储能设备的衰减电路和用于衰减储能设备的输出电流的振荡的方法。本发明专利技术涉及储能设备的衰减电路，储能设备具有一个或多个在能量供给分支中串联的储能模块，储能模块具有至少一个储能单池和耦合设备。衰减电路包括：电流检测设备，其设计为检测能量供给分支或储能设备的输出电流并生成取决于输出电流的输出电流信号；调节电路，其与电流检测设备耦合并设计为将输出电流信号调节到额定电流信号以及输出对应电流调节信号；变压器，其具有与储能设备的输出连接端耦合的第一绕组和与第一绕组电隔离的第二绕组；以及平衡电流生成设备，其与调节电路耦合并设计为根据电流调节信号将平衡储能设备的输出电流中的振荡的平衡电流馈入到变压器的第二绕组中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，尤其是针对用于对作为可变电流源出现的负载进行电压供给的蓄电池转换电路，所述负载例如是在电运行的水上或陆地交通工具的驱动系统中的电机。
技术介绍
呈现出在未来在例如风力发电设备或太阳能设备的静态应用中以及在如混合动力汽车或者电动汽车的汽车中越来越多地使用将新的储能技术与电驱动技术相组合的电子系统。为了将三相电流馈入到电机中，通常经由脉冲逆变器(Pulswechselrichter)形式的变频器将由直流电压中间电路提供的直流电压转换成三相交流电压。该直流电压中间电路由串行接线的蓄电池模块构成的分支馈送。为了满足针对各自应用给出的对功率和能量的要求，经常将多个蓄电池模块串联在一个牵引蓄电池中。这种储能系统例如经常用在以电运行的汽车中。多个蓄电池模块的串联随之带来的问题是，当单个蓄电池模块发生故障时，整个分支也发生故障。能量供给分支的这种故障可导致整个系统的故障。此外，单个蓄电池模块的暂时或永久出现的功率减少可导致整个能量供给分支中的功率减少。文献DE 10 2010 027 857 Al 和 DE 10 2010 027 861 Al 公开了储能设备中的模块化接线的蓄电池单池，这些蓄电池单池可以经由耦合单元的适当操控选择性地耦合到由串行接线的蓄电池单池构成的分支中或者与该分支脱耦。这种类型的系统以BatteryDirect Converter (蓄电池直接变换器，BDC)的名称已知。这种系统包括储能模块分支中的直流电流源，所述直流电流源可连接到直流电压中间电路上以经由脉冲逆变器为电机或电网供给电能。BDC相对于常规系统通常具有更高的效率和更好的故障保护。所述故障保护尤其是通过如下方式来确保，即有缺陷的、发生故障的或者不完全有工作能力的蓄电池单池可以通过耦合单元的适当的桥接操控从能量供给分支中断开。储能模块分支在此具有多个串联的储能模块，其中每个储能模块具有至少一个蓄电池单池和所分配的可控制的耦合单元，该耦合单元允许根据控制信号来桥接分别所分配的至少一个蓄电池单池或者将分别所分配的至少一个蓄电池单池切换到相应的能量供给分支中。可选地，耦合单元可以构成为，使得其附加地允许分别所分配的至少一个蓄电池单池也可以相反的极性切换到相应的储能模块分支中或者也可以中断相应的储能模块分支。BDC的总输出电压由耦合单元的操控状态来确定并且可以被分等级地调整，其中总输出电压的等级取决于储能模块的单个电压。由于储能模块及其部件的固有的复电阻，储能设备与后接的中间电路电容器起谐振电路的作用。该谐振电路的谐振频率可以随着所接通的储能模块的根据电压需求而不同的数量和时钟脉冲频率来改变。这意味着，在储能设备耦合到充当可变电流源的负载时可能出现不期望的谐振，所述负载例如是换流器(Inverter)和连接在该换流器之后的电机。因此存在对如下措施的需求，利用该措施可以减少或抑制在BDC耦合到中间电路电容器上以馈送充当可变电流源的负载时这种谐振或电流振荡的出现。
技术实现思路
