用于將電池電壓模塊化的結構及其主動均衡的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明總體上設及具有電推進或混合動力推進的機動車輛。
[0002] 本發(fā)明更具體地設及一種蓄電池，該蓄電池包括多個電能存儲電池單元和一個將 所述電池單元連接在一起的電力網絡。
[0003] 本發(fā)明還設及一種用于控制該蓄電池電力網絡的電子部件的方法。
【背景技術】
[0004] 具有電推進的機動車輛通常配備有電動機和蓄電池，該蓄電池專用于為該電動機 和連接到所謂的"高壓"網絡的輔助物件供應電流。
[0005] 通常被稱為"牽引用電池"的該種電池標準地包括容納多個蓄電池單元的殼體，該 些蓄電池單元的數量是W使得電動機可W在一個預定的持續(xù)時長上生成足夠的轉矩和足 夠的動力來推進車輛的方式來計算的。
[0006] 每個電池單元通常跨其端子呈現2至5V量級的電壓。該些電池單元然后串聯連 接W便達到應用所需的電壓水平。跨牽引用電池的端子測量的電壓因此可W達到400V。
[0007] 然而，注意的是根據該些電池單元的電量狀態(tài)，該電壓可W降到300VW下?，F在， 針對某些動力，電壓下降得越多，電動機的效率就降低得越多。還注意的是當電壓下降時， 針對給定的功率，蓄電池的充電效率將降低，該是由于充電電流將具有更大的幅值（不管 該種充電是在靜止的時候由專用充電器執(zhí)行的還是在移動時由能量回收裝置在制動期間 執(zhí)行的）。
[0008] 而且觀察到，牽引用電池的該些電池單元不是全部呈現相同的電量狀態(tài)（也稱為 "平衡該些電池單元的問題"）的，該是由于W下事實，即，該些電池單元不是全部嚴格相同 的（當該些電池單元離開工廠并且不隨著時間W相同的方式演變時，該些電池單元的容量 W及該些電池單元的內阻并不是完全相等的）并且該些電池單元在電池的殼體內是置于 或多或少被良好地冷卻的區(qū)域內的。
[0009] 因此，牽引用電池的某些電池單元會比其他電池單元有更大的局限，因此降低了 牽引用電池的總體容量W及該種電池的壽命。

【發(fā)明內容】

[0010] 本發(fā)明因此提出了一種新的蓄電池架構，其中的該些電池單元被連接成避免了對 該些電池單元進行平衡、避免了使得電動機和充電器的效率降低的問題。
[0011] 更具體地，根據本發(fā)明提出了一種諸如在前言中定義的蓄電池，其中，進一步提供 了使得該些電池單元一起分組為多個具有偶數個電池單元的合成電池單元，使得該些合成 電池單元彼此串聯，并且使得該電力網絡包括將每個合成電池單元的該些電池單元W并聯 或串聯來連接的裝置、W及用于控制所述連接裝置的裝置，該連接裝置適用于將每個合成 電池單元的該些電池單元W并聯和串聯方式相連接。
[0012] 因此，借由本發(fā)明，可W通過選擇來使得每個合成電池單元的該些電池單元串聯 或并聯，w便將跨電池端子的電壓調整到期望的電壓上。
[0013] 實際上，該一期望電壓是確保電動機或電池充電器的最大效率的電壓。
[0014] 而且，借助于該種電池架構，就有可能有規(guī)律地將其中電池單元為串聯連接的那 些合成電池單元變?yōu)槠渲须姵貑卧獮椴⒙撨B接的那些合成電池單元W便重新平衡該些電 池單元的電量，從而使得蓄電池的壽命和車輛在充電之間的里程受益。
[0015] 根據本發(fā)明的蓄電池的其他優(yōu)點和非限制性特性如下：
[0016]-所述連接裝置在每個合成電池單元中都包括=個斷路器開關；
[0017]-每個合成電池單元包括兩個完全相同的支路，每個支路由至少一個電池單元構 成；
[0018]-該連接裝置適用于將該兩個支路W串聯或并聯方式相連接；
[0019]-該些合成電池單元全部是完全相同的；
[0020] -該電力網絡包括用于獲取電壓和電流的裝置，從而使之有可能推斷出每個合成 電池單元和/或每個電池單元的電量狀態(tài)和/或容量；
[0021] -提供了一個外殼，兩個連接端子從該外殼顯現出來，并且該些合成電池單元是串 聯連接在所述兩個連接端子之間的。
