專利名稱：用于存儲(chǔ)電能的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求I的前序部分中詳細(xì)定義類型的用于存儲(chǔ)電能的系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種用于存儲(chǔ)電能的存儲(chǔ)單元。
背景技術(shù)：
由通常的現(xiàn)有技術(shù)已知了用于存儲(chǔ)電能的系統(tǒng)、并且在此特別是用于存儲(chǔ)電動(dòng)車輛中或特別是混合動(dòng)力車輛中的牽引電能的系統(tǒng)。以典型的方式，這種用于存儲(chǔ)電能的系統(tǒng)包括單獨(dú)的存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)單元例如彼此電串聯(lián)和/或并聯(lián)。原則上，可以考慮不同類型的蓄電池單元或電容器單元作為存儲(chǔ)單元。由于在存儲(chǔ)和獲取能量時(shí)，在車輛的、在此特別是商用車的傳動(dòng)系中應(yīng)用時(shí)，能量總量和特別是功率相對(duì)較高，因此優(yōu)選地將能量存儲(chǔ)量和功率足夠高的那些存儲(chǔ)單元用作存儲(chǔ)單元。在此例如可以使用鋰離子技術(shù)中的蓄電池單元，但或者特別是功率非常強(qiáng)的雙層電容器形式的存儲(chǔ)單元。這種電容器在本技術(shù)領(lǐng)域中通常也稱為超級(jí)電容器、Supercaps或Ultra-Capacitorso和現(xiàn)在是否使用具有高能量存儲(chǔ)量的傳統(tǒng)類型的超級(jí)電容器或蓄電池單元無關(guān)，在這種由多個(gè)可以總體上或以單元組形式彼此串聯(lián)的存儲(chǔ)單元組成的系統(tǒng)中，單個(gè)存儲(chǔ)單元的電壓取決于結(jié)構(gòu)類型地限制于上電壓值或者說閾電壓。如果例如在對(duì)用于存儲(chǔ)電能的系統(tǒng)充電時(shí)超過了該上電壓值，那么通常會(huì)迅速縮短存儲(chǔ)單元的使用壽命?；陬A(yù)定的制造公差，單獨(dú)的存儲(chǔ)單元在其特性、例如自放電方面在實(shí)際中典型地彼此略微偏差。這導(dǎo)致在用于單獨(dú)的存儲(chǔ)單元的運(yùn)行中可以產(chǎn)生比系統(tǒng)中的其它存儲(chǔ)單元小一些的運(yùn)行電壓。然而由于對(duì)于總的系統(tǒng)的最大電壓通常保持相等，并且最大總電壓特別在充電時(shí)是典型的控制標(biāo)準(zhǔn)，因此這不可避免地導(dǎo)致了，其它的存儲(chǔ)單元具有高一些的電壓并且在充電過程中然后超過允許的特殊的最大電壓極限充電，而這些存儲(chǔ)單元和具有較低的運(yùn)行電壓的存儲(chǔ)單元串聯(lián)。如上面已經(jīng)提到的那樣，這種過壓導(dǎo)致這些單獨(dú)的存儲(chǔ)單元和進(jìn)而是用于存儲(chǔ)電能的系統(tǒng)的可能的使用壽命顯著縮短。為了解決該問題，一般的現(xiàn)有技術(shù)主要認(rèn)識(shí)到兩種不同類型的所謂的單元電壓補(bǔ)償?！皢卧妷貉a(bǔ)償”的通常普遍的專業(yè)術(shù)語在此略微產(chǎn)生了誤導(dǎo)，這是因?yàn)樵诖瞬⒉粚为?dú)的存儲(chǔ)單元的電壓或更確切地說是能量存儲(chǔ)量彼此間進(jìn)行補(bǔ)償，而是僅僅使具有高電壓的單元在其過高的電壓方面減小。由于用于存儲(chǔ)電能的系統(tǒng)的(多個(gè))總電壓保持固定，然而因此可以通過所謂的單元電壓補(bǔ)償使在其電壓方面減小的單元隨著時(shí)間推移再次在其電壓方面升高，從而至少由此至少減小了換極的危險(xiǎn)。在一種被動(dòng)的單元電壓補(bǔ)償中，電阻并聯(lián)于每個(gè)單獨(dú)的存儲(chǔ)單元并且因此使得用于存儲(chǔ)電能的系統(tǒng)持續(xù)不期望地放電并且也被加熱，除了這種被動(dòng)的單元電壓補(bǔ)償，也使用了一種主動(dòng)的單元電壓補(bǔ)償。在此除了并聯(lián)于每個(gè)單獨(dú)的存儲(chǔ)單元的電阻之外，電子閾值開關(guān)并聯(lián)于存儲(chǔ)單元并且串聯(lián)于電阻。如果單元的運(yùn)行電壓處于預(yù)定的閾電壓之上，則這個(gè)也被稱為旁路電子裝置的結(jié)構(gòu)因此僅僅總使得電流流動(dòng)。