[发明专利]用于机动车的高压电池以及机动车

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的高压电池，该高压电池的运行电压大于12V、特别是大于50V，该高压电池具有连接到机动车的高压电网上的两个电网连接端，所述电网连接端能通过设置在高压电池的壳体内的第一安全接触器来切断电压，该高压电池还具有用于电能的蓄能单元，所述蓄能单元经由第一安全接触器与电网连接端连接。此外本发明还涉及一种具有这样的高压电池的机动车。

背景技术

现代机动车——特别是电动车和混合动力车辆——大多具有两个车载电网，亦即低压电网——例如12V——和高压电网，高压电网的电网电压高于低压电网的电网电压。低压电网由低压电池——例如12V铅酸蓄电池——(并且也可能另外的能源、如发电机)供电，而在高压电网中设有自身的高压电池，其可以通过不同方式和方法充电。如果存在电机，那么该电机可以用作发电机并且经由电网连接端给高压电池充电。在电动车中并且在所谓的插接式混合动力机动车中设有充电装置，其允许也从机动车外部的电能源例如在充电站处给高压电池充电。

因为高电压经常超过接触保护电压，所以安全措施是必要的，以便可以在机动车的高压电网中切断电压。该措施的一部分是设置在高压电池内的第一安全接触器，其例如可以通过导频线路(Pilotlinie)接通，如这在现有技术中原则上已知的。自然也可以存在控制装置，例如作为电池管理系统的一部分或用于实现电池管理系统，通过该控制装置断开和闭合第一安全接触器。通常确定的功率是需要的，以便将第一安全接触器保持闭合，该第一安全接触器必须满足高要求。在一些国家法定规定的还有为了提高安全性的无源放电电阻，其大多在电池外部连接在正与负的电网连接端之间。

也已经提出，允许在低压电网与高压电网之间的能量交换，从而特别是也可以考虑的是，通过低压电网的能源给高压电池充电。为此，直流电压转换器、特别是双向直流电压转换器可以连接在低压电网与高压电网之间，直流电压转换器能够实现这种能量交换。

作为机动车中的另外的电能源最后也提出，将太阳能装置集成在机动车中，特别是作为太阳能顶棚。这样的太阳能装置具有至少一个太阳能电池，其允许将阳光转换为电能。在机动车运行期间，太阳能装置可以支持低压电网中的运行；在机动车不运行期间，亦即在非运行状态下或非运行阶段中提出，由太阳能装置获得的能量也用于低压电池的充电。自然低压电池特别是具有常见的12V铅酸蓄电池，不具有格外大的蓄能容量，从而不能存储太阳能装置所产生的全部能量，特别是在机动车的较长的停车时间的情况下。在另一侧上然而由太阳能装置提供的功率更小，从而高压电池的充电通过电网连接端和为低压电网的馈电设计的直流电压转换器由太阳能装置仅仅具有格外低的效率，如果主要可能的是，例如因为第一安全接触器必须保持打开并且有可能不同的另外的构件必须有源地运行。此外，提及的无源放电电阻在通过高压电池的电网连接端进行充电过程期间是负载。关于在当今机动车中由太阳能装置给高压电池充电的另一问题在于，高压电网也在机动车的非运行阶段中处于电压之下，这是不期望的。

发明内容

因此本发明的任务在于，提出高压电池的设计方案，其能实现改善的充电过程，特别是在机动车的高压电网上没有高电压的必要性的情况下。

为了解决该任务，在开始所述类型的高压电池中按照本发明提出，电池附加地具有两个充电连接端，所述充电连接端在绕过第一安全接触器的情况下经由充电线路与蓄能单元连接。

因此提出，除了电网连接端之外在高压电池上还设有附加的连接端对，其专门用于高压电池的充电，并且绕过电网连接端、特别是在充电过程期间断开的第一安全接触器并因此此外还有特别是在电网连接端之间设置的无源放电电阻。因此如果蓄能单元经由相应电网线路——其中连接有第一安全接触器——与电网连接端连接，那么因此基于充电连接端的充电线路——其自然也可以包括高压电池的另外的构件，对此在下文中还将进一步讨论——在第一安全接触器的背向电网连接端的侧上碰到电网线路。换言之，充电线路在第一安全接触器“后面”与蓄能单元连接。通过这种方式和方法，第一安全接触器可以在充电过程期间保持断开，从而整个高压电网也保持切断电压。这带来在充电过程的效率方面的优点，这是因为第一安全接触器不必被供电，其中再者经由无源放电电阻——其连接在电网连接端之间——的无源放电在充电过程期间不是负载。

通过高压电网在机动车的非运行阶段期间——其中应给高压电池充电——保持切断电压，机动车的高压安全性总体上提高。再者非激活的高压电网允许在充电过程中的较高的效率。