[发明专利]能量储存设备

说明书

本发明涉及一种用于将具有第一电压水平的第一电压电网(21)与具有第二电压水平的至少一个第二电压电网(22)连接的能量储存设备，其中所述第一电压水平高于所述第二电压水平，其中存在多个模块链，在所述模块链中分别设有和连接有多个电池单元模块(Cx)，其中所述模块链(30，31，32，33，34，40，41，42，43)能够彼此并联连接，其中在每个模块链中存在多个电池单元模块(Cx)，所述电池单元模块能够经由开关元件交替地彼此并联连接或者串联连接。

技术领域

本发明涉及一种能量储存设备，尤其用于具有多个电压水平的机动车辆的能量储存设备。本发明还涉及一种与此有关的机动车辆。

背景技术

机动车辆日益电气化，以便例如电驱动。在此，在机动车辆中也设置越来越多的单元，所述单元既不在常规的12V或24V的车载电网电压情况下运行也不在高电压情况下运行，而是在低于60V的直流电源的另一电压水平上运行。

在欧洲在载重车中传输来自比通常在机动车中使用的12V或24V的车载电压更高的电压的电能要求相应的电压调整。为此，在现有技术中使用直流电压转换器，即所谓的DC/DC转换器。DC/DC转换器的功率设计并不针对在12V的车载电网中所需要的功率和能量，因为所有在具有较高电压的车载电网中产生的电能必须借助于DC/DC转换器传输到该电压水平上。

DC/DC转换器构造复杂并且费事，也就是说，DC/DC转换器具有相对大的、沉重并且昂贵的功率电子组件。

由于DC/DC转换器的复杂性和所需要的功率设计，电压转换的耗费是高的。由此，广泛地引入例如以内燃机方式驱动的车辆的48V混合动力(Hybridisierung)变得困难，所述48V混合动力具有降低CO₂-车辆燃油消耗的显著潜力。借助于DC/DC转换器的电压转换并未充分使用如针对48V-弱混合动力-车辆中的车载电网拓扑所设置的特定条件，而是使用在高压混合动力车辆中所常用的架构，仅具有下述简化：DC/DC转换器不再必须以电流隔离的方式构成。

发明内容

本发明的目的是实现一种能量储存设备，所述能量储存设备简单地构造并且相对于现有技术得以改进。要相应地实现一种设备，所述设备允许借助于相对简单的机构在不同电压的、未电流隔离的车载电网之间进行能量传输。本发明的目的还在于实现一种与此相关的机动车辆。

关于能量储存设备的目的通过实施例的特征实现。关于机动车辆的目的通过实施例的特征实现。

本发明的一个实施例涉及一种能量储存设备，所述能量储存设备用于将具有第一电压水平的第一电压电网与至少一个具有第二电压水平的第二电压电网连接，其中第一电压水平高于第二电压水平，其中存在多个模块链，在所述模块链中分别设有并且连接有多个电池单元模块，其中这些模块链可彼此并联连接，其中在每个模块链中存在多个电池单元模块，所述电池单元模块可经由开关元件交替地彼此并联或者串联连接。由此实现：在具有共同的接地的多电压车载电网中，能够弃用用于各个子车载电网或电压电网的独立的电池并且能够弃用用于在子车载电网之间进行能量传输的DC/DC转换器，或者替选地，仍然被使用的电池或DC/DC转换器能够明显更小地构成。也有利的是，能够连续地同时提供这两个电压电网的两个不同的供给电压，其中仍然能够考虑相应的电压电网中当前的功率要求。为此，不需要附加的并且复杂的能量储存和能量转换器部件。

除此之外，用于实现和控制和/或监控电池单元模块的串联连接和/或并联连接的耗费明显低于用于DC/DC转换器的耗费。由此能够明显降低用于实现多电压车载电网的耗费。用于多电压车载电网的储存器和转换器的结构空间需求同样能够明显降低，由此在理想情况下能够将多电压电池安装在目前常用的单电压电池的结构空间中，这使双电压车载电网的引入变得极为容易。