(57)【要約】本発明は，車両用の電気駆動システム（２），好適にはハイブリッド駆動システムを作動させるための装置（１）を提案する。この装置（１）は，並列接続されるバッテリーシステム（5a, 5b, 5c, . . . ）として少なくとも第１バッテリーシステム（5a）及び第２バッテリーシステム（5b）を備え，これらバッテリーシステムの負荷出力部（９）は共通負荷出力部（11）に集約される。各バッテリーシステム（5a, 5b, 5c, . . . ）は，蓄電手段（６）と，蓄電手段（６）に接続するプリチャージ回路（14）とを備える。プリチャージ回路（14）の出力部（14a）により，バッテリーシステム（5a, 5b, 5c, . . . ）の各負荷出力部（９）を構成し，各負荷出力部（９）はプリチャージ回路（14）により共通負荷出力部（11）に対して接続又は遮断可能である。共通負荷出力部（11）を，好適には直流中間回路コンデンサ（13）により，作動装置（１）のインバータ（３）におけるインバータ入力部（12）とエネルギー的に直結する。併せて，作動装置（１）による作動方法も提案する。【選択図】図２
2014506105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用の電気駆動システム（２）を作動させるための装置（１）であって，並列接続された複数のバッテリーシステム（5a, 5b, 5c, . . . ）として少なくとも第１バッテリーシステム（5a）及び第２バッテリーシステム（5b）を備え，前記バッテリーシステム（5a, 5b, 5c, . . . ）の負荷出力部（９）が共通負荷出力部（11）に集約され，各バッテリーシステム（5a, 5b, 5c, . . . ）が，蓄電手段（６）と，該蓄電手段（６）に接続するプリチャージ回路（14）とを備え，該プリチャージ回路（14）の出力部（14a）により当該バッテリーシステム（5a, 5b, 5c, . . . ）の負荷出力部（９）が構成され，各バッテリーシステム（5a, 5b, 5c, . . . ）における負荷出力部（９）が前記プリチャージ回路（14）により前記共通負荷出力部（11）に対して接続及び遮断可能であり，該共通負荷出力部（11）が前記装置（１）のインバータ（３）のインバータ入力部（12）とエネルギー的に直結する装置（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の装置（１）であって，各バッテリーシステム（5a, 5b, 5c, . . . ）の負荷出力部（９）は，該バッテリーシステム（5a, 5b, 5c, . . . ）のバッテリー管理システム（18）に対して接続又は遮断可能であり，該バッテリー管理システム（18）は，前記プリチャージ回路（14）及び／又はスイッチ（15,16）を制御することを特徴とする装置（１）。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の装置（１）であって，前記バッテリー管理システム（18）は前記装置（１）のコントローラ（19）としてのハイブリッドコントローラと協働することを特徴とする装置（１）。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の装置（１）であって，該装置（１）は，少なくとも第１バッテリーシステム（5a）及び／又は第２バッテリーシステム（5b）の負荷出力部（９）を，交互に前記共通負荷出力部（11）に接続するよう構成されていることを特徴とする装置（１）。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の装置（１）を作動させる方法であって，第１ステップでは，前記複数のバッテリーシステム（5a, 5b, 5c, . . . ）のうちの第１バッテリーシステムを，第１バッテリーシステムの蓄電手段（６）の充電レベルに応じて，第１バッテリーシステムのプリチャージ手段（14）により共通負荷出力部（11）から遮断し，第２ステップでは，前記複数のバッテリーシステム（5a, 5b, 5c, . . . ）のうちの第２バッテリーシステムを，第２バッテリーシステムの蓄電手段（６）の充電レベルに応じて，第２バッテリーシステムのプリチャージ手段（14）により共通負荷出力部（11）に接続することを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって，前記複数のバッテリーシステム（5a, 5b, 5c, . . . ）のうちの第１バッテリーシステムを遮断するステップ，及び／又は前記複数のバッテリーシステム（5a, 5b, 5c, . . . ）のうちの第２バッテリーシステムを接続するステップを，前記インバータ（３）の作動中に実施することを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の方法であって，前記複数のバッテリーシステム（5a, 5b, 5c, . . . ）のうち，常に１つのバッテリーシステムをインバータ（３）の作動中に共通負荷出力部（11）に接続するステップを，第１ステップ前及び第２ステップ後に実施することを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項５〜７の何れか一項に記載の方法であって，前記第２ステップにおけるバッテリーシステム（5a, 