CN102484378A - 用于存储电能的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于存储电能的装置。该装置具有多个存储单元(12)。开关(16)和与其串联的电阻(14)并联于每个存储单元。一旦并联于该开关的存储单元超过了预定电压，至少一个开关单元(T)就将每个单独的开关闭合。此外提出一种时间开关单元(T)，其使每个闭合的开关在闭合一次之后在一段预定的时间内保持闭合。

Description

用于存储电能的装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分详细限定的类型的、用于存储电能的装置。此外本发明还设计一种用于运行这种装置的方法。

背景技术

由通常的现有技术已知了用于存储电能的装置、并且在此特别是用于存储电动车辆中或特别是混合动力车辆中的牵引电能的装置。以典型的方式，这种用于存储电能的装置借助于单个的存储单元设计而成，存储单元例如彼此电串联和/或并联。原则上，可以考虑不同类型的蓄电池单元或电容器作为存储单元。由于在存储和获取能量时，在用于车辆的、在此特别是用于商用车的传动系中应用时，能量总量和功率相对较高，因此将能量存储量足够高的存储单元用作存储单元。这例如可以是锂离子技术中的蓄电池单元，但或者特别是功率非常强的电容器形式的存储单元。这种电容器通常也称为超级电容器、Supercaps或Ultra-Capacitors。

和现在是否使用具有高能量存储量的超级电容器或蓄电池单元无关，在这种由多个总体上或以单元组形式彼此串联的存储单元组成的结构中存在的问题是，单个存储单元的电压取决于结构类型地限制于上电压值。如果例如在对用于存储电能的装置充电时超过了该上电压值，那么通常会迅速缩短存储单元的使用寿命。基于预定的制造公差，单个的存储单元在其特性(例如自放电)方面在实际中典型地彼此略微偏差。这导致单个的存储单元具有的电压比装置中的其它存储单元小一些。然而由于对于总的装置的最大电压通常保持相等，并且这特别是在充电时典型的控制标准，因此不可避免地导致了，其它的存储单元具有高一些的电压并且在充电过程中然后超过允许的电压极限充电。如上面已经提到的那样，这种过压导致这些单个的存储单元和进而是用于存储电能的装置的可能的使用寿命显著缩短。另一个问题在于，单个的存储单元基于较高的自放电而在其电压方面比其它存储单元更快地下降。这在相当长的时间内可以导致存储单元在其电压电位方面总是进一步分离。在最坏的情况下，在用于存储电能的装置中出现了下降的存储单元的换极。这可能迅速缩短其使用寿命并且绝对必须避免。

为了解决该问题，一般的现有技术主要认识到两种不同类型的单元电压补偿，其分别居中或分散地构造。在中央的电子装置中，所有组件例如组合在控制单元中，而在分散的结构中，在各一至两个存储单元上，单独的组件例如安装在特别用于该一至两个存储单元的小电路板上。单元电压补偿的通常普遍的专业术语在此几乎不会有歧义，这是因为由此并不将单个的存储单元的电压或更确切地说能量在彼此间进行补偿，而是仅仅使具有高电压的单元在其过高的电压方面减小。由于用于存储电能的装置的总电压保持固定，然而因此可以通过所谓的单元电压补偿使在其电压方面减小的单元随着时间推移再次在其电压方面升高，从而至少由此减小了换极的危险。

对于单元电压补偿的第一个可能性是所谓的被动单元电压补偿。在此，电阻并联于每个单个的存储单元。相对较高地选择电阻，但仍然始终使得各个存储单元的多倍的典型的自放电电流流过。因此在这段时间内调整用于每个存储单元的大约相等的电压。然而该结构的缺点在于，已经在相对较短的时间后不再有电能存在于存储器中，这是因为由于电阻持久地并联于每个单独的单元，因此尽管较小的、但还是存在的电流流动，并且用于存储电能的装置因此持久地进行放电。问题还由此变得更加尖锐，即通过电阻中的电流消耗而产生了热量，其通常在用于存储电能的装置的区域中是不希望产生的，并且必须典型地被冷却。因此在这种类型的被动单元电压补偿中产生了严重的缺点，其特别在电损耗方面和不希望的热产生中出现。

