在本发明专利技术中涉及一种用于电流供应器和电存储器系统的装置。常规的存储器系统例如电池提供非常有限的电特性，例如具有由电池设计和充电状态预定的电压的直流电压，而本发明专利技术能够在不需要分开的电力电子式逆变器电路的情况下，在确定的界限内例如在最大电压和最大电流的界限内提供几乎任意的电流和电压曲线。同时，本发明专利技术不仅能够以几乎任意的形式输出和接收能量，并且能够在遵守预定的充电特性例如确定的、时间上的电流曲线、电压曲线或功率曲线(例如恒定的、随确定曲线上升的或随确定曲线下降的)的情况下对其所整合的电能存储器例如电容器、电池、蓄电池以及类似物进行充电。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】说明书在本专利技术中涉及一种用于电流供应器和电能存储器系统的装置。常规的能量存储器系统(例如电池)提供非常有限的电特性，例如具有由电池设计和充电状态预定的电压的直流电压，而本专利技术能够在不需要分开的、电力电子的逆变器电路的情况下，在确定的界限内(例如在最大电压和最大电流的界限内)提供几乎任意的电流和电压曲线，例如正弦形。同时，本专利技术不仅能够以几乎任意的形式输出和接收能量，并且能够在遵守预定的充电特性例如确定的、时间上的电流曲线、电压曲线或功率曲线(例如恒定的、随确定曲线上升的或随确定曲线下降的)的情况下对其所整合的电能存储器例如电容器、电池、蓄电池以及类似物进行充电。现有技术中的已有系统，例如模块式的多电平变换器M2C(US7,269,037；DE 101 03 031)、模块式的多电平变换器M2SPC(WO 2012 072197；DE 10 2010 052934；WO 2012 072168；WO 2012 072197；EP 2011 0179321；DE 2010 1052934；WO 2013 017186；DE 10 2011 108920)以及各种修改(例如US 13/990,463；US 14/235,812；DE 10 2010 008978；DE 10 2009 057288；US 3,581,212)虽然可以与本专利技术类似地将多个单独的电能存储器动态地彼此组合，以便能够以该系统的这些接线端处的几乎任意的电流和电压特性来实现能量输出或能量接收。但是在这些已知的解决方案中，每个电能存储器必须以一个自身的模块来实现。这些彼此电连接的模块的电开关器允许通过适当的激活来动态地改变整合到相应的模块中的这些电能存储器的电气互连，例如在不同模块的电能存储器的电串联互连、不同模块的电能存储器的电并联互连或至少一个模块的电能存储器的绕行(所谓的旁通)之间，由此使电流通过适当激活这些电开关器而被引导绕过该电能存储器，使得该电能存储器不被接入到该电流回路中并且由此至少暂时地既不充电也不放电。然而为了正确运行，每个模块只能包含一个电能存储器。多个电能存储器在一个模块中的组合不能校正在这些单独的电能存储器中的不均衡，这些不均衡例如由于老化过程或由于制造公差而产生。此外，也不能将不同的电能存储器(例如一个电池和一个电容器)整合到一个模块中。为每个单独的电能存储器设置自身模块的必要性，由于必要的、额外的电子构造元件(例如晶体管和流电学上断开的例如光学的传输器)而引起高的成本并且由于大量的可控电开关器而需要进行复杂地控制。此外，必须将大量的测量检测器(例如用于模块电压和/或模块电流)整合到该系统中。本专利技术通过适当的电路消除了这个缺陷，该电路可以被用作针对M2C、M2SPC和类似电路的微观拓扑结构。附图说明图1示出了现有技术中的M2SPC的宏观拓扑结构。该M2SPC的宏观拓扑结构描述了多个单独模块的互连，这些模块进而通过微观拓扑结构被限定。图2示出了三个示例性的微观拓扑结构，由此示出了来自现有技术的M2C技术的模块拓扑结构。多个电能存储器或模块存储器(202，204，206)在多个电开关器之一中与两个模块端子(207，208)，(209，210)和(211，212)如下地连接，使得该模块存储器(202，204，206)能够在多种状态下以不同方式与这两个模块端子(207，208)，(209，210)和(211，212)导电地连接。所示的所有三个模块至少具有旁通状态和串联状态。在旁通状态下，电流通过这些电开关器在该电模块存储器(202，204，206)处从一个模块端子(207，209，211)如下地被引导至第二个模块端子(208，210，212)：该电模块存储器的两个接线端中的仅最多一者与这些模块端子中的任何一者导电地连接，而该电模块存储器(202，204，206)的另一个接线端通过电开关器与这些模块端子断开，使得该电模块存储器不参与具有这些模块端子的电流回路并且既不放电也不充电。在串联状态下，该电模块存储器(202，204，206)的这两个接线端中的一者通过这些电开关器与这两个模块端子(207，208)，(209，210)和(211，212)中的一者导电地联接；此外，该电模块存储器(202，204，206)的这两个接线端中的另一者与这两个模块端子(207，208)，(209，210)和(211，212)中的另一者导电地连接。由此，该电模块存储器在串联状态下在这两个模块端子之间导电地连接并且通过流动的电流或充电或放电。在此，在这两个模块端子之间的电压对应于该电模块存储器的电压。除该电模块存储器外，这些模块可以包含其他的电元件，例如此处通过黑色方框(201，202，203)指示的。图3示出了M2SPC技术的三个示例性的微观拓扑结构。除已述状态外，这些模块还具有至少一种并联状态，该并联状态能够实现：通过适当地激活这些模块的电开关器，使两个不同模块的这些电模块存储器彼此电并联地连接。图4示出了多个M2SPC模块与一个变换器臂(Converter-Arm)的示例性的互连。图5示出了本专利技术的一个实施方式。示例性地，选择图3中的这些M2SPC模块之一作为出发点。在此，通过一个电存储器单元(1817)来代替该电能存储器(302)，该电存储器单元由至少两个单独存储器(1806，1807，1808)和相关联的校正元件(1809，1810，1811)组成。该电存储器单元(1817)能够以另外的模块拓扑结构被整合，例如US 7,269,037；DE 101 03 031；WO 2012 072197；DE 10 2010 052934；WO 2012 072168；WO 2012 072197；EP 2011 0179321；DE 2010 1052934；WO 2013 017186；DE 10 2011 108920；US 13/990,463；US 14/235,812；DE 10 2010 008978；DE 10 2009 057288；US 3,581,212中的那些模块拓扑结构。图6示出了这些校正元件(1809，1810，1811，1901)的实现方式。一个校正单元包括至少两个电气接线端(1902，1903)并且在满足确定条件的情况下允许受控的电流流动。图7示出了校正元件(1809，1810，1811，1901，2001，2005，2010，2016，2022)的其他实现方式。图8示出了带有至少一个校正单元(2116)的本专利技术的一个特别实施方式，该校正单元包括至少两个校正元件。图9示出了带有至少一个校正单元(2216)的本专利技术的另一个特别实施方式，该校正单元包括至少两个校正元件和至少两个电压传感器，其中这些校正元件中的至少两者分别与不同的电能存储器电并联地连接。图10示出了带有一个替代性校正单元(2336)的本专利技术的一个特别实施方式的模块。图11示出了带有提供最大灵活性的多个替代性校正单元(2431-2442)的本专利技术的一个特别实施方式的模块。图12示出了本专利技术的另一个特别实施方式的模块。图13示出了带有数量减少的替代性校正单元(2631，2636，2639)的本专利技术的一个特别实施方式的模块。图14示出了带本文档来自技高网...
