[發明專利]用于對蓄能器裝置的蓄能器電池加熱的方法和可加熱的蓄能器裝置

有效

• 申請號: 201380028073.5
• 申請日: 2013-02-14
• 公開（公告）號: CN104335412B
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: P.福伊爾施塔克
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H01M10/615
• 分類號: H01M10/615;H01M10/633;H01M10/44;B60L11/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 盧江,胡莉莉

技術領域

本發明涉及一種用于對蓄能器裝置的蓄能器電池加熱的方法和一種可加熱的蓄能器裝置、特別是一種具有用于電運行車輛的模塊化的電池組系統的蓄能器裝置。

背景技術

呈現出，今后不僅在固定的應用、諸如風力設備或太陽能設備中，而且在車輛、諸如混合動力車輛或電動車輛中增加地使用電子系統，所述電子系統將新的蓄能器工藝與電驅動技術相結合。

多相電流到電機中的饋入通常通過脈沖逆變器形式的變流器來實現。為此可以將由直流電壓中間電路所提供的直流電壓變流為多相交流電壓、例如三相交流電壓。在此由串行布線的電池組模塊構成的支路對直流電壓中間電路饋電。為了可以滿足針對相應的應用所給定的對功率和能量的要求，經常將多個電池組模塊串聯在牽引電池組中。

文獻DE 10 2010 027 857 A1和DE 10 2010 027 861 A1公開了蓄能器裝置中的模塊化布線的電池組電池，所述電池組電池可以通過耦合單元的合適的控制選擇性地被耦合到由串行布線的電池組電池構成的支路中或從該支路去耦。該類型的系統以名稱Battery Direct Converter（電池組直接轉換器，BDC）而已知。這樣的系統包括蓄能器模塊支路中的直流電源，所述直流電源可以連接到直流電壓中間電路上以便通過脈沖逆變器給電機或電網供應電能。

蓄能器模塊支路在此具有多個串聯的蓄能器模塊，其中每個蓄能器模塊具有至少一個電池組電池和所分配的可控的耦合單元，該耦合單元允許根據控制信號橋接分別被分配的至少一個電池組電池或將分別被分配的至少一個電池組電池連接到相應的蓄能器模塊支路中。該耦合單元可以可選地被形成，使得該耦合單元附加地允許將分別被分配的至少一個電池組電池也以反向極性連接到相應的蓄能器模塊支路中或也中斷相應的蓄能器模塊支路。

BDC相對于常規的系統通常具有更高的效率和更高的故障安全性。故障安全性尤其通過以下方式被保證，即有缺陷的、故障的或不是完全有效率的電池組電池可以通過耦合單元的合適的橋接控制從能量供應支路斷開。蓄能器模塊支路的總輸出電壓可以通過耦合單元的相應的控制而被改變并且特別是分級地被設定。輸出電壓的分級在此由單獨的蓄能器模塊的電壓得出，其中最大可能的總輸出電壓通過蓄能器模塊支路的所有蓄能器模塊的電壓的總和來確定。

為了設定蓄能器模塊的輸出電壓，可以進行耦合單元的脈寬調制（PWM）的控制。由此可以通過接通或關斷時間的有目的的改變將所期望的中值作為蓄能器模塊電壓輸出。

在電運行車輛、諸如電動汽車或混合動力車輛中使用的情況下可能出現，例如在冬天起動車輛時，這樣的BDC的電池組電池的溫度很低。因為典型地所使用的電池組電池具有依賴于溫度的內阻，該內阻隨著下降的溫度而上升，所以可能的是，電池組電池在低溫度的情況下不能提供全功率。

因此存在對以下方法的需求，該方法即使在低溫度的情況下也可以保證電池組電池的全效率而不必使用昂貴的加熱元件或時間和能量密集的外部的加熱過程。

發明內容

本發明根據一個方面創造一種用于對具有多個串聯在能量供應支路中的蓄能器模塊的蓄能器裝置的蓄能器電池加熱的方法，所述蓄能器模塊分別包括具有至少一個蓄能器電池的蓄能器電池模塊和具有耦合元件的耦合裝置，所述耦合元件被設計用于將該蓄能器電池模塊選擇性地連接或橋接到相應的能量供應支路中。該方法在此具有以下步驟：將蓄能器裝置的輸出端子與直流電壓中間電路耦合，控制至少一個第一蓄能器模塊的耦合裝置以便在第一預定時間間隔內將相應的蓄能器電池模塊連接到能量供應支路中，以及在該第一預定時間間隔過去之后，控制至少一個第二蓄能器模塊的耦合裝置以便在第二預定時間間隔內將相應的蓄能器電池模塊連接到能量供應支路中。

根據另一方面，本發明創造一種系統，具有：具有多個串聯在能量供應支路中的蓄能器模塊的蓄能器裝置，所述蓄能器模塊分別包括具有至少一個蓄能器電池的蓄能器電池模塊和具有耦合元件的耦合裝置，所述耦合元件被設計用于將該蓄能器電池模塊選擇性地連接或橋接到能量供應支路中。該系統此外具有與該蓄能器裝置的輸出端子耦合的直流電壓中間電路、與該直流電壓中間電路耦合并且由該直流電壓中間電路饋送輸入電壓的脈沖逆變器、與該脈沖逆變器耦合并且由該脈沖逆變器供應相電壓的電機、和控制裝置，該控制裝置與所述耦合裝置耦合，并且該控制裝置被設計用于選擇性地控制所述蓄能器裝置的耦合裝置以便提供該蓄能器裝置的總輸出電壓并且執行根據本發明的方法。