[发明专利]用于平衡电池模块的机动车的电池系统、用于运行电池系统的方法和机动车

说明书

本发明涉及一种用于机动车的电池系统(10)，包括：第一电池模块(5)，所述第一电池模块具有第一电压源(V1)、第一电感(L1)、正极(22)和负极(21)；第二电池模块(6)，所述第二电池模块具有第二电压源(V2)、第二电感(L2)、正极(22)和负极(21)；输出电容器(CA)，所述输出电容器具有正的端子(12)和负的端子(11)；用于将所述第一电池模块(5)与所述输出电容器(CA)连接的第一开关单元(50)；以及用于将所述第二电池模块(6)与所述输出电容器(CA)连接的第二开关单元(60)。所述开关单元(50，60)中的每个开关单元分别具有第一开关元件(61)、第二开关元件(62)和第三开关元件(63)，其中，所述第一开关元件(61)的第一连接端与节点(25)连接，所述第一开关元件(61)的第二连接端与所配属的电池模块(5，6)的极(21，22)中的一个极连接，所述第二开关元件(62)的第一连接端与所述节点(25)连接，所述第二开关元件(62)的第二连接端与所述输出电容器(CA)的端子(11，12)中的一个端子连接，所述第三开关元件(63)的第一连接端与所配属的电池模块(5，6)的极(21，22)中的另一极连接并且与所述输出电容器(CA)的端子(11，12)中的另一端子连接，并且所述第三开关元件(63)的第二连接端与所述节点(25)连接。本发明还涉及一种用于运行根据本发明的电池系统(10)的方法，其中，如此操控所述第二开关单元(60)，使得电流(I)流过所述第二电池模块(6)，由此将电能传输至所述第二电池模块(6)的第二电压源(V2)。本发明还涉及一种机动车，所述机动车包括至少一个根据本发明的电池系统(10)，所述电池系统以根据本发明的方法运行。

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的电池系统，该电池系统包括：第一电池模块，其具有第一电压源、第一电感、正极和负极；第二电池模块，其具有第二电压源、第二电感、正极和负极；输出电容器，其具有正端子和负端子；第一开关单元，其配属于第一电池模块且用于将第一电池模块与输出电容器电连接；以及第二开关单元，其配属于第二电池模块且用于将第二电池模块与输出电容器电连接。本发明还涉及一种用于运行根据本发明的电池系统的方法以及一种具有相应电池系统的机动车。

背景技术

传统的机动车具有通常包括内燃机的驱动装置。此外，传统的机动车包括用于给机动车的起动器和其他用电器供给电能的电池系统以及用于对电池系统进行充电的发电机。电动汽车具有用于给牵引电机和其他用电器供给电能的电池系统。

传统机动车的通用电池系统包括至少两个电池模块，所述电池模块具有至少一个、优选地具有多个电池单元，所述电池单元例如串联连接。这种电池模块例如具有12V、24V或48V的标称电压。传统机动车的电池系统的输出电压在此对应于并联连接的电池模块的标称电压。电动汽车的通用电池系统也可以具有更高的例如600V的输出电压。

通用电池系统还包括输出电容器，该输出电容器用于缓冲电池系统的输出电压。这种输出电容器与机动车的车载网络电连接并且也称为中间电路电容器。通用电池系统还包括用于将电池模块与输出电容器电连接的至少两个开关单元。借助开关单元，电池模块可以与机动车的车载网络并与输出电容器电连接，以及与车载网络和输出电容器分离。

电池模块的电池单元例如涉及锂离子电池单元。电池模块的电池单元的放电在此不一定均匀地进行。电池单元的电荷以及因此还有电池模块的电荷可以因此彼此偏离，并且电池模块的电压然后不都位于相等的水平。为了运行这种电池系统，电池模块的充电状态必须至少大致相等。因此，各个电池模块的充电状态的均衡定期地进行。这种均衡也称为平衡。

文献EP 2 575 246 A1公开一种具有高压侧和低压侧的直流转换器以及一种借助变压器对高压侧的电容器进行放电的方法。

文献US 2019/058430 A1公开一种设备，该设备具有电动机、两个电压源和多个用于操控电动机的逆变器。