[發明專利]具有改進的平衡性的蓄電池布置系統

有效

• 申請號: 201880041861.0
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN110800186B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: S·羅瑟
• 申請（專利權）人: 寶馬股份公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 劉盈

本發明涉及一種蓄電池布置系統，其包括第一蓄電池單元；與第一蓄電池單元串聯的第二蓄電池單元，該第一和第二蓄電池單元具有第一端子和第二端子；和差分放大器，具有反向輸入端、同向輸入端和輸出端；差分放大器的同向輸入端與第一蓄電池單元的第二端子連接并且與第二蓄電池單元的第一端子連接，反向輸入端與第一蓄電池單元的第一端子耦聯并且與第二蓄電池單元的第二端子耦聯，以及差分放大器的輸出端與第二蓄電池單元的第二端子連接，在差分放大器的輸出端與第二蓄電池單元的第二端子之間連接有具有耦合元件，其實現對第二蓄電池單元經由耦合元件進行充電，但至多允許第二蓄電池單元朝向差分放大器的輸出端的方向稍微放電。

技術領域

本發明涉及一種蓄電池布置系統、一種包括與這種蓄電池布置系統連接的電機的電驅動裝置以及一種具有這種電驅動裝置的機動車。

背景技術

為了在包含不同的蓄電池單元的蓄電池布置系統中使由此可提供的電壓盡可能均勻并且由此實現盡可能好的功率能力，開發了所謂的電壓平衡電路(通常也被稱為蓄電池單體平衡電路(battery?cell?balancing?circuits))。即例如在US?2005/0269989?A1中描述了一種這樣的電路，該電路通過在并聯的分壓器(基準)上的電壓跟隨器電路來均衡要平衡的蓄電池單元(所述蓄電池單元也可以包括多個蓄電池單體)。此外，按照US?2014/0035360?A1的這種電路被這樣連接，使得該電路也可被任意擴展。

在DE?10?2016?207?555?A1中描述了一種蓄電池布置系統，在該蓄電池布置系統中，將另一個串聯的電池單體電壓用作基準。在此，“上一個電池單體”的電池單體電壓的因數是-1，并且“下一個”的因數是2。在此，通過充電和放電來影響要平衡的蓄電池單元。在放電的情況下，來自電池單體或蓄電池單元的能量被轉變成熱并且因此在一定程度上被消耗。這會損害能量效率。

發明內容

本發明基于如下任務，給出一種蓄電池布置系統，在該蓄電池布置系統中克服了上面提到的能量效率受到損害的問題。

該任務利用按照本發明的蓄電池布置系統、電驅動裝置和機動車來解決。

按照本發明，蓄電池布置系統包括：第一蓄電池單元，該第一蓄電池單元具有第一端子和第二端子；與第一蓄電池單元串聯的第二蓄電池單元，該第二蓄電池單元具有第一端子和第二端子；和差分放大器，該差分放大器具有反向輸入端、同向輸入端和輸出端，在該輸出端上存在反向輸入端上的信號與同向輸入端上的信號之間的放大的差；其中，差分放大器的同向輸入端與第一蓄電池單元的第二端子連接并且與第二蓄電池單元的第一端子連接，差分放大器的反向輸入端與第一蓄電池單元的第一端子耦聯并且與第二蓄電池單元的第二端子耦聯，以及差分放大器的輸出端與第二蓄電池單元的第二端子連接。按照本發明還規定：在差分放大器的輸出端與第二蓄電池單元的第二端子之間連接有具有兩個負載端子的耦合元件，該耦合元件能實現對第二蓄電池單元經由耦合元件進行充電，但至多允許該第二蓄電池單元朝向差分放大器的輸出端的方向稍微放電。因此，按照本發明所設置的耦合元件防止第二蓄電池單元過度強烈地放電，或該耦合元件完全防止這種放電，而同時第二蓄電池單元的充電可不受阻礙地實現。由此，避免被蓄存的能量不必要地轉變成熱并且提高能量效率。具有最高的極電壓的蓄電池單元的放電僅部分地經由或完全不經由借助差分放大器所引起的放電而進行。附加的放電作用到每個蓄電池單元上，當所述蓄電池單元作為供電電源接入被擴展的平衡電路中時。這產生如下優點：相應的電壓平衡電路以強烈充電而較少直至完全不放電的方式工作，并且因此以能量優化的方式工作。

術語蓄電池單元相應應理解為，一個蓄電池單體或多個蓄電池單體(也僅被簡稱為“電池單體”)集成為一個單元。

所述差分放大器可以例如以簡單的方式由一個運算放大器形成。