CN111817277A - 在柔性直流电池中进行电子电流控制的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于在柔性直流电池组中进行电子电流控制的方法,其中该电池组具有多个能够柔性互连的模块,这些模块各自具有一个储能器并且各自具有能够控制的至少两个开关,并且这些模块相互电连接成具有第一线路末端和第二线路末端的线路,并且这两个线路末端分别与高压接口相连接,其中相应模块的该至少两个开关中断电池电流I或使相应储能器至少串联地或并联地或通过旁路与相应相邻的模块的相应储能器互连,其中这些模块的柔性互连由电池控制单元来控制并且因此提供预先规定的直流电压V,其中在这两个线路末端中的第一线路末端和与该第一线路末端相连接的高压接口之间布置第一电流传感器,并且将该第一电流传感器与该电池控制单元至少间接地连接,并且其中通过电子控制,借助于这些模块的互连由该电池控制单元来控制该电池电流I。此外,要求保护一种用于这种电子电流控制的系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在柔性直流电池中进行电子电流控制的方法。这种电流控制在电池控制单元中实现,并且可以将大于预先规定的阈值的电流调低(abregeln)。此外,要求保护一种用于这种电子电流控制的系统。
背景技术
常规的牵引电池(例如,电动车辆的牵引电池)主要以受电压控制的方式实现为固定接线的电池组。如果在电池外部的高压电网中存在非常小的负载阻抗,则非常高的电流对应地从电池流到高压电网中。这尤其在短路时或在电动机中发生故障时存在,例如,在转动受阻、力矩控制中有误、转子角度估计有误时或在有意地紧急制动时存在。在所有这些情况中,必须尽可能立即限制或中断高的电流流动,以防止损坏。
在常规的车辆中,出于这个原因始终将高压电池设计为借助接触器和额外的安全装置可切断的。然而,接触器和安全装置是相对迟钝的,并且需要许多毫秒才在要求切断或短路的情况下促使电路断开。此外,它们是昂贵的并且需要非常大的结构空间。
此外,在常规的系统中,除了故障情况之外还存在以下状态,在这些状态中暂时存在低的阻抗。为了避免电流波动,在高压系统中例如可以藉由所谓的X电容器并且通过中间电路电容(这些中间电路电容例如在变换器或电压转换器的情况下通常处于毫法拉的范围内)形成从正到负的相对高的电容,并且藉由所谓的Y电容器形成从高压接口至车辆车身的相对高的电容。然而,如果将接触器闭合或断开,由于几乎受电压控制的高压电池这种电容器必然要么缓慢地藉由串联电阻器和由于高电压而相对大且昂贵的预充电继电器来被充电,要么在切断后再次放电。后者通常藉由永久连接的、具有数秒的时间常数的放电电阻器以与主动接通的、时间常数小于五秒的放电电阻器组合的方式作为被动放电缓慢地进行。
在文献US 2009/0230917 A1中,一种安全装置保护电池以免受过高的电流。为了使该安全装置不被触发,描述了一种方法,一旦电池电压离开预先规定的范围,该方法就调低电池电流。
美国文献US 2009/0212634 A1借助于PID控制器来控制电池电流。此外,在大于预先规定的阈值时将电池电流调低,其中为此要求电池主接触器具有输入电容器,该输入电容器在接触器闭合时突然被充电。
文献DE 10 2010 041 046通过可以重新配置的直流电池避免了这种由接触器和放电电阻器组成的预充电电路,该直流电池通过电池互连的配置产生电压并且通过电压的开关调制和滞后性控制以当前的中间电路电压为中间电路充电。然而,这种电压定向的预充电类型具有以下缺点:尽管进行开关调制,但由于开关等级的等级大小仍产生高的电流峰值。此外也还强制性地需要至少一个安全装置,以便在高压中间电路发生短路的情况下断开连接并且不馈送短路,和/或在电池输出端处还需要至少一个接触器,以便可以将电池与中间电路断开。
发明内容
在此背景下,本发明的目的在于,提供一种用于在直流电池中进行电流控制的方法,该方法在高压系统短路的情况下保护该直流电池免受过高的电流,而在此不依赖于占据空间的并且昂贵的接触器和/或不依赖于不可替代的安全装置。与在接触器情况下相对迟钝的接通和断开过程相比,在电流升高过高的情况下应能够快速地中断或调低电池电流。此外,应提出一种具有这种电流控制的系统。