一旦單獨(dú)的存儲(chǔ)單元的電壓再次下降到預(yù)定的閾電壓以下的區(qū)域中，則斷開開關(guān)并且不再有電流流動(dòng)。電阻通過開關(guān)總是經(jīng)受外力，基于該事實(shí)，如果單獨(dú)的存儲(chǔ)單元的電壓在預(yù)定的極限值以下，則也可以盡可能避免用于存儲(chǔ)電能的總系統(tǒng)的不期望的放電。持續(xù)的、不期望的熱產(chǎn)生在主動(dòng)單元電壓補(bǔ)償?shù)倪@種解決方式中也不是問題?！N例如用于混合動(dòng)力城 市公共汽車的超級(jí)電容存儲(chǔ)器通常由幾百個(gè)串聯(lián)連接的超級(jí)電容器單元組成，它們大部分被劃分成多個(gè)模塊。在將要在車輛上或者特別地在混合動(dòng)力系統(tǒng)上進(jìn)行售后服務(wù)-或維修工作的情況下，超級(jí)電容器存儲(chǔ)器有利地在工作之前放電，從而為售后服務(wù)-或維修人員排除各種危險(xiǎn)。這就要求利用額外要準(zhǔn)備的合適的外部組件對(duì)接口進(jìn)行操作，這些接口根據(jù)充電狀態(tài)可能處于很危險(xiǎn)的高電壓之下并且功率非常大。此外，這些接口經(jīng)常不易觸及，因此使得這些工作只能由特別的有專業(yè)技能的人員完成。此外，在這種方法中不利的是，當(dāng)整個(gè)存儲(chǔ)器或者整個(gè)模塊被放電時(shí)，那些和其它存儲(chǔ)單元相比具有更低的充電狀態(tài)或者更少電容量的單元可能會(huì)換級(jí)。存儲(chǔ)單元在充電狀態(tài)或者電容量方面的區(qū)別例如由制造公差引起，它們可能造成自放電效果提升，以及例如也由于模塊中或者整個(gè)存儲(chǔ)器中冷卻效果不統(tǒng)一而引起存儲(chǔ)單元的老化速度不同而引起。這種換級(jí)會(huì)縮短所涉及的存儲(chǔ)單元的壽命，因此應(yīng)該避免。在所描述的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置中，和這里特別是用于像城市交通/短途交通中的公共汽車這樣的商用車的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置中，用于存儲(chǔ)電能的系統(tǒng)的壽命具有至關(guān)重要的意義。和在通常的傳動(dòng)系中在適合于這種應(yīng)用的功率級(jí)中不同的是，用于存儲(chǔ)電能的系統(tǒng)占據(jù)了用于混合驅(qū)動(dòng)的成本的顯著部分。因此，在這種應(yīng)用中獲得非常高的使用壽命是特別重要的。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于，提出一種用于存儲(chǔ)電能的系統(tǒng)以及一種存儲(chǔ)單元，該系統(tǒng)或者該存儲(chǔ)單元至少部分地避免所述的缺點(diǎn)，并且特別是在為系統(tǒng)或者說存儲(chǔ)單元放電時(shí)降低換級(jí)的可能性。該目的通過具有獨(dú)立權(quán)利要求所述特征的一種系統(tǒng)和一種存儲(chǔ)單元得以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的其它設(shè)計(jì)方案在從屬權(quán)利要求中給出。特別地，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種用于存儲(chǔ)電能的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個(gè)存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)單元分別具有一個(gè)運(yùn)行電壓，其中，用電設(shè)備以及串聯(lián)于用電設(shè)備的開關(guān)元件并聯(lián)于存儲(chǔ)單元布置，并且其中，這個(gè)開關(guān)元件在達(dá)到或者超過閾電壓時(shí)閉合。所述系統(tǒng)根據(jù)本發(fā)明包括控制裝置，控制裝置設(shè)定用于，這樣控制開關(guān)元件，即存儲(chǔ)單元通過用電設(shè)備進(jìn)行放電。