[发明专利]蓄电池及通过接通概率来调节蓄电池电压的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种调节蓄电池的蓄电池电压的方法，该蓄电池包括选择性地连接和跨接至蓄电池组的多个蓄电池单池，其中，在该方法中通过多个蓄电池单池的交替的控制将蓄电池电压调节至期望的标称电压。此外，本发明涉及一种蓄电池，其具有至少一个具有多个通过控制装置连接和跨接蓄电池组的蓄电池单池的蓄电池组、用于获取多个蓄电池单池的运行参数的获取装置和用于调节蓄电池电压的调节电子装置。

背景技术

将来，无论是静态的应用中还是在例如混合动力车辆和电动车辆的车辆中都将越来越多地使用蓄电池系统。为了能够满足对于各种应用给出的对于电压的要求且提供可调节的功率，要串联连接较多的蓄电池单池，从而构成提供蓄电池电压的蓄电池组。为了获得高的蓄电池电流还经常并联连接额外的蓄电池单池。

在申请人的之前的申请中说明了多个蓄电池，其具有带有可变的或者可调节的蓄电池电压的蓄电池组。其通过激活一定数量的蓄电池单池或者蓄电池模块，使得其总电压对应于对于蓄电池电压的期望的标称值来实现，其中将去激活或者跨接其他的、不需要的多个蓄电池单池。此外，根据现有技术通过微控制器实施对多个蓄电池单池的多个耦合电路的控制，其中，该微控制器通常通过电隔离进而与中央的控制装置进行通信。该耦合电路能够通过半导体开关，尤其是MOSFET晶体管和各自所属的驱动电路来实现。半导体开关能够安置在半桥设置或者全桥设置中。此外，对个耦合电路中每个能够被设置用于接通单个的蓄电池单池或者具有多个蓄电池单池的蓄电池模块。在此必须由中央的控制装置通过通信接口或者通过信号传递连接(通信总线)通知每个耦合电路，是否应该连接或者跨接蓄电池单池或者蓄电池模块，或者应该连接哪个晶体管并且不连接哪个晶体管。

该方法的缺点是要求高的通信花费，尤其是当为了实现蓄电池电压的精细的电压分级而减少通过耦合单元接通的多个蓄电池模块或者多个蓄电池单池的数量时，该通信花费将以尤其高的程度出现。高的通信花费尤其基于对获得足够鲁棒性的并且有效的蓄电池系统的要求，多个蓄电池单池或者多个蓄电池模块通常必须实时地定位并且接通。

发明内容

根据发明提出一种用于调节蓄电池的蓄电池电压的方法，所述蓄电池包括选择性地连接和跨接至蓄电池组的多个蓄电池单池。在该方法中通过多个蓄电池单池的交替的控制将蓄电池电压调节至期望的标称电压。此外，向所述多个蓄电池单池的一个或者多个控制电路分别传输标称接通概率，使得以所分配的接通概率来连接所述一个或者多个蓄电池单池。

根据本发明的另一方面提供一种机动车，其具有电机并且被设置具有依据发明的蓄电池，该蓄电池为电机提供电能。

本发明的优点是实现通信成本的大幅降低。该优点尤其通过多个蓄电池单池根据发明通过中央的控制信号的控制来实现，所述中央的控制信号包括针对所有蓄电池单池的所确定的标称接通概率。在此通过本发明还实现开关损耗的减小。其与具有预定的占空比(Duty Cycle)的多个蓄电池单池的控制相比也尤其适用，在所述控制中在每个占空比中都要开关所述多个蓄电池单池。根据本发明所述能够将所述多个蓄电池单池的切换的频率保持尽可能得小。

优选向蓄电池组的所有蓄电池单池传输标称接通概率。此外，根据一种有利的实施方式，针对每个蓄电池单池的标称接通概率采用相同的值，所述值是通过中央的控制信号向所有蓄电池单池传输的。此外，它具有能够使蓄电池内部的通讯花费最小化的优点。

优选地借助于设置在多个蓄电池单池中的多个控制电路分别实施随机函数，依据所述随机函数以分配给其的接通概率连接或跨接相应的蓄电池单池。

此外，在一种优选的实施方式中，借助于布置在所述蓄电池中的调节电子装置将所述蓄电池的期望的标称电压和当前的、实际的蓄电池电压进行比较。如果在此确定当前的蓄电池电压小于标称电压，则增大了标称接通概率。此外，如果确定当前的蓄电池电压大于标称电压，则能够减小标称接通概率。

因此，有利地，尤其是在恒定的或者接近恒定的蓄电池电压情况下能够通过新的概率预定值的频率预先规定在所述多个蓄电池单池中的切换的频率。

在本发明的一个尤其有利的改进方案中，基于品质因子来实施所述中央的控制信号或者所述标称接通概率的调整，从而达到所述接通概率的加权。分别相应于现有的蓄电池单池状态地选择多个品质因子。尤其有利地，能够分散地在所述多个蓄电池单池中或者借助于所述多个蓄电池单池的控制电路实施所述标称接通概率的调整。从而能够以尤其可靠的方式实现所述蓄电池组中的输出电压的平整