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DE3410293A1 - Electric vehicle - Google Patents

Electric vehicle

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Publication number
DE3410293A1
DE3410293A1 DE19843410293 DE3410293A DE3410293A1 DE 3410293 A1 DE3410293 A1 DE 3410293A1 DE 19843410293 DE19843410293 DE 19843410293 DE 3410293 A DE3410293 A DE 3410293A DE 3410293 A1 DE3410293 A1 DE 3410293A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electric vehicle
converter
machine
vehicle according
battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19843410293
Other languages
German (de)
Inventor
Richard 2800 Bremen Goldgrabe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ELEKTRON BREMEN
Original Assignee
ELEKTRON BREMEN
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ELEKTRON BREMEN filed Critical ELEKTRON BREMEN
Priority to DE19843410293 priority Critical patent/DE3410293A1/en
Publication of DE3410293A1 publication Critical patent/DE3410293A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Abstract

The electric vehicle uses a rotary current machine (13), preferably a cage-rotor asynchronous machine, which is supplied from a direct voltage battery (12). The direct voltage is transformed upwards via a DC/DC converter (11) and converted in a power converter (6) to a multi-phase alternating voltage. The rpm and/or slip of the rotary current machine (13) are detected in an actual value computer (9) and used as control variable of a control circuit (1-5, 8). The power converter (6) and the DC/DC converter (11) can also be operated in the reverse direction so that, without an additional charging device, the battery (12) can be charged from the mains (15) or, in the case of regenerative braking, by the alternating current machine (13) (single figure). <IMAGE>

Description

Elektr:>fahrzeug Electr:> vehicle

Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektrofahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1. Description The invention relates to an electric vehicle with the features of the preamble of claim 1.

Derartige Elektrofahrzeuge sind beispielsweise als Gabelstapler, Straßenverkehrsfahrzeuge etc. im Einsatz. Als Elektromotor wird hierbei stets ein Gleichstommotor verwendet. Während der Betriebsruhe wird die Batterie über ein besonderes Ladegerät aufgeladen.Such electric vehicles are, for example, as forklifts, road vehicles etc. in action. A DC motor is always used as the electric motor. During the shutdown period, the battery is charged using a special charger.

Gleichstrommotoren sind wegen ihres Kommutators relativ störanfällig und wartungsintensiv. Darüber hinaus haben sie auch ein verhältnismäßig großes Eigengewicht.DC motors are relatively prone to failure because of their commutator and maintenance-intensive. In addition, they have also a proportionate one large dead weight.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Elektrofahrzeug der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß es bei mindestens gleicher Leistung einfacher und robuster aufgebaut ist und weniger Wartung benötigt. Weiterhin soll der Aufwand für ein besonderes Batterieladegerät vermieden werden.The object of the invention is to provide the electric vehicle of the type mentioned at the beginning Kind to improve so that it is easier with at least the same performance and is more robust and requires less maintenance. Furthermore, the effort for a special battery charger to be avoided.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.This task is achieved by the characterizing part of the claim 1 specified features solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous refinements and developments of the invention are to be found in the subclaims.

Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, als Elektromotor eine Drehstommaschine (Synchron- oder Asynchronmaschine), vorzugsweise eine Asynchronmaschine der Käfigläuferbauart zu verwenden und durch einen speziellen Regler mit Stromrichter die speziellen Anforderungen für Elektrofahrzeuge zu erfüllen.The basic idea of the invention is as an electric motor Rotary machine (synchronous or asynchronous machine), preferably an asynchronous machine of the squirrel cage type and by a special controller with a converter to meet the special requirements for electric vehicles.

