Устройство электропитания, транспортное средство с электроприводом, включающее устройство электропитания, и способ управления устройством электропитания

Авторы патента:


Устройство электропитания, транспортное средство с электроприводом, включающее устройство электропитания, и способ управления устройством электропитания
Устройство электропитания, транспортное средство с электроприводом, включающее устройство электропитания, и способ управления устройством электропитания
Устройство электропитания, транспортное средство с электроприводом, включающее устройство электропитания, и способ управления устройством электропитания
Устройство электропитания, транспортное средство с электроприводом, включающее устройство электропитания, и способ управления устройством электропитания
Устройство электропитания, транспортное средство с электроприводом, включающее устройство электропитания, и способ управления устройством электропитания
Устройство электропитания, транспортное средство с электроприводом, включающее устройство электропитания, и способ управления устройством электропитания
Устройство электропитания, транспортное средство с электроприводом, включающее устройство электропитания, и способ управления устройством электропитания
Устройство электропитания, транспортное средство с электроприводом, включающее устройство электропитания, и способ управления устройством электропитания
Устройство электропитания, транспортное средство с электроприводом, включающее устройство электропитания, и способ управления устройством электропитания

 


Владельцы патента RU 2398687:

ТОЙОТА ДЗИДОСЯ КАБУСИКИ КАЙСЯ (JP)

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на транспорте. Техническим результатом является обеспечение точности обнаружения уменьшения сопротивления изоляции. Блок (60) ECU на основе напряжения (V) детектора (50) уменьшения сопротивления изоляции определяет, уменьшается ли сопротивление изоляции устройства (100) электропитания или нет. Когда нагрузка (80), внешняя по отношению к транспортному средству, не подключена к устройству (100) электропитания, блок (60) ECU устанавливает пороговое значение определения для определения уменьшения сопротивления изоляции, равного первому нормальному значению. С другой стороны, когда нагрузка (80), внешняя по отношению к транспортному средству, электрически подключена к устройству (100) электропитания, блок (60) ECU устанавливает пороговое значение определения равным второму значению, которое ниже первого значения, с учетом увеличения емкостной составляющей от конденсатора (С3, С4), конденсаторов (84), соединенных звездой. 3 н.п. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение касается устройства электропитания, встроенного в транспортное средство с электроприводом, транспортного средства с электроприводом, включающего устройство электропитания, и способа управления устройством электропитания, встроенного в транспортное средство с электроприводом.

Предшествующий уровень техники

Японская открыто доступная патентная заявка № 10-290529 раскрывает устройство электропитания, встроенное в электрическое транспортное средство. Устройство электропитания включает в себя батарею, систему электрических схем, таких как приводной двигатель и вспомогательный двигатель транспортного средства, питающийся энергией от батареи, схему инвертора генерирования промышленного переменного напряжения (AC), которая преобразует постоянное напряжение (DC) батареи в промышленное переменное напряжение для подачи на промышленную нагрузку источника электропитания, выключатель, предусмотренный между схемой инвертора и промышленной нагрузкой источника электропитания, и схему обнаружения тока утечки, которая обнаруживает ток замыкания на землю, ток, утекающий от батареи, чтобы обнаруживать ток утечки системы электрических схем.

В настоящем устройстве электропитания при обнаружении тока утечки схема обнаружения тока утечки останавливает схему инвертора и заставляет сработать выключатель, чтобы отключить энергию, подаваемую на промышленную нагрузку источника электропитания, без прерывания подачи энергии к системе электрических схем, таких как приводной двигатель и вспомогательный двигатель транспортного средства.

Благодаря действию емкостной составляющей промышленной нагрузки источника электропитания импеданс изменяется между случаем, когда промышленная нагрузка источника электропитания электрически подключена к устройству электропитания, и случаем, когда промышленная нагрузка источника электропитания не подключена к устройству электропитания. В вышеупомянутой японской открыто выложенной патентной заявке № 10-290529, однако, изменения импеданса за счет действия емкостной составляющей промышленной нагрузки источника электропитания не учитываются. Таким образом, снижение сопротивления изоляции устройства электропитания не может быть точно обнаружено.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение направлено на решение описанной выше проблемы. Задача настоящего изобретения состоит в обеспечении устройством электропитания, способным точно обнаруживать уменьшение сопротивления изоляции.

Дополнительно другая задача настоящего изобретения состоит в обеспечении транспортным средством с электроприводом, которое включает в себя устройство электропитания, способное точно обнаруживать уменьшение сопротивления изоляции.

Еще одна задача настоящего изобретения состоит в обеспечении способом управления устройством электропитания, способным точно обнаруживать уменьшение сопротивления изоляции.

В соответствии с настоящим изобретением устройство электропитания является встроенным в транспортное средство с электроприводом. Устройство электропитания включает в себя устройство накопления энергии, устройство преобразования электроэнергии и устройство обнаружения. Устройство преобразования электроэнергии выполнено с возможностью разрешения выполнения, по меньшей мере, одного из: подачи энергии от устройства накопления энергии к нагрузке, внешней по отношению к транспортному средству, и зарядки от нагрузки к устройству накопления энергии. Устройство обнаружения обнаруживает уменьшение сопротивления изоляции устройства электропитания. Когда нагрузка подключена к устройству преобразования электроэнергии, устройство обнаружения устанавливает пороговое значение определения для обнаружения уменьшения сопротивления изоляции на значение ниже, чем пороговое значение определения в неподключенном состоянии нагрузки к устройству преобразования электроэнергии.

Предпочтительно пороговое значение определения, когда нагрузка подключена к устройству преобразования электроэнергии, определяется на основании емкости нагрузки.

Предпочтительно когда нагрузка подключена к устройству преобразования электроэнергии, устройство обнаружения устанавливает период определения для определения уменьшения сопротивления изоляции на период короче, чем период определения в неподключенном состоянии.

Предпочтительно устройство электропитания дополнительно включает в себя блок отключения. Блок отключения отключает систему транспортного средства с электроприводом, когда обнаруживается уменьшение сопротивления изоляции в случае, когда нагрузка подключена к устройству преобразования электроэнергии.

Предпочтительно нагрузка включает в себя конденсатор, развязывающий линию. Конденсатор, развязывающий линию, подключается между землей и парой линии передачи электроэнергии, подключенной к устройству преобразования электроэнергии.

Предпочтительно устройство обнаружения включает в себя резистивный элемент, устройство генерирования напряжения, емкостной элемент, устройство обнаружения напряжения, блок установки и блок определения. Резистивный элемент имеет заданное значение сопротивления. Устройство генерации напряжения подключено между резистивным элементом и заземлением транспортного средства и генерирует напряжение с заданной частотой. Емкостной элемент подключен между резистивным элементом и линией электроэнергии устройства электропитания. Устройство обнаружения напряжения обнаруживает напряжение между резистивным элементом и емкостным элементом. Блок установки устанавливает пороговое значение определения. Блок определения определяет, что сопротивление изоляции уменьшилось, основываясь на напряжении, обнаруженном устройством обнаружения напряжения, и пороговом значении определения, установленном блоком установки.