一般的现有技术中的另一个方式是所谓的主动的单元电压补偿。在此附加地，电子阈值开关并联于每个存储单元并且串联于电阻。如果单元具有过压、即在用于单个的单元的预定极限值以上的电压，则这个也被称为旁路电子装置的结构因此仅仅总使得电流流动。一旦单个的存储单元的电压再次下降到预定极限值以下的区域中，则断开开关并且不再有电流流动。由此，即可以使用较小的欧姆电阻，该结构此外可以引起比上面说明的变体更快的单元电压补偿。电阻通过开关总是经受外力，基于该事实，如果单个的存储单元的电压在预定的极限值以下，则也可以尽可能避免用于存储电能的总装置的不期望的放电。持续的、不期望的热产生在主动单元电压补偿的这种解决方式中也不是问题。

当然在此也保留有缺点，即特别在用于存储电能的装置的高动态的应用中，仅仅限制了可能出现的损害，而对存储单元的单个的电压水平没有长期有效的补偿。如果现在也就是出现重新的充电过程，那么现在通过开关在其最大电压方面限制的存储单元立即再次在该极限中运行。因此特别是在非常动态的充电-和放电循环中，原则上进一步有害的并且经过电阻和开关仅仅缓慢减缓的情况，在短暂的时间顺序中在正好同一个存储单元中总是重新出现。最后因此通过该所谓的主动单元电压补偿无法有效地实现单元的各个单个电压彼此间的补偿，而是仅仅在超过有害的极限电压时利用较小的旁路电压使存储单元放电，以便通过缓慢地减小过压来限制这种超过情况。此外，旁路电压仅仅流通直至用于存储电能的装置再次放电，这是因为在此并不超过相应的电压极限并且将开关再次断开。在重新充电的过程中产生了新的问题。并且刚好已经涉及的存储单元仍然具有比例如在其电压方面减小的单元高很多的电压。

在两个这样说明并且由一般的现有技术已知的、用于所谓的单元电压补偿的可能性中，目的总是在于，在单个的存储单元中避免过压和换极。如说明的，然而这并不是在所有情况下都成功，特别是在装置中出现高动态的运行、也就是说非常迅速的连续进行充电-和放电循环，例如其在城市交通中的混合驱动装置中形成的那样，则无法实现。特别是在这种应用中，因此可以仅仅有条件地通过单元电压补偿来延长用于存储电能的装置的使用寿命。

然而现在，在混合驱动装置中，并且在此特别是在用于商用车、例如城市交通/短途交通中的公共汽车的混合驱动装置中，用于存储电能的装置的使用寿命具有决定性的重要意义。和在通常的传动系中在所需的功率的适用于这种应用的数量级不同，用于存储电能的装置占据了用于混合驱动的成本的显著部分。因此，在这种应用中获得用于存储电能的装置的非常高的使用寿命是特别重要的。

WO 2006/015083 A2说明了用于在具有多个单元的锂电池系统中实施基于单元的平衡的一种方法和一种装置。对于每个单元，在充电循环开始时计算放电时间参数，并且对于每个单元实施平衡，该单元在充电循环开始时具有正的放电时间。可替换地，在电池系统运行期间计算放电时间参数，并且在运行时以放电时间值为基础进行对单元的补偿。

发明内容

现在本发明的目的在于，提出一种装置以及一种用于运行这种装置的方法，其避免了上述缺点，并且以最小的消耗确保单个的存储单元在这种用于存储电能的装置中的使用寿命尽可能好。

该目的根据本发明通过在权利要求1的特征部分中提到的特征来实现。根据本发明的方法通过在权利要求7的特征部分中的特征给出。装置和方法的其它有利的实施方式在从属权利要求中给出。

在根据本发明的用于存储电能的装置中提出，开头说明的主动的单元电压补偿被扩展了一个时间开关单元，该时间开关单元使每个闭合的开关在闭合之后在一段预定的时间内保持闭合。因此确保了，每个单独的存储单元(在其超过预定的电压之后)在开关闭合时总是强制性地在预定的时间内经过电阻放电。存在于该存储单元中的电压因此也就经过较长的时间间隔减小。现在这可以特别引起，在用于存储电能的装置的下一个充电循环中，正好这一个存储单元已经不必再次达到其电压方面的上极限值，并且通过重新闭合开关再次在其电压方面被限制。更确切地说，通过将时间函数通过至少一个时间开关单元进行积分而使得正好是该存储单元的电压水平相对于其它存储单元实现平整。在其电压方面下降的存储单元然后也在其电压方面再次升高，从而由此根据本义进行真正的单元电压补偿。

