DE102015006758A1 - Electric energy storage and distribution device, method and their use - Google Patents

Electric energy storage and distribution device, method and their use Download PDF

Info

Publication number
DE102015006758A1
DE102015006758A1 DE102015006758.3A DE102015006758A DE102015006758A1 DE 102015006758 A1 DE102015006758 A1 DE 102015006758A1 DE 102015006758 A DE102015006758 A DE 102015006758A DE 102015006758 A1 DE102015006758 A1 DE 102015006758A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
battery
module
storage
electrical energy
energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102015006758.3A
Other languages
German (de)
Inventor
wird später genannt werden Erfinder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Solarwatt GmbH
Original Assignee
Solarwatt GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Solarwatt GmbH filed Critical Solarwatt GmbH
Priority to DE102015006758.3A priority Critical patent/DE102015006758A1/en
Publication of DE102015006758A1 publication Critical patent/DE102015006758A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30Electrical components
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40Thermal components
    • H02S40/44Means to utilise heat energy, e.g. hybrid systems producing warm water and electricity at the same time
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/60Thermal-PV hybrids

Abstract

Eine Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie, die an einer Wand mit zusätzlicher Sicherungseinrichtung für die Batteriemodule (3) befestigt ist. Diese ist optional und bevorzugt mit zusätzlicher Sicherungseinrichtung für den Deckel (2) angeordnet ist. Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie, mit einer Einhausung, Batterie und Anschlüssen mit einem Trennschalter (6), der im eingeschalteten Zustand eine Sicherungseinrichtung verdeckt, so dass der Deckel (2) nicht vom Korpus (1) abgenommen werden kann. Zumindest in einem Betriebsverfahrensschritt kann die bezogenene Leistung variieren. Die Verwendung einer Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie so, dass dies autonom erfolgt.An electrical energy storage and distribution assembly secured to a wall with additional battery module securing means (3). This is optional and preferably with additional securing means for the lid (2) is arranged. Storage and distribution arrangement for electrical energy, with a housing, battery and connections with a circuit breaker (6), which conceals a safety device when switched on, so that the lid (2) can not be removed from the body (1). At least in one operating step, the power consumed may vary. The use of a storage and distribution arrangement for electrical energy so that this is done autonomously.

Description

Die Erfindung betrifft Speicher- und Verteilanordnungen für elektrische Energie, Verfahren und deren Verwendung. Die Erfindung wird im Zusammenhang mit Lithium-Ionen Batterien beschrieben, kann aber auch im Zusammenhang mit anderen Wandlern, Speichen oder Verteilanordnungen für elektrische Energie angewandt werden.The invention relates to storage and distribution arrangements for electrical energy, methods and their use. The invention is described in the context of lithium-ion batteries, but may also be used in conjunction with other electrical energy converters, spokes or distribution assemblies.

Die Energiewende hat nicht nur eine Änderung der für die Energieerzeugung verwendeten Technologien zur Folge, sondern sie führt auch zu einem strukturellen Wandel und einer großen Anzahl dezentraler, zeitabhängiger Erzeugungs- oder Speichereinrichtungen. Die daraus resultierenden Schwankungen der Stromproduktion und die ungleichmäßigen Belastungen der Stromnetze machen den Einsatz von Speichertechnologien erforderlich.The energy transition not only results in a change in the technologies used for energy production, but also leads to structural change and a large number of decentralized, time-dependent generation or storage facilities. The resulting fluctuations in power production and the uneven loads on power grids require the use of storage technologies.

