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带有 能量 存储器的车辆

阅读：609发布：2024-02-17

专利汇可以提供带有能量存储器的车辆专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种带有能量存储器 (20)的车辆(10)具有驱动器逆变器(14)和充电单元(70)，该能量存储器(20)具有第一控制装置(22)、模块 (40)、开关装置(58)和两个第一电极 (27，28)，该驱动器逆变器(14)联接在这些第一电极(27，28)处，这些模块(40)分别具有能量存储单元(50)，并且该开关装置(58)在这些模块(40)之间具有连接件(25)且具有设置在这些连接件(25)处的第一开关器(62)，以便能够取决于这些第一开关器(62)的状态实现这些模块(40)的不同的连接和这些第一电极(27，28)处的不同的电压 (U)，这些模块(40)的不同的连接能够实现由以下项组成的连接组中的至少两种连接：-两个模块(40)的并联连接，-两个模块(40)的串联连接，-桥接至少一个模块(40)，并且该第一控制装置(22)构造成取决于电压额定值(U_S)来操控该开关装置(58)，以便取决于该电压额定值(U_S)来影响这些第一电极(27，28)处的电压(U)。，下面是带有能量存储器的车辆专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种车辆(10)，带有能量存储器(20)、驱动器逆变器(14)和充电单元(70)，该能量存储器(20)具有第一控制装置(22)、模块(40)、开关装置(58)和两个第一电极(27，28)，该驱动器逆变器(14)联接在这些第一电极(27，28)处，
这些模块(40)分别具有能量存储单元(50)，并且该开关装置(58)在这些模块(40)之间具有连接件(25)且具有设置在这些连接件(25)处的第一开关器(62)，以便能够取决于这些第一开关器(62)的状态实现这些模块(40)的不同的连接和这些第一电极(27，28)处的不同的电压(U)，
这些模块(40)的不同的连接能够实现由以下项组成的连接组中的至少两种连接：
-两个模块(40)的并联连接，
-两个模块(40)的串联连接，
-桥接至少一个模块(40)，
并且该第一控制装置(22)构造成取决于电压额定值(U_S)来操控该开关装置(58)，以便取决于该电压额定值(U_S)来影响这些第一电极(27，28)处的电压(U)。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中该能量存储器具有两个第二电极(127，128)，这两个第二电极(127，128)能够与这些能量存储单元(50)中的至少一个相连，其中这些第二电极(127，128)处的最大电压小于这些第一电极(27，28)处的最大电压。
3.根据权利要求2所述的车辆，其中这些第二电极(127，128)能够经由该开关装置(58)与该至少一个能量存储单元(50)相连，以经由该开关装置(58)的这些第一开关器(62)影响这两个第二电极(127，128)处的电压。
4.根据权利要求3所述的车辆，其中该第一控制装置(22)构造成在第一状态(Z1)与第二状态(Z2)之间往复交替地切换该开关装置(58)，在该第一状态中，这两个第二电极(127，
128)与该至少一个能量存储单元(50)如此连接，使得该至少一个能量存储单元(50)在这两个第二电极(127，128)处引起电压，在该第二状态(Z2)中，这两个第二电极(127，128)如此连接，使得该至少一个能量存储单元(50)在这两个第二电极(127，128)处不引起电压或引起较小的电压，以平均而言在这两个第二电极(127，128)处提供比在该第一状态中该至少一个能量存储单元(50)的电压更小的电压。
5.根据权利要求2至4之一所述的车辆，其中在这两个第二电极(127，128)之间设置有电容器(166)，以使在这两个第二电极(127，128)处的电压变得平滑。
6.根据权利要求2至4之一所述的车辆，该车辆具有带有第一输入端和第一输出端的第一DC/DC转换器(19)，这些第一输入端直接或间接地与这两个第二电极(127，128)相连，以在这些第一输出端处提供附加的电压，该附加的电压优选地小于在这两个第二电极(127，
128)处的电压。
7.根据权利要求6所述的车辆，其中该第一DC/DC转换器(19)具有分离装置，该分离装置构造成在这些第一输入端和这些第一输出端之间促成电流分离，该分离装置优选地具有变压器或电容器。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的车辆，该车辆具有第二控制装置(21)，并且其中该驱动器逆变器(14)经由第一数据线路(23)与该第二控制装置(21)相连且构造成将第一数据信号(35)传输到该第二控制装置(21)处，并且该第二控制装置(21)构造成取决于该第一数据信号(35)将电压额定值(U_S)传递到该第一控制装置(22)处。
9.根据权利要求8所述的车辆，该车辆具有带有第二输入端和第二输出端的第二DC/DC转换器(16)，这些第二输入端直接或间接地与这两个第二电极(127，128)相连，该第二DC/DC转换器(16)经由第二数据线路(38)与该第二控制装置(21)相连且构造成将第二数据信号(37)传输到该第二控制装置(21)处，
并且该第二控制装置(21)构造成，取决于该第一数据信号(35)和该第二数据信号(37)给该第一控制装置(22)预设电压额定值(U_S)。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的车辆，其中该充电单元(70)具有充电端口(72)和带有第三输入端和第三输出端的AC/DC转换器(71)，这些第三输入端与该充电端口(72)相连，并且这些第三输出端与这些第一电极(27，28)相连。
11.根据权利要求10所述的车辆，其中在这些第三输出端与这些第一电极(27，28)之间设置有滤波器(162)。
12.根据权利要求10所述的车辆，其中该充电单元(70)具有电流调节器(80，82，84)和第一测量装置(74)以用于取决于充电电流(64)的大小来产生第一信号(I)，将作为额定值的电流调节器额定值(I_S)和作为实际值的该第一信号(I)供应给该电流调节器(80，82，
84)，该电流调节器(80，82，84)将该电压额定值(U_S)作为调整参数输出到该第一控制装置(22)处，以将该实际值(I)调节到该额定值(I_S)。
13.根据权利要求12所述的车辆，其中取决于在这些第三输出端处的电压(U1)来预设该实际值(I)。
14.根据权利要求13所述的车辆，其中预设在该实际值(I)与这些第三输出端处的电压(U_S)之间的相位差(phi)，以影响功率因数。
15.根据权利要求14所述的车辆，其中能够通过发送器(78)给该电流调节器(80，82，
84)可变地预设该相位差(phi)。
16.根据权利要求10所述的车辆，其中该AC/DC转换器(71)通过以下方式构造，使得该驱动器逆变器(14)在相反的方向上用于充电过程。
17.根据权利要求16所述的车辆，其中该充电端口(72)具有用于零线(N)的第一联接点，并且其中该第一联接点经由二极管或经由开关器与这两个第一电极(27，28)相连。
18.根据权利要求10所述的车辆，其中该充电端口(72)具有用于直流电压的第一充电端口单元(72.1)和用于交流电压的第二充电端口单元(72.2)，该第一充电端口单元(72.1)至少部分地与该驱动器逆变器(14)的直流侧连接，并且该第二充电端口单元(72.2)至少部分地与该驱动器逆变器(14)的交流侧连接。
19.根据权利要求10所述的车辆，其中该AC/DC转换器(71)具有四个支路，以便能够可选地连接三相的交流电信号或单相的交流电信号。
20.根据权利要求10所述的车辆，其中该AC/DC转换器(71)构造成有源的或无源的。

