本发明专利技术涉及一种储能器组件，该储能器组件包括串联连接的多个电池和一个控制单元，其中这些串联连接的电池被连接到该储能器组件的一个电输出端上，并且其中这些串联连接的电池（Ｚ１，Ｚ２，…Ｚｎ）中的至少一部分是通过并联连接的、无电势的、受控的多个转换器和控制单元（ＩＲ１，ＩＲ２，…ＩＲｎ）连接到该电输出端（５，６）以及该控制单元（ＢＭＳ－Ｃ）上，这样在充电、放电和再充电的过程中，这些电池（Ｚ１，Ｚ２，…Ｚｎ）各自是根据所述电池（Ｚ１，Ｚ２，…Ｚｎ）的个体的性能特征由这些转换器和控制单元（ＩＲ１，ＩＲ２，…ＩＲｎ）通过选择性电流消耗来运作的，并且在该储能器组件的电输出端（５，６）处流动的一个总电流是由流过这些串联连接的电池（Ｚ１，Ｚ２，…Ｚｎ）的一个基础电流以及多个附加电流来形成的，这些附加电流是根据这些电池（Ｚ１，Ｚ２，…Ｚｎ）的容量而从这些单独的电池中取出的。本发明专利技术允许不同类型电池的相互连接以便形成一个储能器组件并且允许它们均衡的充电或放电，以此协助最佳地使用所储存的能量并且延长总使用期限。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种储能器组件并且涉及一种用于运作这种组件的方法，该储能器组件包括多个串联连接的电池并且包括一个控制单元，其中这些串联连接的电池被连接到该储能器组件的一个电输出端上。
技术介绍
大功率蓄电池(像例如用作电动车辆中的储能器)通常包括相互连接的多个原电池以便满足在供电电压、功率输出和容量方面对储能器的要求。作为用于原电池的基础性技术，基于所使用的材料而命名的不同的电化学过程是可供使用的。这些具体地包括锂离子、锂聚合物、镍金属氢化物或磷酸铁锂技术。所有这些可供使用的技术共有同特征是多个事实上相同并且已经运行了相同时间量的电池具有略微不同的特性，例如这是由于生产公差和/或热学的或机械的影响。其结果是，它们具有不同的充电和放电特征，这造成单独的电池被加载到更大的程度并且因此过早地损毁，这继而导致整个蓄电池的失效。DE 10345306A1披露了一种用于对具有单独的电池抽头的车辆电池进行充电并监测的装置，在这种情况下，可以用更高的电压对这些单独的电池中的一些进行充电，并且在放电运作过程中单独地对这些单独的电池进行监测。DE 10 2008 005 208A1披露了一种补偿性安排，它包括安排在多个电池之间的多个开关，借助这些开关可以将这些电池在一种正常配置或一种补偿性配置下进行组合。在补偿性配置中，在充电运作之前，在这些电池之间发生了一种受控的充电平衡。DE 10 2006 022 394说明了一种用于对具有多个电池的电源的充电进行平衡的装置，其中监测了一个单独的电池电压与一个可变参考值(具体地是所有电池的平均电压值)的偏差，并且如果必要的话就启动一个放电运作。
技术实现思路
本专利技术所基于的目的是提供一种在开篇时所提及类型的储能器组件，该组件具有改进的特性。这是根据本专利技术通过根据权利要求1的前序部分的一种储能器组件进行的，其中将这些串联连接的电池中的至少一些通过对应地并联连接的、无电势的、受控的多个转换器和控制单元连接到该电输出端以及该控制单元上，这样在充电、放电和反向充电运作过程中，这些电池各自根据这个电池的个体性能特征由这些转换器和控制单元通过选择性电流消耗来运行的，并且在储能器组件的电输出端处流出的一个总电流是由流过这些串联连接的电池的一个基础电流以及多个附加电流形成的，这些附加电流是根据这些单独的电池的容量而从它们中取出的。根据本专利技术的储能器组件使之有可能使用具有不同电气特性的电池，省略了需要在生产过程中进行复杂的选择程序。此外，还使之有可能替换有缺陷的电池。在常规蓄电池的情况下这并不是非常方便的，因为新增加的电池总体上具有与已经存在的电池不同的电气特性。如果必要的话，还可以在运作中进行这种替换，而无需将储能器组件从负载上断开。有利的是，如果这些无电势的转换器和控制单元包括多个开关式转换器。本专利技术的一个主要优点是这些电池至少部分地可以是基于不同的基础技术的。这些基础技术具有不同的优点和缺点。通过结合不同类型的电池，可以获得具有优化的特性的储能器组件。对于所谓的二次使用概念，根据本专利技术的解决方案还产生了多个主要的优点，其中，例如锂离子蓄电池在车辆中的使用已经结束之后将用于其他目的，例如像用作光伏设备的储能器。根据本专利技术的一个有利的改进，一个转换器和控制单元对应地被配属给一组相同的电池。对于某些应用而言方便的是，不为每一个单独的电池、而是只对应地为一组相同的电池配属一个转换器和控制单元。对于储能器组件同样有利的是，它具有一种模块式的构造，其方式为使得每个无电势的、受控的转换器和控制单元与对应地相关的电池或电池组形成一个结构性单元，即一个电池模块，该电池模块是通过多个可释放的连接元件而电气地并机械地连接到储能器组件上。