Hierdurch werden folgende Vorteile erreicht: Einerseits wird der ordnungsgemäße Fahrbetrieb gewährleistet. Andererseits wird durch "umgekehrten Stromfluß" mit Hilfe derselben Einheiten eine Aufladung der Batterie möglich, und zwar sowohl in Form einer "Nutzbremsung" als auch durch Aufladung der Batterie aus einem Drehstrom-oder Wechselstromnetz ohne die Verwendung zusätzlicher Batterie-Ladegeräte. Die Ansteuerung des Stromrichters erfolgt im wesentlichen auf der Grundlage der Impulssteuerung in sogenannter"getakteter Technik". Hierdurch kann mit einfachen Mitteln die Ausgangsfrequenz und damit die "Drehzahl" des Drehfeldes für die Wechselstrommaschine in weiten Grenzen für alle benötigten Betriebszustände eingestellt werden.This achieves the following advantages: On the one hand, the proper Driving operation guaranteed. On the other hand, by "reverse current flow" with the help The same units allow the battery to be charged, both in form a "regenerative braking" as well as by charging the battery from a three-phase or AC mains without the use of additional battery chargers. The control of the converter takes place essentially on the basis of the pulse control in so-called "clocked technology". As a result, the output frequency can be adjusted with simple means and thus the "speed" of the rotating field for the AC machine within wide limits can be set for all required operating states.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der einzigen Figur beschrie- ben, die ein Blockschaltbild des Antriebes des Elektrofahrzeuges zeigt.In the following the invention is based on an exemplary embodiment described in connection with the single figure ben making a block diagram of the drive of the electric vehicle shows.

Bei der Erfindung wird eine Wechselstrommaschine bekannter Bauart, vorzugsweise eine Käfigläufer-Asynchronmaschine verwendet, die zu ihrem Betrieb in bekannter Weise mehrphasigen, insbesondere 3-phasigen Wechselstrom benötigt. Zur Erzeugung und Regelung dieses Wechselstromes wird der folgend beschriebene Regelkreis verwendet: Ein Drehzahlsollwertgeber 1 ist hier als Potentiometer dargestellt, an dessen Schleiferabgriff sowohl positive als auch negative Gleichspannung abgegriffen werden kann.In the invention, an alternating current machine of known type, preferably a squirrel cage asynchronous machine is used for its operation In a known manner multiphase, especially 3-phase alternating current is required. The control loop described below is used to generate and control this alternating current used: A speed setpoint encoder 1 is shown here as a potentiometer, on its wiper tap tapped both positive and negative DC voltage can be.

An dem Schleiferabgriff steht somit ein Drehzahlsollwertsignal an. Dieses wird dem Eingang eines Hochlaufgebers 2 zugeführt, der die in der Figur gezeigte Begrenzerkennlinie hat. Hierdurch sollen insbesondere auch zu schnelle Änderungen des Sollwertsignales vermieden werden, damit nicht das Kippmoment der Asynchronmaschine überschritten werden kann. Ohne diesen Begrenzer könnte nämlich die Regelung instabil werden, insbesondere bei zu schnellen bzw.A speed setpoint signal is therefore present at the wiper tap. This is fed to the input of a ramp generator 2, which is the one shown in the figure Has limiter characteristic. This is intended in particular to make changes that are too rapid of the setpoint signal can be avoided so that the breakdown torque of the asynchronous machine does not occur can be exceeded. Without this limiter, the regulation could namely become unstable especially if they are too fast or

sprunghaften Sollwertänderungen. Der Ausgang des Hochlaufgebers 2 wird dem Eingang eines Frequenzreglers 3 mit Schlupfbegrenzung zugeführt, der die in der Zeichnung prinzipiell dargestellte abgeknickte Regelkennlinie hat.abrupt setpoint changes. The output of the ramp-function generator 2 is fed to the input of a frequency controller 3 with slip limitation, which the has kinked control characteristic shown in principle in the drawing.