说明书全文

带有能量 存储器的车辆

技术领域

[0001] 本发明涉及一种带有能量存储器的车辆。

背景技术

[0002] 传统的电动车辆(电池-电动车辆、混合动力车辆、燃料电池车辆等等)通常具有由固定地以预设的串联-并联配置接线的单个电池单元形成的大型能量存储器(电池)。固定的接线确定在电池组完全充电(或者在燃料电池单元的情况下反应物的最优浓度)的情况下系统的最大电压。如果电池的充电状态下降或负载电流大幅度上升或上升到高的值，则固定接线的电池组的电压可能最多下降50％。

[0003] 许多车辆因此在电池与驱动器逆变器之间使用DC/DC转换器，以提升电压且不受影响地尽可能保持电压恒定。但是，附加的DC/DC转换器产生显著的附加损失，要求结构空间且增加了车辆的总重量和制造成本。此外，附加的DC/DC转换器作为带有大功率的经调时的转换器造成显著的电磁发射，该电磁发射必须被过滤。此外，DC/DC转换器不能解决固定接线的电池组的基本问题：电池单元和燃料电池单元的由制造引起的公差如此大，以至于其特性如电流能力、损耗行为、内阻、时间常数和容量甚至老化都极其分散。

[0004] 在固定接线的电池组中，最弱的电池单元决定整个电池的特性(例如电流能力、发热、容量等等)。如果最小的电池单元是空的，则必须结束所有电池单元的放电。如果损耗最大的电池单元到达其热量上限，则该电池单元不能够单独地去负载，并且必须减小所有电池单元的总负载。

[0005] 电池组具有的电池单元越多，就越有可能使电池组的有效功率远低于所有电池单元的平均值。如果采用特性的高斯分布，则分布的边缘的影响变得更强，因为在电池组中具有这些边缘的一些代表的可能性增加。

[0006] 电池组的充电通常经由一个或多个单独的充电设备进行，其将交流电压(在欧洲230V、在美国110V或作为分相端口2×110V＝240V)或三相电流(在欧洲400V，在美国介于
208V和480V之间的各种电压、在加拿大575V等等)利用充电调节(电流调节和/或电压调节)转变为用于电池组的直流电压。当前存在的快速充电站对应于各种标准且输出不同的电压，其中以～400V的直流电压为主。但是在过去几年中在电动车辆中使用的电池电压增大，例如当前增大到800V。当前存在的基础设施的充电站的电压常常不足以给这样的电池充电。为了能够在充电站处用较低的充电电压给这些电池充电，较大的附加耗费是必要的，例如对电压进行适配的附加的高功率直流电压转换器。

[0007] 此外,具有当前典型地在48V至1000V之间的电压的驱动电池在大多数情况下是用于车辆中其他部件的唯一或(在混合动力的情况下)最高效的能量源。大量独立的功率电子部件必须使大范围波动的电池电压匹配于各种其他的系统。车载电网的供给，例如12V和/或48V(只要后者不是带有电池的驱动电网)，通常即使在混合动力的情况下也用内燃发动机进行，而非经由发电机(“交流发电机”)或经由直流电压转换器从驱动电池进行。

[0008] 当今电动车辆的用于驱动的发动机通常是多相的交流电发动机，常常具有三个或更多个相，并且它们需要逆变器，该逆变器将电池组的直流电压转变为交流电压。用于机器的电压以及电压和电流的频率在此根据工作点(速度和加速度)持续地变化，使得持续的再调节是必要的。由于老化过程，固定接线的电池组的电压随着时间的流逝而下降。在较大负载的情况下，电压此外短暂地(在高负载期间并且根据电池类型为数秒至几分钟)中断，直至电压再次返回到下降的轨线上。

[0009] 驱动器逆变器通过切换调制例如脉冲宽度调制(PWM)从变化的直流电压中产生用于驱动机器的交流电压。但是正是在交流电压的低幅度远小于DC输入电压的情况下，通过在逆变器中的半导体开关器的最大通断比给出的调制指数非常小。在小调制指数的情况下，DC电压下降到AC电压的低电压水平并且交流电压的电压和电流品质尤其由于大的电流脉动幅度而下降。此外，逆变器的调节精度在小调制指数的情况下下降，从而调节质量下降并且机器的工作点发生波动或者不能够稳定地调节。在当今的逆变器中，通常数字化地控制PWM，由此时间上的分辨能力受限。在8位的数字PWM的情况下，例如针对调制指数的256个分级是可行的，在12位的情况下，对应于4096个。在调制指数非常小的情况下，在该情况中正弦的精确描绘不再是可行的并且调制指数在转化为切换的信号之前已经具有量化伪象。

[0010] 从文件US 2010/261043 A1中已知一种带有多个电池单元的可重新配置的电池系统，在该电池系统中每个电池单元经由多个开关器与相邻的电池单元相连。一个控制单元控制开关器，以串联或并联连接电池单元，以满足一定的输出指标。

[0011] 文件US 2011/001442 A1公开了一种可重新配置的电池，其电池单元能够串联或并联布置，以提供不同的输出电压。

[0012] 从文件US 2014/183939 A1得到一种电池系统，该电池系统能够提供12V和48V的输出电压。电池管理系统(BMS)选择性地控制连接多少个模块并且当不是从所有模块提取电流时，提供较小的功率。

[0013] 文件WO 2016/174117 A1公开了一种带有电池模块的电池，这些电池模块能够动态地在串联和并联配置之间变换，以提供12V、24V、48V或60V的直流电压。

[0014] 从文件EP 2 879 266 A1中已知，动态地改变在电池单元堆叠中的电池单元的选择，以保证电池单元的均衡的放电。

发明内容

[0015] 本发明的目的是，提供一种新型的带有能量存储器的车辆。

[0016] 该目的通过如下项1的主题实现，如下项2-10为优选的实施方案。

[0017] 1.一种车辆，带有能量存储器、驱动器逆变器和充电单元，该能量存储器具有第一控制装置、模块、开关装置和两个第一电极，该驱动器逆变器联接在这些第一电极处，[0018] 这些模块分别具有能量存储单元，并且该开关装置在这些模块之间具有连接件且具有设置在这些连接件处的第一开关器，以便能够取决于这些第一开关器的状态实现这些模块的不同的连接和这些第一电极处的不同的电压，

[0019] 这些模块的不同的连接能够实现由以下项组成的连接组中的至少两种连接：

[0020] -两个模块的并联连接，

[0021] -两个模块的串联连接，

[0022] -桥接至少一个模块，

[0023] 并且该第一控制装置构造成取决于电压额定值来操控该开关装置，以便取决于该电压额定值来影响这些第一电极处的电压。

[0024] 2.根据前述项1所述的车辆，其中该能量存储器具有两个第二电极，这两个第二电极能够与这些能量存储单元中的至少一个相连，其中这些第二电极处的最大电压小于这些第一电极处的最大电压。

