(57)【要約】【課題】  バッテリ用の充電システムを含む車両を提供する。【解決手段】  本発明は、充電システムと、ＡＣ電圧用の第１の電気端子（４）を含む、バッテリ（３）用の充電システム（２）を含む車両（１）とに関し、第１の端子（４）は、ＤＣ電圧用の第２の電気端子（５）を含む充電システム（２）に接続され、第２の端子（５）は、充電システム（２）に接続され、充電システム（２）はコンバータ（８）を含み、コンバータ（８）は、バッテリ（３）を充電するために、第１の端子（４）のＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換するように設計され、コンバータ（８）は、第２の端子（５）からコンバータ（８）に送られた、ある大きさのＤＣ電圧を大きさに関して変換して、変換したＤＣ電圧をバッテリ（３）に送るように設計され、コンバータ（８）は、電気モータ（９）を駆動するために、バッテリ（３）のＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換するように設計される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＣ電圧用の第１の電気端子（４）を含む、バッテリ（３）用の充電システム（２）を含む車両（１）であって、前記第１の端子（４）は、ＤＣ電圧用の第２の電気端子（５）を含む前記充電システム（２）に接続され、前記第２の端子（５）は、前記充電システム（２）に接続され、前記充電システム（２）はコンバータ（８）を含み、前記コンバータ（８）は、前記バッテリ（３）を充電するために、前記第１の端子（４）の前記ＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換するように設計され、前記コンバータ（８）は、前記第２の端子（５）から前記コンバータ（８）に送られた、ある大きさのＤＣ電圧を大きさに関して変換して、変換したＤＣ電圧を前記バッテリ（３）に送るように設計され、前記コンバータ（８）は、電気モータ（９）を駆動するために、前記バッテリ（３）の前記ＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換するように設計される、車両。
【請求項２】
前記コンバータ（８）は、ＤＣ電圧コンバータおよびインバータを含み、前記インバータが双方向に動作するように設計された場合に、前記ＤＣ電圧コンバータは双方向に動作するように設計される、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記電気モータ（９）は、３つのコイル（８１、８２、８３、８４、８５、８６）を含む３つの相を含み、前記コンバータは、２つの部分コンバータ（２１、２２）を含み、前記２つの部分コンバータ（２１、２２）は、並列に接続され、それぞれ前記バッテリ（３）のプラス供給線（６１）およびマイナス供給線（６２）に接続され、第１の部分コンバータ（２１）は、前記３つのコイル（８１、８２、８３、８４、８５、８６）のそれぞれの入力部に接続され、前記第２の部分コンバータ（２２）は、前記３つのコイル（８１、８２、８３、８４、８５、８６）のそれぞれの出力部に接続され、前記第２の端子（５）の電線（５１、６７）は、前記３つのコイル（８１、８２、８３、８４、８５、８６）の少なくとも１つに接続される、請求項２に記載の車両。
【請求項４】
各コイルは、第１の部分コイル（８１、８２、８３）および第２の部分コイル（８４、８５、８６）に細分され、コイルの前記部分コイル（８１、８２、８３、８４、８５、８６）間に中央タップ（９１、９２、９３）が設けられ、前記第２の端子（５）の前記電線（５１、６７）は、少なくとも１つの中央タップに接続される、請求項３に記載の車両。
【請求項５】
前記第２の端子（５）の電線（５１、６７）は、各コイル（８１、８２、８３、８４、８５、８６）に接続される、請求項３または４に記載の車両。
【請求項６】
