenzwelligkeit und wird als die Summe der Dreiphasen-Ströme ausgegeben. In diesem Fall ist es möglich, das L- oder L/C-Filter etc. zu der Ausgangsseite der Neutralpunkt-Zuführungseinheit (C1 in 6) hinzuzufügen, um den ausgegebenen Welligkeitsstrom zu reduzieren.
  • Wenn der Leistungs-Controller 130 betrieben wird mittels Umschalten in die Dreiphasen-Verschachtelungs- (eine Phasendifferenz von 120 Grad zwischen den jeweiligen Phasen) PWM 720, wird außerdem der Strom jeder Phase mit der Spannung einer unterschiedlichen Phase angelegt. Im Besonderen wird der Strom jeder Phase des Motors 140 gegenseitig durch den wechselseitig verbundenen magnetischen Fluss wie ein gekoppelter Induktor mit einer Leckinduktivität beeinflusst. Im Besonderen erzeugt die Welligkeit des Ausgangsstroms der Neutralpunkt-Zuführungseinheit C1 des Motors 140 die Welligkeit entsprechend dreimal der PWM-Frequenz, und die Größe des Welligkeitsstroms wird proportional zu der PWM-Frequenz reduziert.
  • 8 ist ein Graph, der eine allgemeine Welligkeitserzeugung veranschaulicht. Mit Verweis auf 8 ist ein oberer Graph 810 ein Graph des Ausgangsstroms des Motors 140, wenn der Leistungs-Controller 130 mittels Umschalten in die Inphase-PWM 710 betrieben wird. Ein unterer Graph 820 ist ein Graph des Ausgangsstroms des Motors 140, wenn der Leistungs-Controller 130 betrieben wird mittels Umschalten in die Dreiphasen-Verschachtelungs-PWM 720. UVW-Ströme 812, 830 und Motor-Neutralpunkt-Ausgangsströme 811, 821 schwanken in Abhängigkeit von der Inphase-PWM 710 und der Dreiphasen-Verschachtelungs-PWM 720.
  • 9 ist ein Graph, der mittels Vergrößerung den in 8 veranschaulichten UVW-Strom 830 veranschaulicht. Im Besonderen veranschaulicht 9 Ströme 910, 920, 930 jeder Phase, wenn der Motor 140 als ein DC-DC-Wandler arbeitet (eine Dreiphasen-Verschachtelungs-PWM mit einer Phasendifferenz von 120 Grad). Der wechselseitig verbundene magnetische Fluss wirkt sich auf andere Phasen aus, resultierend in einer Änderung/Krümmung entsprechend dreimal der PWM-Frequenz. Die Größe und die Form der Stromwelligkeit jeder Phase haben einen Bezug zu einem PWM-Tastverhältnis (eine Eingangs/Ausgangsspannung), einer Leckinduktivität des Motors und dem Ort eines Rotors (wenn die Induktivität jeder Phase unterschiedlich ist in Abhängigkeit von dem Ort des Rotors).
  • Angesichts des Stroms ist ein Durchschnittsstrom jeder Phase gleich, aber es wird verstanden, dass der Strom jeder Phase beim Umschalten geringfügig(st) unterschiedlich ist. Wenn die Größe des Vektors des dreiphasigen magnetischen Flusses des Motors durch diese Stromdifferenz geändert wird, wird ein feines bzw. geringfügiges Drehmoment erzeugt. Jedoch ist das erzeugte Durchschnittsdrehmoment null, und es tritt nur ein feines bzw. geringfügiges Welligkeitsdrehmoment auf. Das heißt, dass kein Rotationsdrehmoment erzeugt wird beim Betrieb als ein Dreiphasen-Wandler.
