本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種蓄電池模塊組(50)，其輸出端(55)能夠連接到直流電動機(54)的輸入端上。該蓄電池模塊組(50)包括多個串聯(lián)連接的蓄電池模塊(51、52、53)。每個蓄電池模塊(51、52、53)包括至少一個蓄電池單池(41)，至少一個耦合單元(30、70)，第一連接端(42)和第二連接端(43)并且被構(gòu)造用于，根據(jù)耦合單元(30、70)的控制占據(jù)至少兩個開關(guān)狀態(tài)中的一個，其中，不同的開關(guān)狀態(tài)對應(yīng)于該蓄電池模塊(51、52、53)的第一連接端(42)和第二連接端(43)之間的不同電壓值。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】用于驅(qū)動直流電動機的蓄電池模塊組
本專利技術(shù)涉及一種用于驅(qū)動直流電動機的蓄電池模塊組以及一種具有根據(jù)本專利技術(shù)蓄電池模塊組的蓄電池。
技術(shù)介紹
在將來，不僅在靜態(tài)應(yīng)用中，而且在例如混合動力車輛和電動車輛的車輛中，都將更多地使用蓄電池系統(tǒng)。為了能夠滿足對于各種應(yīng)用所給出的對電壓和可提供的功率的要求，串聯(lián)連接大量的蓄電池單池。因為由這種蓄電池所提供的電流必須流過所有的蓄電池單池并且一個蓄電池單池只能夠傳導(dǎo)有限的電流，所以經(jīng)常并聯(lián)連接額外的蓄電池單池，以便提高最大的電流。這能夠要么通過在蓄電池單池殼體內(nèi)設(shè)置多個單池線圈要么通過外部連接多個蓄電池單池來實現(xiàn)。但是，在此有問題的是，由于不完全一致的單池容量和單池電壓能夠?qū)е略诖?lián)連接的蓄電池單池之間的平衡電流。在圖1中示出了常見的電驅(qū)動單元的原理電路圖，其例如在電動或者混合動力車輛或者還在例如風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子葉片調(diào)節(jié)的靜態(tài)應(yīng)用中使用。蓄電池10連接到平衡電壓中間電路上，該平衡電壓中間電路由中間電路電容11緩沖。在該平衡電壓中間電路上連接有脈沖逆變器12，其通過相應(yīng)的兩個可控的半導(dǎo)體閥和兩個二極管在三個抽頭點14-1、14-2、14-3上為電的驅(qū)動電動機13的運行提供相互相位偏移的正弦電流。該中間電路電容11的容量必須足夠大，以使得在平衡電壓中間電路中的電壓在一段時間內(nèi)保持穩(wěn)定，在這段時間內(nèi)可控的半導(dǎo)體閥中的一個被接通。在例如電動車輛的實際應(yīng)用中產(chǎn)生HlF范圍內(nèi)的高的容量。在圖1中示出的結(jié)構(gòu)的缺陷是，在蓄電池10中最弱的蓄電池單池決定了其可到達的范圍，并且單個的蓄電池單池的損壞就已導(dǎo)致整個車輛趴窩。此外在脈沖逆變器中的高的電壓的調(diào)制導(dǎo)致高的開關(guān)損耗并且——因為由于高的電壓一般必須應(yīng)用絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)開關(guān)——同樣導(dǎo)致高的導(dǎo)通損耗。此外的缺陷在于，在系統(tǒng)中包含的多個蓄電池單池或蓄電池模塊被相同的電流流過并且因此是不可單個控制的。由此不存在對單個的蓄電池單池的不同狀態(tài)施加影響的可能性。此外根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中已知直流電機，其中涉及旋轉(zhuǎn)的電機，其借助直流電流被驅(qū)動或者提供直流電流。按照能量流的方向被區(qū)分為直流電動機和直流發(fā)電動機。屬于直流電動機的優(yōu)點在于良好的啟動特性和良好的可調(diào)節(jié)性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
