CN116215307A - 用于电池系统的电池控制组件及电动车辆的电传动系 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及用于电池系统的电池控制组件。电池控制组件包括多个电芯级控制单元，每个电芯级控制单元包括电芯级开关单元，该电芯级开关单元能够作为电芯级逆变器操作。所述多个电芯级控制单元布置成三个控制单元串，并且每个控制单元串的电芯级控制单元串联地电连接。每个控制单元串的第一端电连接到对应的AC充电终端。控制单元串的第二端经由第一端开关和第二端开关串联地电连接。此外，控制单元串中的至少一个包括内部连接终端。此外，提出了用于具有这样的电池控制组件的、电动车辆的电传动系。

Description

用于电池系统的电池控制组件及电动车辆的电传动系
技术领域
本公开涉及用于电池系统的电池控制组件。
此外，本公开指向用于电动车辆的电传动系，包括这样的电池控制组件。
背景技术
电池控制组件和传动系例如用在电池电动车辆(BEV)、混合动力电动车辆(HEV)和插电式混合动力电动车辆(PHEV)中。
当使用这样的车辆时，用户可遇到不同的充电情况，例如AC(交流)充电或DC(直流)充电。还可找到不同的充电电压。因此，从用户的角度来看，期望具有与不同充电情况兼容的电池控制组件和传动系。
从电池控制组件、传动系或具有这样的传动系或电池控制组件的车辆的制造者的角度来看，期望生产可用于多种车辆的传动系和电池控制组件。可附加地，制造者以低制造成本为目标，这常常导致在电动车辆的传动系内具有尽可能少的部件的目标。
因此，用户和制造者都以电池控制组件和传动系的普遍可用性为目标。明显地，车辆用户的角度和制造者的角度意味着目标的冲突。
发明内容
本公开的一个目标是至少部分地解决此目标冲突。
该问题至少部分地由本公开的独立权利要求的主题解决或减轻，其中，另外的示例被并入从属权利要求中。
根据第一方面，提供了用于电池系统的电池控制组件，该电池控制组件包括多个电芯级控制单元(cell-level control units)，其中，电芯级控制单元中的每一个能够电连接到相关联的单个电池电芯或到相关联的电池电芯的组。此外，电芯级控制单元中的每一个包括电芯级开关单元，该电芯级开关单元能够作为电芯级逆变器操作。所述多个电芯级控制单元布置成三个控制单元串，其中，每个控制单元串的电芯级控制单元串联地电连接。此外，控制单元串中的每一个包括第一端和第二端，第二端相对于第一端电相反地布置。每个控制单元串的第一端电连接到对应的AC充电终端。所述三个控制单元串的第二端经由第一端开关和第二端开关串联地电连接。此外，控制单元串中的至少一个包括内部连接终端，该内部连接终端布置成使得形成相应控制单元串的部分的至少一个电芯级控制单元布置在内部连接终端的各侧上。内部连接终端能够连接到DC充电或放电终端或另外的内部连接终端。
对于电芯级控制单元彼此之间的连接，电芯级控制单元中的每一个可包括两个连接终端。这些连接终端可与将单个电池电芯或电池电芯的组连接到相应电芯级控制单元的连接终端分开。
电芯级开关单元可包括H形电路，其中，开关位于H形的四个腿中的每一个中。开关可由晶体管实现。用于将电芯级控制单元彼此连接的连接终端可布置在H形电路的中间部分。在这样的配置中，这些连接终端中的每一个可经由第一开关连接到相应电池电芯或电池电芯的组的正极并且经由第二开关连接到相应电池电芯或电池电芯的组的负极。取决于开关的开关状态，电芯级控制单元可处于可保持能够连接电池电芯或电池电芯的组的极性的状态。在不同的状态下，电池电芯或电池电芯的组的极性可通过电芯级控制单元的切换单元来逆变。取决于操作开关的方式，可提供DC电流或AC电流，即，开关单元可作为逆变器操作。此外，能够连接到电芯级控制单元的电池电芯或电池电芯的组被绕过的切换状态是可能的。在另一替代状态中，用于连接单个电池电芯或电池电芯的组的连接终端从电芯级控制单元电断开。开关单元包括用于操作开关的控制单元。
此外，电芯级控制单元中的每一个可包括DC-DC转换器。这样的DC-DC转换器通过变压器与相应电芯级控制单元的剩余部份电流分离。因此，可提供或接收与连接到电芯级控制单元的电池电芯或电池电芯的组的电压不同的DC电压。
因此，使用电芯级控制单元，对应的电池电芯或电池电芯的组可用于提供DC电流或AC电流。此外，电芯级控制单元使得通过AC电流或DC电流对对应的电池电芯或电池电芯的组进行充电成为可能。考虑到所有电芯级控制单元一起以及所有能够连接到其的电池电芯一起，明显地，配备有本发明的电池控制组件的电池系统在充电和放电方面是灵活的。此外，所述至少一个内部连接终端提供了更多的用于充电和放电的选项。综上所述，由于电池控制组件，电池系统可通用。
