用于電驅(qū)動的車輛的蓄能器系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于電驅(qū)動的車輛的蓄能器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在電驅(qū)動的車輛中，不僅在PHEV車輛(插電式混合動力汽車)而且在純電運行的車輛(BEV)中，當前將由一個或多個單個作為蓄能器的蓄電池單元組成的蓄能器單元用作為能量源。蓄電池單元通常是各個鋰離子電池。它們串聯(lián)地連接或以由串聯(lián)和并聯(lián)的電路組合相互連接。各蓄電池單元的布線的總數(shù)和類型決定了提供的能量并且從而決定電運行的車輛的行程長度。特定的蓄能器單元在這里在預(yù)定的電壓范圍內(nèi)總是提供預(yù)定的最大的電流強度，其取決于蓄能器單元的型式和結(jié)構(gòu)并且是不變的。因此同時電驅(qū)動的車輛的功率也通過使用的蓄能器單元規(guī)定，因為其特征在于功率對能量的固定比。
[0003]這導(dǎo)致，在電驅(qū)動的成批生產(chǎn)車輛的產(chǎn)品系列中沒有功率等級可以提供，如功率等級從具有內(nèi)燃機的車輛中已知的，在那里將不同的發(fā)動機用于另外在相當大程度上不變的車型中。對于用戶而言，這樣的選擇可能性在往日構(gòu)成重要的購買決策。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是，在電驅(qū)動的車輛中在車輛功率方面按簡單的方式達到區(qū)分。
[0005]按照本發(fā)明利用一種用于電驅(qū)動的車輛的蓄能器系統(tǒng)的第一實施形式達到該目的，該蓄能器系統(tǒng)具有第一蓄能器單元，該第一蓄能器單元提供足以運行車輛的至少一個電機的基本功率，該第一蓄能器單元經(jīng)由逆變器連接于車輛的電機，其中，設(shè)置接頭，經(jīng)由該接頭能夠并聯(lián)于第一蓄能器單元地連接至少一個另外的蓄能器單元。如果僅僅使用第一蓄能器單元，則車輛具有一個功率，其對應(yīng)于在產(chǎn)品系列中的基本功率。然而按簡單的方式有可能的是，通過連接一個或多個其它的蓄能器單元來提高車輛的功率。按這種方式可以達到模塊式結(jié)構(gòu)，其中在應(yīng)該具有提高的功率的車輛中簡單地將一個或多個其它的蓄能器單元連接于在每一車輛中設(shè)置的接頭，而不必對電驅(qū)動的車輛的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)實施改變。
[0006]在一個優(yōu)選的實施形式中設(shè)置至少一個第二蓄能器單元，其為車輛的電機的運行提供附加功率并且并聯(lián)于第一蓄能器單元，優(yōu)選的方式為:第二蓄能器單元與蓄能器系統(tǒng)的接頭連接。通過并聯(lián)可以按簡單的方式提高車輛的總功率。
[0007]第二蓄能器單元可以例如經(jīng)由DC/DC變換器與第一蓄能器單元并聯(lián)連接。DC/DC變換器用作為耦合元件并且可按照要求以設(shè)計成雙向的升壓變流器、降壓變流器或升壓-降壓變流器。在這里不重要的是，DC/DC變換器處在哪一個蓄能器單元上。
[0008]每一蓄能器單元包括一個或多個蓄能器，蓄能器分別由多個串聯(lián)和/或并聯(lián)的單個蓄電池單元組成。可以使用任何類型的蓄電池單元，例如鋰離子電池、金屬混合電池或金屬空氣電池，但也使用混合電容器、雙層電容器或準電容器。同樣其中一個蓄能器單元可以是一個燃料電池堆或多個相互電連接的燃料電池堆。
[0009]逆變器(其由各蓄能器單元提供的直流電產(chǎn)生用于運行電機所需要的交流電)例如設(shè)置在各蓄能器單元的連接點(所述連結(jié)點特別是通過蓄能器系統(tǒng)的接頭形成)與電機之間。
[0010]在這種情況下可以在這兩種蓄能器單元下游連接一個共同的逆變器。
[0011]但也有可能，為蓄能器單元的每一個配置一個自身的逆變器。在這種情況下設(shè)置與蓄能器單元一樣多的逆變器。
[0012]這兩種蓄能器單元在這里可以連接于同一電機或連接于車輛的不同的電機。
[0013]也利用一種按照另一實施形式的用于電驅(qū)動的車輛的蓄能器系統(tǒng)實現(xiàn)上述目的，其中設(shè)置三個蓄能器單元，其分別具有至少一個蓄能器，其中這三個蓄能器單元如此連接，即這些蓄能器單元中的每一個蓄能器單元提供用于車輛電機的三相交流電的一個相。各單個蓄能器可以例如是各單個蓄電池單元，但也可以是已預(yù)制的包括多個蓄電池單元的裝置。
[0014]也可以按簡單的方式針對不同的車輛功率設(shè)計該蓄能器系統(tǒng)，其方式為:其中至少一個蓄能器單元具有用于連接其它的蓄能器的接頭。
[0015]為了擴充蓄能器系統(tǒng)，可以在各單個蓄能器單元上添加其它的蓄能器。在這樣的情況下至少其中一個蓄能器單元具有多于兩個蓄能器。例如對于每個蓄能器單元而言三個蓄能器可以串聯(lián)。但也有可能，使用僅僅兩個或顯著多于三個蓄能器。
[0016]相應(yīng)的蓄能器單元的全部蓄能器例如經(jīng)由逆變器相互串聯(lián)連接。
[0017]在其中一個蓄能器單元中的每個蓄能器可以以三種不同的方式來運行。蓄能器可以將蓄能器單元的輸出電壓提高該蓄能器的輸出電壓、不對蓄能器單元的電壓產(chǎn)生影響或?qū)⑾鄳?yīng)的蓄能器單元的輸出電壓降低該蓄能器的輸出電壓。
[0018]本發(fā)明為電驅(qū)動的車輛提供一種模塊系統(tǒng)，它能夠在沒有大的結(jié)構(gòu)改變的情況下實現(xiàn)電驅(qū)動車輛的功率的區(qū)分/分級。為了在電驅(qū)動的車輛的一個車型中可以實現(xiàn)不同的功率，按照本發(fā)明這樣設(shè)計蓄能器系統(tǒng)，即設(shè)置至少一個蓄能器單元，其為車輛的運行提供基本功率。為了給車輛提供較高的功率，在一個實施形式中添加一個整個的第二蓄能器單元。在另一實施形式中基礎(chǔ)模塊的蓄能器單元被擴充單個的蓄能器。
【附圖說明】
[0019]以下借助多個實施例參照附圖詳細地描述本發(fā)明。在各附圖中示出:
[0020]圖1為按照本發(fā)明的按照第一實施形式的蓄能器系統(tǒng)的示意圖；
[0021]圖2為按照本發(fā)明的按照第二實施形式的蓄能器系統(tǒng)的示意圖；
[0022]圖3為按照本發(fā)明的按照第三實施形式的蓄能器系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0023]圖1示出用于未更詳細示出的電驅(qū)動的車輛的蓄能器系統(tǒng)100，包括一個第一蓄能器單元102，其經(jīng)由各電線104連接于逆變器106，其將由蓄能器單元102提供的直流電變換為三相交流電并且逆變器連接于車輛的電機108。當然蓄能器單元102為車輛的預(yù)定的基本功率提供足夠的能量。
[0024]車輛的驅(qū)動裝置的能量供應(yīng)在這里只示意地借助一唯一的電機108的運行示出。自然例如蓄能器單元102也可以全部供應(yīng)車輛的電機，或可以為車輛的每一電機設(shè)置一個具有一個蓄能器單元102的基礎(chǔ)模塊。
[0025]在逆變器106與第一蓄能器單元102之間設(shè)置接頭110，該接頭以電插塞連接器的形式構(gòu)成并且在該接頭上在所示的示例中連接并聯(lián)的第二蓄能器單元112。經(jīng)由接頭110經(jīng)由DC/DC變換器114實現(xiàn)第二蓄能器單元112在現(xiàn)有的系統(tǒng)上的耦合，該DC/DC變換器提供期望大小的直流電壓。
[0026]也有可能，為第一蓄能器單元102配置DC/DC變換器114。自然也有可能，為每個蓄能器單元102、112都配置一個DC/DC變換器114。
[0027]理論上可設(shè)想，還有其它的蓄能器單元(其優(yōu)選分別具有自身的DC/DC變換器)并聯(lián)地與接頭110連接，以便進一步提高車輛的蓄能器系統(tǒng)的功率。
[0028]圖2示出蓄能器系統(tǒng)200的第二實施形式。在這種情況下設(shè)置兩個蓄能器單元202、212，它們分別連接于一個逆變器106并且經(jīng)由該逆變器與電機108相連接。在這種情況下電機108具有一附加的接頭，其與第二蓄能器單元212的逆變器106連接。也有可能，將兩個逆變器106并從而兩個蓄能器單元202、212連接于不同的電機108。
[0029]在兩個至此描述的實施形式中分別充分地設(shè)計第一蓄能器102、202的尺寸，以便提供足以運行電機108的基本功率。通過附加的第二蓄能器單元112、212的設(shè)置，提高了蓄能器系統(tǒng)100、200的總功率。
[0030]圖3示出蓄能器系統(tǒng)300的另一實施形式，其中只示出總共三個蓄能器單元320中的一個。三個蓄能器單元320以其輸出端322這樣連接于一個(在這里未示出的)電機，即每一蓄能器單元320提供三相交流電的一個相。
[0031]在該示例中每一蓄能器單元320具有三個單個的蓄能器324。每一單個蓄能器324可以由多個單個的蓄電池單元組成，它們可以按任意適合的方式連接。不是必須將全部的蓄能器324構(gòu)成相同的。
[0032]一個蓄能器單元320的全部單個蓄能器324分別經(jīng)由一個逆變器326相互串聯(lián)連接。
[0033]如果在這樣的蓄能器系統(tǒng)300中要提高車輛的功率，則其它的單個蓄能器324可以按簡單的方式和方法分別經(jīng)由一個逆變器串聯(lián)地添加到現(xiàn)有的串聯(lián)電路中。為此在相應(yīng)的蓄能器單元320中設(shè)置(未示出的)接頭，從而其它的蓄能器324只須簡單地經(jīng)由插頭連接。
【主權(quán)項】
1.一種用于電驅(qū)動的車輛的蓄能器系統(tǒng)，包括第一蓄能器單元(102)，該第一蓄能器單元提供足以運行車輛的至少一個電機(108)的基本功率，該第一蓄能器單元經(jīng)由逆變器(106)與車輛的電機(108)連接，其中，設(shè)置接頭(110)，經(jīng)由該接頭能夠并聯(lián)于第一蓄能器單元(102)地連接至少一個另外的蓄能器單元(112)。2.按照權(quán)利要求1所述的蓄能器系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置至少一個第二蓄能器單元(112、212)，該第二蓄能器單元為車輛的電機(108)的運行提供附加功率并且第二蓄能器單元與第一蓄能器單元(102)并聯(lián)連接。3.按照權(quán)利要求2所述的蓄能器系統(tǒng)，其特征在于，第二蓄能器單元(112)經(jīng)由DC/DC變換器(114)與第一蓄能器單元(102)并聯(lián)連接。4.按照權(quán)利要求2或3所述的蓄能器系統(tǒng)，其特征在于，在這兩種蓄能器單元(101、112)的下游連接一個共同的逆變器(106)。5.按照權(quán)利要求2所述的蓄能器系統(tǒng)，其特征在于，每個蓄能器單元(202、212)都配置一個自身的逆變器(106)，該蓄能器單元經(jīng)由該逆變器與車輛的電機(108)連接。6.按照權(quán)利要求5所述的蓄能器系統(tǒng)，其特征在于，這兩種蓄能器單元與車輛的不同的電機連接。7.—種用于電驅(qū)動的車輛的蓄能器系統(tǒng)，包括三個蓄能器單元(320)，這些蓄能器單元分別具有至少一個蓄能器(324)，這三個蓄能器單元(320)連接成，使得每一個蓄能器單元提供用于車輛的電機(108)的三相交流電的一個相。8.按照權(quán)利要求7所述的蓄能器系統(tǒng)，其特征在于，至少其中一個蓄能器單元(320)具有用于連接其它的蓄能器(324)的接頭。9.按照權(quán)利要求7或8所述的蓄能器系統(tǒng)，其特征在于，至少其中一個蓄能器單元(320)具有多于兩個蓄能器(324)。10.按照權(quán)利要求9所述的蓄能器系統(tǒng)，其特征在于，一個蓄能器單元(320)的全部蓄能器(324)經(jīng)由逆變器(326)相互串聯(lián)連接。
【專利摘要】一種用于電驅(qū)動的車輛的蓄能器系統(tǒng)包括第一蓄能器單元，該第一蓄能器單元提供足以運行車輛的至少一個電機的基本功率。該第一蓄能器單元經(jīng)由逆變器與車輛的電機連接。設(shè)置接頭，經(jīng)由該接頭能夠并聯(lián)于第一蓄能器單元地連接至少一個另外的蓄能器單元。在另一方案中用于電驅(qū)動的車輛的蓄能器系統(tǒng)包括三個蓄能器單元，這些蓄能器單元分別具有至少一個蓄能器，這三個蓄能器單元這樣連接，即每一個蓄能器單元提供用于車輛的電機的三相交流電的一個相。
【IPC分類】B60L11/18
【公開號】CN105555589
【申請?zhí)枴緾N201480051157
【發(fā)明人】A·施密茨
【申請人】寶馬股份公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2014年10月20日
【公告號】DE102013222641A1, WO2015067456A1