根據(jù)本專利技術(shù)提供一種蓄電池模塊組，其輸出端能夠連接到直流電動機、尤其是直流電動機的輸入端上。該蓄電池模塊組包括多個串聯(lián)連接的蓄電池模塊。這些蓄電池模塊中的每個包括至少一個蓄電池單池，至少一個耦合單元，第一連接端和一個第二連接端。在此每個蓄電池模塊被構(gòu)造用于，根據(jù)耦合單元的控制占據(jù)至少兩個開關(guān)狀態(tài)中的一個。在此不同的開關(guān)狀態(tài)對應(yīng)于在第一連接端和第二連接端之間的不同的電壓值。這就是說，在不同的開關(guān)狀態(tài)下在第一連接端和第二連接端之間施加不同的電壓并且因此該不同的電壓是可量取的。多個串聯(lián)連接的蓄電池模塊能夠具有不同的特性，其中，在該蓄電池模塊組中要么能夠被設(shè)置相同特性的蓄電池模塊要么也能夠設(shè)置不同特性的蓄電池模塊的組合。第一特性的蓄電池模塊包括耦合單元，其被構(gòu)造用于，根據(jù)第一控制信號使至少一個蓄電池單池在第一連接端和第二連接端之間以第一(在實施例中正的)極性接通并根據(jù)第二控制信號使第一連接端和第二連接端相連接。第二特性的蓄電池模塊類似于第一特性的蓄電池模塊地構(gòu)造，但區(qū)別在于，至少一個蓄電池單池能夠在第一連接端和第二連接端之間以與第一極性相反設(shè)置(在該相同的實施例中負(fù)的)的極性接通。第三特性的蓄電池模塊具有三個可能的開關(guān)狀態(tài)，其中，在三個開關(guān)狀態(tài)的兩個中至少一個蓄電池單池在第一連接端和第二連接端之間以可選擇的極性接通，并且在另外一個開關(guān)狀態(tài)中該蓄電池模塊的第一連接端和第二連接端相連接。在蓄電池模塊組的內(nèi)部該串聯(lián)連接的蓄電池模塊被如此連接，使得在該串聯(lián)電路中高位的蓄電池模塊的第二連接端與該串聯(lián)電路中低位的蓄電池模塊的第一連接端相連接。一個或多個蓄電池模塊能夠是可脈沖寬度調(diào)制的。本專利技術(shù)的另一方面涉及一種具有至少一個根據(jù)本專利技術(shù)蓄電池模塊組的蓄電池。該蓄電池優(yōu)選是一個鋰-離子-蓄電池。該蓄電池能夠另外包括被構(gòu)造用于控制蓄電池模塊的多個耦合單元的控制裝置。本專利技術(shù)的另一方面涉及一種具有至少一個直流電動機和根據(jù)本專利技術(shù)的蓄電池模塊組的驅(qū)動單元，其中，該蓄電池模塊組的輸出端被連接到該直流電動機的輸入端上。此外提供一種機動車，其具有用于驅(qū)動機動車的直流電動機和與直流電動機連接的根據(jù)本專利技術(shù)的蓄電池模塊組。【附圖說明】根據(jù)附圖和下文的描述進一步闡明本專利技術(shù)的實施例，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的或者功能相似的部件。其中:圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電的驅(qū)動單元；圖2示出了在根據(jù)本專利技術(shù)的蓄電池模塊組中可使用的耦合單元；圖3示出了耦合單元的第一實施方式；圖4示出了耦合單元的第二實施方式；圖5示出了在簡單的半導(dǎo)體電路中的耦合單元的第二實施方式；圖6和7示出了在蓄電池模塊中的耦合單元的兩種結(jié)構(gòu)；圖8示出了在圖6中所示的結(jié)構(gòu)中的在圖5中所示的耦合單元；圖9示出了具有三個蓄電池模塊組的電的驅(qū)動單元；圖10示出了在圖9中示出的電的驅(qū)動單元通過控制裝置的控制；圖11示出了耦合單元的一種實施方式，該耦合單元實現(xiàn)了在蓄電池模塊的連接端之間施加具有可選擇的極性的電壓；圖12示出了具有在圖11中所示的耦合單元的蓄電池模塊的一種實施方式；圖13示出了根據(jù)本專利技術(shù)的第一實施方式的電的驅(qū)動單元；圖14示出了根據(jù)本專利技術(shù)的第二實施方式的電的驅(qū)動單元；以及圖15示出了根據(jù)本專利技術(shù)的第三實施方式的電的驅(qū)動單元。【具體實施方式】圖2示出了可用于根據(jù)本專利技術(shù)的蓄電池模塊組的耦合單元30。該耦合單元30含有兩個輸入端31和32以及一個輸出端33并且被構(gòu)造用于，將輸入端31或32中的一個與輸出端33連接而另一個則斷開。此外在特定的實施方式中耦合單元30被構(gòu)造為，兩個輸入端31、32均與輸出端33分離。而不是規(guī)定，不僅將輸入端31而且將輸入端32與輸出端33連接。圖3示出了耦合單元30的第一實施方式，該耦合單元30具有換接開關(guān)34，其原則上能夠使兩個輸入端31、32中的僅僅一個與輸出端33相連接,而另一個輸入端31、32與輸出端33斷開。該換接開關(guān)34能夠尤其簡單地作為電動機的開關(guān)實現(xiàn)。圖4示出了耦合單元30的第二實施方式，其中設(shè)置了第一和第二開關(guān)35或者36。該多個開關(guān)中的每個均連接在輸入端31或32中的一個和輸出端33之間。與圖3的實施方式相反該實施方式提供了以下優(yōu)點，即兩個輸入端31、32也能夠都與輸出端33斷開，使得輸出端33變成高電阻的。