前記第２の端子（５）は、切換ユニット（７、７０）に接続され、前記切換ユニット（７、７０）は、第３のさらなる電線（６７）を介して前記コンバータ（８）に接続され、前記切換ユニット（７、７０）は、さらなる電線（６５、６６）を介してバッテリ端子（６１、６２）に接続され、充電管理システム（４０）が設けられ、前記充電管理システム（４０）は、前記第２の端子（５）の電圧に応じて、前記第２の端子（５）を、前記電線（５１、６７）を介して前記コンバータ（８）か、または前記さらなる電線（６５、６６）を介して前記バッテリ端子（６１、６２）かのいずれかに接続する方法で、前記切換ユニット（７、７０）を切り換えるように設計される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両。
【請求項７】
部分コンバータ（２１、２２）は、それぞれが２つのスイッチ（７４、７５）を含む、３つの並列に接続された分岐（７１、７２、７３）の形態で具現化され、前記分岐（７１、７２、７３）は、前記供給線（６３、６４）間に接続される、請求項３〜６のいずれか一項に記載の車両。
【請求項８】
ＡＣ電圧用の第１の電気端子（４）を含む、バッテリ（３）用の充電システム（２）であって、前記第１の端子（４）は、ＤＣ電圧用の第２の電気端子（５）を含む前記充電システム（２）に接続され、前記第２の端子（５）は、前記充電システム（２）に接続され、前記充電システム（２）はコンバータ（８）を含み、前記コンバータ（８）は、前記バッテリ（３）を充電するために、前記第１の端子（４）の前記ＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換するように設計され、前記コンバータ（８）は、前記第２の端子（５）から前記コンバータ（８）に送られた、ある大きさのＤＣ電圧を大きさに関して変換して、変換したＤＣ電圧を前記バッテリ（３）に送るように設計され、前記コンバータ（８）は、電気モータ（９）を駆動するために、前記バッテリ（３）の前記ＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換するように設計される、充電システム（２）。
【請求項９】
前記コンバータ（８）は、ＤＣ電圧コンバータおよびインバータを含み、前記ＤＣ電圧コンバータは、前記インバータが、双方向に動作するように設計された場合に、双方向に動作するように設計される、請求項８に記載の充電システム。
【請求項１０】
前記電気モータ（９）は、３つのコイル（８１、８２、８３、８４、８５、８６）を含む３つの相を含み、前記コンバータは、２つの部分コンバータ（２１、２２）を含み、前記２つの部分コンバータ（２１、２２）は、並列に接続され、それぞれ前記バッテリ（３）のプラス供給線（６１）およびマイナス供給線（６２）に接続され、第１の部分コンバータ（２１）は、前記３つのコイル（８１、８２、８３、８４、８５、８６）のそれぞれの入力部に接続され、前記第２の部分コンバータ（２２）は、前記３つのコイル（８１、８２、８３、８４、８５、８６）のそれぞれの出力部に接続され、前記第２の端子（５）の電線（５１、６７）は、前記３つのコイル（８１、８２、８３、８４、８５、８６）の少なくとも１つに接続される、請求項９に記載の充電システム。
【請求項１１】
各コイルは、第１の部分コイル（８１、８２、８３）および第２の部分コイル（８４、８５、８６）に細分され、コイルの前記部分コイル（８１、８２、８３、８４、８５、８６）間に中央タップ（９１、９２、９３）が設けられ、前記第２の端子（５）の前記電線（５１、６７）は、少なくとも１つの中央タップに接続される、請求項１０に記載の充電システム。
【請求項１２】
前記第２の端子（５）の電線（５１、６７）は、各コイル（８１、８２、８３、８４、８５、８６）に接続される、請求項１０または１１に記載の充電システム。
【請求項１３】
前記第２の端子（５）は、切換ユニット（７、７０）に接続され、前記切換ユニット（７、７０）は、第３のさらなる電線（６７）を介して前記コンバータ（８）に接続され、前記切換ユニット（７、７０）は、さらなる電線（６５、６６）を介してバッテリ端子（６１、６２）に接続され、充電管理システム（４０）が設けられ、前記充電管理システム（４０）は、前記第２の端子（５）の電圧に応じて、前記第２の端子（５）を、前記電線（５１、６７）を介して前記コンバータ（８）か、または前記さらなる電線（６５、６６）を介して前記バッテリ端子（６１、６２）かのいずれかに接続する方法で、前記切換ユニット（７、７０）を切り換えるように設計される、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の充電システム。