本专利技术根据一个实施方式提出一种储能设备的衰减电路，所述储能设备具有一个或多个在一个或多个能量供给分支中串联的储能模块，所述储能模块具有至少一个储能单池和耦合设备，所述耦合设备具有多个设计为将储能单池选择性地切换或桥接到相应能量供给分支中的耦合元件。衰减电路包括:电流检测设备，其设计为检测能量供给分支或储能设备的输出电流并生成取决于输出电流的输出电流信号；调节电路，其与电流检测设备耦合并设计为将输出电流信号调节到额定电流信号以及输出对应的电流调节信号；变压器，其具有与储能设备的输出连接端耦合的第一绕组和与第一绕组电隔离的第二绕组；以及补偿电流生成设备(Ausgleichsstromerzeugungseinrichtung),其与调节电路稱合并设计为根据电流调节信号将补偿储能设备的输出电流中的振荡的补偿电流馈入到变压器的第二绕组中。根据另一实施方式，本专利技术提出一种系统，该系统具有储能设备，所述储能设备具有一个或多个在一个或多个能量供给分支中串联的储能模块，所述储能模块具有至少一个储能单池和耦合设备，所述耦合设备具有多个被设计为将储能单池选择性地切换或桥接到相应的能量供给分支中的耦合元件，并且所述系统具有根据本专利技术的衰减电路。根据另一实施方式，本专利技术提出一种用于衰减储能设备的输出电流的振荡的方法，所述储能设备具有一个或多个在一个或多个能量供给分支中串联的储能模块，所述储能模块具有至少一个储能单池和耦合设备，所述耦合设备具有多个被设计为将储能单池选择性地切换或桥接到相应的能量供给分支中的耦合元件。所述方法包括步骤:检测能量供给分支或者储能设备的输出电流；生成取决于所检测的输出电流的输出电流信号；将输出电流信号调节到额定电流信号；输出与调节对应的电流调节信号；生成补偿电流，所述补偿电流补偿储能设备的输出电流中的振荡；和将补偿电流馈送到变压器的第二绕组中，所述变压器具有与储能设备的输出连接端耦合的第一绕组和与第一绕组电隔离的第二绕组。本专利技术的优点 本专利技术的构思是，将具有来自储能模块的串联电路的模块化构造的能量供给分支的储能设备的输出电流与补偿电流相叠加，使得对由于被储能设备馈送的可变电流源的电流振荡引起的谐振进行衰减。在此检测储能设备的输出电流并且根据所检测的输出电流或输出电流中的振荡有源地生成补偿电流，所述补偿电流可以经由电耦合与储能设备本来的输出电流一起馈入到可变电流源中。与所述可变电流源的幅度灵活匹配的补偿电流在此用于可能的谐振的有源裳减。通过所述衰减，电网谐振可以没有附加损耗地在功率路径中被衰减。通过经由电流反馈回路的自调节，有利地实现衰减与谐振频率的位置和谐振电路的品质相匹配，而这与储能设备的瞬态运行状态无关。尤其是不再需要对储能设备的谐振频率的测量。也可以通过衰减电路灵活和自动地对在储能设备运行持续期间可能出现的例如由于老化或系统拓扑变化(例如由于较长的高压线路)引起的变化进行补偿。通过有源调节，可以有利地通过可调整的频率范围选择衰减度。储能设备可以在此如常规那样运行，而引导负载电流的部件不必有损耗地可变地以脉冲方式工作。衰减电路可以通过电解耦以有利方式完全在低压范围中实施，由此可以实现软切换和从12伏电网中简单地馈送。衰减电路的设计和调节参数在此与连接到储能设备的中间电路电容器的瞬态值无关。衰减电路可以有利地在传统电网中采用。为此可以在衰减电路的构型中使用已经存在的部件，例如限流扼流器，这导致减小的成本、减小的花费和降低的结构空间需求。根据本专利技术衰减电路的一个实施方式，衰减电路还可以包括带通滤波器，该带通滤波器耦合在电流检测设备和调节电路之间并且设计为对输出电流信号的处于可预先给定频率范围之外的频率分量进行滤波。这使得以有利方式实现关键的谐振频率范围中的符合需求的衰减，使得在不关键范围中不进行衰减并且因此不进行不需要的资源消耗。尤其是在如下频率范围中——在其中此外必须使用大功率来进行有源衰减，但是对电流波动的衰减根本不一定是必需的——这可以导致衰减电路的效率提升。根据本专利技术衰减电路的另一实施方式，电流检测设备可以设计为检测储能设备的输出电流和连接到储能设备上的直流电压中间电路的输出电流之间的差。这所提供的优点是，可以放弃电流检测设备本文档来自技高网...
