專利名稱：儲(chǔ)能器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種儲(chǔ)能器裝置，具有至少兩個(gè)電串聯(lián)的存儲(chǔ)模塊，這些存儲(chǔ)模塊分別具有多個(gè)電串聯(lián)的存儲(chǔ)單元。
背景技術(shù)：
這樣的存儲(chǔ)模塊具有作為存儲(chǔ)單元的蓄電池單元或雙層電容器。蓄電池和雙層電容器是可重復(fù)充電的電荷存儲(chǔ)器，其在充電狀態(tài)中可以提供用于負(fù)載的電功率。在其中提供了這種功率的電壓取決于電荷存儲(chǔ)器的類型。在鋰離子蓄電池中該電壓處于大約3. 3V 的范圍中，并且在雙層電容器中該電壓大約為2. 5V。為了供給負(fù)載，需要更高的供電電壓， 已知的是，將多個(gè)存儲(chǔ)單元串聯(lián)成存儲(chǔ)單元裝置。由這樣的存儲(chǔ)單元裝置提供的供電電壓在此相應(yīng)于串聯(lián)的存儲(chǔ)單元的單個(gè)單元電壓的總和。由于不可避免的電容公差，在串聯(lián)的存儲(chǔ)單元充電時(shí)出現(xiàn)的是，存儲(chǔ)單元裝置的存儲(chǔ)單元的電壓不同，該存儲(chǔ)單元裝置在下面稱為存儲(chǔ)模塊。為了能夠優(yōu)化地充分利用存儲(chǔ)模塊的存儲(chǔ)單元的用于存儲(chǔ)能量的性能，必須通過(guò)電荷平衡實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)模塊的存儲(chǔ)單元的均勻的、也稱為對(duì)稱的電壓分布。當(dāng)在電驅(qū)動(dòng)裝置、例如混合動(dòng)力車輛中應(yīng)用時(shí)，供電電壓超過(guò)存儲(chǔ)模塊的電壓。取決于所需要的、顯著地高于存儲(chǔ)模塊的電壓的供電電壓，多個(gè)存儲(chǔ)模塊必須電串聯(lián)。這同樣適合于例如在有軌電車中的高壓裝置。在這樣的應(yīng)用中特別電串聯(lián)了多個(gè)存儲(chǔ)模塊，其中每個(gè)存儲(chǔ)模塊具有多個(gè)電串聯(lián)的存儲(chǔ)單元。在這樣的由m個(gè)存儲(chǔ)模塊構(gòu)成的儲(chǔ)能器裝置中，除了 m個(gè)存儲(chǔ)模塊中的每個(gè)存儲(chǔ)模塊的η個(gè)存儲(chǔ)單元的平衡之外也需要m個(gè)存儲(chǔ)模塊相互之間的平衡。對(duì)于儲(chǔ)能器裝置的每個(gè)存儲(chǔ)模塊的存儲(chǔ)單元的平衡來(lái)說(shuō)存在兩類方法、亦即消耗性的方法和可再生的方法。在消耗性的方法中使存儲(chǔ)模塊的存儲(chǔ)單元放電，這由此實(shí)現(xiàn)，將其所存儲(chǔ)的一部分電荷例如在歐姆電阻中轉(zhuǎn)化為熱能。在可再生的方法中，存儲(chǔ)模塊的單個(gè)存儲(chǔ)單元的剩余能量或電荷再分布到該存儲(chǔ)模塊的其它存儲(chǔ)單元上。消耗性的方法例如由 “Lithium Ion Battery Monitoring System AD7280”，模擬裝置，2008 或由 “Multicell Battery Stack Monitor LTC6802-1 ”，線性技術(shù)，2009 所公開(kāi)。借助于這種消耗性的方法也可以使得儲(chǔ)能器裝置的多個(gè)存儲(chǔ)模塊相互之間實(shí)現(xiàn)平衡，這由此實(shí)現(xiàn)，這樣使整個(gè)模塊放電，即在其全部η個(gè)存儲(chǔ)單元上同時(shí)將所存儲(chǔ)的能量轉(zhuǎn)化為熱能。在此不利的是高度積累的熱功率，將這種熱功率從單個(gè)存儲(chǔ)模塊中引出是存在問(wèn)題的?？稍偕姆椒ㄔ僖淮蝿澐譃殡姼械姆椒?，其例如由“PowerLAN Dual-Cell Li-Ion Battery Monitor With PowerPump Cell Balancing",Texas Instruments,2009, 或由DE 102008021090 Al所公開(kāi)；和電容的方法，其例如由EPE-公開(kāi)文件，Barcelona 2009，f示IS為“Analysis and Improvements of Novel Voltage Balancer for an Electric Double Layer Capacitor Employing a Cff Circuit”所公開(kāi)。