用于模块化动态可调容量存储的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于模块化动态可调容量存储的系统和方法。提供了一种用于车辆的模块化动态可调容量存储的系统。该系统包括：包括多个电池单元的电池组；包括机壳接地连接的负极端子；以及多个正极电池组端子。该负极端子和该多个正极电池组端子用于通过该电池组连接至少一个电路。该系统还包括电池单元开关系统，其包括连接到每个电池单元的多个固态开关。该多个固态开关可操作以选择性地并联连接电池单元的一部分，选择性地串联连接电池单元的该部分，以及选择性地将该多个电池单元中的一个连接到该多个正极电池组端子中的一个。连接到该多个正极电池组端子中的一个。连接到该多个正极电池组端子中的一个。

【技术实现步骤摘要】
用于模块化动态可调容量存储的系统和方法


[0001]本公开总体上涉及用于模块化动态可调容量存储的系统和方法。

技术介绍

[0002]电池单元可包括阳极、阴极、隔板或膜以及电解质。电池单元可在充电模式下操作，从而接收电能。电池单元可在放电模式下操作，从而提供电能。电池单元可通过充电和放电循环操作，其中电池首先接收和存储电能，并且随后将电能提供给连接的系统。在利用电能提供动力的车辆中，可对车辆的电池单元充电，并且随后，车辆可行驶一段时间，从而利用存储的电能产生动力。
[0003]处于功能操作中的电池单元通过一对外部端子提供电能。这些端子以特定电压提供电能。该电能可选择性地提供给车辆内的各种系统，以提供各种系统中的功能。