5b, 5c, . . . ）の接続を，接続されたバッテリーシステム（5a, 5b, 5c, . . . ）のプリチャージ手段（14）によりインバータ入力電圧を高めた状態で実行することを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項５〜８の何れか一項に記載の方法であって，前記第２ステップにおいて接続するバッテリーシステム（5b）は，その蓄電手段（６）の充電レベルが，第１ステップにおいて遮断したバッテリーシステムにおける蓄電手段（６）の充電レベルよりも高いものとすることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項５〜９の何れか一項に記載の方法であって，少なくとも前記第１及び第２ステップの実行中に，インバータ入力電圧を安定化させるために，前記複数のバッテリーシステム（5a, 5b, 5c, . . . ）のうちの第３バッテリーシステムを共通負荷出力部（11）に対して並列接続し，該第３バッテリーシステムを，そのプリチャージ手段（14）により接続及び遮断することを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項５〜１０の何れか一項に記載の方法であって，インバータ（３）側から共通負荷出力部（11）にエネルギーをフィードバックして蓄電手段（６）に蓄電する際，前記第１ステップにおいて，その蓄電手段（６）が第１充電レベルを示すバッテリーシステム（5a, 5b, 5c, . . . ）を共通負荷出力部（11）から遮断し，前記第２ステップにおいては，前記遮断されたバッテリーシステム（5a, 5b, 5c, . . . ）の蓄電手段（６）よりも充電レベルが低いバッテリーシステム（5a, 5b, 5c, . . . ）を共通負荷出力部（11）に接続することを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項５〜１１の何れか一項に記載の方法であって，前記第２ステップにおいて共通負荷出力部（11）に接続するバッテリーシステム（5a, 5b, 5c, . . . ）を，その蓄電手段（６）の充電レベルに応じて前記複数のバッテリーシステム（5a, 5b, 5c, . . . ）から選択することを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１〜４の何れか一項に記載の装置を備えることを特徴とするプラグインハイブリッド車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，電気駆動システムを作動させるための，請求項１の前段に記載された装置と，請求項５の前段に記載された方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
将来的には，特に市街中心部において，いわゆる「ゼロエミッション・ゾーン」の普及が一層拡大するものと予測される。「ゼロエミッション・ゾーン」とは，排出ガスを出さない車両のみが走行を許される区域である。この区域内においては，例えばバスや配達用トラック等を純粋な電気駆動で走行させる必要がある。
【０００３】
パラレルハイブリッド型の駆動システムを備える車両では，駆動形式として，エンジンとモーターの両者により車両を駆動するハイブリッド駆動に加えて，エンジンを遮断してモーターのみにより，したがって排出ガスを出さないで車両を駆動することが可能である。純粋な電気駆動によって十分に長い距離を走行可能とするためには，少なくとも１つの蓄電手段によって十分な電気エネルギーが供給可能でなければならない。
【０００４】
更に，いわゆるプラグインハイブリッド車が既知であり，この場合にバッテリーはブレーキエネルギーの回生，即ち回生制動による充電や，エンジンによる充電のみならず，外部の充電ステーションでの給電によっても充電することが可能である。プラグインハイブリッド車は，電動車両と純粋な内燃駆動車両の両者の利点を併有する。一方では市街交通，例えばエコゾーン等において純粋な電気駆動により排出ガスを出さずに低騒音下で走行し，他方ではバッテリーの充電レベルが低い場合でも内燃機関でより長距離を走行することが可能である。
【０００５】
これまで多額の開発コストが費やされたにも係らず，電気駆動による長距離走行に適したバッテリーは存在しない。
【０００６】
このようなバッテリーは，純粋な電気駆動時に求められる走行ダイナミクスを実現するために，高いエネルギー蓄積量と，優れた性能を有することが求められる。
【０００７】
これに対して，現行のハイブリッド車に適用可能なバッテリーは，回生エネルギーを蓄積して再放出する構成とされているため，電気走行のために必要とされる大きなエネルギーを交換する過程でバッテリー寿命が顕著に短縮される。このようなバッテリーは非常に高価であるため，純粋な電気駆動走行用として長期間に亘って単独使用するには適していない。
【０００８】
