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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriesystem mit mehreren Batteriemodulen sowie eine elektrische Anordnung mit einem Batteriesystem, einem Elektromotor und einer elektrischen Last. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Verbesserungen beim Ladungsausgleich ("Balancing") zwischen einzelnen Speicherzellen innerhalb des Batteriesystems.
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Im Stand der Technik sind Batteriesysteme mit stufig einstellbarer Ausgangsspannung bekannt.
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EP 2 538 519 ,
US 2011/241622 und
KR 2012-0096396 zeigen elektrische Anordnungen mit mehreren elektrochemischen Speicherzellen, welche induktiv miteinander gekoppelt sind. Zum Ausgleich unterschiedlicher Ladungszustände werden elektrische Wechselgrößen mittels einzelner Speicherzellen mit höherem SOC verwendet, um Ladungszustände anderer Speicherzellen zu beeinflussen („Balancing“).
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Im Stand der Technik grundsätzlich bekannt sind zudem Batteriemodule mit Halbleiterventilschaltungen. Die Batteriemodule werden zu mehrphasigen Umrichtern zusammengesetzt. Diese Umrichter werden auch als "Battery Direct Inverter", BDI bezeichnet. BDIs können beispielsweise induktiv an einen Verbraucher angekoppelt werden. Typischerweise enthalten die Module Akkumulatorzellen, die auf Lithium-Chemie (z.B. Lithium-Ionen-, Lithium-Polymer-Technik) basieren. Diese Zellen sind empfindlich sowohl gegenüber Überladung wie auch gegenüber einer Tiefentladung. Eine Überladung der Zellen (auf eine Spannung von ca. 4,2 V pro Zelle) resultiert in exothermen Prozessen, welche zur Zerstörung der Zelle führen können. Eine Tiefentladung (ca. 2,5 V pro Zelle) führt zu permanenter Degradation der Energiespeicher- und Stromtragfähigkeit der Zelle. Sind Zellen in Reihe geschaltet, so werden sie nur gemeinsam (zeitgleich) geladen und entladen. Unterschiede in der Zellenbeschaffenheit usw. führen hierbei dazu, dass der Ladezustand (engl. „State of Charge“, SOC) der Zellen mit zunehmender Nutzung nicht mehr identisch ist. Dies kann dazu führen, dass bei der Ladung einzelne Zellen überladen werden könnten, während andere noch nicht geladen sind. Bei der Entladung kann der Zustand eintreten, dass einzelne Zellen tiefentladen werden könnten, obwohl andere Zellen noch Ladung besitzen. Aus diesem Grunde wird der Zustand der Akkumulatorzellen permanent überwacht und eine Ladung und/oder Entladung wird gegebenenfalls unterbunden. Der Ladungsausgleich (engl. "Balancing") erfolgt zwischen den Zellen eines gesamten Akkupacks und dient dem Ziel, dass alle Zellen denselben SOC besitzen. Unterschieden wird zwischen aktivem und passivem Balancing. Bei aktivem Balancing wird Energie zwischen Modulen im Wesentlichen ohne Verluste transferiert, während bei passivem Balancing der SOC von starken Modulen durch Belastung mit einem Widerstand unter Energieumwandlung in Wärme so lange verringert wird, bis alle Zellen denselben SOC erreicht haben. Für passives Balancing der Zellen innerhalb eines Moduls sorgt gewöhnlich ein dafür ausgelegter integrierter Mess- und Balancing-Schaltkreis.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Ladungsausgleich für induktiv gekoppelte Battery Direct Inverter (BDI) bereitzustellen.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Batteriesystem sowie eine elektrische Anordnung gelöst. Dabei stellt die vorliegende Erfindung insbesondere eine direkte Möglichkeit des aktiven Ladungsausgleichs zwischen verschiedenen Modulen im Strang eines elektrochemischen Energiespeichers bereit, der insbesondere mit sehr hohen Strömen (bis zu mehrere hundert Ampere) betrieben werden kann. Das erfindungsgemäße Batteriesystem umfasst einen Batteriemodulstrang mit mehreren in Reihe zueinander geschalteten Batteriemodulen, wobei die Batteriemodule mindestens eine elektrochemische Speicherzelle umfassen, welche beispielsweise auf Lithium-Technik basieren kann. Weiter weist jedes Batteriemodul eine jeweilige Kopplungseinheit auf, welche eingerichtet ist, im Ansprechen auf eine ermittelte erste Ruhespannung eines ersten Batteriemoduls das erste Batteriemodul während eines (nachfolgenden) Betriebes im Mittel über einen vordefinierten ersten Zeitraum dem Batteriemodulstrang hinzuzuschalten. Mit anderen Worten wird während eines Ruhezustands (Betriebszustand ohne