本發(fā)明涉及一種電氣裝置，其包括具有第一接地參考的高壓電源、具有第二接地參考的低壓電源、電源單元和一個(gè)或多個(gè)外圍單元，其中，電源單元從高壓電源接收功率并導(dǎo)電連接至第一接地參考，外圍單元從低壓電源接收功率。

背景技術(shù)：

這種電氣裝置通常被運(yùn)用并具有電源單元和外圍單元，其中，電源單元連接至高壓電源和關(guān)聯(lián)的第一接地參考，外圍單元連接至低壓電源和關(guān)聯(lián)的第二接地參考。為了在兩單元之間交換信號(hào)，它們的信號(hào)線(xiàn)必須電子隔離在單元們的中間，其中，一個(gè)單元具有高壓接地參考而另一單元具有低壓接地參考。因此需要隔離阻障存在這兩單元之間。而在電氣裝置中實(shí)現(xiàn)隔離阻障相當(dāng)麻煩。

進(jìn)一步，由電源單元供電和/或包含在電源單元中的驅(qū)動(dòng)(諸如，電機(jī)驅(qū)動(dòng))對(duì)連接到驅(qū)動(dòng)的信號(hào)線(xiàn)中的共模干擾很敏感。這可能導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)的錯(cuò)誤響應(yīng)，并且需要復(fù)雜電路來(lái)抑制共模干擾。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供具有較少數(shù)目或最少數(shù)目的隔離阻障的、具有高電壓電源電路和低電壓電源電路的電氣裝置。

本發(fā)明的另一目的或替代目的在于提供對(duì)共模干擾(特別是對(duì)連接的驅(qū)動(dòng)的共模干擾)較不敏感的具有高電壓電源電路和低電壓電源電路電氣裝置。

本發(fā)明又一目的或替代目的在于提供對(duì)連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的共模干擾較不敏感的具有高電壓電源電路和低電壓電源電路的電氣裝置。

上述目的中的至少一個(gè)通過(guò)這樣的電氣裝置實(shí)現(xiàn)，所述電氣裝置包括具有第一接地參考的高壓電源、具有第二接地參考的低壓電源、電源單元和一個(gè)或多個(gè)外圍單元，其中，電源單元從高壓電源接收功率并導(dǎo)電連接至第一接地參考；外圍單元中的至少一個(gè)從高壓電源接收功率并導(dǎo)電連接至第一接地參考。

在優(yōu)選實(shí)施方式中，第一接地參考與第二接地參考電流隔離以防止兩接地參考之間的電氣連接。

在實(shí)施方式中，電源單元包括電氣電機(jī)驅(qū)動(dòng)，且在進(jìn)一步實(shí)施方式中，電源單元包括輪轂電氣電機(jī)驅(qū)動(dòng)。具體地，在為電機(jī)供電時(shí)，希望防止共模干擾并實(shí)現(xiàn)多個(gè)隔離阻障。

在又進(jìn)一步實(shí)施方式中，電氣裝置安裝在車(chē)輛中，在車(chē)輛的使用期間會(huì)人接觸的任意表面可與高壓電源電流隔離。具體地，在車(chē)?yán)镏?，希望沒(méi)有共模干擾以便車(chē)輛具有合理和可靠的功能性，并且為了安全和可靠目的而希望最小隔離阻障數(shù)。

在有利實(shí)施方式中，車(chē)輛包括金屬底盤(pán)或金屬底架，并且第二接地參考包括金屬底盤(pán)或金屬底架。在進(jìn)一步有利實(shí)施方式中，車(chē)輛包括金屬底架，并且第二接地參考包括金屬底架，車(chē)輛還包括非導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的主體。金屬底盤(pán)或底架用作為第二接地參考被證明是可靠和安全的。具有非導(dǎo)電主體的汽車(chē)防止駕駛員或用戶(hù)與汽車(chē)的導(dǎo)電和電氣連接部分的接觸。

在另一實(shí)施方式中，高壓電源包括具有陽(yáng)極和陰極的高壓電池組，并且第一接地參考包括電池組的陰極。這種電池組有效地提供高電壓和電能存儲(chǔ)。

在實(shí)施方式中，高壓電源具有從300伏至600伏范圍內(nèi)、更優(yōu)選地達(dá)到1000伏、可選地達(dá)到2000伏的工作電壓，在其他實(shí)施方式中，低壓電源具有8伏至48伏范圍內(nèi)的工作電壓。