Предпочтительно устройство преобразования электроэнергии включает в себя первый и второй электродвигатели переменного тока, первый и второй инверторы, устройство управления инвертором и соединительное устройство. Каждый из первого и второго электродвигателей переменного тока включает в себя соединенные звездой многофазные обмотки в качестве обмоток статора. Первый и второй инверторы предусмотрены соответствующим образом первому и второму электродвигателям переменного тока соответственно и передают и принимают электроэнергию к и от устройства накопления энергии. Устройство управления инверторами управляет первым и вторым инверторами. Соединительное устройство предусмотрено для подключения нагрузки к нейтральной точке многофазной обмотки, когда выполняется одно из: подача энергии от устройства накопления энергии к нагрузке и зарядка от нагрузки к устройству накопления энергии.

В соответствии с настоящим изобретением транспортное средство с электроприводом включает в себя любое из описанных выше устройств электропитания.

Дополнительно в соответствии с настоящим изобретением способ управления устройством электропитания соответствует способу управления устройством электропитания, встроенным в транспортное средство с электроприводом. Устройство электропитания включает в себя устройство накопления энергии, устройство преобразования электроэнергии и устройство обнаружения. Устройство преобразования электроэнергии выполнено с возможностью, по меньшей мере, одного из: подачи энергии от устройства накопления энергии к нагрузке, внешней для транспортного средства, и зарядки от нагрузки к устройству накопления энергии. Устройство обнаружения обнаруживает уменьшение сопротивления изоляции устройства электропитания. Способ управления устройством электропитания включает в себя первый и второй этапы. На первом этапе определяется, подключена или нет нагрузка к устройству преобразования электроэнергии. На втором этапе, если определено, что нагрузка подключена к устройству преобразования электроэнергии, пороговое значение определения для определения уменьшения сопротивления изоляции устанавливается на значение меньше, чем пороговое значение определения при неподключенном состоянии нагрузки к устройству преобразования электроэнергии.

Предпочтительно пороговое значение определения, когда нагрузка подключена к устройству преобразования электроэнергии, определяется на основании емкости нагрузки.

Предпочтительно способ управления устройством электропитания дополнительно включает в себя третий этап. На третьем этапе, если определено, что нагрузка подключена к устройству преобразования электроэнергии, период определения для определения уменьшения сопротивления изоляции устанавливается на период короче, чем период определения в неподключенном состоянии.

Предпочтительно способ управления устройством электропитания дополнительно включает в себя четвертый этап. На четвертом этапе, если устройство обнаружения обнаруживает уменьшение сопротивления изоляции, в случае, когда нагрузка подключена к устройству преобразования электроэнергии, система транспортного средства с электроприводом отключается.

В настоящем изобретении, когда нагрузка, внешняя по отношению к транспортному средству, не подключена к устройству преобразования электроэнергии, уменьшение сопротивления изоляции обнаруживается на основании обычного порогового значения определения. Когда нагрузка подключена к устройству преобразования электроэнергии, то, с учетом уменьшения импеданса за счет добавления емкостной составляющей нагрузки, пороговое значение определения устанавливается на значение меньшее, чем пороговое значение определения в неподключенном состоянии, чтобы обнаруживать уменьшение сопротивления изоляции.

Поэтому в соответствии с настоящим изобретением уменьшение сопротивления изоляции может быть точно обнаружено.

Дополнительно, в настоящем изобретении, когда нагрузка подключена к устройству преобразования электроэнергии, период определения для определения уменьшения сопротивления изоляции устанавливается на период короче, чем период определения в неподключенном состоянии.

Поэтому в соответствии с настоящим изобретением, в случае, когда происходит неисправность, включающая в себя уменьшение сопротивления изоляции, когда к устройству преобразования электроэнергии подключена нагрузка, неисправность может быть обнаружена на раннем этапе.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - общая блок-схема устройства электропитания, соответствующая первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 - показана схема с эквивалентной нулевой фазой инверторов и двигатель-генераторов, показанных на фиг.1.

Фиг.3 - показана конструкция детектора уменьшения сопротивления изоляции, показанного на фиг.1.

Фиг.4 - диаграмма, иллюстрирующая механизм обнаружения сопротивления изоляции детектором уменьшения сопротивления изоляции, показанным на фиг.3.

Фиг.5 - диаграмма, иллюстрирующая концепцию установки порогового значения определения для определения уменьшения сопротивления изоляции на основании напряжении от детектора уменьшения сопротивления изоляции, показанного на фиг.3.

Фиг.6 - блок-схема относительно управления определением неисправности сопротивления изоляции электронным блоком управления (ECU), показанным на фиг.1.

Фиг.7 - показаны изменения во времени обнаруженного пикового значения во время работы транспортного средства, к которому не подключена нагрузка, внешняя для транспортного средства.

Фиг.8 - показаны изменения во времени обнаруженного пикового значения в случае, когда нагрузка, внешняя для транспортного средства, электрически подключена.

Фиг.9 - блок-схема относительно управления определением неисправности сопротивления изоляции блоком ECU во втором варианте осуществления.

Наилучшие способы осуществления изобретения

Варианты осуществления настоящего изобретения будут в дальнейшем описаны подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых одни и те же или соответствующие компоненты обозначаются одними и теми же ссылочными обозначениями и описание которых не повторяется.

Первый вариант осуществления

На фиг.1 показана полная блок-схема устройства электропитания, соответствующего первому варианту осуществления настоящего изобретения. Со ссылкой на фиг.1 устройство 100 электропитания включает в себя устройство В накопления энергии, сглаживающий конденсатор C, инверторы 10 и 20, двигатель-генераторы MG1 и MG2, линию PL электропитания и линию SL заземления. Устройство 100 электропитания также включает в себя линии ACL1 и ACL2 переменного тока, релейную схему 30, разъем 40, детектор 50 уменьшения сопротивления изоляции и электронный 60 блок управления (также упоминаемый в дальнейшем как ("ECU")).

Устройство 100 электропитания встроено в гибридное транспортное средство. Двигатель-генератор MG1 встроен в гибридное транспортное средство и выполняет одно из: работает как электродвигатель, способный запускать двигатель (не показан), и работает как электрический генератор, приводимый в действие двигателем. Двигатель-генератор MG2 встроен в гибридное транспортное средство как электродвигатель, приводящий в движение ведущие колеса гибридного транспортного средства (не показано).

Гибридное транспортное средство, включающее в себя устройство 100 электропитания, может быть последовательного/параллельного типа, которое способно разделять мощность двигателя с помощью механизма деления мощности для передачи к оси и к двигатель-генератору MG1, и может быть последовательного типа, когда двигатель используется только для привода двигатель-генератора MG1, и движущая сила оси создается только двигатель-генератором MG2, используя электроэнергию, генерируемую двигатель-генератором MG1.

Положительный электрод устройства B накопления энергии подключается к линии PL электропитания. Отрицательный электрод устройства В накопления энергии подключается к линии SL заземления. Сглаживающий конденсатор C подключается между линией PL электропитания и линией SL заземления. Детектор 50 уменьшения сопротивления изоляции подключается между линией SL заземления и заземлением 70 корпуса транспортного средства.

Инвертор 10 включает в себя плечо 12 фазы U, плечо 14 фазы V и плечо 16 фазы W. Плечо 12 фазы U, плечо 14 фазы V и плечо 16 фазы W подключены параллельно между линией PL электропитания и линией SL заземления. Плечо 12 фазы U образуется силовыми транзисторами Q11 и Q12, соединенными последовательно, плечо 14 фазы V образуется силовыми транзисторами Q13 и Q14, соединенными последовательно, и плечо 16 фазы W образуется силовыми транзисторами Q15 и Q16, соединенными последовательно. Диоды D11-D16 подключены между коллектором и эмиттером каждого из силовых транзисторов Q11-Q16 соответственно, заставляя ток протекать от стороны эмиттера к стороне коллектора.