因此，根據(jù)本發(fā)明可能的是，通過借助控制裝置有針對(duì)性地控制開關(guān)元件引起存儲(chǔ)單元通過用電設(shè)備放電，并且因此以不危險(xiǎn)的方式和方法為系統(tǒng)放電，使得可以執(zhí)行維護(hù)工作或維修工作。由于預(yù)設(shè)了控制裝置，也可以避免對(duì)處于高電壓下的接口進(jìn)行操作。在一個(gè)有利的實(shí)施方式中提出，存儲(chǔ)單元可以通過用電設(shè)備進(jìn)行放電直至達(dá)到放電電壓。因此確保了，即用于存儲(chǔ)電能的系統(tǒng)被放電直至達(dá)到或者低于一個(gè)在這里被稱為放電電壓的電壓值，其中，可以毫無危險(xiǎn)地運(yùn)行該系統(tǒng)或其各個(gè)模塊。本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式提出，即開關(guān)元件能通過無接觸的傳輸裝置控制。其中特別可以提出，即無接觸的傳輸裝置是隔離放大器、特別是光電耦合器。這就可以隔開導(dǎo)線和裝置(通過它們將能量輸入存儲(chǔ)器或者通過它們將能量從存儲(chǔ)器中取出)以及控制導(dǎo)線和控制裝置(它們由售后服務(wù)人員或者說維護(hù)人員操作)。特別是其中可以電鍍隔離控制導(dǎo)線和引導(dǎo)高電壓的導(dǎo)線，從而可以達(dá)到特別高的安全度。隔離放大器可替換地也可以通過一個(gè)電感的或者可能是電容的耦合裝置實(shí)現(xiàn)，并且因此同樣可以與存儲(chǔ)單元電鍍隔離地控制開關(guān)元件。相關(guān)于無接觸的傳輸裝置的布置，一方面可以設(shè)計(jì)為，多個(gè)存儲(chǔ)単元中的每個(gè)存儲(chǔ)單元都可以配屬ー個(gè)無接觸的傳輸裝置。這就使得可以有針對(duì)性地控制每個(gè)存儲(chǔ)単元，并且因此可以為每個(gè)存儲(chǔ)單元特別安全地并且經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行放電。在這種情況下，特別有利的是，在存儲(chǔ)單元中布置了無接觸的傳輸裝置。因此無接觸的傳輸裝置相對(duì)于存儲(chǔ)單元存在ー個(gè)直接的、而且也是空間上的配屬關(guān)系。可替換地可以提出，ー個(gè)無接觸的傳輸裝置配屬于多個(gè)存儲(chǔ)單元。其中例如ー個(gè)無接觸的傳輸裝置可以控制兩個(gè)相鄰的電池或者一個(gè)由多個(gè)存儲(chǔ)單元組成的整體的模塊。這就減少了線路技術(shù)和電子方面的投入，并且因此是ー種特別節(jié)約成本的可以實(shí)現(xiàn)的可替 換方案。與之相關(guān)地可以提出，無接觸的傳輸裝置布置在控制裝置中。其中，該傳輸裝置可以集成到控制裝置中，或者布置在它的空間附近。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提出，對(duì)存儲(chǔ)單元的控制包括對(duì)閾電壓的影響。這樣就可以例如將存儲(chǔ)単元的閾電壓控制到ー個(gè)放電電壓大小，從而通過用電設(shè)備為存儲(chǔ)單元放電?？商鎿Q地也可以提出，開關(guān)元件能由控制裝置閉合。于是可以在不考慮閾電壓的情況下通過控制単元直接控制開關(guān)元件的開關(guān)過程。在本發(fā)明的ー個(gè)有利的改進(jìn)方案中提出，控制裝置借助于總線導(dǎo)線和開關(guān)元件連接。這就是使得可以高效地控制多個(gè)存儲(chǔ)単元。其中，特別是可以提出，不僅將放電信號(hào)或者將變?yōu)榉烹婋妷褐档拈撾妷褐祻目刂蒲b置傳輸?shù)酱鎯?chǔ)單元，而且例如也將當(dāng)前的運(yùn)行電壓值或者當(dāng)前的閾電壓值從存儲(chǔ)單元傳輸?shù)娇刂蒲b置。這就使得例如可以準(zhǔn)確地描述用于存儲(chǔ)電能的系統(tǒng)的存儲(chǔ)狀態(tài)或者系統(tǒng)的分別被檢測的模塊的存儲(chǔ)狀態(tài)。在本發(fā)明的一個(gè)簡單的實(shí)施方式中，用電設(shè)備是電阻，但是可替換地也可以設(shè)置其它的裝置用于例如借助于定向放射導(dǎo)出電能。存儲(chǔ)單元可以設(shè)計(jì)為所謂的超級(jí)電容器，即雙層電容器。在一個(gè)簡單的實(shí)施方式中，開關(guān)元件可以是閾值開關(guān)。