DE102011017679A1 - Energiespeichervorrichtung, System mit Energiespeichervorrichtung und Betriebsverfahren zum Sichern einer Energieabgabe einer Energiespeichervorrichtung - Google Patents

Energiespeichervorrichtung, System mit Energiespeichervorrichtung und Betriebsverfahren zum Sichern einer Energieabgabe einer Energiespeichervorrichtung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Energiespeichervorrichtung mit einem elektrischen Energiespeicher (5) und mit einer Sicherungseinheit (10) zum Sichern einer Energie-Abgabe des elektrischen Energiespeichers (5), wobei die Sicherungseinheit. (10) umfasst: eine Prüfeinrichtung (12), welche dazu ausgelegt ist, mindestens einen Betriebsparameter des elektrischen Energiespeichers (5) zu erfassen und zu überprüfen, und eine Begrenzungseinrichtung (14), welche dazu ausgelegt ist, die Energie-Abgabe des elektrischen Energiespeichers (5) in Abhängigkeit des mindestens einen Betriebsparameters zu begrenzen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Energiespeichervorrichtung, ein System mit einer Energiespeichervorrichtung und ein Betriebsverfahren zum Sichern einer Energieabgabe einer Energiespeichervorrichtung.
  • Die DE 20 2009 009 688 U1 beschreibt eine Energieversorgungseinheit zur Versorgung eines elektrischen Bordnetzes eines Fahrzeuges, insbesondere eines Radfahrzeuges, mit einem wiederaufladbaren elektrischen Energiespeicher und einer mit diesem verbundenen Sekundärspule zur induktiven Energieübertragung zwischen Sekundärspule und einer Primärspule einer Ladestation, wobei die Energieversorgungseinheit als austauschbare Gesamteinheit mit einem Verbindungselement zur Verbindung mit einem Anlandfahrzeug angeordneten Verbindungsgegenstück zur Energieübertragung zwischen Energieversorgungseinheit und Bordnetz ausgebildet ist.
  • Von elektrischen Energiespeichern kann eine Gefährdung von Personen ausgehen, zum Beispiel nach einer Beschädigung des elektrischen Energiespeichers bei einem Unfall oder bei einer nicht-fachgemäßen Reparatur.
  • Es besteht daher ein Erfordernis, Benutzer von Fahrzeugen mit elektrischen Energiespeichervorrichtungen vor hohen Spannungen zu schützen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Gemäß Patentanspruch 1 ist eine Energiespeichervorrichtung mit einem elektrischen Energiespeicher und mit einer Sicherungseinheit zum Sichern einer Energie-Abgabe des elektrischen Energiespeichers vorgesehen. Die Sicherungseinheit umfasst: eine Prüfeinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, mindestens einen Betriebsparameter des elektrischen Energiespeichers zu erfassen und zu überprüfen, und eine Begrenzungseinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, die Energie-Abgabe des elektrischen Energiespeichers in Abhängigkeit des mindestens einen Betriebsparameters zu begrenzen.
  • In Patentanspruch 5 ist ein System mit mindestens einem elektrischen Verbraucher und mit einer Energiespeichervorrichtung vorgesehen. Die Sicherungseinheit der Energiespeichervorrichtung umfasst die Prüfeinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, mindestens einen Betriebsparameter des mindestens einen elektrischen Verbrauchers zu erfassen und zu überprüfen und die Begrenzungseinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, die Energie-Abgabe des elektrischen Energiespeichers in Abhängigkeit des mindestens einen Betriebsparameters zu begrenzen.
  • Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Betriebsverfahren zur geschützten Energie-Abgabe einer Energiespeichervorrichtung mit einer Sicherungseinheit und einem elektrischen Energiespeicher gemäß Patentanspruch 11. Das Betriebsverfahren umfasst die Schritte: Erfassen mindestens eines Betriebsparameters des elektrischen Energiespeichers und/oder von weiteren an den elektrischen Energiespeicher angeschlossenen Einheiten durch eine Prüfeinrichtung, Überprüfen des erfassten mindestens einen Betriebsparameters durch die Prüfeinrichtung, Freigeben einer Stromabgabe des elektrischen Energiespeichers, im Fall eines erfolgreichen Überprüfens, und Begrenzen der Energie-Abgabe des elektrischen Energiespeichers in Abhängigkeit des mindestens einen Betriebsparameters durch eine Begrenzungseinrichtung und Senden einer Fehlermeldung, im Fall eines nicht erfolgreichen Überprüfens.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, dass eine elektrische Energiespeichervorrichtung mit einer Sicherheitseinheit bereitgestellt wird, um eine Gefährdung von Personen abzuwehren, indem bei Aktivierung der Sicherheitseinheit eine geschützte Energieabgabe unabhängig vom aktuellen Ladezustand des elektrischen Energiespeichers erfolgt.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellte Energiespeichervorrichtung, das System und das Betriebsverfahren zur geschützten Energie-Abgabe einer Energiespeichervorrichtung haben den Vorteil, dass der Energiespeicher über eine integrierte und automatisierte Not-Aus-Funktion zur beschränkten Freigabe einer Energieabgabe verfügt, bei der der Energiespeicher in einem Grundzustand unabhängig vom tatsächlichen Ladezustand keine oder nur beschränkt elektrische Energie abgibt oder aufnimmt. In diesem Not-Aus-Zustand geht also auch bei unsachgemäßer Verwendung keine Gefährdung vom Energiespeicher aus.
  • In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des jeweiligen Gegenstands der Erfindung.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Prüfeinrichtung dazu ausgelegt, als den mindestens einen Betriebsparameter eine Strom-Zeit-Charakteristik des elektrischen Energiespeichers zu erfassen und zu überprüfen. Damit kann vorteilhafterweise eine Fehlfunktion des elektrischen Energiespeichers erkannt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Begrenzungseinrichtung derart ausgelegt, dass die Energie-Abgabe des elektrischen Energiespeichers durch einen vorbestimmten Stromwert und/oder Spannungswert begrenzt ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Energiespeichervorrichtung ferner eine Schnittstelleneinrichtung auf, welche dazu ausgelegt ist, Steuerkommandos für die Energiespeichervorrichtung zu empfangen. Die Schnittstelleneinrichtung kann zur drahtgebunden oder zur drahtlosen Signalübertragung ausgelegt sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Prüfeinrichtung dazu ausgelegt, als den mindestens einen Betriebsparameter einen Betriebsparameter eines an den elektrischen Energiespeicher angeschlossenen Wechselrichters zu erfassen und zu überprüfen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Prüfeinrichtung dazu ausgelegt, als den mindestens einen Betriebsparameter einen Betriebsparameter einer an den elektrischen Energiespeicher angeschlossenen Motorsteuereinheit zu erfassen und zu überprüfen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Prüfeinrichtung dazu ausgelegt, als den mindestens einen Betriebsparameter ein Isolationsvermögen einer Isolierung einer zwischen dem elektrischen Energiespeicher und den elektrischen Verbrauchern angebrachten elektrischen Leitung zu erfassen und zu überprüfen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Prüfeinrichtung dazu ausgelegt, als den mindestens einen Betriebsparameter eine Information eines Sensors zur Unfallerkennung zu erfassen und zu überprüfen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Prüfeinrichtung dazu ausgelegt, als den mindestens einen Betriebsparameter eine Steuerkommunikation des mindestens einen elektrischen Verbrauchers zu erfassen und zu überprüfen.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Betriebsverfahrens wird als der mindestens eine Betriebsparameter ein Betriebsparameter eines an den elektrischen Energiespeicher angeschlossenen Wechselrichters verwendet.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Betriebsverfahrens wird als der mindestens eine Betriebsparameter ein Betriebsparameter bezüglich einer Identität eines an den elektrischen Energiespeicher elektrischen Verbrauchers verwendet.
  • Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Es illustrieren:
  • 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus der Energiespeichervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 3 ein schematisches Ablaufdiagramm des Betriebsverfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten.
  • Als elektrischer Energiespeicher wird in der folgenden Beschreibung beispielsweise eine galvanische Zelle, insbesondere ein Akkumulator, ein Bleiakku, ein Nickel-Cadmium-Akku, ein Nickel-Metallhydrid-Akkumulator, ein Lithium-Ionen-Akku oder ein Lithium-Polymer-Akku bezeichnet. Ferner kann mit dem Begriff elektrischer Energiespeicher auch ein Schwungradspeicher oder ein Kondensator bezeichnet sein.
  • Ein Betriebsparameter kann beispielsweise eine Identifikationsnummer des Verbrauchers, seine ordnungsgemäße Steuerkommunikation über den CAN-Bus oder eine Strom-Abgabe-Charakteristik des elektrischen Energiespeichers oder eine Strom-Aufnahme-Charakteristik der elektrischen Verbraucher sein. Anstatt eines CAN-Busses kann auch ein anderer Steuerbus verwendet werden, z. B. MOST-Bus, Flexray, Ethernet, Profibus, Profinet, Ethernet oder ein IP-Bus, oder ein drahtloser Steuerbus, z. B. Wireless-HART, IEEE 802.15.4, IEEE 802.11 WLAN, ZigBee, Bluetooth, RFID. Es kann insbesondere die auf dem Bus erfolgende Steuerkommunikation analysiert werden, um zu erkennen, ob der Steuerbus und die Datenübertragung über den Steuerbus korrekt funktionieren. Falls z. B. gar keine Steuerkommunikation stattfindet oder wenn eine Paketfehlerrate bzw. Paketverlustrate einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, kann die Energieabgabe durch den Energiespeicher begrenzt werden. Auch kann die Stromabgabe-Charakteristik analysiert werden. So können z. B. ungewöhnliche Schaltvorgänge, z. B. aufgrund einer instabilen oder schwingenden Steuerung, oder durch sonstige Fehlfunktionen verursachte Ein-Ausschaltvorgänge erkannt werden und die Stromabgabe begrenzt werden. Auch kann eine Identifikationsnummer des Verbrauchers kryptographisch geprüft werden, um den Verbraucher zuverlässig zu authentisieren.
  • Die in 1 schematisch dargestellte elektrische Energiespeichervorrichtung 1 weist einen elektrischen Energiespeicher 5 und eine Sicherungseinheit 10 mit einer Prüfeinrichtung 12 und einer Begrenzungseinrichtung 14 auf.
  • Die Prüfeinrichtung 12 ist mit der Begrenzungseinrichtung 14 und dem elektrischen Energiespeicher 5 verbunden. Die Begrenzungseinrichtung 14 ist ferner mit einer elektrischen Anschlusseinrichtung 16 verbunden, wobei die Anschlusseinrichtung 16 zum einen als elektrische Verbindungsleitung des elektrischen Energiespeichers 5 zu anschließbaren Verbrauchern und zum anderen als von der Begrenzungseinheit 14 gesteuerte elektronische Sicherung dient, welche beispielsweise als elektronische Schaltung ausgeführt ist.
  • In der Anschlusseinrichtung 16 kann eine Funktion zur Wiedereinschaltung vorhanden sein, wobei der elektrische Energiespeichers 5 nur bei einer von der Sicherungseinheit 10 durchgeführten erfolgreichen Integritätsprüfung der ordnungsgemäßen Installation, das heißt beispielsweise der Verkabelung oder eines anschließbaren Verbrauchers, wieder in einen Ein-Zustand wechselt.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Sicherungseinheit 10 als eine dem elektrischen Energiespeicher 5 nebengeordnete Überstromschutzeinrichtung ausgestaltet, welche den elektrischen Stromkreis unterbricht, wenn die Prüfeinrichtung 12 entsprechende Betriebsparameter erfasst.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems gemäß einer möglichen Ausführungsform. Das System weist mindestens einen elektrischen Verbraucher 2, 3, 4 und eine Energiespeichervorrichtung 1 wie in 1 dargestellt auf.