Die vorliegende Erfindung kann für oder als Energiespeicher, Pufferspeicher für Hybrid-, Geräte-Industriebatterien oder rein elektrisch betriebene Fahrzeuge, Bordnetze und Netzwerke, Ladestationen oder dezentrale und zentrale stationäre Anwendungen angewandt werden, – die potenziellen Anwendungsmöglichkeiten und jeweils spezifischen Anforderungen an Batterien im Kontext der Verwirklichung von Elektromobilität und Energiewende oder -effizienz sind so vielfältig wie die Entwicklungen auf dem Gebiet der eingesetzten Batteriematerialien und -typen. Das System kann zur Versorgung stationärer Verbraucher benutzt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch unabhängig von der Bauart der Batterie, deren Chemie der Zelle oder unabhängig von der Art des versorgten Verbrauchers Verwendung finden kann.The present invention can be applied to or as energy storage, buffer storage for hybrid, industrial battery or purely electric vehicles, wiring systems and networks, charging stations or decentralized and central stationary applications, - the potential applications and specific requirements for batteries in the context of Realizing electromobility and energy transition or efficiency are as diverse as developments in the field of battery materials and types used. The system can be used to supply stationary consumers. It should be noted that the invention can also be used regardless of the type of battery, the chemistry of the cell or regardless of the type of consumer supplied.

Das aktuell weltweite Wettrennen in der Entwicklung fortschrittlicher Lithium-Ionen-Batterien für mobile und stationäre Anwendungen eröffnet dabei ein großes Potenzial zur Erschließung neuer Marktsegmente. Insbesondere als dezentrale stationäre Energiespeicher zur effizienten Nutzung erneuerbarer Energien und Unterstützung der Netzstabilität.The current global race in the development of advanced lithium-ion batteries for mobile and stationary applications opens up great potential for opening up new market segments. In particular, as decentralized stationary energy storage for the efficient use of renewable energies and support of grid stability.

Die vorliegende Erfindung kann aber auch darüber hinaus für eine signifikante Anzahl anderer Anwendungen wie etwa einer unabhängigen Stromversorgung (USV), im Zusammenspiel mit anderen Energiesystemen oder Energiewandlern, Speichern und dergleichen zur Anwendung in unterschiedlichsten Segmenten zur Anwendung kommen.However, the present invention may also be used for a significant number of other applications, such as an independent power supply (UPS), in conjunction with other power systems or energy converters, storage, and the like for use in a variety of segments.

D. h., die Erfindung versorgt auch parallel, ggf. auch im Inselbetrieb und/oder nimmt und gibt temporär Energie an oder ab, etwa insoweit das Angebot an Elektroenergie divers und fluktuierend ist. Vorzugsweise ist die Erfindung ein Bestandteil einer Stromversorgung oder dient der Stromversorgung.D. h., The invention also supplies in parallel, possibly also in island operation and / or takes and gives temporary energy on or off, as far as the supply of electrical energy is diverse and fluctuating. Preferably, the invention is a component of a power supply or serves the power supply.

Ziel der Funktionsweise einer Batterie im Energiespeicher ist es, vorzugsweise den Eigenstromverbrauch zu maximieren und gleichzeitig den Strombezug aus dem Netz zu minimieren. Somit soll sichergestellt sein, dass der größtmögliche Anteil des bspw. selbst erzeugten Solarstroms auch selbst genutzt werden kann. Der selbst erzeugte Strom kann im Verbund des Gesamtsystems:

  • • direkt im eigenen Netz verbraucht werden
  • • oder nur gespeichert werden
  • • oder parallel verbraucht und gespeichert werden
  • • aus dem Speicher (der Batterie) für das eigene Netz genutzt werden
The aim of the operation of a battery in the energy storage is preferably to maximize the own power consumption while minimizing the power consumption from the grid. Thus, it should be ensured that the largest possible proportion of, for example, self-generated solar power can also be used by itself. The self-generated electricity can be combined in the overall system:
  • • consumed directly in your own network
  • • or saved only
  • • or consumed and stored in parallel
  • • be used from the memory (the battery) for your own network

Ist die Batterie voll aufgeladen und noch immer überschüssiger Sonnenstrom vorhanden, wird er gezielt auf elektrische Geräte verteilt. Dies geschieht entweder automatisch oder manuell über sogenannte App's insbesondere per Smartphone oder Tablet über das Internet oder Datennetzwerke. Eine weitere Möglichkeit ist es, einen elektrischen Heizstab mit der Batterie zu verbinden.When the battery is fully charged and there is still excess solar energy present, it is deliberately distributed to electrical devices. This is done either automatically or manually via so-called App's in particular via smartphone or tablet via the Internet or data networks. Another option is to connect an electric heater to the battery.

