能量存储器、尤其是蓄电池制造技术

技术编号:5380215 阅读:357 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
已知的是,能量存储器、尤其是蓄电池具有多个存储单元,比如电化学电池、电容、Batcap等,该能量存储器通常由相互连接的相同类型的单元来构造。其缺点是,该存储单元通常或者具有突出的高能量特性,或者具有突出的高功率特性。在该能量存储器的整体性能以及在能量与输出功率之间的最佳匹配上存在着改善可能。本发明专利技术推荐了包含有多个存储单元的一种能量存储器(1)、尤其是蓄电池,其特征在于,具有至少两个支路(A,B)的存储单元(10,11,12,13以及20,21,22,23),这两个支路并联连接,其中每个支路(A;B)具有确定类型的、与另一支路的类型不同的至少一个存储单元。本发明专利技术的能量存储器设置用于蓄电池驱动以及电池驱动的电动车和汽车电池,尤其用于电驱动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种包含多个存储单元的能量存储器、尤其是蓄电池。 已知的是,具有多个存储单元诸如电化学电池、电容器、BatC即等的能量存储器、 尤其是蓄电池总是由相互连接的这种单元来构造。其缺点是,这些存储单元大多或者具有 突出的高能量特性,或者具有高功率特性。比如称为电池组、电容器组等。根据要实现的驱 动电压通过单元的串联来进行所述的相互连接。另外在此还应在相应的应用中考虑所需的 能量容量和所需的功率数据。另外这种能量存储器诸如蓄电池或电池组按照相互连接的单 个单元的类型针对所需的充放电过程一般通过电气和/或机械的调节和控制回路而被监 控,以保证该能量存储器运行可靠和耐用。在该能量存储器的整体性能以及在能量容量与 输出功率之间的最佳匹配上对于相应的应用存在着改善可能性。 本专利技术的优点 相反,本专利技术的能量存储器、尤其是蓄电池所具有的优点是,可以利用简单的工具 来明显改善该能量存储器的整体性能。另外还可以实现能量存储器的能量容量与输出功率 的最佳匹配。尤其有利的是,整个能量存储器的能量容量可以被大大提高,由此实现了寿命 延长,而在此在应用中没有明显的高功率损耗。基于较高能量容量的所述寿命延长是指被 充电的能量存储器直至完全放电的应用时间(放电周期),而不是可实现的充-放电周期的 数目。其优点是,本专利技术提供了不同存储器技术的组合,其可以快速而有效地模块化地组合 为整体存储器,并同时综合了在模块中所包含的特定优点。从而比如可以把高电流能力的 电化学存储电池与高能量容量的存储电池相连接。那么该总体配置有利地满足了特定应用 所需的功率特征,诸如总能量容量和电功率输出。有利的是,在该能量存储器或者在该电池 配置中可以采用例如针对尖峰功率或高能量容量而优化的不同存储单元或存储电池。 本专利技术的其他优点和有利的扩展方案参见从属权利要求和说明。 有利的是,每个支路A、 B使用了多个相同类型的串联连接的存储单元。每个支路 A、B比如可以使用两个、三个或更多串联连接的存储单元,其中在支路A、B中存储单元的数 量可以是相同的或不同的。如果每个支路A、B设置有多个相同类型的串联连接的存储单 元,那么一个支路的存储单元的类型优选地是高功率电池,另一支路的存储单元的另一类 型是高能量电池。从而获得了能量存储器的良好的整体性能,其满足了对足够容量和最大 放电电流的要求。 有利的是,支路A的存储电池具有与另一支路B的存储电池不相同的化学组成。在 此单个支路A、B的存储容量是不同的。从而能够以简单的方式和方法来模块化地构建能量 存储器,该能量存储器则满足了极其不同的要求。 非常有利的是,在支路A、 B的多个位置上存在并联连接 (Parallelverschaltung),其中为了支路A、 B的并联连接而设置了至少一个有源或无源元 件。尤其该支路A的每个存储电池都与另一支路B的存储电池通过该元件相连接。从而通 过这些元件有利地产生了在支路之间良好的充电均衡、尤其在放电中的均衡,其中在静止 间歇中则在整体配置的热力平衡调节的方向上进行充电均衡。该元件优选是电阻,其电阻值处于约50毫欧至约500欧姆的范围中。 作为可以非常简单地被提供的,形成了一种配置,其中一个支路A具有作为高功 率电池HL的四个锂电池作为存储单元,另一支路B具有作为高能量电池HE的四个锂电池 作为存储单元。