【技术保护点】
电路，该电路包括多个彼此电连接的同类模块(101‑124)，这些模块分别具有至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或至少一个电能存储器单元(1817)以及至少两个电开关器(213‑317，318‑328；1801，1802，1803，1804，1812，1813，1814，1815)，这些电开关器能够实现该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个能量存储器单元(1817)相对于其他模块的这些能量存储器(202，204，206，302，304，306)或能量存储器单元(1817)的连通性，该电路以如下方式设置至少一个模块(101‑124)包括一个电能存储器单元(1817)，该电能存储器单元具有至少两个电串联连接的电能存储器(1806，1807，1808)，其中这些电能存储器(1806，1807，1808)中的每个具有一个校正元件(1809，1810，1811；2336；2431‑2442；2531，2535，2539；2631，2636，2639)，该校正元件能够将电荷从该能量存储器单元(1817)导出和/或导入到该能量存储器单元(1817)中，使得流过该能量存储器单元(1817)的这些电能存储器的一部分的电流小于流过该能量存储器单元(1817)的其他电能存储器的电流，其中通过分别适当地激活至少两个电开关器(213‑317，318‑328；1801，1802，1803，1804，1812，1813，1814，1815)，该多个模块能够形成以下三种状态中的至少两者：一个模块的该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个电能存储器单元(1817)与另一个模块的该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个电能存储器单元(1817)串联连接；一个模块的该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个电能存储器单元(1817)与另一个模块的该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个电能存储器单元(1817)并联连接；一个模块的该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个电能存储器单元(1817)以如下方式被绕过：一个模块的该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个电能存储器单元(1817)仅以该模块的至少两个电触点中的至多一者与另一个模块的至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或至少一个电能存储器单元(1817)导电地连接并且与另一个模块的至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或至少一个电能存储器单元(1817)不存在闭合的电回路。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.07 DE 202014002953.91.电路，该电路包括多个彼此电连接的同类模块(101-124)，这些模块分别具有至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或至少一个电能存储器单元(1817)以及至少两个电开关器(213-317，318-328；1801，1802，1803，1804，1812，1813，1814，1815)，这些电开关器能够实现该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个能量存储器单元(1817)相对于其他模块的这些能量存储器(202，204，206，302，304，306)或能量存储器单元(1817)的连通性，该电路以如下方式设置至少一个模块(101-124)包括一个电能存储器单元(1817)，该电能存储器单元具有至少两个电串联连接的电能存储器(1806，1807，1808)，其中这些电能存储器(1806，1807，1808)中的每个具有一个校正元件(1809，1810，1811；2336；2431-2442；2531，2535，2539；2631，2636，2639)，该校正元件能够将电荷从该能量存储器单元(1817)导出和/或导入到该能量存储器单元(1817)中，使得流过该能量存储器单元(1817)的这些电能存储器的一部分的电流小于流过该能量存储器单元(1817)的其他电能存储器的电流，其中通过分别适当地激活至少两个电开关器(213-317，318-328；1801，1802，1803，1804，1812，1813，1814，1815)，该多个模块能够形成以下三种状态中的至少两者：一个模块的该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个电能存储器单元(1817)与另一个模块的该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个电能存储器单元(1817)串联连接；一个模块的该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个电能存储器单元(1817)与另一个模块的该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个电能存储器单元(1817)并联连接；一个模块的该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个电能存储器...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·戈茨，
申请(专利权)人：保时捷股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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