在有利實(shí)施方式中，電氣裝置包括通信單元，通信單元從低壓電源接收功率并導(dǎo)電連接至第二接地參考，通信單元可包括儀表盤(pán)顯示器。由于通信單元，具體地，通信單元的顯示器，將安裝在用戶(hù)區(qū)中，證明將通信單元導(dǎo)電連接至第二接地參考是更安全的。

在另一方面，本發(fā)明提供套件，該套件包括根據(jù)本發(fā)明的電氣裝置的部件。套件可用于安裝在車(chē)輛中。

附圖說(shuō)明

根據(jù)通過(guò)非限制和非排他的實(shí)施方式的本發(fā)明的描述，本發(fā)明的進(jìn)一步特征和有益效果將變得明顯。這些實(shí)施方式不應(yīng)解釋為限制保護(hù)范圍。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可設(shè)想各種其他實(shí)施方式。將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式，在附圖中，類(lèi)似或相同的參考標(biāo)記指示類(lèi)似、相同或?qū)?yīng)的部件，并且在附圖中：

圖1、圖2、圖3、圖4和圖5分別示出根據(jù)本發(fā)明的電氣裝置的第一實(shí)施方式、第二實(shí)施方式、第三實(shí)施方式、第四實(shí)施方式和第五實(shí)施方式的方案；以及

圖6示出包括根據(jù)本發(fā)明的電氣裝置的汽車(chē)。

具體實(shí)施方式

根據(jù)本發(fā)明的電氣裝置1的第一實(shí)施方式的方案在圖1中示出，該方案包括具有第一接地參考11的高壓電源10和具有第二接地參考21的低壓電源20。在所示實(shí)施方式中，高壓電源10連接至電源單元PU，電源單元PU具有通過(guò)電源線(xiàn)4用于驅(qū)動(dòng)三相電機(jī)M的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。電源單元PU連接至與高壓電源10關(guān)聯(lián)的第一接地參考11。

測(cè)量單元MU使用信號(hào)線(xiàn)4測(cè)量電源線(xiàn)3中的功率電平。測(cè)量單元MU由低壓電源20供電，但不連接到關(guān)聯(lián)的第二接地參考21。測(cè)量單元MU反而連接到與高壓電源10關(guān)聯(lián)的第一接地參考11。

圖1中的電氣裝置的實(shí)施方式還包括邏輯單元LU、邏輯供應(yīng)單元LS和控制單元CU，其中，邏輯單元LU用于評(píng)估邏輯信號(hào)；邏輯供應(yīng)單元LS用于根據(jù)圖中未進(jìn)一步示出的各種輸入確定邏輯指示信號(hào)；控制單元CU為用戶(hù)或駕駛員提供將輸入提供給系統(tǒng)并從系統(tǒng)獲取反饋信號(hào)的裝置。單元LU、單元LS和單元CU均由低壓電源10供電并連接到與低壓電源20關(guān)聯(lián)的第二接地參考21。因此，隔離阻障2一方面存在于邏輯單元LU和測(cè)量單元MU之間的信號(hào)線(xiàn)6中，另一方面存在于邏輯單元LU和電源單元PU之間的信號(hào)線(xiàn)6中。第一接地參考11與第二接地參考21電流隔離。在單元LS、單元LU和單元CU之間的信號(hào)線(xiàn)5不用隔離阻障，因?yàn)樗羞@些單元均連接到相同的接地電位。

根據(jù)本發(fā)明的電氣裝置1的第二實(shí)施方式在圖2中示出。第二實(shí)施方式與圖1中的第一實(shí)施方式大部分相似，但是測(cè)量單元MU由高壓電源10供電并且邏輯單元LU連接到第一接地參考11。因此，單元PU、單元MU和單元LU三個(gè)單元均連接到第一接地參考。在單元PU、單元LU和單元MU之間的任意信號(hào)線(xiàn)4或電氣連接7可因此不用隔離阻障。單元PU和單元MU由高壓電源10供電，并且單元LU、單元LS和單元CU均由低壓電源20供電。

