DE102012220584A1 - Electrical system mounted in vehicle e.g. hybrid vehicle, has first pole row whose poles are provided with respect to device number of poles in second pole row - Google Patents

Electrical system mounted in vehicle e.g. hybrid vehicle, has first pole row whose poles are provided with respect to device number of poles in second pole row Download PDF

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Abstract

The system (10) has a two-pole electrical machine (12) which is provided with poles (20,22). Electrical machine is connected with poles through connection (32). The electrical machine is arranged in layers of a geometric series of devices (18). The poles of the electrical equipment form pole rows (24,26) that are provided along the series of devices. The poles of the first pole row are provided with respect to the device number of the poles in the second pole row.

Description

Gebiet der Erfindung Field of the invention

Die Erfindung betrifft ein elektrisches System und einen Energiespeicher. The invention relates to an electrical system and an energy store.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Sowohl bei stationären Anwendungen (z.B. bei Windkraftanlagen) als auch in Fahrzeugen (z.B. in Hybrid- und Elektrofahrzeugen) können vermehrt neue Batteriesysteme zum Einsatz kommen, an die sehr hohe Anforderungen bezüglich ihrer Zuverlässigkeit gestellt werden. Hintergrund für diese hohen Anforderungen kann sein, dass ein Ausfall der Batterie zu einem Ausfall des Gesamtsystems führen kann (beispielsweise führt bei einem Elektrofahrzeug ein Ausfall der Traktionsbatterie in der Regel zum Liegenbleiben des Fahrzeugs) oder anderen Problemen führen kann (bei Windkraftanlagen werden beispielsweise Batterien eingesetzt, um bei starkem Wind die Anlage durch eine Rotorblattverstellung vor unzulässigen Betriebszuständen zu schützen). Both in stationary applications (for example in wind turbines) and in vehicles (for example in hybrid and electric vehicles), it is increasingly possible to use new battery systems which are subject to very high reliability requirements. The background to these high requirements may be that a failure of the battery can lead to a failure of the entire system (for example, in an electric vehicle, a failure of the traction battery usually leads to the vehicle) or other problems can cause (for example, wind turbines are used batteries in order to protect the system from impermissible operating conditions in a strong wind by a rotor blade adjustment).

Um die geforderten Leistungs- und Energiedaten mit dem Batteriesystem zu erzielen, werden typischerweise einzelne Batteriezellen in Serie geschaltet. Hierbei werden die einzelnen Batteriezellen durch leitende Verbindungen (z.B. Kabel oder Kupferschienen) miteinander in Reihe geschaltet. Zusätzlich kann eine Messelektronik die Aufgabe haben, die Spannungen der einzelnen Batteriezellen zu erfassen. In order to achieve the required power and energy data with the battery system, typically individual battery cells are connected in series. Here, the individual battery cells are connected in series by conductive connections (e.g., cables or copper bars). In addition, a measuring electronics have the task of detecting the voltages of the individual battery cells.

Zusammenfassung der Erfindung Summary of the invention

Bei diesen elektrischen Systemen kann das Problem entstehen, dass bei großen elektrischen Strömen, die ein solches System durchfließen, große Magnetfelder entstehen, die eine in der Nähe angeordnete Messelektronik stören können. Im Allgemeinen kann Analoges für in Reihe geschaltete Stromquellen und Lasten gelten, in deren Nähe eine Elektronik angeordnet ist, die durch Magnetfelder gestört werden kann. In these electrical systems, the problem may arise that at large electrical currents flowing through such a system, large magnetic fields arise that can interfere with a nearby arranged measuring electronics. In general, analogy can apply to series-connected current sources and loads, in the vicinity of which electronics are arranged, which can be disturbed by magnetic fields.