それ故，従来技術では，パワーエレクトロニクスシステムにおいて複数のバッテリーを並列接続することによりエネルギー蓄積量と性能を向上させている。このアプローチについては，例えばドイツ特許出願公開第102007009009号公報（特許文献１）に記述されている。しかしながら，複数のバッテリーの並列接続にはバッテリー管理上で重大な欠点がある。即ち，製造公差や温度変化により内部抵抗が変化すると，作動時のバッテリーが非対称となり，これにより充電量や性能が大きく制限されることである。従って，並列接続したバッテリーを制御して非対称性を回避するために直流中間回路が必要とされる。このような直流中間回路は，回路配置内を流れる高電流に接続するために必然的に大型で重量級の構成となり，かつ非常に高価である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】ドイツ特許出願公開第102007009009号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は，上述した従来技術の欠点を解消し，電気駆動システムを作動させるための新規な装置及び方法を提案することにより，並列接続したバッテリー又はバッテリーシステムを，直流中間回路を使用せずに，しかも低コストでインバータに接続可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題は，本発明によれば，請求項１に記載した特徴を有する装置により解決される。また，方法に関する課題は請求項５に記載した特徴により解決される。
【００１２】
本発明は，車両の電気駆動システム，特にハイブリッド駆動システムを作動させるための装置を提案するものである。この装置は，並列接続されたバッテリーシステムとして，少なくとも第１バッテリーシステム及び第２バッテリーシステムを備え，これらバッテリーシステムの負荷出力部は共通負荷出力部に集約される。各バッテリーシステムは，蓄電手段と，蓄電手段に接続するプリチャージ回路とを備える。プリチャージ回路の出力部により，バッテリーシステムの各負荷出力部を構成し，各負荷出力部はプリチャージ回路により共通負荷出力部に対して接続又は遮断可能である。共通負荷出力部を，特に直流中間回路コンデンサにより，装置のインバータのインバータ入力部とエネルギー的に直結する。
【００１３】
本発明に係る装置の一実施形態においては，各バッテリーシステムの負荷出力部は，バッテリーシステムのバッテリー管理システムに対して接続又は遮断することが可能である。そのバッテリー管理システムは，特にプリチャージ回路及び／又はスイッチを制御するものとする。
【００１４】
本発明に係る装置の他の実施形態においては，バッテリー管理システムはコントローラ，特にハイブリッドコントローラと協働する。
【００１５】
本発明に係る装置の他の実施形態において，装置は，少なくとも第１バッテリーシステム及び／又は第２バッテリーシステムの負荷出力部を交互に共通負荷出力部に接続するよう構成されている。
【００１６】
本発明は，電気駆動システム，特にハイブリッド駆動システムにおいて，本発明に係る装置を作動させる方法を更に提案する。本発明に係る方法は，第１ステップにおいて，複数のバッテリーシステムのうちの第１バッテリーシステムを，第１バッテリーシステムの蓄電手段の充電レベルに応じて，第１バッテリーシステムのプリチャージ手段により共通負荷出力部から遮断し，第２ステップにおいて，複数のバッテリーシステムのうちの第２バッテリーシステムを，第２バッテリーシステムの蓄電手段の蓄電状態に応じて，第２バッテリーシステムのプリチャージ手段により共通負荷出力部に接続するものである。
【００１７】
本発明に係る方法において，複数のバッテリーシステムのうちの第１バッテリーシステムを共通負荷出力部から遮断するステップ，及び／又は複数のバッテリーシステムのうちの第２バッテリーシステムを共通負荷出力部に接続するステップは，特に作動上の観点からインバータの作動中に実施する。
【００１８】
本発明に係る方法の一実施形態においては，複数のバッテリーシステムのうち，常にそれぞれ厳密に１つのバッテリーシステムをインバータの作動中に共通負荷出力部に接続するステップを，特に第１ステップ前及び第２ステップ後に実施する。
【００１９】
本発明に係る方法の他の実施形態では，第２ステップにおけるバッテリーシステムの接続を，接続されるバッテリーシステムのプリチャージ手段によりインバータ入力電圧を上昇させながら実行する。
【００２０】
本発明に係る方法の他の実施形態では，第２ステップにおいて接続するバッテリーシステムを，その蓄電手段の充電レベルが，第１ステップにおいて遮断したバッテリーシステムにおける蓄電手段の充電レベルよりも高いものとする。
【００２１】
本発明に係る方法の他の実施形態においては，少なくとも第１及び第２ステップの持続時間中に，特にインバータ入力電圧を安定させるために，複数のバッテリーシステムのうちの第３バッテリーシステムを共通負荷出力部に対して並列接続し，その第３バッテリーシステムを，第３バッテリーシステムにおけるプリチャージ手段により接続及び遮断する。
【００２２】
