[發明專利]具有減小的單池電感的蓄電池單池

有效

• 申請號: 201180063346.0
• 申請日: 2011-11-14
• 公開（公告）號: CN103270638A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: M.凱斯勒;P.福伊爾施塔克;E.魏森博恩
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H01M10/04
• 分類號: H01M10/04;H01M2/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 杜荔南;盧江

技術領域

本發明涉及一種蓄電池單池，尤其是可重復充電的蓄電池單池。

背景技術

在蓄電池單池的大多數使用領域中，除了少量紋波分量之外，汲取或饋入近似直流電流。

在US?5?642?275?A中已知一種帶有集成逆變器功能的蓄電池系統，其中一系列帶有單獨直流電壓源的功率開關以蓄電池形式設置。常常也稱作多級級聯逆變器（Multilevel?Cascaded?Inverter）的這種蓄電池系統能夠實現單相或多相系統，所述單相或多相系統具有比傳統的逆變器裝置更大的效率和更高的故障安全性。

但是如果這種蓄電池系統例如被用于控制電機，則為了改變支線電壓在過去需要通過直流電壓源或在直流電壓源處進行電流引導的快速變換。但是隨著電流的交流分量提高，直流電壓源的電感的影響增加，并且由此在使用蓄電池模塊時，各個蓄電池單池的電感（單池電感）的影響增加。尤其是，單池電感與高電流結合在開關過程中導致高損耗能量，所述損耗能量在功率開關中被轉換成熱。由于開關過程重復出現，這導致了開關中的高損耗功率，并且由此導致蓄電池系統的效率降低。在蓄電池模塊中的各個蓄電池單池串聯接線的情況下，各個單池電感相加，這導致相應地更高的損耗功率。在一些應用情況中，蓄電池單池的阻抗的過高的電感分量也會使得需要附加的緩沖電容器。

伴隨分布式單池電感地，在每個開關過程中也發射電磁場，該電磁場在沒有補救措施的情況下可能導致對相鄰的電子部件的干擾，使得常常需要昂貴的附加電路措施來遵守EMV規定（EMV=電磁兼容性）。

發明內容

本發明提出一種蓄電池單池，尤其是一種可重復充電的蓄電池單池，其具有：第一電極膜和第二電極膜，所述第一電極膜和第二電極膜與位于其間的隔離器一起卷繞成線圈；第一極端子和第二極端子，其用于將蓄電池單池與外部布線連接；第一連接元件，其將第一極端子與第一電極膜電連接；以及第二連接元件，其將第二極端子與第二電極膜電連接。根據本發明，這兩個連接元件接觸線圈的第一端側上的相應電極膜。

本發明的優點

蓄電池模塊的總電感一方面通過各個蓄電池單池的電感（單池電感）和另一方面通過蓄電池單池的接線的電感來確定。本發明基于如下基本構思，將電極膜與相應的極端子連接的連接元件布置在線圈的相同的端側上并且在那里也與電極膜接觸。以此方式，在這兩個極端子之間的距離并且由此所包圍的面積減小，這導致單池電感的明顯減小。這又導致功率開關的損耗功率減小并且由此導致蓄電池系統的效率較高。蓄電池單池的根據本發明的結構也減小了電磁干擾的發射。

為了避免線圈的與第一端側相對的第二端側上的不期望的波效應、諧振或反射，根據本發明的一種實施形式規定，第一電極膜和第二電極膜的各個層在線圈的與第一端側相對的第二端側上分別彼此電連接。

這可以以特別簡單的方式通過如下方式來實現，即該線圈折疊為使得以前未折疊的線圈的第一端面和以前未折疊的線圈的第二端面在折疊之后相鄰，尤其是彼此緊靠地鄰接，靠向彼此。從而以此方式形式的線圈的第一端側通過兩個端面形成。如果要放棄這種折疊，則電極膜的電連接也可以以其他方式例如借助一個或多個單獨的接觸元件來進行。

根據本發明的一種實施形式，電極膜彼此錯開地卷繞，使得線圈的第一端面通過第一電極膜的層形成并且線圈的第二端面通過第二電極膜的層形成。兩個連接元件在此情況下構造為平面的并且在每一個端面處接觸相應電極膜的多個層，尤其是所有層。

在此情況下，為了考察這些層的電感分量而近似得出一種串聯電路，這導致結果得到的電感的相應減小。在蓄電池單池的其中通常卷繞數米的膜的單池線圈的情況下，這導致大量的“并聯連接的”層并且由此導致就此而言可忽略不計的寄生電感。此外，不僅保持得非常小的電感而且所有層的均勻接觸還防止了波傳播效應的出現。所有層的接觸還能夠實現較低的接觸電阻并且更為均勻的電流分布，這總體上導致較低的歐姆損耗。

該效應還可以被加強，其方式是連接元件分別在線圈的整個端面上接觸相應的電極膜。

為了在極端子的區域中也實現低電感的接線，極端子也可以構造為平面的。

當連接元件分別與極端子一體式地構造時，制造技術上特別簡單的實現是可能的。

本發明的其他特征和優點從以下參考附圖的描述中得出。

附圖說明

圖1示出了如從現有技術中已知的蓄電池單池的示意性立體圖，

圖2示出了根據第一實施形式的本發明蓄電池單池的示意圖立體圖，