一個(gè)儲(chǔ)能器裝置的 m 個(gè)存儲(chǔ)模塊相互之間的平衡在可再生的方法中僅僅當(dāng)在m個(gè)存儲(chǔ)模塊與儲(chǔ)能器裝置的接口之間應(yīng)用了附加的高壓電纜時(shí)才是可能的，這意味著巨大的附加費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在本發(fā)明的目的在于，這樣地改進(jìn)一種具有多個(gè)存儲(chǔ)模塊的儲(chǔ)能器裝置，即在應(yīng)用電感的可再生的平衡-方法時(shí)不再需要附加的高壓電纜。該目的利用根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)能器裝置的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。按照儲(chǔ)能器裝置的相對(duì)于已知裝置的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案，每個(gè)存儲(chǔ)模塊的電感的模塊-存儲(chǔ)元件電并聯(lián)于其存儲(chǔ)單元的串聯(lián)電路并且每個(gè)存儲(chǔ)模塊具有功率電阻和模塊開(kāi)關(guān)的串聯(lián)電路，其中這種串聯(lián)電路分別電并聯(lián)于存儲(chǔ)模塊的存儲(chǔ)單元的串聯(lián)電路。 借助于這種功率電阻可以分別使儲(chǔ)能器裝置的存儲(chǔ)模塊整體放電，由此在多個(gè)步驟中使得儲(chǔ)能器裝置的存儲(chǔ)模塊實(shí)現(xiàn)平衡。因此使得儲(chǔ)能器裝置的存儲(chǔ)模塊相互之間實(shí)現(xiàn)平衡，而不必借助于高壓電纜使得該存儲(chǔ)模塊與儲(chǔ)能器裝置的接口相連接。每個(gè)存儲(chǔ)模塊的出現(xiàn)的損耗熱能隨后分別積累在其功率電阻上，從那里出發(fā)可以將其簡(jiǎn)單地引出。根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)能器裝置的有利的設(shè)計(jì)方案在從屬權(quán)利要求中給出。


為了進(jìn)一步加以說(shuō)明而參考附圖，在附圖中示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)能器裝置的一個(gè)實(shí)施方式。圖1示出了一種具有多個(gè)存儲(chǔ)模塊的儲(chǔ)能器裝置的原理圖，圖2中示出了一種儲(chǔ)能器裝置的兩個(gè)存儲(chǔ)模塊的已知消耗性的平衡，其中圖3中示出了一種儲(chǔ)能器裝置的兩個(gè)存儲(chǔ)模塊的已知可再生的電感平衡，圖4示出了一種根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)能器裝置的原理圖，和圖5中詳細(xì)示出了根據(jù)圖4的儲(chǔ)能器裝置的存儲(chǔ)模塊，帶有其熱流。
具體實(shí)施例方式用于高壓應(yīng)用的儲(chǔ)能器裝置2示意性地在圖1中詳細(xì)示出。根據(jù)圖1，該儲(chǔ)能器裝置2具有m個(gè)存儲(chǔ)模塊‘至乂，這些存儲(chǔ)模塊電串聯(lián)。每個(gè)存儲(chǔ)模塊41; ...，乂具有多個(gè)單元至k的一個(gè)串聯(lián)電路。存儲(chǔ)模塊I和存儲(chǔ)模塊4m的接口分別形成了儲(chǔ)能器裝置2 的接口 8和10。電壓U、特別是充電電壓施加在該接口上，由此充電電流I流入儲(chǔ)能器裝置 2中。該電壓U可以以振幅方式相應(yīng)于混合動(dòng)力車輛或有軌電車的牽引轉(zhuǎn)換器的中間電路電壓。該電壓可以為幾百V至幾千V。例如在存儲(chǔ)電壓U是820V時(shí)，八個(gè)存儲(chǔ)模塊1，...， 48分別和四十八個(gè)電串聯(lián)的存儲(chǔ)單元6” . .