[發(fā)明專利]用于電能存儲器的主動電池平衡的方法和電路裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580058170.8
• 申請日: 2015-09-28
• 公開（公告）號: CN107112768B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: D.哈森科普夫
• 申請（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 盧江;張濤

本發(fā)明涉及一種用于平衡電池組支路的電池組電池（11）、特別是電池組模塊的電池組電池（11）的裝置（10），所述電池組支路具有多個串聯(lián)的電池組電池（11），其中所述裝置（10）具有用于存儲電能的電感（9），所述裝置（10）具有用于將第一電池組電池（11）的極通過第一連接點（13）和第二連接點（14）與電感（9）連接的饋電側(cè)的開關(guān)設(shè)備（17），并且所述裝置能夠被控制裝置控制，使得電能能夠從至少第一電池組電池（11）傳輸?shù)诫姼校?）中并且從電感（9）傳輸?shù)街辽僖粋€第二電池組電池（11）上。根據(jù)本發(fā)明，在此規(guī)定，所述裝置（10）具有用于電荷平衡的第三連接點（15）和第四連接點（16）以及兩個輸送側(cè)的開關(guān)設(shè)備（17），其中所述電感（9）通過兩個輸送側(cè)的開關(guān)設(shè)備（17）與第三連接點（15）和第四連接點（16）連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于具有多個存儲電池的電能存儲器的主動電池平衡的電路裝置和方法。

背景技術(shù)

存在對能量存儲器系統(tǒng)的增長需求，所述能量存儲器系統(tǒng)大量地用于靜止應(yīng)用和移動應(yīng)用。作為相應(yīng)的示例尤其可以提及應(yīng)急電源系統(tǒng)或電動/混合動力車輛。

在此，電能存儲器例如包括多個被構(gòu)造為可重復(fù)充電的電池組的具有被構(gòu)造為電池組電池的存儲電池的存儲元件。電池組的各個電池組電池串聯(lián)和/或并聯(lián)，以便獲得適配于相應(yīng)應(yīng)用的功率和/或能量數(shù)據(jù)。

在此，特別是由于在各個電池組電池中關(guān)于電特性（例如電壓、容量、內(nèi)部阻抗）的生產(chǎn)波動而觀察到差別。在一個電池組中，因此各個電池組電池通常關(guān)于其老化狀態(tài)和其電功率是不相同的。

通常在電池組中串聯(lián)的電池組電池中，一旦電池組電池之一達到其放電電壓極限，就停止放電過程。相應(yīng)的適用于電池組的充電過程。一旦電池組電池之一達到充電電壓極限，就停止充電過程。因此，具有最小容量的電池（經(jīng)常也稱為最弱的電池）是第一個完全充電或放電的電池。因此電池組或電池組模塊始終僅僅如其最弱的電池那樣好。

為了能夠提供具有可一樣負載的電池的電池組，并且此外也為了防止各個電池組電池由于不同的電壓狀態(tài)而附加地不同地強烈老化，已知用于所謂的電池平衡的方法，所述方法旨在平衡各個電池組電池的電壓。

在沒有這樣的電壓和電荷平衡的情況下，不同電池的充電狀態(tài)在運行中由于電池或模塊彼此間的輕微不同的容量和輕微不同的自放電而漂移。

關(guān)于用于電池平衡的方法，在主動和被動電池平衡之間進行區(qū)分，其中在主動電池平衡中借助電池組管理系統(tǒng)進行存儲器模塊下的電荷平衡，使得過高充電的具有最高電池電壓的電池的能量分布到過低充電的具有較低電池電壓的電池上。在被動電池平衡中，那些具有最高電池組電壓的電池有針對性地一直放電，直至所有電池具有相同電壓。放電通常通過電阻進行，其中要放電的電能轉(zhuǎn)化為熱。

EP 2400622描述了一種能量存儲器的電池之間的感應(yīng)式電池平衡，其中能量存儲器具有電感，通過該電感借助由開關(guān)和二極管構(gòu)成的裝置能夠在電池之間交換能量。

EP 2385605描述了一種主動電荷平衡電路。電荷平衡電路包括感應(yīng)式存儲元件和開關(guān)裝置，該開關(guān)裝置能夠根據(jù)控制信號將感應(yīng)式存儲元件與多個電池端子連接以用于電荷平衡。

US 2012/0194134描述了一種用于在電荷存儲裝置中進行電荷平衡的方法以及一種電荷平衡電路，該電荷存儲裝置具有多個串聯(lián)的電荷存儲電池。此外，描述了一種感應(yīng)式電荷平衡電路，其被配置用于從存儲電池中提取能量并且將所述能量選擇性地引回到存儲電池或總充電存儲裝置中。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明設(shè)置一種用于平衡電池組支路的電池組電池、特別是電池組模塊的電池組電池的裝置，該電池組支路具有多個串聯(lián)的電池組電池。此外，根據(jù)本發(fā)明設(shè)置一種電池組電池裝置，該電池組電池裝置具有電池組電池和與其連接的根據(jù)本發(fā)明的用于平衡電池組支路的電池組電池的裝置的設(shè)計方案以及用于控制該電池組支路的設(shè)計方案的開關(guān)設(shè)備的電池組支路控制裝置。