本发明专利技术涉及一种具有多个在正极和负极之间串联连接的蓄电池单元和多个单元电压获取单元(20-1、...、20-n)的蓄电池。每个单元电压获取单元(20-1、...、20-n)具有多个分别与一组所述蓄电池单元(10-1、...、10-n)相连接的电压测量输入端且被构造为确定与所述各自的单元电压获取单元(20-1、...、20-n)相连接的蓄电池单元的单元电压。其中，所述单元电压获取单元(20-1、...、20-n)通过通信总线相互连接且还被构造为将所确定的单元电压经由所述通信总线传输至通过电势分离装置(30)电流地从所述单元电压获取单元(20-1、...、20-n)解耦的微控制器(40)。依据本发明专利技术，所述蓄电池具有与所述蓄电池单元串联连接的电阻(50)，其中，所述电阻(50)的至少一个第一端子与所述单元电压获取单元(20-1、...、20-n)中的一个单元电压获取单元的所选出的电压测量输入端相连接。此外，引入了一种机动车，其具有用于驱动所述机动车的电气的驱动电机和与所述驱动电子相连接的依据本发明专利技术的蓄电池。
【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具有仅一个电势分离装置的蓄电池。
技术介绍
在将来，无论在静态的应用还是在诸如混合动力车辆和电动车辆的车辆中，将应用更多的蓄电池系统。为了能够满足针对各应用给出的对电压以及所能够提供的功率的要求，串联了较高数量的蓄电池单元。因为由一个这样的蓄电池提供的电流必须流过所有的蓄电池单元，并且一个蓄电池单元仅能够导通受限的电流，因此通常还附加地并联连接蓄电池单元，以便提高最大电流。这能够通过在蓄电池单元罩壳内设置更多的单元组或通过外部连接蓄电池单元来实现。出于安全原因并且为了确定具有足够的精度的蓄电池的充电状态，在这样的蓄电池系统中通常确定不同的测量变量，例如单个的蓄电池单元的电压(单元电压)、通过蓄电池的电流和所选出的或者所有的蓄电池单元的温度。这些测量变量将由控制单元(蓄电池控制单元，B⑶)获取、再处理并且根据应用传输至装置的其他部分。因为这样的蓄电池系统的蓄电池电压能够达到高的值，所以出于安全原因必须与周围的装置的外露的部分隔离开来。尤其是在机动车中用作牵引蓄电池的蓄电池系统中，这意味着，该蓄电池系统必须被实施为相对于控制单元是隔离的，因为该控制单元连接至低压的供电网络并且与多个其他的部件通信。然而，隔离或者电势分离产生技术上的更多花费并且提高了该装置的总体成本。因此，最小化隔离或者电势分离的数量将是值得期待的。依据现有技术，根据分别使用的半导体技术或者其介电强度，将以半导体技术全部或者部分地制造为微芯片的单元电压获取单元用于一定数量的蓄电池单元，对于这些蓄电池单元，单元电压的总和不会过分地要求单元电压获取单元的介电强度。然后，蓄电池单元将与所属的单元电压获取单元联合成蓄电池模块。单个的单元电压获取单元然后经由通信总线连接至一个链路，该链路经由单个的隔离器模块与构成控制单元核心的微控制器相连接。然而，现在存在以下问题，即蓄电池电流的测量必须在考虑安全规定的情况下进行。在此，能够采取基于磁场或者基于电压的方法来测量电流。该基于磁场的电流测量原则上执行简单的电势分离，但是实现其是成本高的。相反地，通过测量在蓄电池的电流路径中安置的已知的大小的(分流原理)电阻处的电压虽然成本低地实现了成本低的而且简单的测量，但是需要额外的隔离器模块。在本专利技术的范围内所说的蓄电池大体上是指具有多个并联连接的蓄电池组的蓄电池的蓄电池组。
技术实现思路