Es ist Aufgabe der Erfindung, elektrische Systeme mit hohen Strömen weniger störanfällig zu gestalten. Dies kann durch Reduzieren des Gesamtmagnetfeldes, das von den durch das elektrische System fließenden Strömen erzeugt wird, erfolgen. It is an object of the invention to make electrical systems with high currents less susceptible to interference. This can be done by reducing the total magnetic field generated by the currents flowing through the electrical system.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung. This object is solved by the subject matter of the independent claims. Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and from the following description.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein elektrisches System, das beispielsweise einen Energiespeicher in der Form einer Mehrzahl von Batterien und/oder Akkumulatoren bilden kann. One aspect of the invention relates to an electrical system that can form, for example, an energy store in the form of a plurality of batteries and / or accumulators.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das elektrische System eine Mehrzahl von zweipoligen elektrischen Geräten (beispielsweise Batterien und/oder Akkumulatoren), die jeweils einen ersten Pol und einen zweiten Pol aufweisen. Die elektrischen Geräte sind über Verbindungen von einem ersten Pol mit einem zweiten Pol elektrisch in Reihe geschaltet. Derartige Verbindungen können beispielsweise Kabel und/oder Schienen umfassen. Die elektrischen Geräte sind in Lagen geometrisch in einer Gerätereihe angeordnet, wobei die ersten und zweiten Pole der elektrischen Geräte eine erste Polreihe und eine zweite Polreihe von Polen bilden, die entlang der Gerätereihe angeordnet sind. According to one embodiment of the invention, the electrical system comprises a plurality of two-pole electrical devices (for example batteries and / or accumulators), each having a first pole and a second pole. The electrical devices are electrically connected in series via connections from a first pole to a second pole. Such connections may include, for example, cables and / or rails. The electrical devices are arranged in layers geometrically in a device array, wherein the first and second poles of the electrical devices form a first pole row and a second pole row of poles, which are arranged along the device series.

Ein erster (oder zweiter) Pol eines ersten elektrischen Geräts aus der ersten Polreihe ist dabei mit einem zweiten (oder ersten) Pol eines bezüglich der Gerätereihe übernächsten elektrischen Geräts aus der zweiten Polreihe elektrisch verbunden. Insbesondere kann eine Mehrzahl von Polen jeweils mit einem übernächsten Pol aus der zweiten Polreihe elektrisch verbunden sein. Die Ströme in den jeweiligen elektrischen Verbindungen verlaufen somit zumindest abschnittsweise im Wesentlichen gegenläufig, so dass die entstehenden Magnetfelder sich gegenseitig reduzieren. Das elektrische System umfasst eine Mehrzahl von elektrischen Verbindungen mit (geometrisch) gegenläufigen Strömen. A first (or second) pole of a first electrical device from the first row of poles is electrically connected to a second (or first) pole of a second device with respect to the device series after the second electrical device. In particular, a plurality of poles may each be electrically connected to a next but one pole of the second pole row. The currents in the respective electrical connections thus run at least in sections essentially in opposite directions, so that the resulting magnetic fields reduce each other. The electrical system includes a plurality of electrical connections with (geometrically) countercurrent flows.

Durch eine möglichst antiparallele Anordnung der Leitungen können die aufgrund von Strömen entstehenden Magnetfelder weitestgehend eliminiert werden. By a possible anti-parallel arrangement of the lines resulting from currents magnetic fields can be largely eliminated.