  • Die Sicherungseinheit 10 umfasst die Prüfeinrichtung 12 und die Begrenzungseinrichtung 14. Die Prüfeinrichtung 12 ist mit den elektrischen Verbraucher 2, 3, 4 verbunden. Ferner ist die Begrenzungseinrichtung 14 über die Anschlusseinrichtung 16 mit den Zuleitungen 2a, 3a, 4a der elektrischen Verbraucher 2, 3, 4 verbunden, wobei die Anzahl der elektrische Verbraucher 2, 3, 4 beliebig sein kann und nicht auf die dargestellte Menge beschränkt ist.
  • Es besteht die Möglichkeit, dass die Prüfeinrichtung 12, mindestens einen Betriebsparameter der elektrischen Verbraucher 2, oder 3, oder 4 oder aller erfasst und überprüft. Beispielsweise über eine Steuerschnittstelle wie etwa einen CAN-Bus, Controller Area Network, oder ein sonstiges asynchrones, serielles Bussystem.
  • In einer Variante ist die Prüfeinrichtung 12 mit den elektrischen Verbrauchern 2, 3, 4 über eine zusätzliche drahtlose Diagnose- oder Steuerschnittstelle, wie beispielsweise Bluetooth oder WLAN verbunden.
  • Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass die Sicherungseinheit 10 mit Sensoren zum Erkennen einer Beschädigung des elektrischen Energiespeichers 5 oder einer Fahrstromversorgung des elektrischen Energiespeichers 5 oder einer ungenügenden Isolation der Zuleitungen 2a, 3a, 4a sowie der Anschlusseinrichtung 16 ausgestattet ist. Dabei erfassen die Sensoren der Sicherungseinheit 10 eine Spannung der spannungsführenden Leitungen, insbesondere zwischen Karosserieteilen und spannungsführenden Leitungen.
  • Beispielsweise kann die Sicherungseinheit 10 auch Crash-Sensoren aufweisen, welche in Fahrzeugen zur Unfallerkennung verwendet werden. Dabei ist vorgesehen, einen Unfall des Fahrzeuges zu detektieren und darauf eine Abschaltung des elektrischen Energiespeichers 5 durch die Begrenzungseinrichtung 14 auszulösen.
  • Bei einer abgewandelten Ausführungsform ist die Sicherungseinheit 10 mit einer Funkschnittstelle ausgestattet, so dass von außen am Fahrzeug durch Dritte wie etwa Rettungskräfte der elektrische Energiespeicher 5 geschützt ausgeschaltet werden kann, um die elektrischen Verbraucher 2, 3, 4 spannungsfrei zu schalten.
  • Die 3 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm des Betriebsverfahrens gemäß einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Betriebsverfahren dient zum Sichern einer Energie-Abgabe der Energiespeichervorrichtung eines Fahrzeuges.
  • In einem ersten Schritt S1 des Betriebsverfahrens erfolgt ein Erfassen mindestens eines Betriebsparameters des elektrischen Energiespeichers 5 und/oder von weiteren an den elektrischen Energiespeicher 5 angeschlossenen elektrischen Verbraucher 2, 3, 4 durch eine Prüfeinrichtung 12.
  • Beispielsweise wird eine Strom-Abgabe-Charakteristik des elektrischen Energiespeichers 5 oder ein Innenwiderstand eines der elektrischen Verbraucher 2, 3, 4 mit einem Referenzprofil verglichen.