更に，本発明に係る方法の他の実施形態においては，インバータ側から共通負荷出力部にエネルギーを還流させて蓄電手段に蓄電する際，第１ステップにおいて，その蓄電手段が第１充電レベルを示すバッテリーシステムを共通負荷出力部から遮断し，第２ステップにおいては，前記遮断されたバッテリーシステムの蓄電手段よりも充電レベルが低い別のバッテリーシステムを共通負荷出力部に接続する。
【００２３】
本発明に係る方法の他の実施形態では，第２ステップにおいて共通負荷出力部に接続すべきバッテリーシステムを，その蓄電手段の蓄電状態に応じて，複数のバッテリーシステムから選択する。
【００２４】
本発明は，本発明に係る装置を備えた車両，特にプラグインハイブリッド車を更に提案する。
【００２５】
本発明の更なる特徴及び利点は，その詳細を示す図面を参照しての実施形態に関する以下の記載と，請求項の記載から明らかである。本発明は，その個別的な特徴を単独で又は随意に組み合わせた変更実施形態として実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
以下，本発明の例示的な実施形態につき，添付図面を参照して詳述する。
【図１】本発明に係る装置の一実施形態におけるバッテリーシステムを例示する回路図である。
【図２】本発明に係る方法を実施するための装置の典型例を例示する回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下の図面に関する記述において，構成又は機能が同等の要素は同一の参照符号を付すものとする。
【００２８】
図２は，本発明に係る装置１の例示的な略図であり，この装置１は車両の電気駆動システム２を作動させるものである。車両としては，例えばハイブリッド車,特にプラグインハイブリッド車が適用される。装置１はインバータ３，特に電圧インバータを備え，この電圧インバータは駆動システム２の電気駆動ユニット４，例えば回転磁界機械と接続する。電気駆動ユニット４を作動させるため，インバータ３を，例えばパルス幅変調（PWM: Pulse Width Modulation）をもって作動させる。そのためにインバータ３は，電力半導体素子を組み合わせた電力スイッチに加えて，例えば電力スイッチにおける電力半導体素子用のコントローラを備える。
【００２９】
本発明において，装置１は更に複数の，特に同種のバッテリーシステム5a, 5b, 5c, … として，少なくとも第１バッテリーシステム5aと，第２バッテリーシステム5bとを有し，これらバッテリーシステムは，例えば図１のように，それぞれが蓄電手段６を備える。各バッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . における蓄電手段６は，複数の部分蓄電手段6a, 6b, 6c, . . . より構成し，又は個別的な蓄電手段６として構成することができる。蓄電手段６又は部分蓄電手段6a, 6b, 6c, . . . はバッテリーセルとして構成するか，或いは燃料電池又はスーパーキャパシタ等として構成する。複数の部分蓄電手段6a, 6b, 6c, . . . は例えば並列接続することができ，図示のように直列接続して蓄電手段６を構成することもできる。
【００３０】
本発明においてはバッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . を，特に各蓄電手段６を，車両走行用の蓄電池として構成する。蓄積されたエネルギーは蓄電手段６の出力部７において，即ち電気接続部の間において使用可能であり，これによりバッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . は直流電圧を供給するものである。
【００３１】
バッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . は，例えばその構成部品を周囲の影響から保護又は遮断するためのハウジング８と，電気的な各出力部，即ち負荷出力部９とを備える。負荷出力部９は負荷側の出力部であり，その出力部を介して蓄電手段６のエネルギーを供給するものである。負荷出力部９は，各バッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . における２つの接続端子10で構成し，これらの接続端子10はハウジング８から導出することができる。
【００３２】
図２に示すように，本発明においては，少なくとも第１バッテリーシステム5a及び第２バッテリーシステム5bを，そして好適には３つ以上のバッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . を並列接続することにより，本発明に係る装置を構成するものである。各バッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . の負荷出力部９は，共通負荷出力部11に電気的に集約される。上記のように構成された負荷出力部11を，本発明においては装置のインバータ３における入力部12に対してエネルギー的に直結する。即ち，共通負荷出力部11とインバータ３との間にはパワーエレクトロニクス素子を介在させない。
【００３３】