因此，依据本专利技术引入了一种具有多个在正极和负极之间串联连接的蓄电池单元和多个单元电压获取单元的蓄电池。所述单元电压获取单元具有多个分别与一组蓄电池单元相连接的电压测量输入端，且被构造为确定与所述相应的单元电压获取单元相连接的蓄电池单元的单元电压。所述单元电压获取单元通过通信总线相互连接，且还被构造为将所确定的单元电压经由所述通信总线传递至通过电势分离装置与所述单元电压获取单元电去耦的微控制器。依据本专利技术，所述蓄电池具有与所述蓄电池单元串联连接的电阻。所述电阻的至少一个第一端子与所述单元电压获取单元中的一个单元电压获取单元所选出的电压测量输入端相连接。本专利技术具有以下优点，即对于所述单元电压和流经所述蓄电池的电流的测量仅需要一个隔离器模块，并且还能够通过测量在已知大小的电阻处的电压来采用成本低的间接的电流测量。所述电流测量在此经由所述单元电压获取单元中的一个单元电压获取单元来实现，从而在没有用于隔离/电势分离的过多花费的情况下将表示流经所述蓄电池的电流的测量值(如单元电压)并且与所述蓄电池单元的单元电压一起传输至所述微控制器。此外具有优点的是，即这个电流测量值与所述单元电压同步地确定，因为使用了相同的模块用于所述单元电压和所述电流测量值的测量。优选地，所述蓄电池具有放大器，所述放大器连接在所述电阻和所述单元电压获取单元中的一个单元电压获取单元的所选出的电压测量输入端之间，并且被构造为放大位于所述电阻上的电压。通过使用所述放大器能够将具有非常低的电阻值的电阻用于电流测量，因为在这个电阻上的相应低的压降被放大以用于通过所述单元电压获取单元获取。因此这是有利的，因为所述蓄电池的内阻通过所述电阻仅些许地提高了，并且由于其较低的电阻值，通过所述电阻仅产生相应地低的损耗功率和损耗热量。所述放大器的放大因子被如此地设置，即所述蓄电池的最大允许电流影响所述放大器的输出电压，所述输出电压小于所述一个单元电压获取单元的所述电压测量输入端的最大允许的输入电压。由此确保了所述单元电压获取单元能够在整个相关的量程上获取所述蓄电池的电流并且能够确定是否超过所述最大允许运行电流。其中，所述放大器的放大因子优选地被如此地设置，即所述蓄电池的最大允许电流影响所述放大器的输出电压，所述输出电压还小于所述蓄电池单元的最大允许的单元电压或者与所述蓄电池单元的所述最大允许的单元电压相等。本专利技术的所述实施例具有如下优点，即为了电流测量必须由所述单元电压获取单元来处理的所述最大电压相应于最大允许的单元电压，从而使得相同的处理路径能够用于单元电压和所述电流测量值。优选地，所述放大器具有用于低的电源电压的第一电源电压端子和用于高的电源电压的第二电源电压端子。其中，所述第一电源电压端子与和所述一个单元电压获取单元相连接的所述蓄电池单元中的第一蓄电池单元相连接，并且所述第二电源电压端子与和所述一个单元电压获取单元相连接的所述蓄电池单元中的第二蓄电池单元相连接。其中，在第一实施形式中，所述第一电源电压端子直接与和所述一个单元电压获取单元相连接的所述蓄电池单元中的所述第一蓄电池单元相连接，并且所述第二电源电压端子直接与和所述一个单元电压获取单元相连接的所述蓄电池单元中的所述第二蓄电池单元相连接，从而使得所述放大器直接由所述蓄电池单元来供电。在一个替代的实施形式中设置有DC/DC转换器，所述DC/DC转换器将所述第一电源电压端子与和所述一个单元电压获取单元相连接的所述蓄电池单元中的所述第一蓄电池单元相连接，并且将所述第二电源电压端子与和所述一个单元电压获取单元相连接的所述蓄电池单元中的所述第二蓄电池单元相连接，且被构造为生成所述高的电源电压和所述低的电源电压并将其输出至所述放大器。所述DC/DC转换器具有如下优点，即生成例如无关于所述蓄电池单元的充电状态的电源电压。所述蓄电池能够具有m个单元电压获取单元，其中所述单元电压获取单元中的每个单元电压获取单元包括η个电压测量输入端，并且所述蓄电池具有m*n-l个串联连接的蓄电池单元。在这个实施变形中，仅使用了相同构建的单元电压获取单元，这是有利的，其中，在所述单元电压获取单元中的一个单元电压获取单元上连接的蓄电池单元比在其他的单元电压获取单元上连接的蓄电池单元少一个。使用相同构建的部件允许更合理的并且由此成本更低的产品。替代地，所述蓄电池能够包括m个单元电压获取单元，其中，每个单元电压获取单元包括η个电压测量输入端,并且所述蓄电池具有m*n-m个串联连接的蓄电池单元。