Das Ausgangssignal dieses Frequenzreglers wird dem Eingang eines Schlupffrequenzreglers 4 zugeführt, der eine ähnliche Kennlinie wie der Frequenzregler 3 aufweist. Der Ausgang des Schlupffrequenzreglers 4 wird einem maschinenseitigen Steuersatz 5 zugeführt, der an seinem Ausgang Impulse bzw. Impulsmuster erzeugt, die in festgelegter Beziehung zu seinen Eingangssignalen stehen. Das Ausgangssignal des Steuersatzes 5 wird über eine oder mehrere Leitungen einem bzw. entsprechend mehreren Steuereingängen eines Stromrichters 6 zugeführt. Dieser Stromrichter liegt mit seiner Wirkstrecke zwischen einer Gleichspannungsbatterie 12 und der Wechselstrommaschine 13. Zwischen der Bat terie 12 und der Gleichspannungsseite des Stromrichters 6 ist noch ein Gleichspannungs/Gleichspannungs-Wandler 11 (DC/DC-Wandler) angeordnet, der die Batterie-Gleichspannung von beispielsweise 24 V auf eine Gleichspannung von beispielsweise 500 V hochtransformiert. Der Stromrichter 6 und der DC/DC-Wandler 11 sind so ausgelegt, daß sie in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung arbeiten. So wandelt in der als "Vorwärtsrichtung" definierten Betriebsart der Stromrichter 6 an seiner Gleichspannungsseite anliegende Spannungen in Wechselspannungen und hier speziell in 3-phasige Wechselspannungen um. Umgekehrt, d. h. in Rückwärtsrichtung, wirkt der Stromrichter 6 als Gleichrichter, d. h. an seiner Wechselspannungsseite anliegende Wechselspannung wird gleichgerichtet und als Gleichspannung einer Gleichspannungsseite ausgegeben. In Vorwärtsrichtung besitzt der Stromrichter 6 beispielsweise drei Thyristorstrecken, während er in Rückwärtsrichtung einen Drehstromgleichrichter mit entsprechenden Dioden in bekannter Schaltungsanordnung aufweist. Andere Schaltungsvarianten mit antiparallel geschalteten, steuerbaren Diodenstrecken sind ebenfalls denkbar.The output signal of this frequency controller is the input of a slip frequency controller 4, which has a characteristic curve similar to that of the frequency controller 3. Of the The output of the slip frequency controller 4 is fed to a machine-side control unit 5, which generates impulses or impulse patterns at its output, which are in a fixed relationship to its input signals. The output signal of the tax rate 5 is via one or more lines one or correspondingly several control inputs one Converter 6 supplied. This converter lies between with its effective distance a DC voltage battery 12 and the AC machine 13. Between the Bat terie 12 and the DC voltage side of the converter 6 is still a DC voltage / DC voltage converter 11 (DC / DC converter) arranged, the battery DC voltage of for example 24 V stepped up to a direct voltage of 500 V, for example. The converter 6 and the DC / DC converter 11 are designed to work in the forward and reverse directions work. The converter converts in the operating mode defined as "forward direction" 6 voltages present on its direct voltage side in alternating voltages and here especially in 3-phase alternating voltages. Conversely, i.e. H. in reverse direction, the converter 6 acts as a rectifier, d. H. on its AC side AC voltage present is rectified and as a DC voltage on a DC voltage side issued. In the forward direction, the converter 6 has, for example, three thyristor sections, while he reversed a three-phase rectifier with appropriate Has diodes in a known circuit arrangement. Other circuit variants with Controllable diode sections connected in anti-parallel are also conceivable.

Der DC/DC-Wandler 11 arbeitet ebenfalls in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung, d. h. er transformiert beispielsweise in Vorwärtsrichtung eine Batteriespannung von 24 V auf 500 V hoch, während er in Rückwärtsrichtung eine Gleichspannung von 380 V auf 24 V heruntertransformiert. Damit kann mit ein und denselben Bauelementen der Wechselstrom, motor 13 aus der Batterie 12 als Motor betrieben werden und umgekehrt die Batterie 12 bei einer Nutzbremsung aus der Wechselstrommaschine aufgeladen werden oder ohne zusätzliches Ladegerät auch aus einem Netz aufgeladen werden.The DC / DC converter 11 also works in forward and reverse directions, d. H. For example, it transforms a battery voltage in the forward direction from 24 V to 500 V high, while in reverse direction a DC voltage of 380 V stepped down to 24 V. This can be done with one and the same components the alternating current motor 13 from the battery 12 can be operated as a motor and vice versa the battery 12 can be charged from the alternator during regenerative braking or can also be charged from a network without an additional charger.

