[發明專利]具有電池單元的電池及其運行方法

在審

• 申請號: 202011284189.3
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112793471A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: M·辛特伯格;C·特布拉克;C·恩迪施;J·施特爾特內爾
• 申請（專利權）人: 奧迪股份公司
• 主分類號: B60L58/18
• 分類號: B60L58/18;H01M10/44;H02J7/00;H02M7/483
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 劉丹;吳鵬

本發明涉及一種電池單元(28)，其具有伽凡尼電池單體(12)、第一半導體開關元件(30)、直接與伽凡尼電池單體(12)的第一電勢接線端子(42)電聯接的第一單元接線端子(34)和通過第一半導體開關元件(30)與伽凡尼電池單體(12)的第二電勢接線端子(44)電聯接的第二單元接線端子(36)，電池單元(28)包括與伽凡尼電池單體(12)的第二電勢接線端子(44)電聯接的第三單元接線端子(38)、第二半導體開關元件(32)和第四單元接線端子(40)，所述第四單元接線端子經由第二半導體開關元件(32)與伽凡尼電池單體(12)的第一電勢接線端子(42)電聯接。

技術領域

本發明涉及一種電池單元，其具有伽凡尼電池單體/原電池單體、第一半導體開關元件、直接與伽凡尼電池單體的第一電勢接線端子電聯接的第一單元接線端子、通過第一半導體開關元件與伽凡尼電池單體的第二電勢接線端子電聯接的第二單元接線端子。

本發明還涉及一種電池，該電池具有多個電池單元、至少兩個電池接線柱和控制單元，其中預定數量的電池單元串聯，串聯電路的第一端部連接在所述至少兩個電池接線柱中的第一電池接線柱上，串聯電路的第二端部連接在所述至少兩個電池接線柱中的第二電池接線柱上。本發明還涉及一種借助于電池提供可預設的電壓的方法，其中該電池包括至少一個預定數量的串聯的電池單元，其中串聯電路的電池單元中的每個都包括伽凡尼電池單體、第一半導體開關元件、直接與伽凡尼電池單體的第一電勢接線端子電聯接的第一單元接線端子和經由第一半導體開關元件與伽凡尼電池單體的第二電`勢接線端子電聯接的第二單元接線端子。最后，本發明還涉及一種具有車載電網的機動車，所述機動車包括作為動力設備的電機以及電池。

背景技術

電池單元、具有電池單元的電池、用于運行電池單元的方法以及同類型的機動車在現有技術中在很大程度上是已知的。普通類型的電池被添加到固定應用中，例如不間斷能量供應、隔離操作中的電源等，這種類型的電池甚至應用在機動車輛中，特別是在電動車輛中，例如純電動車輛、混合動力車輛等。

這種類型的電池通常用于可逆地存儲電能。這種電池也被稱為蓄電池。為了可逆能量存儲的目的，電池通常包括多個電池單元，所述電池單元分別包括能夠化學地存儲電能的伽凡尼電池單體。為此目的，伽凡尼電池單體通常具有兩個電極，它們形成伽凡尼電池單體的各電勢接線端子。電極例如通過與電極相互作用的電解質而電化學地相互連接。然后在電極上出現直流電壓，該直流電壓基本上由于電化學產生。在單個伽凡尼電池單體的電極之間出現的直流電壓通常為幾伏，取決于電池化學性質例如為大約1.2V至大約4.5V。

這種類型的電池通常應該提供較高的直流電壓，例如在可電驅動的機動車中提供在幾百伏特、優選大約400V或者更大、尤其大約800V范圍中的直流電壓。由此得出，為了通過電池實現這樣的直流電壓，必須將多個電池單元電串聯。根據能量需求或者功率需求，也可能還需要電池單元的并聯電路。

在現有技術中，尤其在可電驅動的機動車中通常通過能量轉換器(通常由逆變器或直流電壓轉換器形成)將電池與作為驅動設備的電機聯接。這被證明是很費事的。此外，應考慮到，通常將兩點或三點逆變器用作逆變器。因此，電磁兼容性問題在能量轉換中非常重要，此外逆變器提供的交流電壓中的諧波分量可能是大的。相同的考慮也適用于直流電壓轉換器。此外，在逆變器(例如IGBT)中所使用的半導體元件的負荷非常高。這些半導體元件必須承受的電壓擺幅相應于在電池接線柱上的完全的輸出電壓。