Damit lässt sich überschüssiger Solarstrom für die Warmwassererzeugung nutzen, was zusätzlich Energiekosten spart. All das erhöht den Eigenverbrauch noch weiter und minimiert die Einspeisung von wertvollem Sonnenstrom ins Netz. Wenn überschüssige Energie vorhanden ist, was insbesondere bei größeren Photovoltaik-Anlagen der Fall sein kann, wird der Solarstrom gegen die gesetzliche Einspeisevergütung ins Netz eingespeist.This allows excess solar power to be used for hot water production, which also saves energy costs. All this increases self-consumption even further and minimizes the feed-in of valuable solar energy into the grid. If excess energy is present, which may be the case especially for larger photovoltaic systems, the solar power is fed into the grid against the legal feed-in tariff.

Eine lernfähige Steuerung sorgt für die optimale Nutzung des selbst erzeugten Stroms. Ist diese Steuerung im Gesamtsystem installiert, wird der voraussichtliche Strombedarf zu bestimmten Zeiten auf der Basis von erlernten individuellen Erfahrungswerten ermittelt und die Speichernutzung so geregelt, dass eine optimale Balance zwischen Eigenverbrauch, Speicherung und Netzeinspeisung gewährleistet ist. Zusätzlich sorgt ein optimiertes Batteriemanagement für eine Ladestrategie, die den Speicher so lädt, dass erst dann die Vollladung erreicht ist, wenn der Betrieb aus dem Speicher startet, nämlich in den Abendstunden. Wird zu bestimmten Tageszeiten mehr Strom erzeugt als zum Eigenverbrauch und zur Batterieladung benötigt, erfolgt eine automatische Einspeisung ins öffentliche Netz.An adaptive controller ensures the optimal use of self-generated electricity. If this control system is installed in the overall system, the anticipated power demand is determined at specific times on the basis of learned individual empirical values and the memory usage is regulated in such a way that an optimal balance between self-consumption, storage and grid feed-in is guaranteed. In addition, optimized battery management provides a charging strategy that charges the memory so that full charge is not reached until operation starts from memory, namely in the evenings. If more power is generated at certain times of the day than required for self-consumption and for battery charging, an automatic feed-in to the public grid takes place.

Übersichtliche Grafiken und Statistiken zeigen den Verbrauch, die Erzeugung und den Speicherstatus für jeden beliebigen Zeitpunkt an. Die Nutzer können mit beliebigen Endgeräten mit Internetanbindung zu jeder Zeit und an jedem Ort sämtliche Daten Ihres Haushalts in Echtzeit beobachten. Diagramme zeigen ggf. auch, wie hoch der Eigenverbrauch gerade ist und wie viel Strom noch vom Netz bezogen werden muss.Clear graphs and statistics show consumption, generation, and memory status for any given time. Users can view all of their household's data in real time at any time, anywhere using any Internet-connected device. If necessary, diagrams also show how much self-consumption is currently and how much electricity has to be drawn from the grid.

Speichersysteme zur Speicherung elektrischer Energie bestehen aus folgenden Komponenten, welche in einem Gehäuse als Baugruppe vereint sind:

  • – Batteriemodule mit einer festgelegten Speicherkapazität
  • – einer Leistungselektronik, die über einen Leiterstrang mit einer Anschlusseinheit zum Netzspannungs-Anschluss eines elektrischen Gebäudeversorgungsnetzes und/oder eines externen Energieversorgers verschaltet ist, wobei die Anschlusseinheit Netzanschlussbereiche für die Netzspannungs-Anschlüsse aufweist,
  • – eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung des angeschlossenen Speichersystems
Storage systems for storing electrical energy consist of the following components, which are combined in a housing as an assembly:
  • - Battery modules with a fixed storage capacity
  • A power electronics, which is connected via a conductor strand with a connection unit to the mains voltage connection of an electrical building supply network and / or an external energy supplier, wherein the connection unit has power connection areas for the mains voltage connections,
  • - A control device for controlling the connected storage system