Zum Schließen des Regelkreises für den Motor- und den Nutzbremsbetrieb ist in die Verbindungsleitung(en) zwischen Stromrichter 6 und Wechselstrommaschine 13 ein Ist- wertrechner 9 angeschlossen, der Eingangsgrößen bzw. Betriebsparameter der Wechselstrommaschine 13 mißt (beispielsweise Strom, Spannung, Phasenlage und Frequenz) und aus einer oder mehreren dieser Größen zusammen mit der in ihm gespeicherten Betriebskennlinie der Wechselstrommaschine 13 an seinem Ausgang einen Istwert eines Betriebsparameters der Wechselstrommaschine ermittelt. Dieser Betriebsparameter kann beispielsweise das Drehmoment bzw. die Last sein; bevorzugt ist jedoch nach der Erfindung als Betriebsparameter der Regelung die Drehzahl mit unterlagertem Schlupf zu wählen, wenn eine Asynchronmaschine verwendet wird. Am Ausgang des Istwertrechners 9 steht im heschriebenen Ausführungsbeispiel ein der Drehzahl der Wechselstrommaschine 13 proportionales Signal an. Dieses Signal wird als Istwertsignal einem Vergleicher 17 zugeführt, der dieses Drehzahl-Istwert-Signal mit einem Sollwertsignal (Ausgang des Frequenzreglers 3) vergleicht und die Regelabweichung als Eingangssignal dem Schlupffrequenzregler 4 zuführt.To close the control loop for engine and regenerative braking is in the connection line (s) between converter 6 and AC machine 13 an actual value calculator 9 connected, the input variables or Measures operating parameters of the alternating current machine 13 (for example current, voltage, Phase position and frequency) and from one or more of these variables together with the operating characteristic of the alternating current machine 13 stored in it at his Output determined an actual value of an operating parameter of the AC machine. This operating parameter can be, for example, the torque or the load; however, according to the invention, the preferred operating parameter of the control is the speed to be selected with subordinate slip if an asynchronous machine is used. At the output of the actual value computer 9 there is a in the exemplary embodiment described the speed of the alternator 13 is proportional to the signal. This signal is fed as an actual value signal to a comparator 17, which this speed actual value signal with a setpoint signal (output of frequency controller 3) and compares the control deviation supplies the slip frequency controller 4 as an input signal.

Da eine reine Drehzahlregelung zu Instabilitäten führen könnte und insbesondere im Moment des Anfahrens der Wechselstrommaschine 13 das "Losbrechmoment" bzw. Anfahrmoment größer als das Kippmoment sein könnte, ist zusätzlich eine Schlupfkompensation vorgesehen. Als Eingangssignal wird dieser ebenfalls das Schlupfistwertsignal des Istwertrechners 9 zugeführt. Entsprechend der in der Figur prinzipiell dargestellten Begrenzerkennlinie wird ein Regelsignal erzeugt, das einem weiteren Vergleicher 18 zugeführt wird. Dieser Vergleicher 18 liegt zwischen dem Ausgang des Hochlaufgebers 2 und dem Eingang des Frequenzreglers 3. Die Differenz zwischen dem hochlaufbegrenzten Drehzahlsollwertsignal und dem Ausgangssignal der Schlupfkompensation 8 wird dem Eingang des Schlupffrequenzreglers 3 zugeführt, dessen Ausgang dann das Sollwertsignal für den Vergleicher 17 bildet.Since a pure speed control could lead to instabilities and especially at the moment of starting the AC machine 13, the "breakaway torque" or the starting torque could be greater than the breakdown torque, there is also a slip compensation intended. As an input signal, this is also the actual slip value signal of the Actual value computer 9 supplied. According to the principle shown in the figure Limiter characteristic, a control signal is generated that is sent to another comparator 18 is fed. This comparator 18 is located between the output of the ramp-function generator 2 and the input of the frequency controller 3. The difference between the run-up-limited Speed setpoint signal and the output signal of the slip compensation 8 is the The input of the slip frequency controller 3 is supplied, the output of which then receives the setpoint signal for the comparator 17 forms.

Zur weiteren Stabilisierung des Regelkreises sind die beiden hintereinander geschalteten Regler 3 und 4 über eine Rückkopplung 16 rückgekoppelt, d. h. das Ausgangssignal des Reglers 4 wird über ein Rückkopplungsglied 16 mit dem Dämpfungsfaktor K einem weiteren Eingang des Vergleichers 18 zugeführt.To further stabilize the control loop, the two are one behind the other Switched controllers 3 and 4 are fed back via a feedback 16, d. H. the output signal of the controller 4 is via a feedback element 16 with the damping factor K a another input of the comparator 18 is supplied.

