[發(fā)明專利]電池系統(tǒng)以及用于其運行的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810225305.0
• 申請日: 2018-03-19
• 公開（公告）號: CN108631013B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: T·施密特;M·法奧理;H·迪波斯
• 申請（專利權(quán)）人: 保時捷股份公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M50/583;H01M50/574;B60L50/60
• 代理公司: 北京北翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11285
• 代理人: 潘飛;鄭建暉

本發(fā)明涉及一種尤其用于機動車輛的電池系統(tǒng)，一種包括該電池系統(tǒng)的用于電機、尤其車輛驅(qū)動器的電源，以及一種用于給該電池系統(tǒng)充電的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種尤其用于機動車輛的電池系統(tǒng)，一種包括該電池系統(tǒng)的用于電機、尤其車輛驅(qū)動器的電源，以及一種用于給該電池系統(tǒng)充電的方法。

背景技術(shù)

具有并利用至少一個電動機以便被驅(qū)動或前進的機動車輛被稱作電動車輛或混合動力車輛。在此，該至少一個電動機在機動車輛的行駛運行期間由至少一個電能儲存器(也可以被稱為電池或蓄電池)來提供電能。該至少一個電能儲存器可以例如是高壓電池(HV電池)。該高壓電池又進而可以在充電操作中被供以電能。

HV電池的發(fā)展趨勢趨向于具有更高額定電壓的電池。由此可以實現(xiàn)縮減車輛內(nèi)的纜線尺寸并減輕電氣部件的重量，因為在電壓升高的情況下要達到所期望的功率所需要的電流強度更小。電壓的增大不僅伴隨著對車輛內(nèi)的部件有額外要求，而且伴隨著對用于給HV電池充電所需要的外部基礎(chǔ)設(shè)施有額外要求。目前，幾乎不能提供額定電壓超過800V的充電站。因此可能值得期望的是，這樣的高壓電池系統(tǒng)也可以利用目前能提供的充電基礎(chǔ)設(shè)施來充電。

HV電池通常包含多個電池模塊。為了限制在內(nèi)部短路時的損壞，大多數(shù)情況下在模塊之間設(shè)置有電氣保險裝置。這些保險裝置必須可容易地替換，以便在失效的情況下使維修時間(“平均維修時間”，“Mean Time To Repair”-MTTR)是盡可能短的。

US 2016/272084 A1公開了一種用于車輛電池組的充電系統(tǒng)，其中，多個充電設(shè)備各自與電池組的相應(yīng)數(shù)量的電池模塊部分相連接。

US 5 477 936 A公開了一種車輛電池組，該車輛電池組具有多個電池組件和一個保險裝置，該保險裝置串聯(lián)地連接在每個電池組件與插頭之間，以便提供與控制電路的接口。

US 8 704 485 B1公開了一種車輛電池組，該車輛電池組具有以多個部分安排的電池和與每個電池模塊串聯(lián)連接的分離的保險裝置。

另外值得期望的是具有一種簡單的可能性：即，將電池與內(nèi)部電路分離并且使得電池的端子無電勢，以便可以實現(xiàn)無危險地安裝、拆卸或運輸HV電池。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的是，提供一種具有高額定電壓的電池系統(tǒng)，該電池系統(tǒng)可以用這樣的充電設(shè)備充電：即，這些充電設(shè)備的輸出電壓小于電池系統(tǒng)的額定電壓。本發(fā)明的另一個目的是，提供這樣一種電池系統(tǒng)：即，該電池系統(tǒng)可以在內(nèi)部短路后簡單且快速地進行維修。另一個目的在于，該電池系統(tǒng)可以無危險地進行安裝、拆卸和運輸。

本發(fā)明提供了一種尤其用于車輛的HV電池。HV電池具有內(nèi)部分離裝置，從而在端子處不施加電壓。因此，電池的組裝、拆裝或者運輸是安全的。HV電池包括被劃分成多個部分的多個電池單元的串聯(lián)電路。導(dǎo)體將電池單元的正端子和負端子與接口相連接。該接口還具有用于聯(lián)接電池的中間電極的極。當電池處于放電模式中時，電池被聯(lián)接到車載整流器。中間電極與在接口另一側(cè)的這些端子之間的中間保險裝置(Zwischensicherung)串聯(lián)連接。中間保險裝置通過這種方式被安排在電池殼體的外部，這減小了電池殼體的重量和大小。

此外，提供一種分攤式的(geteiltes)充電聯(lián)接系統(tǒng)。在電池的充電模式下，多個充電設(shè)備在利用中間電極的情況下各自與一個電池部分相連接，以便并行地給這些部分充電。這使得使用功率不太強的、帶有較低的電壓范圍的充電設(shè)備成為可能。

本發(fā)明的主題是一種電池系統(tǒng)，該電池系統(tǒng)包括至少兩個模塊，該至少兩個模塊各自具有至少兩個串聯(lián)連接的電池單元。該電池系統(tǒng)包括第一接口，該第一接口具有數(shù)量等于這些模塊的雙倍數(shù)量的端子。這些模塊的每個極分別經(jīng)由導(dǎo)體分別與該第一接口的一個端子相連接。將模塊的正極與第一接口相連接的這些導(dǎo)體各自具有一個開關(guān)，當該第一接口的相關(guān)聯(lián)的端子斷開時，該開關(guān)即為斷開的。