DE102011084473A1 - Method for symmetrizing memory cells of a memory device and memory system for carrying out the method - Google Patents

Method for symmetrizing memory cells of a memory device and memory system for carrying out the method Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Symmetrieren von Speicherzellen (102a, 102b, 102c, 102n) einer Speichervorrichtung (102), die zum Speichern elektrischer und/oder chemischer Energie eingerichtet ist, insbesondere zum Speichern von Energie für einen Antrieb eines Kraftfahrzeugs, wobei – Ladezustände (214a, 214b, 214c, 214n) der Speicherzellen (102a, 102b, 102c, 102n) ermittelt werden und – aus den Speicherzellen (102a, 102b, 102c, 102n) zu symmetrierende Zellen ausgewählt und über Entladewiderstände (106a, 106b, 106c, 106n, 107a, 107b, 107c, 107n) eines Wärmeabgabeelements (103) wenigstens teilweise entladen werden, wobei die zu symmetrierenden Zellen derart ausgewählt und/oder derart mit den Entladewiderständen (106a, 106b, 106c, 106n, 107a, 107b, 107c, 107n) elektrisch verschaltet werden, dass eine Temperatur des Wärmeabgabeelements (103) eine Maximaltemperatur (505) nicht überschreitet. Die Erfindung betrifft ferner ein Speichersystem (101) zum Durchführen des Verfahrens.The invention relates to a method for balancing memory cells (102a, 102b, 102c, 102n) of a memory device (102), which is set up for storing electrical and / or chemical energy, in particular for storing energy for a drive of a motor vehicle, wherein - charge states (214a, 214b, 214c, 214n) of the memory cells (102a, 102b, 102c, 102n) are determined and selected from the memory cells (102a, 102b, 102c, 102n) to be balanced cells and via discharge resistors (106a, 106b, 106c, 106n, 107a, 107b, 107c, 107n) of a heat-emitting element (103) are at least partially discharged, wherein the cells to be balanced are selected and / or so with the discharge resistors (106a, 106b, 106c, 106n, 107a, 107b, 107c, 107n ) are electrically connected so that a temperature of the heat-emitting element (103) does not exceed a maximum temperature (505). The invention further relates to a storage system (101) for carrying out the method.

Description

Kraftfahrzeuge, die ganz oder teilweise elektrisch angetrieben werden, nehmen an Bedeutung beständig zu. Ursachen hierfür sind das Verlangen der Menschen nach Mobilität, die Notwendigkeit, CO2-Emissionen zu reduzieren, sowie die Begrenztheit der Ölvorkommen. Derartige Fahrzeuge verfügen über wenigstens einen elektrostatischen oder elektrochemischen Energiespeicher, der einen Starter, einen Antrieb oder das Bordnetz des Fahrzeugs mit elektrischer Energie zu versorgen eingerichtet ist. Typischerweise sind derartige Energiespeicher in Kraftfahrzeugen als Batterien oder als Doppelschichtkondensatoren ausgebildet und umfassen eine Vielzahl von Speicherzellen, die zumeist in Reihe schaltbar sind. Im Betrieb werden diese Speicherzellen wiederholt aufgeladen und entladen.Motor vehicles, which are fully or partially electrically powered, are steadily increasing in importance. This is due to people's desire for mobility, the need to reduce CO 2 emissions, and the limited supply of oil. Such vehicles have at least one electrostatic or electrochemical energy store, which is set up to supply a starter, a drive or the electrical system of the vehicle with electrical energy. Typically, such energy storage devices are designed in vehicles as batteries or as double-layer capacitors and comprise a plurality of memory cells, which are usually switchable in series. In operation, these memory cells are repeatedly charged and discharged.

Bei der Herstellung solcher Energiespeicher treten gewöhnlich Schwankungen auf, die zur Folge haben, dass die einzelnen Speicherzellen des Energiespeichers sich in ihrer Ladekapazität, im Lade- und/oder Entladeverhalten unterscheiden. Im Laufe des Betriebs des Energiespeichers nehmen derartige Schwankungen der Eigenschaften der Speicherzellen sogar noch zu. Infolge ungleicher Ladungszustände der Speicherzellen kann es beim Laden mit konstantem Strom zur Überladung einzelner Zellen kommen. Entsprechend besteht beim Entladen der Speicherzellen die Gefahr, dass einzelne Speicherzellen in die Tiefentladung geraten. Beides kann zur Schädigung der Speicherzellen, zur Verkürzung ihrer Lebensdauer und/oder zur Verringerung ihrer Ladekapazität führen.In the production of such energy storage usually fluctuations occur, which have the consequence that the individual memory cells of the energy storage differ in their charge capacity in the charging and / or discharging. In the course of the operation of the energy storage such fluctuations of the properties of the memory cells even increase. As a result of unequal charge states of the memory cells, charging of a constant current can lead to overloading of individual cells. Accordingly, when discharging the memory cells, there is the danger that individual memory cells will become exhausted. Both can lead to damage to the memory cells, to shorten their life and / or to reduce their charge capacity.

Um derartigen Schäden vorzubeugen, werden die Ladungszustände der Speicherzellen des Energiespeichers regelmäßig aneinander angeglichen. Entsprechende Verfahren werden Symmetrierungsverfahren oder Balancing-Verfahren genannt. Weit verbreitet ist in diesem Zusammenhang das so genannte Passive Balancing. Bei diesem Verfahren werden die Ladezustände der Speicherzellen mit höherem Ladezustand an den Ladezustand der Speicherzelle mit dem geringsten Ladezustand angeglichen, indem sie über Entladewiderstände entladen werden. An den Entladewiderständen wird die in den Speicherzellen mit höherem Ladezustand gespeicherte überschüssige Energie wenigstens teilweise in Form von Wärmeenergie abgegeben. Diese Wärmeentstehung kann zur Schädigung des Energiespeichers oder einzelner Komponenten eines den Energiespeicher umfassenden Speichersystems führen.In order to prevent such damage, the charge states of the storage cells of the energy store are regularly matched to one another. Corresponding methods are called symmetrization methods or balancing methods. Widely used in this context is the so-called passive balancing. In this method, the states of charge of the storage cells of higher state of charge are equalized to the state of charge of the storage cell with the lowest state of charge by discharging them via discharge resistors. At the discharge resistors, the excess energy stored in the higher state-of-charge storage cells is at least partially released in the form of heat energy. This generation of heat can lead to damage to the energy storage device or individual components of a storage system comprising the energy storage device.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Symmetrieren von Speicherzellen einer Speichervorrichtung zum Speichern von elektrostatischer und/oder elektrochemischer Energie vorzuschlagen, das es erlaubt, Schäden eines Speichersystems, die durch eine beim Symmetrieren erzeugte Wärmemenge verursacht werden können, möglichst wirksam zu verhindern. Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein zum Durchführen dieses Verfahrens geeignetes Speichersystem zu entwickeln.The present invention is therefore based on the object to propose a method for balancing memory cells of a storage device for storing electrostatic and / or electrochemical energy, which allows as effective as possible damage to a storage system, which can be caused by an amount of heat generated during balancing prevent. It is another object of the present invention to develop a memory system suitable for carrying out this method.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch ein Speichersystem zum Durchführen dieses Verfahrens. Spezielle Ausführungsformen der Erfindung sind in den unabhängigen Ansprüchen beschrieben.This object is achieved by a method according to claim 1 and by a memory system for carrying out this method. Specific embodiments of the invention are described in the independent claims.

Vorgeschlagen wird also ein Verfahren zum Symmetrieren von Speicherzellen einer Speichervorrichtung, die zum Speichern elektrischer und/oder chemischer Energie eingerichtet ist, insbesondere zum Speichern von Energie für einen Antrieb eines Kraftfahrzeugs, wobei

  • – Ladezustände der Speicherzellen ermittelt werden und
  • – aus den Speicherzellen zu symmetrierende Zellen ausgewählt und über Entladewiderstände eines Wärmeabgabeelements wenigstens teilweise entladen werden,
wobei die zu symmetrierenden Zellen derart ausgewählt und/oder derart mit den Entladewiderständen elektrisch verschaltet werden, dass eine Temperatur des Wärmeabgabeelements eine Maximaltemperatur nicht überschreitet.It is proposed, therefore, a method for symmetrizing memory cells of a memory device, which is adapted to store electrical and / or chemical energy, in particular for storing energy for a drive of a motor vehicle, wherein
  • - Charging states of the memory cells are determined and
  • Cells selected from the memory cells are selected and at least partially discharged via discharge resistors of a heat-emitting element,
wherein the cells to be balanced are selected and / or electrically connected to the discharge resistors such that a temperature of the heat-emitting element does not exceed a maximum temperature.

Dadurch, dass die zu symmetrierenden Zellen derart ausgewählt und/oder derart mit den Entladewiderständen elektrisch verschaltet werden, dass eine Temperatur des Wärmeabgabeelements eine Maximaltemperatur nicht überschreitet, insbesondere infolge des wenigstens teilweisen Entladens, werden durch eine beim Symmetrieren erzeugte Wärmemenge verursachte Schäden eines Speichersystems, das wenigstens die Speichervorrichtung und das Wärmeabgabeelement umfasst, wirksam verhindert. Insbesondere werden Schädigungen des Wärmeabgabeelements bzw. Schädigungen von in oder an dem Wärmeabgabeelement angeordneten Komponenten des Speichersystems vermieden.The fact that the cells to be balanced are selected and / or electrically connected to the discharge resistors so that a temperature of the heat-emitting element does not exceed a maximum temperature, in particular as a result of the at least partial discharge, will cause damage to a storage system caused by a quantity of heat generated during balancing at least the storage device and the heat-emitting element comprises effectively prevented. In particular, damage to the heat-dissipating element or damage to components of the storage system arranged in or on the heat-dissipating element is avoided.

Die Speicherzellen können beispielsweise als Zellen einer Bleibatterie, als Doppelschichtkondensatoren, als Nickel-Metallhydrid-, Nickel-Zink-, Lithium-Luft-, Zink-Luft- oder Lithium-Ionen-Zellen ausgebildet sein. Typischerweise sind die Speicherzellen in Reihe geschaltet. Gewöhnlich liegt an den Speicherzellen im vollständig geladenen Zustand eine Zellspannung von etwa 4 V an. Der Ladezustand einer einzelnen Speicherzelle oder der Speichervorrichtung insgesamt wird jeweils in Prozent gemessen und bezieht sich auf die maximale Ladekapazität der jeweiligen Speicherzelle bzw. der Speichervorrichtung. Der Ladezustand wird auch mit SOC (State of Charge) bezeichnet. Abhängig vom Typ der Speicherzelle kann ein charakteristischer Zusammenhang zwischen dem SOC der Speicherzelle und der an der jeweiligen Speicherzelle anliegenden Ruhespannung (OCV oder Open Circuit Voltage) bestehen. Anhand eines Verlaufs einer so genannten SOC-OCV-Kurve kann der Ladezustand der jeweiligen Zelle dann durch Messung der an der Zelle anliegenden Ruhespannung bestimmt werden. Der Ermittlung der Ladezustände der Speicherzellen steht folglich die Ermittlung der an den Speicherzellen jeweils anliegenden Ruhespannungen gleich.The memory cells can be designed, for example, as cells of a lead-acid battery, as double-layer capacitors, as nickel-metal hydride, nickel-zinc, lithium-air, zinc-air or lithium-ion cells. Typically, the memory cells are connected in series. Usually, at the memory cells in the fully charged state, a cell voltage of about 4V is applied. The state of charge of a single memory cell or the memory device as a whole is measured in each case in percent and refers to the maximum charge capacity of the respective memory cell or Storage device. The state of charge is also referred to as SOC (State of Charge). Depending on the type of memory cell, there may be a characteristic relationship between the SOC of the memory cell and the open circuit voltage (OCV or Open Circuit Voltage) applied to the respective memory cell. Based on a course of a so-called SOC-OCV curve, the state of charge of the respective cell can then be determined by measuring the rest voltage applied to the cell. Consequently, the determination of the charge states of the memory cells is the same as the determination of the respective resting voltages applied to the memory cells.

Mit dem Betriff "Symmetrieren" soll hier vorzugsweise das Symmetrieren im Rahmen des so genannten Passive-Balancing-Verfahrens bezeichnet sein. Bei dem vorliegend beschriebenen Verfahren wird vorzugsweise ein Soll-Ladezustand der Speicherzellen bestimmt, der gewöhnlich gleich dem Ladezustand derjenigen Speicherzelle mit dem kleinsten Ladezustand gesetzt wird. Im Rahmen des Symmetrierungsverfahrens sollen dann die Ladezustände der Speicherzellen durch das wenigstens teilweise Entladen der Speicherzellen über die Entladewiderstände an den Soll-Ladezustand angeglichen werden.The term "balancing" should preferably designate the balancing in the context of the so-called passive-balancing method. In the method described herein, a desired state of charge of the memory cells is preferably determined, which is usually set equal to the state of charge of the memory cell with the smallest state of charge. As part of the Symmetrierungsverfahrens then the charge states of the memory cells to be adjusted by the at least partially discharging the memory cells via the discharge resistors to the desired state of charge.