Durch Einstellung der Kennlinien der erwähnten Bauelemente kann in Abhängigkeit von dem Drehzahlsollwertgeber 1 die Wechselstrommaschine 13 in alle denkbaren Betriebszustände gebracht werden. Insbesondere ist es möglich, die Frequenz der Wechselspannung am Ausgang des Stromrichters 6 und damit des Drenfeldes der Wechselstrommaschine 13 in weitem Umfange zu ändern und auch die Frequenz "0" einzustellen. Auch ist es möglich, die Drehrichtung des Drehfeldes zu ändern durch Umschaltung der Phasenlage der einzelnen Ausgänge des Stromrichters 6. Damit lassen sich folgende drei Betriebszustände einstellen: - Motorbetrieb - Bremsbetrieb - Generatorbetrieb.By setting the characteristics of the components mentioned, in Depending on the speed setpoint generator 1, the AC machine 13 in all conceivable operating states are brought. In particular, it is possible to change the frequency the alternating voltage at the output of the converter 6 and thus the Drenfeld's To change alternating current machine 13 to a large extent and also set the frequency "0". It is also possible to change the direction of rotation of the rotating field by switching the phase position of the individual outputs of the converter 6. This allows the following Set three operating states: - Motor operation - Braking operation - Generator operation.

Definiert man den Schlupf S einer Asynchronmaschine in herkömmlicher Weise als n -n n S wobei n die Läuferdrehzahl und n die synchrone Drehzahl ist, bedeuten hierbei dann: Schlupf = 0: synchrone Drehzahl; Schlupf = 1: Stillstand; Bereich zwischen S = 0 und S = 1: Motorbetrieb; Schlupf zwischen 1 und Q , jedoch positiv: Bremsbetrieb; und Schlupf negativ, d. d. der Läufer dreht schneller als das Drehfeld: Generatorbetrieb.Defines the slip S of an asynchronous machine in conventional Way as n -n n S where n is the rotor speed and n is the synchronous speed, then mean: slip = 0: synchronous speed; Slip = 1: standstill; Area between S = 0 and S = 1: motor operation; Slippage between 1 and Q, however positive: braking operation; and slip negative, d. d. the runner turns more quickly than the rotating field: generator operation.

Durch entsprechende Ansteuerung des Stromrichters 6 können bei allen Drehzahlen und Drehrichtungen des Läufers der Wechselstrommaschine 13 diese Betriebszustände einge ommen werden.By appropriate control of the converter 6 can with all Speeds and directions of rotation of the rotor of the alternating current machine 13 these operating states be taken.

Hervorzuheben ist besonders noch der Betriebszustand des Generatorbetriebes, bei dem der Stromrichter 6 sozusagen in Rückwärtsrichtung betrieben wird und die im Generatorbetrieb von der Wechselstrommaschine 13 erzeugte elektrische Leistung in Gleichspannung umgeformt (umgerichtet) wird und über den DC/DC-Wandler 11 runtertransformiert und zur Aufladung der Batterie 12 verwendet wird. Es kann somit eine echte "Nutzbremsung" durchgeführt werden, bei der kinetische Energie des Läufers in elektrische Energie zur Aufladung der Batterie umgeformt wird, wodurch gleichzeivig der Laufer abgebremst wird.Particularly noteworthy is the operating status of the generator operation, in which the converter 6 is operated in reverse direction, so to speak, and the Electric power generated by the alternator 13 in the generator mode is converted (converted) into DC voltage and stepped down via the DC / DC converter 11 and used to charge the battery 12. It can therefore be a real "regenerative braking" be carried out at the kinetic energy of the runner in electrical energy to charge the battery is transformed, which at the same time brakes the runner will.