再者，開關(guān)35、36能夠簡單地作為例如金屬-氧化物-半導(dǎo)體-場效應(yīng)晶體管(MOSFET)開關(guān)或者絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)開關(guān)的半導(dǎo)體開關(guān)實現(xiàn)。半導(dǎo)體開關(guān)具有有利的價格和高開關(guān)速度的優(yōu)點，使得耦合單元30在短時間內(nèi)能夠?qū)刂菩盘柣蛘呖刂菩盘柕淖兓龀龇磻?yīng)并且高的切換率是可實現(xiàn)的。圖5示出了在簡單的半導(dǎo)體電路中的耦合單元的第二實施方式，其中多個開關(guān)35,36中的每個分別由可打開和可關(guān)閉的半導(dǎo)體閥門和與之反向連接的二極管組成。圖6和圖7示出了在蓄電池模塊40中的耦合單元30的兩個結(jié)構(gòu)。多個蓄電池單池41串聯(lián)連接在耦合單元30的輸入端之間。但是本專利技術(shù)不限于這種蓄電池單池的串聯(lián)電路，其也能夠僅僅設(shè)置單個的蓄電本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種蓄電池模塊組(50)，其特征在于，所述蓄電池模塊組(50)的輸出端(55)能夠連接到直流電動機(54)的輸入端上并且所述蓄電池模塊組(50)包括多個串聯(lián)連接的蓄電池模塊(51、52、53)，其中，每個蓄電池模塊(51、52、53)包括至少一個蓄電池單池(41)，至少一個耦合單元(30、70)，第一連接端(42)和第二連接端(43)并且被構(gòu)造用于，根據(jù)所述耦合單元(30、70)的控制占據(jù)至少兩個開關(guān)狀態(tài)中的一個，其中，不同的開關(guān)狀態(tài)對應(yīng)于所述蓄電池模塊(51、52、53)的所述第一連接端(42)和所述第二連接端(43)之間的不同的電壓值。
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2011.11.24 DE 102011087028.81.一種蓄電池模塊組(50),其特征在于,所述蓄電池模塊組(50)的輸出端(55)能夠連接到直流電動機(54)的輸入端上并且所述蓄電池模塊組(50)包括多個串聯(lián)連接的蓄電池模塊(51、52、53)，其中，每個蓄電池模塊(51、52、53)包括至少一個蓄電池單池(41)，至少一個耦合單元(30、70)，第一連接端(42)和第二連接端(43)并且被構(gòu)造用于，根據(jù)所述耦合單元(30、70)的控制占據(jù)至少兩個開關(guān)狀態(tài)中的一個，其中，不同的開關(guān)狀態(tài)對應(yīng)于所述蓄電池模塊(51、52、53)的所述第一連接端(42)和所述第二連接端(43)之間的不同的電壓值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池模塊組(50)，其中，所述蓄電池模塊組(50)包括至少一個第一特性的蓄電池模塊(51)，其中，所述第一特性的蓄電池模塊(51)包括耦合單元(30)，所述耦合單元被構(gòu)造用于，根據(jù)第一控制信號使所述至少一個蓄電池單池(41)在所述第一連接端(42)和所述第二連接端(43)之間以第一極性接通并且根據(jù)第二控制信號使所述第一連接端(42)和所述第二連接端(43)相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蓄電池模塊組(50)，其中，所述蓄電池模塊組(50)包括至少一個第二特性的蓄電池模塊(52)，其中，所述第二特性的蓄電池模塊(52)包括耦合單元(30)，所述耦合單元被構(gòu)造用于，根據(jù)第一控制信號使所述至少一個蓄電池單池(41)在所述第一連接端(42)和所述第二連接端(43)之間以與第一極性相反設(shè)置的極性接通并且根據(jù)第二控制信號使所述第一連接端(42)和所述第二連接端(43)相連接。4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的蓄電池模塊組(50)，其中，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：S·布茨曼，H·芬克，
申請(專利權(quán))人：羅伯特·博世有限公司，三星SDI株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：德國;DE
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