nennenswerte Last) die Klemmenspannung des ersten Batteriemoduls ermittelt. In Abhängigkeit der ermittelten Spannung wird ein zugeordneter erster Zeitraum gewählt, während dessen das erste Batteriemodul an der Ladungsbilanz des Batteriemodulstrangs teilnimmt. Dies kann ein Ladevorgang und/oder ein Entladevorgang sein. Entsprechend wird eine zweite Ruhespannung eines zweiten Batteriemoduls ermittelt und das zweite Batteriemodul während des Betriebs im Mittel über einen vordefinierten zweiten Zeittraum dem Batteriestrang hinzugeschaltet. Dabei gehören das zweite Batteriemodul und das erste Batteriemodul demselben Batteriemodulstrang an. Da die Ruhespannung ein Indikator für den Ladezustand eines jeweiligen Batteriemoduls ist, kann auf diese Weise ein verlustarmer Ladungsausgleich zwischen den Zellen eines Batteriemodulstrangs vorgenommen werden.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Das Batteriesystem kann eingerichtet sein, mittels des Batteriemodulstrangs eine Wechselspannung zu erzeugen. Dabei kann sowohl der erste Zeitraum als auch der zweite Zeitraum innerhalb einer Periode, insbesondere innerhalb einer gemeinsamen Halbwelle der Wechselspannung gelegen sein. Sofern das Batteriesystem beispielsweise zur Erzeugung einer im Wesentlichen sinusförmigen Spannung verwendet wird, können Module, welche eine längere Zeit für eine Energieabgabe vorgesehen sind, zu einem früheren Zeitpunkt eingeschaltet werden, während höhere Amplituden der Sinusspannung durch kürzeres Hinzuschalten weniger stark geladener Batteriemodule verwirklicht werden. Auf diese Weise kann das Batteriesystem auch zur Erzeugung einer mehrphasigen, insbesondere dreiphasigen, Wechselspannung eingerichtet sein, welche auch zum Treiben dreiphasiger Lasten verwendet werden kann. Der erste Zeitraum kann innerhalb einer betrachteten Periode, insbesondere innerhalb einer betrachteten Halbwelle, früher beginnen und später enden als der zweite Zeitraum. Im Laufe eines Betriebszyklus' kann selbstverständlich die Position als auch die Länge des betrachteten Zeitraums variiert werden, um einem Balancing-Fortschritt angepasst zu werden. Bevorzugt wird eine jeweilige Halbwelle als Bezugsgröße für den ersten und den zweiten Zeitraum verwendet, so dass eine Umpolung der Zellspannung nicht erfolgen muss, während eine Zelle zur Energieabgabe beiträgt.
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Zusammengefasst wird aufgrund einer geringeren Ruhespannung ein geringerer Ladezustand für eine betrachtete Zelle ermittelt, so dass der Ladezustand der betrachteten Zelle durch eine verkürzte Einschaltdauer (zweiter Zeitraum) gegenüber übrigen Speicherzellen des Batteriemoduls bzw. des Batteriemodulstrangs geschont wird. Hierbei kann ein Algorithmus verwendet werden, welcher aufgrund der ermittelten Ruhespannungen des ersten Batteriemoduls und des zweiten Batteriemoduls eine Annäherung der SOCs der Batteriemodule in geeigneter Weise bewirkt. Hierbei können zusätzlich Größen, wie z.B. nominelle oder tatsächliche Kapazität der Batteriemodule, Lade- bzw. Entladestrom der Batteriemodule, Summeneinschalt- bzw. Summenausschaltzeit o.Ä. Berücksichtigung finden. Der Algorithmus bzw. ein im Ansprechen auf selbigen ermittelter aktualisierter SOC kann des Weiteren zur Anpassung des ersten Zeitraums bzw. des zweiten Zeitraums verwendet werden. Auf diese Weise kann trotz längeren Betriebes ohne Ruhezustand ein fortwährendes Balancing durchgeführt werden. Das Kopplungselement eines jeweiligen Batteriemoduls kann eine Induktivität aufweisen, welche eingerichtet ist, eine Energieübertragung zwischen dem Batteriemodul und dem Batteriemodulstrang durchzuführen. Die Induktivität kann beispielsweise ein Teil eines Übertragers bzw. eines Transformators sein. Auf diese Weise sind die Batteriemodule galvanisch vom Batteriemodulstrang getrennt. Die Kopplungseinheit kann insbesondere eingerichtet sein, zum Zwecke eines Ladungsausgleichs zwischen den Speicherzellen eines jeweiligen Batteriemoduls die Induktivität des ersten Batteriemoduls mit einem Gleichstrom aus einer Speicherzelle zu beaufschlagen. Auf diese Weise wird die Induktivität als Ohmsche Last zur Verringerung des Ladezustands des ersten Batteriemoduls bzw. der Speicherzelle verwendet. Zusätzliche Hardware kann auf diese Weise zur Realisierung passiven Balancings verzichtet werden. Dies wirkt sich positiv auf Bauteilvielfalt, Räumerfordernis, Material- und Bauteilkosten aus.