，648相連接形成儲(chǔ)能器裝置2。如果這樣的儲(chǔ)能器裝置2與有軌電車的牽引轉(zhuǎn)換器的中間電路相連接，則特別有利的是，即雙層電容器分別用作存儲(chǔ)單元61;. . .，648。雙層電容器因此在牽引驅(qū)動(dòng)裝置中是優(yōu)選的，這是因?yàn)槠淇梢晕栈虬l(fā)出較大的電功率。反之，蓄電池可以基于其體積和重量而存儲(chǔ)大量能量，但僅僅相對(duì)緩慢地吸收或發(fā)出這些能量。出于這個(gè)原因，一般取決于特殊的應(yīng)用選擇存儲(chǔ)模塊的類型。由于一個(gè)儲(chǔ)能器裝置2的m個(gè)存儲(chǔ)模塊I至4m的存儲(chǔ)單元S1至k的電容量公差不可避免，在m個(gè)存儲(chǔ)模塊I至4m的η個(gè)電串聯(lián)的存儲(chǔ)單元S1至k充電時(shí)出現(xiàn)了儲(chǔ)能器裝置2的各一個(gè)存儲(chǔ)模塊I至4m的和進(jìn)而也是m個(gè)存儲(chǔ)模塊I至4m的η個(gè)存儲(chǔ)單元S1至 6η的不同的電壓。為了能夠優(yōu)化地充分利用m個(gè)存儲(chǔ)模塊I至4m的η個(gè)存儲(chǔ)單元S1至k 的性能以用于儲(chǔ)能，必須通過(guò)電荷平衡實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能器裝置2的η個(gè)存儲(chǔ)單元至k的均勻的電壓分布和m個(gè)存儲(chǔ)模塊I至4m的均勻的電壓分布，該均勻的電壓分布也稱為對(duì)稱的電壓分布。根據(jù)圖2和3的顯示應(yīng)分別說(shuō)明了一個(gè)已知的平衡方法。在這兩個(gè)附圖2和3中出于簡(jiǎn)明的原因由根據(jù)圖1的儲(chǔ)能器裝置2僅僅示出了兩個(gè)存儲(chǔ)模塊I和42。在圖2中， 存儲(chǔ)模塊I和42的每個(gè)存儲(chǔ)單元至k電并聯(lián)于一個(gè)串聯(lián)電路，該串聯(lián)電路分別具有一個(gè)單元電阻A至1 和一個(gè)單元開(kāi)關(guān)H1至14n。這些單元電阻Α至12n也稱為平衡電阻。作為單元開(kāi)關(guān)H1至14 分別應(yīng)用了可切斷的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)、特別是場(chǎng)控晶體管。儲(chǔ)能器裝置2的存儲(chǔ)模塊42的單元開(kāi)關(guān)H1至14n閉合。由此使該存儲(chǔ)模塊42的存儲(chǔ)單元至 t放電，以便實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模塊電壓U1和U2的平衡。為了能夠探測(cè)該模塊電壓U1和隊(duì)，將兩個(gè)存儲(chǔ)模塊42和I的連接點(diǎn)作為接口 16向外引導(dǎo)。當(dāng)使存儲(chǔ)模塊42的存儲(chǔ)單元至k以預(yù)定的值放電之后，則重新斷開(kāi)已經(jīng)閉合的單元開(kāi)關(guān)H1至14n。由此繼續(xù)進(jìn)行充電過(guò)程。 根據(jù)圖1的儲(chǔ)能器裝置2的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)模塊I至4m的暫時(shí)的放電這樣長(zhǎng)地一直重復(fù)， 直到其模塊電壓U1至Um幾乎彼此相等為止。如果不同時(shí)閉合所有的單元開(kāi)關(guān)H1至14n， 則可以根據(jù)這種方法也使得存儲(chǔ)模塊I至4m的存儲(chǔ)單元至k相互之間實(shí)現(xiàn)平衡。這種已知的平衡裝置的缺點(diǎn)在于，即存儲(chǔ)的能量在單元電阻A至1 上轉(zhuǎn)化為損耗熱能，該損耗熱能必須從那里分別由這種儲(chǔ)能器裝置2的存儲(chǔ)模塊I至4m中引出。在圖3中同樣也由根據(jù)圖1的儲(chǔ)能器裝置2僅僅示出了兩個(gè)存儲(chǔ)模塊I和42，根據(jù)其應(yīng)該說(shuō)明了另一種已知的平衡方法、亦即可再生的電感的方法。