Инвертор 20 включает в себя плечо 22 фазы U, плечо 24 фазы V и плечо 26 фазы W. Плечо 22 фазы U, плечо 24 фазы V и плечо 26 фазы W соединены параллельно между линией PL электропитания и линией SL заземления. Плечо 22 фазы U образуется силовыми транзисторами Q21 и Q22, соединенными последовательно, плечо 24 фазы V образуется силовыми транзисторами Q23 и Q24, соединенными последовательно, и плечо 26 фазы W образуется силовыми транзисторами Q25 и Q26, соединенными последовательно. Диоды D21-D26 подключены между коллектором и эмиттером каждого из силовых транзисторов Q21-Q26 соответственно, заставляя ток протекать от стороны эмиттера к стороне коллектора.

Двигатель-генератор MG1 включает в себя соединенную звездой трехфазную обмотку 2 в качестве обмотки статора. Каждая из обмоток фаз U, V и W, образующих трехфазную обмотку 2, имеет один конец, подключенный с каждой другой, чтобы образовать нейтральную точку N1, и соответствующие другие концы обмоток фаз U, V и W подсоединены к соответствующим плечам инвертора 10 соответственно. Двигатель-генератор MG2 включает в себя соединенную звездой трехфазную обмотку 4 в качестве обмотки статора. У каждой из обмоток фаз U, V и W, образующих трехфазную обмотку 4, имеется один конец, подключенный с каждой другой, чтобы образовать нейтральную точку N2, и соответствующие другие концы обмоток фаз U, V и W подключены к соответствующим плечам инвертора 20 соответственно.

Релейная схема 30 включает в себя реле RY1 и RY2. Реле RY1 имеет один конец, подключенный через линию ACL1 переменного тока к нейтральной точке N1 трехфазной обмотки 2 двигатель-генератора MG1, и другой конец, подключенный к разъему 40. Реле RY2 имеет один конец, подключенный через линию ACL2 переменного тока к нейтральной точке N2 трехфазной обмотки 4 двигатель-генератора MG2, и другой конец, подключенный к разъему 40.

Во время передачи и приема электроэнергии между устройством 100 электропитания и нагрузкой 80, внешней по отношению к транспортному средству, разъем 82 нагрузки 80, внешней по отношению к транспортному средству, подключен к разъему 40. Нагрузкой 80, внешней по отношению к транспортному средству, является, например, бытовая нагрузка промышленного источника электропитания, и она подключена к разъему 82 через линии EL1 и EL2 электропитания.

Соединенный звездой конденсатор 84 подключен к линиям EL1 и EL2 электропитания. Соединенный звездой конденсатор 84 включает в себя конденсаторы C3 и C4. Конденсатор C3 подключен между линией EL1 электропитания и заземлением 86. Конденсатор C4 подключен между линией EL2 электропитания и заземлением 86. Соединенный звездой конденсатор 84 предусмотрен в качестве фильтра для удаления синфазного шума на линиях EL1 и EL2 электропитания.

Устройство B накопления энергии является источником электропитания постоянного тока и образуется, например, водородно-никелевой или ионно-литиевой батареей. Устройство B накопления энергии генерирует и выводит постоянное напряжение линии PL электропитания, а также заряжается выходным постоянным напряжением, по меньшей мере, от одного из инверторов 10 и 20. Следует отметить, что в качестве устройства B накопления энергии может использоваться конденсатор большой емкости.

Емкость C1 показывает емкость между линией PL электропитания и заземлением 70 корпуса. Емкость C2 показывает емкость между линией SL заземления и заземлением 70 корпуса. Сглаживающий конденсатор C сглаживает колебания напряжения между линией PL электропитания и линией SL заземления.

Инвертор 10 на основании сигнала PWM1 от блока 60 ECU преобразует постоянное напряжение, получаемое от линии PL электропитания, в трехфазное переменное напряжение и выводит преобразованное трехфазное переменное напряжение на двигатель-генератор MG1. Инвертор 10 также преобразует трехфазное переменное напряжение, генерируемое двигатель-генератором MG1, получающим выходную мощность от двигателя, в постоянное напряжение на основании сигнала PWM1 от блока 60 ECU и выводит преобразованное постоянное напряжение на линию PL электропитания.

Когда активизируется команда вывода переменного напряжения ACOUT, принимаемая блоком 60 ECU от внешнего блока ECU (не показан), инвертор 10 на основании сигнала PWM1 от блока 60 ECU управляет потенциалом нейтральной точки N1, так чтобы генерировать промышленное переменное напряжение между нейтральными точками N1 и N2 трехфазных обмоток 2 и 4 двигатель-генераторов MG1 и MG2.

Кроме того, когда активируется команда ACIN ввода переменного напряжения, принятая блоком ECU 60 от внешнего блока ECU, инвертор 10 на основании сигнала PWM1 от блока 60 ECU выпрямляет промышленное переменное напряжение, приложенное к нейтральной точке N1 от нагрузки 80, внешней по отношению к транспортному средству, и выводит напряжение на линию PL электропитания.

Инвертор 20 на основании сигнала PWM2 от блока 60 ECU преобразует постоянное напряжение, полученное от линии PL передачи электроэнергии, в трехфазное переменное напряжение и выводит преобразованное трехфазное переменное напряжение на двигатель-генератор MG2. Во время рекуперативного торможения транспортного средства инвертор 20 также на основании сигнала PWM2 от блока 60 ECU преобразует трехфазное переменное напряжение, генерированное двигатель-генератором MG2, в постоянное напряжение и выводит преобразованное постоянное напряжение на линию PL электропитания.

Когда активируется команда вывода переменного напряжения ACOUT, принятая блоком 60 ECU от внешнего блока ECU, инвертор 20 на основании сигнала PWM2 от блока 60 ECU управляет потенциалом нейтральной точки N2 так, чтобы генерировать промышленное переменное напряжение между нейтральными точками N1 и N2 трехфазных обмоток 2 и 4 двигатель-генераторов MG1 и MG2.

Кроме того, когда активируется команда ACIN ввода переменного напряжения, принятая блоком ECU 60 от внешнего блока ECU, инвертор 20 на основании сигнала PWM2 от блока 60 ECU выпрямляет промышленное переменное напряжение, приложенное к нейтральной точке N2 от нагрузки 80, внешней по отношению к транспортному средству, и выводит напряжение на линию PL электропитания.

Двигатель-генераторы MG1 и MG2 являются трехфазными электродвигателями переменного тока и включают в себя, например, трехфазные синхронные электрические генераторы переменного тока. Двигатель-генератор MG1 использует выходную мощность двигателя для генерирования трехфазного переменного напряжения и выводит генерированное трехфазное переменное напряжение на инвертор 10. Двигатель-генератор MG1 также создает движущую силу с помощью трехфазного переменного напряжения, получаемого от инвертора 10, для запуска двигателя. Двигатель-генератор MG2 создает движущий вращающий момент транспортного средства с помощью переменного напряжения, получаемого от инвертора 20. Во время рекуперативного торможения транспортного средства двигатель-генератор MG2 генерирует и выводит на инвертор 20 трехфазное переменное напряжение.