因此，在例如混合驱动装置中通过开动而获取了装置中存储的大部分电能，并且在随后的制动中再次将能量存储在装置中，在混合驱动装置的动态应用中也以较高的可能性避免了重新超过所涉及的存储单元的上极限电压。因此可以利用非常简单的装置安全并且可靠地防止单个的存储单元一再依次到达过压的区域中，这将非常有损其使用寿命。更确切地说，通过装置的根据本发明的结构，非常迅速地使单个的存储单元的单元电压彼此匹配，从而也使得非常少的存储单元在高动态的充电-和放电循环中到达过压的有问题的区域中。

原则上，该装置可以是任意的存储单元，其典型地彼此串联或以单元组的形式并联并且然后彼此串联。原则上也可以考虑蓄电池单元，其中例如在锂离子技术中，超过单个单元的预定最大电压是极为不利的，并且也可能会导致对存储单元的化学的和/或热的损害，直至可能导致存储单元中的过压。出于安全原因，然后必须通过过压阀释放过压，这不仅在其使用寿命方面对存储单元有损害，而且直接使存储单元受损。但是在其它的存储单元类型中，特别是在超级电容器中，超过预定最大电压也是极为不利的，并使得其使用寿命显著地减小。

依照根据本发明的装置的一个特别适合并且有利的改进方案提出，存储单元至少部分地设计为超级电容器。

用于存储电能的、仅仅或至少部分地具有超级电容器的装置的该结构具有的优点是，其相对于各种蓄电池或电池类型作为具有明显更高的电流的存储单元在内阻非常小的时候可以被充电。因此例如可以以相比较较小的损耗存储非常多的能量，该能量例如在商用车制动时在非常短的时间内积累。此外，这样的超级电容器在应用和维护方面比例如锂离子电池简单地多，这是因为其可以无问题地放电直至0伏特，并且然后无电压地满足用于装置维护的目的。

此外依照根据本发明的装置的一个非常适合并且有利的改进方案提出，用于每个存储单元的开关单元、电阻、开关和时间开关单元设计为独立的、布置在存储单元的区域中的电子单元。

该纯分散的结构提供的可能性在于，单个的存储单元从预定的极限电压开始适合地通过电阻在预定的时间内进行放电。该结构因此相比较简单并且紧凑地构造。通过集成的电路和适合的电阻，在相应的、尺寸对于每个单独的存储单元来说非常小的电路板上可以实现相应的结构。该结构然后可以布置在单个的存储单元的区域中，并且完全独立地起作用。通过以上面说明的方式和方法对于每个单独的存储单元作出反应，由此装置可以完整地相应充电或放电，而无需为由于过压而对单个的存储单元产生的损害、特别是一再连续出现的损害而担忧。由于充电-和放电过程典型地总是以装置的总电压为基础被控制，因此在根据本发明的装置中，在随着时间推移自动地调节在单个的、安装在装置中的存储单元之间的补偿的电压水平，而无需为此从装置外部控制单个的存储单元。因此装置的、根据本发明的结构是足够的，其无需对每个单元单独监测、对每个单个的存储单元敷设电缆和/或完全连接在每个单个的单元上的数据总线系统。装置的、根据本发明的结构因此相应简单。此外其可以与任意的变流器和类似物组合，这是因为除了对装置充电和放电，无需对其进行主动控制。根据本发明的装置因此自给自足地工作，并且可以作为标准化的部件集成在各种传动系中，而不必强制装入其控制电子装置中。

在根据本发明的装置的一个特别有利的改进方案中，预定的时间能取决于各个存储单元的电压而改变。根据本发明的装置的该变体提供的可能性在于，通过调整预定的时间在每个存储单元上可以使旁路电流不同程度地长时间流动。可以特别连续地或根据例如在各个电子单元中相应于出现的过压的等级来自动调整该相关性。因此为每个单个的存储单元在预定的时间内得出能相应于其电压自动改变的值。因此旁路电流可以相应于这种预定的时间流动，并且因此通过适合地减小过压来限制超过极限电压。