正如已經(jīng)闡述的那樣，控制裝置就可以借助于信號(hào)總線或數(shù)據(jù)總線或者將閾值開關(guān)的閾值調(diào)節(jié)到放電電壓大小，或者直接控制閾值開關(guān)的開關(guān)過程。在某些情況下可能也可以使用兩種設(shè)計(jì)方案的組合。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可以特別有利地用在蓄能器中，特別是用于混合動(dòng)カ驅(qū)動(dòng)裝置。開頭提及的目的也通過ー種用于存儲(chǔ)電能的存儲(chǔ)單元得以實(shí)現(xiàn)，其具有并聯(lián)于存儲(chǔ)單元布置的用電設(shè)備以及串聯(lián)于用電設(shè)備的開關(guān)元件，其中，開關(guān)元件在達(dá)到或者超過閾電壓時(shí)閉合。根據(jù)本發(fā)明提出，開關(guān)元件能通過無接觸的傳輸裝置這樣控制，即存儲(chǔ)単元的電壓下降直至或者低于放電電壓。其中，無接觸的傳輸裝置可以直接布置在開關(guān)元件上，或者通過合適的信號(hào)導(dǎo)線或數(shù)據(jù)導(dǎo)線與無接觸的傳輸裝置連接。無接觸的傳輸裝置例如可以是隔離放大器，特別是光電耦合器。


根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)以及根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)單元的其它有利的設(shè)計(jì)方案還從以下借助附圖詳盡描述的實(shí)施例中得出。圖中示出圖I是混合動(dòng)カ車輛的ー個(gè)示例性的結(jié)構(gòu)；以及圖2是用于存儲(chǔ)電能的系統(tǒng)的ー個(gè)實(shí)施方式的示意圖。
具體實(shí)施例方式圖I中示出了示例性的混合動(dòng)カ車輛I。其具有兩個(gè)帶有各兩個(gè)示例性表明的車 輪4的軸2，3。軸3在此應(yīng)該是車輛I的被驅(qū)動(dòng)的軸，而軸2以自身已知的方式和方法僅僅隨動(dòng)。為了對(duì)軸3進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，示例性地示出了傳動(dòng)裝置5，該傳動(dòng)裝置從內(nèi)燃機(jī)6和電機(jī)7中獲取功率并且將其導(dǎo)入被驅(qū)動(dòng)的軸3的區(qū)域中。在驅(qū)動(dòng)情況下，電機(jī)7單獨(dú)地或?qū)?nèi)燃機(jī)6的驅(qū)動(dòng)功率進(jìn)行補(bǔ)充地可以將驅(qū)動(dòng)功率導(dǎo)入被驅(qū)動(dòng)的軸3的區(qū)域中，并且因此驅(qū)動(dòng)了車輛I或者對(duì)車輛I的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行支持。此外在車輛I制動(dòng)時(shí)，電機(jī)7可以作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，以便因此回收在制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的功率并且相應(yīng)地存儲(chǔ)。為了例如在作為車輛I的市內(nèi)公共汽車的使用中也對(duì)于較高速度的制動(dòng)過程提供足夠的存儲(chǔ)能量，其中該較高速度對(duì)于市內(nèi)公共汽車而言確定地最大大約為70km/h，必須在此情況下設(shè)置用于存儲(chǔ)電能的系統(tǒng)10，其具有數(shù)量級(jí)為350至700Wh的存儲(chǔ)能量。因此例如在大概10秒長的制動(dòng)過程中由這種速度產(chǎn)生的能量通過典型地具有大約150kW數(shù)量級(jí)的電機(jī)7轉(zhuǎn)換成電能，并且該電能存儲(chǔ)在系統(tǒng)10中。為了對(duì)電機(jī)7進(jìn)行控制以及為了對(duì)用于存儲(chǔ)電能的系統(tǒng)10充電和放電，該結(jié)構(gòu)根據(jù)圖I具有變流器9，變流器以自身已知的方式和方法設(shè)計(jì)具有用于能量管理的集成的控制裝置。通過具有集成的控制裝置的變流器9使電機(jī)7和用于存儲(chǔ)電能的系統(tǒng)10之間的能量流相應(yīng)地協(xié)調(diào)。