Das elektrische System kann als Gerätepack bzw. Batteriepack ausgestaltet sein. Die Polreihen können auf einer Seite des elektrischen Systems angeordnet sein, so dass es beispielsweise möglich ist, die komplette Verdrahtung auf dieser Seite anzubringen. Dies kann einen sehr kompakten Aufbau ermöglichen. Es ergeben sich weitere Vorteile bei der Montage, da das elektrische System modular aufgebaut werden kann. The electrical system can be designed as a device pack or battery pack. The pole rows can be arranged on one side of the electrical system, so that it is possible, for example, to attach the complete wiring on this side. This can allow a very compact structure. There are further advantages in the assembly, since the electrical system can be modular.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein erster Hauptpol für das elektrische System von einem bezüglich der Gerätereihe erstem elektrischen Gerät und ein zweiter Hauptpol von einem bezüglich der Gerätereihe zweitem elektrischen Gerät bereitgestellt. Diese Hauptpole können beispielsweise mit einer externen Last/Stromquelle verbunden werden. According to one embodiment of the invention, a first main pole for the electrical system is provided by a first electrical device with regard to the device series and a second main pole by a second electrical device with respect to the device series. For example, these main poles can be connected to an external load / power source.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind eine bezüglich der Gerätereihe letztes elektrisches Gerät und ein bezüglich der Gerätereihe vorletztes elektrisches Gerät miteinander elektrisch verbunden. Die elektrischen Geräte können zwei Stapel bilden, wobei zwischen zwei elektrischen Geräten aus dem ersten Stapel jeweils ein elektrisches Gerät aus dem anderen Stapel angeordnet ist. Lediglich an einem Ende können die beiden Stapel elektrisch miteinander verbunden sein. According to one embodiment of the invention, a last electrical device with respect to the device series and an electrical device penultimate with regard to the device series are electrically connected to one another. The electrical devices can form two stacks, wherein an electrical device is arranged from the other stack between two electrical devices from the first stack. Only at one end, the two stacks can be electrically connected to each other.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind außer dem letzten elektrischen Gerät und dem vorletzten elektrischen Gerät alle elektrischen Geräte lediglich mit einem übernächsten elektrischen Gerät elektrisch verbunden. Somit ist es möglich, dass die meisten elektrischen Verbindungen ein elektrisches Gerät überspringen. According to one embodiment of the invention, all the electrical devices except the last electrical device and the penultimate electrical device are electrically connected only to a next but one electrical device. Thus, it is possible that most electrical connections skip an electrical device.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die elektrischen Geräte derart angeordnet, dass die erste Polreihe lediglich erste Pole umfasst und die zweite Polreihe lediglich zweite Pole umfasst. Die elektrischen Geräte (die gleichartig aufgebaut sein können) können jeweils in der gleichen Lage wie die anderen Geräte angeordnet sein. According to one embodiment of the invention, the electrical devices are arranged such that the first pole row comprises only first poles and the second pole row only comprises second poles. The electrical devices (which may be of the same type) can each be arranged in the same position as the other devices.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die elektrischen Geräte derart angeordnet, dass die erste Polreihe und die zweite Polreihe erste Pole und zweite Pole abwechselnd umfassen. Es ist alternativ auch möglich, dass zwei benachbarte Geräte jeweils antiparallel angeordnet sind. According to one embodiment of the invention, the electrical devices are arranged such that the first pole row and the second pole row comprise first poles and second poles alternately. It is alternatively also possible that two adjacent devices are each arranged in antiparallel.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das elektrische System ein Gleichstromsystem und die ersten Pole sind positive Pole und die zweiten Pole negative Pole. Auch ist es möglich, dass das elektrische System ein Wechselspannungssystem ist und zu einem Zeitpunkt die ersten Pole eine erste Spannung und die zweiten Pole eine zweite Spannung von entgegengesetzter Polarität zur ersten Spannung aufweisen. According to one embodiment of the invention, the electrical system is a DC system and the first poles are positive poles and the second poles are negative poles. It is also possible that the electrical system is an AC voltage system and at one time the first poles have a first voltage and the second poles have a second voltage of opposite polarity to the first voltage.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfassen die elektrischen Geräte Stromquellen und/oder Stromlasten. Die Stromquellen können beispielsweise Batterien und/oder Akkumulatoren umfassen. According to one embodiment of the invention, the electrical devices include power sources and / or power loads. The power sources may include, for example, batteries and / or accumulators.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst jedes elektrische Gerät eine Mehrzahl von Zellen (beispielsweise Batteriezellen oder Akkumulatorzellen), die in Zellenreihen angeordnet sind, die in eine andere Richtung verlaufen als die Gerätereihe. Es ist zu verstehen, dass auch die Zellen analog den elektrischen Geräten verschaltet und miteinander verbunden sein können. Die Zellen können von unterschiedlichen Arten sein. According to one embodiment of the invention, each electrical device comprises a plurality of cells (for example battery cells or accumulator cells) which are arranged in cell rows which run in a different direction than the device series. It should be understood that the cells can also be connected and connected to one another analogously to the electrical devices. The cells can be of different types.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das elektrische System wenigstens eine elektronische Einheit, die wenigstens einem elektrischen Gerät zugeordnet ist. Beispielsweise kann die elektronische Einheit in der Nähe oder bei den elektrischen Verbindungen angebracht werden, ohne dass sie vor zu großen Magnetfeldern geschützt werden muss. According to one embodiment of the invention, the electrical system comprises at least one electronic unit which is assigned to at least one electrical device. For example, the electronic unit can be mounted in the vicinity or in the electrical connections, without having to be protected from too large magnetic fields.

Weiter kann der Aufbau des elektrischen Systems bei einer Anordnung von elektrischen Geräten in Reihen- und Parallelschaltung und bei einer Anordnung von elektrischen Geräten in einer verteilten Reihen- und Parallelschaltung angewendet werden. Further, the structure of the electrical system may be applied to an array of electrical devices in series and parallel and an array of electrical devices in distributed series and parallel connection.

Ein weiterer Aspekt betrifft einen Energiespeicher mit einer Mehrzahl von Batterien und/oder Akkumulatoren (beispielsweise Li-Ionen), die ein elektrisches System, so wie es obenstehend und untenstehend beschrieben ist, bilden. A further aspect relates to an energy store having a plurality of batteries and / or accumulators (for example Li ions) which form an electrical system as described above and below.

