用于储能装置的充电电路和用于对储能装置充电的方法

用于储能装置的充电电路和用于对储能装置充电的方法
【专利摘要】本发明涉及用于储能装置的充电电路和对储能装置充电的方法，该充电电路带有：感应式传输元件，与感应式传输元件耦合的整流器，以及储能装置。储能装置具有至少一个耦合在储能装置的两个输出端子之间的能量供给支路。能量供给支路具有一个或多个在能量供给支路中串联连接的储能模块。储能模块分别具有带有至少一个储能单元的储能单元模块以及带有多个耦合元件的耦合装置，耦合装置被设计为选择性地将储能单元模块连接到各自的能量供给支路中或者在各自的能量供给支路中绕开储能单元模块。整流器直接与储能装置的输出端子耦合，并且储能装置具有在储能装置的充电运行中通过整流器根据所属储能单元的充电状态来操控储能模块的耦合装置的控制装置。
【专利说明】用于储能装置的充电电路和用于对储能装置充电的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于储能装置的充电电路和用于对储能装置充电的方法，尤其是用于对电池直接逆变器电路和电池转换器电路充电的方法，其中所述电池直接逆变器电路和电池转换器电路例如被使用在电力运行交通工具的电驱动系统中。
【背景技术】
[0002]看起来在未来无论在例如风力发电设备或者太阳能设备的静止应用中、还是在如混合动力或电动交通工具的交通工具中都越来越多地使用将新的储能技术与电驱动技术组合的电子系统。
[0003]为了将交流电馈送到电机中，通常通过脉冲逆变器形式的逆变器将由直流电压中间回路提供的直流电压转换成三相交变电压。直流电压中间回路被由串联连接的电池模块构成的支路供电。为了能够满足针对各自的应用所提出的对功率和能量的要求，经常将多个电池模块串联连接成牵引电池。这种储能系统例如经常被应用在电力运行的交通工具中。
[0004]为了对电力运行的交通工具的这种电池模块进行充电，经常使用感应式充电系统。为了能够高效率地运行感应式充电系统，有利的是，运行作为谐振系统的感应式传输段。谐振的感应式传输段在其输出功率方面只能以有限的规模被改变。尤其是，输出电压在窄的界限内与传输的充电功率成比例。
[0005]电池模块正好在高的充电结束电压的范围中、也即在快要达到满充电状态之前仅仅还能处理减小的功率馈送而不会遭受损坏。谐振的感应式传输段的可能的调节范围在此可能是不够的。
[0006]一种补偿可能性在于可以插入到谐振的感应式传输段中的附加直流斩波器，以便将传输段的输出电压在功率馈送减小的情况下上升到所希望的充电电压。但是这与提高的成本、结构空间和材料使用相关联。
[0007]文献US 8 054 039 B2公开了用于对电动汽车的电池充电的方法，其中充电功率可以根据所测量的电池运行参数来加以调整。
[0008]在文献US 5 642 275 Al中描述了 一种带有集成的逆变器功能的电池系统。这种类型的系统作为名称“多级级联逆变器”也或者“电池直接逆变器(Batteriedirektumrichter, BDI)”而被已知。这种系统包括在多个储能模块支路中的直流源，这些直流源可以直接被连接到电机上或电网上。在此，可以产生单相或多相供给电压。储能模块支路在此具有多个串联连接的储能模块，其中每个储能模块具有至少一个电池单元和一个相关联的可控的耦合单元，该耦合单元允许根据控制信号来中断各自的储能模块支路或者分别桥接关联的至少一个电池单元或者分别将关联的至少一个电池单元连接到各自的储能模块支路中。
[0009]作为代替方案，文献DElO 2010 027 857 Al 和 DE 10 2010 027 861 Al 公开了在
储能装置中的模块化连接的电池单元，它们通过对耦合单元的合适操控可以被选择性地耦合到由串联连接的电池单元构成的支路中或者从该支路中去耦。这种类型的系统作为名称“电池直接变换器”(Batteriedirektwandler, BDC)”而被已知。这种系统包括在储能模块支路中的直流源，它们可以被连接到直流电压中间回路上用于经由脉冲逆变器对电机或电网供给电能。