控制裝置確保的是，在制動(dòng)時(shí)在然后以發(fā)電機(jī)形式驅(qū)動(dòng)的電機(jī)7的區(qū)域中產(chǎn)生的功率被盡可能地存儲(chǔ)在用于存儲(chǔ)電能的系統(tǒng)10中，其中通常不能超過系統(tǒng)10的預(yù)定的上電壓極限。在驅(qū)動(dòng)情況下，變流器9中的控制裝置協(xié)調(diào)從系統(tǒng)10中獲取的電能，以便在與此相反的情況下借助于這些獲取的電能驅(qū)動(dòng)電機(jī)7。除了在此說明的、例如可以是市內(nèi)公共汽車的混合動(dòng)カ車輛I以外，自然也可以在純電動(dòng)車輛中考慮類似的結(jié)構(gòu)。圖2示意性地示出按照ー種實(shí)施方式的根據(jù)本發(fā)明的用于存儲(chǔ)電能的系統(tǒng)10的一部分。原則上可以考慮不同類型的、用于存儲(chǔ)電能的系統(tǒng)10。典型地這樣對(duì)這種系統(tǒng)10進(jìn)行構(gòu)造，即多個(gè)存儲(chǔ)單元12典型地串聯(lián)在系統(tǒng)10中。該存儲(chǔ)単元在此可以是蓄電池單元和/或超級(jí)電容器，也或者是上述裝置的任意組合。對(duì)于在此示出的實(shí)施例而言，應(yīng)將存儲(chǔ)單元12全都設(shè)計(jì)為超級(jí)電容器，即設(shè)計(jì)為雙層電容器，其應(yīng)該被裝入配有混合驅(qū)動(dòng)裝置的車輛I中的、用于存儲(chǔ)電能的ー個(gè)唯一的系統(tǒng)10中。該結(jié)構(gòu)在此可以優(yōu)選地被裝入商用車中，例如用于城市交通/短途交通的公共汽車中。在此通過經(jīng)常性的啟動(dòng)-和制動(dòng)技術(shù)動(dòng)作并結(jié)合非常高的車輛質(zhì)量，通過超級(jí)電容器實(shí)現(xiàn)了電能存儲(chǔ)的特別高的效率，這是因?yàn)橄鄬?duì)較高的電流流動(dòng)。由于作為存儲(chǔ)單元12的超級(jí)電容器具有比例如蓄電池単元小很多的內(nèi)阻，因此其對(duì)于在此詳細(xì)說明的實(shí)施例是優(yōu)選的。如已經(jīng)提到的，在圖2中可以識(shí)別出存儲(chǔ)單元12。在此僅僅示出了多個(gè)串聯(lián)的存儲(chǔ)單元12中的三個(gè)存儲(chǔ)単元。這些存儲(chǔ)單元在一系列其它未示出的存儲(chǔ)單元中構(gòu)成第一模塊A。同樣示意性地示出了其他模塊B，C。模塊的準(zhǔn)確數(shù)量根據(jù)系統(tǒng)的使用目的而不同。在上面提到的實(shí)施例中并且當(dāng)相應(yīng)的電驅(qū)動(dòng)功率是大約100至200kW、例如是120kW吋，這些存儲(chǔ)單元在實(shí)際的結(jié)構(gòu)中將可能總共是大約150至250個(gè)存儲(chǔ)單元12。如果這些存儲(chǔ)單元設(shè)計(jì)為具有對(duì)于每 個(gè)超級(jí)電容器來說當(dāng)前上電壓極限為大約2. 7V的超級(jí)電容器，并且具有3000法拉的電容，則將為城市公共汽車的混合動(dòng)カ驅(qū)動(dòng)裝置給出實(shí)際的應(yīng)用。如圖2所示，每個(gè)存儲(chǔ)單元12都具有一個(gè)與該存儲(chǔ)單元12并聯(lián)的歐姆電阻14形式的用電設(shè)備。該用電設(shè)備和開關(guān)元件16串聯(lián)并且并聯(lián)于每個(gè)存儲(chǔ)單元12，在此情況下，并聯(lián)于每個(gè)超級(jí)電容器12。開關(guān)16設(shè)計(jì)為閾值開關(guān)并且僅示意性地示出。這個(gè)閾值開關(guān)16包括該超級(jí)電容器12的電壓監(jiān)測裝置。一旦這個(gè)超級(jí)電容器12超過ー個(gè)電壓上限閾值，開關(guān)16就閉合，從而來自超級(jí)電容器12的電流可以流經(jīng)電阻14。因此相應(yīng)地減小位于電容器中的電荷并且進(jìn)而也減小了電壓。此外，閾值開關(guān)16通過光電耦合器18和相應(yīng)的數(shù)據(jù)導(dǎo)線或信號(hào)導(dǎo)線與總線20連接?？刂蒲b置22同樣連接在數(shù)據(jù)總線20上?？刂蒲b置22設(shè)定用于，借助于總線20控制布置在存儲(chǔ)單元12上的光電耦合器18。