本發明專利技術涉及一種具有多個在正極和負極之間串聯連接的蓄電池單元和多個單元電壓獲取單元(20-1、...、20-n)的蓄電池。每個單元電壓獲取單元(20-1、...、20-n)具有多個分別與一組所述蓄電池單元(10-1、...、10-n)相連接的電壓測量輸入端且被構造為確定與所述各自的單元電壓獲取單元(20-1、...、20-n)相連接的蓄電池單元的單元電壓。其中，所述單元電壓獲取單元(20-1、...、20-n)通過通信總線相互連接且還被構造為將所確定的單元電壓經由所述通信總線傳輸至通過電勢分離裝置(30)電流地從所述單元電壓獲取單元(20-1、...、20-n)解耦的微控制器(40)。依據本發明專利技術，所述蓄電池具有與所述蓄電池單元串聯連接的電阻(50)，其中，所述電阻(50)的至少一個第一端子與所述單元電壓獲取單元(20-1、...、20-n)中的一個單元電壓獲取單元的所選出的電壓測量輸入端相連接。此外，引入了一種機動車，其具有用于驅動所述機動車的電氣的驅動電機和與所述驅動電子相連接的依據本發明專利技術的蓄電池。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種具有僅一個電勢分離裝置的蓄電池。
技術介紹
在將來，無論在靜態的應用還是在諸如混合動力車輛和電動車輛的車輛中，將應用更多的蓄電池系統。為了能夠滿足針對各應用給出的對電壓以及所能夠提供的功率的要求，串聯了較高數量的蓄電池單元。因為由一個這樣的蓄電池提供的電流必須流過所有的蓄電池單元，并且一個蓄電池單元僅能夠導通受限的電流，因此通常還附加地并聯連接蓄電池單元，以便提高最大電流。這能夠通過在蓄電池單元罩殼內設置更多的單元組或通過外部連接蓄電池單元來實現。出于安全原因并且為了確定具有足夠的精度的蓄電池的充電狀態，在這樣的蓄電池系統中通常確定不同的測量變量，例如單個的蓄電池單元的電壓(單元電壓)、通過蓄電池的電流和所選出的或者所有的蓄電池單元的溫度。這些測量變量將由控制單元(蓄電池控制單元，B⑶)獲取、再處理并且根據應用傳輸至裝置的其他部分。因為這樣的蓄電池系統的蓄電池電壓能夠達到高的值，所以出于安全原因必須與周圍的裝置的外露的部分隔離開來。尤其是在機動車中用作牽引蓄電池的蓄電池系統中，這意味著，該蓄電池系統必須被實施為相對于控制單元是隔離的，因為該控制單元連接至低壓的供電網絡并且與多個其他的部件通信。然而，隔離或者電勢分離產生技術上的更多花費并且提高了該裝置的總體成本。因此，最小化隔離或者電勢分離的數量將是值得期待的。依據現有技術，根據分別使用的半導體技術或者其介電強度，將以半導體技術全部或者部分地制造為微芯片的單元電壓獲取單元用于一定數量的蓄電池單元，對于這些蓄電池單元，單元電壓的總和不會過分地要求單元電壓獲取單元的介電強度。然后，蓄電池單元將與所屬的單元電壓獲取單元聯合成蓄電池模塊。單個的單元電壓獲取單元然后經由通信總線連接至一個鏈路，該鏈路經由單個的隔離器模塊與構成控制單元核心的微控制器相連接。然而，現在存在以下問題，即蓄電池電流的測量必須在考慮安全規定的情況下進行。在此，能夠采取基于磁場或者基于電壓的方法來測量電流。該基于磁場的電流測量原則上執行簡單的電勢分離，但是實現其是成本高的。相反地，通過測量在蓄電池的電流路徑中安置的已知的大小的(分流原理)電阻處的電壓雖然成本低地實現了成本低的而且簡單的測量，但是需要額外的隔離器模塊。在本專利技術的范圍內所說的蓄電池大體上是指具有多個并聯連接的蓄電池組的蓄電池的蓄電池組。
技術實現思路
