CN106165278B - 电能存储器*** - Google Patents

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Abstract

在本发明中涉及一种用于电流供应器和电存储器***的装置。常规的存储器***例如电池提供非常有限的电特性，例如具有由电池设计和充电状态预定的电压的直流电压，而本发明能够在不需要分开的电力电子式逆变器电路的情况下，在确定的界限内例如在最大电压和最大电流的界限内提供几乎任意的电流和电压曲线。同时，本发明不仅能够以几乎任意的形式输出和接收能量，并且能够在遵守预定的充电特性例如确定的、时间上的电流曲线、电压曲线或功率曲线(例如恒定的、随确定曲线上升的或随确定曲线下降的)的情况下对其所整合的电能存储器例如电容器、电池、蓄电池以及类似物进行充电。

Description

电能存储器***
说明书
在本发明中涉及一种用于电流供应器和电能存储器***的装置。常规的能量存储器***(例如电池)提供非常有限的电特性，例如具有由电池设计和充电状态预定的电压的直流电压，而本发明能够在不需要分开的、电力电子的逆变器电路的情况下，在确定的界限内(例如在最大电压和最大电流的界限内)提供几乎任意的电流和电压曲线，例如正弦形。同时，本发明不仅能够以几乎任意的形式输出和接收能量，并且能够在遵守预定的充电特性例如确定的、时间上的电流曲线、电压曲线或功率曲线(例如恒定的、随确定曲线上升的或随确定曲线下降的)的情况下对其所整合的电能存储器例如电容器、电池、蓄电池以及类似物进行充电。
现有技术中的已有***，例如模块式的多电平变换器M2C(US7,269,037；DE 10103 031)、模块式的多电平变换器M2SPC(WO 2012 072197；DE 10 2010 052934；WO 2012072168；WO 2012 072197；EP 2011 0179321；DE 2010 1052934；WO 2013 017186；DE 102011 108920)以及各种修改(例如US 13/990,463；US 14/235,812；DE 10 2010 008978；DE10 2009 057288；US 3,581,212)虽然可以与本发明类似地将多个单独的电能存储器动态地彼此组合，以便能够以该***的这些接线端处的几乎任意的电流和电压特性来实现能量输出或能量接收。但是在这些已知的解决方案中，每个电能存储器必须以一个自身的模块来实现。这些彼此电连接的模块的电开关器允许通过适当的激活来动态地改变整合到相应的模块中的这些电能存储器的电气互连，例如在不同模块的电能存储器的电串联互连、不同模块的电能存储器的电并联互连或至少一个模块的电能存储器的绕行(所谓的旁通)之间，由此使电流通过适当激活这些电开关器而被引导绕过该电能存储器，使得该电能存储器不被接入到该电流回路中并且由此至少暂时地既不充电也不放电。然而为了正确运行，每个模块只能包含一个电能存储器。多个电能存储器在一个模块中的组合不能校正在这些单独的电能存储器中的不均衡，这些不均衡例如由于老化过程或由于制造公差而产生。此外，也不能将不同的电能存储器(例如一个电池和一个电容器)整合到一个模块中。为每个单独的电能存储器设置自身模块的必要性，由于必要的、额外的电子构造元件(例如晶体管和流电学上断开的例如光学的传输器)而引起高的成本并且由于大量的可控电开关器而需要进行复杂地控制。此外，必须将大量的测量检测器(例如用于模块电压和/或模块电流)整合到该***中。
本发明通过适当的电路消除了这个缺陷，该电路可以被用作针对M2C、M2SPC和类似电路的微观拓扑结构。
附图说明
图1示出了现有技术中的M2SPC的宏观拓扑结构。该M2SPC的宏观拓扑结构描述了多个单独模块的互连，这些模块进而通过微观拓扑结构被限定。
图2示出了三个示例性的微观拓扑结构，由此示出了来自现有技术的M2C技术的模块拓扑结构。多个电能存储器或模块存储器(202，204，206)在多个电开关器之一中与两个模块端子(207，208)，(209，210)和(211，212)如下地连接，使得该模块存储器(202，204，206)能够在多种状态下以不同方式与这两个模块端子(207，208)，(209，210)和(211，212)导电地连接。所示的所有三个模块至少具有旁通状态和串联状态。