[发明专利]智能电池的直流充电

说明书

一种用于给带有至少两个电池模块的、与充电桩连接的智能电池组(122，123，124)进行直流充电的方法，这些电池模块分别包括至少两个功率半导体开关和至少一个储能器，其中该电池组通过连接电路来进行切换以用于充电，并且每个单独的储能器的状态被监控，其中根据对相应的储能器的状态的持续分析，通过控制这些功率半导体开关来对该电池组(122，123，124)内部的相应电池模块彼此之间的相应的串联和/或并联电路连接进行动态配置。

技术领域

本发明涉及用于进行直流充电的一种方法和一种智能电池组，其中所述电池组由多个电池模块构成，这些电池模块分别配备有至少两个功率半导体开关和至少一个储能器。这里要描述的是，使智能电池组的电压值适配于充电源的静态或动态情况。

背景技术

目前，电动车辆中普遍安装的电池组为固定接线的单元，例如无法改变其既定的串联-并联配置或电路连接方式的单独电池单体。这意味着，放电时(例如在功率逆变器中)使用的电压和充电时的电压一样。固定的接线决定了电池组在满电量且无老化现象时的最大电压。如果电量下降，固定接线的电池组的电压可能最多减少50％。

在标准情况下，电池组也不会配备其他直流充电控制部件。充电插口与电池或电池组的接线点直接相连，无任何电流绝缘措施，其中充电功率由充电控制器决定。因此，常规电池组只能通过受控的直流充电源以规定的电压值进行充电，其中典型的电压值为400V和800V。如果电池组的额定电压高于充电桩可设定的最大充电电压，则所述电池组就无法在该充电桩上充电。

此外，对于常规电池组，充电期间单独电池单体或电池模块在单独电池模块中包括的相应储能器的相应电量方面无法实现补偿。为此，通常在电池组即将充满之前中断充电，主动或被动地对电池单体进行补偿，然后再继续充电。这个过程一直重复，直至电池组的电量达到大约100％。

相比电池组的常规实现方式，已知对电池单体固定接线的修改。例如，文件DE 102014 004 790 A1就公开了一种切换装置，该切换装置在充电时可以将两个并联的储能器、即相当于两个电池单体切换成串联的形式。这里，将测定车辆外部电源的充电条件并根据该充电条件控制切换装置的动作。这么做的有利之处在于互联储能器，使其可以用更高的充电电压、从而以更短的充电时间进行充电。

文件DE 10 2015 211 683 A1中描述了一种通过带有多个模块的缓冲电池系统在下游对储能器进行充电的方法。充电时，这些模块在电网中彼此相连，使得缓冲电池系统的电压小于电网的峰值电压。然后，给储能器充电时，这些模块将适当地重新配置。

文件US 2014197684 A描述了一种对次级电池单体的串联电路进行配置的控制单元。根据太阳能电池的输出电压值，串联相应数量的次级电池单体。

发明内容

在此背景下，本发明的一个目的是，提供一种用于对电池组进行直流充电的方法，其中电池单体可以根据对充电桩电压值的要求或根据单独电池单体的电量而自由连接，无需受限于电路技术的要求而配备接触器、相对较大且重的电子部件或类似的电池单体安全装置。此外，本发明的目的是，提供一种用于执行这种方法的对应的智能电池组。

为了实现前述目的，提出一种用于对带有至少两个电池模块的、与充电桩连接的智能电池组进行直流充电(DC充电)的方法，这些电池模块分别包括至少两个功率半导体开关和至少一个储能器，其中电池组通过连接电路进行切换以用于充电，并且