[0025] 3.根据前述项2所述的车辆，其中这些第二电极能够经由该开关装置与该至少一个能量存储单元相连，以经由该开关装置的这些第一开关器影响这两个第二电极处的电压。

[0026] 4.根据前述项3所述的车辆，其中该第一控制装置构造成在第一状态与第二状态之间往复交替地切换该开关装置，在该第一状态中，这两个第二电极与该至少一个能量存储单元如此连接，使得该至少一个能量存储单元在这两个第二电极处引起电压，在该第二状态中，这两个第二电极如此连接，使得该至少一个能量存储单元在这两个第二电极处不引起电压或引起较小的电压，以平均而言在这两个第二电极处提供比在该第一状态中该至少一个能量存储单元的电压更小的电压。

[0027] 5.根据前述项2至4之一所述的车辆，其中在这两个第二电极之间设置有电容器，以使在这两个第二电极处的电压变得平滑。

[0028] 6.根据前述项2至5之一所述的车辆，该车辆具有带有第一输入端和第一输出端的第一DC/DC转换器，这些第一输入端直接或间接地与这两个第二电极相连，以在这些第一输出端处提供附加的电压，该附加的电压优选地小于在这两个第二电极处的电压。

[0029] 7.根据前述项6所述的车辆，其中该第一DC/DC转换器具有分离装置，该分离装置构造成在这些第一输入端和这些第一输出端之间促成电流分离，该分离装置优选地具有变压器或电容器。

[0030] 8.根据前述项中任一项所述的车辆，该车辆具有第二控制装置，并且其中该驱动器逆变器经由第一数据线路与该第二控制装置相连且构造成将第一数据信号传输到该第二控制装置处，并且该第二控制装置构造成取决于该第一数据信号将电压额定值传递到该第一控制装置处。

[0031] 9.根据前述项8所述的车辆，该车辆具有带有第二输入端和第二输出端的第二DC/DC转换器，这些第二输入端直接或间接地与这两个第二电极相连，该第二DC/DC转换器经由第二数据线路与该第二控制装置相连且构造成将第二数据信号传输到该第二控制装置处，[0032] 并且该第二控制装置构造成，取决于该第一数据信号和该第二数据信号给该第一控制装置预设电压额定值。

[0033] 10.根据前述项中任一项所述的车辆，其中该充电单元具有充电端口和带有第三输入端和第三输出端的AC/DC转换器，这些第三输入端与该充电端口相连，并且这些第三输出端与这些第一电极相连。

[0034] 11.根据前述项10所述的车辆，其中在这些第三输出端与这些第一电极之间设置有滤波器。

[0035] 12.根据前述项10或11所述的车辆，其中该充电单元具有电流调节器和第一测量装置以用于取决于充电电流的大小来产生第一信号，将作为额定值的电流调节器额定值和作为实际值的该第一信号供应给该电流调节器，该电流调节器将该电压额定值作为调整参数输出到该第一控制装置处，以将该实际值调节到该额定值。

[0036] 13.根据前述项12所述的车辆，其中取决于在这些第三输出端处的电压来预设该实际值。

[0037] 14.根据前述项13所述的车辆，其中预设在该实际值与这些第三输出端处的电压之间的相位差，以影响功率因数。

[0038] 15.根据前述项14所述的车辆，其中能够通过发送器给该电流调节器可变地预设该相位差。

[0039] 16.根据前述项10至15之一所述的车辆，其中该AC/DC转换器通过以下方式构造，使得该驱动器逆变器在相反的方向上用于充电过程。

[0040] 17.根据前述项16所述的车辆，其中该充电端口具有用于零线的第一联接点，并且其中该第一联接点经由二极管或经由开关器与这两个第一电极相连。

[0041] 18.根据前述项10至17之一所述的车辆，其中该充电端口具有用于直流电压的第一充电端口单元和用于交流电压的第二充电端口单元，该第一充电端口单元至少部分地与该驱动器逆变器的直流侧连接，并且该第二充电端口单元至少部分地与该驱动器逆变器的交流侧连接。

[0042] 19.根据前述项10至18之一所述的车辆，其中该AC/DC转换器具有四个支路，以便能够可选地连接三相的交流电信号或单相的交流电信号。

[0043] 20.根据前述项10至19之一所述的车辆，其中该AC/DC转换器构造成有源的或无源的。

[0044] 车辆具有能量存储器、驱动器逆变器和充电单元。该能量存储器具有第一控制装置、模块、开关装置(Verschaltvorrichtung)和两个第一电极，驱动器逆变器连接在这些第一电极处。这些模块分别具有能量存储单元，并且该开关装置在这些模块之间具有连接件且具有设置在这些连接件处的第一开关器，以便能够取决于这些第一开关器的状态实现这些模块的不同的连接和这些第一电极处的不同的电压。这些模块的不同的连接能够实现由以下项组成的连接组中的至少两种连接：

[0045] -两个模块的并联连接，

[0046] -两个模块的串联连接，

[0047] -桥接至少一个模块，

[0048] 并且该第一控制装置构造成，取决于电压额定值来操控该开关装置，以便取决于该电压额定值来影响这些第一电极处的电压。

[0049] 这样的能量存储器与驱动器逆变器和充电单元共同构成有利的组合，该组合一方面能够实现电极处的高电压品质，且另一方面还能够实现电压对实际的要求的匹配。

[0050] 根据一种优选的实施方式，在该车辆中该能量存储器具有两个第二电极，这两个第二电极能够与这些能量存储单元中的至少一个连接，其中这些第二电极处的最大电压小于这些第一电极处的最大电压。通过除第一电极之外还设置第二电极，能量存储器能够输出不同的电压且由此同时对不同的耗电器进行供应。这节省空间和重量。

[0051] 根据一种优选的实施方式，第二电极处的最大电压为120V或更小。工业领域中的保护性低电压的等价定义在120V下终止，并且最高120V的电压范围因此是优选的。

[0052] 根据一种优选的实施方式，第二电极处的最大电压为60V或更小。根据不同的车辆标准，60V的电压小于保护性低电压。因此，直至该电压，不必使用高伏范围的安全标准。这尤其涉及在制造时或在维修中的绝缘、绝缘距离、测试电压、接触安全性和工作人员的培训和资格认证。在48V的范围中的电压是特别令人感兴趣的。该电压例如在标准VDA320中提及，其中20V至60V的范围作为必要时要容许的欠压或者超压范围给出，以包含电池电压的波动。同样限定了没有功能限制的36V至52V的范围和带有可能的功能限制的24V至54V的范围。

[0053] 根据一种优选的实施方式，这些第二电极能够经由开关装置与至少一个能量存储单元相连，以经由该开关装置的这些第一开关器影响两个第二电极处的电压。开关装置能够由此双重利用，一方面用于产生第一电极处的电压并且附加地还用于第二电极处的电压。