为了实现上述目的,提出一种用于在柔性直流电池组中进行电子电流控制的方法,其中该电池组具有多个能够柔性互连的模块,这些模块各自具有一个储能器并且各自具有能够控制的至少两个开关,并且这些模块相互电连接成具有第一线路末端和第二线路末端的线路,并且这两个线路末端分别与高压接口相连接。相应模块的至少两个开关可以中断电池电流I或使相应的储能器至少串联地或并联地或通过旁路与相应相邻的模块的相应储能器互连。模块的柔性互连由电池控制单元控制,由此提供预先规定的直流电压V。在这两个线路末端的第一线路末端和与该第一线路末端连接的高压接口之间布置第一电流传感器,并且将该第一电流传感器与该电池控制单元至少间接地连接。第一电流传感器还可以与电池控制单元直接地连接。通过电子控制,现在借助于这些模块的互连由该电池控制单元来控制电池电流I。
在根据本发明的方法中,可柔性互连的模块例如可以具有第一输入接口和第二输入接口以及第一输出接口和第二输出接口。在具有两个开关的最小布置的模块的一个示例性的设计方案中,第一开关被布置在第一输入接口与第一输出接口之间,并且第二开关被布置在第二输入接口与第二输出接口之间。模块的储能器被布置在第一输出接口与第二输出接口之间。如果两个开关是断开的,则中断经过模块的以及因此经过总线路或电池组的电池电流。如果两个开关是闭合的,则储能器根据在相邻的模块处的开关的位置与该相邻的模块的另外的储能器并联地互连。如果这两个开关中仅有一个开关是断开的并且另一个开关是闭合的,则所观察的模块的储能器根据相邻模块的开关的位置与该相邻的模块处的储能器要么串联地互连、要么被旁通。相应的开关例如可以涉及功率半导体开关,该功率半导体开关藉由电池控制单元的门电路控制。电池控制例如可以通过计算机程序来执行,其中该电池控制单元包括计算机处理器。
针对本发明的意义可使用的柔性直流电池的基本实例在文献DE 10 2011 108920 A1中描述。根据所实现的开关的数量,可以达到不同的开关状态。柔性直流电池还可以通过模块式的、具有串联和并联的互连可能性的多电平转换器来展示,例如通过“Goetz,S.M.;Peterchev,A.V.;Weyh,T.,"Modular Multilevel Converter With Series andParallel Module Connectivity:Topology and Control,"Power Electronics,IEEETransactions on,vol.30,no.1,pp.203,215,2015.doi:10.1109/TPEL.2014.2310225”[Goetz,S.M.;Peterchev,A.V.;Weyh,T.,“具有串联和并联模块连接的模块化多电平转换器:拓扑与控制”,电力电子,IEEE Transactions on,第30卷,第1号,第203、215页,2015年,doi:10.1109/TPEL.2014.2310225]来描述。这种柔性直流电池的重要优点在于通过模块的互连实现的预先规定的直流电压的可实现性,该预先规定的直流电压可以根据通过消耗电器(例如,在电动车辆中作为行驶驱动器的电动机)的相应功率需求来设计。在此,直流电压的适配是特别有利的,以便在逆变器中例如实现尽可能高的调制指数,其中后者例如需要将由电池提供的直流电压转换成电动机运行所需要的交流电压。一般地,调制指数越高,电磁兼容性就越好。
在根据本发明的方法的一个实施方式中,在该电池组的电路中,在至少一个高压接口之前布置至少一个电感器L,由此通过由该电池控制单元借助于这些模块所提供的直流电压V根据V=L·dI/dt限制电流变化的大小dI/dt。在前面的段落中示例性地引用的柔性直流电池(即使其根据本发明设有电子电流控制)还是涉及所谓的引导电压的转换器(英语称为Voltage-Source Converter,电压源转换器)。因此,可以藉由电感器L的布置根据公式V=L·dI/dt限制电流变化dI/dt。电感器L例如可以已经由高压接口之前的电路的漏电感而规定,该漏电感必要时已经通过被推入的铁氧体芯或铁芯而变大。
然而进一步还可设想的是,所限定的电感器以至少一个电子结构元件(例如,至少一个线圈)的方式被布置在电路中。这例如可以在高压接口之前以与直流电池的电路串联连接的方式出现。