Der Stromrichter 6 hat zusätzlich zu den oben beschriebenen Funktionen auch noch die Funktion eines "Ladegerätes", welches aus einem externen Netz 15 die Batterie auflädt. Die Spannung aus dem Netz 15 wird über eine Sicherung 14 an einer schaltbaren Einspeisestelle 20 auf der Wechselspannungsseite des Stromrichters 6 eingespeist. Die im Stromrichter 6 gleich gerichtete und im DC/DC-Wandler 11 runtertransformierte Netzspannung lädt die Batterie 12 auf. Zur Regelung des Batterie-Ladevorganges ist der Regler 7 vorgesehen, der Ladestrom, Ladespannung und ggf. zeitlichen Verlauf derselben als Eingangsgröße erhält (durch nicht dargestellte Meßfühler) und sein Ausgangssignal über einen Summierer 19 dem Eingang des maschinenseitigen Steuersatzes 5 zuführt. Hierdurch erfolgt dann eine vom Ladezustand abhängige Steuerung des als Gleichrichter dienenden Stromrichters 6, worüber Ladespannun bzw. Ladestrom eingestellt werden. Bei Auflafiung der Batterie 12 aus dem F) hstronetz 15 wird die Wechselstromrnaschine 13 und ggf. auch der 1 stwert rechner 9 ab- geklemmt, damit sie nicht vom Drehstromnetz versorgt werden.The converter 6 has functions in addition to the functions described above also the function of a "charger", which from an external network 15 the Battery is charging. The voltage from the network 15 is via a fuse 14 to a switchable feed point 20 on the AC voltage side of the converter 6 fed in. The rectified in the converter 6 and stepped down in the DC / DC converter 11 Mains voltage charges the battery 12. To regulate the battery charging process is the regulator 7 is provided, the charging current, charging voltage and, if applicable, the time profile the same as an input variable (by sensors not shown) and be Output signal via a summer 19 to the input of the machine-side tax rate 5 feeds. This then results in a control of the as dependent on the state of charge Rectifier serving converter 6, over which charging voltage or charging current is set will. When the battery 12 is disconnected from the electricity network 15, the AC machine is switched off 13 and possibly also the 1st value calculator 9 clamped so they are not supplied from the three-phase network.

Bei der Erfindung können im Handel erhältliche Drehstrommotoren für 380 V Drehstrom verwendet werden, wobei der im DC/DC-Wandler benötigte Transformator sehr klein sein kann, insbesondere wenn für die Umwandlung hohe Frequenzen bis zu 20 Hz verwendet werden. Auch wird durch den DC/DC-Wandler 11 der Wirkungsgrad des maschinenseitigen Stromrichters 6 erheblich erhöht, so daß diese Anordnung auch bei niedriger Batteriespannung wie z. B. 20 V verwendet werden.In the invention, commercially available three-phase motors for 380 V three-phase current can be used, whereby the transformer required in the DC / DC converter Can be very small, especially when converting up to high frequencies 20 Hz can be used. The DC / DC converter 11 also increases the efficiency of the machine-side converter 6 increased significantly, so that this arrangement also with low battery voltage such as B. 20 V can be used.

Sämtliche in den Patentansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung dargestellten technischen Einzelheiten können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All in the claims, the description and the drawing The technical details shown can be used both on their own and in any Combination with one another be essential to the invention.

Bezugszeichenl i ste 1 Drehzahl Sollwertgeber 2 Hochlaufgeber 3 Frequenzregler mit Schlupfbegrenzung 4 Schlupffrequenzregler 5 maschinenseitiger Steuersatz 6 maschinenseitiger Stromrichter 7 Ladestromregler 8 Schlupfkompensation 9 Istwertrechner für Schlupffrequenz 10 Batterieüberwachung und Ladezustandsanzeige 11 DC/DC-Wandler 12 Batterie 13 Motor 14 Sicherung 15 Netz 16 Rückkopplung (mit Dämpfung) 17 Vergleicher 18 Vergleicher 19 Summierer 20 Einspeisestelle - Leerseite - List of reference symbols 1 speed setpoint generator 2 ramp generator 3 frequency controller with slip limitation 4 slip frequency controller 5 machine-side control rate 6 machine-side Converter 7 Charge current regulator 8 Slip compensation 9 Actual value calculator for slip frequency 10 Battery monitoring and charge status display 11 DC / DC converter 12 Battery 13 Motor 14 Fuse 15 Mains 16 Feedback (with attenuation) 17 Comparator 18 Comparator 19 totalizer 20 feed point - blank page -

Claims (1)