在旁通状态下，电流通过这些电开关器在该电模块存储器(202，204，206)处从一个模块端子(207，209，211)如下地被引导至第二个模块端子(208，210，212)：该电模块存储器的两个接线端中的仅最多一者与这些模块端子中的任何一者导电地连接，而该电模块存储器(202，204，206)的另一个接线端通过电开关器与这些模块端子断开，使得该电模块存储器不参与具有这些模块端子的电流回路并且既不放电也不充电。在串联状态下，该电模块存储器(202，204，206)的这两个接线端中的一者通过这些电开关器与这两个模块端子(207，208)，(209，210)和(211，212)中的一者导电地联接；此外，该电模块存储器(202，204，206)的这两个接线端中的另一者与这两个模块端子(207，208)，(209，210)和(211，212)中的另一者导电地连接。由此，该电模块存储器在串联状态下在这两个模块端子之间导电地连接并且通过流动的电流或充电或放电。在此，在这两个模块端子之间的电压对应于该电模块存储器的电压。除该电模块存储器外，这些模块可以包含其他的电元件，例如此处通过黑色方框(201，202，203)指示的。
图3示出了M2SPC技术的三个示例性的微观拓扑结构。除已述状态外，这些模块还具有至少一种并联状态，该并联状态能够实现：通过适当地激活这些模块的电开关器，使两个不同模块的这些电模块存储器彼此电并联地连接。
图4示出了多个M2SPC模块与一个变换器臂(Converter-Arm)的示例性的互连。
图5示出了本发明的一个实施方式。示例性地，选择图3中的这些M2SPC模块之一作为出发点。在此，通过一个电存储器单元(1817)来代替该电能存储器(302)，该电存储器单元由至少两个单独存储器(1806，1807，1808)和相关联的校正元件(1809，1810，1811)组成。该电存储器单元(1817)能够以另外的模块拓扑结构被整合，例如US 7,269,037；DE 101 03031；WO 2012 072197；DE 10 2010 052934；WO 2012 072168；WO 2012 072197；EP 20110179321；DE 2010 1052934；WO 2013 017186；DE 10 2011 108920；US 13/990,463；US 14/235,812；DE 10 2010 008978；DE 10 2009 057288；US 3,581,212中的那些模块拓扑结构。
图6示出了这些校正元件(1809，1810，1811，1901)的实现方式。一个校正单元包括至少两个电气接线端(1902，1903)并且在满足确定条件的情况下允许受控的电流流动。
图7示出了校正元件(1809，1810，1811，1901，2001，2005，2010，2016，2022)的其他实现方式。
图8示出了带有至少一个校正单元(2116)的本发明的一个特别实施方式，该校正单元包括至少两个校正元件。
图9示出了带有至少一个校正单元(2216)的本发明的另一个特别实施方式，该校正单元包括至少两个校正元件和至少两个电压传感器，其中这些校正元件中的至少两者分别与不同的电能存储器电并联地连接。
图10示出了带有一个替代性校正单元(2336)的本发明的一个特别实施方式的模块。
图11示出了带有提供最大灵活性的多个替代性校正单元(2431-2442)的本发明的一个特别实施方式的模块。
图12示出了本发明的另一个特别实施方式的模块。
图13示出了带有数量减少的替代性校正单元(2631，2636，2639)的本发明的一个特别实施方式的模块。
图14示出了带有多个双向的电开关器的本发明的一个特别实施方式的模块。
具体实施方式
本发明由多个模块的组合电路组成，通过所谓的微观拓扑结构来描述这些模块的电连接。在宏观拓扑结构中这些模块被组合连接成较大的单元。宏观拓扑结构的实例是所谓的马夸特(Marquardt)拓扑结构(例如参见US7,269,037和S.Goetz,A.Peterchev,T.Weyh(2015).具有串联和并联模块连接的模块化多电平变换器：拓扑结构与控制(ModularMultilevel Converter With Series and Parallel Module Connectivity:Topologyand Control).IEEE Transactions on Power Electronics,30(1):203-215.)，该马夸特拓扑结构在图1中形成为用于M2SPC电路；或者简单的、所谓的变换器臂，该变换器臂从至少两个模块的组合连接产生。在此，多个模块通常如下地串联连接：一个模块的模块接线端的一部分与另一个模块的模块接线端的一部分导电地连接(例如参见图4)。图4在不限制概念的情况下示出了一个宏观拓扑结构，其中多个模块通过其模块接线端连接成一个链条，由此除了这两个靠边