再进一步可设想的是,将限定的电感器L划分成两个电子结构元件,例如作为串联地布置在第一高压接口之前的第一线圈以及作为串联地布置在第二高压接口之前的第二线圈。这种设计方案可能具有以下优点:即使在接地或与车身接通的情况下,电感器也可能在直流电池内以高可能性继续处于电路中。
继续进一步可设想的是,限定的电感器L趋近于在两个相邻模块的至少一个连接件之间的线路的中间而布置。如果例如两个模块藉由两个连接件相互连接,那么例如限定的电感器L可以被划分成两个电部件,其中在这两个连接件中的每个连接件中分别布置有电部件。
继续再进一步还可设想的是,将限定的电感器L划分成多个具有对应小的电感的电子结构元件,并且将电子结构元件中相应电子结构元件相互布置在模块的相应连接件之间。
在根据本发明的方法的另一个实施方式中,在超过预先确定的阈值I阈值时,通过电子控制将该电池电流I调低到电流强度I调低。预先确定的阈值I阈值例如根据从技术标准中针对储能器可兼容的电流强度和/或根据作为针对总系统的短路电流的技术测量有待估算的电流强度来进行测量。例如可以借助于根据
I调低=(I-I阈值)·Heaviside(I-I阈值) (1)
的赫维赛德函数(Heaviside-Funktion)来完成调低,其中借此,赫维赛德函数在低于I阈值时没有任何作用,并且在大于I阈值时取值为一。
在根据本发明的方法的又另一个实施方式中,由具有比例元件和积分元件的PI控制器来执行电子控制。PI控制器可以在柔性直流电池的运行中(例如,用于在处于行驶运行中的电动车辆中为电动机供电)也持久地起作用,并且在此持久地控制和/或例如根据等式(1)调低电池电流。
电池电流的电子控制(既单独通过电池控制单元,也通过PI控制器,该PI控制器进而将其输出信号供应给电池控制单元)可以看作通过覆盖电池控制单元的控制来提供直流电压。如上文所述,在此可以至少调低到预先确定的阈值I阈值。如有必要,还可以额外地借助于电子控制模拟安全装置的功能,即,在超过最低仍容忍的或可容忍的电流强度I安全阈值时通过电池控制单元中断电池电流I,作为低通(I)的函数表达为:
如果低通(I)>I安全阈值,则中断。 (2)
在此,还可设想低通函数关于电池电流I的变型,例如以便与电流方向无关地:
如果低通(I2)>I2 安全阈值,则中断 (3)
或者
如果低通(abs(I))>I安全阈值,则中断。 (4)
在根据本发明的方法的再另一个实施方式中,将该PI控制器的输出信号供应给限制器。在此,限制器将PI控制器的输出信号限制到通过对输出信号进一步的处理而导致的在其直至电池控制器的信号路径中的最高值,在超过该最高值时结果不再发生任何变化。在限制器达到限制时,可以在该PI控制器中停用积分元件或减小电流增益。
在根据本发明的方法的再又另一个实施方式中,将该PI控制器的输出信号供应给压缩器,并且使该电流增益与限制器变压曲线在当前工作点中的斜率对准。
可设想的是,PI控制器收到反馈以避免积分饱和(对此也参见图7),本领域技术人员也称之为抗饱和功能。这尤其在PI控制器的输出信号被供应给限制器或压缩器时是有利的。虽然输出信号在限制器或压缩器之后不再能够增强并且仍未达到目标电压,但通过抗饱和功能避免了以下情况:尽管(例如由于短路)限制器达到限制或通过压缩器进行压缩,积分元件仍缓慢地充电。
在根据本发明的方法的另一个实施方式中,在第二线路末端和与该第二线路末端相连接的高压接口之间额外地还布置有第二电流传感器,并且该第二电流传感器与电池控制单元相连接,由此可以调节在相应高压接口处的电流峰值。通过在相应高压接口处的相应电流传感器可以在发生更复杂的短路的情况下更好地控制直流电池的行为。此外,两个电流传感器提供在单独的电流传感器失效的情况下的冗余。
此外,可以通过上述的根据本发明的第二电流传感器的布置来监测电池组相对于环境的绝缘性或电流隔离。环境例如可以涉及电池壳体和车辆车身。为此,电池控制单元可以监测由这两个电流传感器测量的电流强度的总和。因为例如根据基尔霍夫的电流连续性(Kirchhoff’schen),相同的电流必须流过两个高压接口,因此可以识别可能由短路导致的偏差。因此,针对在高压接口上通过两个电流传感器测量的电流强度I1和I2的偏差D适用:
