[發明專利]蓄電池及通過接通概率來調節蓄電池電壓的方法

有效

• 申請號: 201410133437.2
• 申請日: 2014-01-28
• 公開（公告）號: CN103972956B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 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: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 鄭立柱

技術領域

本發明涉及一種調節蓄電池的蓄電池電壓的方法，該蓄電池包括選擇性地連接和跨接至蓄電池組的多個蓄電池單池，其中，在該方法中通過多個蓄電池單池的交替的控制將蓄電池電壓調節至期望的標稱電壓。此外，本發明涉及一種蓄電池，其具有至少一個具有多個通過控制裝置連接和跨接蓄電池組的蓄電池單池的蓄電池組、用于獲取多個蓄電池單池的運行參數的獲取裝置和用于調節蓄電池電壓的調節電子裝置。

背景技術

將來，無論是靜態的應用中還是在例如混合動力車輛和電動車輛的車輛中都將越來越多地使用蓄電池系統。為了能夠滿足對于各種應用給出的對于電壓的要求且提供可調節的功率，要串聯連接較多的蓄電池單池，從而構成提供蓄電池電壓的蓄電池組。為了獲得高的蓄電池電流還經常并聯連接額外的蓄電池單池。

在申請人的之前的申請中說明了多個蓄電池，其具有帶有可變的或者可調節的蓄電池電壓的蓄電池組。其通過激活一定數量的蓄電池單池或者蓄電池模塊，使得其總電壓對應于對于蓄電池電壓的期望的標稱值來實現，其中將去激活或者跨接其他的、不需要的多個蓄電池單池。此外，根據現有技術通過微控制器實施對多個蓄電池單池的多個耦合電路的控制，其中，該微控制器通常通過電隔離進而與中央的控制裝置進行通信。該耦合電路能夠通過半導體開關，尤其是MOSFET晶體管和各自所屬的驅動電路來實現。半導體開關能夠安置在半橋設置或者全橋設置中。此外，對個耦合電路中每個能夠被設置用于接通單個的蓄電池單池或者具有多個蓄電池單池的蓄電池模塊。在此必須由中央的控制裝置通過通信接口或者通過信號傳遞連接(通信總線)通知每個耦合電路，是否應該連接或者跨接蓄電池單池或者蓄電池模塊，或者應該連接哪個晶體管并且不連接哪個晶體管。

該方法的缺點是要求高的通信花費，尤其是當為了實現蓄電池電壓的精細的電壓分級而減少通過耦合單元接通的多個蓄電池模塊或者多個蓄電池單池的數量時，該通信花費將以尤其高的程度出現。高的通信花費尤其基于對獲得足夠魯棒性的并且有效的蓄電池系統的要求，多個蓄電池單池或者多個蓄電池模塊通常必須實時地定位并且接通。

發明內容

根據發明提出一種用于調節蓄電池的蓄電池電壓的方法，所述蓄電池包括選擇性地連接和跨接至蓄電池組的多個蓄電池單池。在該方法中通過多個蓄電池單池的交替的控制將蓄電池電壓調節至期望的標稱電壓。此外，向所述多個蓄電池單池的一個或者多個控制電路分別傳輸標稱接通概率，使得以所分配的接通概率來連接所述一個或者多個蓄電池單池。

根據本發明的另一方面提供一種機動車，其具有電機并且被設置具有依據發明的蓄電池，該蓄電池為電機提供電能。

本發明的優點是實現通信成本的大幅降低。該優點尤其通過多個蓄電池單池根據發明通過中央的控制信號的控制來實現，所述中央的控制信號包括針對所有蓄電池單池的所確定的標稱接通概率。在此通過本發明還實現開關損耗的減小。其與具有預定的占空比(Duty Cycle)的多個蓄電池單池的控制相比也尤其適用，在所述控制中在每個占空比中都要開關所述多個蓄電池單池。根據本發明所述能夠將所述多個蓄電池單池的切換的頻率保持盡可能得小。

優選向蓄電池組的所有蓄電池單池傳輸標稱接通概率。此外，根據一種有利的實施方式，針對每個蓄電池單池的標稱接通概率采用相同的值，所述值是通過中央的控制信號向所有蓄電池單池傳輸的。此外，它具有能夠使蓄電池內部的通訊花費最小化的優點。

優選地借助于設置在多個蓄電池單池中的多個控制電路分別實施隨機函數，依據所述隨機函數以分配給其的接通概率連接或跨接相應的蓄電池單池。

此外，在一種優選的實施方式中，借助于布置在所述蓄電池中的調節電子裝置將所述蓄電池的期望的標稱電壓和當前的、實際的蓄電池電壓進行比較。如果在此確定當前的蓄電池電壓小于標稱電壓，則增大了標稱接通概率。此外，如果確定當前的蓄電池電壓大于標稱電壓，則能夠減小標稱接通概率。

因此，有利地，尤其是在恒定的或者接近恒定的蓄電池電壓情況下能夠通過新的概率預定值的頻率預先規定在所述多個蓄電池單池中的切換的頻率。

在本發明的一個尤其有利的改進方案中，基于品質因子來實施所述中央的控制信號或者所述標稱接通概率的調整，從而達到所述接通概率的加權。分別相應于現有的蓄電池單池狀態地選擇多個品質因子。尤其有利地，能夠分散地在所述多個蓄電池單池中或者借助于所述多個蓄電池單池的控制電路實施所述標稱接通概率的調整。從而能夠以尤其可靠的方式實現所述蓄電池組中的輸出電壓的平整