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Auch beim Ladevorgang kann ein Ladungsausgleich in entsprechender Weise durchgeführt werden. Hierzu kann das Batteriesystem eingerichtet sein, im Ansprechen auf einen Momentanwert einer an den Batteriemodulstrang angelegten Ladewechselspannung eine zugeordnete Anzahl von Batteriemodulen des Batteriemodulstrangs in Reihe zu schalten. Erfolgt dies in geeigneter Weise, wird das Verhältnis der Spannung der in Reihe geschalteten Batteriemodule und der Ladewechselspannung erfindungsgemäß zu einem schonsamen und effizienten Ladevorgang des Batteriemodulstrangs führen.
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Bevorzugt können drei elektrochemische Speicherzellen oder mehr in einem Batteriemodul zusammengefasst sein. Das Batteriemodul kann auf diese Weise eingerichtet sein, in einer Ruhephase drei Speicherzellen zueinander derart zu verschalten, dass sich die Spannungen zweier Speicherzellen addieren und eine elektrische Ladung der dritten Speicherzelle erfolgt. Auf diese Weise wird ein Spannungsgefälle erzeugt, durch welches ein aktives Balancing zwischen den Speicherzellen des Moduls durchgeführt werden kann. Die elektrischen Verluste können auf diese Weise äußerst gering gehalten werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine elektrische Anordnung mit einem Batteriesystem, einem Elektromotor und einer elektrischen Last vorgeschlagen. Für das Batteriesystem können die oben beschriebenen Ausführungen Verwendung finden. Der Elektromotor umfasst mindestens zwei, bevorzugt drei Phasen, von denen eine erste Phase eingerichtet ist, mit einem ersten Batteriemodulstrang elektrisch verbunden zu werden, und von denen eine zweite Phase eingerichtet ist, mit einem zweiten Batteriemodulstrang elektrisch verbunden zu werden. Zum Ladungsausgleich ist der Elektromotor weiter eingerichtet, festgebremst zu werden. Auf diese Weise können die Wicklungen des Elektromotors als Transformatoren verwendet werden, über welche ein Höchstmaß elektrischer Energie ohne eine unnötige Rotation des Elektromotors übertragen werden kann. Weiter kann die Last eingerichtet sein, zum Zwecke eines Ladungsausgleichs einen durch den ersten Batteriemodulstrang erzeugten Wechselstrom an den zweiten Batteriemodulstrang zu leiten. Auf diese Weise kann trotz galvanischer Trennung der zwei Batteriemodulstränge ein strangübergreifendes Balancing durchgeführt werden. Da dies als aktives Balancing erfolgen kann, können elektrische Verluste gering gehalten werden. Der vorstehende Vorgang zum Ladungsausgleich zwischen unterschiedlichen Batteriemodulsträngen kann beispielsweise in einem Ruhezustand veranlasst werden, während dessen der Elektromotor nicht als elektrische Maschine verwendet wird.