在這種裝置中，存儲(chǔ)模塊I或42的每個(gè)存儲(chǔ)單元至k也具有一個(gè)單元開(kāi)關(guān)H1至14n，其和電感的單元-存儲(chǔ)元件一起分別電并聯(lián)于存儲(chǔ)單元至I。在每個(gè)存儲(chǔ)模塊I和42中，至少一個(gè)電感的模塊-存儲(chǔ)元件電并聯(lián)于存儲(chǔ)模塊I和42的串聯(lián)電路，該模塊-存儲(chǔ)元件分別借助于一個(gè)耦合元件與η個(gè)存儲(chǔ)單元G1至k的電感的單元-存儲(chǔ)元件磁性地耦合。該電感的單元-存儲(chǔ)元件、電感的模塊-存儲(chǔ)元件和每個(gè)存儲(chǔ)模塊I或42的耦合元件在根據(jù)圖3的顯示中組合成為電感的存儲(chǔ)裝置IS1或182。這種電感的存儲(chǔ)裝置IS1和 IS2由于其功能也稱為平衡裝置，電感的存儲(chǔ)裝置可以具有多個(gè)單元-變壓器或單元-傳送器或一個(gè)帶有多個(gè)次級(jí)繞組的模塊-變壓器。多個(gè)單元-變壓器或一個(gè)模塊-變壓器和單元開(kāi)關(guān)H1至14n共同地例如構(gòu)成了多個(gè)逆向變換器電路。多個(gè)單元-變壓器的電并聯(lián)的初級(jí)繞組或模塊-變壓器的初級(jí)繞組電連接于儲(chǔ)能器裝置2的存儲(chǔ)模塊42和I的接口 10 和8，其中多個(gè)變壓器或單個(gè)變壓器的次級(jí)繞組可電并聯(lián)于存儲(chǔ)模塊I或42的各一個(gè)存儲(chǔ)單元至6n。為了使得充電狀態(tài)實(shí)現(xiàn)平衡，在例如單元存儲(chǔ)器&的情況下在存儲(chǔ)模塊I或42的第一種工作狀態(tài)中從具有單個(gè)單元存儲(chǔ)器G1至k的串聯(lián)電路的各一個(gè)存儲(chǔ)模塊I和42中獲取能量。所屬的單元開(kāi)關(guān)142閉合。這種獲取的能量存儲(chǔ)在電感的平衡裝置1 的磁路中。單元開(kāi)關(guān)14n在存儲(chǔ)模塊I中閉合，因此在單元存儲(chǔ)器k中獲取能量并且存儲(chǔ)在電感的平衡裝置IS1的磁路中。在第二種工作狀態(tài)中，將存儲(chǔ)在磁路中的能量傳輸?shù)酱鎯?chǔ)模塊42
5或I的電感的存儲(chǔ)裝置1 或IS1的所有次級(jí)繞組上并且通過(guò)這種次級(jí)繞組饋送到存儲(chǔ)模塊I或42的單個(gè)單元存儲(chǔ)器至k中。由此使得儲(chǔ)能器裝置2的各一個(gè)存儲(chǔ)模塊I和 42的單個(gè)單元存儲(chǔ)器G1至k的充電狀態(tài)實(shí)現(xiàn)平衡。通過(guò)連接線20和22將兩個(gè)存儲(chǔ)模塊 I和42的兩個(gè)電感的平衡裝置IS1和1 的兩個(gè)初級(jí)繞組電并聯(lián)。也就是說(shuō)，儲(chǔ)能器裝置2 的總的充電電壓U分別存在于電感的平衡裝置IS1或1 的初級(jí)繞組上。由于存在于接口 10和8上的電壓較高，連接線20和22設(shè)計(jì)為高壓線。在儲(chǔ)能器裝置2的這種實(shí)施方式中應(yīng)用了可再生的電感的平衡方法，在這種實(shí)施方式中，除了寄生損耗外不再有能量轉(zhuǎn)化為熱能，該熱能必須從根據(jù)圖1的儲(chǔ)能器裝置2的單個(gè)存儲(chǔ)模塊I至4m中引出。為此，這種儲(chǔ)能器裝置2的存儲(chǔ)模塊I至4m必須和高壓線20，22相連接。除了這種電感的方法之外，已知了另外的可再生的電感的和電容的平衡方法，其需要平衡裝置IS1和1 的分別相應(yīng)的實(shí)施方式。然而這些方法的共同之處在于，即為了實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)模塊至4m的平衡而需要高壓線20和22。在此所描述的電感的方法例如可代表另外的可再生的方法。根據(jù)圖4的根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)能器裝置2和根據(jù)圖3的儲(chǔ)能器裝置2的區(qū)別在于， 即功率電阻21或242和模塊開(kāi)關(guān)26i或2 的串聯(lián)電路分別電并聯(lián)于各一個(gè)存儲(chǔ)模塊41; 42的11個(gè)存儲(chǔ)單元61至&的串聯(lián)電路。