在圖2中所示的實(shí)施方式中，多個(gè)存儲(chǔ)單元12，如已經(jīng)提及的那樣，被劃分成模塊A，B和C。為了直觀顯示的目的，為模塊A，B和C示出了不同的實(shí)施方式。在一個(gè)實(shí)際的用于存儲(chǔ)電能的系統(tǒng)中，只會(huì)使用同類的模塊。正如已經(jīng)說過的那樣，模塊A裝配有存儲(chǔ)單元12，可以通過光電耦合器18控制它的閾值開關(guān)16。其中，各個(gè)存儲(chǔ)単元12的各自的光電耦合器18可以單個(gè)地通過數(shù)據(jù)總線20由控制裝置22控制，這就是說，可以為每個(gè)單獨(dú)的存儲(chǔ)單元12分派一個(gè)放電指令。而模塊B的存儲(chǔ)單元12雖然分別也同樣裝配有用于控制閾值開關(guān)16的光電耦合器18。但是光電耦合器的連接方式按以下方式實(shí)現(xiàn)，即只能為所有的光電耦合器18共同將放電信號(hào)傳輸?shù)介撝甸_關(guān)16。因此，統(tǒng)一地對(duì)所有包含在其中的存儲(chǔ)單元12實(shí)現(xiàn)對(duì)模塊B的放電。模塊C同樣具有可以通過該閾值開關(guān)16和電阻14放電的存儲(chǔ)單元12。但是對(duì)閾值開關(guān)16的控制不是通過光電耦合器，而是通過電感耦合器24實(shí)現(xiàn)。雖然這里實(shí)現(xiàn)的連接方式也類似于模塊B中的連接方式，也就是說，所有存儲(chǔ)單元12只能統(tǒng)一地放電。但是這只是一個(gè)示例性的實(shí)施方式。不言而喻地，模塊A至C的所有設(shè)計(jì)理念之間都可以任意地相互組合。另ー個(gè)在此未示出的變型方案在于，為ー個(gè)模塊，也就是說為多個(gè)存儲(chǔ)單元，預(yù)設(shè)唯一一個(gè)隔離放大器，它可以將ー個(gè)統(tǒng)ー的放電指令傳輸?shù)蕉鄠€(gè)存儲(chǔ)単元。因此，本發(fā)明利用已經(jīng)存在的旁路電子元件用于給存儲(chǔ)器放電，為此，這些電子元件増加了一個(gè)簡易的擴(kuò)展電路。正如已經(jīng)說過的那樣，這可以通過隔離放大器、例如光電耦合器18或者也可以通過電感耦合裝置24實(shí)現(xiàn)。通過這些將旁路電子元件相互電鍍隔離并且與外界的高運(yùn)行電壓電鍍隔離的隔離放大器，可以利用在模塊或者整個(gè)存儲(chǔ)器以外的低的信號(hào)電壓，例如通過控制裝置22接通這些旁路電子元件。這個(gè)開關(guān)狀態(tài)可以一直保持住，直到超級(jí)電容器単元12完全放電，或者系統(tǒng)10的總電壓回落到ー個(gè)不危險(xiǎn)的值。正如已經(jīng)提過的那樣，在此也可以例如通過總線20實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)單元12，一個(gè)整體模塊的電壓或者系統(tǒng)的總電壓的檢測。因?yàn)槊總€(gè)單元單獨(dú)放電，因此也不存在電容器12換級(jí)的危險(xiǎn)。當(dāng)旁路電子元件的漏電電流為IA時(shí)，在此期間單元電壓在50分鐘內(nèi)下降IV，使得在這些數(shù)例的情況下，在大約兩小時(shí)內(nèi)可以將存儲(chǔ)器視為放電。不言而喻地，根據(jù)使用的用電設(shè)備也可能出現(xiàn)其它的漏電電流。在此期間出現(xiàn)的熱能可以通過存儲(chǔ)器或模塊的在這些系統(tǒng)中通常存在的歸系統(tǒng) 所有的冷卻裝置被導(dǎo)出。因此，不需要采取其它與之相關(guān)的預(yù)防措施。
權(quán)利要求
1.一種用于存儲(chǔ)電能的系統(tǒng)(10)，所述系統(tǒng)包括多個(gè)存儲(chǔ)單元(12)，所述存儲(chǔ)單元分別具有一個(gè)運(yùn)行電壓，其中，用電設(shè)備(14)以及串聯(lián)于所述用電設(shè)備(14)的開關(guān)元件(16)并聯(lián)于所述存儲(chǔ)單元(12)布置，并且其中，所述開關(guān)元件(16)在達(dá)到或者超過閾電壓時(shí)閉I=I， 其特征在于， 