[发明专利]用于提供不同类型电压的具有分别与转换模块相关联的单体蓄电池组的电池

说明书

本发明涉及一种电池(B1)，其包括：‑用于存储电能的单体电池，‑主输出端(SP1‑SP3)，其输送不同类型的电压并用于供应系统的不同电气设备，‑转换模块(MC1‑MCN)，其各自安装单体电池组(G1‑GN)的输出端处，并且各自包括DC‑DC型第一转换器、换流器和互连接装置，该互连接装置适于根据接收的指令而将第一转换器或换流器的输出端连接到另一组(G2)的输出端或主输出端(SP1‑SP3)中的一个，‑主控制装置(MCP)，其能够根据所接收的对电压类型的限定而产生每个指令，该电压类型是为设备中的至少一个供电所需的电压类型。

技术领域

本发明涉及可充电电池，该电池包括多个用于存储电能的单体电池组，并且该电池用于配备至某些系统。

背景技术

某些系统，例如纯电动或混合动力类型并可选地机动车辆类型的特定车辆，通常在其底部中包括至少一个可充电电池，该可充电电池包括壳体，该壳体容纳单体电池组，单体电池负责存储电能。这些单体电池可以是例如Li-离子、Ni-Mh、铅、锂-金属-聚合物(或LMP)或钠-离子类型。

例如，在纯电动或混合动力车辆中，这种类型的电池可以在不同输出端上负责向不同类型的电气设备(或元件)供应不同类型的电压。因此，第一输出端可以专用于以低直流电压(通常低于450V)供应电力设备，第二输出端可以专用于电气设备的三相交流供电，第三输出端可专用于以超低直流电压(通常低于12V)供应车载网络的电气设备。

这种电池通常包括管理装置，该管理装置负责通过适当的印刷电路板确保：在输出接线端上的电压测量、每个单体电池组的温度测量、以及内部电流的测量。这些管理装置还负责控制对每个单体电池组充电的条件和状态，以通过防止电池在正常工作范围之外工作来保护电池，该正常工作范围通过单体电池组的充电和放电电流限制、温度范围限制和工作电压等级限制来预限定。

应注意到，这种类型的电池通常还包括：用于在事故或维护保养期间将电池断路的装置、具有开关装置的输出端，该开关装置用于预充电电路；用于激活快速充电的开关装置；以及保险丝，其在每个输入/输出端上。

此外，通过算法，这种类型的电池的运行由内部监控装置来监控，这些算法尤其允许：计算该电池的充电状态(或SOC(“充电状态”))、确定该电池的健康状态(或SOH(“健康状况”))、管理单体电池组的平衡、与车辆的计算器进行通信、限制对电流(放电或充电电流)的需求、以及通过调节穿过该电池和/或部分包围该电池的载热流体的流量来确保该电池的热管理。

现在，为了可以向不同类型的电气设备以适当的方式供电，不得不在电池的输出端的下游安装各种能量转换装置。因此，在输出端的下游安装DC-DC(直流/直流)型第一转换器、可选的充电器以及换流器。

这些电池外部的能量转换装置相当大且相当昂贵，并且当电池发生内部短路时这些装置无法保护电池，内部短路表现为瞬间释放过量电能，该电能释放与单体电池组的放电相关联。

此外，DC-DC型第一转换器引起能量损失，并且由换流器产生的三相电压包括谐波，该谐波在电机(例如原动机)中引起额外的铁损。就换流器本身而言，该换流器也是电磁污染源，电池污染可以降低电机的运行。

此外，在电池的下游，不得不在电气架构中安装许多由电感和电容元件制成的外部滤波器，以便对所有电气设备实现可接受的电磁兼容水平。然而，这些外部过滤器显得特别笨重。

在专利文献FR 2977986中，已经明确提出了配备至电池的开关装置，该开关装置用于将电池串联和/或并联，以便控制在接线端输送的电压。然而，这种解决方案不允许在电池的输出端生成不同的多个(至少两个)电压类型(交流、三相、直流)。因此，仍然必须使用位于电池下游的某些能量转换装置，以限定不同类型的电压，这些类型的电压是所考虑的系统中的电气设备所需的。

发明内容

本发明尤其旨在改善这种情况。