电芯级控制单元可配置为半导体组件，即，包括至少一个半导体部分的组件。半导体部分可布置在电路板上，使得每个电芯级控制单元包括一个主电路板，所述至少一个半导体部分和/或辅助电路板机械地布置在该主电路板上并且电接触。
在一示例中，电池控制组件配置为一个模块或一个安装单元。因此，配备有其的电池系统包括非常少的部件并且因此结构简单。根据本公开的电池控制组件甚至可用作电池系统的集成部分。
注意，电池控制系统可与电动车辆的电池系统连接使用，例如，HEV、PHEV、BEV。然而，也可将本公开的电池控制组件与房屋中的备用电源单元连接使用。
在一示例中，每个第一端经由相应AC终端开关电连接到相应AC充电终端。因此，电池控制组件使得经由在单相充电和三相充电之间变化的灵活数量的AC充电相对连接到其的电池电芯进行充电呈现可能。当然，在不期望AC充电的情况下，也可电断开所有的AC充电终端。
在一示例中，第二端中的至少一个经由中性终端开关电连接到中性终端。因此，如果期望，中性终端也可电断开。
中性终端和AC充电终端一起可形成用于AC充电的接口。如前所述，此接口适用于单相充电、两相充电和三相充电。它也可完全地断开。
在一示例中，第一端中的每一个能够电连接到相应第一AC机终端，用于将第一AC机连接到电池控制组件。电池控制组件因此配置为用于将第一AC电机连接到与电池控制组件相关联的电池电芯。如果电池控制组件用在电动车辆中，这是有用的。需要注意的是，在当前上下文中，术语“第一(first)”仅用于便于解释。没有暗示许多AC电机。
在另一示例中，第一端中的至少两个经由相应第一AC机终端开关和相应第二AC机终端开关电连接到相应第一AC机终端。因此，如果期望，可将对应的AC机终端从电池控制组件的剩余部分电断开。如果第一AC电机电和机械地连接到电池控制组件，则可经由第一和第二AC机终端开关将其切换关闭。
在一示例中，第二端中的每一个能够电连接到相应第二AC机终端，用于将第二AC电机连接到电池控制组件。电池控制组件因此配置为用于将第二AC电机连接到与电池控制组件相关联的电池电芯。如果电池控制组件用在电动车辆中，这是有用的。再次需要注意的是，在当前上下文中，术语“第二(second)”仅用于便于解释。没有暗示许多AC电机。
在一示例中，电池控制组件可配置为在2WD(两轮驱动two-wheel drive)电动车辆的传动系中使用。在这样的情况下，第二AC电机可连接到第二AC机终端。
在另一示例中，电池控制组件可配置为在4WD(四轮驱动four-wheel drive)电动车辆的传动系中使用。在这样的情况下，第一AC电机和第二AC电机两者都可连接到相应终端。
在一示例中，控制单元串中的至少一个包括DC输出接口，该DC输出接口具有第一DC输出终端和第二DC输出终端。DC输出接口可布置成使得可提供单个电池电芯的DC电压或者可提供电池电芯的组的DC电压。形成电池电芯的组的电池电芯可并联地或串联地电连接。此外，由于如上所述的开关特性，取决于期望的情况，第一DC输出终端可以是正极，而第二DC输出终端可以是负极，反之亦然。因此，可以期望的极性提供期望的DC电压。这对于为辅助驱动供电是有用的，例如配备有根据本公开的电池控制组件的电动车辆的空调、发热单元或通风单元。
在一示例中，在控制单元串的一个中提供多于一个的DC输出接口。这些DC输出接口的电压可相同。因此，在控制单元串内，以冗余方式提供DC输出接口，从而增强这样的输出接口的操作可靠性。
在另一示例中，多于一个的控制单元串具有DC输出接口。同样，这些DC输出接口提供的电压可相同。因此，同样在此情况下，DC输出接口也以冗余方式提供。
在一示例中，第一端中的至少两个经由第三端开关电连接。因此，相应端可串联地电连接，从而将相应控制单元串并联地连接。因此，电池控制组件可适配于不同的AC充电情况。
在一示例中，第一端经由第三端开关和第四端开关串联地电连接。这进一步增强了电池控制组件相对于不同AC充电情况的灵活性。
在一示例中，每个控制单元串包括内部连接终端，并且内部连接终端经由相应第一内部开关和相应第二内部开关串联地电连接。这对于在4WD车辆中选择性地使用电池控制组件是有用的。
在一示例中，一个内部连接终端或第一端中的至少一个电连接到第一DC充电和放电终端。因此，有利于电连接到电池控制组件的电池电芯的DC充电。
在另一示例中，第一端中的至少一个和/或第二端中的至少一个连接到第二DC充电和放电终端。此配置也促进DC充电。