[0010]BDC和BDI通常具有相对于传统系统更高的效率和更高的故障安全性。故障安全性尤其是可以通过如下方式来保证，即有缺陷的、故障的或者不完全功能正常的电池单元通过对耦合单元的合适的桥接操控可以从能量供给支路中脱离连接。

【发明内容】

[0011]按照一种实施方式，本发明实现了用于储能装置的充电电路，带有:感应式传输元件，所述感应式传输元件被设计用于感应式地接收充电交变电压；整流器，所述整流器与感应式传输元件耦合并且被设计用于将接收的充电交变电压转换成充电直流电压；以及储能装置。储能装置具有至少一个耦合在储能装置的两个输出端子之间的能量供给支路。能量供给支路具有一个或多个在该能量供给支路中串联连接的储能模块。储能模块分别具有带有至少一个储能单元的储能单元模块，以及带有多个耦合元件的耦合装置，该耦合装置被设计为选择性地将储能单元模块连接到各自的能量供给支路中或者在各自的能量供给支路中绕开储能单元模块。在此，整流器直接与储能装置的输出端子耦合，并且储能装置具有控制装置，该控制装置被设计为在储能装置的充电运行中通过整流器根据所属储能单元的充电状态来操控储能模块的耦合装置。
[0012]按照另一实施方式，本发明实现了用于对储能装置充电的方法，具有步骤:利用感应式传输元件感应式地接收充电交变电压；利用整流器将接收的充电交变电压转换成充电直流电压；确定带有至少一个能量供给支路的储能装置的储能单元的充电状态，所述能量供给支路耦合在储能装置的两个输出端子之间；并且通过根据所确定的储能单元的充电状态对储能模块的耦合装置的操控来调整能量供给支路的输出电压。能量供给支路在此具有一个或多个在该能量供给支路中串联连接的储能模块，这些储能模块分别包括带有至少一个储能单元的储能单元模块以及带有多个耦合元件的耦合装置，该耦合装置被设计为选择性地将储能单元模块连接到各自的能量供给支路中或者在各自的能量供给支路中绕开储能单元模块。
[0013]本发明的优点
本发明的构思是，使用具有由储能模块的串联电路构成的、模块化构建的能量供给支路的储能装置来对电驱动系统进行供给，其中储能模块分别具有可接通到能量供给支路中或可关断的储能单元。由此储能装置的输出电压可以适配于整流器的充电功率。
[0014]特别有利的是，储能单元应当在其最终充电状态附近被充电:在该范围中分别同时待充电的储能单元的数量可以连续减少，以便不离开进行供给的整流器的最优调节范围。
[0015]利用这种调节策略可以放弃在感应式功率传输路径中的附加的直流斩波器，这减少了结构空间、制造成本和在运行中的功率损耗。此外，功率电子装置所需的冷却功率较少。由此尤其是也可以在可能的设计变型方案中减少变化范围，由此简化了系统拓扑。例如在混合动力交通工具中典型地需要在150V和300V之间的范围中的电压充电，而电动交通工具以在250V和450V之间的范围内的更高的电压位置运行。通过储能装置中的输出电压的匹配，相同的充电电路既可以使用在混合动力交通工具中也可以使用在纯电动交通工具中，而在此原则上无需进行充电电路的感应式传输段的设计方面的改动。
[0016]按照本发明充电电路的一种实施方式，耦合装置可以分别具有多个构成全桥电路的耦合元件。代替地，耦合装置可以分别具有多个构成半桥电路的耦合元件。
[0017]按照本发明充电电路的另一实施方式，所述至少一个储能单元具有锂离子蓄电池。
[0018]按照本发明充电电路的另一实施方式，所述充电电路可以具有直流电压中间回路，该直流电压中间回路耦合在储能装置的输出端子之间。这能够以有利的方式实现在充电运行中在储能装置的输出电压或输入电流中的电压或电流波动的减少，尤其是在脉宽调制地操控储能模块中的一个或多个时。
