[发明专利]蓄能器系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种至少包括两个并联的可再充电蓄能器的蓄能器系统，其中第一蓄能器包括多个基于铅的储能元件。

背景技术

在现代机动车中通常设有带有多个并联连接的可再充电的蓄能器的蓄能器系统，其中第一蓄能器通常包括一铅电池，该铅电池的形式为多个基于铅的储能元件，该储能元件也称为单体。在此并联连接的第二蓄能器可能以电容器的形式存在，该电容器例如在机动车启动时产生必需的高电流。当由于第一蓄能器的荷电状态低而不能独立提供高电流强度时，上述方案就特别有利。

基于铅的蓄能器的基本问题在于一旦把发电机或充电器从电网中取下或关断后便出现的电压降。在通常的构建在机动车上的铅电池中，该电压降可能为：从充电过程中的约14V的充电电压到撤走充电电流后的约12V的额定电压。循环稳定性低同样是基于铅的蓄能器的缺点，也就是说，利用该蓄能器所能执行的充放电循环次数较少。这两方面整体上对具有基于铅的蓄能器的蓄能器系统的工作能力产生了消极的影响。该问题同样在具有24V车载电网的机动车，例如载重汽车或大客车中存在。

发明内容

因此，本发明基于所述问题提出了一种改进的蓄能器系统。

根据本发明，通过开始提到种类的蓄能器系统解决该问题，其特征在于，第二蓄能器包括多个基于锂的储能元件，其中在0到100%的荷电状态界限之间提供一荷电状态区间，在该荷电状态区间中第二蓄能器的额定电压处于第一蓄能器的最大充电电压与额定电压之间的区域中。

本发明基于以下认识，给基于铅的第一蓄能器并联连接具有多个基于锂的储能元件的第二蓄能器。在此本发明克服了通常在科学技术中认为不利的两个不同蓄能器种类的并联连接中的问题。根据本发明这样选择第二蓄能器：该第二蓄能器在由从0至100%的荷电状态界限规定出的（第二蓄能器）荷电状态区间中具有处于第一蓄能器的最大充电电压与额定电压之间的额定电压。

该蓄能器系统优选构成为机动车车载电网的一部分，其中该车载电网包括至少一个特别用于给第一和第二蓄能器以及可能的其它蓄能器充电的发电机以及至少一个消耗电流的用电器。虽然该蓄能器系统明显也能用在其它技术领域中，但在以下的实施方案主要用在机动车的蓄能器系统的结构中。

因此，根据本发明为第一蓄能器连接有第二蓄能器，其中该第一蓄能器具有相对较低的循环稳定性而第二蓄能器具有相对较高的循环稳定性，所述循环稳定性表明蓄能器的可能的充放电过程的次数多少。在机动车运行中连接在机动车车载电网上的用电器优先由第二蓄能器供电。第一蓄能器优先用于启动机动车，更确切地用于启动所配设的动力系统。

特别是在机动车的牵引阶段中，即在同样为车载电网的一部分并至少产生电能的发电机只产生降低的电压的行驶状态下，尽可能地避免基于铅的第一蓄能器的放电，这是因为在这种情况下所需的能量由基于锂的第二蓄能器提供。这由于在该情况下第二蓄能器较高的额定电压而出现。

在该机动车的减速滑行阶段/推力运行阶段中，即在发电机产生更高电压的行驶状态下，可对锂蓄能器进行比铅蓄能器更强的充电，该铅蓄能器处于更高的荷电状态下并且因此接收少量的电流。当然设置一合适的控制装置，该控制装置例如可确保第一蓄能器不会低于一可预先确定的或已经预先确定的最低荷电状态，例如80%。

根据本发明的蓄能器系统保证了明显更长的第一蓄能器使用时间。以下对此作示例性的对比说明。

一般地，基于铅的蓄能器的寿命大概是其容量的300倍，而基于锂的蓄能器的寿命至少相当于其容量的3000倍。在小放电循环中基于锂的蓄能器的寿命可能达到相当于其容量的20000倍。

在本发明的一个示例性的实施方式中，第一蓄能器的最大充电电压约为15V，而第一蓄能器的额定电压约为12V，所以第二蓄能器的额定电压在0到100%的荷电状态界限中局部地处于约15V与约12V之间。该电压适用于具有12V车载电网的机动车。对于具有24V车载电网的机动车来说，第一蓄能器的充电电压是约30V，额定电压是约24V。