Der Energiespeicher kann ein stationärer oder ein quasi-stationärer Energiespeicher sein. Auch kann ein derartiger Energiespeicher beispielsweise in einem Laptop zum Einsatz kommen. Weitere Anwendungen für den Energiespeicher sind Fahrzeuge, wie etwa Hybrid- oder Elektrofahrzeuge, Schiffe, beispielsweise Sportboote oder Arbeitsschiffe. The energy store may be a stationary or a quasi-stationary energy storage. Such an energy store can also be used, for example, in a laptop. Other applications for the energy storage are vehicles, such as hybrid or electric vehicles, ships, such as pleasure boats or workboats.

Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben.  Embodiments of the invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

1A zeigt eine schematische dreidimensionale Ansicht eines elektrischen Systems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 1A shows a schematic three-dimensional view of an electrical system according to an embodiment of the invention.

1B zeigt eine schematische dreidimensionale Ansicht eines elektrischen Systems gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. 1B shows a schematic three-dimensional view of an electrical system according to another embodiment of the invention.

2A zeigt eine schematische Seitenansicht eines elektrischen Systems gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. 2A shows a schematic side view of an electrical system according to another embodiment of the invention.

2B zeigt eine schematische Seitenansicht eines elektrischen Systems gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. 2 B shows a schematic side view of an electrical system according to another embodiment of the invention.

3A zeigt eine schematische Seitenansicht eines elektrischen Systems gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. 3A shows a schematic side view of an electrical system according to another embodiment of the invention.

3B zeigt eine schematische Seitenansicht eines elektrischen Systems gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. 3B shows a schematic side view of an electrical system according to another embodiment of the invention.

4 zeigt schematisch eine Draufsicht auf ein elektrisches Gerät für ein elektrisches System gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 4 schematically shows a plan view of an electrical device for an electrical system according to an embodiment of the invention.

5 zeigt schematisch eine Draufsicht auf ein weiteres elektrisches Gerät für ein elektrisches System gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 5 schematically shows a plan view of another electrical device for an electrical system according to an embodiment of the invention.

Grundsätzlich sind identische oder ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Basically, identical or similar parts are provided with the same reference numerals.

Detaillierte Beschreibung von AusführungsbeispielenDetailed description of embodiments

1A zeigt ein elektrisches System 10, das eine Mehrzahl von (identisch oder gleichartig aufgebauten) elektrischen Geräten 12 umfasst, die jeweils ein quaderförmiges Volumen ausfüllen können. Beispielsweise umfasst ein elektrisches Gerät 12 ein im Wesentlichen quaderförmiges Gehäuse 14. Die elektrischen Geräte 12 sind zu einem Stapel 16 zusammengefügt und in Lagen in einer Reihe 18 gestapelt. 1A shows an electrical system 10 comprising a plurality of (identically or identically constructed) electrical appliances 12 includes, each of which can fill a cuboidal volume. For example, an electrical device includes 12 a substantially cuboid housing 14 , The electrical appliances 12 are to a pile 16 put together and in layers in a row 18 stacked.

Wie in der 1A angedeutet, können die elektrischen Geräte 12 aufeinander in einer z-Richtung (beispielsweise einer vertikalen Richtung) angeordnet sein. Like in the 1A implied, the electrical appliances can 12 be arranged on each other in a z-direction (for example, a vertical direction).

An einer Seite weisen die elektrischen Geräte 12 einen ersten (positiven) Pol 20 und einen zweiten (negativen) Pol 22 auf, die bezüglich einer x-Richtung (beispielsweise einer horizontalen Richtung) nebeneinander angeordnet sind. Die Pole 20, 22 aller Geräte 12 sind alle an einer Seite angeordnet, die in eine y-Richtung weist, und sind aufgrund der in einer Reihe 18 angeordneten elektrischen Geräte 12 in einer ersten Polreihe 24 und einer zweiten Polreihe 26 angeordnet. On one side are the electrical appliances 12 a first (positive) pole 20 and a second (negative) pole 22 which are juxtaposed with respect to an x-direction (for example, a horizontal direction). The poles 20 . 22 all devices 12 are all arranged on one side, which points in a y-direction, and are due to in a row 18 arranged electrical appliances 12 in a first row of poles 24 and a second pole row 26 arranged.