Die DE 20 2013 011 937 U1 schlägt dazu vor, die Anschlusseinheit beweglich in oder am Gehäuse anzuordnen und dass der Leiterstrang eine solche Länge aufweist und derart im und/oder am Gehäuse angeordnet ist, dass sich die bewegliche Anschlusseinheit in eine oder in mehrere Montagepositionen bringen lässt, wobei in der Montageposition oder in den Montagepositionen die Netzanschlussbereiche in einem Abstand von mehr als 5 cm zu umgebenden Strukturen des Speichersystems zu liegen kommen.The DE 20 2013 011 937 U1 proposes to arrange the terminal unit movable in or on the housing and that the conductor strand has such a length and is arranged in and / or on the housing, that can bring the movable terminal unit in one or more mounting positions, wherein in the mounting position or In the assembly positions, the power connection areas come to lie at a distance of more than 5 cm to surrounding structures of the storage system.

Die Anschlusseinheit ist über eine Halteeinrichtung im oder am Gehäuse lösbar fixiert. Ferner soll die Anschlusseinheit über Kabelhaltemittel für Netzkabel und vorkonfektionierte Anschlusselemente für den Netzspannungs-Anschluss des externen Energieversorgers, den Netzspannungs-Anschluss des elektrischen Gebäudeversorgungsnetzes und für den Anschluss eines Wechselrichters einer lokalen Energiequelle aufweisen.The connection unit is detachably fixed in or on the housing via a holding device. Furthermore, the connection unit should have cable holding means for power cables and pre-assembled connection elements for the mains voltage connection of the external power supplier, the mains voltage connection of the electrical building supply network and for the connection of an inverter of a local energy source.

Die Anschlusseinheit soll in Kastenform als Schublade oder Konsole aus dem Gehäuse sich heraus bewegen lassen.The connection unit should be able to move out of the housing in the form of a box as a drawer or console.

Die DE 10 2008 000 560 A1 beschreibt eine Ausführung netzunabhängiger Energiespeichereinheiten, die Batterien, Versorgungsschaltungen, Ladeschaltungen, eine Steuerung enthalten.The DE 10 2008 000 560 A1 describes an embodiment of off-grid energy storage units containing batteries, supply circuits, charging circuits, a controller.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie sowie deren Verwendung zur Speicherung und Verteilung von elektrischer Energie zu schaffen.It is an object of the invention to provide a storage and distribution arrangement for electrical energy and its use for the storage and distribution of electrical energy.

Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine neuartige Konfiguration einer Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie, Verfahren sowie deren Verwendung zur Speicherung und Verteilung von elektrischer Energie auch zur Vermeidung von jeglicher Gefahr bereit zu stellen.Therefore, the object of the present invention is to provide a novel configuration of a storage and distribution arrangement for electrical energy, methods and their use for the storage and distribution of electrical energy also to avoid any danger.

Die Aufgabe kann auch so breit verstanden werden, dass grundsätzlich eine neuartige Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie sowie deren Verwendung zur Speicherung und Verteilung von elektrischer Energie zu schaffen ist, die solchen Kriterien von Ergonomie, Montagefreundlichkeit, Versorgungssicherheit, Missbrauchs- und Betriebssicherheit (Hochvoltsystem-Sicherheit) in Kombination mit einer Plug and Play Lösung in Verfahrensschritten neu zu fassen ist, die den genannten Kriterien gerecht wird.The object can also be understood so broadly that in principle a novel storage and distribution arrangement for electrical energy and their use for storing and distributing electrical energy is to create that such criteria of ergonomics, ease of installation, security of supply, abuse and reliability (high-voltage system Security) in combination with a plug and play solution in procedural steps that meets the criteria mentioned.