Das Wärmeabgabeelement ist vorzugsweise von der Speichervorrichtung verschieden. Insbesondere kann das Wärmeabgabeelement von der Speichervorrichtung beabstandet sein. Zum Beispiel beträgt ein kürzester Abstand zwischen der Speichervorrichtung und dem Wärmeabgabeelement mindestens 1 cm, mindestens 5 cm, mindestens 10 cm, mindestens 20 cm oder mindestens 50 cm. Das Wärmeabgabeelement kann aus Metall gefertigt sein. Zum Beispiel kann das Wärmeabgabeelement als Platine (Printed Circuit Board) ausgebildet sein.The heat-dissipating element is preferably different from the storage device. In particular, the heat-emitting element may be spaced from the storage device. For example, a shortest distance between the storage device and the heat-dissipating element is at least 1 cm, at least 5 cm, at least 10 cm, at least 20 cm, or at least 50 cm. The heat-emitting element may be made of metal. For example, the heat-emitting element may be formed as a printed circuit board (PCB).

Die Entladewiderstände können in, an oder auf dem Wärmeabgabeelement angeordnet sein. Insbesondere sind die Entladewiderstände jeweils wenigstens mit einer Untermenge der Speicherzellen elektrisch verbindbar. Das Verschalten kann sowohl das elektrische Verschalten der Entladewiderstände mit den Speicherzellen als auch das Verschalten der Entladewiderstände untereinander umfassen. Typischerweise kann jeder der Entladewiderstände parallel zu wenigstens einer der Speicherzellen geschaltet werden, wobei ein ohmscher Widerstand der Entladewiderstände gewöhnlich jeweils zwischen 10 Ω und 100 Ω beträgt. Der ohmsche Widerstand der Entladewiderstände kann aber auch jeden anderen Wert annehmen. Das Verschalten der Entladewiderstände mit den Speicherzellen kann vorzugsweise mittels elektrischer Schalter vorgenommen werden, die als mechanische Schalter oder z.B. als Transistoren ausgebildet sein können. Es besteht also vorzugsweise eine Vielzahl von Möglichkeiten, die Entladewiderstände mit den Speicherzellen zu verschalten. The discharge resistors may be arranged in, on or on the heat-emitting element. In particular, the discharge resistors are each electrically connectable at least to a subset of the memory cells. The interconnection can comprise both the electrical interconnection of the discharge resistors with the memory cells and the interconnection of the discharge resistors with one another. Typically, each of the discharge resistors may be connected in parallel with at least one of the memory cells, with an ohmic resistance of the discharge resistors usually ranging between 10Ω and 100Ω, respectively. However, the ohmic resistance of the discharge resistors can also assume any other value. The interconnection of the discharge resistors with the memory cells may preferably be performed by means of electrical switches acting as mechanical switches or e.g. may be formed as transistors. Thus, there are preferably a large number of possibilities for interconnecting the discharge resistors with the memory cells.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass der ohmsche Widerstand eines zu einer gegebenen Speicherzelle parallel geschalteten Entladewiderstandes bzw. einer zu der gegebenen Speicherzelle parallel geschalteten Entladeanordnung variiert werden kann. Z. B. kann es vorgesehen sein, dass eine Vielzahl von Entladewiderstände unabhängig voneinander parallel zu einer gegebenen Speicherzelle schaltbar sind. Damit sind ein beim Entladen dieser Speicherzelle von der Speicherzelle abfließender Entladestrom und eine beim Entladen dieser Speicherzelle an das Wärmeabgabeelement abgegebene Wärmemenge und/oder Verlustleistung steuer- und/oder kontrollierbar. Typischerweise beträgt ein Maximalwert des Entladestroms für eine gegebene Speicherzelle höchstens 1 A, vorzugsweise höchstens 500 mA, besonders vorzugsweise höchsten 200 mA.In particular, it may be provided that the ohmic resistance of a discharge resistor connected in parallel with a given memory cell or a discharge arrangement connected in parallel with the given memory cell can be varied. For example, it may be provided that a plurality of discharge resistors are independently switchable in parallel to a given memory cell. Thus, a discharging current flowing from the memory cell when discharging this memory cell and a quantity of heat and / or power dissipated to the heat-dissipating member when discharging this memory cell are controllable and / or controllable. Typically, a maximum value of the discharge current for a given memory cell is at most 1 A, preferably at most 500 mA, most preferably at most 200 mA.

Bei einer speziellen Ausführungsform wird vor dem wenigstens teilweisen Entladen der zu symmetrierenden Zellen eine Anfangstemperatur des Wärmeabgabeelements erfasst. Damit ist es möglich zu bestimmen, um wieviel Grad die Temperatur des Wärmeabgabeelements erhöht werden kann, bis die Maximaltemperatur erreicht ist. Gewöhnlich wird das Erfassen der Anfangstemperatur mittels mindestens eines Temperatursensors vorgenommen, der in, an oder auf dem Wärmeabgabeelement angeordnet ist. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine Vielzahl von Temperatursensoren, die in, an oder auf dem Wärmeabgabeelement regelmäßig verteilt angeordnet sind. Auf diese Weise kann zu einem gegebenen Zeitpunkt eine räumliche Temperaturverteilung des Wärmeabgabeelements erfasst werden. Der mindestens eine Temperatursensor kann z.B. als temperaturabhängiger elektrischer Widerstand ausgebildet sein.In a specific embodiment, an initial temperature of the heat-emitting element is detected before the at least partial discharge of the cells to be symmetrized. Thus, it is possible to determine how many degrees the temperature of the heat-emitting element can be increased until the maximum temperature is reached. Usually, the detection of the initial temperature is carried out by means of at least one temperature sensor which is arranged in, on or on the heat-emitting element. Preferably, these are a plurality of temperature sensors, which are regularly distributed in, on or on the heat-emitting element. In this way, a spatial temperature distribution of the heat-emitting element can be detected at a given time. The at least one temperature sensor may e.g. be designed as a temperature-dependent electrical resistance.

Bei einer weiteren speziellen Ausführungsform wird die Auswahl der zu symmetrierenden Zellen und/oder die Verschaltung der zu symmetrierenden Zellen mit den Entladewiderständen vor dem Entladen solange erneut bestimmt, bis ein abhängig von der jeweils bestimmten Auswahl und/oder der jeweils bestimmten Verschaltung berechneter zeitlicher Verlauf der Temperatur des Wärmeabgabeelements die Maximaltemperatur innerhalb einer Symmetrierzeitdauer nicht überschreitet. Das Entladen wird dann anschließend mit der zuletzt bestimmten Auswahl und/oder Verschaltung vorgenommen.In a further specific embodiment, the selection of the cells to be balanced and / or the interconnection of the cells to be balanced with the discharge resistors before discharge is determined again until a time course of the calculated depending on the particular selection and / or the particular interconnection Temperature of the heat-emitting element does not exceed the maximum temperature within a Symmetrierzeitdauer. The unloading is then carried out with the last determined selection and / or interconnection.

Die Auswahl und die Verschaltung, die vor dem Entladen bestimmt werden und aufgrund derer die Berechnung des zeitlichen Verlaufs der Temperatur des Wärmeabgabeelements vorgenommen wird, sollen auch virtuelle Auswahl und virtuelle Verschaltung heißen. Durch diese Wortwahl soll zum Ausdruck kommen, dass mit der zunächst nur virtuellen Auswahl und/oder virtuellen Verschaltung noch keine physikalische Veränderung der Verschaltung, z. B. durch Umlegen der elektrischen Schalter, einhergeht. Das eigentliche Entladen wird dann mit derjenigen tatsächlichen, d. h. physikalischen Auswahl und/oder Verschaltung vorgenommen, die der zuletzt bestimmten virtuellen Auswahl und/oder der zuletzt bestimmten virtuellen Verschaltung entspricht und für die der berechnete zeitliche Verlauf der Temperatur des Wärmeabgabeelements vorhersagt, dass die Temperatur des Wärmeabgabeelements die Maximaltemperatur innerhalb der Symmetrierzeitdauer nicht überschreitet. Vorzugsweise werden die virtuelle Auswahl und/oder die virtuelle Verschaltung mit dem erneuten Bestimmen jeweils verändert. An die Stelle des Berechnens des zeitlichen Verlaufs der Temperatur des Wärmeabgabeelements kann auch ein Auslesen des entsprechenden zeitlichen Verlaufs aus einer Datenbank treten. Sofern der zeitliche Verlauf berechnet wird, kann er anschließend in dieser Datenbank gespeichert werden.The selection and the interconnection, which are determined before unloading and on the basis of which the calculation of the time profile of the temperature of the heat-emitting element is made, should also be called virtual selection and virtual interconnection. By this word choice is intended to Expression come that with the first only virtual selection and / or virtual interconnection nor any physical change in the interconnection, z. B. by flipping the electrical switch, goes along. The actual unloading is then carried out with that actual, ie physical selection and / or interconnection which corresponds to the last determined virtual selection and / or the last determined virtual interconnection and for which the calculated temporal course of the temperature of the heat delivery element predicts that the temperature of the Heat emission element does not exceed the maximum temperature within the Symmetrierzeitdauer. Preferably, the virtual selection and / or the virtual interconnection are changed with the redetermining each time. Instead of calculating the time profile of the temperature of the heat-emitting element, it is also possible to read out the corresponding time profile from a database. If the time course is calculated, it can then be stored in this database.

Mit dieser speziellen Ausführungsform ist es möglich, den Anstieg der Temperatur des Wärmeabgabeelements zu kontrollieren und zu begrenzen. Einer Überhitzung des Wärmeabgabeelements und dadurch hervorgerufenen Schäden kann auf diese Weise also wirksam vorgebeugt werden. With this particular embodiment, it is possible to control and limit the increase in the temperature of the heat-emitting element. Overheating of the heat-emitting element and damage caused thereby can thus be effectively prevented in this way.

Bei einer weiteren speziellen Ausführungsform wird die Symmetrierzeitdauer abhängig von den Ladezuständen wenigstens der zu symmetrierenden Zellen und/oder abhängig von der Verschaltung der zu symmetrierenden Zellen mit den Entladewiderständen und/oder abhängig von einem Soll-Ladezustand berechnet. Beispielsweise handelt es sich bei der Symmetrierzeitdauer um diejenige Zeitdauer, die verstreicht, bis alle zu symmetrierenden Zellen infolge des wenigstens teilweisen Entladens den Soll-Ladezustand eingenommen haben. In diesem Fall ist die Symmetrierzeitdauer also gleich der maximalen Entladezeitdauer der zu symmetrierenden Zellen. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Symmetrierzeitdauer vorgegeben ist, z.B. als eine von einer Hardware und/oder einer Software vorgegebene Zeitdauer. Zweckmäßigerweise kann die Symmetrierzeitdauer auch gleich dem kleineren dieser beiden Werte, nämlich der maximalen Entladezeitdauer und der von der Software oder Hardware vorgegebenen Zeitdauer, gesetzt werden. Indem der berechnete zeitliche Verlauf der Temperatur des Wärmeabgabeelements nur für die Symmetrierzeitdauer berechnet wird, kann die Berechnung verkürzt und/oder ein physikalischer Speicher zum Speichern des zeitlichen Verlaufs begrenzt werden.In a further specific embodiment, the balancing period is calculated as a function of the states of charge of at least the cells to be balanced and / or depending on the interconnection of the cells to be balanced with the discharge resistors and / or dependent on a desired state of charge. By way of example, the balancing period is that period of time which elapses until all the cells to be balanced have assumed the desired state of charge as a result of the at least partial discharge. In this case, the balancing period is thus equal to the maximum discharge time of the cells to be balanced. Alternatively, it may be provided that the balancing period is predetermined, e.g. as a predetermined by a hardware and / or software period of time. Conveniently, the Symmetrierzeitdauer can also be set equal to the smaller of these two values, namely the maximum discharge time and the time specified by the software or hardware period. By calculating the calculated time profile of the temperature of the heat-emitting element only for the balancing period, the calculation can be shortened and / or a physical memory for storing the time profile can be limited.

Bei einer weiteren speziellen Ausführungsform wird abhängig von dem berechneten zeitlichen Verlauf der Temperatur des Wärmeabgabeelement eine Heizzeitdauer bestimmt, die typischerweise durch einen Beginn des Entladens und durch einen Heizzeitpunkt gegeben ist, zu dem der berechnete zeitliche Verlauf die Maximaltemperatur oder eine größte Temperatur des berechneten zeitlichen Verlaufs der Temperatur des Wärmeabgabeelements erreicht oder überschreitet, wobei abhängig von der bestimmten Heizzeitdauer

  • – die virtuelle Auswahl der zu symmetrierenden Zellen und/oder die virtuelle Verschaltung der zu symmetrierenden Zellen mit den Entladewiderständen vor dem Entladen erneut bestimmt werden/wird oder
  • – die zu symmetrierenden Zellen entladen werden.
In a further specific embodiment, depending on the calculated time profile of the temperature of the heat-emitting element, a heating time period is determined, which is typically given by a start of discharging and by a heating time at which the calculated time curve is the maximum temperature or a maximum temperature of the calculated time profile the temperature of the heat-emitting element reaches or exceeds, depending on the particular Heizzeitdauer
  • - the virtual selection of the cells to be balanced and / or the virtual interconnection of the cells to be balanced with the discharge resistors is again determined before discharging or
  • - the cells to be balanced are discharged.