高壓線20和22不再存在。通過(guò)功率電阻M1或 242和模塊開(kāi)關(guān)26i或2 的串聯(lián)電路電并聯(lián)于模塊接口 8，16或16，10，通過(guò)使具有高電壓的存儲(chǔ)模塊t和42通過(guò)閉合所屬的模塊開(kāi)關(guān)26i或2 在各自的模塊內(nèi)部的功率電阻M1 或242上放電來(lái)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能器裝置2的存儲(chǔ)模塊I和42相互之間的平衡。通過(guò)這種消耗性的平衡，儲(chǔ)能器裝置2的m個(gè)存儲(chǔ)模塊I至4m相互之間實(shí)現(xiàn)平衡，反之各一個(gè)存儲(chǔ)模塊I至 4m的η個(gè)存儲(chǔ)單元G1至k可再生地實(shí)現(xiàn)平衡。通過(guò)借助于根據(jù)圖1的儲(chǔ)能器裝置2的各一個(gè)存儲(chǔ)模塊I至4m的可接通的功率電阻24或242所實(shí)現(xiàn)的這種附加的消耗性的平衡， 不再需要用于連接儲(chǔ)能器裝置2的存儲(chǔ)模塊4至4m的高壓線20，22。由此不僅減少了安裝費(fèi)用，而且可以更緊湊地構(gòu)造儲(chǔ)能器裝置2。在儲(chǔ)能器裝置2的各一個(gè)功率電阻M1, 242...中產(chǎn)生的損耗熱能必須從各個(gè)存儲(chǔ)模塊41;42...中向外引出。儲(chǔ)能器裝置2的各個(gè)存儲(chǔ)模塊41;42...具有一個(gè)模塊-散熱體 281； 282...，需要該模塊-散熱體用于對(duì)存儲(chǔ)單元至k進(jìn)行散熱。根據(jù)圖5中的存儲(chǔ)模塊4的圖示，功率電阻M1和該模塊-散熱體^1JS2...導(dǎo)熱地連接。該存儲(chǔ)模塊I的存儲(chǔ)單元G1至k同樣也和該模塊-散熱體28i導(dǎo)熱地連接。產(chǎn)生的損耗熱能借助于模塊-散熱體從存儲(chǔ)模塊I中向外引導(dǎo)。這通過(guò)熱流30表明。在根據(jù)圖5的存儲(chǔ)模塊I的實(shí)施方式中，模塊-散熱體28i設(shè)計(jì)為空氣散熱體。但也可以將流體-散熱體或冷卻板設(shè)計(jì)為模塊-散熱體^115儲(chǔ)能器裝置2的存儲(chǔ)模塊I至4m具有各一個(gè)冷卻板作為模塊-散熱體28i至^m,這些存儲(chǔ)模塊可以共同地安裝在混合動(dòng)力車輛或有軌電車的牽引轉(zhuǎn)換器的散熱體上。由于存儲(chǔ)模塊I至4m的單元開(kāi)關(guān)H1至14n和模塊開(kāi)關(guān)26工必須被彼此進(jìn)行操作以用于實(shí)現(xiàn)在存儲(chǔ)模塊I至4m和儲(chǔ)能器裝置2的模塊I至4m內(nèi)部的電壓平衡，因此在儲(chǔ)能器裝置2的各個(gè)存儲(chǔ)模塊^至4m中設(shè)有各一個(gè)模塊控制裝置3 至32m。取決于測(cè)定的存儲(chǔ)單元-電壓和模塊電壓U1, U2, ... , Um，對(duì)一個(gè)模塊I至4m的η個(gè)單元開(kāi)關(guān)H1至14η 和模塊開(kāi)關(guān)261;沈2，...,26ffl進(jìn)行操作。單元電壓分別是用于模塊I至4m的存儲(chǔ)單元至k的充電狀態(tài)的尺度。通過(guò)根據(jù)圖1的儲(chǔ)能器裝置2的m個(gè)存儲(chǔ)模塊‘至乂的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案， 不僅使得該儲(chǔ)能器裝置2的m個(gè)存儲(chǔ)模塊t至4m中的每個(gè)存儲(chǔ)模塊的單獨(dú)的η個(gè)存儲(chǔ)單元至k的充電狀態(tài)在充電過(guò)程結(jié)束時(shí)相互之間實(shí)現(xiàn)平衡，而且也使得該儲(chǔ)能器裝置2的存儲(chǔ)模塊I至4m的充電狀態(tài)彼此之間實(shí)現(xiàn)平衡。