Die Aufgabe wird nach Maßgabe der Ansprüche 1–3 gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen bezogen ausgeführt oder in der Beschreibung enthalten (vorläufige Prioritätsanmeldung). Die Ansprüche 4–5 lösen ein Verfahren. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen bezogen ausgeführt oder in der Beschreibung enthalten (vorläufige Prioritätsanmeldung). Die Ansprüche 6–7 stecken eine Verwendung der Erfindung ab. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen bezogen ausgeführt oder in der Beschreibung enthalten (vorläufige Prioritätsanmeldung).The object is achieved in accordance with the claims 1-3, advantageous developments are based on the dependent claims or included in the description (provisional priority application). Claims 4-5 solve a method. Advantageous developments are set forth in the dependent claims or included in the description (provisional priority application). The claims 6-7 are a use of the invention. Advantageous developments are set forth in the dependent claims or included in the description (provisional priority application).

Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung kann in einem Speichersystem für private Anwender gesehen werden, eine sogenannte Heimspeicherlösung für Sonnenstrom im Besonderen.An advantageous embodiment of the invention can be seen in a storage system for home users, a so-called home storage solution for solar power in particular.

Dabei ist das Gehäuse, welches vorzüglich für eine direkte Wandmontage ausgelegt ist, extrem robust ausgelegt, vorzüglich durch Leichtbauweise. So kann nach einer bevorzugten Ausführung das Gehäuse nur aus Kunststoff bestehen, gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung aus regenerativem, nachwachsenden Materialien und/oder Recyclingmaterialien, zumindest in Teilen und grundsätzlich in beliebiger Kombination.The housing, which is designed especially for direct wall mounting, designed extremely robust, especially by lightweight construction. Thus, according to a preferred embodiment, the housing consists only of plastic, according to another preferred embodiment of regenerative, renewable materials and / or recycled materials, at least in parts and in principle in any combination.

Die 2 zeigt beispielhaft den Gehäuseaufbau.The 2 shows an example of the housing structure.

Die Auslegung sichert eine sehr einfache Aufbauweise, weil die Anordnung eine leichte Moduleinhängung und Anordnung ermöglicht, diese vorzüglich per einfacher „plug and play” Verbindung, die vorzüglich durch Ihre Passform sichert, dass nur die vorgesehenen Komponenten modular zusammenschaltbar sind.The design ensures a very simple structure, because the arrangement allows for easy module hitching and arrangement, this excellent by a simple "plug and play" connection, which ensures excellent by your fit that only the intended components are modular interconnectable.

Darüber hinaus sichert vorzugsweise und optional eim Verpolschutz eine Verschaltung, die dem sicheren Betrieb dient.In addition, preferably and optionally ensures reverse polarity protection an interconnection, which serves the safe operation.

Die Moduleinhängung, deren Befestigung oder -aufnahme wird unten auch weiter beschrieben. Bevorzugt werden die Module durch einfachen Steckmechanismus in Schlüssellöcher, im erfinderischen Sinne passende Öffnungen Aufnehmen oder dergleichen für die Module, eingehangen.The module mounting, its attachment or reception will be further described below. The modules are preferred by simple plug-in mechanism in keyholes, in the inventive Meaning appropriate openings picking or the like for the modules, mounted.

Bevorzugt ist Korpus und Deckel im Tiefzieh-, LFI-, PU-Schaum- oder Spritzguss-Verfahren herstellbar. Bevorzugt werden beim Spritzguss die Halter mit angearbeitet, so dass vorteilhaft ein weiterer Schritt, etwa das Einkleben von Halterungen.Preferably, the body and lid in the deep drawing, LFI, PU foam or injection molding process can be produced. During injection molding, the holders are preferably worked with, so that advantageously a further step, for example the gluing of holders.