根据第二方面，提供了用于电动车辆的电传动系，具有根据本公开的电池控制组件。这样的传动系可非常灵活地使用，即可在大量的应用场景中使用，诸如DC充电、AC充电、AC放电和DC放电。
在一示例中，电传动系包括经由第一AC机终端电连接到电池控制组件的第一AC电机，和/或经由第二AC机终端连接到电池控制组件的第二AC电机。因此，传动系适用于4WD车辆和2WD车辆。需要注意的是，电池控制组件在此情况下不需要改变。
在另一示例中，单个电池电芯或电池电芯的组电连接到电芯级控制单元中的每一个。电池电芯和电池控制组件可因此形成电池系统或电池组。这样的电池系统基本上形成一个安装单元，并且因此易于操纵和组装到对应的车辆内。
应当注意，以上示例可彼此结合，而与所涉及的方面无关。相应地，电池控制组件可与电传动系的特征结合，并且同样地，电传动系可与以上关于电池控制组件描述的特征结合。
本公开的这些和其他方面将从下文描述的示例中变得明显并且参考下文描述的示例进行阐明。
附图说明
下面将参照附图描述本公开的示例。
图1示出了根据第一示例的电传动系，具有根据第一示例的电池控制组件，
图2以孤立的表示示出了图1的电池控制组件的电芯级控制单元，
图3示出了表示根据第一示例的电池控制组件的控制逻辑的表，
图4示出了根据第二示例的电传动系，具有根据第二示例的电池控制组件，
图5示出了表示根据第二示例的电池控制组件的控制逻辑的表，
图6示出了根据第三示例的电传动系，具有根据第三示例的电池控制组件，以及
图7示出了表示根据第三示例的电池控制组件的控制逻辑的表。
附图仅仅是示意性表示并且仅用于说明本公开的示例。原则上相同或等效的元件具有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出了用于2WD电动车辆的电传动系10。在本示例中，可驱动电动车辆的后轴。
电传动系10包括AC电机12，其在本示例中是永磁同步机(PMSM)。可替代地，可使用是异步电动机(ASM)的AC电机。由于AC电机12驱动后轴，因此也可称为电动后轴驱动(ERAD)。
此外，AC电机12是三相AC电机。
在本公开的剩余部分中，AC电机12被指定为第二AC电机。
传动系10还包括电池14，其在图1中仅由形成电池14的多个电池电芯16示意性地表示。为了更好的可见性，仅图1中的一些电池电芯16配备有附图标记。
此外，电传动系包括电池控制组件18。
电池14和电池控制组件18一起形成电池系统19。
AC电机12经由电池控制组件18连接到由电池电芯16形成的电池14。
更详细地，AC电机12经由电池控制组件18的对应AC机终端12a、12b、12c电连接到电池控制组件18。
就电池14而言，电池电芯16布置在电池电芯16的组20中。在图1的示例中，每个组20包括串联地电连接的四个电池电芯16。
如果假设每个电池电芯16可提供3.7V的电压，那么包括四个电池电芯16的组20将提供14.8V的电压。
重要的是要注意，具有四个电池电芯的组20纯粹是说明性的。取决于目标应用，可调整形成组20的电池电芯的数量，使得实现对应电池系统的期望电压分辨率和性能。其他示例性组包括三个、两个或甚至单个电池电芯16。
电池控制组件18包括多个电芯级控制单元22。
电芯级控制单元22中的每一个电连接到相关联的电池电芯16的组20。这可在图2中最佳地看到。
此外，电芯级控制单元22中的每一个包括电芯级开关单元24，该电芯级开关单元能够作为电芯级逆变器操作。
为此，开关单元24使用相关联的电池电芯16的组20的DC电压作为输入电压。
作为输出接口，开关单元24具有两个输出终端24a、24b，其也用作电芯级控制单元22的输出终端。因此，输出终端24a、24b用于连接电芯级控制单元22到一个或两个相邻电芯级控制单元22。
在开关单元24内，输出终端24a经由由晶体管实现的第一开关连接到电池电芯16的组20的正极。可附加地，输出终端24a经由也由晶体管实现的第二开关连接到电池电芯16的组20的负极。
以相同的方式，输出终端24b经由由晶体管实现的第三开关连接到电池电芯16的组20的正极。此外，输出终端24b经由也由晶体管实现的第四开关连接到电池电芯16的组20的负极。
因此，通过相应地控制开关，开关单元24可作为逆变器操作。
当然，也可通过将终端24a经由第一开关连接到电池电芯16的组20的正极来在终端24a、24b处提供DC电压。第二开关在此配置中打开。终端24b经由第四开关连接到电池电芯16的组20的负极。同时，第三开关打开。