Релейная схема 30 подключает/отключает линии ACL1 и ACL2 переменного тока к/от разъема 40 в соответствии с сигналом EN разрешения от блока 60 ECU. Конкретно, когда релейная схема 30 принимает сигнал EN разрешения с уровнем H (высокий уровень логического сигнала) от блока 60 ECU, реле RY1 и RY2 переключаются, чтобы электрически подключить линии ACL1 и ACL2 переменного тока к разъему 40. Когда релейная схема 30 принимает сигнал EN разрешения с уровнем L (низкий уровень логического сигнала) от блока 60 ECU, реле RY1 и RY2 переключаются, чтобы электрически отключить линии ACL1 и ACL2 переменного тока от разъема 40.

Разъем 40 является выводом для подключения нагрузки 80, внешней по отношению к транспортному средству, к нейтральным точкам N1 и N2. Во время передачи и приема электроэнергии между устройством 100 электропитания и нагрузкой 80, внешней по отношению к транспортному средству, разъем 82 нагрузки 80, внешней по отношению к транспортному средству, подключен к разъему 40. Когда разъем 82 подключен к разъему 40, разъем 40 выводит сигнал CT уровня H на блок 60 ECU.

Детектор 50 уменьшения сопротивления изоляции является устройством обнаружения уменьшения сопротивления изоляции устройства 100 электропитания. Детектор 50 уменьшения сопротивления изоляции прикладывает напряжение прямоугольной формы с заданной частотой к линии SL заземления и генерирует напряжение V, которое уменьшается с уменьшением сопротивления изоляции, для вывода напряжения на блок 60 ECU, как описано ниже. Конфигурация детектора 50 уменьшения сопротивления изоляции будет описана ниже.

Блок 60 ECU генерирует сигнал PWM1 для привода двигатель-генератора MG1 на основании напряжения на линии PL электропитания и тока двигателя и значения команды вращающего момента двигатель-генератора MG1 и выводит генерированный сигнал PWM1 на инвертор 10. Кроме того, блок 60 ECU генерирует сигнал PWM2 для движущегося двигатель-генератора MG2 на основании напряжения линии PL электропитания и тока двигателя и значения команды вращающего момента двигатель-генератора MG2 и выводит генерированный сигнал PWM2 на инвертор 20.

Следует отметить, что напряжение линии PL электропитания обнаруживается датчиком напряжения (не показан), и двигательные токи двигатель-генераторов MG1 и MG2 обнаруживаются датчиком тока (не показан). Значения команд вращающего момента двигатель-генераторов MG1 и MG2 вычисляются внешним блоком ECU на основании положения педали акселератора, величины ступенчатого торможения педали тормоза, состояния заряда устройства накопления энергии и т.п.

Если команда ACOUT вывода переменного напряжения или команда ACIN ввода переменного напряжения активизируется, когда сигнал CT имеет уровень H, блок 60 ECU генерирует и выводит сигнал разрешения EN с уровнем H на релейную схему 30. Команда ACOUT вывода переменного напряжения активируется в течение режима подачи энергии, в котором промышленное переменное напряжение генерируется между нейтральными точками N1 и N2 трехфазных обмоток 2 и 4 двигатель-генераторов MG1 и MG2 и подается на нагрузку 80, внешнюю по отношению к транспортному средству. Команда ACIN ввода переменного напряжения активируется во время режима зарядки, в котором промышленное переменное напряжение, приложенное к нейтральным точкам N1 и N2 со стороны нагрузки 80, внешней по отношению к транспортному средству, используется для зарядки устройства B накопления энергии.

Если команда ACOUT вывода переменного напряжения активирована, когда сигнал CT имеет уровень H и блок 60 ECU выводит сигнал EN разрешения уровня H на релейную схему 30 соответственно, блок 60 ECU 60 генерирует сигналы PWM1 и PWM2 так, чтобы генерировать промышленное переменное напряжение в нейтральных точках N1 и N2, и выводит сгенерированные сигналы PWM1 и PWM2 на инверторы 10 и 20 соответственно.

Если команда ACIN ввода переменного напряжения активирована, когда сигнал CT имеет уровень H и блок 60 ECU выводит сигнал EN разрешения уровня H на релейную схему 30 соответственно, блок 60 ECU генерирует сигналы PWM1 и PWM2, чтобы выпрямить промышленное переменное напряжение, приложенное к нейтральным точкам N1 и N2 от нагрузки 80, внешней по отношению к транспортному средству, чтобы заряжать устройство B накопления энергии. Блок 60 ECU 60 затем выводит сгенерированные сигналы PWM1 и PWM2 на инверторы 10 и 20 соответственно.

Кроме того, блок 60 ECU использует способ, описанный ниже, для определения, уменьшается или нет сопротивление изоляции устройства 100 электропитания, основываясь на пиковом значении напряжения V от детектора 50 снижения сопротивления изоляции. Блок 60 ECU выбирает соответствующее пороговое значение определения для определения, что сопротивление изоляции уменьшилось, в зависимости от того, подключена или нет электрически нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, к устройству 100 электропитания. Конкретно, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, не подключена к устройству 100 электропитания, блок 60 ECU устанавливает пороговое значение определения равным Wth1. С другой стороны, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, электрически подключена к устройству 100 электропитания, блок 60 ECU устанавливает пороговое значение определения равным Wth2, которое ниже, чем Wth1.

Если блок 60 ECU определяет, что сопротивление изоляции уменьшается, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, не подключена к устройству 100 электропитания, блок 60 ECU изменяет режим привода транспортного средства с обычного режима на защищенный режим привода. Следует отметить, что защищенный режим привода соответствует режиму привода, при котором следующий запуск системы транспортного средства запрещается.

Кроме того, если блок 60 ECU определяет, что сопротивление изоляции уменьшается, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, подключена к устройству 100 электропитания, блок 60 ECU немедленно отключает систему транспортного средства, включающую в себя устройство 100 электропитания.

На фиг.2 показана схема с эквивалентной нулевой фазой инверторов 10, 20 и двигатель-генераторов MG1, MG2, показанных на фиг.1. В каждом из инверторов 10 и 20, которые являются трехфазными инверторами, имеются восемь различных моделей комбинаций, в которых шесть транзисторов включаются/выключаются. В каждом из двух из восьми моделей переключения межфазное напряжение равно нулю, и такое состояние напряжения упоминается как вектор с нулевым напряжением. Для вектора с нулевым напряжением три транзистора каждого верхнего плеча могут рассматриваться как находящиеся в одном и том же состоянии переключения (все включены или все выключены), и три транзистора каждого нижнего плеча могут также рассматриваться как находящиеся в одном и том же состоянии переключения. Таким образом, на фиг.2 три транзистора каждого верхнего плеча инвертора 10 все вместе представляются как верхнее плечо 10A, а три транзистора каждого нижнего плеча инвертора 10 все вместе представляются как нижнее плечо 10B. Точно так же три транзистора каждого верхнего плеча инвертора 20 все вместе представляются как верхнее плечо 20A, а три транзистора каждого нижнего плеча инвертора 20 все вместе представляются как нижнее плечо 20B.