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Bevorzugt ist die elektrische Anordnung eingerichtet, eine erforderliche Änderung der Höhe des an den zweiten Batteriemodulstrang geleiteten Wechselstroms zu erkennen. Beispielsweise kann eine Überhitzung des Batteriemodulstrangs oder eines seiner elektrochemischen Energiespeicher erkannt werden. Sinkt die Temperatur der elektrochemischen Energiespeicher innerhalb des zweiten Batteriemodulstrangs, kann der Betrag des Wechselstromes erhöht werden, um den Ladungsausgleich zu beschleunigen. Eine Reduktion des Wechselstromes im zweiten Batteriemodulstrang kann alternativ oder zusätzlich durch einen veränderten Ladezustand erforderlich werden. Andere und zusätzliche Gründe sind ebenfalls möglich. Im Ansprechen auf das Erkennen der erforderlichen Änderung des Wechselstromes kann eine Frequenz des durch den ersten Batteriemodulstrang erzeugten Wechselstromes verändert werden. Aufgrund des Prinzips der induktiven Kopplung erfolgt durch die Variation der Frequenz (unabhängig von einer zeitgleichen Variation der Amplitude) innerhalb eines ersten Batteriemodulstrangs eine Veränderung der Höhe des entsprechenden Wechselstromes in einem mit dem ersten Batteriemodulstrang induktiv gekoppelten zweiten Batteriemodulstrang. Die Veränderung der Frequenz kann somit selbstständig oder zusätzlich als Stellgröße aufgefasst werden, um den Wechselstrom innerhalb des zweiten Batteriemodulstrangs betragsmäßig zu verändern.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:
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1 ein prinzipielles Blockschaltbild eines induktiv gekoppelten BDI,
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2 ein prinzipielles Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Batteriemoduls; und
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3 ein Spannungs-Zeit-Diagramm zur Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Ladevorgangs.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt ein prinzipielles Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines induktiv gekoppelten BDI. Die einzelnen Batteriemodule M1-1 bis M3-n sind induktiv über Kopplungselemente K11-1 bis K31-n an ein Ladegerät L bzw. einen Elektromotor 2 angekoppelt. Ladeschütze SL1, SL2, SL3 verbinden die drei Phasen entsprechend den Strängen S1, S2, S3 des Batteriesystems 1 mit dem Ladegerät L. Elektrische Verbraucherschütze SV1, SV2, SV3 verbinden die drei elektrischen Phasen entsprechend den Strängen S1, S2, S3 des Batteriesystems 1 mit dem Elektromotor. Die einzelnen Batteriemodule M1-1 bis M3-n sind dabei aufgebaut, wie es in Verbindung mit 2 beispielhaft anhand des Moduls M1-1 dargestellt ist.
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2 zeigt einen möglichen Aufbau der aus dem Modul M1-1 und der Kopplungseinheit K11-1 bestehenden Strangbestandteile. Dabei sind k elektrische Speicherzellen 1-1-1, 1-1-2, 1-1-k innerhalb des Moduls M1-1 einander in Reihe geschaltet. Über das Kopplungselement K11-1 umfassend einen Übertrager ist das Modul M1-1 an den (in 2 nicht dargestellten) Strang S1 angeschlossen. Die Kopplungseinheit K11-1 kann weiter grundsätzlich eine Halbbrücke oder eine Vollbrücke umfassen. Im Falle einer Halbbrücke ist die Ausgangsspannung UZM stets positiv. Im Falle einer Vollbrückenkopplungseinheit kann die Ausgangsspannung UZM sowohl positive als auch negative Werte annehmen. Im Wesentlichen sind die induktiv zum Hauptkreis mit dem Elektromotor 2 gekoppelten Batteriemodule M1-1 bis M3-n selbst kleine BDIs. Im Weiteren wird angenommen, dass die Zellenmodule aus Akkumulatorzellen mit einer Vollbrückenkopplungseinheit aufgebaut sind. Das im Folgenden Geschriebene gilt sinngemäß jedoch auch für den Fall, dass die doppelte Anzahl von Speicherzellen mit Halbbrückenkopplungseinheit vorhanden ist, wobei die eine Hälfte der Speicherzellen 1-1-1, 1-1-2, 1-1-k für die Bereitstellung einer positiven Halbwelle in Frage kommt und die andere Hälfte der Speicherzellen für die Bereitstellung einer negativen Halbwelle in Frage kommt. Hier befinden sich allerdings immer die der momentanen Polarität nicht entsprechenden Batteriemodule im Bypassmodus.