因此，依據本專利技術引入了一種具有多個在正極和負極之間串聯連接的蓄電池單元和多個單元電壓獲取單元的蓄電池。所述單元電壓獲取單元具有多個分別與一組蓄電池單元相連接的電壓測量輸入端，且被構造為確定與所述相應的單元電壓獲取單元相連接的蓄電池單元的單元電壓。所述單元電壓獲取單元通過通信總線相互連接，且還被構造為將所確定的單元電壓經由所述通信總線傳遞至通過電勢分離裝置與所述單元電壓獲取單元電去耦的微控制器。依據本專利技術，所述蓄電池具有與所述蓄電池單元串聯連接的電阻。所述電阻的至少一個第一端子與所述單元電壓獲取單元中的一個單元電壓獲取單元所選出的電壓測量輸入端相連接。本專利技術具有以下優點，即對于所述單元電壓和流經所述蓄電池的電流的測量僅需要一個隔離器模塊，并且還能夠通過測量在已知大小的電阻處的電壓來采用成本低的間接的電流測量。所述電流測量在此經由所述單元電壓獲取單元中的一個單元電壓獲取單元來實現，從而在沒有用于隔離/電勢分離的過多花費的情況下將表示流經所述蓄電池的電流的測量值(如單元電壓)并且與所述蓄電池單元的單元電壓一起傳輸至所述微控制器。此外具有優點的是，即這個電流測量值與所述單元電壓同步地確定，因為使用了相同的模塊用于所述單元電壓和所述電流測量值的測量。優選地，所述蓄電池具有放大器，所述放大器連接在所述電阻和所述單元電壓獲取單元中的一個單元電壓獲取單元的所選出的電壓測量輸入端之間，并且被構造為放大位于所述電阻上的電壓。通過使用所述放大器能夠將具有非常低的電阻值的電阻用于電流測量，因為在這個電阻上的相應低的壓降被放大以用于通過所述單元電壓獲取單元獲取。因此這是有利的，因為所述蓄電池的內阻通過所述電阻僅些許地提高了，并且由于其較低的電阻值，通過所述電阻僅產生相應地低的損耗功率和損耗熱量。所述放大器的放大因子被如此地設置，即所述蓄電池的最大允許電流影響所述放大器的輸出電壓，所述輸出電壓小于所述一個單元電壓獲取單元的所述電壓測量輸入端的最大允許的輸入電壓。由此確保了所述單元電壓獲取單元能夠在整個相關的量程上獲取所述蓄電池的電流并且能夠確定是否超過所述最大允許運行電流。其中，所述放大器的放大因子優選地被如此地設置，即所述蓄電池的最大允許電流影響所述放大器的輸出電壓，所述輸出電壓還小于所述蓄電池單元的最大允許的單元電壓或者與所述蓄電池單元的所述最大允許的單元電壓相等。本專利技術的所述實施例具有如下優點，即為了電流測量必須由所述單元電壓獲取單元來處理的所述最大電壓相應于最大允許的單元電壓，從而使得相同的處理路徑能夠用于單元電壓和所述電流測量值。優選地，所述放大器具有用于低的電源電壓的第一電源電壓端子和用于高的電源電壓的第二電源電壓端子。其中，所述第一電源電壓端子與和所述一個單元電壓獲取單元相連接的所述蓄電池單元中的第一蓄電池單元相連接，并且所述第二電源電壓端子與和所述一個單元電壓獲取單元相連接的所述蓄電池單元中的第二蓄電池單元相連接。其中，在第一實施形式中，所述第一電源電壓端子直接與和所述一個單元電壓獲取單元相連接的所述蓄電池單元中的所述第一蓄電池單元相連接，并且所述第二電源電壓端子直接與和所述一個單元電壓獲取單元相連接的所述蓄電池單元中的所述第二蓄電池單元相連接，從而使得所述放大器直接由所述蓄電池單元來供電。在一個替代的實施形式中設置有DC/DC轉換器，所述DC/DC轉換器將所述第一電源電壓端子與和所述一個單元電壓獲取單元相連接的所述蓄電池單元中的所述第一蓄電池單元相連接，并且將所述第二電源電壓端子與和所述一個單元電壓獲取單元相連接的所述蓄電池單元中的所述第二蓄電池單元相連接，且被構造為生成所述高的電源電壓和所述低的電源電壓并將其輸出至所述放大器。所述DC/DC轉換器具有如下優點，即生成例如無關于所述蓄電池單元的充電狀態的電源電壓。所述蓄電池能夠具有m個單元電壓獲取單元，其中所述單元電壓獲取單元中的每個單元電壓獲取單元包括η個電壓測量輸入端，并且所述蓄電池具有m*n-l個串聯連接的蓄電池單元。在這個實施變形中，僅使用了相同構建的單元電壓獲取單元，這是有利的，其中，在所述單元電壓獲取單元中的一個單元電壓獲取單元上連接的蓄電池單元比在其他的單元電壓獲取單元上連接的蓄電池單元少一個。使用相同構建的部件允許更合理的并且由此成本更低的產品。