[0054] 根据一种优选的实施方式，该第一控制装置构造成在第一状态与第二状态之间往复交替地切换该开关装置，在该第一状态中，这两个第二电极与该至少一个能量存储单元如此连接，使得该至少一个能量存储单元在这两个第二电极处引起电压，在该第二状态中，这两个第二电极如此连接，使得该至少一个能量存储单元在这两个第二电极处不引起电压或引起较小的电压，以平均而言在这两个第二电极处提供比在该第一状态中该至少一个能量存储单元的电压更小的电压。单独的能量存储单元例如具有20V或40V的电压。因此，为了产生例如12V的电压，可以有利地在不同的状态之间变换，以平均而言促成相应的低电压。当在能量存储单元的20V的基础电压的情况下例如应产生48V的电压时，可以在两个和三个能量存储单元的串联连接之间变换。

[0055] 根据一种优选的实施方式，在这两个第二电极之间设置有电容器，以使这两个第二电极处的电压变得平滑。尤其在通过开关装置经调时地连接能量存储单元时，设置电容器以使电压变得平滑是有利的。

[0056] 根据一种优选的实施方式，该车辆具有带有第一输入端和第一输出端的第一DC/DC转换器，这些第一输入端直接或间接地与这两个第二电极连接，以在这些第一输出端处提供附加的电压，该附加的电压优选地小于这两个第二电极处的电压。通过设置DC/DC转换器，可以在第二电极处的电压之外产生附加的电压。这使得在能量存储器之内的连接变得简单。但是替代地可能的是，在能量存储器处设置两个第三电极。

[0057] 根据一种优选的实施方式，该第一DC/DC转换器具有分离装置，该分离装置构造成在这些第一输入端和这些第一输出端之间促成电流分离。通过分离装置在高伏能量存储器与例如12V车载电网之间实现可靠的分离，并且这提高了安全性。

[0058] 根据一种优选的实施方式，该分离装置具有变压器或电容器。这些构件特别良好地适用于传输功率信号。

[0059] 根据一种优选的实施方式，该车辆具有第二控制装置，并且驱动器逆变器经由第一数据线路与该第二控制装置相连并构造成将第一数据信号传输到该第二控制装置处，并且该第二控制装置构造成取决于该第一数据信号将电压额定值传输到第一控制装置处。驱动器逆变器在车辆中常常是能量存储器处的主负载。有利的是，驱动器逆变器能够影响能量源的电压，因为在输出端处存在不同的负载时，驱动器逆变器通常具有不同的优化的输入电压。因此通过数据信号能够改进驱动器逆变器的功率。

[0060] 根据一种优选的实施方式，该车辆具有带有第二输入端和第二输出端的第二DC/DC转换器，这些第二输入端直接或间接地与这两个第二电极相连，该第二DC/DC转换器经由第二数据线路与第二控制装置相连且构造成将第二数据信号传输到第二控制装置处，并且该第二控制装置构造成取决于第一数据信号和第二数据信号给第一控制装置预设电压额定值。有利的是，第二控制装置包含不同的耗电器的数据信号。因此，在第二控制装置中能够设定能量存储器的对于整个系统而言有利的电压。

[0061] 根据一种优选的实施方式，该充电单元具有充电端口和带有第三输入端和第三输出端的AC/DC转换器，这些第三输入端与该充电端口相连，并且这些第三输出端与这些第一电极相连。充电端口与电极的连接能够实现能量存储器的电压的合适于充电的设定。

[0062] 根据一种优选的实施方式，在这些第三输出端与这些第一电极之间设置有滤波器。这样的滤波器能够用以减小能量存储器对于外部电网的影响。此外，能够在第一电极处的电压与在充电单元处的电压之间实现至少部分的脱耦。这在充电单元处需要电压的形状时是有利的，以针对于此来调节充电电流。

[0063] 根据一种优选的实施方式，该充电单元具有电流调节器和第一测量装置，以用于取决于充电电流的大小产生第一信号，将作为额定值的电流调节器额定值和作为实际值的第一信号供应给该电流调节器，该电流调节器将电压额定值作为调整参数输出到第一控制装置处，以将该实际值调节到该额定值。由于电池的重新配置对充电电流造成的影响能够实现良好的效率和低损耗，因为不必强制性地进行附加的电压转换。

[0064] 根据一种优选的实施方式，取决于这些第三输出端处的电压来预设该实际值。由此正面地影响了功率因数。

[0065] 根据一种优选的实施方式，预设该实际值与这些第三输出端处的电压之间的相位差，以影响功率因数。当在电网处例如挂接有大量电容式负载时，有利的是，如此设定相位差，使得车辆作为电感式负载起作用。在高功率的情况下，这种可能性是非常有利的。

[0066] 根据一种优选的实施方式，可以通过发送器给电流调节器可变地预设相位差。该车辆由此可以对当前的要求做出反应，且例如在电网通过控制信号要求或者通过电网运营商要求时进行相位差的对应设定。

[0067] 根据一种优选的实施方式，该AC/DC转换器通过以下方式构造，使得驱动器逆变器在相反的方向上用于充电过程。驱动器逆变器在某些情况下已经在车辆中存在并且通常具有全部所需要的功能。这节省空间、重量和成本。

[0068] 根据一种优选的实施方式，该充电端口具有用于零线的第一联接点，并且第一联接点经由二极管或经由开关器、尤其经由半导体开关器与这两个第一电极相连。这能够实现零线的优选的联接。

[0069] 根据一种优选的实施方式，该充电端口具有用于直流电压的第一充电端口单元和用于交流电压的第二充电端口单元，该第一充电端口单元至少部分地与驱动器逆变器的直流侧连接，并且该第二充电端口单元至少部分地与驱动器逆变器的交流侧连接。由此得到针对充电的高灵活性。

[0070] 根据一种优选的实施方式，该AC/DC转换器具有至少四个支路，以便能够可选地连接三相的交流电信号或单相的交流电信号。由此能够实现不同的交流信号的联接。

[0071] 根据一种优选的实施方式，该AC/DC转换器构造成有源的或无源的。无源构造是成本低廉的，有源构造能够实现更大的灵活性。

[0072] 可重新配置的能量存储器或可重新配置的燃料电池单元(其中原有的硬接线的串联-并联电连接被断开并且被拆分成子单元，每个子单元带有多个电池单元，其继而能够通过合适的功率电子器件动态地重新接线)允许新的应用范围和解决方案。

[0073] 可重新配置的直流电压电池能够在相邻的子电池之间的串联连接、两个或尤其还更多个相邻的子电池的并联连接或者绕过一个或多个子电池之间动态地变换其子电池/子单元/模块。

[0074] 可重新配置的电池能够通过合适的装置和所属的控制器利用部分相同的硬件同时满足完成各种任务，例如对不同机组进行供电、在理想的电、化学和热学条件下运行其子单元、以各种模式从各种源给电池充电以及在子电池组之间交换能量。

[0075] 因此，智能的可重新配置的电池例如在考虑负载电流的情况下如此协调这些子单元的电连接，使得

[0076] ·对作为模块j的子电池电流iTB,j的时间积分的电荷进行平衡；和/或[0077] ·对于预设的电压存在串联-并联组合的尽可能小的总电阻；和/或[0078] ·例如通过减小所属的子电池的子电池电流来抑制例如在每个子电池中通过至少一个温度传感器探测的温度热点；和/或