【技术保护点】
储能设备（10）的衰减电路，所述储能设备具有一个或多个在一个或多个能量供给分支中串联的储能模块（3），所述储能模块（3）具有至少一个储能单池（5a,…,5k）和耦合设备（7），所述耦合设备（7）具有多个被设计为将储能单池（5a,…,5k）选择性地切换或桥接到相应的能量供给分支中的耦合元件，所述衰减电路具有：电流检测设备（8），其被设计为检测能量供给分支或储能设备（10）的输出电流并且生成取决于该输出电流的输出电流信号；调节电路（6），其与电流检测设备（8）耦合并且被设计为将输出电流信号调节到额定电流信号以及输出对应的电流调节信号；变压器（2），其具有与储能设备（10）的输出连接端（1a）耦合的第一绕组（2a）和与第一绕组（2a）电隔离的第二绕组（2b）；以及补偿电流生成设备（4），其与调节电路耦合并且被设计为根据电流调节信号将补偿储能设备（10）的输出电流中的振荡的补偿电流馈入到变压器（2）的第二绕组（2b）中。
【技术特征摘要】
2012.06.12 DE 102012209753.81.储能设备(10)的衰减电路，所述储能设备具有一个或多个在一个或多个能量供给分支中串联的储能模块(3)，所述储能模块(3)具有至少一个储能单池(5a，…，5k)和耦合设备(7)，所述耦合设备(7)具有多个被设计为将储能单池(5a，…，5k)选择性地切换或桥接到相应的能量供给分支中的稱合元件，所述衰减电路具有: 电流检测设备(8)，其被设计为检测能量供给分支或储能设备(10)的输出电流并且生成取决于该输出电流的输出电流信号； 调节电路(6)，其与电流检测设备(8)耦合并且被设计为将输出电流信号调节到额定电流信号以及输出对应的电流调节信号； 变压器(2)，其具有与储能设备(10)的输出连接端(Ia)耦合的第一绕组(2a)和与第一绕组(2a)电隔离的第二绕组(2b);以及 补偿电流生成设备(4)，其与调节电路耦合并且被设计为根据电流调节信号将补偿储能设备(10)的输出电流中的振荡的补偿电流馈入到变压器(2)的第二绕组(2b)中。2.根据权利要求1的衰减电路，还具有: 带通滤波器(11)，其耦合在电流检测设备(8)和调节电路(6)之间并且被设计为对输出电流信号的位于可预先给定频率范围之外的频率分量进行滤波。3.根据权利要求1和2之一的衰减电路，其中电流检测设备(8)被设计为检测储能设备(10)的输出电流和连接到储能设备(10)的直流电压中间电路(9a)的输出电流之间的差。`4.根据权利要求1至3之一的衰减电路，其中调节电路(6)具有求和构件(6b)和电流调节器(6a)，所述求和构件将输出电流信号从额定电流信号减去，所述电流调节器根据求和构件(6b)的输出信号生成电流调节信号。5.根据权利要求1至4之一的衰减电路，其中变压器(2)的第一绕组(2a)包括储能设备(10)的输出侧的限流扼流器(2a)。6.根据权利要求1至5之一的衰减电路，其中补偿电流生成设备(4)在电桥分支的...
【专利技术属性】
技术研发人员：M克斯勒，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：
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