D=∑iIi≠0。 (5)
尤其可以检测偏差的动态性,
并且例如与来自等式(5)的动态性D的值结合。在伴随有高绝对值的快速上升的情况下可以假设损坏并且启动切断。
在根据本发明的方法的又另一个实施方式中,在这两个线路末端中的一个线路末端和与该线路末端相连接的高压接口之间额外地布置安全装置,在超过预先确定的安全阈值I安全阈值时该安全装置中断该电池电流I。在此,安全阈值的大小如此选择,使得在超过该安全阈值时才可能对电池组造成损坏。电池电流应通过上述的根据本发明的方法的设计方案事先进行限制,因此例如应适用的是I安全阈值>I阈值。仅在与这一点相关的失效的情况下,根据本发明布置的安全装置应随后最终发挥作用。
此外,要求保护一种用于在柔性直流电池组中进行电子电流控制的系统,该系统包括具有多个可柔性互连的模块的电池组,其中每个模块各自具有一个储能器并且各自具有能够控制的至少两个开关,通过这些开关能够中断电池电流I或能够使相应的储能器至少串联地或并联地或通过旁路与相应相邻的模块的相应的储能器互连。这些模块相互电连接成具有第一线路末端和第二线路末端的线路,并且这两个线路末端各自与高压接口相连接。该系统还包括电池控制单元,该电池控制单元被配置为用于控制多个模块的柔性互连并且因此提供预先规定的直流电压V。该系统包括被布置在第一线路末端和与该第一线路末端相连接的高压接口之间的第一电流传感器,该第一电流传感器与该电池控制单元至少间接地连接。最后,该系统被配置为用于借助于模块的互连由该电池控制单元来对电池电流I进行电子控制。
在根据本发明的系统的一个设计方案中,该系统还包括安全装置,该安全装置被配置为用于在超过预先确定的阈值I阈值时中断该电池电流I。
在根据本发明的系统的另一个设计方案中,该系统具有被布置在两个高压接口之间的电压测量器,该电压测量器与该电池控制单元相连接。
在根据本发明的系统的又另一个设计方案中,在该电池组的电路中,在至少一个高压接口之前布置有至少一个电感器L,以便通过由该电池控制单元借助于这些模块所提供的直流电压V根据V=L·dI/dt限制电流变化的大小dI/dt。
在根据本发明的系统的再另一个设计方案中,该系统被配置为用于通过具有比例元件和积分元件的PI控制器来形成电子控制。
在根据本发明的系统的另一个设计方案中,在第二线路末端和与该第二线路末端相连接的高压接口之间额外地布置有第二电流传感器,由此可以调节相应的高压接口处的电流峰值并且可以监测电池组相对于环境的绝缘性。
本发明的其他优点和设计方案从说明书和附图得出。
不言而喻,在不脱离本发明范围的情况下,以上提到的这些特征以及仍将在以下说明的特征不仅能够在相应给出的组合中使用,而且还可以在其他组合中或者单独地使用。
附图说明
将概括并一般性地描述附图,相同的部件与相同的附图标记相关联。
图1示意性地示出用于在柔性直流电池中提供电流控制的根据本发明的系统的设计方案。
图2示意性地示出用于在具有电压测量器的柔性直流电池中提供电流控制的根据本发明的系统的另一个设计方案。
图3示意性地示出用于在具有一个电感器的柔性直流电池中提供电流控制的根据本发明的系统的又另一个设计方案。
图4示意性地示出用于在具有两个电感器的柔性直流电池中提供电流控制的根据本发明的系统的再另一个设计方案。
图5示意性地示出用于在具有居中地布置在电池组中的电感器的柔性直流电池中提供电流控制的根据本发明的系统的再又另一个设计方案。
图6示意性地示出用于在具有布置在模块之间的电感器的柔性直流电池中提供电流控制的根据本发明的系统的再又另一个设计方案。
图7示意性地示出根据本发明的系统的另一个设计方案,该系统具有带有PI控制器的柔性直流电池。
图8示意性地示出根据本发明的系统的又另一个设计方案,该系统具有带有一个电流传感器的柔性直流电池。
图9示意性地示出根据本发明的系统的再又另一个设计方案,该系统具有带有两个电流传感器的柔性直流电池。
具体实施方式