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Ein Ladungsausgleich zwischen den Batteriemodulen M1-1 bis M3-n wird beim Entladen folgendermaßen durchgeführt: Für die Erzeugung des Wechselstroms in den Batteriemodulen M1-1 bis M3-n werden die Speicherzellen 1-1-1 bis 1-1-k sukzessive zugeschaltet, um den stufigen Ausgangsstrom zu erzeugen (die Schütze SV1, SV2, SV3 sind geschlossen, während die Schütze SL1, SL2, SL3 geöffnet sind). Typischerweise wird die Anordnung derartig ausgelegt sein, dass am Spitzenwert der Ausgangsspannung aller Module (der korrekten Polarität bei Nutzung von Kopplungseinheiten k mit Halbbrücke) genutzt werden. An einem anderen Punkt im Wechselsignal, beispielsweise während einer positiven Halbwelle, befindet sich die Hälfte der Module M im Bypassmodus, während die andere Hälfte zur Ausgangsspannung beiträgt. Es befinden sich also fast nie sämtliche Speicherzellen 1-1-1, 1-1-2, 1-1-k im Entladebetrieb, so dass in jeder Periode eine Auswahl getroffen werden kann, welche Speicherzellen 1-1-1, 1-1-2, 1-1-k aktiv in den Entlademodus gehen sollen und welche Zellenmodule 1-1-1, 1-1-2, 1-1-k in den Bypassmodus gehen sollen. Erfindungsgemäß kann die Auswahl so erfolgen, dass der SOC aller Zellen im Zeitmittel gleich bleibt. Der genaue SOC jedes Moduls bzw. jeder einzelnen elektrochemischen Speicherzelle 1-1-1, 1-1-2, 1-1-k kann während der Entladung nicht einfach bestimmt werden, weshalb bevorzugt eine Spannung einer unbelasteten Speicherzelle 1-1-1, 1-1-2, 1-1-k in einer Ruheperiode ermittelt wird. Sollte sich der SOC der Speicherzellen 1-1-1, 1-1-2, 1-1-k vor dem Betrieb erheblich unterscheiden, so kann die Ansteuerung der Batteriemodule M so erfolgen, dass Speicherzellen 1-1-1, 1-1-2, 1-1-k bzw. Batteriemodule M mit höherem SOC im Zeitmittel stärker belastet werden als Zellmodule mit niedrigerem SOC. Auf dieser Weise wird sich nach einer bestimmten Zeit der SOC aller elektrochemischen Speicher im Batteriesystem 1 angleichen.
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Auch beim Laden kann ein Ladungsausgleich wie folgt vorgenommen werden. Um die Speicherzellen 1-1-1, 1-1-2, 1-1-k zu laden, wird vom Ladegerät L ein Wechselstrom im Hauptstromkreis erzeugt, während die Ladeschütze SL1, SL2, SL3 geschlossen sind. Die Verbraucherschütze SV1, SV2, SV3 hingegen sind geöffnet. Der Wechselstrom induziert in jedem Batteriemodul M eine sinusförmige Spannung UL = UL0·sin(Ωt). Das Lade- und Balancing-Verfahren ist nun abhängig von der Höhe dieser induzierten Spannung UL. Zu Anfang seien alle Batteriemodule M im Sperrmodus. Mit anderen Worten sind sie zwischen ihren elektrischen Anschlüssen mit einem hohen elektrischen Widerstand versehen. Da der Strom alle Batteriemodule gleichzeitig durchfließt, können alle gleichzeitig geladen werden, wobei das Ladegerät als Stromquelle arbeiten kann. Gilt für die Spannung UZN einer jeweiligen betrachteten Speicherzelle 1-1-1, 1-1-2, 1-1-k und den Maximalbetrag der Ladespannung UL die Beziehung UZM < UL0 < 2UZM, so kann eine Speicherzelle 1-1-1 während derjenigen Zeitperiode in den Lademodus versetzt werden, während welcher gilt |UL| > UZM. Dies ist in den Ladebereichen I und II der 3 gegeben. Die übrigen Speicherzellen 1-1-2, 1-1-k befinden sich dann im Bypassmodus. Mit anderen Worten leiten sie den elektrischen Strom ohne Interaktion ihrer elektrochemischen Kapazität. Besitzt die betrachtete Speicherzelle eine Vollbrückenkopplungseinheit, so können beide Ladebereiche I, II genutzt werden. Ist nur eine Halbbrückenkopplungseinheit vorgesehen, so kann nur die entsprechend der Spannung richtig herum gepolte Speicherzelle 1-1-1, 1-1-2, 1-1-k geladen werden. Die Stromkontrolle in der elektrochemischen Speicherzelle 1-1-1, 1-1-2, 1-1-k kann beispielsweise durch ein im Linearbereich arbeitendes Halbleiterventil im Strompfad erfolgen. Ist das entsprechende Batteriemodul M voll geladen, so wird es in den Bypassmodus versetzt. Sofern die Beziehung UL0 > i UZM gilt, können i Speicherzellen in Reihe geladen werden. Jeweils eine elektrochemische Speicherzelle 1-1-1, 1-1-2, 1-1-k übernimmt dann die Stromkontrolle. Um denselben SOC aller Speicherzellen 1-1-1, 1-1-2, 1-1-k bzw. aller Batteriemodule M zu erreichen, werden die jeweiligen Einheiten zeitlich gemittelt so in den Ladezustand versetzt, dass im zeitlichen Mittel alle Speicherzellen 1-1-1, 1-1-2, 1-1-k bzw. alle Batteriemodule M entsprechend ihres Ladebedarfs geladen werden.