Die erste Alternative, nämlich das erneute Bestimmen der virtuellen Auswahl und/oder der virtuellen Verschaltung, wird vorzugsweise dann gewählt, wenn die bestimmte Heizzeitdauer kleiner ist als die Symmetrierzeitdauer. In diesem ersten Fall ist nämlich mit einer schädlichen Überhitzung des Wärmeabgabeelements bereits vor Verstreichen der maximalen Symmetrierzeitdauer zu rechnen. Die zweite Alternative, nämlich das Entladen der zu symmetrierenden Zellen, vorzugsweise für die Symmetrierzeitdauer, wird vorzugsweise dann gewählt, wenn die bestimmte Heizzeitdauer größer ist als die Symmetrierzeitdauer. In diesem zweiten Fall ist nämlich mit einer schädlichen Überhitzung des Wärmeabgabeelements innerhalb der Symmetrierzeitdauer nicht zu rechnen. Bei dieser Ausführungsform wird einem schädlichen Überhitzen des Wärmeabgabeelements also effektiv vorgebeugt.The first alternative, namely the re-determination of the virtual selection and / or the virtual interconnection, is preferably selected when the determined heating time duration is smaller than the balancing time period. In this first case, a harmful overheating of the heat-emitting element is to be expected even before the maximum balancing period has elapsed. The second alternative, namely the discharge of the cells to be balanced, preferably for the Symmetrierzeitdauer, is preferably selected when the particular heating time is greater than the Symmetrierzeitdauer. Namely, in this second case, a harmful overheating of the heat-emitting element within the Symmetrierzeitdauer is not to be expected. In this embodiment, a harmful overheating of the heat-emitting element is thus effectively prevented.

Bei einer weiteren speziellen Ausführungsform ist

  • – das Berechnen des zeitlichen Verlaufs der Temperatur des Wärmeabgabeelements und/oder
  • – das erneute Bestimmen und Verändern der virtuellen Auswahl und/oder der virtuellen Verschaltung abhängig von
  • – elektrischen Eigenschaften wenigstens der jeweiligen virtuellen Auswahl der zu symmetrierenden Zellen und/oder
  • – elektrischen und/oder geometrischen und/oder thermischen Eigenschaften der Entladewiderstände und/oder
  • – thermischen und/oder geometrischen Eigenschaften des Wärmeabgabeelements.
In another specific embodiment
  • - Calculating the time course of the temperature of the heat-emitting element and / or
  • - The re-determining and changing the virtual selection and / or the virtual interconnection depending on
  • Electrical properties of at least the respective virtual selection of the cells to be balanced and / or
  • - electrical and / or geometric and / or thermal properties of the discharge resistors and / or
  • - Thermal and / or geometric properties of the heat-emitting element.

Dabei können die elektrischen Eigenschaften der jeweiligen virtuellen Auswahl der zu symmetrierenden Zellen eine an diesen Zellen jeweils anliegende elektrische Spannung und/oder einen Ladezustand und/oder eine Ladekapazität und/oder einen Soll-Ladezustand und/oder eine beim Entladen über die Entladewiderstände abgegebene berechnete Verlustleistung umfassen. Die elektrischen Eigenschaften der Entladewiderstände wiederum können jeweils einen ohmschen Widerstand und/oder eine Temperaturabhängigkeit des ohmschen Widerstands und/oder einen beim Entladen über die Entladewiderstände fließenden Entladestrom umfassen. Die geometrischen Eigenschaften der Entladewiderstände und/oder des Wärmeabgabeelements können eine geometrische Form und/oder eine Anordnung der Entladewiderstände relativ zum Wärmeabgabeelement umfassen. Die thermischen Eigenschaften der Entladewiderstände und/oder des Wärmeabgabeelements schließlich können eine Wärmeleitfähigkeit und/oder eine Wärmekapazität und/oder eine Temperatur und/oder eine räumliche Temperaturverteilung umfassen.In this case, the electrical properties of the respective virtual selection of the cells to be balanced can have an electrical voltage applied to these cells and / or a charge state and / or a charge capacity and / or a desired charge state and / or a calculated power loss delivered via the discharge resistors during discharge include. The electrical properties of the discharge resistors turn may each comprise an ohmic resistance and / or a temperature dependence of the ohmic resistance and / or a discharge current flowing during discharge via the discharge resistors. The geometric properties of the discharge resistors and / or of the heat-emitting element may include a geometric shape and / or an arrangement of the discharge resistors relative to the heat-dissipating element. Finally, the thermal properties of the discharge resistors and / or of the heat-emitting element may include a thermal conductivity and / or a heat capacity and / or a temperature and / or a spatial temperature distribution.

Durch das Berücksichtigen dieser Parameter beim Berechnen des zeitlichen Verlaufs der Temperatur des Wärmeabgabeelements kann dieser zeitliche Verlauf mit großer Genauigkeit vorhergesagt werden. Ein mögliches Überhitzen des Wärmeabgabeelements mit den damit verbundenen Schädigungen kann auf diese Weise erkannt werden. Durch das Berücksichtigen dieser Parameter beim erneuten Bestimmen und Verändern der virtuellen Auswahl und/oder der virtuellen Verschaltung können eine optimale Auswahl und/oder eine optimale Verschaltung möglichst effizient aufgefunden werden. Rechen- und Speicherkapazitäten können damit wirksam reduziert werden.By taking into account these parameters when calculating the time course of the temperature of the heat-emitting element, this time profile can be predicted with great accuracy. A possible overheating of the heat-emitting element with the associated damage can be detected in this way. By considering these parameters when redetermining and changing the virtual selection and / or the virtual interconnection, an optimal selection and / or an optimal interconnection can be found as efficiently as possible. Computing and storage capacities can thus be effectively reduced.

Bei einer weiteren speziellen Ausführungsform werden die Auswahl und/oder die Verschaltung bzw. die virtuelle Auswahl und/oder die virtuelle Verschaltung vor dem Entladen jeweils derart erneut bestimmt und verändert, dass eine über die Entladewiderstände an das Wärmeabgabeelement abgegebene berechnete Verlustleistung infolge der Veränderung verringert wird. Beispielsweise kann die Verlustleistung verringert werden, indem die Anzahl der zu symmetrierenden Zellen verringert wird. Ebenso ist es denkbar, dass die Verschaltung derart geändert wird, dass die ohmschen Widerstände der Entladewiderstände vergrößert werden. Auch können solche Speicherzellen als zu symmetrierende Zellen ausgewählt werden, an denen eine geringere Spannung anliegt. Vorzugsweise wird die berechnete Verlustleistung jeweils um einen vorgegebenen Wert verringert, z.B. jeweils um 1 W. Durch das Verringern der Verlustleistung wird eine beim Entladen über die Entladewiderstände an das Wärmeabgabeelement abgegebene Wärmemenge reduziert und so dem Überhitzen des Wärmeabgabeelements vorgebeugt.In a further specific embodiment, the selection and / or the interconnection or the virtual selection and / or the virtual interconnection are respectively re-determined and changed before discharging such that a calculated power loss output via the discharge resistors to the heat-dissipating element is reduced as a result of the change , For example, the power loss can be reduced by reducing the number of cells to be balanced. It is also conceivable that the interconnection is changed in such a way that the ohmic resistances of the discharge resistors are increased. Also, such memory cells can be selected as cells to be balanced, to which a lower voltage is applied. Preferably, the calculated power loss is reduced by a predetermined value, e.g. By reducing the power loss, an amount of heat emitted to the heat-dissipating element via the discharge resistors is reduced, thereby preventing overheating of the heat-dissipating element.

Bei einer weiteren speziellen Ausführungsform werden in einem ersten Schritt alle Speicherzellen der Speichervorrichtung als die zu symmetrierenden Zellen ausgewählt. Vorzugsweise wird dabei einzig die Speicherzelle mit dem geringsten Ladezustand nicht als zu symmetrierende Zelle ausgewählt, da ihr Ladezustand gewöhnlich bereits den Soll-Ladezustand definiert und nicht mehr verändert werden muss. Bei dieser Ausführungsform wird ein möglichst schnelles Symmetrieren der Speicherzellen sichergestellt.In a further specific embodiment, in a first step all memory cells of the memory device are selected as the cells to be balanced. Preferably, only the memory cell with the lowest state of charge is not selected as the cell to be balanced since its state of charge usually already defines the desired state of charge and does not have to be changed any more. In this embodiment, the fastest possible symmetrization of the memory cells is ensured.

Vorgeschlagen wird außerdem ein Speichersystem zum Durchführen des zuvor beschriebenen Verfahrens, umfassend eine Speichervorrichtung zum Speichern elektrischer und/oder chemischer Energie, insbesondere zum Speichern von Energie für einen Antrieb eines Kraftfahrzeugs, sowie ein Wärmeabgabeelement, eine Messvorrichtung und eine Steuer- und Recheneinheit.Also proposed is a storage system for carrying out the method described above, comprising a storage device for storing electrical and / or chemical energy, in particular for storing energy for a drive of a motor vehicle, and a heat-emitting element, a measuring device and a control and computing unit.

Dabei weist die Speichervorrichtung eine Mehrzahl von Speicherzellen auf, die vorzugsweise in Reihe geschaltet oder schaltbar sind. Das Wärmeabgabeelement umfasst eine Mehrzahl von elektrischen Widerständen, die mit den Speicherzellen und/oder untereinander elektrisch verschaltbar sind und über die die Speicherzellen wenigstens teilweise elektrisch entladbar sind, sowie mindestens einen Wärmesensor zum Erfassen einer Temperatur des Wärmeabgabeelements. Die Messvorrichtung ist zum Erfassen von Ladezuständen der Speicherzellen und/oder zum Erfassen von an den Speicherzellen anliegenden elektrischen Spannungen eingerichtet. Die Steuer- und Recheneinheit schließlich ist mit dem Wärmeabgabeelement und der Messvorrichtung elektrisch und/oder über Funk verbindbar und programmtechnisch eingerichtet, aus den Speicherzellen zu symmetrierende Speicherzellen derart auszuwählen und/oder mit den Widerständen derart zu verschalten, dass die Temperatur des Wärmeabgabeelements eine Maximaltemperatur nicht überschreitet, insbesondere infolge des wenigstens teilweisen Entladens der zu symmetrierenden Zellen.In this case, the memory device has a plurality of memory cells, which are preferably connected in series or switchable. The heat-dissipating element comprises a plurality of electrical resistances, which are electrically connectable to the memory cells and / or to one another and via which the memory cells are at least partially electrically dischargeable, and at least one thermal sensor for detecting a temperature of the heat-dissipating element. The measuring device is designed to detect states of charge of the memory cells and / or to detect electrical voltages applied to the memory cells. Finally, the control and arithmetic unit can be electrically and / or radio-connected to the heat-emitting element and the measuring device and to select memory cells to be symmetrized from the memory cells and / or to interconnect with the resistors in such a way that the temperature of the heat-dissipating element does not exceed a maximum temperature exceeds, in particular due to the at least partial discharge of the cells to be balanced.

Ausführungsbeispiele des beanspruchten Verfahrens und des beanspruchten Speichersystems sind in den Zeichnungen dargestellt und werden anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenEmbodiments of the claimed method and the claimed memory system are illustrated in the drawings and will be explained in more detail with reference to the following description. Show it

1 ein Speichersystem, umfassend eine Speichervorrichtung mit einer Vielzahl von Speicherzellen, eine Messvorrichtung, ein Wärmeabgabeelement mit einer Vielzahl von Entladewiderständen sowie eine Steuer- und Recheneinheit, 1 a memory system comprising a memory device having a plurality of memory cells, a measuring device, a heat-dissipating element having a plurality of discharge resistors and a control and computing unit,

2 schematisch einige der Speicherzellen aus 1 mit jeweils unterschiedlichen Ladezuständen, 2 schematically out some of the memory cells 1 each with different states of charge,

3 das Speichersystem aus 1 mit einer ersten virtuellen Verschaltung der Entladewiderstände und der Speicherzellen, 3 the storage system off 1 with a first virtual connection of the discharge resistors and the memory cells,

4 das Speichersystem aus 1 mit einer weiteren virtuellen Verschaltung der Entladewiderstände und der Speicherzellen, 4 the storage system off 1 with another virtual interconnection of the discharge resistors and the memory cells,

5 ein Temperatur-Zeit-Diagramm mit einer Vielzahl von berechneten zeitlichen Verläufen einer Temperatur des Wärmeabgabeelements aus 1 und 5 a temperature-time diagram with a plurality of calculated time profiles of a temperature of the heat-emitting element 1 and

6 schematisch Schritte eines Verfahren zur Symmetrierung von Speicherzellen, in einem Ablaufdiagramm dargestellt. 6 schematically steps of a method for balancing memory cells, shown in a flow chart.