Eine bevorzugte Ausführung zeigt gemäß der 2 den Gehäusedeckel in seiner Rückseite, die Gehäuseinnenseite mit den sich verjüngenden Aufnahmeöffnungen für die Module und den Wandhalter.A preferred embodiment shows according to the 2 the housing cover in its back, the inside of the housing with the tapered receiving openings for the modules and the wall bracket.

Die Befestigung erfolgt bevorzugt über Wandhalter und Sicherungselemente, die vorzüglich aus einer Schraubverbindung bestehen können. Jedoch ist jedwede mögliche Form einer Befestigung von zumindest einem Modul, Wandhalter und oder Sicherungselement auf die Erfindung anwendbar, solange der Zwecke der Halterung und Sicherung gegeben ist. Vorzugsweise kann die Befestigung auch über Brücken, Gefache jeglicher Art, Aufnahmen, Winkel und dergleichen oder Regale, Rahmen, Kisten, Beförderungselemente erfolgen.The attachment is preferably via wall bracket and securing elements, which may consist of a screw preferably. However, any possible form of attachment of at least one module, wall holder, and / or fuse element is applicable to the invention as long as it is for the purpose of mounting and securing. Preferably, the attachment can also be done on bridges, compartments of any kind, recordings, angles and the like or shelves, frames, boxes, transport elements.

Das erfinderische System Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie ist bevorzugt sowohl bezogen auf das singuläre Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie als auch auf zusätzliche Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie bevorzugt modular anordenbar sowie betreibbar. Dies hat den Vorteil einer besonders einfachen Nachrüstbarkeit und Installation sowie Wartung. Über Steckkontakte können alle Schnittstellen energetischer wie kommunikativer Natur leicht angeschlossen und betrieben werden.The inventive system storage and distribution arrangement for electrical energy is preferably both based on the singular storage and distribution arrangement for electrical energy as well as additional storage and distribution arrangement for electrical energy preferably modularly arranged and operable. This has the advantage of a particularly easy retrofitting and installation and maintenance. Through plug contacts all interfaces of energetic and communicative nature can be easily connected and operated.

Die Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie ist bevorzugt ein vollständig autonom arbeitendes Speichersystem für elektrische Energie aus Photovoltaik mit neuartiger Anordnung und Funktion. Das Grundprinzip seines Energiemanagements basiert darauf, dass es aus der Perspektive jedes Solarwechselrichters die aus den angeschlossenen PV-Modulen bezogene Leistung variieren kann. Dies bevorzugt völlig ohne mit dem Wechselrichter kommunizieren zu müssen und tatsächlich unabhängig von der solaren Einstrahlung.The storage and distribution arrangement for electrical energy is preferably a fully autonomous storage system for electrical energy from photovoltaic with a novel arrangement and function. The basic principle of its energy management is based on the fact that, from the perspective of every solar inverter, the power drawn from the connected PV modules can vary. This prefers completely without having to communicate with the inverter and actually independent of the solar irradiation.

Dabei kann bevorzugt die Leistung, die der Wechselrichter anscheinend aus der Anlage bezieht und oder einspeist, beliebig kleiner, größer oder identisch groß sein wie die zum selben Zeitpunkt von der Anlage tatsächlich erzeugte Leistung.In this case, the power which the inverter apparently draws from the installation and / or feeds in may be arbitrarily smaller, larger or identical in size to the power actually generated by the installation at the same time.

In einer bevorzugten Ausführung beobachtet das System lediglich die PV-Erzeugung und Funktion des Wechselrichters, ohne selbst dabei in die Energieerzeugung einzugreifen oder nennenswert selbst Energie zu verbrauchen.In a preferred embodiment, the system merely monitors the PV production and function of the inverter without itself intervening in the generation of energy or appreciably consuming its own energy.