显然，如果第二开关和第三开关闭合并且第一开关和第四开关打开，则在终端24a、24b处也可提供相反极性的DC电压。
此外，电池电芯16的组20可通过打开所有开关而从电池控制组件22电断开。
如果通过闭合第一和第三开关将终端24a、24b两者连接到电池电芯16的组20的正极，或者如果通过闭合第二和第四开关将终端24a、24b两者连接到电池电芯16的组20的负极，也可实现所谓的旁路模式。
开关单元24包括用于以上述方式控制开关的控制单元26。
在电池控制组件18中，所述多个电芯级控制单元22布置成三个控制单元串28、30、32。
在控制单元串28、30、32中的每一个内，电芯级控制单元22经由相应终端24a、24b串联地电连接(结合地参见图1和图2)。
控制单元串28、30、32中的每一个包括相应第一端28a、30a、32a和相应第二端28b、30b、32b。
第二端28b、30b、32b相对于相应第一端28a、30a、32a电相反地布置。
此外，控制单元串28、30、32中的每一个包括内部连接终端28c、30c、32c，其布置成使得形成相应控制单元串28、30、32的部分的电芯级控制单元22的部份布置在内部连接终端28c、30c、32c的各侧上。
此外，第二端28b、30b、32b中的每一个电连接到AC机终端12a、12b、12c中的相应一个，在本示例中，AC电机12连接到该AC机终端。
更详细地，第二端28b电连接到AC机终端12a，第二端30b电连接到AC机终端12b并且第二端32b电连接到AC机终端12c。
每个控制单元串28、30、32的第一端28a、30a、32a电连接到对应的AC充电终端34a、34b、34c。
更详细地，第一端28a经由AC终端开关36a电连接到AC充电终端34a。
第一端30a经由AC终端开关36b电连接到AC充电终端34b。
第一端32a经由AC终端开关36c电连接到AC充电终端34c。
可附加地，第二端28b经由中性终端开关40电连接到中性终端38。
AC充电终端34a、34b、34c和中性终端38一起形成AC充电接口42。
可附加地，第一端32a电连接到第一DC充电和放电终端44a。
在此电连接中，提供第一DC充电开关46a，使得第一端32a经由第一DC充电开关46a电连接到第一DC充电和放电终端44a。
此外，第二端32b电连接到第二DC充电和放电终端44b。
如前所述，在此电连接中提供开关。因此，提供第二DC充电开关46b，使得第二端32b经由第二DC充电开关46b电连接到第二DC充电和放电终端44b。
第一DC充电和放电终端44a和第二DC充电和放电终端44b一起形成电池控制组件18的DC充电和放电接口48。
可附加地，控制单元串28、30、32中的每一个包括具有相应第一DC输出终端和相应第二DC输出终端的数个DC输出接口。这以用于控制单元串28的示例性方式进行解释。控制单元串30和32以相同的方式配置。
在第一控制单元串28中，数个电芯级控制单元包括总体地标记为50的DC输出接口，其具有第一DC输出终端50a和第二DC输出终端50b。为了更好的可见性，仅一些第一DC输出终端50a和仅一些第二DC输出终端50b配备有附图标记。
DC输出接口50可配置为用于提供与相关联的电池电芯16的组20的电压对应的电压，例如如上所述的14.8V。然而，如果电芯级控制单元22包括DC-DC转换器，则可在DC输出接口50处提供任何期望的DC电压。DC输出接口50可用于为电动车辆内的辅助驱动供电。
可附加地，控制单元串28、30、32中的每一个包括另外的DC输出接口52，其具有相应第一DC输出终端52a和相应第二DC输出终端52b。这以用于控制单元串28的示例性方式进行解释。控制单元串30和32以相同的方式配置。
与如前所述的DC输出接口50相比，另外的DC输出接口52由串联地电连接的邻近电芯级控制单元22的组形成。
另外的DC输出接口52因此配置为用于提供对应于相关联的电池电芯16的组20的电压的倍数的电压。可替代地，在电芯级控制单元中的至少一个包括DC-DC转换器的情况下，可在DC输出接口52处提供任何期望的DC电压。
在一示例中，27组20可串联地连接以便提供约400V的DC电压。这样的DC输出接口可用于为电动车辆的空调、通风单元或发热单元供电。在另一示例中，三组20可串联地连接以便提供约44V的DC电压。如果使用DC-DC转换器，也可提供48V。这样的DC输出接口可用于为电动车辆的前灯和/或尾灯供电。当然，可通过串联地连接适当数量的组20来实现不同幅度的DC电压。