Как показано на фиг.2, эта схема с эквивалентной нулевой фазой может рассматриваться как однофазный инвертор на основе широтно-импульсной модуляции (PWM), который использует постоянное напряжение, подаваемое по линии PL электропитания, чтобы генерировать однофазное переменное напряжение между нейтральными точками N1 и N2. Эта схема с эквивалентной нулевой фазой может также рассматриваться как однофазный преобразователь на основе PWM, для которого однофазное промышленное переменное напряжение, подаваемое на нейтральные точки N1 и N2 через линии переменного напряжения ACL1 и ACL2, является входным. Таким образом, изменяя вектор нулевого напряжения в каждом из инверторов 10 и 20 и выполняя управление переключения инверторов 10 и 20 так, что каждый из инверторов 10 и 20 работает как фазовое плечо однофазного инвертора на основе PWM или однофазного преобразователя на основе PWM, становится возможным преобразовывать энергию постоянного тока линии PL электропитания в энергию переменного тока, чтобы выводить ее от разъема 40, и также возможно преобразовывать промышленную входную электроэнергию переменного тока, подведенную от разъема 40, в энергию постоянного тока для ее вывода в линию PL электропитания.

На фиг.3 показана конструкция детектора 50 уменьшения сопротивления изоляции, показанного на фиг.1. Со ссылкой на фиг.3 детектор 50 уменьшения сопротивления изоляции включает в себя генератор 52 прямоугольных сигналов, резистивный элемент RD, конденсатор CD и датчик 54 напряжения.

Генератор 52 прямоугольных сигналов имеет один конец, подключенный к заземлению 70 корпуса, и другой конец, подключенный к резистивному элементу RD. Резистивный элемент RD имеет один конец, подключенный к генератору 52 прямоугольных сигналов, и другой конец, подключенный к конденсатору CD. Конденсатор CD имеет один конец, подключенный к резистивному элементу RD, и другой конец, подключенный к линии SL заземления.

Генератор 52 прямоугольных сигналов генерирует напряжение прямоугольной формы с низким напряжением (например, небольшим напряжением) и низкой частотой (например, небольшой частотой) и выводит сгенерированное напряжение на резистивный элемент RD. Датчик 54 напряжения обнаруживает напряжение V между резистивным элементом RD и конденсатором CD и выводит обнаруженное напряжение V на блок 60 ECU (не показан).

На фиг.4 показана схема для иллюстрации механизма обнаружения сопротивления изоляции детектором 50 уменьшения сопротивления изоляции, показанным на фиг.3. Со ссылкой на фиг.4, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, не подключена к устройству 100 электропитания, система 90, для которой выполняется обнаружение, включает в себя устройство 100 электропитания. Когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, электрически подключена к устройству 100 электропитания, система 90, для которой выполняется обнаружение, включает в себя устройство 100 электропитания и нагрузку 80, внешнюю по отношению к транспортному средству, как единое целое.

Резистивная составляющая RT системы 90, для которой выполняется обнаружение, показывает сопротивление изоляции устройства 100 электропитания. Когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, не подключена к устройству 100 электропитания, емкостная составляющая CT системы 90, для которой выполняется обнаружение, содержит емкости C1 и емкости C2, показанные на фиг.1. Когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, электрически подключена к устройству 100 электропитания, емкостная составляющая CT включает в себя сумму емкостей C1, C2 и емкостей конденсаторов C3, C4, включенных в соединенный звездой конденсатор 84.

Генератор 52 прямоугольных сигналов детектора 50 уменьшения сопротивления изоляции генерирует напряжение прямоугольной формы с низким напряжением и низкой частотой и подает генерированное напряжение в систему 90, для которой выполняется обнаружение, через резистивный элемент RD и конденсатор CD. Резистивная составляющая RT, показывающая сопротивление изоляции, уменьшается, что заставляет импеданс системы 90, для которой выполняется обнаружение, уменьшаться, приводя в результате к уменьшению напряжения V между резистивным элементом RD и системой 90, для которой выполняется обнаружение. Следовательно, уменьшение сопротивления изоляции может быть обнаружено на основании напряжения V.

Однако импеданс системы 90, для которой выполняется обнаружение, изменяется в зависимости от емкостной составляющей CT. Конкретно, в состоянии, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, электрически подключена к устройству 100 электропитания, емкостная составляющая CT увеличивается на величину емкости конденсаторов C3 и C4, содержащихся в соединенном звездой конденсаторе 84. Следовательно, в случае, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, электрически подключена к устройству 100 электропитания, импеданс системы 90, для которой выполняется обнаружение, будет ниже, чем когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, не подключена. Поэтому в случае, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, электрически подключена к устройству 100 электропитания, напряжение V будет ниже, чем в неподключенном состоянии, даже без изменений сопротивления изоляции (резистивная составляющая RT).

Таким образом, в первом варианте осуществления в случае, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, электрически подключена к устройству 100 электропитания, при обнаружении уменьшения сопротивления изоляции, основанном на напряжении V детектора 50 уменьшения сопротивления изоляции, пороговое значение определения для основанного на напряжении V определения, что сопротивление изоляции уменьшается, устанавливается меньшего значения, чем в неподключенном состоянии. Это позволяет точно обнаруживать уменьшение сопротивления изоляции.

На фиг.5 показан график, иллюстрирующий концепцию установки порогового значения определения для основанного на напряжении V определения уменьшения сопротивления изоляции детектором 50 уменьшения сопротивления изоляции, показанным на фиг.3. Со ссылкой на фиг.5 по горизонтальной оси указывают сопротивление изоляции устройства 100 электропитания, а по вертикальной оси указывают пиковое значение напряжения V детектора 50 уменьшения сопротивления изоляции (в дальнейшем упоминаемое как "обнаруженное пиковое значение"). Кривая k1 показывает зависимость между сопротивлением изоляции и обнаруженным пиковым значением, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, не подключена к устройству 100 электропитания, и кривая k2 показывает зависимость между сопротивлением изоляции и обнаруженным пиковым значением, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, электрически подключена к устройству 100 электропитания. Как описано выше, благодаря действию, оказываемому конденсаторами C3 и C4 соединенного звездой конденсатора 84, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, электрически подключена к устройству 100 электропитания, обнаруженное пиковое значение (кривая k2) будет меньше, чем обнаруженное пиковое значение (кривая k1), когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, не подключена к устройству 100 электропитания.

Если обнаружение неисправности желательно, когда сопротивление изоляции ниже R1, пороговое значение определения обнаруженного пикового значения, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, не подключена к устройству 100 электропитания, устанавливается равным Wth1, основываясь на кривой k1.

Однако если это пороговое значение Wth1 определения используется, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, электрически подключена к устройству 100 электропитания, обнаружение неисправности происходит, когда сопротивление изоляции меньше, чем R2, которое больше, чем R1, основываясь на кривой k2. Это позволяет вовремя производить обнаружение неисправности.

Таким образом, пороговое значение определения обнаруженного пикового значения, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, электрически подключена к устройству 100 электропитания, устанавливается на Wth2, соответствующее сопротивлению R1 изоляции, основанному на кривой k2. Это позволяет точно обнаруживать уменьшение сопротивления изоляции, даже когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, электрически подключена к устройству 100 электропитания.

Следует отметить, что кривая k2 может быть определена на основании конденсаторов C3 и C4 соединенного звездой конденсатора 84 со ссылкой на кривую k1. Поэтому пороговое значение Wth2 определения обнаруженного пикового значения, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, электрически подключена к устройству 100 электропитания, может быть определено, основываясь на конденсаторах C3 и C4 соединенного звездой конденсатора 84.