Das System zweigt in einer weiteren bevorzugten Ausführung einen kontinuierlich durchstimmbaren Anteil der PV-Leistung ab und nutzt diesen zum Laden zumindest einer Batterie. Aus Perspektive des Wechselrichters ist ein besonderer Solarzyklusabschnitt, mit überziehenden Wolken am Himmel, gegeben. Mittels Algorithmen wird bevorzugt verhindert, dass der Wechselrichter sich abschaltet.In a further preferred embodiment, the system branches off a continuously variable component of the PV power and uses it to charge at least one battery. From the perspective of the inverter, there is a special solar cycle section, with clouds covering the sky. By means of algorithms is preferably prevented that the inverter shuts down.

In einer bevorzugten Ausführung fügt das System der PV Leistung eine kontinuierlich durchstimmbare Leistung hinzu und entlädt dabei die Batterie. Aus der Perspektive des Wechselrichters scheint die Sonne heller. Dieser Mode bzw. Schritt wird insbesondere dann angewandt, wenn keine Sonne scheint, vorzüglich bei PV Leistung Null. Bevorzugt wird der Wechselrichter über die Funktion des Wiedereinschaltens „black starts” zuverlässig wieder gestartet, falls dieser sich in einer möglichen Ausnahmesituation abgeschaltet haben sollte.In a preferred embodiment, the system adds a continuously tunable power to the PV power, discharging the battery. From the perspective of the inverter, the sun shines brighter. This mode or step is used in particular when no sun is shining, especially at PV power zero. Preferably, the inverter is reliably restarted via the function of restarting "black starts", if this should have turned off in a possible exceptional situation.

Ein bevorzugter Leistungssensor, der im Haushalt oder auf der Nutzerseite am Anschlusspunkt zum Netzbetreiber eingeschleift wird, sorgt über eine extrem schnelle Rückkopplung im ms-Bereich für eine Regelung des Leistungsbezugs des Haushalts auf den bevorzugten Wert Null, wann immer die zulässigen Betriebsparameter der Batterie und der Leistungselektronik dies erlauben.A preferred power sensor, which is connected in the household or on the user side at the connection point to the network operator, provides an extremely fast feedback in the ms range for controlling the power draw of the household to the preferred value zero, whenever the permissible operating parameters of the battery and the Power electronics allow this.

Vorzugsweise und auch wie vor- oder nachstehend ist die Erfindung am Beispiel von Lithiumbatterien und deren Modulen beschrieben. Lithiumbatterien sind Energiespeicher, wie ionische Systeme oder Batterien schlechthin, deren Definitionen und Klassifizierungen man insbesondere dem Prüfhandbuch UN 38.3, Tests und Kriterien, entnehmen und die Erfindung daraufhin anwenden kann. Typendefinitionen ergeben sich auch aus dem Batteriegesetz und den zugehörigen Bestimmungen, vorzugsweise kann die Erfindung auf alle Typen angewandt werden. Hier sind im Folgenden für diese Erfindung Batterien vorzugsweise auch als Energiesysteme oder Energiespeicher bzw. Stromspeicher esp. – wandler oder Erzeuger oder Netz- und Verteileinrichtungen, auch wie folgt, definiert. Dabei kann es sich um Komponenten wie Zellen oder Module, Batterien, Batteriebaugruppen und dergleichen, auch Brennstoffzellen, andere Erzeugnisse, Bauarten oder Derivate handeln.Preferably and also as above or below, the invention is described using the example of lithium batteries and their modules. Lithium batteries are energy storage devices, such as ionic systems or batteries, whose definitions and classifications can be found in particular in the test manual UN 38.3, Tests and Criteria, and can then apply the invention. Type definitions also result from the battery law and the associated provisions, preferably, the invention can be applied to all types. In the following, batteries for this invention are preferably also as energy systems or energy storage or energy storage esp. - converter or generator or network and distribution equipment, also defined as follows. These may be components such as cells or modules, batteries, battery assemblies and the like, including fuel cells, other products, types or derivatives.