Figure BDA0001127573970000051
的模块以外的每个模块与正好两个另外的模块相连接。这些模块能够在该链条的这些末端之间产生任意的电压形式，同时也可以通过多个模块接线端的适当电连接产生任意的、其他的宏观拓扑结构。如下宏观拓扑结构是有利的，其中所有可能的两模块对要么直接地彼此电连接，要么分别与多个模块的相同组件并且由此间接地电连接。在一个宏观拓扑结构中，也可以将不同的模块类型(即不同的微观拓扑结构的模块)组合。然而这些被组合的模块应具有至少两种共同的状态。这些模块的状态例如决定不同模块的、相关联的电能存储器或电能存储器单元如何通过适当地激活这些模块的相关联的电开关器彼此电连接。
多个电能存储器或电能存储器单元的电互连(借助于适当地激活在这些相关联的模块中的电开关器，电串联、电并联或电旁通等)被称为连通性。通过使用快速的电开关器能够动态地、非常快速地改变连通性。优选能够快于毫秒地实现连通性的动态改变，当该连通性的动态改变小于5μs时，本发明是特别有利的。
在下文中术语电能存储器也包括电能存储器单元。
通过例如在一个马夸特拓扑结构中(参见图1)彼此电互连的多个模块或一个简单的串(通常被称为变换器臂，其中用于外部电气***例如负荷、电源或电网的接线端大多位于该串的两个末端处)的连通性的改变，可以动态地、任意地调整这些接线端(在图1中，(125，126，129，130，131，132))处的电压。电压的调整可以分级地进行，这些级与模块电压(即由这些模块的电能存储器提供的电压)相对应；此外，通过在多个此类等级之间的快速变换还可以在这些接线端处的电压中产生多个细分的中间级别。
如已经示出的，该***可以在不同模块的这些电能存储器单元之间交换电荷，以便例如能够实现在所有电能存储器单元和/或电能存储器内部的电荷平衡、能量逆变(Energieumrichtung)或能量转换(Energieumformung)以及确定的负荷分配。本发明还提供如下可能性：用于将这些电能存储器单元和/或电能存储器动态地重新配置成由串联电路组成的一个混合电路并且(依赖所使用的微观拓扑结构)重新配置成一个并联电路。由于许多电能存储器的相对高的内部电阻和其有限的动力，串联状态对于以下各项是特别有利的特性：用于将电负荷分配至多个模块或电能存储器并且用于平衡多个单独的电池单元的充电状态，以便提高该***的整体效率。
并联状态(由此在电能存储器和/或电能存储器单元之间的可能的并联连通性)可以进一步具有两个优点。该并联状态通过减小有效的内部电阻而提高了***的电流负荷能力。此外，在不必测量和监测电参数(例如模块电压)的情况下，该并联状态提供了一种用于平衡多个单独模块的电荷的方法。由于本发明不需要关于这些模块中的电荷流入和电荷流出的准确信息，甚至可以在开环控制***中没有闭合的控制环路的情况下提供该***的平衡的状态并且例如可以简化整个***中的电荷监测。
在特别的条件下有利的是，将多于一个电能存储器整合到一个单独模块中。有利地，该多个电能存储器能够电串联地连接，以便产生一个共用的、比单独的电能存储器的电压更高的电压。还可以有利的是：在此在一个模块中组合的这些单独电能存储器不是相同类型的，或者在其工作行为或其特性(电压、电容、可承受的最大电压、温度)方面至少轻微地彼此偏差。已经通过在一个模块中组合的这些单独电能存储器在所述参数之一中至少5％的偏差给出了彼此间的轻微偏差。
有利的是，在一个模块中组合的这些单独的电能存储器在所述参数之一中10％的偏差下给出了轻微偏差。与现有技术中的解决方案相比，本发明节省了多个元件和模块、简化了控制并且减小了损耗，这些损耗在具有大量单独模块的情况下在控制这些模块时并且在从这些模块和向这些模块流电学断开地传输信号时产生。
在图5中示出了一个根据本发明的、示例性的模块。该模块包含多个电能存储器(1806，1807，1808)，这些电能存储器分别与一个相关联的校正元件(1809，1810，1811)电并联地连接。由电能存储器单元和相关联的校正元件组成的多个成对的单元电串联地连接并且形成一个电存储器单元(1817)。在一个电能存储器单元(1817)中，这些单独的电能存储器不需要排他地串联连接。每个单独的电能存储器还可以通过首先电并联连接的其他电能存储器而被增强。如已经示出的，该电能存储器单元(1817)还可以例如与图2和图3中的那些根据本发明的其他微观拓扑结构组合。在此，该电能存储器单元代替或补充在微观拓扑结构中的电能存储器(例如(202，204，206，302，304，306))。