[0019]按照本发明方法的一种实施方式，对储能模块的耦合装置的操控可以包括选择性地将储能单元模块接通到各自的能量供给支路中或关断。此外，该方法还可以包括周期地交换接通到各自的能量供给支路中的储能单元模块的步骤。由此，可以有利地保证，储能单元在时间上平均地被施加相同的充电功率。
[0020]在此，在本发明方法的另一实施方式中，根据所确定的储能单元的充电状态来确定接通到各自的能量供给支路中的储能单元模块的数量。由此可以保证，如果各个储能单元的充电状态在充电过程的进行中上升则能量供给支路的最大输出电压不被超过。这能够实现针对整流器的最优的调节范围，而针对储能装置或储能单元的充电功率不会过高。
[0021]本发明实施方式的另外的特征和优点参照附图从后面的描述中得到。
【专利附图】

【附图说明】
[0022]图1示出了按照本发明实施方式的储能装置的示意图；
图2示出了按照本发明另一实施方式的储能装置的储能模块的实施例的示意图；
图3示出了按照本发明另一实施方式的储能装置的储能模块的另一实施例的示意图； 图4示出了按照本发明的另一实施方式的另一储能装置的示意图；
图5示出了按照本发明的另一实施方式的用于对储能装置充电的方法的示意图；
图6示出了按照本发明另一实施方式的储能装置的充电电路的示意图；以及 图7示出了按照本发明另一实施方式的储能装置的另一充电电路的示意图。
【具体实施方式】
[0023]图1示出了储能装置10，带有电池模块1，用于通过在储能装置10的两个输出端子4a和4b之间的可并联连接的能量供给支路10a、10b来提供供给电压。能量供给支路IOaUOb分别具有支路端子Ia和lb。储能装置10具有至少两个并联连接的能量供给支路IOaUOb0能量供给支路10a、10b的数量例如在图1中为两个，但是其中任意其他更大数量的能量供给支路10a、10b同样是可能的。在此同样还可能的是，仅仅将一个能量供给支路IOa连接到支路端子Ia和Ib之间，它们在该情况下构成储能装置10的输出端子4a、4b。
[0024]在此，能量供给支路10a、10b可以分别经由存储电感2a、2b与储能装置10的输出端子4a耦合。存储电感2a、2b例如可以是集中的或分立的器件。代替地，也可以使用能量供给支路10a、10b的寄生电感作为存储电感2a、2b。
[0025]在单个储能支路IOa的情况下,也可以放弃存储电感2a或2b,使得能量供给支路IOa直接稱合到储能装置10的输出端子4a、4b之间。
[0026]每个能量供给支路10a、10b都具有至少两个串联连接的储能模块3。每个能量供给支路的储能模块3的数量在图1中例如为两个，但是其中任意其他数量的储能模块3也是可能的。在此，每个能量供给支路10a、10b优选包括相同数量的储能模块3，然而也可能的是，为每个能量供给支路10a、IOb设置不同数量的储能模块3。这些储能模块3分别具有两个输出端子3a和3b，经由这些输出端子可以提供储能模块3的输出电压。
[0027]储能模块3的示例性构建方式在图2和3中以放大的细节被示出。储能模块3分别包括带有多个耦合元件7a和7c以及可能的7b和7d的耦合装置7。储能模块3此外分别包括带有一个或多个串联连接的储能单元5a、5k的储能单元模块5。
[0028]储能单元模块5在此例如可以具有串联连接的电池5a至5k，例如锂离子电池或锂离子蓄电池。在此，储能单元5a至5k的数量在图2中所示的储能模块3中例如为两个，但是其中任意其他数量的储能单元5a至5k同样是可能的。
[0029]储能单元模块5与所属的耦合装置7的输入端子连接。耦合装置7在图2中示例性地被构造为各带有两个耦合元件7a、7c和两个耦合元件7b、7b的全桥电路。耦合元件7a、7b、7c、7d在此可以分别具有有源开关元件——例如半导体开关，和与该有源开关元件并联连接的空转二极管。半导体开关例如可以具有场效应晶体管(FET)或带有绝缘栅的双极型晶体管(IGBT)。在该情况下，空转二极管也可以分别集成在半导体开关中。