[0079] ·对例如通过SOH评估获取的子电池的老化进行平衡。附图说明

[0080] 本发明的其他优点和设计从说明书和附图得出。

[0081] 显然，上述的以及还将在下文中说明的特征不仅可以按照相应给出的组合来使用，也可以按照其他组合或单独地使用，而不背离本发明的范围。

[0082] 本发明借助于在附图中的实施方式示意性地展示并且参照附图示意性及详细地进行描述。在附图中：

[0083] 图1以示意图显示了根据本发明的电池系统的带有能量存储器、驱动器逆变器和交流电动机的组件的实施方式，

[0084] 图2以示意图显示了用于能量存储器的控制器结构，

[0085] 图3以分解图显示了能量存储器的模块，

[0086] 图4显示了图3的模块，

[0087] 图5显示了带有图3的模块的能量存储器，

[0088] 图6以示意图显示了模块的连接，

[0089] 图7以详细的示图显示了图6的模块的实施方式，

[0090] 图8以详细的示图显示了图6的模块的实施方式，

[0091] 图9显示了模块之间的可行的连接，

[0092] 图10以示意图显示了模块的连接，

[0093] 图11以示意图显示了用于充电电流的电流调节器的结构，

[0094] 图12至图29显示了用于应用图1的组件的实施例，

[0095] 图30显示了在第一状态中模块之间的连接，

[0096] 图31显示了在第二状态中模块之间的连接，

[0097] 图32显示了在第一状态与第二状态之间变换时产生的电压的图表，[0098] 图33显示了正弦形的信号，并且

[0099] 图34显示了图33的正弦形的信号定量化的产生。

[0100] 这些附图相关地且总体地描述。相同的参考标号表示相同的部件，并且通常仅对其说明一次。

具体实施方式

[0101] 图1显示了车辆10，尤其电动车辆或混合动力车辆。设置有用于提供电压的能量储存器20，并且该能量储存器例如可通过驱动器逆变器或功率逆变器14与相关的交流电发动机12电连接。该能量储存器20具有第一控制装置22和多个模块40，这些模块40能通过开关装置58以可重新配置的方式相互连接，以便设定能量储存器20的电极27、28上的电压U。设置有第二控制装置21并且其经由数据线30与第一控制装置22相连。第二控制装置21为第一控制装置22的上级并且可以例如预先规定电压额定值U_S。第二控制装置21经由数据线路23与驱动器逆变器14连接，以便能够从该驱动器逆变器接收状态数据，例如在驱动器逆变器14中的温度、所需的功率或期望的电压。第一控制装置22经由数据线24与模块40相连，以便可以向模块40传输控制信号26。模块40优选地可以经由数据线24或未示出的附加的数据线相互通信。能量储存器20例如具有第一支路31、第二支路32和第三支路33。支路31、32、33能够至少部分地串联或并联相互连接，以在能量存储器20的电极27、28处提供不同的电压U。

[0102] 所示的能量储存器20允许例如通过模块40的可重新配置性来将电压U适配到电压额定值U_S，并且由此可以在模块40的充电状态改变时，通过重新配置升高或降低电压U。

[0103] 设置有带充电端口72的充电单元70，以实现对能量存储器20的充电。充电单元70在此实施例中与电极27、28相连。充电端口72优选地且如显示的那样构造成插座，但是也可以构造为插头。

[0104] 设置有用于测量电极27、28处的电压的测量装置29，以用于产生电压值U且将该电压值作为信号输出到第一控制装置22和/或第二控制装置21处。

[0105] 设置有用于测量能量源的充电电流的测量装置74，以用于产生电流值I且将该电流值作为信号输出到第一控制装置22和/或第二控制装置21处。电流可以直接或间接测量，并且优选地，不仅可以测量能量存储器20充电时的电流64，而且还可以测量能量存储器20放电时的电流。

[0106] 图2示出了控制结构。车辆控制装置21通常布置在能量存储器20之外，并且它与能量存储器20的第一控制装置22通信。例如，车辆控制装置21向第一控制装置22传输电压额定值信号，并且例如第一控制装置22传输能量储存器20的状态和故障值。在车辆控制装置21和第一控制装置22之间设置数据线30，例如，单向或双向总线。第一控制装置22确定模块
40应该如何配置，并且第一控制装置通过控制线24向模块控制装置42传输对应的信号，这些模块控制装置分别与模块40之一相关。控制线24优选为数据线，尤其是单向或双向总线。
模块控制装置42向第一开关器62传输控制信号，该第一开关器62用于启用或停用设置在电池模块40之间的连接，其中当第一开关传导连接时，有效电流流动经过第一开关器62。模块控制装置42优选具有对相关模块(电压、充电状态、温度)的监测器。模块控制装置42优选具有用于与第一控制装置22和/或其他模块40通信的通信单元。

[0107] 模块控制装置42优选具有ASIC(专用集成电路)、FPGA(现场可编程门阵列)、CPLD(复杂可编程逻辑器件)或微控制器。这样的电子构造元件允许快速的通信，并且可以很快地对于特定于应用的事件做出反应并切换第一开关器62。这产生了高安全性。

[0108] 第一控制装置22确定连接单元60的合适的配置并向每个连接单元60传输适合于所属模块40的对应的控制信号。模块控制装置42取决于这种控制信号来切换第一开关器62。

[0109] 图3示出了模块40。模块40具有能量储存器单元50、连接单元60和相关的模块控制装置42。连接单元60形成开关装置58的模块化部分，并且它具有第一开关器62。取决于第一开关器62的状态，模块40与另一模块40的连接是可能的。因此，用于形成能量储存器20的模块40相互连接，使得连接单元60连接在两个相关模块40之间。

[0110] 连接单元60优选地具有电路板61，在电路板上设置带有连接导线63的第一开关器62并且优选还设置模块控制装置42。

[0111] 优选地设置有测量装置44，用于产生表征在模块40处的电压的第二测量值。进一步优选地设置有测量装置46，用于产生表征在相关的模块40处的充电状态的第三测量值。所述元件优选地布置在电路板61上，但所述元件也可以设置在另一个电路板上，或没有电路板的情况下设置所述元件。

[0112] 图2中的第一控制装置22以及模块控制装置42共同设计为，即使在使用能量储存器20期间也能够实现改变对相关的连接单元60的控制，以便实现能量储存器20的重新配置。在此实施例中，能量储存器单元50由电池单元52构成，这些电池单元通过连接54牢固连接。在此实施例中，电池单元52通过电路54串联连接，以便实现预定的基础电压电平。取决于电池单元52的基础电压，并联连接或者组合式串联和并联连接是可能的。在电池单元52中，每个电池单元52具有其各自的能量容器。替代于电池单元52，可以使用未示出的燃料电池。在燃料电池的情况下提出，使用带有燃料的共享的(geteilten)能量容器，其中燃料电池的功率转换器访问共用的(gemeinsamen)能量容器。在电池单元52或燃料电池提供充足的电压时，单个的电池单元或燃料电池也可以当作能量储存器单元50来使用。

[0113] 图4示出了处于组装好状态的模块40。电路板61与能量储存器单元50固定连接，其中中间板48例如设置在电路板61与能量储存器单元50之间。模块具有端口66，以实现相邻的模块40之间的连接。