这些电池模块的连接元件有利地是可释放的连接，将其方便地设计成插入式接头。根据本专利技术的这种构造使之有可能根据对应的运作区域所要求的电气性能数据而将这些电池模块灵活地结合到多个储能器组件中。此外，很容易地能够在一个初始化阶段中确定这些电池的个体特性、并且还能够按希望对这些电池模块进行替换。为了这一目的，还可以设想在一种标准化的支架中安装该储能器组件，例如像所谓的“ 19英寸支架”，其中该支架的后侧(所谓的背板)具有多个用于滑入式模块的插槽，在当前的情况下这种插槽是用于控制单元以及这些电池模块。背板承载有用于这些滑入式模块的插入式接头并且对它们进行电气连接。有关电池特性的综合信息可以用于分析电池的具体特性及其变化。例如，这允许对可能的电池缺陷的早期检测(如具体地在锂电池的情况下可以检测到的情况)，并且允许其信令通过这些连接元件BMS-V并且还有控制单元BMS-C到达外部直ο具体而言，还可以检测并且防止在锂离子蓄电池的情况下所担心的热失控。此外，基于所确定的参数，有可能做出关于储能器组件的剩余容量的准确判断，并且如果用在电动车辆中，有可能给出对剩余范围的精确表示。本专利技术所基于的目的同样是通过一种用于运作如在权利要求1至6中所述的储能器组件的方法来实现的，其中在一个初始化阶段中，确定这些电池的个体特性，并且其中，在充电、放电和反向充电运作过程中，连续地检查这些电池的当前状态，并且其中，基于在电气意义上最弱的电池的容量来确定用于这些串联连接的电池的一个基础电流，并且其中，通过相应地启动这些转换器和控制单元，通过根据这些单独的电池的容量对它们单独加载来提供该基础电流与储能器组件的电输出端处流动的总电流之间的差值。附图说明根据在附图中展示的一个示例性实施方案对本专利技术进行更详细地解释，其中通过举例图1示出了整个组件的一个框图，并且图2示出了转换器和控制单元的一个绘图。具体实施例方式如在图1中所示出的、根据本专利技术的储能器装置除包括多个原电池Z1，Z2，…Si之外还包括一个控制单元BMS-C、一个连接单元BMS-V，并且还包括为这些原电池Zl，Z2，…Si 中的每一个对应地配属的一个转换器和控制单元^1，IR2，…顶！!。这些原电池Z1，Z2，… Zn是通过连接线8串联地连接的，以便获得所希望的储能器组件电压，这个电压位于该储能器组件的输出端5，6处以便为负载供电。控制单元BMS-C通过数据连接11被连接到这些转换器和控制单元顶1，IR2,… Ifoi上。通过系统总线9，另外有可能使控制单元BMS-C与其他系统(例如像车辆控制系统、 或者充电器)进行数据交换。借助一个可任选的诊断接口 10，可以对控制单元BMS-C或储能器组件进行配置和监测。一方面，连接单元BMS-V可以用于将这些转换器和控制单元顶1，顶2，…Ifoi的输出端彼此连接、并且连接到储能器组件的正端子5和负端子6上，而另一方面，可以用于将这些转换器和控制单元顶1，顶2，…Ifoi的数据线连接到控制单元BMS-C的数据连接11上。省略了连接单元BMS-V中的开关使之有可能避免易出错的、并且(在电路断路器的情况下)昂贵的元件。虽然半导体开关是无需维护的，然而在大电流的情况下它们一般是昂贵的。如果将该储能器组件安装在一种标准化的支架中，例如像所谓的“19英寸支架”， 那么连接单元BMS-V是由该支架的后侧(所谓的背板)形成的，该支架后侧具有多个用于滑入式模块的插槽，在当前的情况下这种插槽是用于控制单元以及这些电池模块。背板承载有用于这些滑入式本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种储能器组件，包括串联连接的多个电池并包括一个控制单元，其中这些串联连接的电池被连接到该储能器组件的一个电输出端上，其特征在于，将这些串联连接的电池（Ｚ１，Ｚ２，…Ｚｎ）中的至少一些通过对应地并联连接的、无电势的、受控的多个转换器和控制单元（ＩＲ１，ＩＲ２，…ＩＲｎ）连接到该电输出端（５，６）以及该控制单元（ＢＭＳ－Ｃ）上，这样在充电、放电和反向充电运作中，这些串联连接的电池（Ｚ１，Ｚ２，…Ｚｎ）各自根据这个电池（Ｚ１，Ｚ２，…Ｚｎ）的个体性能特征于由这些转换器和控制单元（ＩＲ１，ＩＲ２，…ＩＲｎ）通过选择性电流消耗来运行的，并且在该储能器组件的电输出端（５，６）处流出的一个总电流是由流过这些串联连接的电池（Ｚ１，Ｚ２，…Ｚｎ）的一个基础电流以及多个附加电流形成的，这些附加电流是根据这些单独的电池（Ｚ１，Ｚ２，…Ｚｎ）的容量而从它们中取出的。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：N·德兰托尼，
申请(专利权)人：EMOOVE公司，
类型：发明
国别省市：AT
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