在图1中示意性地示出用于在柔性直流电池(由101、102、110、112、120、122、124展示)中提供电流控制的根据本发明的系统的设计方案100。在电池组110中,模块112(这些模块各自具有至少两个受控开关和一个储能器)分别藉由两个连接件相互连接成线路,其中在第一个模块和最后一个模块中,相应的第一模块接口与相应的第二模块接口连接成相应的线路末端,并且这两个这样形成的线路末端中的第一线路末端与第一高压接口101相连接并且第二线路末端与第二高压接口102相连接。电池组110的模块112的开关(例如在文献DE 10 2015 112 512 A1中给出的示例性的布置)经由电池控制总线122由电池控制单元120控制。根据本发明,在第一线路末端与第一高压接口101之间示例性地布置有电流传感器124,该电流传感器将相应地流动的电流强度传输到电池控制单元120以用于根据本发明实现对电池电流I的控制。在模块112中的一个模块上,示例性地分接具有例如12V或48V的第一低压电源114。可设想的是,电池组110的模块112以受电池控制单元120控制的方式相互充电平衡地运行。在两个高压接口处示例性地连接有消耗电器130、140和具有充电插座152的充电单元150。可以将逆变器140看作主消耗电器,该逆变器为例如作为电动车辆的牵引机器的电动机160供电。电动车辆的低压电源网可以藉由直流电压转换器130和第二低压电源132例如以12V被供电。
在图2中示意性地示出用于在具有电压测量器226的柔性直流电池(由101、102、110、112、122、124、220、226展示)中提供电流控制的根据本发明的系统的另一个设计方案200。除了来自电流传感器124的电流强度的值,还将由电压测量器226测量的直流电压V报告到电池控制单元220,该电池控制单元藉由电池控制总线适宜地控制模块112的开关,以使由电池组110提供的直流电压V与例如通过电动机160的功率规定相对应的目标电压相适应,并且因此例如在逆变器140中实现尽可能高的调制指数。
在图3中示意性地示出用于在具有电感器316的柔性直流电池(由101、102、110、112、122、124、220、226、316展示)中提供电流控制的根据本发明的系统的又另一个设计方案300。优选地,电感器316被布置在电池壳体的内部。
在图4中示意性地示出用于在具有两个电感器416的柔性直流电池(由101、102、112、122、124、220、226、410、416展示)中提供电流控制的根据本发明的系统的再另一个设计方案400。总电感器L,根据本发明利用该总电感器借助于电池控制器通过调整直流电压V根据V=L·dI/dt限制电流变化dI/dt,被划分成布置在相应的线路末端处的两个电感器416。
在图5中示意性地示出用于在具有居中地布置在电池组中的电感器516的柔性直流电池(由101、102、112、122、124、220、226、510、516展示)中提供电流控制的根据本发明的系统的再又另一个设计方案500。通过居中地布置,还可以检测相应的线路半部与例如车辆车身的短路。
在图6中示意性地示出用于在具有布置在模块之间的电感器的柔性直流电池(由101、102、112、122、124、220、226、610、616展示)中提供电流控制的根据本发明的系统的再又另一个设计方案600。总电感器L被划分成在相应的模块112之间被布置在相应的线路末端处的电感器616。通过在模块112之间的布置,可以检测模块112或其在电池组内部的连接件与例如车辆车身的短路。
在图7中示意性地示出用于在柔性直流电池(由101、102、122、124、226、710、720展示)中提供电流控制(由770、771、773、774、775、777、778展示)的根据本发明的系统的另一个设计方案700,该系统具有PI控制器772、776。由具有模块710的线路所提供的直流电压226以负值连同目标电压770一起被供应给加法元件771,并且由此形成作为误差信号的差值,该差值被供应给第一PI控制器772。该第一PI控制器的输出信号可以示例性地被供应给控制器模块773以实现限制,该控制器模块可以被设计为限制器或压缩器。有利地,这种被限制的输出信号作为反馈信号774被供应给第一PI控制器772,原因在于否则当输出信号由于限制(例如,由于短路)而无法再增强(尽管仍未达到目标电压770)时,PI控制器的积分元件仍可能缓慢地充电。这种用于避免积分饱和的反馈还被称为抗饱和功能。