[0022] 本發(fā)明還提出了一種用于控制該樣一種蓄電池的連接裝置的方法，該方法包括W 下步驟：
[0023] -獲取連接到該蓄電池上的電池充電器或電動機的至少一個操作參數，
[0024]-根據所述操作參數推斷有待跨該蓄電池的該些端子輸送的一個最佳電壓，
[0025]-獲取跨該蓄電池的每個合成電池單元和/或每個電池單元的該些端子的該些瞬 時電壓，
[0026]-根據所獲取的該些瞬時電壓推斷每個合成電池單元的一個電量狀態(tài)參數，
[0027]-根據所獲取的該最佳電壓和該些瞬時電壓推斷出為使得跨該蓄電池的該些端子 的電壓基本上等于該最佳電壓，其中的電池單元必須是W串聯方式相連接的合成電池單元 的數量"k"，
[002引-在對該蓄電池放電的情況下確定出其電量狀態(tài)參數最大的該"k"個合成電池單 元，或是在對該蓄電池充電的情況下確定出電量狀態(tài)參數最小的，
[0029]-對該"k"個合成電池單元的該連接裝置加W控制，W便使得它們的電池單元串 聯連接，并且
[0030]-對該些剩余的合成電池單元的連接裝置加W控制，W便使得它們的電池單元并 聯連接。
[0031] 有利地，在推斷出該最佳電壓的步驟中，在一個數據庫索引中進行捜索，該數據庫 索引的每條記錄都將所述操作參數的一個確定的值與一個最佳電壓相關聯，從該數據庫索 引讀取出一條與所獲取的操作參數和相關聯的最佳電壓相對應的記錄。
【附圖說明】
[0032] 參照通過非限制性實例給出的附圖進行的闡述將明確地闡明本發(fā)明由什么組成 W及可W如何實施本發(fā)明。
[0033] 在該些附圖中；
[0034]-圖1是根據本發(fā)明的蓄電池的示意圖；
[0035]-圖2和圖3是處于兩種不同狀態(tài)的圖1的蓄電池的電池單元和電力網絡的示意 圖。
【具體實施方式】
[0036] 在圖1中，已經展現了一個用于機動車輛的蓄電池1。
[0037] 并未在此展現的機動車輛包括被設計成用于推進機動車輛的一個電動機和用于 為蓄電池1充電的一個充電器。
[0038] 該機動車輛還可W包括再生制動裝置，從而使之有可能回收對機動車輛進行制動 所產生的能量，從而對蓄電池1充電。
[0039] 在此，該蓄電池是專用于為電動機和連接到車輛的所謂的"高壓"網絡上的許多輔 助物件供應電流的牽引用電池1。
[0040] 該機動車輛還常規(guī)地包括一個存儲殼體4,一個正極2和一個負極3端子從該存儲 殼體顯現出來。
[0041] 該機動車輛還在存儲殼體4內包括多個電能存儲電池單元11、12、21、22、31、32和 一個電力網絡5,該電力網絡具體使之有可能具體將該些電池單元11、12、21、22、31、32連 接至負極3端子和正極2端子。
[0042] 在此，該些電池單元11、12、21、22、31、32具有裡離子類型。一旦被充好電，該些電 池單元中的每個電池單元都呈現跨其端子的2和5V之間的電壓。
[0043] 為了附圖的清晰性，已經在附圖中展現了該些電池單元中的僅六個電池單元11、 12、21、22、31、32。
[0044] 實際上，牽引用電池1將包括更高數量N的電池單元，其被選定的方式為使得電動 機可W在一個預定的持續(xù)時長上產生足夠的轉矩和足夠的動力來推進機動車輛。
[0045] 典型地，將使用約200個電池單元，其方式為使得跨牽引用電池1的正極2端子和 負極3端子的電壓具有400V的量級并且具有足夠的容量。
[0046] 于是，本發(fā)明更確切地設及將該些電池單元11、12、21、22、31、32彼此連接的方 式。
[0047] 更確切地，根據本發(fā)明，該些電池單元11、12、21、22、31、32是W具有偶數個電池 單元的合成電池單元10、20、30方式來分布的。
[0048] 電力網絡5于是包括多個電導體51 (諸如電線），該些電導體將該些合成電池單元 10、20、30彼此串聯連接在正極2端子和負極3端子之間。
[0049]電力網絡5進而在每個合成電池單元10、20、30內包括連接裝置52，該連接裝置不 僅適用于使得該合成電池單元的該些電池單元11、12、21、22、31、32W串聯相連接而且還 適合于使它們W并聯相連接。