【請求項１４】
部分コンバータ（２１、２２）は、それぞれが２つのスイッチ（７４、７５）を含む、３つの並列に接続された分岐（７１、７２、７３）の形態で具現化され、前記分岐（７１、７２、７３）は、前記供給線（６３、６４）間に接続される、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求項１に記載の、バッテリ用の充電システムを含む車両、および請求項８に記載の充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
充電システムは、従来技術、例えば、（特許文献１）から公知である。公知のシステムでは、車両のバッテリは、電力供給システム端末から、すなわち、ＡＣ電圧によって充電される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１／０２２１３６３Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、バッテリを充電する場合の適応性を強化した充電システムを含む車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は、特許請求項１および特許請求項８を用いて達成される。
【０００６】
さらなる実施形態は、従属請求項に明示される。
【０００７】
説明する車両および充電システムのそれぞれ１つの利点は、バッテリが外部ＡＣ電圧か、または外部ＤＣ電圧のいずれかで充電できることである。このために、２つの端子が設けられ、ＡＣ電圧またはＤＣ電圧は、車両のバッテリを充電するために、これらの２つの端子を介して、車両の車載電気供給システムに接続することができる。
【０００８】
一実施形態では、切換ユニットが設けられ、外部ＤＣ電圧、すなわち第２の端子は、必要に応じて、この切換ユニットを用いて、コンバータに、または直接バッテリに接続することができる。提案される問題解決策は機能性を強化し、そのため、外部電圧源の電圧が車両のバッテリの電圧に対応していないとしても、様々な外部電圧源、特に、ＤＣ電圧源を使用して、コンバータを介してバッテリを充電することができる。
【０００９】
バッテリ用の充電システムは、ＡＣ電圧用の第１の電気端子を含み、第１の端子は、充電システムに接続される。さらに、充電システムは、ＤＣ電圧用の第２の電気端子を含む。充電システムはコンバータを含み、コンバータは、バッテリを充電するために、第１の端子のＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換するように設計され、また、コンバータは、第２の端子からコンバータに送られた、ある大きさのＤＣ電圧を大きさに関して変換して、その変換したＤＣ電圧をバッテリに送るように設計される。さらに、コンバータは、電気モータを駆動するために、バッテリのＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換するように設計される。
【００１０】
一実施形態では、コンバータは、ＤＣ電圧コンバータおよびインバータを含み、インバータが双方向に動作するように設計された場合に、ＤＣ電圧コンバータは双方向に動作するように設計される。
【００１１】
さらなる実施形態では、電気モータは、３つのコイルを有する３つの相を含み、コンバータは、２つの部分コンバータを含み、２つの部分コンバータは並列に接続され、それぞれバッテリのプラスおよびマイナス供給線に接続され、第１の部分コンバータは、３つのコイルのそれぞれの入力部に接続され、第２の部分コンバータは、コイルのそれぞれの出力部に接続され、第２の端子の電線は、３つのコイルの１つに接続される。
【００１２】
一実施形態では、各コイルは、第１および第２の部分コイルに細分され、コイルの部分コイル間に中央タップが設けられ、第２の端子の電線は、少なくとも１つの中央タップに接続される。
【００１３】
一実施形態では、第２の端子の電線は各コイルに接続される。
【００１４】