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Auch im Ruhezustand ("Stillstand") kann ein Ladungsausgleich erfindungsgemäß vorgenommen werden. Ein Ladegerät ist hierbei nicht angeschlossen. Entsprechend sind sowohl die Ladeschütze SL1, SL2, SL3 sowie die Verbraucherschütze SV1, SV2, SV3 geöffnet. In diesem Fall fließt kein Strom im Hauptkreis des Batteriesystems 1. Das heißt, dass kein Ladungsausgleich zwischen Batteriemodulen M möglich ist. Jedoch ist es möglich, verschiedene SOCs von Speicherzellen 1-1-1, 1-1-2, 1-1-k innerhalb eines Batteriemoduls M auszugleichen. Als Beispiel wird wieder auf das in 2 dargestellte Batteriemodul M1-1 Bezug genommen. Es ist durch sein induktives Kopplungselement K11-1 kurzschließbar, wodurch ein Gleichstrom durch die Induktivität des Kopplungselementes K11-1 als Ohmsche Last provoziert werden kann. Zudem kann durch zwei elektrochemische Speicherzellen 1-1-1, 1-1-2 in Reihe zueinander eine Spannung erzeugt werden, welches größer ist als die Ladespannung einer einzelnen Speicherzelle 1-1-k. Auf diese Weise können zwei Speicherzellen 1-1-1, 1-1-2 mit höherem SOC eine Speicherzelle 1-1-k mit niedrigerem SOC laden. Eine Stromkontrolle kann durch ein im Linearbetrieb arbeitendes Halbleiterventil in der zu ladenden Speicherzelle 1-1-k erfolgen oder durch ein im Linearbetrieb arbeitendes Halbleiterventil in einer der sich im Entlademodus befindlichen elektrochemischen Speicherzellen 1-1-1, 1-1-2. Auf diese Weise kann der SOC der elektrochemischen Speicherzellen 1-1-1, 1-1-2, 1-1-k eines Batteriemoduls M einander angeglichen werden. Ein Ladungsausgleich zwischen unterschiedlichen Batteriemodulen M ist erfindungsgemäß ebenso möglich. Hierbei wird die elektrische Maschine 2 einer elektrischen Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung mechanisch blockiert, um eine unerwünschte Rotation derselben zu verhindern. Zwei der drei Phasen (Batteriemodulstränge S1, S2, S3) werden nun über die Last L zusammengeschaltet. Nun könnte von einem Batteriemodul M mit höherem SOC ein Strom in den kurzgeschlossenen zwei Phasen induziert werden, welcher dann von einem anderen Batteriemodul M mit niedrigerem SOC zur Ladung genutzt werden kann. Dieser Ladestrom wird als Wechselstrom geschaltet, um die Energieübertragung über die Kopplungseinheit K zu ermöglichen.
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Auch wenn die erfindungsgemäßen Aspekte und vorteilhaften Ausführungsformen anhand der in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungsfiguren erläuterten Ausführungsbeispiele im Detail beschrieben worden sind, sind für den Fachmann Modifikationen und Kombinationen von Merkmalen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, deren Schutzbereich durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2538519 [0003]
- US 2011/241622 [0003]
- KR 2012-0096396 [0003]