[0030]在图2中的耦合元件7a、7b、7c、7d可以例如借助图1中的控制装置8被操控为使得储能单元模块5被选择性地连接到输出端子3a和3b之间或者储能单元模块5被桥接或者说被绕开。因此通过对耦合装置7的合适的操控，各个储能模块3可以有目的地集成到能量供给支路10a、10b的串联电路中。
[0031]参照图2，可以将储能单元模块5例如连接到输出端子3a和3b之间的正向上，其方式是，耦合元件7d的有源开关元件和耦合元件7a的有源开关元件处于闭合状态中，而耦合元件7b和7c的两个其余的有源开关元件处于断开状态中。在这种情况下，在耦合装置7的输出端3a和3b之间存在正模块电压。桥接状态例如可以通过如下方式被调整出来:稱合元件7a和7b的两个有源开关元件处于闭合状态中，而耦合元件7c和7d的两个有源开关元件保持断开状态。第二桥接状态例如可以通过如下方式被调整出来:耦合元件7c和7d的两个有源开关处于闭合状态中，而耦合元件7a和7b的有源开关元件保持在断开状态中。在两个桥接状态中，在耦合装置7的两个输出端3a和3b之间存在O电压。同样，储能单元模块5可以被连接到耦合装置7的输出端子3a和3b之间的反向方向上，其方式是，耦合元件7b和7c的有源开关处于闭合状态中，而耦合元件7a和7d的有源开关元件处于断开状态中。在该情况下，在耦合装置7的两个输出端3a和3b之间存在负模块电压。
[0032]在此，能量供给支路10a、10b的总输出电压可以分别按等级加以调整，其中等级数随储能模块3的数量比例放缩。在η个第一和第二储能模块3的情况下，该能量供给支路10a、10b的总输出电压以2η+1个等级来加以调整。
[0033]图3示出了储能模块3的另一示例性实施方式。在图3中所示的储能模块3不同于在图2中所示储能模块3仅仅在于:耦合装置7具有两个而不是4个耦合元件，它们连接成半桥电路而不是全桥电路。
[0034]在所示的实施变型方案中，有源开关元件可以被实施为功率半导体开关例如以IGBT (绝缘栅双极型晶体管)、JFET (结型场效应晶体管)形式的功率半导体开关或者被实施为MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)。
[0035]储能模块3的耦合元件7a、7b、7c、7d也可以按时钟地被操控，例如以脉宽调制方式(PWM)，使得所涉及的储能模块3时间上平均地提供模块电压，该模块电压可以具有在零和由储能单元5a至5k确定的、最大可能模块电压之间的值。在此例如控制装置、如在图1中的控制装置8可以对耦合元件7a、7b、7c、7d进行操控，所述控制装置被设计为例如用下级的电压控制装置来执行电流调节，使得可以进行各个储能模块3的分等级的接通或关断。
[0036]图4示出了带有电池模块I的储能装置20，用于将由储能模块3提供的直流电压电压变换成η相交变电压。储能装置20包括储能模块3，这些储能模块在能量供给分支IlaUlbUlc中串联地与并联连接的能量供给支路10a、IOb连接。例如在图4中示出了三个能量供给分支11a、lib、11c，它们适于例如针对交流电机产生三相交变电压。但是清楚的是:能量供给支路的任意其他数量也是可能的。储能装置20在每个能量供给分支上拥有一个输出端子12a、12b、12c。
[0037]能量供给分支11a、lib、Ilc在其端部上分别与输出端子13a、13b和13c连接，这些输出端子本身例如可以与参照电势连接。每个能量供给分支lla、llb、llc具有两个并联连接的能量供给支路10a、10b。在图4中每个能量供给分支的能量供给支路10a、10b的数量例如为两个，但是其中能量供给支路10a、10b的任意其他数量同样是可能的。在此，每个能量供给分支lla、llb、llc优选包括相同数量的能量供给支路10a、10b，然而也可能的是，为每个能量供给分支lla、llb、llc设置不同数量的能量供给支路10a、10b。每个能量供给分支I la、I lb、I Ic的能量供给支路10a、10b可以经由存储电感2a、2b耦合到各自的输出端子12a、12b、12c上。尤其是也可能的是，在每个能量供给分支lla、llb、llc中仅仅设置一个能量供给支路10a。在该情况下也可以放弃存储电感2a、2b。