一実施形態では、第２の端子は、切換ユニットに接続され、切換ユニットは、第１の接続線を介してコンバータに接続され、切換ユニットは、第２の接続線を介してバッテリ端子に接続され、切換ユニットは、第２の端子の電圧に応じて、第１の接続線を介してコンバータか、または第２の接続線を介してバッテリ端子かのいずれかに第２の端子を接続するように設計される。
【００１５】
一実施形態では、コンバータは、それぞれが２つのスイッチを含む３つの分岐を含み、これらの分岐は、供給線間に接続される。
【００１６】
図を参照して本発明が説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】バッテリ用の充電システムを含む車両の概略図を示している。
【図２】充電システムの一実施形態の概略図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、例えば、オートバイ、または自動車、またはトラックの形態で具現化される車両１を示している。車両１は、車両１のバッテリ３を充電するための充電システム２を含む。バッテリ３は、高電圧バッテリとして具現化することができ、例えば、最大で４００Ｖ、または８００Ｖまでの範囲の、またはそれを超える電圧を供給することができる。利用できる外部電圧源に応じて、バッテリを充電するために、電圧の変換が必要であったり、または必要でなかったりする。外部ＤＣ電圧源は、例えば、１１０Ｖまたは２３０Ｖまたは４００Ｖを供給することができる。したがって、車両のバッテリを充電できるようにするために、外部ＤＣ電圧源の電圧をより高い電圧に変圧することが必要なことがある。外部電圧源からバッテリ３を充電するために、外部ＡＣ電圧源に接続するための第１の端子４が設けられている。さらに、第２の端子５が設けられており、バッテリ３は、外部ＤＣ電圧源を用いて、第２の端子５を介して充電することができる。１つの単純な実施形態では、第２の端子は、バッテリに直接に、またはバッテリ３の端子線６１、６２に接続されるか、あるいは対応するスイッチを介して接続可能である。
【００１９】
さらに、電子回路８が設けられており、この電子回路８は、電線４２を介してバッテリ３の端子線６１、６２に、すなわち、バッテリ３の電極に接続されている。さらに、回路８は、さらなる電線３７を介して、電気モータ９のコイルに接続されている。回路８は、第１の制御線４３を介して、充電管理システム４０に接続されている。さらに、充電管理システム４０は、第２の測定線４４を介して電気モータ９に接続されている。さらに、充電管理システム４０は、第３の測定線４５を介して、第２のセンサユニット５５に接続されている。さらに、センサ装置５５は、第１の端子線５１および／または第２の端子線５２に接続されている。さらに、充電管理システム４０は、第２の制御線４６を介して切換ユニット７に接続されている。第２の端子５は、切換ユニット７に接続された第１の端子線５１および第２の端子線５２を有する。さらに、バッテリ３の電極１１、１２の端子線６１、６２は、切換ユニット７に接続されている。さらに、第１の接続線５３および／または第２の接続線５４は、電気モータ９から切換ユニット７に接続されている。
【００２０】
充電管理システム４０は、切換ユニット７の切換位置を制御する。切換ユニット７の第１の切換位置では、第２の端子５の端子線５１、５２は、第２の端子５を介してバッテリを充電するために、バッテリ３の端子線６１、６２に直接接続される。センサユニット５５は、バッテリ３を充電するのに適切な電圧が、第２の端子５に存在するかどうかを検出する。例として、バッテリ３は、４００〜８００Ｖの定格電圧を有することができる。第１の端子線５１および第２の端子線５２のＤＣ電圧が、少なくとも、バッテリ３の定格電圧の大きさを有する場合に、充電が要求されると、充電管理システム４０は、第１の端子線５１および第２の端子線５２が、バッテリ３の端子線６１、６２に接続されるように切換ユニット７を動作させる。バッテリ３の充電電圧は、充電管理システム４０により、例えば、端子線６１、６２に接続された、１つのさらなる測定線４１を介して検出することができる。充電が要求された場合、第１の端子線５１および第２の端子線５２は、充電管理システム４０が、切換ユニット７を対応して動作させることにより、バッテリ３の端子線６１、６２に直接接続される。バッテリ３が十分に充電されたと、充電管理システム４０が認識した場合、充電は終了し、第１の端子線５１および／または第２の端子線５２は、バッテリ３の端子線６１、６２から切断される。
