[发明专利]用于车辆的可切换的储存器系统

说明书

描述了一种用于为驱动车辆提供电功率的储存器系统(100)。所述储存器系统(100)包括用于储存电能的第一和第二储存器模块(111、112)。此外，储存器系统(100)包括开关单元(130)，所述开关单元设置用于：针对充电过程将第一储存器模块(111)和第二储存器模块(112)串联连接并且针对车辆的驱动将第一储存器模块和第二储存器模块并联连接。此外，储存器系统(100)包括控制单元(105)，所述控制单元设置用于促使一个或多个措施，以便为准备第一储存器模块(111)与第二储存器模块(112)的并联连接而减小第一储存器模块(111)的荷电状态和第二储存器模块(112)的荷电状态的差别。

技术领域

本发明涉及一种用于至少部分电驱动的车辆的储存器系统。尤其是本发明涉及一种具有灵活的储存容量、能以相对高的充电功率进行充电的储存器系统。

背景技术

当前在电驱动车辆、例如PHEV车辆(插电式混合电动车)或纯电运行车辆(BEV，电池电动车)中，由一个或多个单个电池单体或者说储存器单体组成的能量储存器用作能量源。电池单体通常是单个的锂离子单体。这些电池单体串联地或者结合串联和并联电路彼此连接。在此，电池单体的总和确定可用的能量并且进而确定电驱动车辆的续航里程。

这样的能量储存器的充电典型地通过连接到与供电网相连的外部充电站上进行。在此，用于给能量储存器充电的可用连接功率(充电功率)可以与充电站相关。借助直流电的充电可以称为具有50kW或更多的充电功率的快充电。通过交流电的充电能实现在3.6kW直至22kW范围内的充电功率。

高充电功率有利于避免车辆为了能量储存器的再充电而长时间停车。一种用于提高充电功率的可能性是借助提高的充电电压(例如800V或更多，而不是现在的460V或更少)的直流电充电。然而，应用较高的充电电压则需要在所使用的HV(高压)储存技术方面进行改变。在此，通常不希望应用带有相应提高的额定电压的能量储存器(例如由于在动力总成系统中使用的逆变器的IGBT仅能使用到直至确定的最大极限电压(如650V、900V或1200V))。

DE102014004790A1描述了一种用于车辆的能量储存器，在所述能量储存器中使用切换矩阵，以用于串联连接在能量储存器中并联连接的线路，使得能量储存器的电压水平倍增(在使用两个并联连接的线路时)。因此，在行驶运行中可以使用不变的行驶电压(例如400V的行驶电压)，而在充电运行中可以使用提高的充电电压(例如800V的充电电压)。

虽然DE102014004790A1描述了一种带有切换矩阵的储存器系统的构思。但在此未确保：能以可靠的方式在储存器系统的充电运行和行驶运行之间切换。

发明内容

本发明的技术任务在于提供一种可切换的储存器系统，所述储存器系统能够以可靠且能量高效的方式在充电运行和行驶运行之间进行切换。

该任务通过根据本发明的储存器系统得以解决。

根据一个方面，描述了一种用于为驱动车辆提供电功率的储存器系统。尤其是可以将所述电功率用于运行车辆的驱动电机。此外，可以在制动过程中必要时将电功率通过车辆的电机回收并且储存在储存器系统中。

储存器系统包括：用于储存电能的第一和第二储存器模块。储存器系统一般可以包括N个用于储存电能的储存器模块，N1。每个储存器模块在此可以包括至少一个(通常多个)储存器单体线路。必要时，储存器模块也可以包括并联连接的储存器单体。储存器模块的数量N是整数并且优选是偶数，N1。优选地可以N＝2，由此在充电电压(用于给储存器系统充电)和行驶电压(用于运行车辆的驱动系统)之间得出有利的折衷(尤其是关于安装在车辆内的功率晶体管)。N个储存器模块可以相同地设计(尤其是关于相应的额定电压和/或关于相应的储存容量)。

此外，储存器系统包括(带有多个开关的)开关单元，所述开关单元设置用于针对充电过程串联连接N个储存器模块，并且针对车辆的驱动、亦即给车辆的驱动系统供电而并联连接N个储存器模块。