用于运行具有多个电化学蓄能器的电化学蓄能系统的方法与流程

本发明涉及根据独立权利要求的前序部分所述的、一种用于运行具有多个电化学蓄能器的电化学蓄能系统的方法、一种电化学蓄能系统、一种计算机程序和用于运行电化学蓄能系统的方法的一种应用。

背景技术：

1、对于用电来驱动的车辆(ev)来说，其可用性能够通过故障安全的动力传动系来得到提高，从而在出现组件的故障的情况下不妨碍道路交通并且避免在道路上抛锚。

2、对于将来越来越多地涌入市场的自动化地被驱动的电动车来说，这个方面变得越来越重要。因为这样的车辆今天还较少地在道路上行驶，所以当前还没有应该如何处理动力传动系中的缺陷的方案。

3、现今，蓄能模块或者蓄能单体电池的失灵意味着，其不再向电机提供电流并且用电来驱动的车辆不再能够行驶。

4、对于可移动的用电来驱动的做功机械来说，这看起来是类似的，所述做功机械在电池模块失灵时不再能够独立地离开大多难以通行的场地。

5、文件us2019/0106011 a1公开了一种用于连接至少两个电池组的能量系统。

6、文件us2019/0013681 a1公开了一种具有多条连接支路并且具有多个dc/dc转换器的蓄能装置。

7、文件de 102014010183 a1公开了一种用于汽车的能量供给装置，该能量供给装置尤其能够容许缺陷地使用并且在缺陷情况中提供比正常电源电压小的紧急电源电压。

8、文件de 102020214760公开了一种用于运行由多条并联连接的支路构成的容许缺陷的电池的构造和方法。

9、文件ep 609101b1公开了一种用于进行电流供给的装置，该装置配备有许多串联连接和/或并联连接的次级电池。

10、文件us2019013681 a1公开了一种用于将可充电的蓄能器重新配置成两条或者更多条连接支路的系统，其中所述可充电的蓄能装置包括多个蓄能模块。

11、文件us2019106011 a1公开了一种用于将机动车的驱动系统中的至少两个电池组自主地连接起来的方法，其中所述驱动系统包括至少一个电马达、至少两个电池组、至少一个可由电池组来供电的牵引电网和至少一个可与至少一个电池组相连接的直流变压器。

12、故障安全性能够通过相应的组件的冗余来提高。但是，这引起表现在较高的成本以及较大的结构空间方面的缺点。这尤其适用于动力传动系的最昂贵的并且最大的组件、即高压电池。现今用于处于400v或更高的范围内的电压的电池根据电压由100至200个以及更多串联连接的电池组单体电池所构成。这些电池组单体电池被合并成电池模块，所述电池模块产生小于等于60v的电压。

13、为了达到电池的必需的能量含量，要将模块中的多个单体电池彼此并联连接起来。这些单支路的系统具有以下优点，即：在出现单体电池或者模块的故障的情况下所述电池完全失灵并且由此不再提供功率，以便使车辆行驶。

14、用于桥接单体电池或者模块的耦合装置提供补救。对于拥有这样的用于切断各个单体电池或者模块的耦合装置的电池来说，能够桥接有缺陷的单体电池或者有缺陷的模块；所述电池由此能够具有较小的电池-输出电压。

15、这引起的结果是，提早开始布置在下游的电机的弱磁运行(以较小的转速)并且由此所输出的功率降低。但是，所述电池根据充电状态(state of charge，soc)不再能够在电压降低的情况下提供足够的功率。

技术实现思路

1、本发明的任务是，进一步改进现有技术。该任务通过独立权利要求的特征来解决。

2、本发明的优点

3、相对于此，所述按本发明的、具有独立权利要求的特征性特征的处理方式具有以下优点，即：所述用于运行电化学蓄能系统的方法包括以下步骤：

4、a)求取所述电化学蓄能器的实际状态参量，所述实际状态参量代表着所述电化学蓄能器的瞬时状态；

5、b)将所述实际状态参量与代表着所述电化学蓄能器的额定状态的额定状态参量进行比较；

6、c)根据所述比较来桥接电化学蓄能器；

7、d)切换布置在所述电化学蓄能器与直流变压器之间的主开关，由此将所述电化学蓄能器与所述直流变压器的输入端电连接起来；

8、e)求取实际平均值数值，所述实际平均值数值代表着所述未被桥接的电化学蓄能器的电压的瞬时平均值；

9、f)求取实际电压值，所述实际电压值代表着所述电化学蓄能系统的瞬时电压；

10、g)作为所述实际平均值数值和实际电压值的总和来确定用于所述直流变压器的额定电压值，所述额定电压值代表着用于所述直流变压器的输出端的电压的额定值。

11、由此，能够有利地在电化学蓄能器失灵时以不变的输出电压(除了所述电化学蓄能器的由运行引起的充电状态减退之外)来运行电化学蓄能系统。

12、有利的是，由于所述电化学蓄能器之间的补偿电流而不必注意到切断条件或接通条件。

13、此外，也能够有利地识别在电化学蓄能系统中的多重缺陷并且继续运行所述电化学蓄能系统。

14、另外的有利的实施方式是从属权利要求的主题。

15、此外，所述按本发明的方法包括以下步骤：

16、h)用所述额定电压值来操控所述直流变压器。

17、通过可变的额定值调节，通过所述直流变压器来精确地对由于被桥接的电化学蓄能器而“缺失的”电压进行补偿。

18、此外，所述按本发明的方法包括以下步骤：

19、i)在所述电化学蓄能系统的连接极上提供电压值，所述电压值代表着未被桥接的电化学蓄能器的、借助于直流变压器来提高的电压。

20、所述直流变压器使所述被桥接的电化学蓄能器的电压与所述电化学蓄能系统的原始的输出电压相匹配，由此有利地没有进行功率降低并且比如防止可用电来驱动的车辆的抛锚，由此继续提供可移动性和可用性。

21、所述按本发明的方法有利地不取决于电化学蓄能系统的运行模式、比如放电运行、充电运行或能量回收。

22、按本发明的电化学蓄能系统包括：

23、多个电化学蓄能器；

24、多个传感器，其尤其用于检测电化学蓄能器和/或电化学蓄能系统的电压；

25、每个电化学蓄能器至少一个开关，其用于电桥接电化学蓄能器；

26、用于转换电压水平的直流变压器；

27、至少一个主接触器，其用于将所述电化学蓄能器或直流变压器与所述电化学蓄能系统的连接极电连接起来；

28、主开关，其用于将所述电化学蓄能器或直流变压器中的至少一个与所述主接触器电连接起来；

29、以及至少一个机构、尤其是电子的电池管理控制设备，其被设立用于实施所述按本发明的方法的步骤。

30、有利地不需要任何冗余的电化学蓄能器，由此实现成本优化的且结构空间优化的结构。

31、按照本发明的一种有利的设计方案，提供一种计算机程序，其包括指令，所述指令使得所述电化学蓄能系统执行所述按本发明的方法步骤。

32、此外，提供一种机器可读的存储介质，在该存储介质上存储有所述计算机程序。

33、按本发明的电化学蓄能系统有利地用于电动车、燃烧电池车、混合动力车、插电式混合动力车、飞行器、助力自行车或电动自行车、用于无线通讯或数据处理的便携式装置、用于电动手持式工具并且用在用于储存尤其以再生方式获取的电能的固定式蓄能器。