在此不再需要用于從m個(gè)存儲(chǔ)模塊I至 4m到儲(chǔ)能器裝置2的連接的高壓線20和22。由此可以更緊湊地構(gòu)造這樣一種儲(chǔ)能器裝置 2。此外可以在無(wú)需很大投入的情況下將現(xiàn)有的儲(chǔ)能器裝置2的損壞的和舊的存儲(chǔ)模塊I 至4m替換為新的存儲(chǔ)模塊I至4m，這是因?yàn)閮?chǔ)能器裝置2的存儲(chǔ)模塊I至4m相互之間不再和高壓線20和22連接。將哪一個(gè)實(shí)施方式用于儲(chǔ)能器裝置2的m個(gè)存儲(chǔ)模塊I至4m的η個(gè)存儲(chǔ)單元S1 至1，取決于應(yīng)該在何處應(yīng)用該儲(chǔ)能器裝置2。當(dāng)應(yīng)用在混合動(dòng)力車輛中時(shí)，應(yīng)用了蓄電池單元、特別是鋰離子電池，反之當(dāng)應(yīng)用在牽引驅(qū)動(dòng)裝置、例如有軌電車中時(shí)，雙層電容器作為存儲(chǔ)單元至k是優(yōu)選的。蓄電池的優(yōu)點(diǎn)在于，即可以存儲(chǔ)并且輸出這種大規(guī)模的能量。反之，雙層電容器的優(yōu)點(diǎn)在于，即可以吸收并且發(fā)出這種較大的電功率。例如在高壓應(yīng)用中，儲(chǔ)能器裝置2由于存在例如為820V的電壓而由八個(gè)存儲(chǔ)模塊4至48組成，它們分別具有四十八個(gè)存儲(chǔ)單元至~8。由于對(duì)于單個(gè)存儲(chǔ)模塊I至48和儲(chǔ)能器裝置2的接口 10和8的連接不再需要高壓線20，22，因此對(duì)于高壓應(yīng)用來(lái)說(shuō)，具有根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)模塊 I至4m的儲(chǔ)能器裝置2可以非常緊湊地?zé)o需很大投入地構(gòu)造。
權(quán)利要求
1.一種儲(chǔ)能器裝置O)，具有至少兩個(gè)電串聯(lián)的存儲(chǔ)模塊G1, ...，4m)，所述存儲(chǔ)模塊分別具有多個(gè)電串聯(lián)的存儲(chǔ)單元(61; . . .，6n)，其中每個(gè)存儲(chǔ)模塊G1, . . .，4m)的每個(gè)存儲(chǔ)單元(61;...，6η)電并聯(lián)于電感的單元-存儲(chǔ)元件和單元開(kāi)關(guān)(14^..,14)的串聯(lián)電路， 其中至少一個(gè)電感的模塊-存儲(chǔ)元件電并聯(lián)于每個(gè)存儲(chǔ)模塊G1, ...，4m)的所述存儲(chǔ)單元(61; ...，6n)的串聯(lián)電路，所述電感的模塊-存儲(chǔ)元件分別借助于耦合元件與電感的單元-存儲(chǔ)元件磁性地耦合，其中功率電阻(241;. . .，24m)和模塊開(kāi)關(guān)Qei，. . . ,26J的串聯(lián)電路電并聯(lián)于每個(gè)存儲(chǔ)模塊G1, . . .，4m)的存儲(chǔ)單元(61; . . .，6n)的串聯(lián)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)能器裝置O)，其特征在于，每個(gè)存儲(chǔ)模塊G1,. . .，4m)具有一個(gè)模塊控制裝置(3 ，...，3 ),所述模塊控制裝置基于信號(hào)技術(shù)與所述單元開(kāi)關(guān)的 (141； . . .，14n)和所述模塊開(kāi)關(guān)Oei，. . . ,26J的控制輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)能器裝置0)，其特征在于，分別對(duì)于一個(gè)存儲(chǔ)模塊 (41； . . .，4m)的兩個(gè)磁性耦合的電感的存儲(chǔ)元件設(shè)有一個(gè)變壓器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)能器裝置，其特征在于，對(duì)于一個(gè)存儲(chǔ)模塊G1,.. .