  • Dabei werden der zeitliche Verlauf der Strom-Abgabe, d. h. eine Strom-Zeit-Charakteristik, oder sonstige Charakteristika überprüft. Insbesondere werden statistische Größen wie etwa eine Standardabweichung ermittelt, die einen Rückschluss auf die Schwankungsintensität erlaubt, oder es kann eine Fourier-Transformation des Strombezugs erfolgen und mit einer Frequenzmaske verglichen werden. Ferner kann auch der Phasenwinkel zwischen Spannung und Strom oder ein Oberwellengehalt der Strom-Zeit-Charakteristik als Betriebsparameter analysiert werden.
  • Die Prüfung eines Betriebsparameters kann ferner umfassen: Identifizierung eines verbundenen Wechselrichters oder einer verbundenen Motorsteuereinheit über eine Schnittstelle, wie beispielsweise eine Ethernet-Schnittstelle oder einen CAN-Bus, Prüfung der ordnungsgemäßen Steuerkommunikation mit einem Wechselrichter oder einer Motorsteuerungseinheit, Überprüfen der Verkabelung zum Wechselrichter oder der Motorsteuerungseinheit, wie beispielsweise eine Messung des Spannungsabfalls.
  • In einem zweiten Schritt S2 erfolgt ein Überprüfen des erfassten mindestens einen Betriebsparameters durch die Prüfeinrichtung 12.
  • Je nach Ergebnis des Überprüfens wird im Schritt S2 als Verzweigungsschritt zu den Alternativen Schritt S3a oder S3b verzweigt, wobei bei einer erfolgreichen Überprüfung mit ordnungsgemäßen Betriebsparametern der Schritt S3a erfolgt, welcher ein Freigeben einer Stromabgabe des elektrischen Energiespeichers 5 umfasst.
  • Ist die Überprüfung des Betriebsparameters negativ oder nicht erfolgreich ausgefallen, d. h. wenn der erfasste Betriebsparameter von einem bei ordnungsgemäßen Betrieb vorherrschenden Betriebsparameter abweicht, dann wird im Schritt S3b die Energie-Abgabe des elektrischen Energiespeichers 5 in Abhängigkeit des mindestens einen Betriebsparameters durch die Begrenzungseinrichtung 14 auf einen vorbestimmten Wert begrenzt. Ferner kann eine Fehlermeldung über eine Funkschnittstelle der Sicherungseinheit 10 gesendet werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 202009009688 U1 [0002]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • IEEE 802.15.4 [0028]
    • IEEE 802.11 [0028]

Claims (17)

  1. Energiespeichervorrichtung mit einem elektrischen Energiespeicher (5) und mit einer Sicherungseinheit (10) zum Sichern einer Energie-Abgabe des elektrischen Energiespeichers (5), wobei die Sicherungseinheit (10) umfasst: – eine Prüfeinrichtung (12), welche dazu ausgelegt ist, mindestens einen Betriebsparameter des elektrischen Energiespeichers (5) zu erfassen und zu Überprüfen; und – eine Begrenzungseinrichtung (14), welche dazu ausgelegt ist, die Energie-Abgabe des elektrischen Energiespeichers (5) in Abhängigkeit des mindestens einen Betriebsparameters zu begrenzen.
  2. Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Prüfeinrichtung (12) dazu ausgelegt ist, als den mindestens einen Betriebsparameter eine Strom-Zeit-Charakteristik des elektrischen Energiespeichers (5) zu erfassen und zu überprufen.
  3. Energiespeichervorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Begrenzungseinrichtung (14) derart ausgelegt ist, dass die Energie-Abgabe des elektrischen Energiespeichers (5) durch einen vorbestimmten Stromwert und/oder Spannungswert begrenzt ist.
  4. Energiespeichervorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Energiespeichervorrichtung ferner eine Schnittstelleneinrichtung aufweist, welche dazu ausgelegt ist, Steuerkommandos für die Energiespeichervorrichtung zu empfangen.