【００２１】
さらに、第２の端子５の接続線５１、５２に存在するが、電圧が低すぎるために、バッテリを充電するのに適切でない電圧は、切換ユニット７を対応する切換位置にすることより、第１の接続線５３および第２の接続線５４を介して、電気モータ９に、特に、モータ９のコイルに送ることができる。低いＤＣ電圧は、モータ９からさらなる電線３７を介して回路８に送られる。コンバータとして具現化された回路８では、過度に低い電圧はより高い電圧に変圧されて、バッテリ３の電極１１、１２に送られる。
【００２２】
第１の端子４は、さらなる接続線５６、５７、５８を介して、電気モータ９に、特に、モータ９のコイルに接続されている。選択される実施形態によっては、第１の端子４は、ＡＣ電圧フィルタ５９を経由して、電子回路８に接続することができる。第１の端子４は、電気モータ９を経由して、電子回路８に接続されている。さらに、充電管理システム４０は、バッテリ３を充電するのに適切なＡＣ電圧が、第１の端子４のさらなる接続線５６、５７、５８を通って、モータ９に存在するかどうかを第２の測定線４４を用いて検出することができる。バッテリを充電するのに適したＡＣ電圧が、さらなる接続線５６に、ひいては、さらなる電線３７にも存在すると、充電管理システム４０が認識した場合、充電管理システム４０は、バッテリ３の充電が電線４２を介して実施可能であるように、ＡＣ電圧を整流し、整流したＤＣ電圧をその大きさに関して適合させるような方法で、制御線４３を介して回路８を動作させる。
【００２３】
電子回路８はコンバータを含み、コンバータは、バッテリを充電するために、第２の端子５からコンバータに送られた、ある大きさのＤＣ電圧を大きさに関して変換し、その変換したＤＣ電圧をバッテリに送るように設計される。さらに、コンバータは、バッテリを充電するために、第１の端子４のＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換するように設計することができる。さらに、コンバータは、電気モータ９を駆動するために、バッテリ３のＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換するように設計される。
【００２４】
電気モータ９は、例えば、車両のホイールを駆動する駆動モータとして具現化することができる。ただし、車両は、ハイブリッド車両として具現化することもできて、モータは、車両を部分的にのみ駆動したり、または一時的に駆動したりするようにも設計される。しかし、電気モータ９は、車両のさらなるユニット用の補助モータとして設けることもできる。電気モータ９は、バッテリ３から電子回路８を介して電流を供給される。
【００２５】
図２は、充電システム２の一実施形態の細部の図を示し、バッテリ３は２つの電極１１、１２を有し、これらの電極１１、１２は、それぞれ第１のスイッチ１３および第２のスイッチ１４を介してバッテリ線６１、６２に接続することができる。第１のバッテリ線６１は、バッテリ３のプラス電極１１に接続され、さらに、電子回路８の第１の供給線６３に接続されている。第２のバッテリ線６２は、バッテリ３のマイナス電極１２に接続され、電子回路８の第２の供給線６４に接続されている。
【００２６】
さらに、第２の切換ユニット７０が設けられ、第２の切換ユニット７０は、第１のさらなる電線６５を含む。第１のさらなる電線６５は、第１の供給線６３に接続されている。さらに、第２のさらなる電線６６が、第２の切換ユニット７０から第２の供給線６４に接続されている。第１のさらなる電線６５は、第１のさらなるスイッチ１５を介して、第２の端子５の第１の端子線５１に接続可能である。さらに、第２のさらなる電線６６は、第２のさらなるスイッチ１６を介して、第２の端子５の第２の端子線５２に接続可能である。さらに、第２の切換ユニット７０は、コンデンサ１９を介して、第２のさらなる電線６６を第３のさらなる電線６７に接続することができる第３のさらなるスイッチ１７を含む。さらに、第４のさらなるスイッチ１８が、第２の切換ユニット７０に設けられ、第１の端子線５１と第３のさらなる電線６７との間を導電接続することができる。