在这样的情况下，将相同多的蓄电池单元连接至所有的单元电压获取单元，从而使得每个单元电压获取单元中保持一个电压测量输入端空闲着并且得出相同的蓄电池模块，所述蓄电池模块分别具有一个单元电压获取单元和η-1个蓄电池单元。在所述单元电压获取单元中的一个单元电压获取单元中，这个电压测量输入端然后用于电流测量。在这样的实施例本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有多个在正极和负极之间串联连接的蓄电池单元和多个单元电压获取单元(20‑1、...、20‑n)的蓄电池，所述单元电压获取单元具有多个分别与一组蓄电池单元(10‑1、...、10‑n)相连接的电压测量输入端，且被构造为确定与相应的单元电压获取单元(20‑1、...、20‑n)相连接的所述蓄电池单元的单元电压，其中，所述单元电压获取单元(20‑1、...、20‑n)通过通信总线相互连接，且还被构造为将所确定的单元电压经由所述通信总线传递至通过电势分离装置(30)与所述单元电压获取单元(20‑1、...、20‑n)电去耦的微控制器(40)，其特征在于，所述蓄电池具有与所述蓄电池单元串联连接的电阻(50)，其中，所述电阻(50)的至少一个第一端子与所述单元电压获取单元(20‑1、...、20‑n)中的一个单元电压获取单元的所选出的电压测量输入端相连接。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.14 DE 102010040713.51.一种具有多个在正极和负极之间串联连接的蓄电池单元和多个单元电压获取单元(20-1、...、20-n)的蓄电池,所述单元电压获取单元具有多个分别与一组蓄电池单元(10-1.....10-n)相连接的电压测量输入端，且被构造为确定与相应的单元电压获取单元(20-1、...、20-n)相连接的所述蓄电池单元的单元电压,其中，所述单元电压获取单元(20-1.....20-n)通过通信总线相互连接，且还被构造为将所确定的单元电压经由所述通信总线传递至通过电势分离装置(30)与所述单元电压获取单元(20-1.....20-n)电去耦的微控制器(40)，其特征在于，所述蓄电池具有与所述蓄电池单元串联连接的电阻(50)，其中，所述电阻(50)的至少一个第一端子与所述单元电压获取单元(20-1.....20-n)中的一个单元电压获取单元的所选出的电压测量输入端相连接。2.如权利要求1所述的蓄电池，其具有放大器(80)，所述放大器连接在所述电阻(50)和所述单元电压获取单元(20-1.....20-n)中的所述一个单元电压获取单元的所选出的电压测量输入端之间，并且被构造为放大位于所述电阻(50)上的电压。3.如权利要求2所述的蓄电池，其中，所述放大器(80)的放大因子被如此地设置，即所述蓄电池的最大允许电流影响所述放大器(80)的输出电压，所述输出电压小于所述一个单元电压获取单元(20-n)的所 述电压测量输入端的最大允许的输入电压。4.如权利要求3所述的蓄电池，其中，所述放大器(80)的放大因子被如此地设置，即所述蓄电池的最大允许电流影响所述放大器(80)的输出电压，所述输出电压还小于所述蓄电池单元的最大允许的单元电压或者与所述蓄电池单元的所述最大允许的单元电压相等。5.如权利要求2至4中任一项所述的蓄电池，其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·哈森科普夫，S·布茨曼，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司， 三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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