  • 10 ist ein Flussdiagramm, das die Prozedur zum Erzeugen der Ladeleistung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Und zwar veranschaulicht 10 die Prozedur, in der das Notfall-Ladedienst-Fahrzeug 100 die Ladeleistung an das Entladefahrzeug 10 liefert. Mit Verweis auf 10 werden das Notfall-Ladedienst-Fahrzeug 100 und das Entladefahrzeug 10 durch ein Hochspannungs-Schnellladekabel verbunden, um zu bestimmen, dass es keine Abnormalität gibt, und teilen dann die Leistungsinformation übereinander durch die PLC-Kommunikation (Schritt S1010). Danach führt in dem Notfall-Ladedienst-Fahrzeug 100 der Lade-Controller 210 den EVSE-Modus des Schnellladeprozesses zwischen dem Notfall-Ladedienst-Fahrzeug 100 und dem Entladefahrzeug 10 durch.
  • Nachdem ein Leistungsziel gesetzt wird, werden dann der Motor 140 / der Leistungs-Controller 130 Strom-gesteuert durch den Dreiphasen-Runtersetzwandler durch die PWM zum Liefern der Energie in der Reihenfolge des Motor-Neutralpunktes 601 → des externen Kabels 510 → des Entladefahrzeugs 10 (Schritte S1030, S1040 und S1050).
  • 11 ist ein Flussdiagramm, das eine Batterieladeprozedur in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Und zwar veranschaulicht 11 die Prozedur, in der das Notfall-Ladedienst-Fahrzeug 100 die externe Leistung von der Versorgungsquelle (zum Beispiel die EVSE, ein anderes Elektrofahrzeug) empfängt. Mit Verweis auf 11 werden das Notfall-Ladedienst-Fahrzeug 100 und die externe Ausrüstung durch ein Hochspannungs-Schnellladekabel verbunden, um die externe Leistung von der Versorgungsquelle zu empfangen (Schritte S1110 und S1120). Und zwar wird die externe Leistung in der Reihenfolge des externen Kabels 510 → der Neutralpunkt-Zuführungseinheit C1 → der Schalter R4, R6 -> des Motor-Neutralpunktes 601 → des Leistungs-Controllers 130 → der Batterie 110 zugeführt. Alternativ fließt die Energie (Strom) in der Reihenfolge des externen Kabels 510 -> der Neutralpunkt-Zuführungseinheit C1 → der Schalter R4, R5 → der Batterie 110.
  • Die maximale externe Leistung der Versorgungsquelle wird mit der Batterieleistungsquelle des Notfall-Ladedienst-Fahrzeugs 100 verglichen (Schritt S1130). Als ein Ergebnis des Vergleichs kann, wenn die maximale externe Leistung niedriger als die Batterieleistungsquelle des Notfall-Ladedienst-Fahrzeugs 100 ist, der Motor 140 / der Leistungs-Controller 130 auch als ein Runtersetzwandler zum Laden der Batterie 100 betrieben werden (Schritt S1140).
  • Außerdem sind die Schritte des Verfahrens oder des Algorithmus, die bezüglich der hier offenbarten Ausführungsformen erläutert worden sind, als ein Programmbefehlformat implementiert, das durch vielfältige Computereinrichtungen durchgeführt werden kann, die in einem computer-lesbaren Medium aufzuzeichnen sind. Das computer-lesbare Medium kann einen Programm- (Befehl) Code, eine Datendatei, eine Datenstruktur etc. enthalten, separat oder eine Kombination davon.
  • Der Programm- (Befehl) Code, der in dem Medium aufgezeichnet ist, kann derjenige sein, der speziell entworfen oder ausgestaltet ist für die vorliegende Offenbarung, oder kann der bekannte und dem Fachmann der Computersoftware verfügbare sein. Beispiele des computer-lesbaren Mediums können magnetische Medien, so wie eine Festplatte, eine Floppy Disk und ein Magnetband, optische Medien, so wie eine CD-ROM, eine DVD und eine Blue-ray, und Halbleiterspeichervorrichtungen sein, die speziell ausgestaltet sind zum Speichern und Durchführen eines Programm- (Befehl) Codes, so wie ein ROM, ein RAM und ein Flash-Speicher.