На фиг.6 показана блок-схема относительно управления определением неисправности сопротивления изоляции блоком 60 ECU, показанным на фиг.1. Следует отметить, что процесс, показанный на этой блок-схеме, вызывается из основной программы и выполняется с регулярными временными интервалами или каждый раз, когда удовлетворяется заданное условие.

Со ссылкой на фиг.6 блок 60 ECU на основании сигнала CT от разъема 40 определяет, подключен или нет разъем 82 нагрузки 80, внешней по отношению к транспортному средству, к разъему 40 (этап S10). Если блок 60 ECU определяет, что сигнал CT имеет уровень L и разъем 82 нагрузки 80, внешней по отношению к транспортному средству, не подключен к разъему 40 (НЕТ на этапе S10), блок 60 ECU устанавливает пороговое значение определения обнаруженного пикового значения равным Wth1 для определения, что сопротивление изоляции уменьшилось (этап S20).

Блок 60 ECU определяет, меньше или нет обнаруженное пиковое значение, вычисленное на основании напряжения V от детектора 50 уменьшения сопротивления изоляции, чем пороговое значение Wth1 определения (этап S30). Если блок 60 ECU определяет, что обнаруженное пиковое значение меньше, чем пороговое значение Wth1 определения (ДА на этапе S30), блок 60 ECU определяет, что сопротивление изоляции уменьшается и изменяет режим привода с обычного режима на защищенный режим привода (этап S40).

На этапе S30, если определено, что обнаруженное пиковое значение не меньше, чем пороговое значение Wth1 определения (НЕТ на этапе S30), блок 60 ECU определяет, что нет уменьшения сопротивления изоляции, и прекращает ряд процессов без изменения режима привода на защищенный режим привода.

С другой стороны, на этапе S10, если определено, что сигнал CT имеет уровень H и разъем 82 нагрузки 80, внешней по отношению к транспортному средству, подключен к разъему 40 (ДА на этапе S10), блок 60 ECU устанавливает пороговое значение определения обнаруженного пикового значения для определения уменьшения сопротивления изоляции, равным Wth2, которое ниже, чем Wth1 (этап S50).

Блок 60 ECU определяет, меньше или нет обнаруженное пиковое значение, чем пороговое значение Wth2 определения (этап S60). Если блок 60 ECU определяет, что обнаруженное пиковое значение меньше порогового значения Wth2 определения (ДА на этапе S60), блок 60 ECU принимает решение, что сопротивление изоляции уменьшилось, и отключает систему транспортного средства (этап S70).

С другой стороны, на этапе S60, если определено, что обнаруженное пиковое значение не меньше порогового значения Wth2 определения (НЕТ на этапе S60), блок 60 ECU определяет, что нет уменьшения сопротивления изоляции, и прекращает ряд процессов без отключения системы транспортного средства.

Как описано выше, в первом варианте осуществления, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, не подключена к устройству 100 электропитания, уменьшение сопротивления изоляции обнаруживается на основании порогового значения Wth1 определения. Когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, электрически подключена к устройству 100 электропитания, уменьшение импеданса из-за добавления конденсаторов C3 и C4 соединенного звездой конденсатора 84 учитывается при обнаружении уменьшения сопротивления изоляции, основанном на пороговом значении Wth2 определения, которое ниже, чем пороговое значение Wth1 определения. Поэтому в соответствии с первым вариантом осуществления уменьшение сопротивления изоляции может быть обнаружено точно.

Кроме того, нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, электрически подключена к нейтральным точкам N1 и N2 двигатель-генераторов MG1 и MG2, и каждый из инверторов 10 и 20 работает как однофазный инвертор на основе PWM или однофазный преобразователь на основе PWM, чтобы таким образом осуществлять передачу и прием электроэнергии между устройством 100 электропитания и нагрузкой 80, внешней по отношению к транспортному средству. Следовательно, нет необходимости в инверторе и преобразователе, которые используются исключительно для передачи и приема электроэнергии между устройством 100 электропитания и нагрузкой 80, внешней по отношению к транспортному средству.

Второй вариант осуществления

Во время работы транспортного средства (то есть в состоянии, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, не подключена к устройству 100 электропитания), устройство B накопления энергии часто заряжается и разряжается и напряжение V детектора 50 уменьшения сопротивления изоляции соответственно изменяется. С другой стороны, во время передачи и приема электроэнергии между устройством 100 электропитания и нагрузкой 80, внешней по отношению к транспортному средству (то есть в состоянии, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, подключена к устройству 100 электропитания), устройство B накопления энергии заряжается и разряжается не так часто, как во время работы транспортного средства. Поэтому напряжение V стабильно.

Таким образом, во втором варианте осуществления, чтобы предотвратить ошибочное обнаружение в результате изменений напряжения V, уменьшение сопротивления изоляции определяется, когда уменьшение обнаруженного пикового значения продолжается в течение заранее заданного периода времени. Когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, электрически подключена к устройству 100 электропитания, обнаруженное пиковое значение стабильно. Поэтому период определения для определения уменьшения сопротивления изоляции устанавливается на период короче, чем при неподключенном состоянии.

Общая конструкция устройства электропитания, соответствующего второму варианту осуществления, является таким же, как для устройства 100 электропитания, соответствующего первому варианту осуществления, показанному на фиг.1.

На фиг.7 показаны изменения во времени обнаруженного пикового значения во время работы транспортного средства, к которому нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, не подключена. Со ссылкой на фиг.7, во время работы транспортного средства устройство B накопления энергии часто заряжается и разряжается в зависимости от состояния работы, и напряжение устройства В накопления соответственно изменяется. Поскольку детектор 50 уменьшения сопротивления изоляции подключен к линии SL заземления, к которой подключен отрицательный электрод устройства B накопления энергии, напряжение V детектора 50 уменьшения сопротивления изоляции также изменяется в соответствии с изменениями напряжения устройства B накопления энергии, и обнаруженное пиковое значение изменяется, как показано на фиг.7.

Таким образом, во втором варианте осуществления, в случае, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, не подключена к устройству 100 электропитания, когда обнаруженное пиковое значение меньше, чем пороговое значение Wth1 определения, в течение периода определения ΔT1 определяется, что сопротивление изоляции уменьшилось.

На фиг.8 показаны изменения во времени обнаруженного пикового значения в случае, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, электрически подключена. Со ссылкой на фиг.8, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, электрически подключена, устройство B накопления энергии не часто заряжается и разряжается, как во время работы транспортного средства. Поэтому напряжение устройства B накопления энергии стабильно, и, следовательно, обнаруженное пиковое значение также стабильно.

Таким образом, в случае, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, электрически подключена к устройству 100 электропитания, когда обнаруженное пиковое значение меньше порогового значения Wth2 в течение периода ΔТ2 определения, который короче вышеупомянутого периода ΔТ1 определения в неподключенном состоянии, определяется, что сопротивление изоляции уменьшилось. Это приводит в результате к уменьшению периода, требующегося для обнаружения неисправности, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, электрически подключена к устройству 100 электропитания.

На фиг.9 показана блок-схема относительно управления определением неисправности сопротивления изоляции блоком 60 ECU во втором варианте осуществления. Следует отметить, что процесс, показанный на этой блок-схеме, вызывается из основной программы и выполняется с регулярными временными интервалами или каждый раз, когда удовлетворяется заданное условие.