替代于此或额外地,一旦被设计为限制器的控制器模块773达到限制,第一PI控制器772的积分元件也可以被停用或通过积分元件减小增益。在作为压缩器的设计方案的情况下,增益还可以通过积分元件与限制器变压曲线在当前工作点中的斜率对准。最终,控制器模块773的输出信号被供应给第二加法元件775。此外,由电流传感器124测量的电流强度作为负值被供应给加法元件775,由此形成差值。这个差值被供应给第二PI控制器776,该第二PI控制器的输出信号被供应给调制器777并且在控制中进一步被供应给调度器778,以便最终作为专用的开关信号从电池控制器720经由电池控制总线122被引导至模块710的相应的开关。因此,示出的设计方案可以涉及预充电管理和短路管理。
在图8中示意性地示出根据本发明的系统的又另一个设计方案800,该系统具有带有一个电流传感器124的柔性直流电池810。经由消耗电器控制总线822向电池控制单元820通知相应的负载请求或目标电压。连接在柔性直流电池810的高压接口101、102上的高压消耗电器840例如是:第一逆变器841,该第一逆变器以交流电压为驱动系统860的第一电动机861供电;第二逆变器842,该第二逆变器以交流电压为第二电动机862供电;或者还是高压加热装置880。
在图9中示意性地示出根据本发明的系统的再又另一个设计方案900,该系统具有带有两个电流传感器124、924的柔性直流电池910。通过电流传感器124、924分别在相应的高压接口101、102处的布置得出针对电池控制单元920作为以下另外的控制可能性,即在将相应的控制器额外地布置在相应的高压接口101、102处时,相应的峰值电流是可限制的或可以被限制。这例如在发生更复杂的短路时具有优点,以便中断或至少控制这些短路。此外,两个电流传感器124、924提供了冗余以免单独的电流传感器124、924失效。此外,电流传感器124、924在相应的高压接口101、102处的相应的布置是有利的,以便检查直流电池910相对于电池壳体和车辆车身的绝缘性。在此,电池控制单元920监测由电流传感器124、924报告的两个电流强度组成的总和,这些电流强度在完好的绝缘的情况下必须相等。此外可设想的是,还监测电流强度或两个电流强度的总和在时间上的快速上升。在伴随着高绝对值的快速上升的情况下,电池控制单元920假设发生损坏并且启动切断。
Claims (14)
1.一种用于在柔性直流电池组(810,910)中进行电子电流控制的方法,其中该电池组(110,410,510,610)具有多个能够柔性互连的模块(112,710),这些模块各自具有一个储能器并且各自具有能够控制的至少两个开关,并且这些模块(112,710)相互电连接成具有第一线路末端和第二线路末端的线路,并且这两个线路末端分别与高压接口(101,102)相连接,其中相应模块(112,710)的该至少两个开关中断电池电流I或使相应储能器至少串联地或并联地或通过旁路与相应相邻的模块(112,710)的相应储能器互连,其中这些模块(112,710)的柔性互连由电池控制单元(120,220,720,820,920)来控制并且因此提供预先规定的直流电压V,其中在这两个线路末端中的第一线路末端和与该第一线路末端相连接的高压接口(101)之间布置第一电流传感器(124),并且将该第一电流传感器与该电池控制单元(120,220,720,820,920)至少间接地连接,并且其中通过电子控制,借助于这些模块(112,710)的互连由该电池控制单元(120,220,720,820,920)来控制该电池电流I。
2.根据权利要求1所述的方法,其中在该电池组(110,410,510,610)的电路中,在至少一个高压接口之前布置至少一个电感器L(316,416,516,616),由此通过由该电池控制单元(120,220,720,820,920)借助于这些模块(112,710)所提供的直流电压V根据V=L·dI/dt来限制电流变化的大小dI/dt。
3.根据上述权利要求之一所述的方法,其中在超过预先确定的阈值I阈值时,通过电子控制来调低该电池电流I。
4.根据上述权利要求之一所述的方法,其中由具有比例元件和积分元件的PI控制器(772,776)来执行电子控制。