在图1的示例中，该三个控制单元串28、30、32的第二端28b、30b、32b经由第一端开关54和第二端开关56串联地电连接。
此外，该三个控制单元串28、30、32的第一端28a、30a、32a经由第三端开关58和第四端开关60串联地电连接。
电池控制组件18可因此控制，如将结合图3所示的表解释的那样。在头列中，注意配备有这样的电池控制组件18的电动车辆的不同使用情况。在相应列的头行中，标识了电池控制组件18的不同开关。
图3中的表因此示出了对应的开关状态，其中，“1”意味着对应的开关闭合，即形成电连接。空表元素意味着对应的开关打开，即形成电中断。
假设开关默认打开。
如果电动车辆停放，则包含电池控制组件18的电池系统19被切换关闭。这意味着所有开关都打开，即形成电中断。
如果车辆停放并且处于车间服务模式，情况也是如此。同样在此用例中，所有开关都打开，即形成电中断。当然，这不排除在车间中一个或多个开关闭合用以执行关于电池系统19的诊断程序的可能性。
在开始驱动之前，车辆可进入待机模式，其中，必须切换开启电池系统19。在此用例中，第三端开关58和第四端开关60闭合。
在驱动模式中，第三端开关58和第四端开关60也闭合。因此，AC电机12可由电池14供电。
通过闭合第三端开关58和第四端开关60，在第一端30a处产生中性点。此时，在操作AC电机12时，电流总和为零。因此，需要闭合第三端开关58和第四端开关60用以完成此类型的电流抵消。
电池控制组件18还供应DC充电功能。因此，配备有其的车辆可处于DC充电模式，其中，充电电压例如为400V。在此模式下，第一端开关54、第二端开关56、第三端开关58和第四端开关60闭合。此外，第一DC充电开关46a和第二DC充电开关46b闭合。因此，当从DC充电和放电终端44a、44b的角度来看时，控制单元串28、30、32并联地连接。
车辆也可使用不同的充电电压充电，例如800V。与以400V来DC充电相比，开关的位置保持不变。
可替代地，车辆可使用AC充电。在第一用例中，只有一个相可适用于AC充电。在当前示例中，它是连接到AC充电终端34a的相。因此，AC终端开关36a闭合。此外，第一端开关54、第二端开关56、第三端开关58和第四端开关60闭合。中性终端开关40也闭合。因此，从AC充电终端34a和中性终端38的角度来看，控制单元串28、30、32并联地电连接并且对应的电池电芯16或电池电芯16的组20在此配置中被充电。电芯级控制单元22在此上下文中作为整流器操作。
如果三相可适用于AC充电，则第一端开关54和第二端开关56闭合。此外，AC终端开关36a、36b、36c和中性终端开关40闭合。因此，控制单元串28电连接到AC充电终端34a，控制单元串30电连接到AC充电终端34b，并且控制单元串32电连接到AC充电终端34c。所有控制单元串28、30、32都电连接到中性终端38。
图4示出了根据第二示例的电传动系10，其具有根据第二示例的电池控制组件18。在下文中，将仅解释相对于根据第一示例的具有根据第一示例的电池控制组件18的电传动系10的不同之处。
在第二示例中，第一端28a、30a、32a中的每一个可附加地电连接到相应AC机终端62a、62b、62c。
在此上下文中，AC机终端62a经由AC机终端开关64a连接到第一端28a。
以相同的方式，AC机终端62c经由AC机终端开关64c连接到第一端32a。
AC机终端62b直接地连接到第一端30a，即没有开关。
在根据第二示例的传动系10中，AC电机66连接到AC机终端62a、62b和62c。
AC电机66是三相电机。
在根据第二示例的传动系10中，AC电机66是异步电机。
AC电机66驱动前轴，并且因此也可被称为电动前轴驱动(EFAD)。
在第二示例中，AC电机66被指定为第一AC电机并且AC电机12被指定为第二AC电机。
与第一示例的另一不同在于，在第二示例中，内部连接终端28c、30c、32c经由相应的第一内部开关68和相应的第二内部开关70串联地电连接。
图5中的表再次示出了电池控制组件18的开关的开关状态，其中，“1”意味着对应的开关闭合，即形成电连接。空表元素意味着对应的开关打开，即形成电中断。假设开关默认打开。
如果车辆停放，则包含电池控制组件18的电池系统19被切换关闭。这意味着所有开关都打开，即形成电中断。
如果车辆停放并且处于车间服务模式，情况也是如此。另外在此用例中，所有开关都打开，即形成电中断。