在根据本发明的、用于运行这样的装置的方法中现在提出，通过控制装置控制充入装置中的并且从该装置获取的能量。特别是在充电时，在预定的电压极限内部实现该控制，该电压极限然而不是对于每个单个的存储单元的电压极限，而是装置的整体电压极限。此外，监测了装置中的至少几个存储单元的电压。由该监测得出检测到的电压值彼此间的最大偏差。一旦获取检测到的电压值的最大偏差超过了预定的极限值，则在紧接着的充电循环中控制或甚至略微超过在充电时预定的上电压极限。

在根据本发明的方法中，因此通过这种有意地控制装置本身的上电压极限而必然导致出现超过几个存储单元的极限电压，这是因为当单个的存储单元之间形成相应较大的偏差时，极限电压已经位于这样高的电压水平上，即在充电时超过几个单个单元的上极限电压。在这个或这些单个的存储单元中，其具有根据本发明的、由开关、电阻和时间开关单元组成的结构，然后使开关起反应，从而在该存储单元中在预定的时间内使得放电电流流过并联于存储单元布置的电阻。通过根据本发明的方法，也就是说在认识到几个存储单元和其它存储单元的电压水平偏差非常大时，有意地实现激活向上偏差的存储单元的开关和时间开关单元。为此无需对单个的存储单元进行单独监测或控制，而是仅仅开动或略微超过总装置在充电时的上电压极限。通过现在限制经过时间开关单元在某个时间内使得电流流经并联于临界的存储单元的电阻，由此“自动”补偿单个的、彼此连接的存储单元的电压水平。

依照根据本发明的方法的一个非常有利的变体还提出，对于该方法而言，在其中在充电时控制或略微超过预定的上电压极限的这种充电循环以后，在通过时间开关单元预定的时间期间对于后续的充电循环不再控制上电压极限。这因此意味着，在其中由于操纵开关并且保持开关闭合对于通过时间开关单元预定的时间使那些达到过压的单元进行放电的时间内，不再开启上电压极限用于对总的装置进行充电。因此较低地保持该电压，以便给装置的单个的存储单元提供时间，用于使其电压水平平等，这不会被重新触发阈值开关所干扰。此外有意义的是，在已知的、这时正好固定预定的时间内，其中闭合的开关保持闭合，将为总装置预定的电压调整到上极限值以下一点，例如在极限值的80％或90％上。事先承受高电压的存储单元因此在其电压方面相应降低，并且匹配于其它存储单元的电压水平。所涉及的存储单元由此在紧接着的充电循环中被相应保护，这对其使用寿命产生积极影响。

此外在根据本发明的方法的一个特别适合的实施方式中提出，通过将存储单元组合成至少两个单元组，检测其单元组电压并且随后将单元组电压用作电压值的方式来检测所有存储单元的电压。利用至少两个单元组、根据存储单元的数量然而典型地也可以是多个单元组的这种结构可以实现的是，一旦单元组中的任一个相对于另一个具有相应的电压差，则通过上面说明的方法就通过下一个充电循环推动对于单个的存储单元的电压值使其水平。此外，监测组合在单元组中的存储单元(例如八至十二个单个的存储单元作为一个单元组)的成本将明显少于对单个的单元电压的监测。除了在上面原则上说明的、仅仅需要监测单个的存储单元的可能性以外，在单元组状态的监测中还可以避免的是，由于单个的单元偶然地未被监测而具有相应的过压并且被损坏，这将可能导致再次损坏总的装置。

在根据本发明的方法的另一个非常适合的实施方式中提出，用于存储电能的装置在至少部分电驱动的车辆中用作牵引能量存储器。装置和方法在电动车辆或特别是混合动力车辆中的这种优选的应用方式在此具有特别的优点，即在这种应用中出现非常动态的充电-和放电循环，其如开头已经说明的，可以导致装置的单个的存储单元具有显著的负载。通过装置的根据本发明的结构和根据本发明的方法可以正好阻止这种情况发生，从而使上面已经说明的优点在电动车辆或混合动力车辆中作为牵引能量存储器的应用中特别有利地起作用。