[0114] 图5示出了带有十二个模块40的能量储存器20，这些模块根据图1的电路图连接。单独的模块40经由连接导线25与相邻的模块连接。

[0115] 图6以示意性图示示出了带有相关的端口66的模块40，通过这些端口，模块40可以与相邻的模块40或电极27、28之一连接。

[0116] 图7以示意性图示示出了模块40的第一实施方式，其中在能量储存器单元50的两个侧面上设置有连接单元60。由此模块40既可以向左也可以向右与另一个模块40连接。

[0117] 图8示出了模块40的第二实施方式，其中只在能量储存器单元50的一个侧面上设置连接单元60。由此模块40在右侧与另一个模块40连接。在左侧例如可以设置与电极27、28之一的连接。

[0118] 图9示出了连接单元60的不同的实施方式。也称之为微观拓扑。这些实施方式标注为60.1至60.5。分别示意性地示出能量存储单元50，并且在其右侧显示了可行的连接，在其中有效电流64能够流动经过第一开关器62中的一个或多个。在能量存储单元50之间的连接线路设有附图标记25。

[0119] 在右侧列出了可以通过对应的连接单元实现的可能的连接。在此，S+表示串联正极连接，S-表示串联负极连接，P表示并联连接，B+表示正汇流排上的桥接，B-表示负汇流排上的桥接。连接单元60.5不能实现串联负极的连接。并非每个实施例都需要每种连接，并且可以选择可能的连接之一，例如，其具有尽可能少的第一开关器62。

[0120] 通过提供连接单元60，在能量储存器20内的重新配置方面获得了高自由度。

[0121] 其他的微观拓扑在以下文献中描述

[0122] -WO 2017/016675 A1，

[0123] -WO 2017/016674 A1，

[0124] -DE 10 2011 108 920 A1，

[0125] -DE 10 2010 052 934 A1，

[0126] -S.Goetz,A.Peterchev,T.Weyh(2015),Modular multilevel converter with series and parallel module connectivity:topology and control.IEEE Transactions on Power Electronics,vol.30,no.1,pp.203-215.doi:10.1109/TPEL.2014.2310225，

[0127] -M.Perez,S.Bernet,J.Rodriguez,S.Kouro,R.Lizana(2015),Circuit topologies,modelling,control schemes,and applications of modular multilevel converters.IEEE Transactions on Power Electronics,vol.30,no.1,pp.4-17.doi:10.1109/TPEL.2014.2310127。

[0128] 图10示出了电极27、28之间的七个模块40的可能的连接，正如由第一控制装置22计算并输出到模块40的。串联连接的模块40的数量确定电极27、28之间的电压。在所示的配置中，模块40A被桥接，因此对总电压没有贡献。例如，如果模块40A不能正常工作，或者如果在电极27、28处希望较低的总电压A，则这可能是必要的。模块40B、40D和40F串联连接，并且模块40E与模块40D并联连接。这可以是有利的，例如，模块40D比其他模块更多地放电并且通过接入模块40E减少了模块40D的放电。另外，可以进行模块40D与40E之间的电荷平衡，并且通过并联连接减小总电阻。模块40B能够与模块40C并联连接。然而，该并联连接已停用(虚线)。可能有利的是，模块40B比其他模块40更多地放电，或者在能量储存器20的充电过程期间，模块40B比其余模块40更多地放电。以相同的方式，存在模块40G与模块40F并联连接的可能性，其中模块40G也停用。在此实施例中，第一控制装置22这样控制模块40，从而设置模块40的串联连接，其中串联连接的模块40可以分别与一个或多个其他模块40并联连接或不并联连接。这种类型的连接相对于已经串联连接的模块的并联连接是有利的，因为在这种并联连接中出现更高的电压并且因此存在对第一开关器62的更高要求。所示的实施方式(其中已串联连接的模块40没有另外并联连接)允许使用低电压半导体开关器。在车辆中的此类半导体开关器中，当直流电压低于60V或交流电压的有效值小于30V时，本领域技术人员称之为低电压范围。通过第一开关器61连接的能量储存器单元50处的电压确定必须如何设计第一开关器61的耐电压性。

[0129] 图11显示了能量存储器20的充电装置的示意性流程。用于充电电压的测量装置76获取经整流的充电电压的电压值U1并且将该电压值供应给信号发生器GEN 80。可选地设置有发送器78，该发送器给信号发生器80预设相位角phi。信号发生器80取决于这些值和在适当时附加地取决于期望的功率来产生信号I_S，该信号给出充电电流的额定值。将信号I_S供应给比较器82，并且比较器82计算额定值I_S与电流实际值I之间的调节差。将调节偏差供应给电流调节器84，该电流调节器标为RGL_I。电流调节器84能够例如为P调节器或PID调节器或其他调节器，其中P表示比例、I表示积分且D表示差分。电流调节器84优选地输出额定电压U_S作为设定值，该额定电压被供应给能量存储器20且在该能量存储器处在适当时促成模块40的重新配置。能量存储器20因此持续地重新配置，以产生跟随电压值U1的电流且由此生成良好的功率因数。在电压额定值U_S减小时，更多电流流动到能量存储器20中，并且在电压额定值提高时，相应地更少。充电电流I取决于额定电压U_S增大或者减小，并且充电电流例如在能量存储器20中测量并供应给比较器82。

[0130] 因此获得充电电流I，该充电电流在时间曲线中对应于充电电压的时间曲线，在适当时带有可选的相位偏移phi。这产生良好的功率因数。

[0131] 经整流的充电电压的电压值U1可以替代地由充电单元70的交流侧上的输入电压来计算。

[0132] 当这涉及基本上恒定的直流电流时，设置信号发生器80在某些情况下是不必要的。这样的基本上恒定的直流电流即使在三相的交流信号的整流中也存在并且在此还能够在适当时省去信号发生器80。

[0133] 图12显示了带有根据现有技术的能量存储器120的电动车辆的传动系，其中将电池单元固定地接线。在能量存储器120处设置有第一DC/DC转换器16，该第一DC/DC转换器例如给用于车载电网的电池17进行供给。此外，在能量存储器120处设置有第二DC/DC转换器18，其输出端与驱动器逆变器14相连。驱动器逆变器14的输出端与交流发动机12相连。第二DC/DC转换器18用于将能量存储器120的电压转换到预设的电压，并且驱动器逆变器14从直流电压产生适用于交流发动机的交流电压。充电端口72和与之相连的充电单元70与能量存储器120相连，以实现能量存储器的充电。

[0134] 图表122显示了在时间上记录的能量存储器120处的电压。能够看到的是，电压随着时间由于能量存储器120的放电而下降，并且在负荷非常大的情况下存在电压损失，其作为毛刺出现。