此外，还可以将多个同类的或不同的电能存储器单元彼此电并联或电串联地连接并且接着整合到一个模块中。所产生的多个电能存储器单元的组合进而是在本发明意义上的一个电能存储器单元。
校正元件的典型安排是从与其并联连接的电能存储器中排放电荷(也称为放电)，以便减小在电能存储器上的电压压力，其方式为，例如使在电能存储器的这些接线端中的每一个上产生的峰值电压保持在预定的界限之下；和/或以便限制电能存储器的电负荷和/或以便限制电能存储器的温度。校正元件的控制和调节可以由分开的电子控制单元完成，该电子控制单元提供用于在该校正元件中的一个或多个电开关器和/或在该校正元件中的可控阻抗的信号；此外，校正元件的控制或调节还可以被动地进行，也就是说，不需要分开的电气控制单元，而是该校正元件的一个或多个元件的物理或化学特性(例如电阻器、阻抗或半导体的确定的温度或电压依赖性)导致对该校正元件的控制或调节。
这些校正元件(1809，1810，1811)例如可以如在图6和图7中所示地实现。校正元件可以是具有电气接线端(1902)和(1903)的电两极。为了在电荷提取(Ladungsentnahme)的同时进行电压限制，例如可以使用以下电元件：
(a)齐纳二极管(1908)和电学上相似的元件，该电元件具有针对确定界限内的电压的低电阻；
(b)抑制器二极管(1904)；
(c)依赖电压的(通常非线性的)复杂的阻抗(即，具有电阻性和/或无功分量)(1905)；
(d)放电器(Arrestoren)(1909)或其他依赖电压或温度的阻抗，这些阻抗可以包含电阻性和/或无功分量；
(e)电开关器或可控阻抗(尤其是，继电器、场效晶体管、双极晶体管以及其他可控的电阻器)(1911)；
(f)电开关器或与复杂的阻抗组合的可控阻抗(1912，1913)，这些可控阻抗可以具有电阻性和/或无功分量并且可以是非线性的。
可控阻抗的实例是：电开关器和半导体元件，这些电开关器和半导体元件不是作为开关器(即，仅具有两种状态：一种闭合的、导电良好的状态[小于1Ω的有效电阻，有利地小于0.1Ω的有效电阻]和一种断开的、导电不好的状态[大于1000Ω的有效电阻，有利地大于1000000Ω的有效电阻])***作而是在其电阻范围内在其间***作；或在多个电阻器或阻抗之间切换的开关器；以及可控的齐纳二极管(所谓的可调节齐纳二极管(adjustableZener diodes))。
针对包含一个电开关器或一个可控阻抗(1911，1912/1913)的解决方案，控制单元可以提供控制信号和/或实施闭环调节或开环控制。
被动的解决方案(即尤其不需要分离的测量、监测和/或控制单元的解决方案)具有显著的优点，减少了成本并且限制了复杂性。图7示出了几个实施方式，这些实施方式实现使开关器或可控阻抗与如下器件共同作用，这些器件能够控制这些开关器或可控阻抗并且例如可以限制作为能量存储器单元一部分的、一个或多个确定的能量存储器的电压。电压限制器(2001)可以作为开关器或可控阻抗实现，在此形成为场效晶体管(2002)、电阻器(2004)以及齐纳二极管(替代性地，也可以是电压抑制器、放电器或类似物)(2003)。晶体管的门电压由电压Vs控制，该电压比与校正元件相关联的能量存储器的电压小一个确定的电压级，该电压级由元件(2003)确定。通过适当地选择晶体管的阈值电压Vt和元件(2003)的击穿电压Vs可以将该能量存储器的最大电压限制到约为Vt+Vs。与开关器或可控阻抗(20029反并联连接的续流二极管可以防止基于无功电流的电压峰值。
同样可以通过一个传统的电阻器代替元件(2003)。此外如在(2005)中示出的，可以将阻抗(2006)加入到该电开关器或可控阻抗(2007)的电流路径中。在(2010)和(2016)中，该电开关器或可控阻抗实施为双极晶体管(2012、2018)；在(2022)中，该电开关器或可控阻抗实施为可控的齐纳二极管(也被称为可调节齐纳二极管)(2024)，该可控的齐纳二极管允许通过至少一个控制输入来改变其击穿电压并且从多个生产商可商购。
阻抗(2006，2011，2017，2023)是任选的并且可以接近或等于零。门电阻、基极电阻以及相似的输入端电阻(2013，2019，2025)同样可以接近或等于零。