【００２７】
モータ９は、単に概略的に示されており、この図解は、３つのコイルを含むモータ９の３つの相を示している。図示した実施形態では、コイルは、それぞれ２つの直列に接続された部分コイル８１、８２、８３、８４、８５、８６の形態で具現化されている。中央タップ９１、９２、９３は、それぞれ２つのコイル間に設けられている。
【００２８】
電子回路８は、第１の部分コンバータ２１および第２の部分コンバータ２２を含むコンバータを構成している。第１の部分コンバータ２１の入力部は、第１の供給線６３および第２の供給線６４に接続されている。第１の部分コンバータ２１は、３つの出力部３１、３２、３３を有し、この３つの出力部３１、３２、３３は、それぞれモータ９の第１の部分コイル８１、第２の部分コイル８２、または第３の部分コイル８３に接続されている。第１の部分コイル８１は、第４の部分コイル８４と直列に接続されている。第２の部分コイル８２は、第５の部分コイル８５と直列に接続されている。第３の部分コイル８３は、第６の部分コイル８６と直列に接続されている。第１および第４の部分コイル、第２および第５の部分コイル、ならびに第３および第６の部分コイルは、それぞれ電気モータ９のコイルを構成している。第１の中央タップ９１は、第１の部分コイル８１と第４の部分コイル８４との間に設けられている。第２の中央タップ９２は、第２の部分コイル８２と第５の部分コイル８５との間に設けられている。第３の中央タップ９３は、第３の部分コイル８３と第６の部分コイル８６との間に設けられている。
【００２９】
第２の部分コンバータ２２の入力部は、同様に、第１の供給線６３および第２の供給線６４に接続されている。第４の部分コイル８４は、第２の部分コンバータ２２のさらなる第１の出力部３４に接続されている。第５の部分コイル８５は、第２の部分コンバータ２２のさらなる第２の出力部３５に接続されている。第６の部分コイル８６は、第２の部分コンバータ２２のさらなる第３の出力部３６に接続されている。さらに、第１の端子４は、フィルタ５９および切断切換ユニット６０を経由し、さらなる接続線５６を介して、第１の中央タップ９１に接続されている。さらに、第１の端子４のさらなる接続線５７は、フィルタ５９および切断切換ユニット６０を経由して、第２の中央タップ９２に接続されている。さらに、第１の端子４のさらなる接続線５８は、フィルタ５９および切断切換ユニット６０を経由して、第３の中央タップ９３に接続されている。切断切換ユニット６０は、さらなる接続線５６、５７、５８をモータ９のコイルから切断するのを可能にする。
【００３０】
第１の部分コンバータ２１および第２の部分コンバータ２２は、３つのコイルを用いて、電気モータ９を駆動するために、バッテリ３のＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換するように具現化される。さらに、部分コンバータ２１、２２は、さらなる接続線５６、５７、５８を介して、中央タップ９１、９２、９３に印加されたＡＣ電圧を、対応する電圧レベルを有するＤＣ電圧に変換して、第１の供給線６３および第２の供給線６４を介してバッテリ３を充電するために使用される。
【００３１】
さらに、第２の切換ユニット７０の第３のさらなる電線６７は、第１の中央タップ９１に接続されている。使用される実施形態によっては、特に、必要とされる電力によっては、第２の切換ユニット７０を、第１の中央タップ９１に加えて、第２の中央タップ９２および／または第３の中央タップ９３にも接続するために、１つを超える第３のさらなる電線６７を設けることも可能である。しかし、１つを超える第３のさらなる電線６７が設けられた場合、さらなる接続線５６、５７、５８を電気的に分離するために、図２に破線を使用して示すように、各第３のさらなる電線６７にロッキングダイオード（ｌｏｃｋｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）９４が配置されなければならない。ただ１つの第３のさらなる電線６７が使用される場合、ロッキングダイオード９４は必要でない。