在开始驱动之前，车辆可进入待机模式，其中，必须切换开启电池系统19。在此用例中，第三端开关58和第四端开关60闭合。因此，电池控制系统18配置为用于驱动第二AC电机12。如前所述，在此配置中，中性点形成在第一端30a处。
在2WD驱动模式中，第三端开关58和第四端开关60也闭合。因此，AC电机12可由电池14供电。
注意，还可提供替代的2WD驱动模式，其中，第一内部开关68和第二内部开关70闭合，而不是第三端开关58和第四端开关60。这样做时，由于控制单元串28、30、32的操作部份包括较少的晶体管，所以控制单元串28、30、32中的每一个中的损耗被减少。
车辆也可在4WD驱动模式下操作。然后，第一内部开关68、第二内部开关70、AC机终端开关64a和AC机终端开关64c闭合。
为了将第一AC电机66电连接到电池控制组件18，明显地需要闭合AC机终端开关64a、64c。
通过闭合第一内部开关68和第二内部开关70，电池控制组件18和对应的电池电芯16或电池电芯的组组20被分成两部份。
在图4中，其第一部份表示在内部连接终端28c、30c、32c下方。此部份用于为第一AC电机66供电。现在在内部连接终端30c处形成中性点。
在图4中，第二部份表示在内部连接终端28c、30c、32c上方。此部份用于为第二AC电机12供电。中性点也形成在内部连接终端30c处。
电池控制组件18还供应DC充电功能。因此，配备有其的车辆可处于DC充电模式，其中，充电电压例如为400V。在此模式下，第一端开关54、第二端开关56、第三端开关58和第四端开关60闭合。此外，第一DC充电开关46a和第二DC充电开关46b闭合。因此，当从DC充电和放电终端44a、44b的角度来看时，控制单元串28、30、32并联地连接。
车辆也可使用不同的充电电压充电，例如800V。与以400V来DC充电相比，开关的位置保持不变。
可替代地，车辆可使用AC充电。在第一用例中，只有一个相可适用于AC充电。在当前示例中，它是连接到AC充电终端34a的相。因此，AC终端开关36a闭合。此外，第一端开关54、第二端开关56、第三端开关58和第四端开关60闭合。中性终端开关40也闭合。因此，相应控制单元串28、30、32的电池电芯16或电池电芯的组20并联地充电。
如果三相可适用于AC充电，则仅第一端开关54和第二端开关56闭合。此外，AC终端开关36a、36b、36c和中性终端开关40闭合。
图6示出了根据第三示例的电传动系10，其具有根据第三示例的电池控制组件18。同样，电池控制组件18形成电池系统19的部分，该电池系统是电传动系10的部分。在下文中，将仅解释相对于根据第一示例的具有根据第一示例的电池控制组件18的电传动系10和根据第二示例的具有根据第二示例的电池控制组件18的电传动系10的不同之处。
与先前的示例相比，第三示例的电池控制组件18不包括AC机终端。
因此，在第三示例中，电机可通过使用第一DC充电和放电终端44a和第二DC充电和放电终端44b连接到电池控制组件。可理解，如果AC电机连接到DC充电和放电终端44a、44b，则需要插入逆变器单元。
此外，在第三示例中，与先前的示例相比，第四端开关60缺失。
可附加地，控制单元串28、30、32到AC充电接口42的连接被变化。为此，现在相应第一端28a、30a、32a表示在图6的顶部，其中，相应第二端28b、30b、32b表示在图6的下部。
此外，在第三示例中，内部连接终端30c经由第一DC充电开关46a电连接到第一DC充电和放电终端44a。
第二DC充电和放电终端46b经由第二DC充电开关46b连接到第二端32b。
可附加地，第二DC充电和放电终端46b经由第三DC充电开关46c电连接到第一端28a。
图7中的表再次示出了电池控制组件18的开关的开关状态，其中，“1”意味着对应的开关闭合，即形成电连接。空表元素意味着对应的开关打开，即形成电中断。假设开关默认打开。
如果车辆停放，则包含电池控制组件18的电池系统19被切换关闭。这意味着所有开关都打开，即形成电中断。
此外，在第三示例中，电池控制组件18供应电池组发热功能。在此用例中，DC充电开关46b、46c闭合。第一端开关54和第三端开关58也闭合。因此，所有控制单元串28、30、32串联地电连接并形成短路。这导致产生期望的热量。
在使用电机或用于电机的逆变器的驱动模式下，该电机连接到第一DC充电和放电终端44a以及第二DC充电和放电终端44b，可附加地，第一DC充电开关46a闭合。因此，DC充电开关46a、46b、46c、第三端开关58和第一端开关54闭合。所述三个控制单元串28、30、32因此被细分为并联地电连接的两部份。第一部份包括控制单元串28和表示在内部连接终端30c下方的控制单元串30的部份。第二部份包括控制单元串32和表示在内部连接终端30c上方的控制单元串30的部份。