根據(jù)本發(fā)明的電氣裝置的第三實(shí)施方式在圖3中示出。第三實(shí)施方式與圖2中的第二實(shí)施方式大部分相似。然而，在第三實(shí)施方式中單元LS和單元HVF電氣連接到第一接地參考11。電源單元PU和測(cè)量單元MU均由高壓電源10供電，并且所有的其他單元LU、單元CU、單元LS和單元HVF均由低壓電源20供電。僅通信單元CU電氣連接到與低壓電源20關(guān)聯(lián)的第二接地參考21。因此，僅通信單元CU和邏輯單元LU之間的電氣連接7包括隔離阻障2，因?yàn)閮蓡卧B接到不同的接地參考，分別是通信單元CU連接到第二接地參考21和邏輯單元LU連接到第一接地參考11。

根據(jù)本發(fā)明的電氣裝置的第四實(shí)施方式在圖4中示出。第四實(shí)施方式與圖3中的第三實(shí)施方式大部分相似。然而，第四實(shí)施方式另外包括高壓反激單元HVF，高壓反激單元HVF通過(guò)電線(xiàn)或信號(hào)線(xiàn)7與單元LS交換電信號(hào)。高壓反激單元HVF連接至高壓電源10并將高壓轉(zhuǎn)換成低壓。由反激單元提供的低壓作為用于單元LS、單元LU和單元CU的低壓電源，并通過(guò)電壓線(xiàn)20提供。在荷蘭專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)柕?012027中提供了反激單元的描述，上述專(zhuān)利通過(guò)引用并入本文。

圖5示出根據(jù)本發(fā)明的電氣裝置的第五實(shí)施方式。第五實(shí)施方式與圖2中的實(shí)施方式大部分一致。然而，測(cè)量單元MU和邏輯單元LU通過(guò)電流隔離連接到由邏輯供應(yīng)單元LS供應(yīng)的低壓上。

一輛具有根據(jù)本發(fā)明的電氣裝置1的車(chē)輛100在圖6中示出。所示車(chē)輛具體包括根據(jù)第三實(shí)施方式的電氣裝置，電氣裝置中的通信單元CU和電氣連接6及其隔離阻障2單獨(dú)在圖4中示出。在車(chē)輛100的替代實(shí)施方式中，電氣裝置可根據(jù)本發(fā)明的電氣裝置1的第一實(shí)施方式或第二實(shí)施方式而來(lái)，或根據(jù)本發(fā)明的電氣裝置1的任意其他可行實(shí)施方式而來(lái)。

車(chē)輛或汽車(chē)100具有車(chē)輪130，每個(gè)車(chē)輪130均提供用于移動(dòng)汽車(chē)100的輪轂電機(jī)M。例如WO 2001/054939中公開(kāi)的輪轂電機(jī)。電機(jī)由并入電氣裝置1的電源單元PU中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)供電。車(chē)輛100具有連接至電氣裝置1的金屬底盤(pán)或底架110，以使得第二接地參考包括金屬底盤(pán)或底架。車(chē)輛還具有非導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的主體120，所述非導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括作為電氣隔離器的材料。測(cè)量單元MU確定電源單元PU的工作參數(shù)。測(cè)量單元MU從高壓電源10接收功率并導(dǎo)電連接至第一接地參考11。

通信單元CU的顯示器布置在車(chē)輛的儀表盤(pán)中以向駕駛員顯示數(shù)據(jù)，并且可選地從驅(qū)動(dòng)接收輸入從而將輸入傳遞到邏輯單元LU。通信單元CU導(dǎo)電連接至第二接地參考21。電氣裝置的所有部件被布置為使得在車(chē)輛的使用期間可與人接觸的任意表面均與高壓電源10電流隔離。

高壓電源10包括高壓電池組。第一接地參考10包括電池組的陰極。為了向單元PU和單元MU供電，電池組的陽(yáng)極聯(lián)結(jié)至單元PU和單元MU。高壓電源的工作電壓在300伏至600伏范圍之內(nèi)，但是上界可優(yōu)選地達(dá)到1000伏并可選地達(dá)到2000伏。低壓電源20具有8伏至48伏范圍內(nèi)的工作電壓。

車(chē)輛可在車(chē)輛的制造期間被提供有所公開(kāi)的電氣裝置1。然而，該電氣裝置還可作為套件提供，該套件包括電氣裝置的各部件，以使得電氣裝置可被改裝到車(chē)輛中。