[0038]在图4中的储能装置20的储能模块3尤其是可以按照图2和3的实施例之一来构造，使得能量供给分支lla、llb、llc可以模块化地由类似储能模块3的组合的并联和串联电路构造。类似于图1中，在此储能装置20的控制装置11可以操控耦合装置7。
[0039]图6示出了充电电路100的示意性说明，该充电电路具有按照图1的储能装置10。充电电路100在此包括感应式传输元件24b，该传输元件被构造用于感应式地接收充电交变电压。例如感应式传输元件24b可以具有相应的感应式耦合对应件24a。传输元件24b以及耦合对应件24a例如可以包括电感。在耦合对应件24a中在此产生磁的交变场，其通过被交变电流流过的发射线圈产生。在传输元件24b中的接收线圈至少部分地由耦合对应件24a的磁的交变场来激励，由此在接收线圈中感应出充电交变电压。基于感应的充电交变电压，当电流相应从接收线圈导出时，功率被传输。传输元件24b和耦合对应件24a因此一起构成耦合装置，该耦合装置代表带有两个相互电分离的回路的变压器。
[0040]耦合对应件24a通过能量供给网络或其他交变电压源供电，该能量供给网络可以经由插头21连接到充电电路100上。能量供给网络或交变电压源的交变电压在此可以经由功率系数校正级和/或输入整流器22输出给传输操控装置23，该传输操控装置具有逆变器。传输操控装置23的逆变器用于在谐振运行中调节充电电路100的传输段。
[0041]传输元件24b对整流器25馈电，该整流器与感应式传输元件24b耦合并且被设计为将接收的充电交变电压变换成充电直流电压。此外整流器25例如可以还具有执行功率补偿的组件。充电电路向整流器25传输的充电功率在此随着通过整流器25输出的充电电压而比例放缩。
[0042]整流器25在此直接耦合到储能装置10的输出端子4a、4b上。在该背景下“直接”意味着，在整流器25和储能装置10之间不再中间连接另外的有源电流变换元件，尤其是不再中间连接直流电压变换器。但是，在此可能的是:在整流器25和储能装置10之间设置用于暂时将整流器25从储能装置10脱耦的开关元件如继电器等等。由此，整流器25至少在储能装置10的充电运行期间与储能装置10直接连接。
[0043]储能装置10的输出端子4a、4b也可以与直流电压中间回路26连接。直流电压中间回路26在图6中示例性的实施方式中对被构造为脉冲逆变器的逆变器27馈电，所述逆变器从直流电压中间回路26的直流电压中提供用于电机28的三相交变电压。但是根据针对电机28的需要的电压供给，也可以使用用于逆变器27的任何其他类型的变换器类型，例如直流电压变换器。逆变器27例如可以以空间向量调制的脉宽调制(SVPWM，“空间向量脉宽调制”)方式来运行。
[0044]逆变器27在图6中例如用于对三相电机28馈电。但是也可以设想:使用储能装置10来产生用于能量供给网络的电流。代替地，电机28也可以是同步电机或异步电机、磁阻电机或无刷直流电动机(BLDC,“brushless DC motor”)。在此,也可能的是:在静止系统中使用储能装置10，例如在发电站中、在电能量获得设备例如风力发电站、光伏设备或热力耦合设备中、在储能设备例如压缩空气存储发电站、电池存储发电站、飞轮存储器、泵存储器或类似系统中。在图6中的充电电路100的另外的应用可能性是人员或货物运输交通工具，为了前进它们置于水下或水上，例如船、摩托艇等等。
[0045]图7示出了充电电路200的示意性示图，其具有如在图4中所示的储能装置20。充电电路200不同于在图6中所示的充电电路100主要在于，整流器25通过输出端子对12a和13a、12b和13b以及12c和13c直接对储能装置20馈电。储能装置20在此具有集成的逆变器功能，使得输出端子13a、13b和13c可以直接与三相电机28的相引线连接。但是，如下面描述地，与针对在图6中的储能装置10相同的原理适于储能装置20的各个能量供给分支IlaUlb和Ilc的馈电。