1 zeigt ein Speichersystem 101 mit einer Speichervorrichtung 102, einem Wärmeabgabeelement 103, einer Messvorrichtung 104 und mit einer Steuer- und Recheneinheit 105. Die Speichervorrichtung 102 umfasst eine Vielzahl von Speicherzellen 102a bis 102n, die im vorliegenden Beispiel als Lithium-Ionen-Zellen ausgebildet und in Reihe geschaltet sind. Durch die zwischen den Speicherzellen 102c und 102n dargestellte gestrichelte Linie soll angedeutet werden, dass zwischen diesen Speicherzellen jeweils noch eine Vielzahl weiterer Speicherzellen derselben Bauart angeordnet ist, auf deren Darstellung hier jedoch verzichtet wurde. Die Speicherzellen 102a bis 102n haben jeweils eine Ladekapazität von 15 Ah (Amperestunden). Im vollständig geladenen Zustand beträgt eine jeweils zwischen den zwei Polen einer jeden der Speicherzellen 102a bis 102n anliegende elektrische Spannung in etwa 4 V. Bei der Speichervorrichtung 102 handelt es sich um einen Energiespeicher zum Versorgen eines elektrischen Antriebs eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie. 1 shows a storage system 101 with a storage device 102 , a heat dissipation element 103 , a measuring device 104 and with a control and processing unit 105 , The storage device 102 includes a plurality of memory cells 102 to 102n , which are formed in the present example as lithium-ion cells and connected in series. By between the memory cells 102c and 102n shown dashed line is to be indicated that between these memory cells in each case a plurality of further memory cells of the same type is arranged, the representation of which has been omitted here, however. The memory cells 102 to 102n each have a charging capacity of 15 Ah (amp hours). In the fully charged state, one each between the two poles of each of the memory cells 102 to 102n applied voltage in about 4 V. In the storage device 102 it is an energy storage for supplying an electrical drive of a motor vehicle with electrical energy.

Die Messvorrichtung 104 umfasst eine Vielzahl von Spannungsmessgeräten 111a bis 111n. Die Spannungsmessgeräte 111a bis 111n sind eingerichtet, zwischen den Polen der Speicherzellen 102a bis 102n anliegende elektrische Spannungen zu erfassen. Beispielsweise ist mit dem Spannungsmessgerät 111a die zwischen den Polen der Speicherzelle 102a anliegende elektrische Spannung messbar. Mit dem Spannungsmessgerät 111b kann die an der Speicherzelle 102b anliegende elektrische Spannung bestimmt werden etc.The measuring device 104 includes a variety of voltage measuring devices 111 to 111n , The voltage measuring devices 111 to 111n are set up, between the poles of the memory cells 102 to 102n to detect applied electrical voltages. For example, with the voltmeter 111 between the poles of the memory cell 102 applied electrical voltage measurable. With the voltmeter 111b can the at the memory cell 102b applied electrical voltage can be determined etc.

Auf dem Wärmeabgabeelement 103, das als metallenes Printed Circuit Board (PCB) ausgebildet ist, ist eine Vielzahl von Entladewiderständen 106a bis 106n und 107a bis 107n angeordnet. Ferner befinden sich auf dem Wärmeabgabeelement 103 Temperatursensoren 110a bis 110n, die räumlich gleichmäßig über das Wärmeabgabeelement 103 verteilt sind und bei denen es sich jeweils um temperaturabhängige elektrische Widerstände handelt. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Entladewiderstände 106a bis 106n und 107a bis 107n jeweils identisch ausgebildet, wobei ein ohmscher Widerstand der Entladewiderstände 106a bis 106n und 107a bis 107n jeweils 60 Ω beträgt.On the heat delivery element 103 , which is formed as a metallic printed circuit board (PCB), is a variety of discharge resistors 106a to 106n and 107a to 107n arranged. Furthermore, located on the heat-emitting element 103 temperature sensors 110a to 110n , the spatially evenly over the heat-emitting element 103 are distributed and which are each temperature-dependent electrical resistances. In the embodiment shown here are the discharge resistors 106a to 106n and 107a to 107n each formed identically, wherein an ohmic resistance of the discharge resistors 106a to 106n and 107a to 107n each 60 Ω.

Über elektrische Schalter 108a bis 108n und 109a bis 109n sind die Entladewiderstände 106a bis 106n und 107a bis 107n unabhängig voneinander mit den Speicherzellen 102a bis 102n elektrisch verschaltbar. Insbesondere kann jeder der Entladewiderstände 106a bis 106n und 107a bis 107n unabhängig von den anderen Entladewiderständen zu wenigstens einer der Speicherzellen 102a bis 102n parallel geschaltet werden, so dass die Speicherzellen 102a bis 102n unabhängig voneinander jeweils wenigstens über eine Untermenge der Entladewiderstände 106a bis 106n und 107a bis 107n entladbar sind. Z. B. ist die Speicherzelle 102a über die Entladewiderstände 106a und/oder 107a entladbar, die Speicherzelle 102b ist über die Entladewiderstände 106b und/oder 107b entladbar etc. Beim Entladen der Speicherzellen 102a bis 102n fließen jeweils Entladeströme über die Entladewiderstände 106a bis 106n und/oder über die Entladewiderstände 107a bis 107n von den Speicherzellen ab und werden wenigstens teilweise irreversibel in Wärmeenergie umgewandelt, die an das Wärmeabgabeelement 103 abgegeben wird und dieses erwärmt. Dadurch, dass die Speicherzellen 102a bis 102n jeweils wahlweise über nur einen oder über zwei der Entladewiderstände entladbar sind, kann eine von den Speicherzellen 102a bis 102n an das Wärmeabgabeelement 103 abgegebene Wärmemenge und/oder Verlustleistung jeweils kontrolliert und begrenzt werden. Bei Ausführungsformen, die von der vorliegend dargestellten leicht abweichen, kann die von einer gegebenen Speicherzelle abgegebenen Wärmemenge und/oder Verlustleistung wesentlich feinstufiger einstellbar und/oder kontrollierbar sein, z. B. durch die Verwendung von Schiebewiderständen, deren Wert kontinuierlich veränderbar ist. About electrical switches 108a to 108n and 109a to 109n are the discharge resistors 106a to 106n and 107a to 107n independently of each other with the memory cells 102 to 102n electrically interconnected. In particular, each of the discharge resistors 106a to 106n and 107a to 107n independent of the other discharge resistors to at least one of the memory cells 102 to 102n be connected in parallel so that the memory cells 102 to 102n independently of each other at least over a subset of the discharge resistors 106a to 106n and 107a to 107n are dischargeable. For example, the memory cell 102 via the discharge resistors 106a and or 107a dischargeable, the memory cell 102b is about the discharge resistors 106b and or 107b dischargeable, etc. When discharging the memory cells 102 to 102n In each case discharge currents flow via the discharge resistors 106a to 106n and / or via the discharge resistors 107a to 107n from the memory cells and are at least partially irreversibly converted into heat energy to the heat-emitting element 103 is discharged and this heated. Because of the memory cells 102 to 102n can each be selectively discharged via only one or two of the discharge resistors, one of the memory cells 102 to 102n to the heat-emitting element 103 delivered amount of heat and / or power loss are each controlled and limited. In embodiments that differ slightly from those presented herein, the amount of heat and / or power dissipated by a given memory cell may be much more finely tunable and / or controllable, e.g. B. by the use of sliding resistors whose value is continuously variable.

Die Steuer- und Recheneinheit 105, die vorliegend als programmierbarer Mikrocontroller ausgebildet ist, ist über eine Verbindung 112 mit der Messvorrichtung 104 und über eine Verbindung 113 mit dem Wärmeabgabeelement 103 verbunden bzw. verbindbar. Hier sind die Verbindungen 112 und 113 jeweils als elektrische Verbindungen ausgebildet. Bei einer leicht abgewandelten Ausführungsform kann es sich bei den Verbindungen 112 und 113 z. B. um Funkverbindungen handeln. Über die Verbindungen 112 und 113 können die Spannungsmessgeräte 111a bis 111n und die Temperatursensoren 110a bis 110n ausgelesen und/oder angesteuert werden. Ebenso ist die Steuer- und Recheneinheit 105 eingerichtet, die elektrischen Schalter 108a bis 108n und 109a bis 109n über die Verbindung 113 unabhängig voneinander anzusteuern. Die Steuer- und Recheneinheit 105 kann also die elektrischen Schalter 108a bis 108n und 109a bis 109n unabhängig voneinander jeweils wahlweise in die geöffnete oder in die geschlossene Schalterstellung bringen.The control and computing unit 105 , which is designed here as a programmable microcontroller, is connected 112 with the measuring device 104 and about a connection 113 with the heat-dissipating element 103 connected or connectable. Here are the links 112 and 113 each formed as electrical connections. In a slightly modified embodiment, it may be in the compounds 112 and 113 z. B. be radio communications. About the connections 112 and 113 can the voltage measuring devices 111 to 111n and the temperature sensors 110a to 110n be read out and / or controlled. Likewise, the control and processing unit 105 set up the electrical switch 108a to 108n and 109a to 109n about the connection 113 independently of each other. The control and computing unit 105 So can the electrical switch 108a to 108n and 109a to 109n independently of each other optionally in the open or in the closed switch position bring.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Speichervorrichtung 102 und das Wärmeabgabeelement 103 als separate Komponenten ausgeführt und räumlich voneinander getrennt. Ein kleinster räumlicher Abstand 120 zwischen der Speichervorrichtung 102 und dem Wärmeabgabeelement 103 beträgt dabei 30 cm. Damit wird eine Übertragung von Wärme von dem Wärmeabgabeelement 103 auf die Speichervorrichtung 102 in einfacher Weise unterbunden bzw. reduziert.In the present embodiment, the storage device 102 and the heat-emitting element 103 executed as separate components and spatially separated. A smallest spatial distance 120 between the storage device 102 and the heat-emitting element 103 is 30 cm. This is a transfer of heat from the heat-emitting element 103 on the storage device 102 prevented or reduced in a simple manner.

Im Folgenden soll ein mittels des Speichersystems 101 aus 1 durchführbares Verfahren zum Symmetrieren der Speicherzellen 102a bis 102n der Speichervorrichtung 102 beschrieben werden.The following is a by means of the storage system 101 out 1 feasible method for symmetrizing the memory cells 102 to 102n the storage device 102 to be discribed.

In einem ersten Schritt des Verfahrens werden mittels der Spannungsmessgeräte 111a bis 111n Ladungszustände 214a bis 214n der Speicherzellen 102a bis 102n ermittelt, die schematisch in 2 dargestellt sind. Hier und im Folgenden sind wiederkehrende Merkmale jeweils mit identischen Bezugszeichen versehen. Die Ladungszustände 214a bis 214n der Speicherzellen 102a bis 102n können mittels einer in der Steuer- und Recheneinheit 105 gespeicherten SOC-OCV-Kurve, die für den Zelltyp der Speicherzellen 102a bis 102n charakteristisch ist, aus an den Speicherzellen 102a bis 102n anliegenden Ruhespannungen abgeleitet werden. Die Ladungszustände 214a bis 214n werden jeweils in Prozent angegeben und beziehen sich jeweils auf die Ladekapazitäten 216a bis 216n der entsprechenden Speicherzelle. 2 ist entnehmbar, dass der Ladezustand 214c der Speicherzelle 102c geringer ist als die Ladezustände der übrigen Speicherzellen. Der Ladezustand 214c soll auch geringer sein als Ladezustände 214d bis 214n-1 von hier nicht gezeigten Speicherzellen 102a bis 102n-1. Mittels der Steuer-und Recheneinheit 105 wird ein Vergleich der Ladezustände 214a bis 214n durchgeführt, wobei der Ladezustand 214c als Soll-Ladezustand 215 identifiziert wird, der in 2 in Form einer gestrichelten Linie dargestellt ist.In a first step of the method are by means of the voltage measuring devices 111 to 111n charge states 214a to 214n the memory cells 102 to 102n determined schematically in 2 are shown. Here and below, recurrent features are each provided with identical reference numerals. The charge states 214a to 214n the memory cells 102 to 102n can by means of a in the control and processing unit 105 stored SOC-OCV curve representing the cell type of memory cells 102 to 102n is characteristic, off at the memory cells 102 to 102n derived resting voltages are derived. The charge states 214a to 214n are given as a percentage and refer in each case to the loading capacities 216a to 216n the corresponding memory cell. 2 is removable, that the state of charge 214c the memory cell 102c is lower than the charge states of the remaining memory cells. The state of charge 214c should also be lower than charge states 214d to 214n-1 from memory cells not shown here 102 to 102n-1 , By means of the control and arithmetic unit 105 will be a comparison of the states of charge 214a to 214n carried out, the state of charge 214c as nominal charge state 215 is identified in 2 is shown in the form of a dashed line.