附图说明

此外由以下根据附图详细说明的实施例得出根据本发明的装置的和/或根据本发明的方法的其它有利的实施方式。

在此示出：

图1是混合动力车辆的示例性的结构；和

图2是用于存储电能的装置的结构的截面图。

具体实施方式

在图1中表明了示例性的混合动力车辆1。其具有两个带有各两个示例性表明的车轮4的轴2，3。轴3在此应该是车辆1的被驱动的轴，而轴2以自身已知的方式和方法仅仅随动。为了对轴3进行驱动，示例性地示出了传动装置5，该传动装置从内燃机6和电机7中获取功率并且将其导入驱动轴3的区域中。在驱动情况下，电机7单独地或对内燃机6的驱动功率进行补充地可以将驱动功率导入驱动轴3的区域中，并且因此驱动了车辆1或者对车辆1的驱动进行支持。此外在车辆1制动时，电机7可以作为发电机运行，以便因此回收在制动时产生的功率并且相应地存储。为了例如在作为车辆1的市内公共汽车的使用中也对于较高速度的制动过程提供足够的存储能量，其中该较高速度对于市内公共汽车而言确定地最大大约为70km/h，必须在此情况下设置用于存储电能的装置8，其具有数量级为350至700Wh的存储能量。因此例如在大概10秒长的制动过程中由这种速度产生的能量通过典型地具有大约150kW数量级的电机7转换成电能，并且该电能存储在装置8中。

为了对电机7进行控制以及为了对用于存储电能的装置8充电和放电，该结构根据图1具有变流器9，变流器以自身已知的方式和方法设计具有用于能量管理的集成的控制装置。通过具有集成的控制装置的变流器9使电机7和用于存储电能的装置8之间的能量流相应地协调。控制装置确保的是，在制动时在然后以发电机形式驱动的电机7的区域中产生的功率被尽可能地存储在用于存储电能的装置8中，其中通常不能超过装置8的预定的上电压极限。在驱动情况下，变流器9中的控制装置协调从装置8中获取的电能，以便在与此相反的情况下借助于这些获取的电能驱动电机7。除了在此说明的、例如可以是市内公共汽车的混合动力车辆1以外，自然也可以在纯电动车辆中考虑类似的结构。

用于存储电能的装置8可以以各种各样的方式和方法来构造。原则上可以考虑不同类型的、用于存储电能的装置8。典型地这样对其进行构造，即多个存储单元10典型地串联在装置8中。在图2中可以识别出的存储单元10在此可以是蓄电池单元和/或超级电容器，也或者是上述装置的任意组合。对于在此示出的实施例而言，应将存储单元10全都设计为超级电容器，其应该被装入配有混合驱动装置的车辆1中的、用于存储电能的一个唯一的装置8中。该结构在此可以优选地被装入商用车中，例如用于城市交通/短途交通的公共汽车中。在此通过经常性的启动-和制动技术动作并结合非常高的车辆质量，通过超级电容器实现了对电能的高效存储，这是因为相对较高的电流流动。由于作为存储单元10的超级电容器具有比例如蓄电池单元小很多的内阻，因此其对于在此详细说明的实施例是优选的。

如已经提到的，在图2中可以识别出存储单元10。在此仅仅示出了三个串联的存储单元10。在上面提到的实施例中并且当相应的驱动功率是大约100至200kW、例如是120kW时，这些存储单元在实际的结构中将可能是大约150至250个存储单元10。如果这些存储单元设计为具有对于每个超级电容器来说当前上电压极限为大约2.7V的超级电容器，并且具有3000法拉的电容，则将为城市公共汽车的混合动力驱动装置给出实际的应用。

将这样的存储单元10装入用于存储电能的装置8中产生的问题现在如开头提到的那样特别是基于制造公差在于，单个的存储单元10在其电压水平方面和装置8的平均电压水平、并且相对于电压和其它的存储单元10可能有偏差。因此现在可能出现的是，尽管对于装置8整体预定的充电电压在正好在电压方面相对于其它存储单元10向上偏离的存储单元10的区域中，然而超过了为存储单元10的各个类型预定的极限电压。特别不利之处在于，如果单个的存储单元10相比较经常超过最大预定的电压，在上面提到的例如对于每个单独的超级电容器是2.7V。每次超过该极限电压使得单个的存储单元10的需要获得的使用寿命明显缩短。单个的存储单元10的缩短的使用寿命在一定的运行时间之后导致相应的存储单元10损坏，这然后至少在中期导致用于存储电能的总装置8损坏。因此为了获得较高的使用寿命，特别在例如在城市公共汽车中出现的非常动态的充电-和放电循环中，根据可能性需要防止的是，即各个单个的存储单元10经常或至少经常依次超过上极限电压。