[0046]能量供给支路10a、10b的输出电压的走向随着在该能量供给支路中存在的储能单元5a至5k的充电状态持续地上升，也即储能单元5a至5k的充电状态越高，为充电所需的输出电压就越大。尤其是在锂离子蓄电池作为储能单元5a至5k的情况下，单元电压从在完全放电状态中的大约3V变动直至在完全充电状态中的大约4.1V。相应地，具有各带有12个储能单元5a至5k的8个储能模块3的能量供给支路10a、10b的总输出电压在290V和390V之间的范围中变动。
[0047]在低充电状态下，充电电路100或200以高充电功率并且随之而来的输出电压运行。例如，充电直流电压的输出范围可以处于大约260V和大约320V之间。只要储能单元5a至5k的充电状态在充电阈值之下，充电电路100或200就可以同时对所有储能单元5a至5k充电。[0048]在储能单元5a至5k的充电状态的充电阈值被超过的情况下，不再是所有的储能单元5a至5k或者不再是所有的储能模块3同时被充电。例如可以从能量供给支路10a、IOb的N个储能模块3中暂时去掉同时充电运行的M个储能模块3。可以例如数量M=l。为了仍然可以对暂时去掉充电运行的储能模块3同时充电，可以规定:周期地在所有N个储能模块3上交换参加充电运行的储能模块3。于是，所有储能模块3在时间上平均地被相同地充电，其中能量供给支路10a、IOb的总输出电压相对于接通所有N个储能模块3被减少。由此可以又将充电电压保持在充电阈值之下。
[0049]于是每次当在储能单元5a至5k的继续充电状态时充电电压重新超过充电阈值时，没有接通的储能模块3的数量M可以增加，例如整数递增。又可以适配对暂时参加充电运行的N-M个储能模块3的周期性完全交换。
[0050]通过对同时参加充电运行的储能模块3的数量的适配，可以将充电电压始终保持在预定义的充电电压范围中。充电电压范围在此可以优选地适配于充电电路100或200的感应式传输段的最优调节范围。当储能模块3的数量的按级别适配应当不够的时候，也可以以脉宽调制(PWM)方法来操控各个储能模块3，以便能够调整输出电压的中间值。由此可以针对不同电池类型使用相同的充电电路拓扑，而不必进行传输段的组件方面的实质改变。相反，通过合适地操控储能装置10或20来进行充电电压的适配，其方式是相应地选择要充电的储能模块3的时间顺序选择。
[0051]图5这里示出了用于对储能装置、尤其是储能装置10或20充电的示例性方法30的示意图，所述储能装置10或20结合图1至4和6至7来说明。在第一步骤31中，利用感应式传输元件24b进行充电交变电压的感应式接收。接收的充电交变电压可以在第二步骤32中被转换成充电直流电压，例如利用整流器25。
[0052]之后，在步骤33中确定储能装置10或20的储能单元5a至5k的充电状态，储能装置10或20结合图1至4和6至7来说明。最后，可以在步骤34中通过根据所确定的储能单元5a至5k的充电状态操控储能模块3的耦合装置7来调整能量供给支路10a、10b的输出电压。
[0053]储能模块3的耦合装置7的操控在此可以包括将储能单元模块5选择性地接通到各自的能量供给支路10a、10b中或关断。可选地，方法30在此还可以包含周期地交换接通到各自的能量供给支路10a、10b中的储能单元模块5的步骤35，其中接通到各自的能量供给支路10a、10b中的储能单元模块5的数量根据所确定的储能单元5a，5k的充电状态来加以确定。
【权利要求】