Aufgabe des Symmetrierungsverfahrens ist es also, diejenigen der Speicherzellen 102a bis 102n der Speichervorrichtung 102, deren Ladezustand größer ist als der Soll-Ladezustand 215, über die Entladewiderstände 106a bis 106n und/oder 107a bis 107n oder über wenigstens eine Teilmenge der Entladewiderstände 106a bis 106n und/oder 107a bis 107n wenigstens teilweise zu entladen, bis ihr Ladezustand jeweils möglichst gut mit dem Soll-Ladezustand 215 übereinstimmt. Dabei soll das Entladen der Speicherzellen 102a bis 102n derart vorgenommen werden, dass eine Temperatur des Wärmeabgabeelements 103 eine Maximaltemperatur 505 (siehe 5) infolge des Entladens nicht überschreitet. Damit sollen Schäden des Wärmeabgabeelements 103 bzw. Schäden von in, an oder auf dem Wärmeabgabeelement 103 angeordneten Komponenten verhindert werden.It is therefore the task of the symmetrization method to determine those of the memory cells 102 to 102n the storage device 102 whose state of charge is greater than the desired state of charge 215 , about the discharge resistors 106a to 106n and or 107a to 107n or via at least a subset of the discharge resistors 106a to 106n and or 107a to 107n at least partially discharged until their state of charge each as well as possible with the desired state of charge 215 matches. It should unload the memory cells 102 to 102n be made such that a temperature of the heat-emitting element 103 a maximum temperature 505 (please refer 5 ) as a result of unloading. This should damage the heat dissipation element 103 or damage from in, on or on the heat-dissipating element 103 arranged components can be prevented.

Im nächsten Schritt wird zunächst die Temperatur des Wärmeabgabeelements 103 mit Hilfe der Temperatursensoren 110a bis 110n bestimmt. Auf diese Weise wird eine räumliche Temperaturverteilung des Wärmeabgabeelements 103 ermittelt. Sodann werden durch die Steuer- und Recheneinheit 105 aus den Speicherzellen 102a bis 102n in einer ersten virtuellen Auswahl zu symmetrierende Zellen ausgewählt, deren Ladezustände als erste an den Soll-Ladezustand 215 angeglichen werden sollen. Im vorliegenden Beispiel werden mit Ausnahme der Speicherzelle 102c, deren Ladezustand 214c den Soll-Ladezustand 215 definiert, mit der ersten virtuellen Auswahl zunächst alle übrigen Speicherzellen 102a, 102b sowie 102d bis 102n als zu symmetrierende Zellen ausgewählt. Der Begriff „virtuell“ soll in diesem Zusammenhang andeuten, dass „virtuell“ ausgewählten Zellen zunächst nicht tatsächlich symmetriert werden. Vielmehr werden für die erste virtuelle Auswahl der zu symmetrierenden Zellen zunächst nur Berechnungen und/oder Simulationen durchgeführt. In the next step, first the temperature of the heat-emitting element 103 with the help of temperature sensors 110a to 110n certainly. In this way, a spatial temperature distribution of the heat-emitting element 103 determined. Then be by the control and processing unit 105 from the memory cells 102 to 102n selected in a first virtual selection to be balanced cells, their charge states as the first to the desired state of charge 215 to be aligned. In the present example, with the exception of the memory cell 102c whose state of charge 214c the nominal state of charge 215 defines, with the first virtual selection, all other memory cells first 102 . 102b such as 102d to 102n selected as cells to be symmetrized. The term "virtual" in this context is intended to indicate that "virtually" selected cells are initially not actually symmetrized. Rather, only calculations and / or simulations are initially performed for the first virtual selection of the cells to be balanced.

Im Weiteren wird mit Hilfe der Steuer- und Recheneinheit 105 für die erste virtuelle Auswahl der zu symmetrierenden Speicherzellen ein Entladevorgang simuliert. Dazu wird zunächst eine erste virtuelle Verschaltung 301 der Entladewiderstände 106a bis 106n und 107a bis 107n mit den Speicherzellen 102a bis 102n ausgewählt (siehe 3). Eine Verschaltung, und damit auch die erste virtuelle Verschaltung 301, entspricht dabei jeweils genau einer Konfiguration der elektrischen Schalter 108a bis 108n und 109a bis 109n. Die Konfiguration ist dadurch bestimmt, dass für jeden der elektrischen Schalter 108a bis 108n und 109a bis 109n festgelegt ist, ob der jeweilige Schalter sich in der geöffneten oder in der geschlossenen Schalterstellung befindet. Der Begriff "virtuelle Verschaltung" soll dabei bedeuten, dass die entsprechende Verschaltung zunächst nicht durch tatsächliches Ansteuern der elektrischen Schalter 108a bis 108n und 109a bis 109n durch die Steuer- und Recheneinheit 105a realisiert wird. Vielmehr dient die erste virtuelle Verschaltung 301 in diesem Schritt lediglich als Grundlage für die von der Steuer- und Recheneinheit 105 durchgeführte Simulation bzw. Berechnung des Entladevorgangs und eines zeitlichen Verlaufs der Temperatur Wärmeabgabeelements 103 infolge dieses Entladevorgangs.In addition, with the help of the control and processing unit 105 for the first virtual selection of memory cells to be symmetrized, a discharge process is simulated. For this purpose, first a first virtual interconnection 301 the discharge resistors 106a to 106n and 107a to 107n with the memory cells 102 to 102n selected (see 3 ). An interconnection, and with it the first virtual interconnection 301 , corresponds in each case exactly one configuration of the electrical switch 108a to 108n and 109a to 109n , The configuration is determined by that for each of the electrical switches 108a to 108n and 109a to 109n is determined whether the respective switch is in the open or closed switch position. The term "virtual interconnection" is intended to mean that the corresponding interconnection initially not by actual driving the electrical switch 108a to 108n and 109a to 109n through the control and computing unit 105a is realized. Rather, the first virtual interconnection serves 301 in this step merely as a basis for the control and computation unit 105 performed simulation or calculation of the discharge and a time course of the temperature heat dissipation element 103 as a result of this unloading process.

Bei der ersten virtuellen Verschaltung 301 befinden sich mit Ausnahme der elektrischen Schalter 108c und 109c sämtliche elektrische Schalter in der geschlossenen Schalterstellung. Die erste virtuelle Verschaltung 301 ist also derart gewählt, dass die Gesamtwiderstände, über welche die zu symmetrierenden Zellen jeweils entladen werden sollen, jeweils den kleinstmöglichen Wert annehmen. So beträgt in 3 beispielsweise der Gesamtwiderstand der Entladewiderstände 106a und 107a, die jeweils parallel zur Speicherzelle 102a geschaltet sind, insgesamt 30 Ω. Würde beispielsweise der elektrische Schalter 109a aus der geschlossenen Schalterstellung in die geöffnete Schalterstellung gebracht, so betrüge der entsprechende Gesamtwiderstand der Entladewiderstände 106a und 107a, über den die Entladung der Speicherzelle 102a erfolgen würde, 60 Ω. At the first virtual interconnection 301 are with the exception of the electrical switch 108c and 109c all electrical switches in the closed switch position. The first virtual interconnection 301 is thus selected such that the total resistances over which the cells to be balanced are to be discharged in each case assume the smallest possible value. So is in 3 for example, the total resistance of the discharge resistors 106a and 107a , each parallel to the memory cell 102 are switched, a total of 30 Ω. For example, would the electric switch 109a brought from the closed switch position in the open switch position, so deceive the corresponding total resistance of the discharge resistors 106a and 107a over which the discharge of the memory cell 102 would be done 60 Ω.

Für die in 3 gezeigte erste virtuelle Verschaltung 301 berechnet die Steuer- und Recheneinheit 105 eine erste virtuelle Verlustleistung, die über die Entladewiderstände 106a bis 106n und 107a bis 107n an das Wärmeabgabeelement 103 abgegeben würde, wenn das teilweise Entladen der Speicherzellen 102a bis 102n mit einer tatsächlichen Verschaltung durchgeführt würde, die der ersten virtuellen Verschaltung 301 entspricht. Die erste virtuelle Verlustleisung ist dabei gegeben durch die Summe der jeweils durch die einzelnen gemäß der ersten virtuellen Auswahl zu symmetrierenden Zellen an das Wärmeabgabeelement 103 abgegebenen einzelnen ersten virtuellen Verlustleistungen. Die einzelnen ersten virtuellen Verlustleistungen wiederum sind durch die an den einzelnen zu symmetrierenden Zellen jeweils anliegenden und zuvor ermittelten elektrischen Spannungen und durch den Gesamtwiderstand derjenigen Entladewiderstände gegeben, über die das Entladen der jeweiligen zu symmetrierenden Zellen erfolgen soll. Sofern benachbarte Speicherzellen entladen werden, können Entladeströme, die zwischen diesen benachbarten Speicherzellen fließen bzw. die zwischen den Entladewiderständen fließen, die den benachbarten Speicherzellen jeweils zugeordnet sind, vernachlässigt werden. Z. B. können in 3 Entladeströme, die von einer aus den Entladewiderständen 106a und 107a gebildeten Entladeanordnung auf eine aus den Entladewiderständen 106b und 107b gebildete weitere Entladeanordnung fließen, beim berechnen der ersten virtuellen Verlustleistung unberücksichtigt bleiben.For the in 3 shown first virtual interconnection 301 calculates the control and arithmetic unit 105 a first virtual power dissipation, via the discharge resistors 106a to 106n and 107a to 107n to the heat-emitting element 103 if the partial discharge of the memory cells 102 to 102n with an actual interconnection would be performed, that of the first virtual interconnection 301 equivalent. The first virtual power loss is given by the sum of each of the individual according to the first virtual selection to be symmetrized cells to the heat dissipation element 103 delivered individual first virtual power losses. The individual first virtual power losses are in turn given by the voltage applied to the individual cells to be symmetrized in each case and previously determined electrical voltages, and by the total resistance of those discharging resistors via which the discharge of the respective cells to be balanced is to take place. If adjacent memory cells are discharged, discharge currents flowing between these adjacent memory cells or flowing between the discharge resistors respectively associated with the adjacent memory cells may be neglected. For example, in 3 Discharge currents coming from one of the discharge resistors 106a and 107a formed discharge on one of the discharge resistors 106b and 107b formed further discharge arrangement flow, disregarded when calculating the first virtual power loss.

Zusätzlich berechnet die Steuer- und Recheneinheit 105 für die erste virtuelle Auswahl der zu symmetrierenden Zellen jeweils erste virtuelle Entladezeitdauern, welche ein Entladen bis auf den Soll-Ladezustand jeweils benötigen würde. Die ersten virtuellen Entladezeitdauern sind abhängig von dem Ladezustand der jeweiligen Speicherzelle vor dem Entladen, vom Soll-Ladezustand 215 sowie von der ersten virtuellen Verschaltung.In addition, the control and computation unit calculates 105 for the first virtual selection of the cells to be balanced in each case first virtual discharge periods, which would each require a discharge to the desired state of charge. The first virtual discharge periods are dependent on the state of charge of the respective memory cell before discharging, from the desired state of charge 215 as well as from the first virtual interconnection.

Danach vergleicht die Steuer- und Recheneinheit 105 die solcherart berechneten ersten virtuellen Entladezeitdauern mit einer von der Steuer- und Recheneinheit 105 vorgegebenen Hardwarezeitdauer. Im vorliegenden Beispiel sollen die berechneten ersten virtuellen Entladezeitdauern der zu symmetrierenden Zellen gemäß der ersten virtuellen Auswahl jeweils mehrere Stunden betragen. Damit sind sie jeweils um vieles größer als die Hardwarezeitdauer, die hier 2000 Sekunden betragen soll. Anschließend wählt die Steuer- und Recheneinheit 105 die Hardwarezeitdauer von 2000 Sekunden als Symmetrier- zeitdauer 504 (siehe 5) aus. Im Folgenden werden sämtliche von der Steuer- und Recheneinheit 105 durchgeführten Simulationen und/oder Berechnungen des Entladeprozesses bzw. des zeitlichen Verlaufs der Temperatur des Wärmeabgabeelements 103 nur für ein Zeitintervall durchgeführt, welches durch die Symmetrierzeitdauer 504 gegeben ist oder nur wenig länger ist als die Symmetrierzeitdauer 504.After that, the control and computation unit compares 105 the first virtual discharge periods thus calculated with one of the control and computation unit 105 predetermined hardware time. In the present example, the calculated first virtual discharge periods of the cells to be balanced according to the first virtual selection should each be several hours. In each case, they are much larger than the hardware time duration, which should be 2000 seconds here. Then selects the control and processing unit 105 the hardware time of 2000 seconds as balancing time 504 (please refer 5 ) out. In the following, all of the control and processing unit 105 carried out simulations and / or calculations of the discharge process or the time course of the temperature of the heat-emitting element 103 performed only for a time interval, which by the Symmetrierzeitdauer 504 is given or only slightly longer than the Symmetrierzeitdauer 504 ,

