[发明专利]改进的双蓄电池组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种改进的双蓄电池组件，其包括对于高的电容量进行优化的电池单元和对于高的功率输出进行优化的电池单元。

背景技术

为了在车辆内电化学蓄能器中的功率缩放，将电容量优化的蓄电池单元和功率优化的蓄电池单元或双层电容器混合安装在蓄电池组件中，这在现有技术中也称为双储存器。通常，一串或多串电容量优化的电池单元并联于一串或多串功率优化的电池单元。这些串通常借助直流/直流变换器耦合，该直流/直流变换器与所述串并联连接。直流/直流变换器补偿在各串之间的不同电压。

DE 20 2009 017 862 U1和DE 20 2008 017 499 U1描述了电池的并联电路。

现有技术的缺点在于，直流/直流变换器必须针对所连接串的最大峰值功率进行设计。这种类型的直流/直流变换器是复杂的并且导致高的成本。

发明内容

本发明的任务在于提供一种改进的蓄电池组件，其包括对于电流输出优化的电池单元和在电容量方面最大化的电池单元。

本发明的任务通过包括第一数量的串联的第一电荷储存单元、第二数量的串联的第二电荷储存单元和第三数量的串联的第三电荷储存单元的蓄电池组件来解决。根据本发明，所述蓄电池组件包括第一变换器，在该第一变换器的第一端子对上连接所述第三数量的串联的第三电荷储存单元。第一变换器的第二端子对与所述第一数量的串联的第一电荷储存单元串联连接。由所述第一数量的第一电荷储存单元和第一变换器构成的串联电路与所述第二数量的第二电荷储存单元并联连接。第一变换器构造用于变换由所述第三数量的串联的电荷储存单元输出的电压和/或由所述第三数量的串联的电荷储存单元输出的电流并且将其在第二端子对上输出。所述第二数量的串联的第二电池单元的最低电位构成蓄电池组件的第一端子，所述第二数量的串联的第二电池单元的最高电位构成蓄电池组件的第二端子。

蓄电池组件可例如通过接触器连接到逆变器上，在该逆变器上可连接有电机。

根据本发明，第一变换器——其可代替现有技术中的直流/直流变换器——并非与整个电池单元串并联连接，而是仅与串联的电荷储存单元串的一部分并联连接。因此，第一变换器无须针对最大峰值功率进行设计，而是仅须针对部分峰值功率进行设计，该部分峰值功率可借助于蓄电池组件的第三电荷储存单元输出。

蓄电池组件还可包括第二变换器，该第二变换器的第一端子对连接到电源、尤其是第二数量的第二电荷储存单元上，并且该第二变换器的第二端子对连接到第三数量的第三电荷储存单元上。第二变换器构造用于将电荷由电源、尤其是第二数量的第二电荷储存单元传输到第三数量的第三电荷储存单元。借助于第二变换器可对第三电荷储存单元充电和/或放电。电源可以是处于发电机运行中的电机、任意的充电器或电化学蓄能器。

蓄电池组件可包括第三变换器和第四数量的串联的第四电荷储存单元，所述第四电荷储存单元连接到第三变换器的第一端子对上。第三变换器的第二端子对与第二数量的第二电荷储存单元串联连接。第三变换器构造用于变换由第四数量的串联的电荷储存单元输出的电压和/或由第四数量的串联的第四电荷储存单元输出的电流并且将其在第三变换器的第二端子对上输出。借助于第一变换器可调节：是从第一数量的串联的第一电荷储存单元和第三数量的串联的第三电荷储存单元输出更多电荷，还是从第二数量的串联的第二电荷储存单元输出更多电荷。借助于第三变换器可调节通过第二数量的串联的第二电荷储存单元和第四数量的串联的第四电荷储存单元产生的电压。由此可调节中间电路电压，该中间电路电压存在于蓄电池组件的第一端子和第二端子之间。通过所获得的可调节的中间电路电压的自由度，驱动系统可以有效系数优化地运行并且还可扩大电机的电枢调节范围(Ankerstellbereich)。

蓄电池组件还可包括控制装置，该控制装置构造用于当连接到蓄电池组件上的机器在预定的时间段上在动态运行状态中比在静态运行状态中具有更高的电流消耗时这样控制第一变换器，使得电荷由第一数量的串联的第一电荷储存单元和第三数量的串联的第三电荷储存单元输出。控制装置也可构造用于当电机在预定的时间段上具有恒定的电流消耗时这样控制第一变换器，使得电荷仅由第二数量的串联的第二电荷储存单元输出。该运行情况在如下情况下是重要的：第二电池单元设计成使得它们具有尽可能高的电容量并且第一和第三电池单元设计用于尽可能高的电流输出。动态运行状态可以是在预定的时间段上提高的转矩输出、例如车辆加速。