【００３２】
図２の構成は、複数の切換状態を有することができる。バッテリを充電するのに十分に高いＤＣ電圧が、第２の端子５に存在する第１の切換状態では、第１の端子線５１および第２の端子線５２は、第１のさらなるスイッチ１５および第２のさらなるスイッチ１６、ならびに第１のさらなる電線６５および第２のさらなる電線６６を介して、それぞれ第１のバッテリ線６１および第２のバッテリ線６２に接続され、バッテリ３はこうして充電される。第２の端子５の電圧は、センサユニット５５を用いて検出され、充電管理システム４０に送られる。充電管理システム４０は、制御線を介して、第２の切換ユニット７０および第２の切換ユニット７０のスイッチに接続されている。充電管理システム４０は、相応して、第１のさらなるスイッチ１５、第２のさらなるスイッチ１６、および第１のスイッチ１３または第２のスイッチ１４を閉位置に切り換える。さらに、第３のさらなるスイッチ１７および第４のさらなるスイッチ１８は、開位置に切り換えられるか、または開位置に保持される。さらに、第１のスイッチ１３および第２のスイッチ１４は、閉位置に切り換えられるか、または閉位置に保持される。
【００３３】
第２の端子５にＤＣ電圧は存在するが、そのＤＣ電圧は、バッテリ３の定格電圧よりも低い電圧であると、充電管理システム４０が認識した場合、充電管理システム４０は、第２のさらなるスイッチ１６、第３のさらなるスイッチ１７、および第４のさらなるスイッチ１８を閉位置に切り換える。その結果、マイナス電圧またはグランドが、第２の端子線５２を介してバッテリ３の第２の電極１２に印加される。さらに、第２の端子５のプラス電圧が、第３のさらなる電線６７を介して第１の中央タップ９１に印加される。さらに、充電管理システム４０は、コンバータ８に接続されている。充電管理システム４０は、この切換位置で、第２の端子５のＤＣ電圧が、バッテリ３の必要とされるさらに高い定格電圧まで上昇し、第１の供給線６３を介して、バッテリ３のプラス電極１１に送られるようにコンバータ８を動作させる。したがって、モータ９を駆動するために設けられたコンバータ８は、ＤＣ電圧コンバータとして、バッテリ３を充電するために使用される。選択される実施形態によっては、コンバータ８は、部分コンバータ２１、２２とは独立して、バッテリ３と部分コンバータ２１、２２との間に配置され、バッテリとコンバータとの間でのＤＣ電圧の調節を行うＤＣ電圧コンバータを有することができる。
【００３４】
さらなるセンサユニット２３が、第１の端子４に設けられ、バッテリ３を充電するのに適したＡＣ電圧が第１の端子４に存在するかどうかを検出する。さらなるセンサユニット２３は、充電管理システム４０に接続されている。対応するＡＣ電圧が、第１の端子４に存在すると充電管理システム４０が認識した場合、第１のさらなるスイッチ１５、第２のさらなるスイッチ１６、第３のさらなるスイッチ１７、および第４のさらなるスイッチ１８は、充電管理システム４０によって、開位置に切り換えられるか、または開位置に保持される。さらに、第１のスイッチ１３および第２のスイッチ１４は、閉位置に切り換えられる。さらに、コンバータ８は、充電管理システム４０により、第１の端子４のＡＣ電圧が整流され、バッテリを充電するのに必要とされる電圧レベルまで上昇するように動作する。対応する高い電圧レベルを有する整流電圧は、バッテリ３を充電するために、第１の供給線６３および第２の供給線６４を介して、バッテリ３の電極１１、１２に印加される。
【００３５】
選択される実施形態によっては、第１のスイッチ１３および第２のスイッチ１４をなくすこともでき、バッテリ３の第１の電極１１は、第１のバッテリ線６１に常時接続したままとすることができ、バッテリ３の第２の電極１２は、第２のバッテリ線６２に常時接続したままとすることができる。
【００３６】
ＡＣ電圧が第１の端子４に存在する場合に、コンバータ８をこのように使用して、バッテリ３を充電することができる。この場合に、充電は、例えば、２３０〜４００Ｖまたはそれを超える電圧を有する３相電圧システムによって行われる。
【００３７】