同一模块的至少两个电能存储器(2113，2114，2115；2213，2214，2215)(这些校正元件分别包括例如至少一个晶体管并且优选地还分别包括至少一个阻抗)的校正元件可以一起形成一个校正单元(2116；2216)(例如参见图8和图9)。优选地，一个校正单元还包括至少两个电压传感器(参见图9)。一个此类的电压传感器既可以测量单独的电能存储器的电压，也可以测量例如串联或并联的多个电能存储器的电组合。此外，该至少两个电压传感器还可以形成为具有多路复用器的单独电压传感器。在本发明的意义上，由于相似的行为，将多路复用器和传感器的此类组合解释为多个传感器。在本发明的一个特别实施方式中，至少各一个校正单元和至少各一个电压传感器分别与至少两个模块的至少两个电能存储器电并联地连接。在本发明的另一个实施方式中，一个校正单元包括至少一个电流传感器，该电流传感器测量流入该相关联的模块的至少一个电能存储器中的或从其中流出的电流。
如图10示出的，校正元件可以替代性地包括一个电开关器(2336)，该电开关器在激活至少两个电能存储器(2314，2315)的连接节点(2324)的情况下与模块端子(2310)导电地连接。以此方式，可以使在所述连接节点(2324)与正的模块汇流排(2361)之间的电能存储器以及在所述连接节点(2324)与负的模块汇流排(2362)之间的电能存储器以不同强度放电或充电，其方式为：将流动经过这个或这些模块端子的电流(该电流例如源自一个其他模块或电负荷)部分地或完全地通过电开关器(2336)引入或引出所述连接节点(2324)。由此，可以使不同的电荷状态平衡并且同样可以使整合到一个模块中的电能存储器的开篇所述的物理和/或化学差异平衡。
如在图11中示例性地针对具有四个模块端子(2409，2410，2411，2412)的模块所示的，这些校正元件可以如下地实施：至少两个电能存储器的每个连接节点(2423，2424，2425)(该连接节点不是直接与正的模块汇流排(2461)或负的模块汇流排(2462)相同)分别通过至少一个电开关器(2431-2442)与这些模块端子(2409-2412)中的每一个至少暂时导电地连接。正如本领域技术人员能够看出的：针对具有仅两个用于此情况的模块端子(2509，2511)的模块(如在图12中所示的)，相对应地需要更少的电开关器(2531，2533，2535，2537，2539，2541)；针对更多数量的模块端子，该数量对应地增加。
发明人还已经看出，在至少两个电能存储器的每个连接节点(该连接节点同时不与汇流排相对应)与每个模块端子之间提供一个专用的电开关器虽然提供广泛的灵活性，但是对于确保模块的电能存储器的独立充电和放电是不必要的。从上述变体中可以部分地省去所有电开关器的一半以上，这些变体提供了连接节点与模块端子之间的广泛的、可切换的电连接。
如下实施方式是优选的，其中至少两个电能存储器的每个连接节点(该连接节点同时不与汇流排相对应—该汇流排自身已经可以通过电开关器与模块端子至少暂时导电地连接)可以通过至少一个电开关器与至少一个任意的模块端子至少暂时导电地连接。
为了避免大量的开关器，也可以使至少两个电能存储器的仅一部分连接节点通过电开关器与至少一个模块端子导电地连接。
图13示出了一个随机选择的实施方式，其中至少两个电能存储器(2613，2614，2615)的至少三个连接节点、优选每个连接节点可以通过至少一个电开关器(2631，2636，2639)与至少一个模块端子(2609，2610)至少暂时导电地连接。在图13中，这些电开关器示例性地与不同的模块端子(2609，2610)相连接，以展示在所示三个连接节点中的两个的可能组合方面的灵活性。此外，至少一个电能存储器(2613，2614，2615)可以各自具有至少一个电压传感器(2651，2652，2653)。优选地，至少一个电压传感器与一个模块的每个电能存储器电并联地连接。一个此类的电压传感器既可以测量单独的电能存储器的电压，也可以测量例如串联或并联的多个电能存储器的电组合。由于仅非常小的平衡电流必须通过所述电开关器在至少两个电能存储器与至少一个模块端子之间流动，这些电开关器可以实施为非常成本有效的。随着开关速度的提高和与之相关联的、电能存储器的不均匀放电或充电的快速平衡，所述电开关器的载流能力可以进一步减小。根据开关器在至少两个电能存储器的连接节点处的连接位置，所述电开关器的必要的电压耐受性小于模块电压。最高电压例如仅仅是模块电压的大约仅一半，该最高电压是在电压相等的四个电存储器的串联电路的中间连接节点与模块端子之间的电开关器。在至少两个电能存储器的连接节点与模块端子之间的这些电开关器可以实施为机械的电开关器。所述开关器优选是半导体开关器，这些半导体开关器除简单地激活并去激活电导线外还能够实现开关调制，例如脉冲宽度调制(PWM)，以便调节电压或电流流动；并且由此在这些模块端子处的负荷电流高的情况下仍能够实现小的平衡电流，用以平衡这些电能存储器的不同的充电或放电。尤其半导体开关器既可以作为仅单向地切换电流的开关器实现，也可以作为还可以双向地切换电流的开关器实现。图14示例性地示出了能够双向地切换电流的三个电开关器(2731，2736，2739)。双向开关器提供如下优点：可以在两个方向上并且由此在该模块的电能存储器的电源工作和充电工作中控制电流。