In der 1A sind die elektrischen Geräte 12 (und deren Pole 20, 22) parallel zueinander ausgerichtet. Daher umfasst die erste Polreihe 24 lediglich erste Pole 20 und die zweite Polreihe 26 lediglich zweite Pole 22. In the 1A are the electrical appliances 12 (and their poles 20 . 22 ) aligned parallel to each other. Therefore, the first pole row includes 24 only first poles 20 and the second pole row 26 only second poles 22 ,

Der Stapel 16 bzw. die Reihe 18 von elektrischen Geräten umfasst ein erstes elektrisches Gerät 12a und ein zweites elektrisches Gerät 12b, die an einem (oberen) Ende der Reihe 18 angeordnet sind. Der erste Pol 20 des ersten elektrischen Geräts 12a stellt einen ersten Hauptpol 28 des elektrischen Systems 10 und der zweite Pol des zweiten elektrischen Geräts 12b stellt einen zweiten Hauptpol 30 des elektrischen Systems 10 bereit. The stack 16 or the series 18 of electrical equipment includes a first electrical device 12a and a second electrical device 12b at one (upper) end of the row 18 are arranged. The first pole 20 of the first electrical device 12a represents a first main pole 28 of the electrical system 10 and the second pole of the second electrical device 12b represents a second main pole 30 of the electrical system 10 ready.

Die (geometrische bzw. bauliche) Reihe 18 von elektrischen Geräten 12 ist elektrisch in Reihe geschaltet. Dazu sind die Pole 20, 22 bzw. Hauptpole 28, 30 über elektrische Leitungen 32 miteinander verbunden. The (geometric or constructional) series 18 of electrical appliances 12 is electrically connected in series. These are the poles 20 . 22 or main poles 28 . 30 via electrical lines 32 connected with each other.

Um Magnetfelder zu reduzieren oder zu eliminieren, die durch Ströme durch die Leitungen 32 verursacht werden, sind viele der Verbindungen so ausgeführt, dass sie ein elektrisches Gerät 12 überspringen und dabei zwischen den Polreihen 24, 26 wechseln. Eine Mehrzahl erster Pole 20 aus der ersten Polreihe 24 ist jeweils mit einem übernächsten zweiten Pol 22 aus der zweiten Polreihe 26 elektrisch verbunden. To reduce or eliminate magnetic fields caused by currents through the wires 32 Many of the connections are designed to be an electrical device 12 skip and between the rows of poles 24 . 26 switch. A plurality of first poles 20 from the first pole row 24 is each with a second but one pole behind 22 from the second row of poles 26 electrically connected.

Lediglich ein vorletztes elektrisches Gerät 12c und ein (benachbartes) letztes elektrisches Gerät 12d am anderen (unteren) Ende der Reihe 18 sind elektrisch miteinander verbunden. Only a penultimate electrical device 12c and a (neighboring) last electrical device 12d at the other (lower) end of the row 18 are electrically connected.

Die elektrischen Geräte 12 können jeweils eine Elektronikeinheit 34 umfassen, die beispielsweise die Ströme in den Leitungen 32 erfasst und/oder die eine Steuerung für das elektrische Gerät 12 umfassen kann. The electrical appliances 12 can each have an electronics unit 34 include, for example, the currents in the lines 32 detected and / or a control for the electrical device 12 may include.

Die 1B zeigt ein elektrisches System 10, das die gleichen Komponenten wie das System 10 aus der 1A aufweisen kann. Das in der 1B gezeigte System 10 unterscheidet sich von dem in der 1A gezeigten dadurch, dass die elektrischen Geräte 12 (und somit die jeweiligen Pole 20, 22) antiparallel angeordnet sind. Auch auf diese Weise können die elektrischen Geräte 12 in Reihe geschaltet werden, wobei viele Leitungen 32 ein Gerät 12 überspringen können, so dass entstehende Magnetfelder reduziert werden können. The 1B shows an electrical system 10 that have the same components as the system 10 from the 1A can have. That in the 1B shown system 10 is different from that in the 1A shown by the fact that the electrical equipment 12 (and thus the respective poles 20 . 22 ) are arranged antiparallel. Also in this way can the electrical appliances 12 be connected in series, with many lines 32 a machine 12 can skip so that resulting magnetic fields can be reduced.

Die 2A und 3A zeigen elektrische Systeme 10, bei denen die elektrischen Geräte 12 Batterien sind, die in einem Schichtaufbau angeordnet sind. Die Pole 20, 22 befinden sich an einer Seite, die in Richtung der z-Richtung weist. Analog der 1A sind die elektrischen Geräte 12 parallel zueinander angeordnet, was dazu führt, dass sich Leitungen 32, die ein Gerät 12 überspringen, wechselseitig überkreuzen. Derartige sich überkreuzende Leitungen 32 führen im Wesentlichen gegenläufige Ströme. The 2A and 3A show electrical systems 10 where the electrical appliances 12 Batteries are, which are arranged in a layer structure. The poles 20 . 22 are located on a side facing the z-direction. Analogous to 1A are the electrical appliances 12 arranged parallel to each other, which causes lines 32 that a device 12 skip, cross each other. Such intersecting lines 32 essentially carry opposing streams.