5.根据权利要求4所述的方法,其中将该PI控制器(772)的输出信号供应给限制器(773),并且在该PI控制器(772)中的限制器(773)达到限制时停用该积分元件或减小电流增益。
6.根据权利要求4所述的方法,其中将该PI控制器(772)的输出信号供应给压缩器(773),并且使该电流增益与限制器变压曲线在当前工作点的斜率对准。
7.根据上述权利要求之一所述的方法,其中在该第二线路末端和与该第二线路末端相连接的高压接口(102)之间还额外地布置第二电流传感器(924),并且将该第二电流传感器与该电池控制单元(120,220,720,820,920)连接,由此能够调节在相应高压接口(101,102)处的电流峰值并且能够监测该电池组(110,410,510,610)相对于环境的绝缘性。
8.根据上述权利要求之一所述的方法,其中在这两个线路末端中的一个线路末端和与该线路末端相连接的高压接口(101,102)之间额外地布置安全装置,在超过预先确定的阈值I阈值时该安全装置中断该电池电流I。
9.一种用于在柔性直流电池组(810,910)中进行电子电流控制的系统(100,200,300,400,500,600,700,800,900),该系统包括具有多个能够柔性互连的模块(112,710)的电池组(110,410,510,610),其中每个模块(112,710)各自具有一个储能器并且各自具有能够控制的至少两个开关,通过这些开关能够中断电池电流I或能够使相应的储能器至少串联地或并联地或通过旁路与相应相邻的模块(112,710)的相应的储能器互连,并且其中这些模块(112,710)相互电连接成具有第一线路末端和第二线路末端的线路,并且这两个线路末端各自与高压接口(101,102)相连接,其中该系统(100,200,300,400,500,600,700,800,900)还包括电池控制单元(120,220,720,820,920),该电池控制单元被配置为用于控制多个模块的柔性互连并且因此提供预先规定的直流电压V,并且其中该系统(100,200,300,400,500,600,700,800,900)包括被布置在该第一线路末端和与该第一线路末端相连接的高压接口(101)之间的第一电流传感器(124),该第一电流传感器与该电池控制单元(120,220,720,820,920)至少间接地相连接,并且其中该系统(100,200,300,400,500,600,700,800,900)被配置为用于借助于这些模块(112,710)的互连由该电池控制单元(120,220,720,820,920)对该电池电流I进行电子控制。
10.根据权利要求9所述的系统(100,200,300,400,500,600,700,800,900),该系统还包括安全装置,该安全装置被配置为用于在超过预先确定的阈值I阈值时中断该电池电流I。
11.根据权利要求9或10之一所述的系统(200,300,400,500,600,700),其中该系统(200,300,400,500,600,700)具有被布置在这两个高压接口(101,102)之间的电压测量器(226),该电压测量器与该电池控制单元(120,220,720,820,920)相连接。
12.根据权利要求9至11之一所述的系统(200,300,400,500,600,700),其中在该电池组(110,410,510,610)的电路中,在至少一个高压接口(101,102)之前布置有至少一个电感器L(316,416,516,616),以便通过由该电池控制单元(120,220,720,820,920)借助于这些模块(101,102)所提供的直流电压V根据V=L·dI/dt来限制电流变化的大小dI/dt。
13.根据权利要求11或12之一所述的系统(700),其中该系统(700)被配置为用于通过具有比例元件和积分元件的PI控制器(772,776)来执行电子控制。
14.根据权利要求9至13之一所述的系统(900),其中在该第二线路末端和与该第二线路末端相连接的高压接口(102)之间额外地布置有第二电流传感器(924),并且该系统(900)被配置为用于执行根据权利要求7所述的方法。
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