该支路A的四个锂电池尤其可以是石墨/锂(NMC)02 1.3Ah/18650HL,支路 B的四个锂电池可以是石墨/锂(NMC)02 2 . 6Ah/18650HE。通过三个并联电阻,支路A的每 个存储电池与另一支路B的存储电池相连接。除了每个支路四个锂电池之外,也可以采用 更多或更少的电池。 有利的是,每个支路采用了不同特性和/或不同化学组成的锂电池组合。在此单个支路A、B的存储容量由于化学组成并尤其由于机械物理电池构造而是不同的。从而可以以简单的方式和方法来模块化地构建能量存储器,其满足了最大不同的要求。 在有利的实施中, 一个支路A可以具有六个高功率电池HL作为存储单元,另一支路B可以具有五个高能量电池HE作为存储单元。该支路A的六个锂电池尤其可以是石墨/LiFeP04 HL 1. 2Ah/18650HL电池,该支路B的五个锂电池可以是石墨/Li (NMC) 022. 6Ah/18650HE电池。 有利的是进行不同构造类型的锂电池的组合。从而该支路A的四个电池可以是石 墨/Li (顺002袋式电池(pouch cell)1.55Ah HL电池,该支路B的四个电池可以是石墨/ Li(NMC)022 . 6Ah/18650HE电池。其优点原则在于,还能够将最大不同的电池构造形式所显 现的性能进行组合。其自由度迄今还未被利用。 如果把不同技术的高功率电池HL和高能量电池HE进行组合,那么这是非常简单 和有效的。该支路A尤其可以具有三个高功率电池HL,另一支路B可以具有一个唯一的高 能量电池HE。如果该支路A的三个高功率电池是NiMH HL 2. 6Ah/Sub-C,并且另一支路B 的该唯一的高能量电池是C/LiFeP04HE 2Ah/18650,那么就得到了一种有效的实施。在此能 够把全部的不同的电池系统相互连接,如将镍电池与锂电池相互连接。相对于仅采用镍电 池尤其获得了体积上的优点。从可实现的充电算法上看,这种组合也是非常有益的。确切 地说,也可以把HE镍电池与HL锂电池相组合。 已成功证明的是,在这些存储单元以及相应支路A、 B的类型中采用了以下存储单 元类型的组合 -二次锂-高功率电池,其比如对于在电动工具的应用中是已知的, -二次锂-高能量电池,其比如对于在便携个人计算机的应用中是已知的,其中作为锂_高能量电池及高功率电池、尤其所谓的锂离子电池和锂_聚合物电池也与锂_金属或合金阳极以及必要时的无机电解质溶液组合使用,-镍-金属氢化物电池,-镍-镉电池, _镍/锌二次电池,其中在镍电池的情况下也可以采用高能量和高功率优化的电 池构造形式。 另外作为相应支路A、B的存储单元也可以采用以下的存储单元类型 -双层电容器 -BatCap。 另外还能够以简单且有利的方式而实现的是,采用商业上通用的存储单元构造形式,比如18650、26650、 Sub-C或者其他所有标准化的圆形电池外壳、袋式电池或通常的棱柱几何结构。 有利地设置有多于两个的并行支路。那么就可以把两个高功率支路和一个高能量支路相组合。也可以把两个高能量支路与一个高功率支路相组合。这可以按照对能量存储器的需求概况来进行。 附图 本专利技术的实施例在下面的说明中进行详细解释,并借助附图来进一步阐明。 其中 附图说明图1示出了具有每支路四个存储电池的能量存储器的第一和第二实施例, 图2示出了带有具有六个存储电池的支路以及具有五个存储电池的支路的能量存储器的第三实施例, 图3示出了每支路具有四个存储电池以及支路间具有三个并联连接的电阻的能量存储器的第四实施例,以及 图4示出了一个支路具有三个存储电池且一个支路具有唯一一个存储电池的能量存储器的第五实施例。 本专利技术的实施方案 当前的电能量存储器比如蓄电池或存储电池,其特征是使用确定类型的唯一的存储单元。 该存储单元大多或者具有突出的高能量特性、或本文档来自技高网...

【技术保护点】
包含有多个存储单元的能量存储器(1)、尤其是蓄电池,其特征在于,具有至少两个支路(A,B)的存储单元(10,11,12,13以及20,21,22,23),这两个支路并联连接,其中每个支路(A;B)具有确定类型的至少一个存储单元,所述至少一个存储单元的类型与另一支路的类型不相同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:V多格
申请(专利权)人:罗伯特博世有限公司
类型:发明
国别省市:DE[德国]

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