[發明專利]用于電蓄能系統的電路裝置和充電方法

有效

• 申請號: 201880026772.9
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN110521080B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: B.克里格;M.弗里德里希
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;B60L53/14;B60L53/20;B60L58/19
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉晗曦;劉春元

本發明從一種用于電蓄能系統（100）的電路裝置出發，電蓄能系統具有兩個蓄能單元（R1、R2），所述兩個蓄能單元分別具有第一和第二極連接端（P1、P4、P3、P2），所述電路裝置具有：至少一個第一和第二輸入端（E1、E2）；至少一個第一和第二輸出端（A1、A2）；在第一蓄能單元（R1）的第一極連接端（P1）與第一輸出端（A1）之間的第一開關元件（S1）；在第二蓄能單元（R2）的第二極連接端（P2）與第二輸出端（A2）之間的第二開關元件（S2），其中在第一蓄能單元（R1）的第二極連接端（P3）與第二蓄能單元（R2）的第一極連接端（P4）之間布置第三開關元件（S3），其中在第一蓄能單元（R1）的第二極連接端（P3）與第二蓄能單元（R2）的第二極連接端（P2）之間布置第四開關元件（S4），其中在第一蓄能單元（R1）的第一極連接端（P1）與第二蓄能單元（R2）的第一極連接端（P4）之間布置第五開關元件（S5），其中所述蓄能單元（R1、R2）根據第三、第四和第五開關元件（S3、S4、S5）的開關位置來并聯或串聯接通。

技術領域

本發明的涉及一種按照獨立專利權利要求的前序部分所述的用于電蓄能系統的電路裝置和充電方法。

背景技術

在如今的電驅動車輛、尤其是電動車輛（EV）或者混合動力車輛（HEV）中，電池組模塊通過單個電池組電池的并聯和串聯接通來構造，所述電池組模塊在車輛中對外起到電池組包的作用。電池組包具有額定電壓，所述額定電壓根據電池組包的充電狀態和負荷來限定充電和放電過程的電壓范圍。

如今，對電驅動車輛、尤其是具有電池組作為主要能量源的車輛的充電是密集研究和開發的主題。一方面，其原因在于：目前的用于完全的電池組充電的充電時間還很長，而且另一方面，將來的存儲器的容量還要更加增大，使得在不久的將來，安置在車輛中的具有超過50kWh的容量的電蓄能系統將投入使用。同時，為了所述車輛的更廣泛接受度而值得期望的是：與在具有內燃機的車輛的加油過程時的停留時間盡可能可比的更短充電時間。

由技術標準、可支配的構件和技術以及效率要求造成地，車輛傳動系的正常運行電壓目前在純電驅動車輛的情況下限于通常300V至450V的值。符合標準的充電插頭通常被認證用于直至200A的額定電流，其中用于直流電壓充電的充電電壓通常可以在200V至850V之間。通過蓄能系統與充電裝置之間的通信，在充電裝置側可以在一定的極限的范圍內對充電電壓和充電電流進行無級調節。

然而，如今的可支配的電蓄能系統、尤其是電池組系統因為其接線、例如以串聯或并聯接通的方式固定布線而并不提供如下可能性：在充電時對電壓進行適配，以及同時使存在于驅動側的部件、例如逆變器在正常的運行電壓水平上繼續運行。

圖1示出了按照現有技術的電路裝置的示例：直流電壓充電裝置以能借助于開關元件分離的方式與電池組系統導電連接。在電池組系統與至少一個耗電器之間布置其它開關元件，使得電池組系統借助于這些其它開關元件與耗電器能導電連接。在不使用耗電器時，電池組系統和耗電器能借助于這些其它開關元件電分離。

圖2示出了按照現有技術的電路裝置的另一示例：對直流電壓充電裝置的充電電壓的適配能夠借助于在直流電壓充電裝置與電池組系統之間的電壓轉換器來實現。該電壓轉換器布置在由電池組系統來饋電的電驅動車輛中。

DE?103?30?834?A1示出了一種用于在電網失靈時對至少一個負載進行供電的方法和設備。

WO?2011/105794公開了一種具有串行電路的混合式電池系統，該電池系統的二次電池不僅可以串聯地接通而且可以并聯地接通。

DE?10?2012?219?488?A1示出了一種用于給電容性器件預充電的電路裝置和方法。

發明內容

本發明的出發點是一種用于電蓄能系統的電路裝置，該電蓄能系統具有第一蓄能單元和第二蓄能單元，該第一蓄能單元和該第二蓄能單元分別具有第一極連接端和第二極連接端，該電路裝置具有：