包括多个电开关器(这些电开关器可以使至少两个电能存储器的连接节点与至少一个模块端子暂时导电地连接，参见图10至图14)的校正元件同安排为与单独的电能存储器并联或与多个电能存储器例如串联或并联的组合(参见图5至图9)的校正元件的组合能够具有特别的优点。前面这些校正元件例如能够使单独的电能存储器比其他电能存储器更强地充电，但是根据使用的构造元件可能产生较高的生产成本；而后面这些校正元件首先能够强制放电并且同时可以价格低廉地进行生产。其组合可以组合二者的优点。
本发明的一个实施方式包含多个彼此电连接的类似模块(101-124)，这些模块分别包括至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或至少一个电能存储器单元(1817)以及至少一个电开关器(213-317，318-328；1801，1802，1803，1804，1812，1813，1814，1815)，该电路以如下方式设置
至少一个模块(101-124)具有一个电能存储器单元(1817)，该电能存储器单元具有至少两个电串联连接的电能存储器(1806，1807，1808)，其中这些电能存储器(1806，1807，1808)中的每个具有一个电并联连接的校正元件(1809，1810，1811)，该校正元件能够分别将电荷从该电并联连接的能量存储器(1806，1807，1808)导出和/或导入，
其中当该多个模块能够通过分别适当地激活至少一个电开关器(213-317，318-328；1801，1802，1803，1804，1812，1813，1814，1815)形成以下三种状态中的至少两者时，该多个模块被视为类似的：
一个模块的该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个电能存储器单元(1817)与另一个模块的该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个电能存储器单元(1817)串联连接；
一个模块的该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个电能存储器单元(1817)与另一个模块的该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个电能存储器单元(1817)并联连接；
一个模块的该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个电能存储器单元(1817)以如下方式被绕过：一个模块的该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个电能存储器单元(1817)仅以该模块的至少两个电触点中的至多一者与另一个模块的至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或至少一个电能存储器单元(1817)导电地连接并且与另一个模块的至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或至少一个电能存储器单元(1817)不存在闭合的电回路。
本发明的一个替代性地实施方式包含多个彼此电连接的类似模块(101-124)，这些模块分别包括至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或至少一个电能存储器单元(1817)以及至少两个电开关器(213-317，318-328；1801，1802，1803，1804，1812，1813，1814，1815)，这些电开关器能够实现该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个能量存储器单元(1817)相对于其他模块的这些能量存储器(202，204，206，302，304，306)或能量存储器单元(1817)的连通性的转换