  5. System mit mindestens einem elektrischen Verbraucher (2; 3; 4) und mit einer Energiespeichervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Sicherungseinheit (10) der Energiespeichervorrichtung (1) umfasst: – die Prüfeinrichtung (12), welche dazu ausgelegt ist, mindestens einen Betriebsparameter des mindestens einen elektrischen Verbrauchers (2; 3; 4) zu erfassen und zu überprüfen; und – die Begrenzungseinrichtung (14), welche dazu ausgelegt ist, die Energie-Abgabe des elektrischen Energiespeichers (5) in Abhängigkeit des mindestens einen Betriebsparameters des mindestens einen elektrischen Verbrauchers (2; 3; 4) zu begrenzen.
  6. System nach Anspruch 5, wobei die Prüfeinrichtung (12) dazu ausgelegt ist, als den mindestens einen Betriebsparameter einen Betriebsparameter eines an den elektrischen Energiespeicher (5) angeschlossenen Wechselrichters (2) zu erfassen und zu überprüfen.
  7. System nach Anspruch 5, wobei die Prüfeinrichtung (12) dazu ausgelegt ist, als den mindestens einen Betriebsparameter einen Betriebsparameter einer an den elektrischen Energiespeicher (5) angeschlossenen Motorsteuereinheit (3) zu erfassen und zu überprüfen.
  8. System nach Anspruch 5, wobei die Prüfeinrichtung (12) dazu ausgelegt ist, als den mindestens einen Betriebsparameter ein Isolationsvermögen einer Isolierung einer zwischen dem elektrischen Energiespeicher (5) und den elektrischen Verbrauchern (2; 3; 4) angebrachten elektrischen Leitung (2a; 3a; 4a) zu erfassen und zu überprüfen.
  9. System nach Anspruch 5, wobei die Prüfeinrichtung (12) dazu ausgelegt ist, als den mindestens einen Betriebsparameter eine Information eines Sensors (4) zur Unfallerkennung zu erfassen und zu überprüfen.
  10. System nach Anspruch 5, wobei die Prüfeinrichtung (12) dazu ausgelegt ist, als den mindestens einen Betriebsparameter eine Steuerkommunikation des mindestens einen elektrischen Verbrauchers (2; 3; 4) zu erfassen und zu überprüfen.
  11. Betriebsverfahren zum Sichern einer Energie-Abgabe einer Energiespeichervorrichtung mit einer Sicherungseinheit und einem elektrischen Energiespeicher (5), das Betriebsverfahren umfassend die Schritte: – Erfassen (S1) mindestens eines Betriebsparameters des elektrischen Energiespeichers (5) und/oder von weiteren an den elektrischen Energiespeicher (5) angeschlossenen elektrischen Verbraucher (2; 3; 4) durch eine Prüfeinrichtung (12); – Überprüfen (S2) des erfassten mindestens einen Betriebsparameters durch die Prüfeinrichtung (12); – Freigeben (S3a) einer Stromabgabe des elektrischen Energiespeichers (5) durch eine Begrenzungseinrichtung (14), im Falle eines erfolgreichen Überprüfens (S2); und – Begrenzen (S3b) der Energie-Abgabe des elektrischen Energiespeichers (5) in Abhängigkeit des mindestens einen Betriebsparameters durch die Begrenzungseinrichtung (14) auf einen vorbestimmten Wert; und – Senden einer Fehlermeldung, im Falle eines nicht erfolgreichen Überprüfens (S2).
  12. Betriebsverfahren nach Anspruch 11, wobei als der mindestens eine Betriebsparameter ein Betriebsparameter eines an den elektrischen Energiespeicher (5) angeschlossenen Wechselrichters (2) verwendet wird.
  13. Betriebsverfahren nach Anspruch 11, wobei als der mindestens eine Betriebsparameter ein Betriebsparameter einer an den elektrischen Energiespeicher (5) angeschlossenen Motorsteuerungseinheit (3) verwendet wird.