如在图2中示出的，每个单独的存储单元10此外具有并联于各个存储单元10的欧姆电阻11。该电阻和开关12串联并且并联于每个存储单元10，在此情况下，并联于每个超级电容器10。开关12设计为阈值开关并且通过相应的开关单元13控制，该开关单元主要包括两个功能。因此开关单元13包括对超级电容器10的电压监测U。一旦其超过上极限电压，开关12就闭合，从而来自超级电容器10的电流可以流经电阻11。因此相应地减小位于超级电容器中的电荷并且进而也减小了电压，从而如先前那样避免在同一个超级电容器10中重新超过极限电压值。

现在为了防止电压一旦下降到极限电压值以下，开关12就再次断开并且因此在各个超级电容器10中剩余非常高的电压，此外还设置了时间开关单元T。在通过开关单元13的电压检测U的纯电路中，开关12可能在低于极限电压之后再次断开。超级电容器10然后可能继续位于非常高的电压水平上。如果现在对装置8重新充电，则正好可能将这个超级电容器10立即再次充电到电压极限以上，这然后使得开关12重新闭合。通过时间开关函数T的积分，其在预定时间内使开关12在其经过电压检测U闭合一次之后保持闭合，从超级电容器10中减少的电荷比没有时间开关单元T的情况下更多。由此这样大大减小超级电容器4中的电压，即其在例如通过开启车辆1的放电之后，和然后在制动时对装置8重新进行充电之后，不再达到上极限电压以上。在任何情况下，现在其它的超级电容器10位于相应高的电压区域中，并且在其自身方面进行刚好说明的过程。总体上，通过超出运行时间的时间开关函数T的积分因此使得装置8的单个的超级电容器10的电压迅速均匀。

此外可以特别这样设计时间开关单元T，即预定了例如几分钟的固定时间。和各个单个的存储单元10的大小以及电阻11的值一起，这样得出了相应的放电。在此在数量级为相应的超级电容器10的额定电荷的3-5％中的放电是有意义的。然后在重新充电时实现的是，该超级电容器10不再超过预定的极限电压。通过至少防止超级电容器10中的任一个在非常迅速的依次转变中一再超过极限电压，由此已经使得超级电容器10和进而装置8的使用寿命明显增加。如果再次考虑上面提到的数例，那么在漏电电流为1A时，相应的超级电容器的电压在五分钟内将下降大约0.1V。在漏电电流为250mA时，其相应地在大约20分钟内下降。根据存储单元10的大小和可以引导经过电阻11的可能的漏电电流，因此得出了大约是5至20分钟的时间间隔，经过该时间间隔，通过时间开关单元T将开关12保持闭合。在电阻、电流和使用的存储单元10的其它数量级中，自然可以类似地调整该值。

这样构造的用于存储电能的装置8因此也可以在高动态的充电-和放电循环中使用，通过存储单元10的区域中不必要的高电压不会相应减小存储单元10的使用寿命。

此外开关单元13、电阻11、开关12和时间开关单元T的结构可以作为集成的电子单元14这样来实现，即该结构被独立构造用于每个单个的存储单元10。通常小型集成电路对此就足够了，其相应地监测存储单元10中的电压U并且相应地操纵开关12，该开关例如作为电子开关12集成地设计在部件中。电阻11然后可以以自身已知的方式和方法安装在该微型电路板上。由于时间开关单元T典型地总是在预定的时间内将开关12保持闭合，而在此之前基于电压U激活该开关，因此也可以固定地在时间开关单元T或集成的电子单元14中一起对该时间求积分。这例如可以通过对固定的预定时间在集成电路中编程来实现。也可以考虑的是，在电路技术方面由此来解决，即在电子单元14中通过最适合的元件、特别是电容器，在开关单元13的输出端处固定地预定该时间。该结构因此可以非常简单地实现，这是因为几乎无需从装置8的外部来控制电子单元14。装置8更确切地说自动地确保单元电压补偿，其也能实现高动态的充电-和放电循环。具有分散的电子单元14的这种结构因此非常简单并且可以完全自给自足地实现。然后只需要完整地例如在放电并且特别在充电时在预定的电压窗口内部控制装置8。