，该电路以如下方式设置：至少一个模块(101-124)包括一个电能存储器单元(1817)，该电能存储器单元包括至少两个电串联连接的电能存储器(1806，1807，1808)，其中这些电能存储器(1806，1807，1808)中的每个具有一个校正元件(1809，1810，1811；2336；2431-2442；2531，2535，2539；2631，2636，2639)，该校正元件能够如下地将电荷从该能量存储器单元(1817)导出和/或导入到该能量存储器单元(1817)中，使得该能量存储器单元(1817)的这些电能存储器的一部分被加载的电流小于该能量存储器单元(1817)的其他电能存储器被加载的电流，
其中当这些模块能够通过分别适当地激活至少两个电开关器(213-317，318-328；1801，1802，1803，1804，1812，1813，1814，1815)形成至少以下开关状态时，该多个模块被视为类似的：
一个模块的该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个电能存储器单元(1817)与另一个模块的该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个电能存储器单元(1817)串联连接；
一个模块的该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个电能存储器单元(1817)以如下方式被绕过：该模块的该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个电能存储器单元(1817)仅以该模块的至少两个电触点中的至多一者与另一个模块的至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或至少一个电能存储器单元(1817)导电地连接并且与另一个模块的至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或至少一个电能存储器单元(1817)不存在闭合的电回路。
优选地，至少两个模块还额外地允许一个开关状态，其中一个模块的该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个电能存储器单元(1817)与另一个模块的该至少一个电能存储器(202，204，206，302，304，306)或该至少一个电能存储器单元(1817)并联连接。
在一个优选的实施方式中，至少一个校正元件(1809，1810，1811)实施为与至少一个电能存储器(1806，1807，1808)电并联。
在另一个优选的实施方式中，至少一个校正元件具有至少一个电开关器，该电开关器能够使至少两个电能存储器的至少一个连接节点与至少一个模块端子暂时导电地连接。
在另一个优选的实施方式中，这些校正元件(1809，1810，1811)中的至少一者将与其电并联连接的至少一个能量存储器(1806，1807，1808)的电压限制到一个预定的范围内。针对所述电压限制，本发明可以例如包括一个依赖电压和/或依赖温度的阻抗。
在另一个优选的实施方式中，这些校正元件中的至少一者具有至少一个可电控的元件(1907，1911，1913，2002，2007，2011，2018，2024)和至少一个阻抗(1905，1912，2006，2011，2017)，其中该至少一个可电控的元件(1907，1911，1913，2002，2007，2011，2018，2024)作为电开关器实施为具有至少两种状态：一种导电良好的状态和一种导电不好的状态。
在一个特别优选的实施方式中，该至少一个可电控的元件(1907，1911，1913，2002，2007，2011，2018，2024)实施为可电控的阻抗。
在另一个优选的实施方式中，通过一个电子控制单元来控制该至少一个可电控的元件(1907，1911，1913，2002，2007，2011，2018，2024)。
在一个替代性的实施方式中，该至少一个可电控的元件(1907，1911，1913，2002，2007，2011，2018，2024)通过如下电路被控制，该电路包含至少一个阻抗元件，该阻抗元件由于外部的物理或化学作用而改变其阻抗。
在一个特别优选的实施方式中，该至少一个阻抗元件(该阻抗元件由于外部的物理或化学作用而改变其阻抗)具有依赖电压或依赖温度的阻抗。