Im Gegensatz zu der 1A (die eine Reihe von vier elektrischen Geräten zeigt), umfasst das System 10 der 2A eine (gerade) Anzahl von sechs elektrischen Geräten 12 und das System 10 der 3A eine (ungerade) Anzahl von sieben elektrischen Geräten 12. Unlike the 1A (which shows a series of four electrical devices), the system includes 10 of the 2A a (even) number of six electrical devices 12 and the system 10 of the 3A an (odd) number of seven electrical devices 12 ,

Die 2B und 3B zeigen elektrische Systeme 10 analog den 1B und 3B, die in der Weise der 1B verschaltet sind. Die antiparallele Anordnung von benachbarten elektrischen Geräten 12 und eine Verschaltung, die ein elektrisches Gerät 12 überspringt und dabei die Polreihe 24, 26 wechselt, führt dazu, dass Leitungen 32, die ein Gerät 12 überspringen, im Wesentlichen parallel zueinander (bzw. zumindest in eine ähnliche Richtung) verlaufen. Benachbarte Leitungen 32 führen dabei im Wesentlichen gegenläufige Ströme. The 2 B and 3B show electrical systems 10 analogous to the 1B and 3B that in the way of 1B are interconnected. The antiparallel arrangement of adjacent electrical appliances 12 and a wiring that is an electrical device 12 skips while the pole row 24 . 26 changes, leads to wires 32 that a device 12 skip, substantially parallel to each other (or at least in a similar direction) run. Neighboring lines 32 lead thereby essentially opposing streams.

Die 4 und 5 zeigen zwei Beispiele, wie ein elektrisches Gerät 12 aus einem der Systeme 10 aus den 1A bis 3B ausgeführt sein kann. Auch die Verschaltung der elektrischen Geräte 12 ist dahingehend optimiert, dass Magnetfelder möglichst stark reduziert werden. The 4 and 5 show two examples, such as an electrical device 12 from one of the systems 10 from the 1A to 3B can be executed. Also the wiring of the electrical devices 12 is optimized so that magnetic fields are reduced as much as possible.

Das elektrische Gerät 12 der 4 umfasst dabei Batterien 40 (oder Batteriezellen 40), die zu einer Reihe 42 (hier mit 10 Batterien) zusammengefügt sind, die sich beispielsweise in der y-Richtung erstreckt. Im Allgemeinen können die Elemente 40 aber auch zweipolige elektrische Geräte bzw. Zellen (wie etwa Stromquellen und Stromlasten) sein. The electrical device 12 of the 4 includes batteries 40 (or battery cells 40 ) leading to a series 42 (herewith 10 Batteries) are joined, which extends for example in the y-direction. In general, the elements can 40 but also be bipolar electrical devices or cells (such as power sources and power loads).

Die Batterien 40 sind dabei so angeordnet, dass die ersten Pole 44 und die zweiten Pole 46 der Batterien 40 zwei Polreihen 46, 48 bilden, die jeweils eine Folge von zwei ersten Polen 44 und zwei zweiten Polen 46 umfasst. Die Batterien sind in Reihe geschaltet, wobei ein erster Pol 44 aus einer der Polreihen 46, 48 mit einem übernächsten zweiten Pol 46 aus der gleichen Polreihe 46, 48 verbunden ist (beispielsweise mit einer Leitung 32, die ein Kabel oder eine Schiene (bzw. Kupferschiene) sein kann). The batteries 40 are arranged so that the first poles 44 and the second poles 46 the batteries 40 two rows of poles 46 . 48 form, each one a series of two first poles 44 and two second poles 46 includes. The batteries are connected in series, with a first pole 44 from one of the pole rows 46 . 48 with a second but one pole behind 46 from the same pole row 46 . 48 is connected (for example with a line 32 which may be a cable or a rail (or copper rail)).

Die ersten beiden Batterien 40 stellen dabei zwei Hauptpole 50, 53 bereit, die einen ersten Pol 20 und einen zweiten Pol 22 des elektrischen Geräts 12 bilden. Lediglich die beiden letzten Batterien 40 weisen eine elektrische Verbindung auf, die nicht eine Batterie 40 überspringt. The first two batteries 40 make two main poles 50 . 53 ready to take a first pole 20 and a second pole 22 of the electrical device 12 form. Only the last two batteries 40 have an electrical connection that is not a battery 40 skips.

