双电压电池制造技术

本发明专利技术涉及一种用于车辆的双电压电池(1)，其具有：接地连接点(5)；第一车载电网端子(3)，在其上提供低的第一车载电网电压；和第二车载电网端子(4)，在其上提供高的第二车载电网电压，设有至少一个电池子模块(2、21、22、23、24、25)，其具有至少两个电池单体块(12、13)以及用于选择性地并联和/或串联连接所述电池单体块(12、13)的多个开关元件(14、15、16、17、18、19、20)，在电池单体块(12、13)的第一连接布置方式中，所述电池单体块彼此并联连接，使得在第一车载电网端子(3)上提供第一车载电网电压，所述开关元件(14、15、16、17、18、19、20)在电池单体块(12、13)的第二连接布置方式中将电池单体块(12、13)彼此串联连接，使得在第二车载电网端子(4)上提供第二车载电网电压，并且在第二连接布置方式中电池子模块(2、21、22、23、24、25)的所有电池单体块(12、13)上的电压差对应于在第二车载电网电压与第一车载电网电压之间的差。

Dual voltage battery

The invention relates to a dual voltage battery (1) for vehicles, which has: a ground connection point (5); a first vehicle power grid terminal (3), on which a low first vehicle power grid voltage is provided; and a second vehicle power grid terminal (4), on which a high second vehicle power grid voltage is provided, at least one battery sub module (2, 21, 22, 23, 24, 25) is provided, which has at least two battery unit blocks (12, 13) and a plurality of switching elements (14, 15, 16, 17, 18, 19, 20) for selectively connecting the battery cell blocks (12, 13) in parallel and / or in series. In the first connection arrangement of the battery cell blocks (12, 13), the battery cell blocks are connected in parallel with each other so as to provide the first vehicle grid voltage on the first vehicle grid terminal (3), the switching elements (14, 15 16, 17, 18, 19, 20) connect the cell blocks (12, 13) in series with each other in the second connection arrangement mode of the cell block (12, 13), so as to provide the second on-board grid voltage on the second on-board grid terminal (4), and in the second connection arrangement mode, the voltage difference on all cell blocks (12, 13) of the cell sub module (2, 21, 22, 23, 24, 25) corresponds to that on the second vehicle The difference between the load grid voltage and the first load grid voltage.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双电压电池
本专利技术涉及一种用于车辆的双电压电池，所述双电压电池具有：接地连接点；第一车载电网端子，在所述第一车载电网端子上提供低的第一车载电网电压；和第二车载电网端子，在所述第二车载电网端子上提供高的第二车载电网电压。双电压电池包括多个电池单体块，所述电池单体块能够经由开关元件选择性地并联和/或串联连接，以用于提供第一车载电网电压和/或第二车载电网电压。
技术介绍