，4m) 的所有磁性耦合的電感的存儲(chǔ)元件設(shè)有一個(gè)具有多個(gè)次級(jí)繞組和一個(gè)初級(jí)繞組的變壓器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)能器裝置0)，其特征在于，可接通的扼流圈設(shè)置為電感的存儲(chǔ)元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)能器裝置0)，其特征在于，每個(gè)存儲(chǔ)模塊G1,...，4m) 具有一個(gè)模塊-散熱體OS1，...d8m)，所述存儲(chǔ)單元(61; ...，6n)以及所述功率電阻 (241； . . .，24J與所述模塊-散熱體導(dǎo)熱地連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)能器裝置0)，其特征在于，設(shè)置有可切斷的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)作為單元開(kāi)關(guān)(1+,...,14^
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)能器裝置0)，其特征在于，設(shè)置有可切斷的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)作為模塊開(kāi)關(guān)Oe1，...J6m)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能器裝置0)，其特征在于，設(shè)置有蓄電池單元作為存儲(chǔ)單元(61;...，6n)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能器裝置，其特征在于，設(shè)置有雙層電容器作為存儲(chǔ)單元(61;...，6n)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的儲(chǔ)能器裝置0)，其特征在于，設(shè)置有鋰離子電池作為蓄電池單元。
12.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的儲(chǔ)能器裝置0)，其特征在于，設(shè)置有晶體管作為可切斷的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的儲(chǔ)能器裝置0)，其特征在于，設(shè)置有場(chǎng)控晶體管作為晶體管。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種儲(chǔ)能器裝置(2)，具有至少兩個(gè)電串聯(lián)的存儲(chǔ)模塊(41，…，4m)，存儲(chǔ)模塊分別具有多個(gè)電串聯(lián)的存儲(chǔ)單元(61，…，6n)，其中每個(gè)存儲(chǔ)模塊(41，…，4m)的每個(gè)存儲(chǔ)單元(61，…，6n)電并聯(lián)于可接通的電感的平衡元件，借助于平衡元件由每個(gè)存儲(chǔ)模塊(41，…，4m)的單個(gè)存儲(chǔ)單元(61，…，6n)通過(guò)設(shè)計(jì)適合的磁路(181，…，18m)可以將能量或電荷轉(zhuǎn)移到同一個(gè)存儲(chǔ)模塊(41，…，4m)的另外的存儲(chǔ)單元中。根據(jù)本發(fā)明，功率電阻(241，…，24m)和模塊開(kāi)關(guān)(261，…，26m)的串聯(lián)電路電并聯(lián)于每個(gè)存儲(chǔ)模塊的存儲(chǔ)單元的串聯(lián)電路。因此獲得了緊湊并且小投入的儲(chǔ)能器裝置(2)，這是因?yàn)椴辉傩枰邏壕€(20，22)，并且其損耗功率可以簡(jiǎn)單地由每個(gè)存儲(chǔ)模塊中引出。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102263427SQ201110141378
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者呂迪格·克勒費(fèi)爾 申請(qǐng)人:西門子公司