电池控制组件18还供应DC充电功能。因此，配备有其的车辆可处于DC充电模式，其中，充电电压例如为400V。充电电压由DC充电和放电终端44a、44b供给。
在此模式中，切换情况与在驱动模式中相同。唯一的不同是功率流是逆变的。
还可使用不同的充电电压对车辆进行充电，例如800V。与以400V来DC充电相比，开关的位置保持不变。
可替代地，车辆可使用AC充电。在第一用例中，只有一个相可适用于AC充电。在当前示例中，它是连接到AC充电终端34a的相。因此，AC终端开关36a闭合。此外，第一端开关54、第三端开关58闭合。中性终端开关40也闭合。因此，控制单元串28、30、32串联地连接。
如果三个相可适用于AC充电，则第一端开关54和第二端开关56闭合。此外，AC终端开关36a、36b、36c和中性终端开关40闭合。因此，控制单元串28、30、32中的每一个电连接到AC终端开关36a、36b、36c中的一个。
注意，三个控制单元串28、30、32中的电芯级控制单元22的电布置不一定意味着它们以相同的方式机械地定位。以图6的电池控制组件18为说明性示例，控制单元串28的电芯级控制单元22和表示在内部连接终端30c下方的控制单元串30的电芯级控制单元22可机械地布置在一排中，而剩余的电芯级控制单元22可布置在单独的第二排。
本领域技术人员在实践要求保护的公开时，通过对附图、公开和所附权利要求的研究，可理解和实现对公开示例的其他变化。在权利要求中，词语“包括(comprising)”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一个(a)”或“一个(an)”不排除多个。单个处理器或其他单元可实现权利要求中记载的数个项或步骤的功能。在相互不同的从属权利要求中列举了某些措施这一事实并不表明这些措施的组合不能被有利地使用。计算机程序可存储/分布在合适的介质上，诸如与其他硬件一起供给或作为其部分供给的光存储介质或固态介质，但也可以其他形式分布，诸如经由互联网或其他有线或无线电信系统。权利要求中的任何参考符号不应被解释为限制权利要求的范围。
附图标记列表
10 电传动系
12 AC电机
12a AC机终端
12b AC机终端
12c AC机终端
14 电池
16 电池电芯
18 电池控制组件
19 电池系统
20 电池电芯的组
22 电芯级控制单元
24 开关单元
26 控制单元
28 控制单元串
28a第一端
28b第二端
28c内部连接终端
30 控制单元串
30a 第一端
30b 第二端
30c 内部连接终端
32 控制单元串
32a 第一端
32b 第二端
32c 内部连接终端
34a AC充电终端
34b AC充电终端
34c AC充电终端
36a AC终端开关
36b AC终端开关
36c AC终端开关
38 中性终端
40 中性终端开关
42 AC充电接口
44a 第一DC充电和放电终端
44b 第二DC充电和放电终端
46a 第一DC充电开关
46b 第二DC充电开关
46c 第三DC充电开关
48 DC充电和放电接口
50 DC输出接口
50a 第一DC输出终端
50b 第二DC输出终端
52 DC输出接口
52a 第一DC输出终端
52b 第二DC输出终端
54 第一端开关
56 第二端开关
58 第三端开关
60 第四端开关
62a AC机终端
62b AC机终端
62c AC机终端
64a AC机终端开关
64c AC机终端开关
66 AC电机
68 第一内部开关
70 第二内部开关

Claims (15)

1.用于电池系统(19)的电池控制组件(18)，该电池控制组件(18)包括：
多个电芯级控制单元(22)，电芯级控制单元(22)中的每一个能够电连接到相关联的单个电池电芯(16)或到相关联的电池电芯(16)的组(20)，并且电芯级控制单元(22)中的每一个包括电芯级开关单元(24)，所述电芯级开关单元能够作为电芯级逆变器操作，
所述多个电芯级控制单元(22)布置成三个控制单元串(28、30、32)，每个控制单元串(28、30、32)的电芯级控制单元(22)串联地电连接，并且控制单元串(28、30、32)中的每一个包括第一端(28a、30a、32a)和第二端(28b、30b、32b)，第二端(28b、30b、32b)相对于第一端(28a、30a、32a)电相反地布置，