所述系統(tǒng)(10)包括控制裝置(22)，所述控制裝置設(shè)定用于，這樣控制所述開關(guān)元件(16)，即所述存儲(chǔ)單元(12)通過所述用電設(shè)備(14)進(jìn)行放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲(chǔ)單元(12)能通過所述用電設(shè)備(14)進(jìn)行放電直至達(dá)到放電電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)元件(16)能通過無接觸的傳輸裝置(18，24)控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述無接觸的傳輸裝置是隔離放大器(18，24)、特別是光電耦合器(18)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)存儲(chǔ)單元(12)中的每個(gè)存儲(chǔ)單元都配屬了一個(gè)無接觸的傳輸裝置(18，24)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述無接觸的傳輸裝置(18，24)布置在所述存儲(chǔ)單元(12)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，一個(gè)無接觸的傳輸裝置配屬于多個(gè)存儲(chǔ)單元(12)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述無接觸的傳輸裝置布置在所述控制裝置中。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，對(duì)所述開關(guān)元件(16)的控制包括對(duì)所述閾電壓的影響。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)元件(16)能由所述控制裝置(22)閉合。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置(22)借助于總線導(dǎo)線(20)和所述開關(guān)元件(16)連接。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用電設(shè)備是電阻(14)和/或所述存儲(chǔ)單元(12)是超級(jí)電容器(12)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)元件是閾值開關(guān)(16)。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)(10)用在蓄能器中，特別是用于混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置。
15.一種用于存儲(chǔ)電能的存儲(chǔ)單元(12)，具有并聯(lián)于所述存儲(chǔ)單元布置的用電設(shè)備(14)以及串聯(lián)于所述用電設(shè)備(14)的開關(guān)元件(16)，其中，所述開關(guān)元件(16)在達(dá)到或者超過閾電壓時(shí)閉合， 其特征在于， 所述開關(guān)元件(16)能通過無接觸的傳輸裝置(18，24)這樣控制，即所述存儲(chǔ)單元(12)的電壓下降直至或者低于放電電壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于存儲(chǔ)電能的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個(gè)存儲(chǔ)單元(12)，這些存儲(chǔ)單元分別具有一個(gè)運(yùn)行電壓。用電設(shè)備(14)以及串聯(lián)于用電設(shè)備的開關(guān)元件(16)并聯(lián)于存儲(chǔ)單元布置。開關(guān)元件在達(dá)到或者超過閾電壓時(shí)閉合。該系統(tǒng)包括控制裝置，該控制裝置設(shè)定用于，這樣控制開關(guān)元件，即存儲(chǔ)單元通過用電設(shè)備進(jìn)行放電。此外還提出一種用于存儲(chǔ)電能的存儲(chǔ)單元。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102742110SQ201080037845
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月27日
發(fā)明者康拉德·羅塞爾 申請(qǐng)人:沃依特專利有限責(zé)任公司