Bei der in der 4 gezeigten Anordnung von Batterien 40 (genauso wie bei den elektrischen Systemen 10 der 1A bis 3B) wird der Strom von der ersten Batterie 40 (elektrischem Gerät 12a) zunächst bis zur letzten Batterie 40 (zum letzten elektrischen Gerät 12d) geleitet und anschließend in entsprechender Weise über die jeweils andere Batterien 40 (elektrischen Geräte 12) zurückgeleitet. When in the 4 shown arrangement of batteries 40 (just like the electrical systems 10 of the 1A to 3B ) gets the power from the first battery 40 (electrical device 12a ) first to the last battery 40 (to the last electrical device 12d ) and then in a corresponding manner on the other batteries 40 (electrical appliances 12 ) returned.

Die 4 zeigt jedoch eine paarweise gleiche Anordnung benachbarter Batterien 40, also zweimal erster Pol 44 in der ersten Polreihe 48, dann zweimal erster Pol 44 in der zweiten Polreihe 50, usw. Auch durch diese Art der Stromführung kann bei geschickter Anordnung der Leitungen 32 eine weitgehende Eliminierung störender Magnetfelder erreicht werden. The 4 However, shows a pairwise same arrangement of adjacent batteries 40 , so twice the first pole 44 in the first pole row 48 , then first pole twice 44 in the second pole row 50 , etc., Also by this type of power management can be clever arrangement of the lines 32 a substantial elimination of disturbing magnetic fields can be achieved.

Die 5 zeigt ein elektrisches Gerät 12 mit einer Mehrzahl von Batterien 40, bei der drei Reihen 42 nebeneinander in einer x-Richtung angeordnet sind. Die Reihen 42 (die jeweils elf Batterien 40 umfassen) sind jeweils analog der 4 verschaltet und miteinander in Reihe geschaltet. Die Hauptpole 50, 52, die die Pole 20, 22 eines elektrischen Geräts bilden, werden von der ersten Batterie 40 der ersten Reihe und der letzten Reihe bereitgestellt. The 5 shows an electrical device 12 with a plurality of batteries 40 in the three rows 42 are arranged side by side in an x-direction. The rows 42 (each eleven batteries 40 include) are each analogous to 4 interconnected and connected in series. The main poles 50 . 52 that the poles 20 . 22 of an electrical device are from the first battery 40 the first row and the last row.

Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen. In addition, it should be noted that "encompassing" does not exclude other elements or steps, and "a" or "an" does not exclude a multitude. It should also be appreciated that features or steps described with reference to any of the above embodiments may also be used in combination with other features or steps of other embodiments described above. Reference signs in the claims are not to be considered as limiting.

Claims (12)