インバータ３の入力部12に対しては，エネルギー接続を達成すべく少なくとも１つの直流中間回路コンデンサ13を事前接続する。接続要素又は直流中間回路コンデンサ13は，共通負荷出力部11により供給されるエネルギーを蓄積又は中間蓄積し，インバータ３に対して，電気駆動ユニット４を作動するためのエネルギーを，例えば必要に応じて所定の電圧レベルで供給する。接続要素13は，特にインバータ３の入力端子3aの間に接続する。
【００３４】
更に，本発明において，各バッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . はプリチャージ回路14を備える。プリチャージ回路14は各バッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . に組み込まれた構成要素とすることが可能であり，又は各バッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . に対して割り当てることも可能である。プリチャージ回路14は，共通負荷出力部11に配置した接続要素又は蓄電要素13に印加され得る高い充電電流を制限するために設けられるものである。各プリチャージ回路14によりインバータ入力電圧を，複数のバッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . のうち，共通負荷出力部11と電気的に接続される１つのバッテリーシステムの電圧レベルに係る目標値まで増加可能であり，その際に不具合は生じない。
【００３５】
本発明においては，各プリチャージ回路14をバッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . における蓄電手段６に対して電気的に接続し，プリチャージ回路14の出力部14aによりバッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . の各負荷出力部９を構成する。プリチャージ回路14は，既知の態様でプリチャージスイッチ15，メインスイッチ16及びプリチャージ抵抗17を備える。この場合，各バッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . は，負荷出力部９におけるプリチャージスイッチ15及びメインスイッチ16により，即ち両スイッチ15, 16を遮断するか，又はスイッチ15, 16の何れかを接続することにより，共通負荷出力部11に対して接続及び遮断可能である。バッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . には，更なるスイッチを配置することも可能である。
【００３６】
プリチャージ回路14を設けることにより，各バッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . の負荷出力部９を，簡単な方法で共通負荷出力部11に対して接続及び遮断することが可能である。各バッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . におけるプリチャージ回路14を制御すべく，本発明においては，各バッテリー管理システム18又は各バッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . のコントローラが備えられ，例えばバッテリーシステムと一体化する。バッテリー管理システム18は，負荷出力部９を共通負荷出力部11に接続又は共通負荷出力部11から遮断すべく，特にそれぞれが，少なくとも各プリチャージ回路14のスイッチ15, 16を制御する。接続時には，先ずプリチャージ回路のスイッチ15を接続してからメインスイッチ16を接続可能であり，即ちプリチャージ後にバッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . を共通負荷出力部11に接続するものである。
【００３７】
バッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . を，所期のとおりに共通負荷出力部11に対して接続及び遮断するため，本発明においては，バッテリー管理システム18を装置１におけるコントローラ19，特にハイブリッドコントローラと協働させる。コントローラ19により，スイッチ15, 16を開閉するためのスイッチ信号をバッテリー管理システム18に伝達し，各負荷出力部９を簡単に接続及び遮断することができる。コントローラ19の信号は，例えばバス20により各バッテリー管理システムに伝達する。このように構成された装置１により，異なるバッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . における負荷出力部９を，共通負荷出力部11又はインバータ３に対して交互に接続することができる。
【００３８】
本発明に係る方法においては，装置１を作動するために，特に電気駆動システム２において，第１ステップでは複数のバッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . のうち，例えば第１バッテリーシステム5aをその蓄電手段６の充電レベルに応じて，そのプリチャージ手段14により共通負荷出力部11から遮断する。インバータ３の作動中に，作動を目的として，即ち負荷側のユニット４に供給するために，例えば充電レベルが所定の閾値を下回るほど低下したバッテリーシステム5aを，遮断すべきバッテリーシステムとして切り離す。充電レベルは，例えばバッテリーシステム5aにおけるバッテリー管理システム18により検出し，バス20により伝達する。