然而在一个非常适合的变体中可以提出，检测几个存储单元10、特别是多个分别连接成单元组的存储单元10的电压。来自装置8内部的该电压值然后可以例如被提供给变流器9中的控制装置。在此处将电压相互比较。如果确定单个的存储单元或-单元组的电压值出现了非常强的偏差，那么必须由此出发，即几个存储单元10或存储单元10上的单元组在不久的将来达到极限电压之上。现在可以主动地使其开始，这通过在紧接着的充电循环中通过变流器9中的控制装置给装置8加载电压来实现，该电压位于上极限处或略微在典型地用于充电而预定的上电压之上。因此可以有意地在非常明显地向上偏离的存储单元10中开始最小地超过极限电压。由于电子单元14和时间开关单元T集成在一起，因此通过略微超过极限电压可以从装置8的外部触发对装置8内部的电压在单个的存储单元10之间的水平化处理，而无需为此在装置8内部有针对性地控制单个单元或单个单元的单元组。

这相应地适用于蓄电池单元、特别是在锂离子技术中的蓄电池单元。

至今根据装置8中的超级电容器10相比较地一般性说明的实施例现在应紧接着根据一个数例再次具体化说明，其中为此应指出的是，这些值非常具体地适合于这里示出的数例，并且在电容不同时或在将来关于超级电容器的最大电压进行发展时必须类似地进行调整。

Claims (14)

1.一种用于存储电能的装置，具有：

1.1多个存储单元；

1.2各一个并联于每个所述存储单元的电阻；

1.3各一个串联于所述电阻并且并联于所述存储单元的开关；和

1.4至少一个开关单元，一旦并联于所述开关的所述存储单元超过了预定电压，所述开关单元就将每个所述开关闭合；

其特征在于，

1.5设有至少一个时间开关单元(T)，所述时间开关单元使每个闭合的开关(12)在闭合之后在一段预定的时间内保持闭合。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述存储单元(10)至少部分地设计为超级电容器。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述存储单元(10)至少部分地设计为特别是在锂离子技术中的蓄电池单元。

4.根据权利要求1，2或3所述的装置，其特征在于，用于每个存储单元(10)的所述开关单元(13)、所述电阻(11)、所述开关(12)和所述时间开关单元(T)设计为独立的、布置在所述存储单元(10)的区域中的电子单元(14)。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，通过适合的元件、特别是电容器，在所述电子单元(14)的区域中固定地预定所述预定的时间。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述预定的时间能取决于各个所述存储单元(10)的电压而改变。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所有存储单元(10)设计为相同的类型并且彼此串联。

8.一种用于运行根据权利要求1至7中任一项所述的装置的方法，其特征在于，

8.1通过控制装置控制充入所述装置(8)中的并且从所述装置(8)获取的能量；其中

8.2所述控制装置，特别是在充电时，在预定的电压极限之内对所述装置(8)进行充电或放电；其中

8.3检测至少几个存储单元(10)的电压，由此求出检测到的电压值彼此间的最大偏差；据此

8.4如果所述最大偏差超过了预定的极限值，则在紧接着的充电循环中在充电时控制或略微超过预定的上电压极限。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，对于所述方法而言，在其中在充电时控制或略微超过预定的上电压极限的所述这种充电循环以后，对于后续的所述充电循环而言，在通过时间开关单元(T)预定的时间期间不再控制所述上电压极限。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，通过将所述存储单元(10)组合成至少两个单元组，检测其单元组电压并且随后将所述单元组电压用作电压值的方式来检测所有存储单元(10)的电压。

11.根据权利要求8，9或10所述的方法，其特征在于，所述用于存储电能的装置(8)在至少部分电驱动的车辆中用作牵引能量存储器。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其特征在于，变流器(9)或集成在所述变流器(9)中的控制器用作控制装置。

13.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，通过回收制动能量，通过然后用作发电机的电驱动装置(7)进行充电。

14.根据权利要求8至13中任一项所述的方法，其特征在于，商用车、特别是城市交通/短途交通中的公共汽车用作车辆(1)。

Images