  14. Betriebsverfahren nach Anspruch 11, wobei als der mindestens eine Betriebsparameter ein Betriebsparameter bezüglich einer Steuerkommunikation eines an den elektrischen Energiespeicher (5) angeschlossenen elektrischen Verbrauchers (2; 3; 4) verwendet wird.
  15. Betriebsverfahren nach Anspruch 11, wobei als der mindestens eine Betriebsparameter ein Betriebsparameter bezüglich einer Identität eines an den elektrischen Energiespeicher (5) elektrischen Verbrauchers (2; 3; 4) verwendet wird.
  16. Betriebsverfahren nach Anspruch 12, wobei als der mindestens eine Betriebsparameter ein Isolationsvermögen einer Isolierung einer zwischen dem elektrischen Energiespeicher (5) und den elektrischen Verbrauchers (2; 3; 4) angebrachten elektrischen Leitung (2a; 3a; 4a) verwendet wird.
  17. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei das Begrenzen (S3) der Energie-Abgabe durch einen vorbestimmten Stromwert und/oder Spannungswert begrenzt ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022118762A1 (de) 2022-07-27 2024-02-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Hochvolt-Energiespeichers

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5691619A (en) * 1994-10-31 1997-11-25 Vingsbo; Stefan G. Automatic safety switch for preventing accidental battery discharge
EP1157896A2 (de) * 2000-05-23 2001-11-28 Berifors AB Batterietrennschalter
US6465908B1 (en) * 1999-09-10 2002-10-15 Intra International Ab Intelligent power management system
DE10347684A1 (de) * 2002-10-15 2004-05-19 Denso Corp., Kariya Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben und zur Steuerung von Verbrauchern auf einem Fahrzeug
DE102005007272A1 (de) * 2004-02-28 2005-09-15 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Verfahren zur Beschränkung des Laststroms im Bordnetz eines Kraftfahrzeugs
DE102005049440A1 (de) * 2005-10-15 2007-04-26 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Verbraucherregelung im Kraftfahrzeug
US20090039815A1 (en) * 2007-08-06 2009-02-12 Honda Motor Co., Ltd. Power supply device for vehicles
US20100090648A1 (en) * 2007-02-06 2010-04-15 Batscap Battery with serial cell modules, and vehicle equipped with the same
DE202009009688U1 (de) 2009-07-14 2010-11-25 Conductix-Wampfler Ag Energieversorgungseinheit, Landfahrzeug und Austauschstation zum Austausch einer in einem Landfahrzeug enthaltenen Energieversorgungseinheit

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5691619A (en) * 1994-10-31 1997-11-25 Vingsbo; Stefan G. Automatic safety switch for preventing accidental battery discharge
US6465908B1 (en) * 1999-09-10 2002-10-15 Intra International Ab Intelligent power management system
EP1157896A2 (de) * 2000-05-23 2001-11-28 Berifors AB Batterietrennschalter
DE10347684A1 (de) * 2002-10-15 2004-05-19 Denso Corp., Kariya Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben und zur Steuerung von Verbrauchern auf einem Fahrzeug
DE102005007272A1 (de) * 2004-02-28 2005-09-15 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Verfahren zur Beschränkung des Laststroms im Bordnetz eines Kraftfahrzeugs
DE102005049440A1 (de) * 2005-10-15 2007-04-26 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Verbraucherregelung im Kraftfahrzeug
US20100090648A1 (en) * 2007-02-06 2010-04-15 Batscap Battery with serial cell modules, and vehicle equipped with the same
US20090039815A1 (en) * 2007-08-06 2009-02-12 Honda Motor Co., Ltd. Power supply device for vehicles
DE202009009688U1 (de) 2009-07-14 2010-11-25 Conductix-Wampfler Ag Energieversorgungseinheit, Landfahrzeug und Austauschstation zum Austausch einer in einem Landfahrzeug enthaltenen Energieversorgungseinheit

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IEEE 802.11
IEEE 802.15.4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022118762A1 (de) 2022-07-27 2024-02-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Hochvolt-Energiespeichers

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