[发明专利]具有电池模块的电池及其运行方法

说明书

本发明涉及一种电池单元(200)，所述电池单元包括第一单体接头(34，36，38，40)、伽伐尼电池单体(12)和与第一单体接头(34，36，38，40)以及伽伐尼电池单体(12)电耦合的第一开关单元(218)，该第一开关单元用于根据第一开关单元(218)的开关状态使伽伐尼电池单体(12)与第一单体接头(34，36，38，40)电耦合。根据本发明，电池单元(200)具有与第一单体接头(34，36，38，40)电隔离的第二单体接头(212，214)以及与第二单体接头(212，214)和伽伐尼电池单体(12)电耦合的第二开关单元(216)，该第二开关单元用于根据第二开关单元(216)的开关状态使伽伐尼电池单体(12)与第二单体接头(212，214)电耦合。

技术领域

本发明涉及一种电池单元，该电池单元包括第一单体接头、伽伐尼电池单体和与第一单体接头以及伽伐尼电池单体电耦合的第一开关单元，该第一开关单元用于根据第一开关单元的开关状态使伽伐尼电池单体与第一单体接头电耦合。本发明还涉及一种具有至少两个电池单元的电池模块、一种具有至少一个电池模块的电池以及一种具有车载电网的机动车，该机动车包括电池和作为动力装置的电机。

本发明还涉及一种电池，该电池具有多个彼此相邻地布置的并且分别具有至少两个模块接头的电池模块和多个半导体开关元件，其中，每个电池模块包括至少一个电池单元。本发明还涉及一种具有至少一个电池单元的电池模块。本发明还涉及一种用于借助于电池提供多个可预定的电压的方法，其中，该电池具有多个彼此相邻地布置的并且分别具有至少两个模块接头的电池模块和多个半导体开关元件，其中，每个电池模块包括至少一个电池单元，其中，在电池的电池接线柱上提供可预定的电压。

背景技术

电池、具有电池单元的电池模块、用于运行电池单元的方法以及此类型的机动车在现有技术中是广泛已知的。此类型的电池除了固定式应用——例如在不中断的能量供给、隔离操作中的电能供给和/或诸如此类的情况下——之外，也在机动车中使用，更确切地说特别在可电驱动的机动车、像例如电动车、混合动力车辆或诸如此类中使用。

此类型的电池通常用于可逆地储存电能。这种电池也被称为蓄电池。为了实现可逆的储能器的目的，电池通常包括多个电池单元，所述多个电池单元包括各一个伽伐尼电池单体，该伽伐尼电池单体能化学地储存电能。为此目的，伽伐尼电池单体通常具有两个电极，这两个电极形成伽伐尼电池单体的相应的电位接头。电极电化学地相互连接，例如通过电解质，该电解质与电极相互作用。在电极上随后出现直流电压，该直流电压基本上基于电化学产生。在单独的伽伐尼电池单体的电极之间出现的直流电压通常是几伏特，取决于单体化学性质(Zellchemie)例如是大约1.2V至大约4.5V。

此类型的电池通常应提供大的，例如在可电驱动的机动车中应提供在几百伏特、优选大约400V或更大，特别是大约800V的范围内的直流电压。由此得出，为了通过电池实现这种直流电压，必须将多个电池单元电串联。根据能量需要或功率需要也还可以补充地需要电池单元的并联。

由此产生特殊要求，特别是从结构的角度和从电安全性的角度来看，所述特殊要求在这种也被称为高压电池的电池中是需要重视的。基于这些要求，在这期间常见的是，将电池按照模块结构的类型来设计。为此目的常见的是，将多个伽伐尼电池单体机械地和电地与电池模块组合，从而提供可单独操纵的结构单元。电池模块可以关于其性能——特别是关于其电性能——被作为独立的组件测试。电池随后由相应多个这种电池模块组合形成，例如通过以下方式：电池模块以预定的方式机械地和/或电地相互连接，优选连接成结构单元，例如通过以下方式：电池模块相应地布置在电池的电池壳体中。电池模块也可以具有自身的壳体，在该壳体中布置有电池单元。然而，壳体也可以仅由框架组成，该框架关于电池紧固相应的电池模块或关于电池模块紧固相应的电池单元。