[發明專利]用于能量存儲器裝置的能量存儲器模塊的內部能量供給裝置和具有其的能量存儲器裝置

有效

• 申請號: 201380073243.1
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN104981370A
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發明（設計）人: B.索伊貝特;R.羅戈夫;M.海爾;H.帕特斯
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: B60L1/00
• 分類號: B60L1/00;B60L3/00;B60L11/18;H02J7/02;H02J9/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 方莉;宣力偉

技術領域

本發明涉及一種用于能量存儲器裝置的能量存儲器模塊的內部能量供給裝置和一種具有這類能量存儲器模塊的能量存儲器裝置，尤其是在模塊化構建的電池直接變流器電路或電池整流器電路中，這些電路例如被使用在電驅動交通工具的電驅動系統中。

背景技術

出現如下情況，將來不僅在靜態的應用中，例如風力設備或太陽能設備，而且也在車輛中，如混合動力交通工具或電動交通工具中，越來越多地使用電子系統，其將新的能量儲存技術與電驅動技術相組合。

為了將三相電饋入到電機中，常規地通過脈沖逆變器形式的變流器將由直流電壓中間回路提供的直流電壓轉換成三相交流電壓。所述直流電壓中間回路由串聯連接的電池模塊組成的支線來饋給。為了能夠滿足針對對應的應用所提出的對于功率和能量的要求，常常將牽引電池中的多個電池模塊串聯連接。這類的能量存儲器系統例如經常使用在電驅動交通工具中。

在文獻US?5,642,275?A1中描述了一種具有集成的逆變器功能的電池系統。該類型的系統被公知為級聯逆變器（英文：Multilevel?Cascaded?Inverter）或電池直接逆變器（英文：Battery?Direct?Inverter，BDI）。這樣的系統包括在多個能量存儲器模塊支線中的多個直流源，這些能量存儲器模塊支線能夠直接連接到一個電機或一個電網上。在此可以產生單相或多相供給電壓。所述能量存儲器模塊支線在此具有多個串聯連接的能量存儲器模塊，其中，每個能量存儲器模塊具有至少一個電池單元和一個能控制的配屬耦合單元，該耦合單元允許與控制信號相關地中斷對應的能量存儲器模塊支線或使分別配屬的至少一個電池單元被橋接或使分別配屬的至少一個電池單元被切換到對應的能量存儲器模塊支線中。

作為替換方案，文獻DE?10?2010?027?857?A1和DE?10?2010?027?861?A1公開了能量存儲器裝置中的模塊化連接的電池單元，它們可以通過適當操控的耦合單元選擇性地耦合到一個由串聯連接的電池單元組成的支線中或從中脫耦。這類系統公知為電池直接轉換器（英文：Battery?Direct?Converter，BDC）。這樣的系統包括在一個能量存儲器模塊支線中的多個直流源，這些直流源能夠連接到一個直流電壓中間回路上，其用于通過一脈沖逆變器以電能供給電機或電網。

BDC和BDI通常具有相對于常規系統的較高的效率和較高的可靠性。可靠性尤其通過如下方式來保證，即，通過適當地橋接操控所述耦合單元可以將故障的、失效的或不能完全起作用的電池單元從所述能量供給支線中排出。

用于電池單元耦合單元的信號和功率電子裝置可以從自己的電池單元以電流供電。但是在此例如在充電過程期間可能有問題的是在電池單元的串聯電路中的中斷，從而使得信號和功率電子裝置不再被供給電流進而不再確保耦合單元的斷開。用于在這些情況下輔助的可能性在信號和功率電子裝置的冗余能量供給中通過外部能量源來產生。但是，這要求在連接冗余能量供給時的附加執行工作。

發明內容

本發明根據一個實施方式提供了一種能量存儲器模塊，其用于一能量存儲器裝置，能量存儲器模塊具有：一能量存儲器單元模塊，其具有一個由至少兩個能量存儲器單元組成的存儲器單元串聯電路；一耦合裝置，其具有多個耦合元件，所述耦合裝置被設計用于使所述能量存儲器單元模塊選擇性地切換到能量存儲器裝置的一個能量供給支線中或在該能量供給支線中被繞開；和一驅動模塊，所述驅動模塊被設計用于產生用于多個耦合元件的驅動信號。在此，所述驅動模塊具有第一能量供給接頭和第二能量供給接頭。第一能量供給接頭通過第一供給線路與能量存儲器單元模塊的第一終端接頭連接并且通過第二供給線路與在存儲器單元串聯電路的兩個能量存儲器單元之間的第一節點連接。第二能量供給接頭通過第三供給線路與能量存儲器單元模塊的第二終端接頭連接并且通過第四供給線路與在存儲器單元串聯電路的兩個能量存儲器單元之間的第二節點連接。在此，第二節點處在第一節點和第一終端接頭之間。

根據另一實施方式，本發明提供了一種能量存儲器裝置，其具有：至少一個能量供給支線，其耦合在所述能量存儲器裝置的兩個輸出接頭之間，其中，所述能量供給支線具有多個串聯連接的根據本發明的能量存儲器模塊。

發明優點