Со ссылкой на фиг.9 эта блок-схема по сравнению с блок-схемой, показанной на фиг.6, включает в себя дополнительные этапы S25 и S55 и дополнительно включает в себя этапы S35 и S65 вместо этапов S30 и S60 соответственно. На этапе S20, когда пороговое значение определения обнаруженного пикового значения для определения уменьшения сопротивления изоляции установлено равным Wth1, блок 60 ECU устанавливает период определения равным ΔT1 для определения уменьшения сопротивления изоляции (этап S25).

Блок 60 ECU определяет, меньше или нет состояние, в котором обнаруженное пиковое значение, вычисленное на основе напряжения V детектора 50 уменьшения сопротивления изоляции, чем пороговое значение Wth1 определения в течение не менее периода определения ΔT1 (этап S35). Если блок 60 ECU определяет, что состояние, в котором обнаруженное пиковое значение меньше порогового значения Wth1 определения, в течение не менее периода определения ΔT1 (ДА на этапе S35), то блок 60 ECU определяет уменьшение сопротивления изоляции и изменяет режим привода с обычного режима на защищенный режим привода (этап S40).

На этапе S35, если определено, что состояние, в котором обнаруженное пиковое значение меньше порогового значения Wth1 определения, не сохраняется в течение периода ΔT1 определения или дольше (НЕТ на этапе S35), блок 60 ECU определяет, что уменьшения сопротивления изоляции нет, и прекращает ряд процессов без изменения режима привода на защищенный режим привода.

С другой стороны, на этапе S50, если пороговое значение определения обнаруженного пикового значения для определения, что сопротивление изоляции уменьшилось, установлено равным Wth2, блок 60 ECU устанавливает период определения для определения уменьшения сопротивления изоляции равным ΔT2, который короче, чем ΔT1 (этап S55).

Блок 60 ECU определяет, меньше или нет сохраняется состояние, в котором обнаруженное пиковое значение меньше порогового значения Wth2 определения, чем период ΔT2 определения (этап S65). Если блок 60 ECU определяет, что состояние, в котором обнаруженное пиковое значение меньше порогового значения Wth2 определения сохраняется не менее периода ΔT2 определения (ДА на этапе S65), блок 60 ECU определяет уменьшение сопротивления изоляции и отключает систему транспортного средства (этап S70).

На этапе S65, если определяется, что состояние, в котором обнаруженное пиковое значение меньше порогового значения Wth2 определения, не сохраняется в течение периода ΔT2 определения или дольше (НЕТ на этапе S65), блок 60 ECU определяет, что уменьшения сопротивления изоляции нет, и прекращает ряд процессов без отключения системы транспортного средства.

Как описано выше, во втором варианте осуществления в случае, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, электрически подключена к устройству 100 электропитания, учитывая тот факт, что обнаруженное пиковое значение напряжения V детектора 50 уменьшения сопротивления изоляции является более стабильным, чем в неподключенном состоянии, период ΔT2 определения уменьшения сопротивления изоляции устанавливается на период короче, чем период ΔT1 определения в неподключенном состоянии. Поэтому в соответствии со вторым вариантом осуществления, если неисправность, включающая в себя уменьшение сопротивления изоляции, происходит, когда нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, электрически подключена к устройству 100 электропитания, неисправность может быть обнаружена на раннем этапе.

В каждом из описанных выше первом и втором вариантах осуществления электроэнергия передается и принимается между нагрузкой 80, внешней по отношению к транспортному средству, и устройством 100 электропитания через нейтральные точки N1 и N2 двигатель-генераторов MG1 и MG2. Настоящее изобретение может также применяться к системе, снабженной инвертором и преобразователем, которые используются исключительно для передачи и приема электроэнергии между нагрузкой 80, внешней по отношению к транспортному средству, и устройством 100 электропитания.

Хотя устройство B накопления энергии в приведенном выше описании является батареей, оно может быть вместо этого топливным элементом. Хотя в приведенном выше описании устройство 100 электропитания встроено в гибридное транспортное средство, объем заявки настоящего изобретения не ограничивается устройством электропитания, встроенным в гибридное транспортное средство, и может включать в себя устройство электропитания, встроенное в электрическое транспортное средство, и транспортное средство с топливным элементом.

В приведенном выше описании между устройством В накопления энергии и инверторами 10 и 20 может быть предусмотрен повышающий преобразователь для повышения постоянного напряжения устройства В накопления энергии и подачи повышенного напряжения на инверторы 10 и 20.

В приведенном выше описании инверторы 10 и 20, двигатель-генераторы MG1 и MG2 и блок 60 ECU образуют "устройство преобразования электроэнергии", соответствующее настоящему изобретению, и детектор 50 уменьшения сопротивления изоляции и блок 60 ECU образуют "устройство обнаружения", соответствующее настоящему изобретению. Кроме того, нагрузка 80, внешняя по отношению к транспортному средству, и соединенный звездой конденсатор 84 образуют "нагрузку, внешнюю по отношению к транспортному средству", соответствующую настоящему изобретению, и процесс, выполняемый блоком 60 ECU на этапе S70, соответствует процессу, выполняемому "блоком отключения", соответствующему настоящему изобретению. Соединенный звездой конденсатор 84 соответствует "конденсатору, развязывающему линию" настоящего изобретения.

Резистивный элемент RD соответствует "резистивному элементу" настоящего изобретения, и генератор 52 прямоугольных сигналов соответствует "устройству генерации напряжения" настоящего изобретения. Конденсатор CD соответствует "емкостному элементу" настоящего изобретения, и датчик 54 напряжения соответствует "устройству обнаружения напряжения" настоящего изобретения. Процессы, выполняемые блоком 60 ECU на этапах S20 и S50, соответствуют процессам, выполняемым "блоком установки" настоящего изобретения, и процессы, выполняемые блоком 60 ECU на этапах S30, S60, S35 и S65, соответствуют процессам, выполняемым "блоком определения" настоящего изобретения.

Кроме того, двигатель-генераторы MG1 и MG2 соответствуют "первому и второму электродвигателям переменного тока" настоящего изобретения соответственно, и инверторы 10 и 20 соответствуют "первому и второму инверторам" настоящего изобретения соответственно. Блок 60 ECU соответствует "устройству управления инверторами" настоящего изобретения и линии ACL1 и ACL2 переменного тока, релейная схема 30 и разъем 40 образуют "соединительное устройство", соответствующее настоящему изобретению.

Следует понимать, что варианты осуществления, раскрытые здесь, во всех отношениях являются иллюстративными, а не ограничивающими. Объем настоящего изобретения определяется скорее положениями формулы изобретения, чем приведенным выше описанием, и подразумевает содержание любых изменений в пределах объема и содержания, эквивалентных положениям формулы изобретения.

1. Устройство электропитания, встроенное в транспортное средство с электроприводом, содержащее: устройство накопления энергии; устройство преобразования электроэнергии, выполненное с возможностью разрешения выполнения, по меньшей мере, одного из: подачи энергии от упомянутого устройства накопления энергии к нагрузке, внешней по отношению к транспортному средству, и зарядки от упомянутой нагрузки к упомянутому устройству накопления энергии; и средство обнаружения для обнаружения уменьшения сопротивления изоляции устройства электропитания; упомянутое средство обнаружения, которое, когда упомянутая нагрузка подключена к упомянутому устройству преобразования электроэнергии, устанавливает пороговое значение определения для обнаружения уменьшения упомянутого сопротивления изоляции на значение ниже, чем пороговое значение определения в неподключенном состоянии упомянутой нагрузки к упомянутому устройству преобразования электроэнергии.