[0135] 图13显示了对应于图12的组件，但是带有能量存储器20，该能量存储器是可重新配置的并且能够在电极27、28处提供不同的电压。由此可行的是，省去图12的第二DC/DC转换器18。能量存储器20除了电极27、28之外还具有附加的第二电极127、128。电极127、128与模块40中的至少一个相连，并且电极127、128处的最大电压小于电极27、28处的最大电压。在DC/DC转换器16处设置有电池17A并且在第二电极127、128处设置有电池17B。取决于模块
40之一的基础电压以及电池17B处的期望的电压，可以决定一个模块40是否足够或是否需要两个或更多个模块40。可行的是，将电极127、128直接与模块40的能量存储单元50相连，并且由此固定地获得能量存储单元50的电压。但是还可行的是，电极127、128经由这些连接单元60中的一个或多个与模块40相连。由此能够影响，从哪个模块40进行供给，并且通过例如模块40之一交替地串联或并联连接或者在第二状态中被桥接，中间电压也是可行的。由此出现平均电压，该平均电压小于这个对应的模块40或这些对应的模块40的电压。

[0136] 车辆10具有第二控制装置21，并且驱动器逆变器14经由第一数据线路23与第二控制装置21相连且构造成将第一数据信号35传输到第二控制装置21处。第二控制装置21构造成，取决于第一数据信号35将电压额定值U_S传递到第一控制装置22处，参见图1。

[0137] 优选地，设置带有输入端和输出端的第二DC/DC转换器16，这些输入端直接或间接地与这两个第一电极27、28相连。优选地，第二DC/DC转换器16经由第二数据线路38与第二控制装置21相连且构造成将第二数据信号37传输到第二控制装置21处。第二控制装置21构造成取决于第一数据信号35和第二数据信号37给第一控制装置22预设电压额定值U_S。耗电器如DC/DC转换器16和驱动器逆变器14原则上或取决于当前功率而具有不同的优化的工作点和大的合适的输入电压范围。这能够例如通过以下方式来利用，即当耗电器之一由于大损耗功率非常热时，将能量存储器20的电压置于对该耗电器而言优选的值。由此，耗电器能够在良好的工作点上工作且产生较少的损耗功率。温度可以下降。

[0138] 图14显示了该组件的另一实施方式。能量存储器20如在图13中那样具有第二电极127、128，电池17B能够经由这些第二电极进行供给。电池17B例如具有48V的电压。电池17B经由DC/DC转换器19与例如以12V的电压工作的电池17A相连。由此可以经由电极127、128产生用于不同耗电器的多个电压。

[0139] DC/DC转换器19优选地具有分离装置，该分离装置构造成在这两个第二电极127、128之间或者在DC/DC转换器19的输入端与DC/DC转换器19的输出端之间促成电流分离。分离装置优选地具有变压器或电容器。

[0140] 图15显示了对应于图13的组件，其中电极127、128在能量存储器20中直接与能量存储单元50相连并且因此直接提供对应的能量存储单元50的电压。还可以并联和/或串联连接多个能量存储单元50。

[0141] 图16显示了对应于图15的组件，其中充电单元70具有AC/DC转换器或者整流器71。在当前情况中，显示了无源的AC/DC转换器71，但是该AC/DC转换器71还可以为有源的。图表
130显示了在充电单元70的AC/DC转换器71处的输出电压，其另外受到能量存储器20影响。
在充电端口72处供应交流电压时，输出电压具有对应于图表130的波形形状。一方面可行的是，使用对应于图11的电流调节器，但是没有信号发生器80。在充电单元70的输出端处的电压基本上恒定的情况下，这是良好可行的。但是在波形的电压的情况下(如其在图表130中显示的那样)，恒定的充电电流导致非常差的功率因数。因此有利的是，使用对应于图11的完整功能，其中信号发生器取决于充电单元70处的电压来调节充电电流。由此，功率因数得到大幅度改善。所显示的实施方式针对单相的交流电压，例如对于基础耗电器在家用电网中提供的那样。

[0142] 图17显示了对应于图16的组件，其中在充电单元70的输出端处、在该输出端与电极27或28之一之间的连接中设置有电感160。通过电感160促使相位偏移并且还因此影响功率因数。由于在家用电网中通常出现比电感型负载更多的电容型负载，所以设置电感160是有利的。

[0143] 图18显示了对应于图17的组件，其中在充电单元70的输出端与电极27、28之间设置有滤波器162。图表122显示了在能量存储器20的电极27、28处的电压，并且通过重新配置模块40，电压具有分级。滤波器162例如在充电单元70的相应输出端与相关联的电极27、28之间具有电感，并且在充电单元70的输出端之间且还在电极27、28之间分别设置有呈电容器形式的电容。通过滤波器使能量存储器20处的电压的阶梯形状平滑，并且这使电网去负载。此外，在使用根据图11的装置时，测量充电单元70处的电压变得容易，因为相比于没有滤波器162的情况，电压更少地受到能量存储器20影响。

[0144] 图19显示了对应于图16的组件。但是充电单元70具有三相的整流器或者AC/DC转换器71。由此在充电端口72处还能够联接有三相交流电流，也称为三相电流(Drehstrom)。

[0145] 图20显示了对应于图19的组件，其中如在图18中那样，在充电单元70与电极27、28之间设置有滤波器162。代替滤波器162，设置对应于图17的电感160作为滤波器也是可行的。

[0146] 图21显示了对应于图20的组件，其中充电单元70具有四相的整流器。由此，对带有三个相位L1、L2、L3和零线N的交流信号的整流是可行的。在此，在充电单元70与电极27、28之间的带有或不带有滤波器162的连接也是可行的。

[0147] 图22显示了带有滤波器162的对应的组件。

[0148] 图23显示了对应于图13的组件。充电端口72实现了不仅联接直流电压而且联接交流电压。直流电压如在图13中那样供应给电极27、28，无论具有或不具有滤波器。为了利用交流电例如三相的交流电进行充电，充电单元70使用驱动器逆变器14。驱动器逆变器14在正常运行中负责从电极27、28的直流电压中提供适合于交流发动机12的多相电压。为此，驱动器逆变器14具有多个相位端口141、142、143。这样的驱动器逆变器14还能够在相反的方向上作为AC/DC转换器71用于将多相的电压转换为直流电压。为此，充电端口72的相位端口L1、L2和L3与驱动器逆变器14的相位端口141、142、143相连。零线N经由零线电路164与电极27、28相连。示例性地，零线电路164具有第一二极管，该第一二极管从零线端口N连接到电极27，其中阴极指向电极27。在零线端口N与电极28之间同样设置有二极管，其中阴极指向零线端口N。

[0149] 充电端口72具有用于直流电压的第一充电端口单元72.1和用于交流电压的第二充电端口单元72.2。第一充电端口单元72.1至少部分地与驱动器逆变器14的直流侧连接，并且第二充电端口单元72.2至少部分地与驱动器逆变器14的交流侧连接。但是对于第二充电端口单元72.2而言，零线可以与驱动器逆变器14的直流侧连接。

[0150] 图24显示了对应于图23的组件，其中提供零线端口72与电极27、28之间的连接的零线电路164有源地构造成带有两个开关器。零线电路164的开关器能够如此切换，使得它如图23的二极管那样起作用。

[0151] 图25显示了对应于图23的组件。不同于图23，在零线电路164的二极管与分别关联的电极27、28之间设置有附加的电感。电感优选地耦合，并且它们促使零线N处的电压与相应的电极27、28处的电压之间的相位偏移。