由DE102013113182A1中已知一种开头提到类型的双电压电池。已知的双电压电池构造为，使得在借助于电池的双电压车载电网中，能够以第一车载电网电压运行第一组耗电器，并且能够以较高的第二车载电网电压运行第二组耗电器。例如，双电压电池用于12V车载电网和48V车载电网的能量供应。这两个电压能够由双电压电池提供，尤其是经由车载电网端子同时提供。
技术实现思路
本专利技术的目的是，改进电池的使用寿命，其方式为：均衡流过双电压电池的不同的电池单体块的电流流量。为了实现该目的，本专利技术具有专利权利要求1所述的特征。就此而言规定，至少一个电池子模块的电池单体块在第一连接布置方式中彼此并联连接，使得在第一车载电网端子上提供第一车载电网电压。第一车载电网电压就此而言对应于电池单体块的电压。在第二连接布置方式中，电池单体块这样地彼此串联连接，使得在第二车载电网端子上提供第二车载电网电压。同时，在第二连接布置方式中电池子模块的所有电池单体块上的电压差对应于在第二车载电网电压与第一车载电网电压之间的差。本专利技术的特殊优点在于，根据本专利技术的双电压电池的电池单体块不会与车载电网电压固定地相配，尤其是不与第一车载电网电压固定地相配。因此，不在接通的和未接通的电池单体块之间进行区分。通过根据本专利技术的该措施，能够确保流过所有电池单体块和不同的电池单体块的所有电池单体的均衡的电流流量，从而优化了双电压电池的使用寿命。同时省去在强充电和弱充电的部位之间进行能量转移的必要性。就此而言简化了各个电池单体的结构，并且能够构造相同且成本有利地实现大量电池单体和/或电池子模块。电池单体或电池子模块的充电例如通过与双电压电池相配的常规地运行的发电机或通过回收利用制动能来实现。根据本专利技术的一种优选的实施方式，在第二连接布置方式中，电池子模块的第一电池单体块的负极与第一车载电网端子连接，并且电池子模块的最后的电池单体块的正极与第二车载电网端子连接。可选地，电池子模块的其它电池单体块串联连接在第一电池单体块与所述最后的电池单体块之间。然后，第一电池单体块的负极处于第一车载电网端子的电压水平上，并且这两个车载电网端子具有以电池单体块的各电压的总和增大的电压水平。根据本专利技术的一种进一步改进方案，设有两个电池子模块，所述电池子模块分别具有至少两个电池单体块和分别与所述电池单体块相配的开关元件。这两个电池单体块关于第一车载电网端子和第二车载电网端子彼此并联地设置。有利地，通过设置两个电池子模块来确保：电池子模块始终可用于提供低的第一车载电网电压。这考虑到以下事实：无论如何目前将低的第一车载电网电压用于对安全性关键的消耗器，并且因此应始终提供低的第一车载电网电压。就此而言，能够省去用于对在第一车载电网电压下运行的车载电网进行支持和供电的另外的能量源或辅助蓄能器。由此减小了车辆的能量供应装置的整体结构。例如，在设有两个电池子模块的情况下，在第一连接布置方式中可以设有第一电池子模块。第一电池子模块的于是并联连接的电池单体块在第一车载电网端子上提供第一车载电网电压。此外，在第二连接装置中可以由第二电池子模块在第二车载电网端子上提供第二车载电网电压，所述第二电池子模块的电池单体块在第二连接布置方式中串联连接。如果与双电压电池相配的发电机仅在这两个车载电网之一上连接或者说运行，那么能够补偿车载电网的由此产生的不相同的负荷，其方式为：两个电池子模块定期在第一连接布置方式与第二连接布置方式之间进行切换。例如，电池子模块能够在高的第二车载电网电压下充电，而另一电池子模块提供低的第一车载电网电压并且对第一车载电网进行供电。随后，电池子模块的配置如下变换：刚刚充电的电池子模块现在起提供低的第一车载电网电压并且对第一车载电网进行供电，而之前提供低的第一车载电网电压的电池子模块现在起由发电机充电。根据本专利技术的一种进一步改进方案，设有三个或更多个电池子模块，所述电池子模块关于第一车载电网端子并且关于第二车载电网端子彼此并联连接。有利地，在设有三个电池子模块时如下简化对电池子模块的配置的切换，使得即使在切换时仍始终有至少一个电池子模块能够提供第一车载电网电压，并且第二电池子模块能够提供第二车载电网电压。由此避免了在提供较低的第一车载电网电压和较高的第二车载电网电压方面的无论如何的临时的中断。根据本专利技术的一种进一步改进方案，所有电池子模块都构成为结构相同的。就此而言，所有电池子模块具有相同数量的开关元件和相同数量的电池单体块或电池单体。此外，所有电池子模块的开关元件和电池单体块或电池单体的配置是相同的。有利地，简化了双电压电池的构造，并且电池子模块能够批量地、成本有利地、结构相同地制造。根据本专利技术的一种进一步改进方案，在双电压电池的第一连接点与第二连接点之间设有DC/DC转换器，以用于支持车载电网。根据本专利技术的一种进一步改进方案，根据本专利技术的双电压电池提供附加的车载电网端子。关于附加的车载电网端子，至少一个电池子模块的至少两个电池单体块能够经由开关元件以及经由附加的开关元件并联连接和/或串联连接。双电压电池的所有电池子模块在此关于附加的车载电网端子彼此并联连接地设置。有利地，能够通过设置附加的车载电网端子来实现在以低的车载电网电压运行的第一车载电网与以高的车载电网电压运行的第二车载电网之间的去耦联。