Elektrisches System (10), umfassend: eine Mehrzahl von zweipoligen elektrischen Geräten (12), die jeweils einen ersten Pol (20) und einen zweiten Pol (22) aufweisen; wobei die elektrischen Geräte (22) über Verbindungen (32) von einem ersten Pol (20) mit einem zweiten Pol (22) elektrisch in Reihe geschaltet sind; wobei die elektrischen Geräte (12) in Lagen geometrisch in einer Gerätereihe (18) angeordnet sind; wobei die ersten Pole (20) und zweiten Pole (22) der elektrischen Geräte (12) eine erste Polreihe (24) und eine zweite Polreihe (26) von Polen bilden, die entlang der Gerätereihe (18) angeordnet sind; dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Pole (20, 22) aus der ersten Polreihe (24) jeweils mit einem bezüglich der Gerätereihe (18) übernächsten Pol (20, 22) aus der zweiten Polreihe (26) elektrisch verbunden sind. Electrical system ( 10 ), comprising: a plurality of bipolar electrical devices ( 12 ), each having a first pole ( 20 ) and a second pole ( 22 ) exhibit; the electrical appliances ( 22 ) via connections ( 32 ) from a first pole ( 20 ) with a second pole ( 22 ) are electrically connected in series; the electrical appliances ( 12 ) in layers geometrically in a device series ( 18 ) are arranged; where the first poles ( 20 ) and second poles ( 22 ) of electrical equipment ( 12 ) a first pole row ( 24 ) and a second pole row ( 26 ) of Poland along the line of equipment ( 18 ) are arranged; characterized in that several poles ( 20 . 22 ) from the first pole row ( 24 ) each with a respect to the device series ( 18 ) next pole ( 20 . 22 ) from the second pole row ( 26 ) are electrically connected. Elektrisches System (10) nach Anspruch 1, wobei ein erster Hauptpol (28) für das elektrische System (10) von einem bezüglich der Gerätereihe (18) ersten elektrischen Gerät (12a) und ein zweiter Hauptpol (30) von einem bezüglich der Gerätereihe zweiten elektrischen Gerät (12b) bereitgestellt wird. Electrical system ( 10 ) according to claim 1, wherein a first main pole ( 28 ) for the electrical system ( 10 ) of a relating to the device series ( 18 ) first electrical device ( 12a ) and a second main pole ( 30 ) of a device with respect to the second electrical device ( 12b ) provided. Elektrisches System (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein bezüglich der Gerätereihe (18) letztes elektrisches Gerät (12d) und ein bezüglich der Gerätereihe vorletztes elektrisches Gerät (12c) miteinander elektrisch verbunden sind. Electrical system ( 10 ) according to claim 1 or 2, wherein a relative to the device series ( 18 ) last electrical device ( 12d ) and one of the equipment last but one electric device ( 12c ) are electrically connected to each other. Elektrisches System (10) nach Anspruch 3, wobei außer dem letzten elektrischen Gerät (12d) und dem vorletzten elektrischen Gerät (12c) alle elektrische Geräte (12) lediglich mit einem übernächsten elektrischen Gerät (12) elektrisch verbunden sind. Electrical system ( 10 ) according to claim 3, wherein except the last electrical device ( 12d ) and the penultimate electrical device ( 12c ) all electrical appliances ( 12 ) only with a next but one electrical device ( 12 ) are electrically connected. Elektrisches System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektrischen Geräte (12) derart angeordnet sind, dass die erste Polreihe (24) lediglich erste Pole (20) umfasst und die zweite Polreihe (26) lediglich zweite Pole (22) umfasst. Electrical system ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the electrical devices ( 12 ) are arranged such that the first pole row ( 24 ) only first poles ( 20 ) and the second pole row ( 26 ) only second poles ( 22 ). Elektrisches System (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die elektrischen Geräte (12) derart angeordnet sind, dass die erste Polreihe (24) und die zweite Polreihe (26) erste Pole (20) und zweite Pole (22) abwechselnd umfassen. Electrical system ( 10 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the electrical devices ( 12 ) are arranged such that the first pole row ( 24 ) and the second pole row ( 26 ) first poles ( 20 ) and second poles ( 22 ) alternately. Elektrisches System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elektrische System (10) ein Gleichstromsystem ist und die ersten Pole (20) positive Pole und die zweiten Pole (22) negative Pole sind. Electrical system ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the electrical system ( 10 ) is a DC system and the first poles ( 20 ) positive poles and the second poles ( 22 ) are negative poles. Elektrisches System (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das elektrische System (10) ein Wechselspannungssystem ist und zu einem Zeitpunkt die ersten Pole (20) eine erste Spannung und die zweiten Pole (22) eine zweite Spannung von entgegengesetzter Polarität zur ersten Spannung aufweisen. Electrical system ( 10 ) according to one of claims 1 to 6, wherein the electrical system ( 10 ) is an AC system and at one time the first poles ( 20 ) a first voltage and the second poles ( 22 ) have a second voltage of opposite polarity to the first voltage. Elektrisches System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektrischen Geräte (12) Stromquellen umfassen; und/oder wobei die elektrischen Geräte (12) Stromlasten umfassen. Electrical system ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the electrical devices ( 12 ) Include power sources; and / or wherein the electrical appliances ( 12 ) Include electricity loads. Elektrisches System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes elektrische Gerät (12) eine Mehrzahl von Zellen (40) umfasst, die in Zellenreihen (42) angeordnet sind, die in eine andere Richtung verlaufen als die Gerätereihe (18). Electrical system ( 10 ) according to any one of the preceding claims, wherein each electrical device ( 12 ) a plurality of cells ( 40 ), which in cell rows ( 42 ) are arranged, which run in a different direction than the device series ( 18 ). Elektrisches System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend: wenigstens eine elektronische Einheit (34), die wenigstens einem elektrischen Gerät (12) zugeordnet ist. Electrical system ( 10 ) according to one of the preceding claims, further comprising: at least one electronic unit ( 34 ), the at least one electrical device ( 12 ) assigned. Energiespeicher (10) mit einer Mehrzahl von Batterien (40) und/oder Akkumulatoren, die ein elektrisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 11 bilden. Energy storage ( 10 ) with a plurality of batteries ( 40 ) and / or accumulators, which form an electrical system according to one of claims 1 to 11.
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