1.用于储能装置(10；20)的充电电路(100 ;200)，带有: 感应式传输元件(24b)，所述感应式传输元件被设计用于感应式地接收充电交变电压； 整流器(25)，所述整流器与感应式传输元件(24b)耦合并且被设计用于将接收的充电交变电压转换成充电直流电压；以及 储能装置(10 ;20)，该储能装置具有至少一个耦合在储能装置(10 ；20)的两个输出端子(4a，4b ;12a，13a ;12b，13b ; 12c，13c)之间的能量供给支路(IOa ;10b)，其中能量供给支路(10a ；10b)具有: 一个或多个在该能量供给支路(10a ；10b)中串联连接的储能模块(3)，该一个或多个储能模块分别具有:带有至少一个储能单元(5a，5k)的储能单元模块(5)，以及带有多个耦合元件(7a，7b, 7c, 7d)的耦合装置(7)，该耦合装置被设计为选择性地将储能单元模块(5)连接到各自的能量供给支路(10a ；10b)中或者在各自的能量供给支路中绕开储能单元模块(5)， 其中，整流器(25)直接与储能装置(10 ；20)的输出端子(4a，4b ;12a，13a ;12b，13b ；12c，13c)耦合，并且储能装置(10 ;20)具有控制装置(8 ; 11 )，该控制装置被设计为在储能装置(10 ;20)的充电运行中通过整流器(25)根据所属储能单元(5a，5k)的充电状态来操控储能模块(3)的耦合装置(7)。
2.根据权利要求1所述的充电电路(100;200)，其中所述耦合装置(7)分别具有多个构成全桥电路的耦合元件(7a，7b，7c，7d)。
3.根据权利要求1所述的充电电路(100;200)，其中所述耦合装置(7)分别具有多个构成半桥电路的耦合元件(7a，7c )。
4.根据权利要求1至3之一所述的充电电路(100;200)，其中所述至少一个储能单元(5a，5k)具有锂离子蓄电池。
5.根据权利要求1至4之一所述的充电电路(100)，所述充电电路此外还具有直流电压中间回路(26)，该直流电压中间回路耦合在储能装置(10)的输出端子(4a，4b)之间。
6.用于对储能装置(10;20)进行充电的方法(30)，具有步骤: 利用感应式传输元件(24b)感应式地接收(31)充电交变电压； 利用整流器(25)将接收的充电交变电压转换(32)成充电直流电压； 确定(33)带有至少一个能量供给支路(10a ；10b)的储能装置(10 ；20)的储能单元(5a,5k)的充电状态，所述至少一个能量供给支路耦合在储能装置(10 ；20)的两个输出端子(4a，4b ;12a，13a ;12b，13b ; 12c，13c)之间，其中能量供给支路(IOa ;10b)具有: 一个或多个在能量供给支路(10a ；10b)中串联连接的储能模块(3)，该一个或多个储能模块分别具有:带有至少一个储能单元(5a，5k)的储能单元模块(5)，以及带有多个耦合元件(7a，7b，7c, 7d)的耦合装置(7)，该耦合装置被设计为选择性地将储能单元模块(5)连接到各自的能量供给支路(IOa ；10b)中或者在各自的能量供给支路中绕开储能单元模块(5);并且 通过根据所确定的储能单元(5a，5k)的充电状态对储能模块(3)的耦合装置(7)的操控来调整(34)能量供给支路(10a ；10b)的输出电压。
7.根据权利要求6所述的方法(30)，其中对储能模块(3)的耦合装置(7)的操控包括将储能单元模块(5)选择性地接通到各自的能量供给支路(10a ；10b)中或关断； 并且此外该方法(30)还具有步骤:周期地交换(35)接通到各自的能量供给支路(IOa ；IOb)中的储能单元模块(5)。
8.根据权利要求7所述的方法(30)，其中根据所确定的储能单元(5a，5k)的充电状态来确定接通到各自的 能量供给支路(10a ；10b)中的储能单元模块(5)的数量。
【文档编号】H02J7/00GK103997074SQ201410056069
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年2月19日 优先权日:2013年2月19日
【发明者】P.费伊尔施塔克 申请人:罗伯特·博世有限公司