Ausgehend von der in 3 gezeigten ersten virtuellen Auswahl der zu symmetrierenden Zellen und der ersten virtuellen Verschaltung 301 berechnet die Steuer- und Recheneinheit 105 nun einen ersten zeitlichen Verlauf 506a (siehe 5) der Temperatur des Wärmeabgabeelements 103. Eingangsgrößen für diese Berechnung sind die von den Entladewiderständen 106a bis 106n und 107a bis 107n an das Wärmeabgabeelement 103 übertragene erste virtuelle Verlustleistung, eine räumliche Anordnung der Entladewiderstände 106a bis 106n und 107a bis 107n auf dem Wärmeabgabeelement 103, eine geometrische Form des Wärmeabgabeelements 103 sowie eine Wärmeleitfähigkeit des Wärmeabgabeelements 103.Starting from the in 3 shown first virtual selection of the cells to be balanced and the first virtual interconnection 301 calculates the control and arithmetic unit 105 now a first time course 506a (please refer 5 ) the temperature of the heat-emitting element 103 , Input variables for this calculation are those of the discharge resistors 106a to 106n and 107a to 107n to the heat-emitting element 103 transmitted first virtual power loss, a spatial arrangement of the discharge resistors 106a to 106n and 107a to 107n on the heat-dissipating element 103 , a geometric shape of the heat-emitting element 103 and a thermal conductivity of the heat-emitting element 103 ,

Beispielsweise berechnet die Steuer- und Recheneinheit 105 den ersten zeitlichen Verlauf 506a der Temperatur des Wärmeabgabeelements 103 durch Lösen der Wärmeleitungsgleichung für das Wärmeabgabeelement 103 unter Zuhilfenahme von Finite-Elemente-Methoden. Dabei kann es auch vorgesehen sein, dass eine Abnahme der von der ersten virtuellen Auswahl der zu symmetrierenden Zellen im Verlauf des Entladeprozesses abfließenden Entladeströme und eine damit verbundene Abnahme der ersten virtuellen Verlustleistung berücksichtigt werden. Eine weitere Eingangsgröße für die Berechnung stellt die Anfangstemperatur des Wärmeabgabeelements 103 bzw. die räumliche Anfangstemperaturverteilung des Wärmeabgabeelements 103 dar. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Steuer- und Recheneinheit 105 die Berechnung nicht selbst durchführt, sondern den ersten zeitlichen Verlauf 506a z.B. aus einer Datenbank ausliest. In einer solchen Datenbank können verschiedene zeitliche Temperaturverläufe in Abhängigkeit von unterschiedlichen Werten der Eingangsparameter abgelegt sein. Diese Eingangsparameter umfassen beispielsweise die an das Wärmeabgabeelement 103 abgegebene virtuelle Verlustleistung, die Anfangstemperatur des Wärmeabgabeelements 103, die jeweilige virtuelle Auswahl der zu symmetrierenden Zellen und/oder die jeweils gewählte virtuelle Verschaltung.For example, the control and computation unit calculates 105 the first time course 506a the temperature of the heat-emitting element 103 by solving the heat conduction equation for the heat delivery element 103 with the help of finite element methods. In this case, it can also be provided that a decrease in the discharge currents flowing from the first virtual selection of the cells to be balanced in the course of the discharge process and an associated decrease in the first virtual power loss are taken into account. Another input to the calculation is the initial temperature of the heat delivery element 103 or the spatial initial temperature distribution of the heat-emitting element 103 It can also be provided that the control and computing unit 105 does not perform the calculation itself, but the first time course 506a eg read from a database. In such a database, different temporal temperature profiles can be stored as a function of different values of the input parameters. These input parameters include, for example, those to the heat-emitting element 103 delivered virtual power loss, the initial temperature of Heat dissipation element 103 , the respective virtual selection of the cells to be balanced and / or the respectively selected virtual interconnection.

5 zeigt ein Temperatur-Zeitdiagramm 501 mit verschiedenen zeitlichen Verläufen 506a bis 506f der Temperatur des Wärmeabgabeelements 103. Auf der X-Achse 502 ist die Zeit aufgetragen, wobei der Zeitpunkt t = 0 einem Beginn des Entladeprozesses entspricht. Auf der Y-Achse 503 ist die Temperaturänderung des Wärmeabgabeelements 103 aufgetragen. Diese Temperaturdifferenz bezieht sich jeweils auf die für einen gegebenen Zeitpunkt berechnete größte Temperatur des Wärmeabgabeelements 103 und auf die größte Temperatur des Wärmeabgabeelements 103 zum Anfangszeitpunkt, also vor dem Beginn des Entladeprozesses. Die durch die Hardwarezeitdauer vorgegebene Symmetrierzeitdauer 504 beträgt 2000 Sekunden. Durch eine gestrichelte Linie hervorgehoben ist ferner die Maximaltemperatur 505. Dabei handelt es sich um einen Temperaturwert, den das Wärmeabgabeelement 103 nicht überschreiben soll, um Schäden des Wärmeabgabeelements 103 oder um Schäden von auf dem Wärmeabgabeelement 103 angeordneten Komponenten zu vermeiden. 5 shows a temperature-time diagram 501 with different time courses 506a to 506f the temperature of the heat-emitting element 103 , On the X axis 502 the time is plotted, whereby the time t = 0 corresponds to a beginning of the unloading process. On the Y axis 503 is the temperature change of the heat-emitting element 103 applied. This temperature difference relates in each case to the largest temperature of the heat-emitting element calculated for a given time 103 and to the highest temperature of the heat-emitting element 103 at the start time, ie before the start of the unloading process. The symmetry duration given by the hardware time 504 is 2000 seconds. Also highlighted by a dashed line is the maximum temperature 505 , It is a temperature value that the heat dissipation element 103 should not overwrite to damage the heat dissipation element 103 or damage from on the heat-dissipating element 103 to avoid arranged components.

Nachdem die Steuer- und Recheneinheit 105 den ersten zeitlichen Verlauf 506a berechnet hat, bestimmt die Steuer- und Recheneinheit 105 einen ersten Heizzeitpunkt 507a, bei dem der erste zeitliche Verlauf 506a die Maximaltemperatur 505 erreicht. Vorliegend liegt der erste Heizzeitpunkt 507a in etwa bei 350 s. In einem nächsten Verfahrensschritt vergleicht die Steuer- und Recheneinheit 105 eine durch den ersten Heizzeitpunkt 507a gegebene erste Heizzeitdauer 508a mit der Symmetrierzeitdauer 504. vorliegend ist die erste Heizzeitdauer 508a von 350 s kleiner als die Symmetrierzeitdauer 504 von 2000 s. Würde die Entladung der zu symmetrierenden Zellen also mit der ersten virtuellen Verschaltung 301 gemäß 3 durchgeführt, so würde das Wärmeabgabeelement 103 die Maximaltemperatur 505 zum ersten Heizzeitpunkt 507a überschreiten. Daher wird das tatsächliche Entladen der zu symmetrierenden Zellen nicht mit einer Verschaltung durchgeführt, die der ersten virtuellen Verschaltung 301 gemäß 3 entspricht.After the control and computing unit 105 the first time course 506a calculated, determines the control and processing unit 105 a first heating time 507a in which the first time course 506a the maximum temperature 505 reached. In the present case is the first heating time 507a at about 350 s. In a next process step, the control and computing unit compares 105 one by the first heating time 507a given first heating period 508a with the balancing period 504 , in this case, the first heating period 508a of 350 s less than the Symmetrierzeitdauer 504 from 2000s. Would the discharge of the cells to be balanced thus with the first virtual interconnection 301 according to 3 performed, the heat-emitting element would 103 the maximum temperature 505 for the first heating time 507a exceed. Therefore, the actual discharge of the cells to be balanced is not performed with an interconnection, that of the first virtual interconnection 301 according to 3 equivalent.

Stattdessen bestimmt die Steuer- und Recheneinheit 105 eine zweite virtuelle Auswahl der zu symmetrierenden Zellen und/oder eine zweite virtuelle Verschaltung 401 (siehe 4) der zu symmetrierenden Zellen mit den Entladewiderständen 106a bis 106n und 107a bis 107n. Dabei wird die virtuelle Auswahl der zu symmetrierenden Zellen und/oder die virtuelle Verschaltung der zu symmetrierenden Zellen mit den Entladewiderständen 106a bis 106n und 107a bis 107n derart verändert, dass die gemäß der zweiten virtuellen Auswahl und/oder der zweiten virtuellen Verschaltung 401 über die Entladewiderstände 106a bis 106n und 107a bis 107n an das Wärmeabgabeelement 103 abgegebene zweite virtuelle Verlustleistung geringer ist als die erste virtuelle Verlustleistung. Hier soll die erste virtuelle Verlustleistung 20 W betragen, die zweite virtuelle Verlustleistung jedoch nur 19 W.Instead, the control and computing unit determines 105 a second virtual selection of the cells to be balanced and / or a second virtual interconnection 401 (please refer 4 ) of the cells to be balanced with the discharge resistors 106a to 106n and 107a to 107n , In this case, the virtual selection of the cells to be balanced and / or the virtual interconnection of the cells to be balanced with the discharge resistors 106a to 106n and 107a to 107n modified such that the according to the second virtual selection and / or the second virtual interconnection 401 via the discharge resistors 106a to 106n and 107a to 107n to the heat-emitting element 103 delivered second virtual power loss is less than the first virtual power loss. Here, the first virtual power loss is 20 W, the second virtual power loss, however, only 19 W.

Dies kann z.B. dadurch geschehen, dass eine Anzahl der zu symmetrierenden Zellen verringert wird. Beispielsweise ist die Speicherzelle 201b gemäß der ersten virtuellen Verschaltung 301 in 3 als zu symmetrierende Speicherzelle ausgewählt, nicht aber gemäß der zweiten virtuellen Verschaltung 401 in 4. Man vergleiche dazu die Schalterstellungen der elektrischen Schalter 108b und 109b in den 3 und 4. Die Verringerung der virtuellen Verlustleistung kann aber auch dadurch realisiert werden, dass beispielsweise der ohmsche Widerstand, über den eine gegebene Speicherzelle entladen werden soll, gemäß der zweiten virtuellen Verschaltung größer ist als gemäß der ersten virtuellen Verschaltung. Beispielsweise wird die Speicherzelle 102a gemäß der ersten virtuellen Verschaltung 301 in 3 über einen ohmschen Widerstand von 30 Ω entladen, gemäß der zweiten virtuellen Verschaltung 401 in 4 jedoch über einen ohmschen Widerstand von 60 Ω. Man vergleiche dazu die Schalterstellungen des elektrischen Schalters 109a in den 3 und 4.This can be done, for example, by reducing a number of the cells to be balanced. For example, the memory cell 201b according to the first virtual interconnection 301 in 3 selected as memory cell to be balanced, but not according to the second virtual interconnection 401 in 4 , Compare to the switch positions of the electrical switch 108b and 109b in the 3 and 4 , However, the reduction in the virtual power loss can also be realized in that, for example, the ohmic resistance over which a given memory cell is to be discharged is greater according to the second virtual interconnection than according to the first virtual interconnection. For example, the memory cell 102 according to the first virtual interconnection 301 in 3 discharged via an ohmic resistance of 30 Ω, according to the second virtual interconnection 401 in 4 however, over an ohmic resistance of 60 Ω. Compare to the switch positions of the electrical switch 109a in the 3 and 4 ,

Im hier ausgeführten Beispiel wird beim Übergang von der ersten zur zweiten virtuellen Auswahl der zu symmetrierenden Zellen bzw. von der ersten virtuellen Verschaltung 301 zur zweiten virtuellen Verschaltung 401 die eingangs bestimmte Anfangstemperaturverteilung des Wärmeabgabeelements 103 berücksichtigt. So werden beispielsweise bei der zweiten virtuellen Auswahl 401 solche Speicherzellen nicht mehr ausgewählt, deren Entladung einen Bereich des Wärmeabgabeelements 103 mit besonders hoher Temperatur noch weiter erhitzen würde. Gewöhnlich erhitzt sich das Wärmeabgabeelement 103 beim teilweisen Entladen der Speicherzellen in einem zentralen Bereich des Wärmeabgabeelements 103 besonders schnell. Bei der Veränderung der virtuellen Auswahl der zu symmetrierenden Zellen werden daher typischerweise zunächst diejenigen Speicherzellen nicht mehr als zu symmetrierende Zellen ausgewählt, denen zum Entladen Entladewiderstände im zentralen Bereich des Wärmeabgabeelements zugeordnet sind. Bei der Veränderung der virtuellen Auswahl und/oder der virtuellen Verschaltung wird also auch die Anordnung der Entladewiderstände 106a bis 106n und 107a bis 107n auf dem Wärmeabgabeelement 103 berücksichtigt.In the example shown here, the transition from the first to the second virtual selection of the cells to be balanced or from the first virtual interconnection takes place 301 to the second virtual interconnection 401 the initially determined initial temperature distribution of the heat-emitting element 103 considered. For example, at the second virtual selection 401 such memory cells are no longer selected, their discharge a portion of the heat-emitting element 103 would heat even further with a particularly high temperature. Usually, the heat-dissipating element heats up 103 when partially discharging the memory cells in a central region of the heat-emitting element 103 especially fast. When changing the virtual selection of the cells to be balanced, therefore, typically those memory cells are initially selected no more than cells to be balanced, to which discharge resistors in the central region of the heat-emitting element are assigned for discharging. In the change of the virtual selection and / or the virtual interconnection, therefore, the arrangement of the discharge resistors 106a to 106n and 107a to 107n on the heat-dissipating element 103 considered.

Nachdem die Steuer- und Recheneinheit 105 die virtuelle Auswahl und/oder die virtuelle Verschaltung verändert hat, wird für die zweite virtuelle Auswahl und/oder die zweite virtuelle Verschaltung 401 eine zweite virtuelle Verlustleistung berechnet, die beim Entladen an das Wärmeabgabeelement 103 abgegeben würde. Sodann wird für die zweite virtuelle Auswahl und/oder für die zweite virtuelle Verschaltung 401 ein zweiter zeitlicher Verlauf 506b (siehe 5) der Temperatur des Wärmeabgabeelements 103 berechnet. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Temperaturerhöhung des Wärmeabgabeelements 103 gemäß dem zweiten zeitlichen Verlauf 506b geringer ausfällt als im Fall des ersten zeitlichen Verlaufs 506a. Daraufhin wird auch für die zweite virtuelle Verschaltung 401 bzw. für den zweiten zeitlichen Verlauf 506b ein zweiter Heizzeitpunkt 507b bestimmt, zu dem der zweite zeitliche Verlauf 506b die Maximaltemperatur 505 erreicht. Da die zweite virtuelle Verlustleistung (19 W) geringer ist als die erste virtuelle Verlustleistung (20 W), erfolgt die Zunahme der Temperatur des Wärmeabgabeelements 103 langsamer. Damit geht einher, dass die durch den zweiten Heizzeitpunkt 507b gegebene zweite Heizzeitdauer 508b größer ist als die durch den ersten Heizzeitpunkt 507a gegebene erste Heizzeitdauer 508a. Wie bereits im Zusammenhang mit dem ersten zeitlichen Verlauf 506a beschrieben, so wird auch die zweite Heizzeitdauer 508b mit der Symmetrierzeitdauer 504 verglichen. Da auch die zweite Heizzeitdauer 508b kleiner ist als die Symmetrierzeitdauer 504, so wird das tatsächliche Entladen nicht mit einer Auswahl und/oder Verschaltung vorgenommen, die der zweiten virtuellen Auswahl und/oder der zweiten virtuellen Verschaltung 401 entspricht.After the control and computing unit 105 the virtual selection and / or the virtual interconnection has changed is for the second virtual Selection and / or the second virtual interconnection 401 calculates a second virtual power dissipation when discharging to the heat dissipation element 103 would be delivered. Then, for the second virtual selection and / or for the second virtual interconnection 401 a second time course 506b (please refer 5 ) the temperature of the heat-emitting element 103 calculated. It can be clearly seen that the temperature increase of the heat-emitting element 103 according to the second time course 506b less than in the case of the first time course 506a , Thereupon also becomes for the second virtual interconnection 401 or for the second time course 506b a second heating time 507b determines to which the second time course 506b the maximum temperature 505 reached. Since the second virtual power loss (19 W) is less than the first virtual power loss (20 W), the temperature of the heat-dissipating member increases 103 slower. This is accompanied by the fact that by the second heating time 507b given second heating period 508b greater than the first heating time 507a given first heating period 508a , As already in connection with the first time course 506a described, so is the second heating time 508b with the balancing period 504 compared. As is the second heating time 508b is less than the Symmetrierzeitdauer 504 , the actual unloading is not done with a selection and / or interconnection, that of the second virtual selection and / or the second virtual interconnection 401 equivalent.

Stattdessen bestimmt die Steuer- und Auswerteeinheit 105 eine dritte virtuelle Auswahl der zu symmetrierenden Zellen und/oder eine dritte virtuelle Verschaltung der Entladewiderstände 106a bis 106n und 107a bis 107n mit den Speicherzellen 102a bis 102n, wobei eine dritte virtuelle Verlustleistung kleiner ist als die zweite virtuelle Verlustleistung. Wie bereits zuvor wird ein dritter zeitlicher Verlauf 506c der Temperatur des Wärmeabgabeelements 103 berechnet. Die entsprechende dritte Heizzeitdauer 508c ist wiederum größer als die zweite Heizzeitdauer 508b.Instead, the control and evaluation unit determines 105 a third virtual selection of the cells to be balanced and / or a third virtual connection of the discharge resistors 106a to 106n and 107a to 107n with the memory cells 102 to 102n wherein a third virtual power dissipation is less than the second virtual power dissipation. As before, a third time course 506c the temperature of the heat-emitting element 103 calculated. The corresponding third heating period 508c is again greater than the second heating time 508b ,

Dieses Verfahren wird solange fortgeführt, bis die berechnete Heizzeitdauer größer ist als die Symmetrierzeitdauer 504. In 5 sind weitere zeitliche Verläufe 506d und 506d mit entsprechenden Heizzeitpunkten 507d und 507e und Heizzeitdauern 508d und 508e dargestellt. Für einen sechsten zeitlichen Verlauf 506f ist die sechste Heizzeitdauer 508f schließlich größer als die Symmetrierzeitdauer 504. Daher steuert die Steuer- und Recheneinheit 105 die elektrischen Schalter 108a bis 108n und 109a bis 109n nun derart an, dass eine tatsächliche Auswahl der zu symmetrierenden Zellen und/oder eine tatsächliche Verschaltung der Entladewiderstände 106a bis 106n und 107a bis 107n mit den Speicherzellen 102a bis 102n der zuletzt bestimmten sechsten virtuellen Auswahl und/oder sechsten virtuellen Verschaltung entspricht (hier nicht gezeigt). Eine entsprechende sechste virtuelle Verlustleistung soll 15 W betragen. Das Entladen der solcherart ausgewählten zu symmetrierenden Zellen wird mit dem tatsächlichen Ansteuern der elektrischen Schalter begonnen. Die zu symmetrierenden Zellen werden für die Symmetrierzeitdauer 504 entladen. This process is continued until the calculated heating time duration is greater than the balancing time period 504 , In 5 are more temporal courses 506d and 506d with corresponding heating times 507d and 507e and heating time periods 508d and 508e shown. For a sixth time course 506f is the sixth heating time period 508f finally greater than the Symmetrierzeitdauer 504 , Therefore, the control and computing unit controls 105 the electrical switches 108a to 108n and 109a to 109n now such that an actual selection of the cells to be balanced and / or an actual connection of the discharge resistors 106a to 106n and 107a to 107n with the memory cells 102 to 102n the last determined sixth virtual selection and / or sixth virtual interconnection corresponds (not shown here). A corresponding sixth virtual power loss should be 15 W. The discharging of the thus selected cells to be balanced is started with the actual driving of the electric switches. The cells to be balanced become for the Symmetrierzeitdauer 504 discharged.

Mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Verfahrens wird verhindert, dass die Temperatur des Wärmeabgabeelements 103 die Maximaltemperatur 505 innerhalb der Symmetrierzeitdauer 504 überscheitet. Schäden des Wärmeabgabeelements 103 infolge von Überhitzung werden damit erfolgreich vermieden. Nach Ablauf der Symmetrierzeitdauer 504 kann das soeben beschriebene Verfahren von Neuem durchgeführt werden, bis die Ladezustände 214a bis 214n aller Speicherzellen 102a bis 102n an den Soll-Ladezustand 215 angeglichen sind.With the aid of the method described above, the temperature of the heat-dissipating element is prevented 103 the maximum temperature 505 within the balancing period 504 crosses out. Damage to the heat-dissipating element 103 as a result of overheating it is successfully avoided. After expiry of the balancing period 504 For example, the process just described may be redone until the state of charge 214a to 214n all memory cells 102 to 102n to the nominal state of charge 215 are aligned.

In 6 ist das hier beschriebene Symmetrierungsverfahren in Form eines Ablaufdiagramms noch einmal schematisch dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt 601 wird eine erste virtuelle Auswahl von zu symmetrierenden Zellen und/oder eine erste virtuelle Verschaltung 301 der Speicherzellen 102a bis 102n mit den Entladewiderständen 106a bis 106n und 107a bis 107n bestimmt, wobei für die erste virtuelle Auswahl jeweils erste virtuelle Entladezeitdauern berechnet werden. In einem zweiten Verfahrensschritt 602 wird eine erste virtuelle Verlustleistung bestimmt. In einem dritten Verfahrensschritt 603 wird ein erster zeitlicher Verlauf einer Temperatur des Wärmeabgabeelements 103 berechnet. Zudem werden abhängig von dem ersten zeitlichen Verlauf ein erster Heizzeitpunkt und eine durch diesen bestimmte erste Heizzeitdauer berechnet. In einem vierten Verfahrensschritt 604 wird die erste Heizzeitdauer mit der Symmetrierzeitdauer 504 verglichen. Sofern die erste Heizzeitdauer kleiner ist als die Symmetrierzeitdauer 504, wird zum Verfahrensschritt 605 übergegangen.In 6 is the symmetrization method described here in the form of a flow chart again shown schematically. In a first process step 601 becomes a first virtual selection of cells to be balanced and / or a first virtual interconnection 301 the memory cells 102 to 102n with the discharge resistors 106a to 106n and 107a to 107n determined, wherein for the first virtual selection respectively first virtual discharge periods are calculated. In a second process step 602 a first virtual power dissipation is determined. In a third process step 603 becomes a first time course of a temperature of the heat-emitting element 103 calculated. In addition, depending on the first time course, a first heating time and a first heating time determined by the latter are calculated. In a fourth process step 604 becomes the first heating time period with the balancing period 504 compared. If the first heating time is less than the Symmetrierzeitdauer 504 , becomes a procedural step 605 passed.

Im Verfahrensschritt 605 werden eine neue virtuelle Auswahl und/oder eine neue virtuelle Verschaltung bestimmt, wobei eine für die neue virtuelle Auswahl und/oder für die neue virtuelle Verschaltung berechnete virtuelle Verlustleistung verringert In the process step 605 a new virtual selection and / or a new virtual interconnection are determined, whereby a virtual power loss calculated for the new virtual selection and / or for the new virtual interconnection is reduced

wird, z. B. um 1 W. Im nächsten Verfahrensschritt 606 wird für die neue virtuelle Auswahl und/oder für die neue virtuelle Verschaltung ein neuer zeitlicher Verlauf der Temperatur des Wärmeabgabeelements 103 berechnet. Zudem werden ein neuer Heizzeitpunkt und eine neue Heizzeitdauer bestimmt. Anschließend wird erneut zum Verfahrensschritt 604 übergegangen. Die Verfahrensschritte 604, 605 und 606 werden solange wiederholt, bis die aktuell berechnete Heizzeitdauer größer ist als die Symmetrierzeitdauer 504.is, for. B. by 1 W. In the next step 606 For the new virtual selection and / or for the new virtual interconnection, a new time course of the temperature of the heat delivery element is 103 calculated. In addition, a new heating time and a new heating time are determined. Subsequently, again becomes the process step 604 passed. The process steps 604 . 605 and 606 are repeated until the currently calculated heating time duration is greater than the balancing time period 504 ,

Ist dies der Fall, so wird zum Verfahrensschritt 607 übergegangen. Im Verfahrensschritt 607 wird eine tatsächliche Auswahl von zu symmetrierenden Zellen getroffen bzw. es wird eine tatsächliche Verschaltung der Speicherzellen 102a bis 102n mit den Entladewiderständen 106a bis 106n und 107a bis 107n durch entsprechendes Ansteuern der elektrischen Schalter 108a bis 108n und 109a bis 109n realisiert. Die tatsächliche Auswahl bzw. die tatsächliche Verschaltung entsprechen dabei der zuletzt bestimmten virtuellen Auswahl bzw. der zuletzt bestimmten virtuellen Verschaltung. Die entsprechende Auswahl der zu symmetrierenden Zellen wird daraufhin für die Symmetrierzeitdauer 504 wenigstens teilweise Entladen. Das Verfahren kann wiederholt werden, bis die Ladezustände 214a bis 214n aller Speicherzellen 102a bis 102n an den Soll-Ladezustand 215 angeglichen sind.If this is the case, then becomes the process step 607 passed. In the process step 607 an actual selection of cells to be balanced is made or an actual connection of the memory cells takes place 102 to 102n with the discharge resistors 106a to 106n and 107a to 107n by appropriate activation of the electrical switch 108a to 108n and 109a to 109n realized. The actual selection or the actual interconnection correspond to the last determined virtual selection or the last determined virtual interconnection. The appropriate selection of the cells to be balanced is then for the Symmetrierzeitdauer 504 at least partially unloading. The process can be repeated until the states of charge 214a to 214n all memory cells 102 to 102n to the nominal state of charge 215 are aligned.