[0152] 图26显示了对应于图23的组件，但是用于单相的交流端口，例如在家庭中使用的那样。充电端口72在直流侧直接与电极27、28相连。在交流侧，驱动器逆变器14在相反方向上用于AC/DC转换。为此设置三条线路L1、L2、L3，这三条线路一方面与驱动器逆变器14的相位端口141、142、143相连且另一方面经由开关器168与充电端口72相连。在家用端口的情况下，通常不明确地预设，零线处于哪个端口而相位处于哪个端口。因此，充电单元70能够通过测量确认，相位处于哪个端口，并且接着能够经由开关器设定，在充电端口72与相端口141、142、143之间如何进行连接。

[0153] 图27显示了对应于图15的组件。充电单元70具有整流器171、逆变器172、变压器173、整流器174和电容器175。所显示的充电单元70不仅能够实现供给直流电而且能够实现供给交流电。在交流电的情况下通过整流器171进行整流。直流电接着通过逆变器172如此变换，使得在变压器173的初级侧上出现交流电。该交流电通过变压器173传递到次级侧上，并且在此能够实现将电压匹配于期望的值。在变压器173的次级侧上的信号接着经由整流器174整流且经由电容器175平滑化。

[0154] 在家用电网处的交流电压通常具有50Hz或60Hz的相对低的频率，并且变压器173在这样的频率下非常大。相反地，经由逆变器172可行的是，提供带有明显更高频率的交流电压，并且由此变压器173能够构造成更小，例如近似像拳头一样大。

[0155] 图28显示了对应于图26的组件。不同于图26，充电单元70在交流侧具有四个连接L1、L2、L3和N，其中连接L1、L2和L3与驱动器逆变器14的相位端口141、142和143相连，并且端口N与交流电动机12相连。在带有星形电路的交流发动机12的情形下，端口N可以直接与星形电路的星形点连接。开关器168用于能够针对带有不同的引脚配置的充电插头做出反应，因为例如像上文提及的那样，在家用端口的情况下相位与端口的关联不是明确的。

[0156] 图29显示了对应于图28的组件，其中未设置充电单元70的开关器168。当存在相位与充电端口72的固定关联时，这是可行的。在电极27、28处附加地示出高伏车载电网，其例如以800V工作。经由高伏车载电网178能够例如给用于内部空间的加热或用于电池的加热供给电能。能量存储器20附加地具有第二电极127、128，另一高伏车载电网177设置在这些第二电极处。由此，在车辆中的其他部件能够设有其他电压，例如400V的电压。优选地，高伏车载电网177用于给空调压缩机供电。

[0157] 第二电极127、128优选地与能量存储器20的开关装置58相连，其中优选地在第二电极127、128之间存在模块40的子组，以通过开关装置58产生合适用于高伏车载电网177的电压。

[0158] 图30显示了用于借助于开关装置58在第二电极127、128处产生电压的实施例。示例性地选择了图9的连接60.1。示例性地针对能量存储单元50的串联连接来显示在第二电极127、128处的电压的产生。在串联连接的情况下，能量存储单元50的正极分别与相邻的能量存储单元50的负极相连。在左侧，电极127与上支路相连，并且在右侧，电极128与下支路连接。在串联连接的情况下，仅相邻的能量存储单元50之间的连接的上支路或下支路是必要的。能量存储单元50的负端口在显示的连接中与电极127相连，并且能量存储单元50的正端口与电极128相连。由此能量存储单元50的电压施加在设置成用于进行平滑化的电容器166处和与其并联连接的电池17处。这个状态称为第一状态Z1。

[0159] 图31显示了在第二状态Z2中的图30的组件。在第二状态Z2中，通过以下方式桥接能量存储单元50：该串联连接不延伸通过能量存储单元50，而是在下侧路过该能量存储单元。由此，能量存储单元50的电压不施加在电极127、128处。在当前的连接60.1中，串联连接还能够通过如下方式在没有桥接的情况下维持在第二状态Z2中：将该连接从能量存储单元50经由上线路向右切换。由此下电路(第二电极128联接到该下电路处)同样与能量存储单元50分离。在能量存储单元50并联连接的情况下还可行的是，对应的能量存储单元50联接或未联接在第二电极127、128处。在并联连接的情况下，不仅需要上连接而且需要下连接，但是连接能够如此进行，使得正支路要么经由上连接要么经由下连接来连接并且负支路经由对应的另一个连接来连接。

[0160] 图32示例性地显示了电容器166处的电压曲线U166。在状态Z1中，能量存储单元50的电压U50施加在第二电极127、128处，并且因此电容器166处的电压U166增大。在状态Z2期间，电容器166没有通过能量存储单元50供给，并且因此在耗电器联接的情况下电压U166下降。接着再次进行到状态Z1中的变换，以此类推。因此通过开关装置58，平均而言可以在第二电极127、128处达到预设的电压。在第一状态Z1与第二状态Z2之间的转换能够例如经由电压调节器进行或一般经由电压控制器进行。

[0161] 图33显示了正弦形的信号，如优选地由驱动器逆变器14产生以用于操控相关联的交流发动机12的那样。驱动器逆变器14优选地与信号发生器一起工作，该信号发生器能够使用8位的分辨率且由此能够采取256个不同的值。在大功率的情况下，驱动器逆变器14在交流输出端处产生大电流或者高电压。由此，信号发生器能够良好地使用已有的分辨率并且形成合适的正弦形的信号。

[0162] 图34显示了当信号发生器只具有少量分级或者小分辨率时，图33的正弦形的信号。例如当交流发动机12例如在泊车的情况下只需要少量能量时可以是这种情况。在期望的小电压范围中，仅信号发生器的少量分辨率分级可供使用。在这样的情况下有利的是，驱动器逆变器14，如在图13中显示的那样，通知第二控制装置21，仅需要少量的功率或者能量存储器20的较低的电压是有利的。第二控制装置21能够在考虑其他耗电器的状态数据的情况下确定，能量存储器20的电压的下降是否可行且在适当时告知第一控制装置22，能量存储器20的电压应下降。在驱动器逆变器14处的电压U较低的情况下，能够更好地利用信号发生器的分辨率并且产生对于交流电动机12的相位而言良好的正弦形的信号。

[0163] 换句话说，在驱动器逆变器14的输出电压非常低的情况下，定量化不再足以产生良好的正弦。驱动器逆变器14于是能够要求较低的电压且利用该较低的电压更好地工作。在相位端口处的更好的输出电压导致更高的效率且还导致更小的失真。

[0164] 以相同的方式，当驱动器逆变器由此能够置于可以有更高效率的工作点中时，例如驱动器逆变器14的电压U的下降可以是有利的。

[0165] 自然，在本发明的范围内可以有多种多样的变化和修改。

[0166] 作为能量储存器单元，已经分别建议了一个或多个电池单元或燃料电池。但理论上可以是任何电压源。

[0167] 有线数据线被称为数据线。替代于此，无论是在一部分还是在所有上述的数据线30、24等的情况下，都可以使用无线数据线。

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带有能量存储器的车辆

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