每个控制单元串(28、30、32)的第一端(28a、30a、32a)电连接到对应的AC充电终端(34a、34b、34c)，
所述三个控制单元串(28、30、32)的第二端(28b、30b、32b)经由第一端开关(54)和第二端开关(56)串联地电连接，以及
控制单元串(28、30、32)中的至少一个包括内部连接终端(28c、30c、32c)，所述内部连接终端布置成使得形成相应控制单元串(28、30、32)的部分的至少一个电芯级控制单元(22)布置在内部连接终端(28c、30c、32c)的各侧上，内部连接终端(28c、30c、32c)能够连接到DC充电或放电终端(44a、44b)或另外的内部连接终端(28c、30c、32c)。
2.根据权利要求1所述的电池控制组件(18)，其中，每个第一端(28a、30a、32a)经由相应AC终端开关(36a、36b、36c)电连接到相应AC充电终端(34a、34b、34c)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的电池控制组件(18)，其中，第二端(28b、30b、32b)中的至少一个经由中性终端开关(40)电连接到中性终端(38)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电池控制组件(18)，其中，第一端(28a、30a、32a)中的每一个电连接到相应第一AC机终端(62a、62b、62c)，用以连接第一AC电机(66)到电池控制组件(18)。
5.根据权利要求4所述的电池控制组件(18)，其中，第一端(28a、30a、32a)中的至少两个经由相应第一AC机终端开关(64a)和相应第二AC机终端开关(64c)电连接到相应第一AC机终端(62a、62b、62c)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电池控制组件(18)，其中，第二端(28b、30b、32b)中的每一个电连接到相应第二AC机终端(12a、12b、12c)，用以连接第二AC电机(12)到电池控制组件(18)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电池控制组件(18)，其中，控制单元串(28、30、32)中的至少一个包括DC输出接口(50、52)，所述DC输出接口具有第一DC输出终端(50a、52a)和第二DC输出终端(50b、52b)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电池控制组件(18)，其中，第一端(28a、30a、32a)中的至少两个经由第三端开关(58)电连接。
9.根据权利要求8所述的电池控制组件(18)，其中，第一端(28a、30a、32a)经由第三端开关(58)和第四端开关(60)串联地电连接。
10.根据前述权利要求中任一项所述的电池控制组件(18)，其中，每个控制单元串(28、30、32)包括内部连接终端(28c、30c、32c)，并且内部连接终端(28c、30c、32c)经由相应第一内部开关(68)和相应第二内部开关(70)串联地电连接。
11.根据前述权利要求中任一项所述的电池控制组件(18)，其中，一个内部连接终端(28c、30c、32c)或第一端(28a、30a、32a)中的至少一个电连接到第一DC充电和放电终端(44a)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的电池控制组件(18)，其中，第一端(28a、30a、32a)中的至少一个和/或第二端(28b、30b、32b)中的至少一个连接到第二DC充电和放电终端(44b)。
13.用于电动车辆的电传动系(10)，具有根据前述权利要求中任一项所述的电池控制组件(18)。
14.根据权利要求13所述的电传动系(10)，包括：
第一AC电机(66)，所述第一AC电机经由第一AC机终端(62a、62b、62c)电连接到电池控制组件(18)，
和/或
第二AC电机(12)，所述第二AC电机经由第二AC机终端(12a、12b、12c)电连接到电池控制组件(18)。
15.根据权利要求13或权利要求14所述的电传动系(10)，其中，单个电池电芯(16)或电池电芯(16)的组(20)电连接到电芯级控制单元(22)中的每一个。
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