技术实现思路

[0004]提供了一种用于车辆的模块化动态可调容量存储的系统。该系统包括：包括多个电池单元的电池组；包括机壳接地连接（chassis ground connection）的负极端子；以及多个正极电池组端子。该负极端子和该多个正极电池组端子用于通过该电池组连接至少一个电路。该系统还包括电池单元开关系统，其包括连接到每个电池单元的多个固态开关。该多个固态开关可操作以选择性地并联连接电池单元的一部分，选择性地串联连接电池单元的该部分，以及选择性地将该多个电池单元中的一个连接到该多个正极电池组端子中的一个。
[0005]在一些实施例中，所述多个固态开关中的一个包括场效应晶体管、硅金属氧化物半导体场效应晶体管、氮化镓场效应晶体管、碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管或绝缘栅双极晶体管中的一者。
[0006]在一些实施例中，所述多个固态开关中的一个包括单向电压阻断能力（voltage blocking capability）。
[0007]在一些实施例中，所述多个固态开关中的一个包括双向电压阻断能力。
[0008]在一些实施例中，所述多个固态开关还能够操作以同时通过所述多个正极电池组端子中的第一个提供48伏的电能，通过所述多个正极电池组端子中的第二个提供12伏的电能，以及通过所述多个正极电池组端子中的第三个提供12伏的电能。
[0009]在一些实施例中，所述多个固态开关中的一个能够选择性地以开/关模式和以提供阻抗匹配的线性模式操作。
[0010]在一些实施例中，所述电池组包括四个电池单元。所述电池单元开关系统还能够操作以选择性地串联连接所述四个电池单元。
[0011]在一些实施例中，所述四个电池单元中的每一个包括12伏的电池单元电压。选择性地串联连接所述四个电池单元的所述电池单元开关系统能够操作以通过所述多个正极电池组端子中的一个来提供48伏的电能。
[0012]在一些实施例中，所述电池组还包括四个附加电池单元。所述电池单元开关系统还能够操作以选择性地并联连接所述四个附加电池单元。
[0013]在一些实施例中，所述电池组还包括八个附加电池单元。所述电池单元开关系统还能够操作以选择性地并联连接所述八个附加电池单元。
[0014]在一些实施例中，所述电池组还包括八个附加电池单元。选择性地串联连接所述四个电池单元的所述电池单元开关系统能够操作以通过所述多个正极电池组端子中的第一个来提供电能。所述电池单元开关系统还能够操作以选择性地将所述八个附加电池单元的一部分并联连接到所述多个正极电池组端子中的第二个。所述电池单元开关系统还能够操作以选择性地将所述八个附加电池单元的其余部分并联连接到所述多个正极电池组端子中的第三个。
[0015]在一些实施例中，所述系统还包括计算机化电池单元开关控制器，其可操作以确定车辆的操作模式，并且基于该操作模式来控制电池单元开关系统。
[0016]在一些实施例中，所述操作模式为关闭/测试模式、冷启动模式（cold crank mode）、运行模式（run mode）、自动启动模式或者再生制动/增压马达（boosting motor）模式中的一者。
[0017]在一些实施例中，所述电池单元开关系统还能够操作以同时向第一12伏电路和第二12伏电路提供电能。所述操作模式为第一12伏电路故障模式或第二12伏电路故障模式中的一者。
[0018]根据一个替代实施例，提供了一种用于车辆的模块化动态可调容量存储的系统。所述系统包括电池组，该电池组包括：多个电池单元，其各自包括12伏的电池单元电压；包括机壳接地连接的负极端子；以及多个正极电池组端子。该负极端子和该多个正极电池组端子用于通过该电池组连接至少一个电路。该系统还包括电池单元开关系统，其包括连接到每个电池单元的多个固态开关。该多个固态开关可操作以选择性地并联连接电池单元的一部分，以提供12伏的电能，选择性地串联连接电池单元的所述部分，以提供48伏的电能，以及选择性地将该多个电池单元中的一个连接到该多个正极电池组端子中的一个。
[0019]在一些实施例中，所述多个固态开关中的一个包括场效应晶体管、硅金属氧化物半导体场效应晶体管、氮化镓场效应晶体管、碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管或绝缘栅双极晶体管中的一者。
[0020]根据一个替代实施例，提供了一种用于车辆中的模块化动态可调容量存储的方法。所述方法包括利用包括多个电池单元的电池组通过负极机壳接地连接和多个正极电池组端子中的一个向所述车辆提供电能。所述方法还包括控制电池单元开关系统，所述电池单元开关系统包括附接到所述多个电池单元中的每一个的多个固态开关。该多个固态开关可操作以选择性地并联连接电池单元的一部分，选择性地串联连接电池单元的该部分，以及选择性地将该多个电池单元中的一个连接到该多个正极电池组端子中的一个。
[0021]在一些实施例中，所述方法还包括：在计算机化电池单元开关控制器内，确定车辆的操作模式，并且基于该操作模式来控制电池单元开关系统。
[0022]本专利技术还包括以下技术方案。
[0023]方案1. 一种用于车辆的模块化动态可调容量存储的系统，包括：电池组，其包括：
多个电池单元；包括机壳接地连接的负极端子；以及多个正极电池组端子，其中，所述负极端子和所述多个正极电池组端子用于通过所述电池组连接至少一个电路；电池单元开关系统，其包括连接到所述电池单元中的每一个的多个固态开关，其中，所述多个固态开关能够操作以：选择性地并联连接所述电池单元的一部分；选择性地串联连接所述电池单元的所述部分；以及选择性地将所述多个电池单元中的一个连接到所述多个正极电池组端子中的一个。
[0024]方案2. 根据方案1所述的系统，其中，所述多个固态开关中的一个包括场效应晶体管、硅金属氧化物半导体场效应晶体管、氮化镓场效应晶体管、碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管或绝缘栅双极晶体管中的一者。
[0025]方案3. 根据方案1所述的系统，其中，所述多个固态开关中的一个包括单向电压阻断能力。
[0026]方案4. 根据方案1所述的系统，其中，所述多个固态开关中的一个包括双向电压阻断能力。
[0027]方案5. 根据方案1所述的系统，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于车辆的模块化动态可调容量存储的系统，包括：电池组，其包括：多个电池单元；包括机壳接地连接的负极端子；以及多个正极电池组端子，其中，所述负极端子和所述多个正极电池组端子用于通过所述电池组连接至少一个电路；电池单元开关系统，其包括连接到所述电池单元中的每一个的多个固态开关，其中，所述多个固态开关能够操作以：选择性地并联连接所述电池单元的一部分；选择性地串联连接所述电池单元的所述部分；以及选择性地将所述多个电池单元中的一个连接到所述多个正极电池组端子中的一个。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个固态开关中的一个包括场效应晶体管、硅金属氧化物半导体场效应晶体管、氮化镓场效应晶体管、碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管或绝缘栅双极晶体管中的一者。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个固态开关中的一个包括单向电压阻断能力。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个固态开关中的一个包括双向电压阻断能力。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个固态开关还能够操作以同时通过所述多个正极电池组端子中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：