モータ９を動作させるために設けられたコンバータ８を使用して、バッテリ３を充電できるようにするために、バッテリ３の充電中に、モータ９にトルクが発生するのを防止する対策が講じられる。このために、電気モータ９のコイルは、それぞれ、第１の部分コイル８１および第４の部分コイル８４、第２の部分コイル８２および第５の部分コイル８５、第３の部分コイル８３および第６の部分コイル８６に分割され、２つの部分コイルごとに直列に接続される。第１の部分コイル８１、第２の部分コイル８２、および第３の部分コイル８３は、第１の部分コンバータ２１のＡＣ電圧部分に接続されている。第４の部分コイル８４、第５の部分コイル８５、および第６の部分コイル８６は、第２の部分コンバータ２２のＡＣ電圧部分に接続されている。部分コンバータ２１、２２のＤＣ電圧部分は、バッテリ３が接続された第１の供給線６３および第２の供給線６４に接続されている。第１の部分コンバータ２１および第２の部分コンバータ２２は同期式に制御される。
【００３８】
電気モータ９を駆動するために、２つの部分コンバータ２１、２２は、各モータ相に対してプッシュプルの態様で動作して、それぞれ直列に接続された部分コイル対の電流は同じ方向に流れる。その結果、対応するトルクでモータ９を駆動する回転磁界が発生する。
【００３９】
充電動作時、部分コンバータ２１、２２は、各コイルでプッシュプルの態様で動作することができ、第１の部分コイル８１内および第４の部分コイル８４内の電流、ならびにそれぞれ第２の部分コイル８２内および第５の部分コイル８５の電流、ならびにそれぞれ第３の部分コイル８３内および第６の部分コイル８６内の電流は異なる方向に流れる。電流の方向が異なることで、それぞれの部分コイルが発生させる回転磁界が補償されるので、モータトルクは発生しない。
【００４０】
充電電圧が第２の端子５に存在するが、前記充電電圧は、バッテリ３の望ましい電圧未満である第２の充電状況では、第１の部分コンバータ２１および第２の部分コンバータ２２は、第３のさらなる電線６７を介して第１の中央タップ９１に送られた第２の端子５のＤＣ電圧を、第１の部分コイル８１および第４の部分コイル８４、ならびに第１の部分コンバータ２１および第２の部分コンバータ２２によって、対応するより高い電圧に変換するように動作し、このより高い電圧は、第１の供給線６３および第１のバッテリ線６１を介して、バッテリ３のプラス電極１１に送られる。
【００４１】
示した例示的な実施形態では、各部分コンバータ２１、２２は、３つの並列に配置された分岐７１、７２、７３を含み、２つのスイッチ７４、７５は、各分岐７１、７２、７３で直列に接続されている。分岐７１、７２、７３の両端は、それぞれ第１の供給線６３および第２の供給線６４に接続されている。トランジスタとして具現化されるスイッチ７４、７５は、例えば、充電管理システム４０により、必要な整流器機能および／または電圧コンバータ機能、および／またはインバータ機能を果たすように動作する。選択される実施形態によっては、コンバータはまた、他の電気および電子部品を含むことができ、これにより、何らかの他の方法で具現化することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１  車両
２  充電システム
３  バッテリ
４  第１の端子
５  第２の端子
７  切換ユニット
８  コンバータ
９  電気モータ
２１  第１の部分コンバータ
２２  第２の部分コンバータ
４０  充電管理システム
５１  第１の端子線
６１  第１のバッテリ線
６２  第２のバッテリ線
６３  第１の供給線
６４  第２の供給線
６５  第１のさらなる電線
６６  第２のさらなる電線
６７  第３のさらなる電線
７０  第２の切換ユニット
７１  分岐
７２  分岐
７３  分岐
７４  スイッチ
７５  スイッチ
８１  第１の部分コイル
８２  第２の部分コイル
８３  第３の部分コイル
８４  第４の部分コイル
８５  第５の部分コイル
８６  第６の部分コイル
９１  第１の中央タップ
９２  第２の中央タップ
９３  第３の中央タップ
【図１】
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【図２】
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