[发明专利]用于给电网供应电能的电池组系统

说明书

本发明涉及用于给电网供应电能的电池组系统。该电池组系统包括：一个电池组，该电池组具有多个彼此并联的串联电路，所述串联电路分别具有一个电池组模块；多个分别被分配给所述串联电路之一的控制单元；以及一个控制装置。该控制装置被构造为：分别在电池组的放电开始时产生第一放电信号和/或在电池组的充电开始时产生第一充电信号并且将它们提供给控制单元。所述控制单元中的每个控制单元都被构造为：分别在存在第一放电信号的情况下以线性运行或接通运行来运行被分配给相应的控制单元的串联电路的第一半导体开关和/或在存在第一充电信号的情况下以线性或接通运行来运行被分配给相应的控制单元的串联电路的第二半导体开关。

技术领域

本发明涉及一种用于给电网供应电能的电池组系统，其中所述电池组系统包括具有多个并联的串联电路的电池组，所述串联电路具有多个电池组模块。此外，本发明还涉及一种用于给这种电池组系统的电池组放电和/或充电的方法。

背景技术

从现有技术公知如下电池组系统，所述电池组系统分别包括电池组模块的串联电路。这种电池组模块分别包括多个电池组电池的并联电路。在构造所述公知的电池组系统时，注意在其中所使用的电池组电池、尤其是这些电池组电池的容量的高度一致性。

文件US2012/0243130描述了一种电池组系统，所述电池组系统具有多个串联的电池组模块和多个切换单元。所述电池组模块分别包括多个能彼此并联的电池组电池以及第一和第二接线端子。每个电池组模块的电池组电池分别包括第一接线端子和第二接线端子，所述第一接线端子与相应的电池组模块的第一接线端子连接，所述第二接线端子分别通过所述切换单元中的一个与相应的电池组模块的第二接线端子连接。所述切换单元中的每个切换单元都包括第一和第二金属氧化物场效应晶体管，即MOSFET，所述第一和第二金属氧化物场效应晶体管彼此串联。每个切换单元的第一MOSFET都包括如下寄生二极管，所述寄生二极管朝第一方向导通而朝第二方向不导通。每个切换单元的第二MOSFET都包括如下寄生二极管，所述寄生二极管朝第二方向导通而朝第一方向不导通。此外，该电池组系统还包括控制装置，所述控制装置选择性地断开或闭合所述切换单元。

发明内容

按照本发明，提供了一种用于给电网供应电能的电池组系统。该电池组系统包括具有多个彼此并联的串联电路的电池组。所述串联电路分别包括电池组模块、第一并联电路以及第二并联电路，所述串联电路中的每个串联电路的第一并联电路都包括第一半导体开关和第一二极管。每个串联电路的第一二极管的导通方向都与电池组的充电方向一致。每个串联电路的第二并联电路都包括第二半导体开关和第二二极管。每个串联电路的第二二极管的导通方向都与电池组的放电方向一致。此外，该电池组系统还包括多个分别被分配给所述串联电路之一的控制单元和一个控制装置。该控制装置被构造为：分别在电池组的放电开始时产生第一放电信号和/或在电池组的充电开始时产生第一充电信号并且将所述第一放电信号和/或所述第一充电信号提供给控制单元。所述控制单元中的每个控制单元都被构造为：在存在第一放电信号的情况下分别以线性运行来使被分配给相应的控制单元的串联电路的第一半导体开关运行。可替换地或附加地，每个控制单元都被构造为：在存在第一充电信号的情况下分别以线性运行来使被分配给相应的控制单元的串联电路的第二半导体开关运行。

在该电池组系统中，在电池组的放电和/或充电开始时，通过以线性运行来使所述串联电路的第一和/或第二半导体开关相应地运行，将所述串联电路的电池组模块接成电池组。在这种情况下，所述串联电路的第一和/或第二半导体开关分别以线性运行来运行并且不是简单地“硬(hart)”接通。由此，每个在放电和/或充电期间流经所述串联电路并且因此流经所述电池组模块的电流的电流值从一开始就被限制。以这种方式避免了在各个电池组模块之间流动的具有高电流值的补偿电流的出现。这种具有高电流值的补偿电流可导致所述串联电路的以及因此所述电池组的各个电池组模块的过早的损坏。因此，通过避免这种补偿电流，避免了电池组的过早的损坏并且因此也避免了电池组系统的过早的损坏。由此，提高了该电池组系统的总寿命。在这种情况下应考虑的是：所述串联电路的每个以线性运行来运行的半导体开关都处在导通的状态下，在所述导通的状态下，相应的半导体开关具有其导通区间的线性的电流-电压特性曲线。