尤其是对于下述情况：第二车载电网由于在该处运行的消耗器而遭受高的负荷和尤其是在时间变化曲线上变换的负荷，在断开车载电网时，对第一车载电网的消耗器的供电独立且可靠地实现。根据本专利技术的一种进一步改进方案，在附加的车载电网端子上提供第一车载电网电压。所述附加的车载电网端子可以优选仅在电池内部提供。就此而言没有规定，用于所述附加的车载电网端子的抽头经由双电压电池的壳体向外引导。有利地，附加的车载电网端子能够提供用于第二高的车载电网电压的基本电压水平。就此而言，所述附加的车载电网端子(然而仅在电池内部)承担第一车载电网端子的电子技术功能。同样地，第一车载电网端子与附加的车载电网端子和/或第二车载电网端子分开地实现和去耦联。根据本专利技术的一种进一步改进方案设有一种探测器单元。借助于所述探测器单元，探测在第二车载电网端子上的充电电流和/或放电电流和/或所施加的电压和/或电压变化。此外，优选设有中央控制单元，所述中央控制单元构成为用于操纵开关元件和/或所述附加的开关元件，并且就此而言与所述开关元件和/或所述附加的开关元件有效连接。在这种情况下，开关元件根据输送给中央控制单元的输入控制信号来操纵。例如，探测器单元的输出信号用作为用于中央控制单元的输入控制信号。有利地，能够通过设置探测器单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车辆的双电压电池(1)，所述双电压电池具有：接地连接点(5)；第一车载电网端子(3)，在所述第一车载电网端子上提供低的第一车载电网电压；和第二车载电网端子(4)，在所述第二车载电网端子上提供高的第二车载电网电压，其中，设有至少一个电池子模块(2、21、22、23、24、25)，所述至少一个电池子模块具有至少两个电池单体块(12、13)以及用于选择性地并联和/或串联连接所述电池单体块(12、13)的多个开关元件(14、15、16、17、18、19、20)，其中，在电池单体块(12、13)的第一连接布置方式中，所述电池单体块彼此并联连接，使得在第一车载电网端子(3)上提供第一车载电网电压，其中，所述开关元件(14、15、16、17、18、19、20)在电池单体块(12、13)的第二连接布置方式中将电池单体块(12、13)彼此串联连接，使得在第二车载电网端子(4)上提供第二车载电网电压，并且其中在第二连接布置方式中电池子模块(2、21、22、23、24、25)的所有电池单体块(12、13)上的电压差对应于在第二车载电网电压与第一车载电网电压之间的差。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170321 DE 102017106017.01.一种用于车辆的双电压电池(1)，所述双电压电池具有：接地连接点(5)；第一车载电网端子(3)，在所述第一车载电网端子上提供低的第一车载电网电压；和第二车载电网端子(4)，在所述第二车载电网端子上提供高的第二车载电网电压，其中，设有至少一个电池子模块(2、21、22、23、24、25)，所述至少一个电池子模块具有至少两个电池单体块(12、13)以及用于选择性地并联和/或串联连接所述电池单体块(12、13)的多个开关元件(14、15、16、17、18、19、20)，其中，在电池单体块(12、13)的第一连接布置方式中，所述电池单体块彼此并联连接，使得在第一车载电网端子(3)上提供第一车载电网电压，其中，所述开关元件(14、15、16、17、18、19、20)在电池单体块(12、13)的第二连接布置方式中将电池单体块(12、13)彼此串联连接，使得在第二车载电网端子(4)上提供第二车载电网电压，并且其中在第二连接布置方式中电池子模块(2、21、22、23、24、25)的所有电池单体块(12、13)上的电压差对应于在第二车载电网电压与第一车载电网电压之间的差。


2.根据权利要求1所述的双电压电池(1)，其特征在于，在所述第二连接布置方式中，电池子模块(2、21、22、23、24、25)的第一电池单体块(12)的负极与第一车载电网端子(3)连接，并且电池子模块(2、21、22、23、24、25)的最后的电池单体块(13)的正极与第二车载电网端子(4)连接。


3.根据权利要求1或2所述的双电压电池(1)，其特征在于，设有两个电池子模块(2、21、22、23、24、25)，这两个电池子模块关于第一车载电网端子(3)和关于第二车载电网端子(4)彼此并联地设置。


4.根据权利要求1至3之一所述的双电压电池(1)，其特征在于，设有三个或更多个电池子模块(2、21、22、23、24、25)，所述电池子模块关于第一车载电网端子(3)和关于第二车载电网端子(4)彼此并...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·科恩纳，HJ·利布舍，
申请(专利权)人：黑拉有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE