[发明专利]用于在电驱动系统中使用的设备和用于运行这种设备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于驱动电驱动系统的设备以及为此的根据权利要求5的前序部分所述的方法。

背景技术

在未来，尤其在内城中越来越多地提供所谓的“零排放区”。这是如下区域，只有那些无排放行驶的车辆允许在该区域中行驶。例如在该区中的巴士和运输载重汽车必须例如纯电动地运行。

在具有并联式混合驱动装置的车辆中，除既有内燃机组也有电动机组来驱动车辆的所谓的混合行驶之外，此外作为驱动类型存在如下可能性，即，在断开内燃机时仅利用电动机并且由此无排放地驱动车辆。为了可以纯电动地行驶足够的距离，必须在一个或多个能量存储器中提供足够的电能。

此外公知有如下所谓的插电式混合动力车辆，其电池不仅可以通过制动能量的回收利用，即通过有效制动，或通过内燃机，而且额外地也可以经由供电网借助外部的充电站来充电。插电式混合动力车辆结合了电动车辆和纯内燃机车辆的优点。一方面可以在城市交通中，例如在环保区中纯电动地并且由此无排放且无噪音地行驶，而另一方面即使当电池具有低的充电状态时也可以借助内燃机行经更长的距离。

到目前为止，部分地由于高的研发费，在纯电动运行中没有适当的用于行经更长距离的电池。这必须提供高的能量含量并且额外地具有高的功率性能，以便在纯电的运行中保障必需的行驶动力。

与此相反地，在目前能提供的用于混合动力车辆的电池被设计用以接受并且又送出回收利用的能量，也就是说其预计寿命在很大的能量提升的情况下，如该能量对于纯电动行驶所必需的那样，剧烈下降。因为该电池非常贵，所以其单独地并不适合长期用于纯电动行驶。

在现有技术中因此提出，多个电池经由功率电子元件并联地接在一起，以便提高能量含量和功率性能。这种做法例如在文献DE102007009009A1中被详细描述。然而，并联电路的主要缺点在于电池的控制。不同的内阻导致电池在运行时不对称，所述不同的内阻取决于生产地或由于温差而引起。这有如下影响，即，极大地限制了电动行驶里程和功率性能。为了控制并且由此避免并联的电池的不对称，中间电路电子元件是必需的，其非常昂贵并且此外必须大且重地设计，以便切换在该情形下流动的高电流。

发明内容

由此出发，本发明的任务是克服现有技术的上述缺点并且提出一种设备以及一种用于与电动驱动系统一起使用的方法，其能够利用较少的花费实现并联的电池或电池系统的运行，而不需要在逆变器上的中间电路电子元件。

在设备方面，该任务根据本发明通过权力要求1的特征来解决。在方法方面，该任务通过权力要求5的特征来解决。

根据本发明地提出一种用于在电驱动系统中，尤其在机动车的混合动力驱动系统中所使用的设备，其具有至少一个布置在并联电路中的第一和第二电池系统，它们的负载输出端汇合成共同的负载输出端，其中，每个电池系统都具有能量存储器和与之耦接的预充电电路，其中，借助预充电电路的输出端而分别形成电池系统的负载输出端，其中，每个电池系统的负载输出端借助预充电电路能分别与共同的负载输出端接通和断开，其中，共同的负载输出端尤其借助中间电路电容器、立即与设备逆变器的逆变器输入端能量耦合。

在根据本发明的设备的实施形式中，每个电池系统的负载输出端能分别借助该电池系统的电池管理系统来接通或断开，其中，电池管理系统尤其驱控预充电电路和/或接触器。

在根据本发明的设备的另一实施形式中，电池管理系统与设备的控制仪器，尤其与混合控制仪器协同作用。

在根据本发明的设备的又一实施形式中，设备为此被构造用以将至少第一电池系统和/或第二电池系统的负载输出端交替地接到共同的负载输出端上。

根据本发明提出一种用于运行根据本发明的尤其在电驱动系统中的，及甚至在混合动力驱动系统中的设备的方法，其中，在第一步骤中，将电池系统的第一电池系统，尤其依赖于其能量存储器的充电状态，借助其预充电设备与共同的负载输出端断开，其中，在第二步骤中，将电池系统的第二电池系统，尤其依赖于其能量存储器的充电状态，借助其预充电设备接通到共同的负载输出端上。

此外提出一种方法，其中，电池系统的第一电池系统与共同的负载输出端的断开和/或电池系统的第二或另外的电池系统在共同的负载输出端上的接通在逆变器运行期间，尤其为了驱动目的，进行。

按根据本发明的方法的观点，尤其在第一步骤之前和在第二步骤之后，总是分别将多个电池系统中的正好一个电池系统在逆变器运行中接通到共同的负载输出端上。