[发明专利]具有改进的平衡性的蓄电池布置系统

说明书

本发明涉及一种蓄电池布置系统，其包括第一蓄电池单元；与第一蓄电池单元串联的第二蓄电池单元，该第一和第二蓄电池单元具有第一端子和第二端子；和差分放大器，具有反向输入端、同向输入端和输出端；差分放大器的同向输入端与第一蓄电池单元的第二端子连接并且与第二蓄电池单元的第一端子连接，反向输入端与第一蓄电池单元的第一端子耦联并且与第二蓄电池单元的第二端子耦联，以及差分放大器的输出端与第二蓄电池单元的第二端子连接，在差分放大器的输出端与第二蓄电池单元的第二端子之间连接有具有耦合元件，其实现对第二蓄电池单元经由耦合元件进行充电，但至多允许第二蓄电池单元朝向差分放大器的输出端的方向稍微放电。

技术领域

本发明涉及一种蓄电池布置系统、一种包括与这种蓄电池布置系统连接的电机的电驱动装置以及一种具有这种电驱动装置的机动车。

背景技术

为了在包含不同的蓄电池单元的蓄电池布置系统中使由此可提供的电压尽可能均匀并且由此实现尽可能好的功率能力，开发了所谓的电压平衡电路(通常也被称为蓄电池单体平衡电路(battery cell balancing circuits))。即例如在US 2005/0269989 A1中描述了一种这样的电路，该电路通过在并联的分压器(基准)上的电压跟随器电路来均衡要平衡的蓄电池单元(所述蓄电池单元也可以包括多个蓄电池单体)。此外，按照US 2014/0035360 A1的这种电路被这样连接，使得该电路也可被任意扩展。

在DE 10 2016 207 555 A1中描述了一种蓄电池布置系统，在该蓄电池布置系统中，将另一个串联的电池单体电压用作基准。在此，“上一个电池单体”的电池单体电压的因数是-1，并且“下一个”的因数是2。在此，通过充电和放电来影响要平衡的蓄电池单元。在放电的情况下，来自电池单体或蓄电池单元的能量被转变成热并且因此在一定程度上被消耗。这会损害能量效率。

发明内容

本发明基于如下任务，给出一种蓄电池布置系统，在该蓄电池布置系统中克服了上面提到的能量效率受到损害的问题。

该任务利用按照本发明的蓄电池布置系统、电驱动装置和机动车来解决。

按照本发明，蓄电池布置系统包括：第一蓄电池单元，该第一蓄电池单元具有第一端子和第二端子；与第一蓄电池单元串联的第二蓄电池单元，该第二蓄电池单元具有第一端子和第二端子；和差分放大器，该差分放大器具有反向输入端、同向输入端和输出端，在该输出端上存在反向输入端上的信号与同向输入端上的信号之间的放大的差；其中，差分放大器的同向输入端与第一蓄电池单元的第二端子连接并且与第二蓄电池单元的第一端子连接，差分放大器的反向输入端与第一蓄电池单元的第一端子耦联并且与第二蓄电池单元的第二端子耦联，以及差分放大器的输出端与第二蓄电池单元的第二端子连接。按照本发明还规定：在差分放大器的输出端与第二蓄电池单元的第二端子之间连接有具有两个负载端子的耦合元件，该耦合元件能实现对第二蓄电池单元经由耦合元件进行充电，但至多允许该第二蓄电池单元朝向差分放大器的输出端的方向稍微放电。因此，按照本发明所设置的耦合元件防止第二蓄电池单元过度强烈地放电，或该耦合元件完全防止这种放电，而同时第二蓄电池单元的充电可不受阻碍地实现。由此，避免被蓄存的能量不必要地转变成热并且提高能量效率。具有最高的极电压的蓄电池单元的放电仅部分地经由或完全不经由借助差分放大器所引起的放电而进行。附加的放电作用到每个蓄电池单元上，当所述蓄电池单元作为供电电源接入被扩展的平衡电路中时。这产生如下优点：相应的电压平衡电路以强烈充电而较少直至完全不放电的方式工作，并且因此以能量优化的方式工作。

术语蓄电池单元相应应理解为，一个蓄电池单体或多个蓄电池单体(也仅被简称为“电池单体”)集成为一个单元。

所述差分放大器可以例如以简单的方式由一个运算放大器形成。