2. Устройство электропитания по п.1, в котором пороговое значение определения, когда упомянутая нагрузка подключена к упомянутому устройству преобразования электроэнергии, определяется на основании емкости упомянутой нагрузки.

3. Устройство электропитания по п.1, в котором, когда упомянутая нагрузка подключена к упомянутому устройству преобразования электроэнергии, упомянутое средство обнаружения устанавливает период определения для определения уменьшения упомянутого сопротивления изоляции на период короче, чем период определения в неподключенном состоянии.

4. Устройство электропитания по п.1, дополнительно содержащее средство для отключения системы упомянутого транспортного средства с электроприводом, когда обнаруживается уменьшение упомянутого сопротивления изоляции в случае, когда упомянутая нагрузка подключена к упомянутому устройству преобразования электроэнергии.

5. Устройство электропитания по п.1, в котором упомянутая нагрузка включает в себя развязывающий линию конденсатор, подключенный между заземлением и парой линии передачи электроэнергии, подключенных к упомянутому устройству преобразования электроэнергии.

6. Устройство электропитания по п.1, в котором упомянутое средство обнаружения включает в себя: резистивный элемент, имеющий заданное значение сопротивления, устройство, генерирующее напряжение, подключенное между упомянутым резистивным элементом и заземлением транспортного средства, и генерирующее напряжение с заданной частотой, емкостный элемент, подключенный между упомянутым резистивным элементом и линией передачи электроэнергии устройства электропитания, устройство обнаружения напряжения, обнаруживающее напряжение между упомянутым резистивным элементом и упомянутым емкостным элементом, блок установки, устанавливающий упомянутое пороговое значение определения, и блок определения, определяющий, что упомянутое сопротивление изоляции уменьшилось на основании напряжения, обнаруженного упомянутым устройством обнаружения напряжения, и порогового значения определения, установленного упомянутым блоком установки.

7. Устройство электропитания по п.1, в котором упомянутое устройство преобразования электроэнергии включает в себя: первый и второй электродвигатели переменного тока, каждый из которых имеет соединенную звездой многофазную обмотку в качестве обмотки статора, первый и второй соответствующие инверторы, предусмотренные для первого и второго электродвигателей переменного тока соответственно, и передающие и принимающие электроэнергию к и из упомянутого устройства накопления энергии, устройство управления инверторами, управляющее упомянутыми первым и вторым инверторами, и соединительное устройство для подключения упомянутой нагрузки к нейтральной точке упомянутой многофазной обмотки, когда выполняется одно из: подача энергии от упомянутого устройства накопления энергии к упомянутой нагрузке и зарядка от упомянутой нагрузки к устройству накопления энергии.

8. Транспортное средство с электроприводом, такое как гибридное транспортное средство, электрическое транспортное средство и транспортное средство с топливным элементом, включающее в себя устройство электропитания по любому из пп.1-7.

9. Способ управления устройством электропитания, встроенным в транспортное средство с электроприводом, при этом упомянутое устройство электропитания включает в себя устройство накопления энергии, устройство преобразования электроэнергии, выполненное с возможностью разрешения выполнения, по меньшей мере, одного из: подачи энергии от упомянутого устройства накопления энергии к нагрузке, внешней по отношению к транспортному средству, и зарядки от упомянутой нагрузки к упомянутому устройству накопления энергии, и устройство обнаружения, обнаруживающее уменьшение сопротивления изоляции устройства электропитания, упомянутый способ управления, содержащий: первый этап, на котором определяют, подключена или нет упомянутая нагрузка к упомянутому устройству преобразования электроэнергии; и второй этап, когда определено, что упомянутая нагрузка подключена к упомянутому устройству преобразования электроэнергии, на котором устанавливают пороговое значение определения для обнаружения уменьшения упомянутого сопротивления изоляции на значение ниже порогового значения определения в неподключенном состоянии упомянутой нагрузки к упомянутому устройству преобразования электроэнергии.

10. Способ управления устройством электропитания по п.9, в котором пороговое значение определения, когда упомянутая нагрузка подключена к упомянутому устройству преобразования электроэнергии, определяют на основании емкости упомянутой нагрузки.

11. Способ управления устройством электропитания по п.9, дополнительно содержащий третий этап, на котором, когда определено, что упомянутая нагрузка подключена к упомянутому устройству преобразования электроэнергии, устанавливают период определения для определения уменьшения упомянутого сопротивления изоляции на период короче, чем период определения в неподключенном состоянии.

12. Способ управления устройством электропитания по п.9, дополнительно содержащий четвертый этап, на котором, когда упомянутое устройство обнаружения обнаруживает уменьшение упомянутого сопротивления изоляции в случае, когда упомянутая нагрузка подключена к упомянутому устройству преобразования электроэнергии, отключают систему упомянутого транспортного средства с электроприводом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способам защиты высоковольтного оборудования от токов короткого замыкания в электроэнергетических установках, и может быть использовано для защиты оборудования в распределительных устройствах высокого и сверхвысокого напряжения.

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться в электрооборудовании зданий. .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике защиты людей от электропоражений в сетях переменного тока с любым видом нейтрали, т.е. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты от замыканий на землю обмотки статора генератора, работающего на сборные шины. .

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для защиты трехфазных сетей с резистивно-заземленной нейтралью от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ). .

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам релейной защиты электрических сетей с изолированной нейтралью от однофазных замыканий на землю.

Изобретение относится к способу защиты от токов утечки и устройству для осуществления этого способа. .

Изобретение относится к области электроснабжения и может быть использовано для повышения надежности питания потребителей и обеспечения электро- и пожаробезопасности при эксплуатации электрооборудования в сетях с изолированной нейтралью путем своевременного оповещения обслуживающего персонала подстанции и дальнейшего отключения повреждений.

Изобретение относится к электрическим измерениям, а именно к контролю сопротивления изоляции в электрических сетях с изолированной нейтралью. .

Изобретение относится к электрическим измерениям, а именно к контролю сопротивления изоляции в электрических сетях с изолированной нейтралью. .

Изобретение относится к электроизмерительной технике и релейной защите систем электроснабжения. .

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к измерению изоляции цепей постоянного тока. .

Изобретение относится к способам измерения и контроля сопротивления изоляции изолированных от земли (корпуса) силовых электрических сетей постоянного тока. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способам для измерения параметров контура нулевой последовательности в компенсированных электрических сетях 6-35 кВ, в том числе, и в сетях с комбинированным режимом заземления нейтрали.

Изобретение относится к способам измерения и контроля сопротивления изоляции изолированных от земли (корпуса) силовых электрических сетей переменного тока. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для профилактического контроля состояния изоляции консоли от металлической арматуры железобетонной опоры контактной сети электрифицированной железной дороги.

Изобретение относится к контролю коррозионного состояния металлической арматуры железобетонных опор контактной сети и может быть использовано для контроля коррозионного состояния металлической арматуры в других железобетонных изделиях.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления электроприводами электроподвижного состава переменного тока. .
Наверх