【００３９】
本発明に係る方法の第２ステップでは，複数のバッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . のうち，例えば第２バッテリーシステム5bをその蓄電手段６の充電レベルに応じて，そのプリチャージ手段14により共通負荷出力部11に接続する。インバータ３の作動中に，特に作動を目的として，各バッテリー管理システム18により，更なるバッテリーシステム5a, 5c, 5d, . . . の蓄電手段６の充電レベルを検出し，コントローラ19に伝達する。伝達された充電レベルに応じて，コントローラ19がバッテリーシステム5bを選択する。バッテリーシステム5bの蓄電手段６は，更なるバッテリーシステム5a, 5c, 5d, . . . と比較して最も高い充電レベルを示す。
【００４０】
複数のバッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . のうち，例えばバッテリーシステム5bを選択した場合，選択されたバッテリーシステム5bはその負荷出力部９により共通負荷出力部11に接続される。この場合，特にプリチャージ回路スイッチ15及びプリチャージ抵抗17によるプリチャージの可能性を利用しつつ接続する。即ち，更なるバッテリーシステム5bを，第２ステップにおいてインバータ入力電圧が上昇している間に，接続すべきバッテリーシステム5bとして，例えばそのプリチャージ手段14により接続する。
【００４１】
従って，本発明に係る方法により，空のバッテリー又は蓄電手段６を単純な方法でインバータ３から電気的に分離し，電気駆動ユニット４を更に作動すべく新たなバッテリー又は蓄電手段６を単純な方法で接続することができる。
【００４２】
この場合，本発明においては，複数のバッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . のうち，それぞれ常に厳密に１つのバッテリーシステムを，インバータ３が作動している間に共通負荷出力部11に接続するステップを，第１バッテリーシステム5aを遮断する第１ステップの前，及び第２バッテリーシステム又は更なるバッテリーシステム5b, 5c, . . . を接続した第２ステップの後に実施する。
従って，種々のバッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . の異なる充電レベルがバッテリー接続に影響することになり，インバータ３以外にはパワーエレクトロニクス要素が不要となる。電気駆動システム２又はインバータ３は，この場合，本発明においては常に単一の，接続された蓄電手段６から電力供給を受ける。
【００４３】
本発明において，第１及び第２バッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . の間の切換えはインバータ３の作動中に，好適には電気ユニット４が必要とするトルクが無いか又は非常に小さい状況下で実行する。切換えの間には，確実なトルク供給が行えないためである。バッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . の遮断と，更なるバッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . の接続は，電気機械又は電気駆動ユニット４のトルク要求値が小さい場合に，例えばハイブリッド走行の間，負荷変更の間，シフトプロセスの間，又は停止状態時に実行する。
【００４４】
本発明に係る方法の変更実施形態においては，特にインバータ３の作動中に作動を目的として，複数のバッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . のうち，例えば第１バッテリーシステム5aを遮断する前に，第１ステップにおいて，複数のバッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . のうちの更なるバッテリーシステム，例えば第３バッテリーシステム5cを共通負荷出力部11に対して並列接続する。この場合，複数のバッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . のうちの例えば第２バッテリーシステム5bを接続している間，又は接続した後に，第３バッテリーシステム5cを共通負荷出力部11から遮断する。その際，第３バッテリーシステム5cは，特にそのプリチャージ回路14により接続及び遮断される。この場合，少なくとも第１及び第２ステップの実行中に第３バッテリーシステム5cを共通負荷出力部11に接続する。
【００４５】