替代地，所述蓄電池能夠包括m個單元電壓獲取單元，其中，每個單元電壓獲取單元包括η個電壓測量輸入端,并且所述蓄電池具有m*n-m個串聯連接的蓄電池單元。在這樣的情況下，將相同多的蓄電池單元連接至所有的單元電壓獲取單元，從而使得每個單元電壓獲取單元中保持一個電壓測量輸入端空閑著并且得出相同的蓄電池模塊，所述蓄電池模塊分別具有一個單元電壓獲取單元和η-1個蓄電池單元。在所述單元電壓獲取單元中的一個單元電壓獲取單元中，這個電壓測量輸入端然后用于電流測量。在這樣的實施例本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種具有多個在正極和負極之間串聯連接的蓄電池單元和多個單元電壓獲取單元(20?1、...、20?n)的蓄電池，所述單元電壓獲取單元具有多個分別與一組蓄電池單元(10?1、...、10?n)相連接的電壓測量輸入端，且被構造為確定與相應的單元電壓獲取單元(20?1、...、20?n)相連接的所述蓄電池單元的單元電壓，其中，所述單元電壓獲取單元(20?1、...、20?n)通過通信總線相互連接，且還被構造為將所確定的單元電壓經由所述通信總線傳遞至通過電勢分離裝置(30)與所述單元電壓獲取單元(20?1、...、20?n)電去耦的微控制器(40)，其特征在于，所述蓄電池具有與所述蓄電池單元串聯連接的電阻(50)，其中，所述電阻(50)的至少一個第一端子與所述單元電壓獲取單元(20?1、...、20?n)中的一個單元電壓獲取單元的所選出的電壓測量輸入端相連接。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.09.14 DE 102010040713.51.一種具有多個在正極和負極之間串聯連接的蓄電池單元和多個單元電壓獲取單元(20-1、...、20-n)的蓄電池,所述單元電壓獲取單元具有多個分別與一組蓄電池單元(10-1.....10-n)相連接的電壓測量輸入端，且被構造為確定與相應的單元電壓獲取單元(20-1、...、20-n)相連接的所述蓄電池單元的單元電壓,其中，所述單元電壓獲取單元(20-1.....20-n)通過通信總線相互連接，且還被構造為將所確定的單元電壓經由所述通信總線傳遞至通過電勢分離裝置(30)與所述單元電壓獲取單元(20-1.....20-n)電去耦的微控制器(40)，其特征在于，所述蓄電池具有與所述蓄電池單元串聯連接的電阻(50)，其中，所述電阻(50)的至少一個第一端子與所述單元電壓獲取單元(20-1.....20-n)中的一個單元電壓獲取單元的所選出的電壓測量輸入端相連接。2.如權利要求1所述的蓄電池，其具有放大器(80)，所述放大器連接在所述電阻(50)和所述單元電壓獲取單元(20-1.....20-n)中的所述一個單元電壓獲取單元的所選出的電壓測量輸入端之間，并且被構造為放大位于所述電阻(50)上的電壓。3.如權利要求2所述的蓄電池，其中，所述放大器(80)的放大因子被如此地設置，即所述蓄電池的最大允許電流影響所述放大器(80)的輸出電壓，所述輸出電壓小于所述一個單元電壓獲取單元(20-n)的所 述電壓測量輸入端的最大允許的輸入電壓。4.如權利要求3所述的蓄電池，其中，所述放大器(80)的放大因子被如此地設置，即所述蓄電池的最大允許電流影響所述放大器(80)的輸出電壓，所述輸出電壓還小于所述蓄電池單元的最大允許的單元電壓或者與所述蓄電池單元的所述最大允許的單元電壓相等。5.如權利要求2至4中任一項所述的蓄電池，其中...
【專利技術屬性】
技術研發人員：D·哈森科普夫，S·布茨曼，
申請(專利權)人：羅伯特·博世有限公司， 三星SDI株式會社，
類型：發明
國別省市：德國;DE
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。