[发明专利]电池模块

说明书

电池模块。用于优选在车辆中使用的高压电池组的电池模块，其包括多个电池单元，所述多个电池单元各自包括附接到电池单元中的每一个的电子电池单元监测模块，电池单元监测模块通过包括至少两条电线的平衡总线彼此连接，以传输数据和电流，电子电池单元监测模块电连接到电池单元的正极和负极且具有第一电开关和第二电开关，所述电开关被配置成将电池单元电连接到平衡总线的两条电线中的相应一条，电池模块包括用于存储电能的能量存储模块，其电连接到平衡总线的两条电线，以通过它们吸收或输出能量，电子电池单元监测模块和能量存储模块通过平衡总线彼此连接，以形成单元平衡系统。

技术领域

本发明涉及用于在车辆中使用的高压电池组的电池模块以及用于将各电池单元彼此之间的电荷状态平衡到相同的预定水平的方法。

背景技术

目前，锂基可充电电池单元优选主要用于电动性(electromobility)，尤其是用于汽车行业中，作为电池模块的基础，并且这种电池单元用作高压电池组的基础。已知由串联连接的多个单个的电池单元或者由并联连接的电池单元块进行互连的可充电电池模块。这种电池模块也以串联和并联的方式连接以形成高压电池组。在可充电电池的串联连接上存在的问题是，随着充电和放电循环次数的增加，单元的可充电电池容量或电荷状态逐渐不同(drift apart)，并且电池组的总容量朝向最弱的单元连续减小。

现有技术已经平衡了单元水平之间的电荷以避免这种行为。这通常在充电时通过将电阻值电子地控制切换到已经达到高电荷水平的单元从而将用于对其它单元充电的电流引导通过该“满单元(full cell)”来被动地完成。此外，使用所谓的主动平衡来减少在被动方法中生成的电损耗。在该方面，电荷部分以电子方式从具有较高电荷的单元中取出并再次释放到较低电荷的单元中。这通常通过中央公共电子单元来实现。

中央电子系统监测和平衡固定的单元分组。在该方面，能量部分从单个的单元移出，经由电压转换器缓冲，然后再次释放到另一单个单元。这里需要将电压抽头和温度传感器信号集中在电子器件上的复杂布线和电子系统。在拆卸成单个单元之后，在可能的情况下，单个单元上的所有数据不能再获得。然后需要费力地单个地表征单元，使得可以以识别成等同物的方式来重组它们。

本领域需要具有电池单元管理系统的电池模块，该电池单元管理系统能够有效地平衡电池模块成本和能量，并且在无任何间隙的情况下记录和存储每个单独的电池单元的单元历史。

还需要在模块边界之外使电池或模块彼此平衡。

发明内容

本发明的目的是提供消除上述缺点的电池模块，并且提供具有电池单元管理系统的电池模块或者除此之外具有电池单元管理系统的多个电池模块，该电池单元管理系统能够有效地平衡一个或更多个电池模块成本和能量，并且在无任何间隙的情况下记录和存储每个单独的电池单元的单元历史。

这尤其是通过(优选地在车辆中使用的)用于高压电池组的电池模块来进行。电池模块包括多个电池单元。电子电池单元监测模块附接到电池单元中的每一个。电池单元监测模块通过包括至少两条电线的平衡总线彼此连接，以传输数据和电流。电子电池单元监测模块电连接到电池单元的正极和负极。电子电池单元监测模块具有第一电开关和第二电开关。所述电开关被配置成将电池单元电连接到平衡总线的两条电线中的相应一条。电池模块包括用于存储电能的能量存储模块。能量存储模块电连接到平衡总线的两条电线，以通过它们吸收或输出电能。电子电池单元监测模块和能量存储模块通过平衡总线彼此连接，并且形成单元平衡系统。