Elektrofahrzeug Ansprüche Elektrofahrzeug mit einer Batterie, einem von dieser mit Energie versorgtem Elektromotor und mit einer Steuereinrichtung zur Einstellung von Drehzahl, Drehrichtung und/oder Drehmoment des Elektromotors, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Elektromotor eine Drehstrommaschine (13) ist, daß die Steuereinrichtung mindestens einen Stromrichter (6) aufweist, der in Richtung von der Batterie (12) zur Drehstrommaschine (13) als Wechselrichter und in umgekerter Richtung als Gleichrichter aufgehaut ist,und daß ein geschlossener Regelkreis mit einer Istert-Erfaeinrichtung (9) zur Erfassung von Betriebsparametern der Drehstrommaschine (13) und mit einem Regler (3, 4, 5) zur Ansteuerung des Stromrichters (6) vorgesehen ist. Electric vehicle claims electric vehicle with a battery, a from this with energy supplied electric motor and with a control device for Setting the speed, direction of rotation and / or torque of the electric motor, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the electric motor is a three-phase machine (13) is that the control device has at least one converter (6), in the direction from the battery (12) to the three-phase machine (13) as an inverter and is built up in the reversed direction as a rectifier, and that a closed Control circuit with an Istert recording device (9) for recording operating parameters the three-phase machine (13) and with a controller (3, 4, 5) for Control of the converter (6) is provided. 2. Elektrofahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselstrommaschine eine Asynchronmaschine (13), vorzugsweise eine Käfigläufermaschine (Normmotor) ist.2. Electric vehicle according to claim 1, characterized in that the AC machine an asynchronous machine (13), preferably a squirrel cage machine (Standard motor) is. 3. Elektrofahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Batterie (12) und dem Stromrichter (6) ein Gleichspannungs/Gleichspannungs-Wandler (11) angeordnet ist, der in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung betreibbar ist.3. Electric vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that that between the battery (12) and the converter (6) a DC voltage / DC voltage converter (11) which is operable in the forward and reverse directions. 4. Elektrofahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Istwert-Erfaßeinrichtung einen Istwertrechner (9) aufweist, der aus elektrischen Eingangsgrößen der Asynchronmaschine (13) (z. B. Strom, Spannung, Frequenz, Phasenlage) einen Istwert eines Regelparameters (z. B. Drehzahl, Drehmoment bzw. Schlupf) der Asynchronmaschine (13) ermittelt, wobei dieser Istwert des Regelparameters in einem Vergleicher (17) mit einem Sollwert des entsprechenden Maschinenparameters verglichen wird, wobei ein im Vergleichsergebnis proportionales Signal über einen Regler (4) und einen maschinenseitigen Steuersatz (5) dem Steuereingang des Stromrichters (6) zuführbar ist.4. Electric vehicle according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the actual value acquisition device has an actual value computer (9) which is derived from electrical input variables of the asynchronous machine (13) (e.g. Current, voltage, frequency, phase position) an actual value of a control parameter (e.g. Speed, torque or slip) of the asynchronous machine (13) determined, this Actual value of the control parameter in a comparator (17) with a setpoint of the corresponding Machine parameters is compared, with a proportional in the comparison result Signal via a controller (4) and a machine-side control set (5) to the control input of the converter (6) can be supplied. 6. Elektrofahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der maschinenseitige Steuersatz (5) eine Impulssteuereinheit ist, die an ihrem Ausgang impulsförmige Signale abgibt.6. Electric vehicle according to claim 4, characterized in that the machine-side control set (5) is a pulse control unit at its output emits pulsed signals. 6. Elektrofahrzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Istwertrechners (9) zusätzlich einem Schlupfkompensationsschaltkreis (8) zugeführt wird, dessen Ausgangssignal in einen Vergleicher (18) mit einem von einem Drehzahlsollwertgeber (1) erzeugten Signal verglichen und über einen weiteren Regler (3) als Sollwert dem Vergleicher (17) zugeführt wird.6. Electric vehicle according to claim 4 or 5, characterized in that that the output signal of the actual value computer (9) also has a slip compensation circuit (8) is supplied, the output signal of which is fed into a comparator (18) with one of a speed setpoint generator (1) generated signal compared and another Regulator (3) is fed to the comparator (17) as a setpoint value. 7. Elektrofahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückkopplung (16) vom Ausgang des Reglers (4) zu dem Eingang des vorderen Vergleichers (18) vorgesehen ist.7. Electric vehicle according to one or more of claims 4 to 6, characterized in that a feedback (16) from the output of the controller (4) to the input of the front comparator (18) is provided. 8. Elektrofahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Drehzahlsollwertgeber (1) und dem vorderen Vergleicher (18) ein Hochlaufgeber (2) angeordnet ist, der zeitliche Änderungen des Sollwertsignales des Drehzahlsollwertgebers (1) begrenzt.8. Electric vehicle according to one or more of claims 4 to 7, characterized in that between the speed setpoint generator (1) and the front Comparator (18) a ramp generator (2) is arranged, the changes over time of the setpoint signal of the speed setpoint generator (1) is limited. 9. Elektrofahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis mindestens zwei Schleifen besitzt, von denen eine die Schlupffrequenz für dessen Asynchronmotor (13) regelt und die andere die Amplitude des der Asynchronmaschine (13) zugeführten Stromes bzw. der Spannung.9. Electric vehicle according to one or more of claims 4 to 8, characterized in that the control loop has at least two loops, of one of which regulates the slip frequency for its asynchronous motor (13) and the other the amplitude of the current or voltage fed to the asynchronous machine (13). 10. Elektrofahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stromrichter (6) und der Asynchronmaschine (13) eine Einspeisung (20) für Wechselstrom, vorzugsweise Drehstrom aus einem Netz (15) vorgesehen ist zur Aufladung der Batterie (12) über die jeweils in Rückwärtsrichtung betriebenen Stromrichter (6) und Gleichspannungs/Gleichspannungs-Wandler (11), wobei Ladestrom und/oder Ladespannung überwacht und der Stromrichter (6) über einen Lade-Regler (7) angesteuert wird.10. Electric vehicle according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that between the converter (6) and the asynchronous machine (13) a feed (20) for alternating current, preferably three-phase current from a network (15) is provided for charging the battery (12) in each case in the reverse direction operated converter (6) and DC voltage / DC voltage converter (11), wherein The charging current and / or charging voltage are monitored and the converter (6) via a charging controller (7) is controlled. 11. Elektrofahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Laderegler (7) den zeitlichen Verlauf des Batterie-Ladestromes und der Batterieladespannung überwacht.11. Electric vehicle according to claim 10, characterized in that the charge controller (7) the temporal course of the battery charging current and the battery charging voltage supervised. 12. Elektrofahrzeug nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Batterieüberwachung (10) zur Anzeige der jeweils in der Batterie (12) vorhandenen Kapazität und damit der möglichen Betriebsdauer bis zur nächsten Ladung vorgesehen ist.12. Electric vehicle according to claim 10 or 11, characterized in that that a battery monitor (10) to display the current in the battery (12) Capacity and thus the possible operating time until the next charge is provided is. 13. Elektrofahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromrichter (6) auf folgende Betriebszustände umsteuerbar ist: a) Motorbetrieb der Wechselstrommaschine (Schlupf zwischen 0 (Leerlaufdrehzahl) und 1 (Stillstand)); b) Generatorbetrieb (Schlupf negativ, d. h.13. Electric vehicle according to one or more of claims 1 to 12, characterized in that the converter (6) can be switched over to the following operating states is: a) Motor operation of the alternator (slip between 0 (idle speed) and 1 (standstill)); b) Generator operation (negative slip, i.e. Drehzahl des Läufers größer als "Drehzahl" des Drehfeldes, jedoch gleichsinnig mit diesem); und c) Bremsbetrieb (Schlupf zwischen 1 und O , d. h. Drehrichtung des Läufers gegensinnig zur Drehrichtung des Drehfeldes). The speed of the rotor is greater than the "speed" of the rotating field, however synonymous with this); and c) braking operation (slip between 1 and 0, i.e. Direction of rotation of the rotor opposite to the direction of rotation of the rotating field). 14. Elektrofahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei Aufladung der Batterie (12) aus dem Netz (15) die Asynchronmaschine (13) und ggf. der Istwert rechner (9) vom Netz abgetrennt sind.14. Electric vehicle according to claim 12, characterized in that when the battery (12) is charged from the network (15), the asynchronous machine (13) and if necessary, the actual value computer (9) has been disconnected from the mains.
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