複数のバッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . のうち，特殊なプリチャージバッテリー形態の蓄電手段６を備える第３バッテリーシステムを並列接続回路又はバッテリーパックに統合するのは，第１及び第２バッテリーシステム間で切換える場合，即ち第１バッテリーシステムを共通負荷出力部11から遮断して第２バッテリーシステムを共通負荷出力部11に接続する場合に，その切換えの間に第３バッテリーシステムを接続して，直流中間回路コンデンサ13により構成された中間回路を安定させるためである。これにより，切換え過程でインバータ３の性能が急低下する現象が顕著に回避される。例えば，プリチャージ型の第３バッテリーシステム5cは，例えば更なるバッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . における蓄電手段６と比較してエネルギー含量が低減した蓄電手段６を備えるが，プリチャージ抵抗はより大型となる。
【００４６】
インバータ３側から共通負荷出力部11にエネルギーが供給される際，又は回生の際に，蓄電手段６の充電を目的として，第１ステップにおいて，バッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . のうちの例えば第１バッテリーシステム5aを共通負荷出力部11から遮断する。このバッテリーシステム5aにおける蓄電手段６は，更なるバッテリーシステム5b, 5c, 5d, . . . における蓄電手段６の充電レベルと比較して高い充電レベルを示す。遮断されたバッテリーシステム5aは，例えば事前に，例えば作動を目的として，蓄電手段の充電レベルが高いことに基づいて共通負荷出力部11に接続しておく。
【００４７】
第２ステップにおいて，エネルギーのフィードバックの際に，バッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . のうちの例えば第２バッテリーシステム5bを共通負荷出力部11に接続する。このバッテリーシステム5bにおける蓄電手段６の充電レベルは，遮断されたバッテリーシステム5aの蓄電手段６よりも低い。接続すべきバッテリーシステム5aを，特に各バッテリー管理システム18に接続するコントローラ19により，蓄電手段６の充電レベルに応じて再び選択し，特にプリチャージ回路14により接続する。選択されたバッテリーシステム5bにおける蓄電手段６は，更なるバッテリーシステムと比較して最も低い充電レベルを示す。
【００４８】
この場合，本発明においては，各バッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . の蓄電手段６が連続的に充電されるか，又は接続及び遮断される。即ち，深放電を避けるために最も充電レベルの低いバッテリーシステムから開始し，最も充電レベルの高いバッテリーシステムで終了するのである。また，それぞれの遮断前及びそれぞれの接続前に，厳密に各１つのバッテリーシステム６を共通負荷出力部11に接続する。
【００４９】
例えば，負荷の変動によるハイブリッド走行の際など，回生エネルギーが十分でない場合に，蓄電手段６が充電される。本発明に係る方法をプラグインハイブリッド車に適用する場合，蓄電手段６を特に燃料電池か又は電力供給システムにより充電し，この場合上述と同様に，連続的に充電する。
【００５０】
本発明において，バス20に対する負荷，特にCANバスに対する負荷は，関与するバッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . が複数個であるにも係らず，低く抑えられる。そのためには，不要とされ，共通負荷出力部11から物理的に分離されている蓄電手段６を休眠状態とする。この休眠状態において，各バッテリーシステム5a, 5b, 5c, . . . は割り当てられたＩＤ上で，例えば実際の充電レベル（SOC），及び必要に応じて電圧，温度，ヘルス状態等の，状態に関する情報を発信する。休眠状態における蓄電手段６又はバッテリーは，必要に応じ通常の作動状態に切り替えて接続する。即ち，休眠状態においても永続的にバス20の覚醒信号に反応している。
【００５１】
本発明においては，特に第１ステップと第２ステップとを交互に反復する。この場合，各切換えの後に，常に厳密に１つの蓄電手段６を共通負荷出力部11に接続する。要求に応じて，適切な各蓄電手段６をインバータ３に接続する。
【符号の説明】
【００５２】
１  装置
２  駆動システム
３  インバータ
3a  インバータ入力端子
４  電気駆動ユニット
５  蓄電手段
5a, 5b, 5c, . . .  バッテリーシステム
６  蓄電手段
6a, 6b  部分蓄電手段
７  蓄電手段の出力部
８  ハウジング
９  バッテリーシステムの負荷出力部
10  バッテリーシステムの接続端子
11  共通負荷出力部
12  インバータ入力部
13  直流中間回路コンデンサ
14  プリチャージ回路
14a  プリチャージ回路の出力
15  プリチャージ回路スイッチ
16  メインスイッチ
17  プリチャージ抵抗
18  バッテリー管理システム
19  コントローラ
20  バス
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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