  • Beispiele des Programm- (Befehl) Codes enthalten hier einen Code einer Sprache einer höheren Ebene, der durch einen Computer mit Verwendung eines Interpreters etc. ausgeführt werden kann, als auch einen Maschinensprachecode, der derartig wie durch einen Kompilierer produziert hergestellt ist. Die Hardwarevorrichtung kann ausgestaltet sein zum Arbeiten als ein oder mehrere Softwaremodule, um die Operation der vorliegenden Offenbarung durchzuführen, und umgekehrt.

Claims (10)

  1. Leistungsumwandlungsvorrichtung zum Laden einer Batterie eines Fahrzeugs, umfassend: die Batterie; einen Motor zum Empfangen einer Batterieleistungsquelle von der Batterie; einen Leistungs-Controller zum Steuern des Motors, um die Batterieleistungsquelle in Ladeleistung zu ändern; und einen Lade-Controller zum selektiven Durchführen einer Ladeleistungsversorgungssteuerung zum Liefern der Ladeleistung nach außen und einer Ladeleistungsempfangssteuerung zum Empfangen externer Leistung.
  2. Leistungsumwandlungsvorrichtung von Anspruch 1, wobei der Motor eine Neutralpunkt-Zuführungseinheit hat, die derart ausgestaltet ist, dass ein Neutralpunkt nach außen geführt wird, um als ein gekoppelter Induktor betriebsfähig zu sein.
  3. Leistungsumwandlungsvorrichtung von Anspruch 2, wobei die Neutralpunkt-Zuführungseinheit einen Sensor zum Erfassen der externen Leistung umfasst.
  4. Leistungsumwandlungsvorrichtung von Anspruch 2, wobei die Neutralpunkt-Zuführungseinheit ein Filter zum Filtern einer Welligkeit der Ladeleistung umfasst.
  5. Leistungsumwandlungsvorrichtung von Anspruch 1, mit einem Verbindungseinlassverbinder, der mit außen verbunden ist, um die Ladeleistung oder ein Steuersignal zu liefern.
  6. Leistungsumwandlungsvorrichtung von Anspruch 5, wobei der Verbindungseinlassverbinder einen ersten Anschluss zum Empfangen der externen Leistung, einen zweiten Anschluss zum Erfassen, ob oder ob nicht der Verbindungseinlassverbinder mit außen verbunden worden ist, und einen Signalverbindungsanschluss zum Übertragen/Empfangen des Steuersignals hat.
  7. Leistungsumwandlungsvorrichtung von Anspruch 1, mit ferner einer Anzeige zum Anzeigen einer Information über die Ladeleistung oder die externe Leistung, wobei die Ladeleistung durch eine Benutzereingabe gesetzt wird.
  8. Leistungsumwandlungsvorrichtung von Anspruch 1, wobei die Ladeleistung eine Spannung niedriger als die Batterieleistungsquelle ist und durch ein Pulsbreitenmodulation- (PWM) Tastverhältnis justiert wird.
  9. Leistungsumwandlungsvorrichtung von Anspruch 1, wobei der Lade-Controller eine Ladesteuereinheit zum Ausführen einer Ladeleistungsversorgungssteuerung und eine Entladesteuereinheit zum Ausführen einer Ladeleistungsempfangssteuerung umfasst.
  10. Verfahren zum Umwandeln von Leistung zum Laden einer Batterie eines Fahrzeugs, umfassend: Durchführen, durch einen Lade-Controller, einer Ladeleistungsversorgungssteuerung zum Liefern von Ladeleistung nach außen und einer Ladeleistungsempfangssteuerung zum Empfangen externer Leistung; Empfangen, durch einen Motor, einer Batterieleistungsquelle von der Batterie; und Steuern, durch einen Leistungs-Controller, des Motors, um die Batterieleistungsquelle in die Ladeleistung in Abhängigkeit von einer Steuerung des Lade-Controllers zu ändern.
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