Claims (10)

Verfahren zum Symmetrieren von Speicherzellen (102a, 102b, 102c, 102n) einer Speichervorrichtung (102), die zum Speichern elektrischer und/oder chemischer Energie eingerichtet ist, insbesondere zum Speichern von Energie für einen Antrieb eines Kraftfahrzeugs, wobei – Ladezustände (214a, 214b, 214c, 214n) der Speicherzellen (102a, 102b, 102c, 102n) ermittelt werden und – aus den Speicherzellen (102a, 102b, 102c, 102n) zu symmetrierende Zellen ausgewählt und über Entladewiderstände (106a, 106b, 106c, 106n, 107a, 107b, 107c, 107n) eines Wärmeabgabeelements (103) wenigstens teilweise entladen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die zu symmetrierenden Zellen derart ausgewählt und/oder derart mit den Entladewiderständen (106a, 106b, 106c, 106n, 107a, 107b, 107c, 107n) elektrisch verschaltet werden, dass eine Temperatur des Wärmeabgabeelements (103) eine Maximaltemperatur (505) nicht überschreitet.Method for symmetrizing memory cells ( 102 . 102b . 102c . 102n ) a storage device ( 102 ), which is adapted to store electrical and / or chemical energy, in particular for storing energy for a drive of a motor vehicle, wherein - charge states ( 214a . 214b . 214c . 214n ) of the memory cells ( 102 . 102b . 102c . 102n ) and - from the memory cells ( 102 . 102b . 102c . 102n ) cells to be balanced and via discharge resistors ( 106a . 106b . 106c . 106n . 107a . 107b . 107c . 107n ) of a heat-emitting element ( 103 ) are at least partially discharged, characterized in that the cells to be symmetrized are selected in such a way and / or with the discharge resistors ( 106a . 106b . 106c . 106n . 107a . 107b . 107c . 107n ) are electrically connected so that a temperature of the heat-emitting element ( 103 ) a maximum temperature ( 505 ) does not exceed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Entladen eine Anfangstemperatur des Wärmeabgabeelements (103) erfasst wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that before discharging an initial temperature of the heat-emitting element ( 103 ) is detected. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl der zu symmetrierenden Zellen und/oder die Verschaltung der zu symmetrierenden Zellen mit den Entladewiderständen (106a, 106b, 106c, 106n, 107a, 107b, 107c, 107n) vor dem Entladen solange erneut bestimmt werden/wird, bis ein abhängig von der jeweils bestimmten Auswahl und/oder ein abhängig von der jeweils bestimmten Verschaltung berechneter zeitlicher Verlauf (506a, 506b, 506c, 506d, 506e, 506f) der Temperatur des Wärmeabgabeelements (103) die Maximaltemperatur (505) innerhalb einer Symmetrierzeitdauer (504) nicht überschreitet, und dass das Entladen anschließend mit der zuletzt bestimmten Auswahl und/oder Verschaltung vorgenommen wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the selection of the cells to be balanced and / or the interconnection of the cells to be balanced with the discharge resistors ( 106a . 106b . 106c . 106n . 107a . 107b . 107c . 107n ) is determined again before discharging until a time course calculated as a function of the respectively determined selection and / or a function of the respectively determined interconnection ( 506a . 506b . 506c . 506d . 506e . 506f ) the temperature of the heat-emitting element ( 103 ) the maximum temperature ( 505 ) within a balancing period ( 504 ) and that unloading is then carried out with the last selection and / or interconnection. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Symmetrierzeitdauer (504) – abhängig von den Ladezuständen wenigstens der zu symmetrierenden Zellen und/oder abhängig von der Verschaltung der zu symmetrierenden Zellen mit den Entladewiderständen (106a, 106b, 106c, 106n, 107a, 107b, 107c, 107n) berechnet wird und/oder – vorgegeben ist.Method according to Claim 3, characterized in that the balancing period ( 504 ) - depending on the charge states of at least the cells to be balanced and / or depending on the interconnection of the cells to be balanced with the discharge resistors ( 106a . 106b . 106c . 106n . 107a . 107b . 107c . 107n ) is calculated and / or - given. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von dem berechneten zeitlichen Verlauf (506a, 506b, 506c, 506d, 506e, 506f) der Temperatur des Wärmeabgabeelements (103) eine Heizzeitdauer (508a, 508b, 508c, 508d, 508e, 508f) bestimmt wird, wobei abhängig von der bestimmten Heizzeitdauer – die Auswahl und/oder die Verschaltung vor dem Entladen erneut bestimmt werden/wird oder – die zu symmetrierenden Zellen entladen werden.Method according to Claim 3, characterized in that, depending on the calculated time course ( 506a . 506b . 506c . 506d . 506e . 506f ) the temperature of the heat-emitting element ( 103 ) a heating time period ( 508a . 508b . 508c . 508d . 508e . 508f ) is determined, depending on the determined heating time period - the selection and / or the interconnection are again determined before unloading, or - the cells to be balanced are discharged. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass – das Berechnen des zeitlichen Verlaufs (506a, 506b, 506c, 506d, 506e, 506f) der Temperatur des Wärmeabgabeelements und/oder – das erneute Bestimmen und Verändern der Auswahl und/oder der Verschaltung abhängig von – elektrischen Eigenschaften wenigstens der jeweiligen Auswahl der zu symmetrierenden Zellen und/oder – elektrischen und/oder geometrischen und/oder thermischen Eigenschaften der Entladewiderstände (106a, 106b, 106c, 106n, 107a, 107b, 107c, 107n) und/oder – thermischen und/oder geometrischen Eigenschaften des Wärmeabgabeelements (103) vorgenommen wird.A method according to claim 3, characterized in that - calculating the time course ( 506a . 506b . 506c . 506d . 506e . 506f ) the temperature of the heat-emitting element and / or - the redetermining and changing the selection and / or the interconnection depending on - electrical properties of at least the respective selection of the cells to be balanced and / or - electrical and / or geometric and / or thermal properties of the discharge resistors ( 106a . 106b . 106c . 106n . 107a . 107b . 107c . 107n ) and / or - thermal and / or geometric properties of the heat-emitting element ( 103 ) is made. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, – dass die elektrischen Eigenschaften der jeweiligen Auswahl der zu symmetrierenden Zellen jeweils eine an diesen Zellen anliegende elektrische Spannung und/oder einen Ladezustand (214a, 214b, 214c, 214n) und/oder eine Ladekapazität (216a, 216b, 216c, 216n) und/oder einen Soll Ladezustand (215) und/oder eine beim Entladen über die Entladewiderstände (106a, 106b, 106c, 106n, 107a, 107b, 107c, 107n) abgegebene berechnete Verlustleistung umfassen – und/oder dass die elektrischen Eigenschaften der Entladewiderstände (106a, 106b, 106c, 106n, 107a, 107b, 107c, 107n) jeweils einen ohmschen Widerstand und/oder eine Temperaturabhängigkeit des ohmschen Widerstandes und/oder einen beim Entladen über die Entladewiderstände (106a, 106b, 106c, 106n, 107a, 107b, 107c, 107n) fließenden Entladestrom umfassen – und/oder dass die geometrischen Eigenschaften der Entladewiderstände (106a, 106b, 106c, 106n, 107a, 107b, 107c, 107n) und/oder des Wärmeabgabeelements (103) eine geometrische Form und/oder eine Anordnung der Entladewiderstände (106a, 106b, 106c, 106n, 107a, 107b, 107c, 107n) relativ zum Wärmeabgabeelement (103) umfassen – und/oder dass die thermischen Eigenschaften der Entladewiderstände (106a, 106b, 106c, 106n, 107a, 107b, 107c, 107n) und/oder des Wärmeabgabeelements (103) eine Wärmeleitfähigkeit und/oder eine Wärmekapazität und/oder eine Temperatur umfassen.A method according to claim 6, characterized in that - the electrical properties of the respective selection of the cells to be balanced in each case an applied voltage to these cells and / or a state of charge ( 214a . 214b . 214c . 214n ) and / or a loading capacity ( 216a . 216b . 216c . 216n ) and / or a desired state of charge ( 215 ) and / or during discharge via the discharge resistors ( 106a . 106b . 106c . 106n . 107a . 107b . 107c . 107n ) include the calculated power loss - and / or that the electrical properties of the discharge resistors ( 106a . 106b . 106c . 106n . 107a . 107b . 107c . 107n ) in each case an ohmic resistance and / or a temperature dependence of the ohmic resistance and / or an unloading via the discharge resistors ( 106a . 106b . 106c . 106n . 107a . 107b . 107c . 107n ) comprise flowing discharge current - and / or that the geometric properties of the discharge resistors ( 106a . 106b . 106c . 106n . 107a . 107b . 107c . 107n ) and / or the heat-emitting element ( 103 ) a geometric shape and / or an arrangement of the discharge resistors ( 106a . 106b . 106c . 106n . 107a . 107b . 107c . 107n ) relative to the heat dissipation element ( 103 ) and / or that the thermal properties of the discharge resistors ( 106a . 106b . 106c . 106n . 107a . 107b . 107c . 107n ) and / or the heat-emitting element ( 103 ) comprise a thermal conductivity and / or a heat capacity and / or a temperature. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl und/oder die Verschaltung vor dem Entladen jeweils derart erneut bestimmt und verändert werden/wird, dass eine über die Entladewiderstände (106a, 106b, 106c, 106n, 107a, 107b, 107c, 107n) an das Wärmeabgabeelement (103) abgegebene berechnete Verlustleistung infolge der Veränderung verringert wird.A method according to claim 3, characterized in that the selection and / or the interconnection before each discharge again such determined and changed / is that one of the discharge resistors ( 106a . 106b . 106c . 106n . 107a . 107b . 107c . 107n ) to the heat-dissipating element ( 103 ) is reduced as a result of the change. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt alle Speicherzellen (102a, 102b, 102c, 102n) der Speichervorrichtung (102) als die zu symmetrierenden Zellen ausgewählt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in a first step all memory cells ( 102 . 102b . 102c . 102n ) of the storage device ( 102 ) are selected as the cells to be symmetrized. Speichersystem (101) zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend – eine Speichervorrichtung (102) zum Speichern elektrischer und/oder chemischer Energie, insbesondere zum Speichern von Energie für einen Antrieb eines Kraftfahrzeugs, – ein Wärmeabgabeelement (103), – eine Messvorrichtung (104) und – eine Steuer- und Recheneinheit (105), wobei – die Speichervorrichtung (102) eine Mehrzahl von Speicherzellen (102a, 102b, 102c, 102n) umfasst, – das Wärmeabgabeelement (103) eine Mehrzahl von Entladewiderständen (106a, 106b, 106c, 106n, 107a, 107b, 107c, 107n), die mit den Speicherzellen (102a, 102b, 102c, 102n) und/oder untereinander elektrisch verschaltbar sind und über die die Speicherzellen (102a, 102b, 102c, 102n) wenigstens teilweise elektrisch entladbar sind, sowie mindestens einen Wärmesensor (110a, 110b, 110c, 110n) zum Erfassen einer Temperatur des Wärmeabgabeelements (103) umfasst, – die Messvorrichtung (104) zum Erfassen von Ladezuständen (214a, 214b, 214c, 214n) der Speicherzellen (102a, 102b, 102c, 102n) und/oder zum Erfassen von an den Speicherzellen (102a, 102b, 102c, 102n) anliegenden elektrischen Spannungen eingerichtet ist und wobei – die Steuer- und Recheneinheit (105) mit dem Wärmeabgabeelement (103) und der Messvorrichtung (104) elektrisch und/oder über Funk verbindbar ist und programmtechnisch eingerichtet ist, aus den Speicherzellen (102a, 102b, 102c, 102n) zu symmetrierende Zellen derart auszuwählen und/oder mit den Entladewiderständen (106a, 106b, 106c, 106n, 107a, 107b, 107c, 107n) derart zu verschalten, dass eine Temperatur des Wärmeabgabeelements (103) eine Maximaltemperatur (505) nicht überschreitet.Storage system ( 101 ) for carrying out the method according to one of the preceding claims, comprising - a memory device ( 102 ) for storing electrical and / or chemical energy, in particular for storing energy for a drive of a motor vehicle, - a heat-emitting element ( 103 ), - a measuring device ( 104 ) and - a control and processing unit ( 105 ), wherein - the memory device ( 102 ) a plurality of memory cells ( 102 . 102b . 102c . 102n ), - the heat-dissipating element ( 103 ) a plurality of discharge resistors ( 106a . 106b . 106c . 106n . 107a . 107b . 107c . 107n ), which are connected to the memory cells ( 102 . 102b . 102c . 102n ) and / or electrically interconnectable with each other and via which the memory cells ( 102 . 102b . 102c . 102n ) are at least partially electrically dischargeable, and at least one thermal sensor ( 110a . 110b . 110c . 110n ) for detecting a temperature of the heat-emitting element ( 103 ), - the measuring device ( 104 ) for detecting states of charge ( 214a . 214b . 214c . 214n ) of the memory cells ( 102 . 102b . 102c . 102n ) and / or for detecting at the memory cells ( 102 . 102b . 102c . 102n ) is attached to the applied electrical voltages and wherein - the control and computing unit ( 105 ) with the heat-dissipating element ( 103 ) and the measuring device ( 104 ) is electrically and / or wirelessly connectable and program-technically arranged, from the memory cells ( 102 . 102b . 102c . 102n ) to select cells to be balanced and / or with the discharge resistors ( 106a . 106b . 106c . 106n . 107a . 107b . 107c . 107n ) such that a temperature of the heat-emitting element ( 103 ) a maximum temperature ( 505 ) does not exceed.
DE102011084473.2A 2011-10-13 2011-10-13 Method for balancing memory cells of a memory device and memory system for carrying out the method Active DE102011084473B4 (en)

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