[發明專利]蓄電池和用于通過脈寬調制信號調節蓄電池電壓的方法

有效

• 申請號: 201380065779.9
• 申請日: 2013-11-04
• 公開（公告）號: CN104853950A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: S·布茨曼
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司;三星SDI株式會社
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18;H01M10/42;H02J1/00;H02J7/24;H01M10/0525
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 鄭立柱

1.具有多個蓄電池單元(11)的蓄電池，所述多個蓄電池單元設置為，通過驅控多個耦合電路(12)來與蓄電池組(13)接通或橋接，其中所述蓄電池具有用于通過驅控信號來驅控所述多個耦合電路(12)的驅控裝置(15)，其特征在于，所述驅控裝置(15)設置為，借助于脈寬調制信號(14、PWM1、PWM2)進行對所述多個耦合電路(12)的驅控并且借助于配置給所述多個蓄電池單元(11)的多個加權電路(21)來處理脈寬調制信號(PWM1)的預定參數以產生加權的脈寬調制信號(PWM2)，從而通過相應的加權的脈寬調制信號(PWM2)的占空比來確定相應的蓄電池單元(11)的平均接通時間。

2.根據權利要求1所述的蓄電池，其中，對于所述蓄電池的每個蓄電池單元(11)或每個蓄電池模塊，所述蓄電池包括一個加權電路(21)，并且所述多個加權電路(21)分別設置為根據所述蓄電池和/或各個蓄電池單元的運行參數(23、24)匹配脈寬調制信號(14、PWM1)的預定參數。

3.根據權利要求2所述的蓄電池，其中，所述蓄電池還包括中央調節單元，所述中央調節單元設置為，基于由所述蓄電池產生的蓄電池電壓與預定的額定電壓的比較產生所述脈寬調制信號(14、PWM1)的預定參數；并且所述蓄電池還包括信號傳輸連接(18)，所述信號傳輸連接設置為，將所產生的預定參數直接作為預定的脈寬調制信號(14)或作為有關所述預定的脈寬調制信號(14、PWM1)的模擬或數字信息傳送到所述蓄電池單元(11)。

4.根據權利要求3所述的蓄電池，其中，所述蓄電池配備有測量和分析電子裝置，所述測量和分析電子裝置設置為，確定用于匹配所述多個加權電路(21)的脈寬調制信號(14、PWM1)的、待使用的運行參數(23、24)的當前值并且將所述當前值傳輸到所述多個加權電路(21)。

5.根據權利要求4所述的蓄電池，其中，所述測量和分析電子裝置包括用于確定蓄電池電流的電流方向(22)的裝置以及用于確定充電狀態(SOC、σ_Soc)、壽命狀態(SOH、σ_SoH)、和/或計算的品質因子(σ_GF)的值的裝置，對于所述各個蓄電池單元(11)所述值是所有蓄電池單元(11)的平均值或者是有關所述蓄電池單元(11)的分布。

6.根據權利要求5所述的蓄電池，其中，所述多個耦合電路分別包括半導體開關，尤其是以半橋配置(19)或全橋配置方式設置的半導體開關，以及驅動開關電路(20)，并且所述多個加權電路(21)分別通過蓄電池單元自身的并且尤其經由通信總線與所述測量和分析電子裝置和所述中央調節單元連接的微控制器(16)來實施，所述微控制器分別包括具有用于實現加權函數(W(x))的命令的存儲器。

7.用于調節具有多個蓄電池單元(11)的蓄電池的蓄電池電壓的方法，其中所述多個蓄電池單元(11)設置為，通過驅控耦合電路(12)選擇性地來與蓄電池組(13)接通或橋接，其特征在于，借助于脈寬調制信號(PWM1、PWM2)通過分別使用對于脈寬調制信號(PWM1、PWM2)的占空比各自匹配的加權來實現對所述耦合電路(12)的驅控，從而通過加權的脈寬調制信號(PWM2)的占空比確定每個蓄電池單元(11)的平均接通時間，并且所述多個蓄電池單元(11)如此平均地接通到所述蓄電池組(13)，以便將所述蓄電池電壓調節至期望的額定電壓。

8.根據權利要求7所述的方法，其中，由加權函數(W(x))確定加權，充電狀態(SOC)、尤其是相應的待連接的蓄電池單元(11)的充電狀態(SOC)以及蓄電池電流的電流方向(22)和/或所述蓄電池的其他運行參數(23、24)輸入到所述加權函數中。

9.根據權利要求8所述的方法，其中，為每個蓄電池單元(11)確定所述蓄電池單元(11)是否位于在低充電狀態(SOC)或高充電狀態(SOC)，其中，如果所述蓄電池單元(11)位于低充電狀態(SOC)則在所述蓄電池單元(11)放電的情況下減小所述脈寬調制信號(PWM2)的預定的占空比，從而更小幅度地切換所述蓄電池單元(11)，相反在所述蓄電池單元(11)充電的情況下提高所述占空比；并且其中，如果所述蓄電池單元(11)位于高充電狀態(SOC)，則在所述蓄電池單元(11)放電的情況下提高所述占空比，并且在所述蓄電池單元(11)充電的情況下減小所述占空比。

10.機動車，所述機動車包括電動機以及根據權利要求1至6之一所述的用于給所述電動機供電的蓄電池。