在另一个优选的实施方式中，该电子控制单元与至少一个电压传感器的至少一条输出线相连接，该电子控制单元控制或调节一个电能存储器单元(1817)的至少一个校正元件(1809，1810，1811)，该电压传感器检测相关联的电能存储器单元(1817)的至少一个电能存储器(1806，1807，1808)的电压。
在另一个优选的实施方式中，该电子控制单元与至少一个温度传感器的至少一条输出线相连接，该电子控制单元控制或调节一个电能存储器单元(1817)的至少一个校正元件(1809，1810，1811)，该温度传感器检测相关联的电能存储器单元(1817)的至少一个电能存储器(1806，1807，1808)的温度。

Claims (7)

1.电路，该电路包括多个彼此电连接的同类模块(101-124)，这些模块分别具有至少一个电能存储器单元(1817)以及至少两个电开关器(213-317，318-328；1801，1802，1803，1804，1812，1813，1814，1815)，这些电开关器能够实现该至少一个电能存储器单元(1817)相对于其他模块的这些电能存储器单元(1817)的连通性，该电路以如下方式设置：
至少一个模块(101-124)包括一个电能存储器单元(1817)，该电能存储器单元具有至少两个电串联连接的电能存储器(1806，1807，1808)，其中这些电能存储器(1806，1807，1808)中的每个具有一个校正元件(1809，1810，1811；2336；2431-2442；2531，2535，2539；2631，2636，2639)，该校正元件能够将电荷从该电能存储器单元(1817)导出或将电荷导入到该电能存储器单元(1817)中，使得流过该电能存储器单元(1817)的这些电能存储器的一部分的电流小于流过该电能存储器单元(1817)的其他电能存储器的电流，
其中通过分别适当地激活至少两个电开关器(213-317，318-328；1801，1802，1803，1804，1812，1813，1814，1815)，该多个模块能够形成以下三种状态：
一个模块的该至少一个电能存储器单元(1817)与另一个模块的该至少一个电能存储器单元(1817)串联连接；
一个模块的该至少一个电能存储器单元(1817)与另一个模块的该至少一个电能存储器单元(1817)并联连接；
一个模块的该至少一个电能存储器单元(1817)以如下方式被绕过：一个模块的该至少一个电能存储器单元(1817)仅以该模块的至少两个电触点中的最多一者与另一个模块的至少一个电能存储器单元(1817)导电地连接并且与另一个模块的至少一个电能存储器单元(1817)不存在闭合的电回路；其中所述的校正元件中的至少一者具有至少一个电开关器，该电开关器能够使至少两个电能存储器的至少一个连接节点与至少一个模块端子暂时导电地连接；
其中这些校正元件(1809，1810，1811)中的至少一者将与其电并联连接的至少一个电能存储器(1806，1807，1808)的电压限制到一个预定的范围内；
校正元件的安排是从与其并联连接的电能存储器中排放电荷，以便减小在电能存储器上的电压压力，其方式为，使在电能存储器的这些接线端中的每一个上产生的峰值电压保持在预定的界限之下。
2.根据权利要求1所述的电路，其中这些校正元件中的至少一者具有依赖电压或依赖温度的阻抗。
3.根据权利要求1所述的电路，其中这些校正元件中的至少一者具有至少一个可电控的元件(1907，1911，1913，2002，2007，2011，2018，2024)和至少一个阻抗(1905，1912，2006，2011，2017)，其中该至少一个可电控的元件(1907，1911，1913，2002，2007，2011，2018，2024)作为电开关器实施为具有至少两种状态：一种导电良好的状态和一种导电不好的状态。
4.根据权利要求2所述的电路，其中该电路还具有至少一个电子控制单元。
5.根据权利要求4所述的电路，其中该至少一个电子控制单元控制至少一个校正元件。
6.根据权利要求5所述的电路，其中该电路还包括至少两个电压传感器，这些电压传感器检测这些电能存储器的电压并将其传输给至少一个电子控制单元。
7.根据权利要求4所述的电路，其中该电子控制单元与至少一个温度传感器的至少一条输出线相连接，该电子控制单元控制一个电能存储器单元(1817)的至少一个校正元件(1809，1810，1811)，该温度传感器检测相关联的电能存储器单元(1817)的至少一个电能存储器(1806，1807，1808)的温度。
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