Lithium Ionen- oder Batterie ist dabei ein Sammelbegriff für die Vielzahl diverser sekundärer Batteriesysteme. Lithiumbatterien oder Batterien können auch als primäre Variante (nicht wieder aufladbar) oder als Kapazität eingesetzt werden. Es gibt eine Fülle möglicher Kombinationen von Anoden, Elektrolyt und Kathodenmaterialien und Design-in Varianten. Lithium ist quasi als Linksaußen das leichteste Metall im Periodensystem (Atommasse M = 6,941 g/mol; Dichte 0,53 g/cm3) und steht am negativen Ende der elektrochemischen Spannungsreihe (–3,04 VH). Die daraus resultierende hohe theoretische Kapazität von 3860 Ah/kg und die in Kombination mit verschiedenen Kathodenmaterialien realisierbaren hohen Zellspannungen machen es zum idealen Anodenmaterial.Lithium ion or battery is a collective term for the variety of various secondary battery systems. Lithium batteries or batteries can also be used as a primary (non-rechargeable) or capacity option. There is a wealth of possible combinations of anodes, electrolyte and cathode materials and Design in variants. Lithium is the leftmost light metal in the periodic table (atomic mass M = 6.941 g / mol, density 0.53 g / cm 3 ) and is at the negative end of the electrochemical series (-3.04 VH). The resulting high theoretical capacity of 3860 Ah / kg and the high cell voltages that can be achieved in combination with various cathode materials make it the ideal anode material.

Man bezeichnet diese Batterien gemeinhin auch als elektrochemische Vorrichtungen, meist sind diese mit einer Management- und Schutzelektronik ausgestattet, wobei eine vorteilhafte Konfiguration eine serielles String-BMS (= Bqatteriemanagementsystem) mit einer übergeordneten Batteriebaugruppenmanagementsystemeinrichfung (BMMS) kombiniert oder autark abgebildet werden kann.These batteries are commonly referred to as electrochemical devices, most of them are equipped with management and protection electronics, with an advantageous configuration, a serial string BMS (= Bqatteriemanagementsystem) with a superordinate Batteriebaugruppenmanagementsystemeinrichfung (BMMS) combined or can be autonomously mapped.

Das Funktionsprinzip dieser ionischen Batterien basiert vorzugsweise auf der Interkalation. Der Begriff der Interkalation wird in unterschiedlicher und oft missverständlicher Weise gebraucht. Im weiteren Sinne des Wortes ist eine Interkalation die Einlagerung einer beweglichen Gastspezies in ein Wirtsgitter ohne Zerstörung des Bauprinzips der Wirtssubstanz.The operating principle of these ionic batteries is preferably based on the intercalation. The concept of intercalation is used in different and often misleading ways. In the wider sense of the word, an intercalation is the incorporation of a mobile guest species into a host lattice without destroying the building principle of the host substance.

Die Wirtsgitter weisen dabei z. B. Schicht-, Röhren- oder Käfigstrukturen auf, in denen die Gäste in 1-, 2- oder 3-dimensionaler Anordnung (häufig unter Quellung) eingelagert werden können. Vielfach wird der Begriff ”Interkalieren” (= ”dazwischenschieben” nur für 2-dimensionale Wirte verwendet. Die Interkalation von Ionen (Anionen bzw. Kationen) ist mit einer Oxidation bzw. Reduktion des Wirtsgitters verbunden. Bei einer elektrochemischen Interkalation wird ein elektronisch leitender Wirt als Elektrode in einem Elektrolyten anodisch oder kathodisch polarisiert, wodurch Anionen bzw. Kationen (eventuell solvatisiert) aus dem Elektrolyten in das Wirtsgitter übertreten.The host lattice have z. As layer, tube or cage structures in which the guests in 1, 2 or 3-dimensional arrangement (often swelling) can be stored. In many cases, the term "intercalation" is used only for 2-dimensional hosts The intercalation of ions (anions or cations) is associated with an oxidation or reduction of the host lattice, which becomes an electronically conducting host during an electrochemical intercalation as an electrode in an electrolyte anodically or cathodically polarized, whereby anions or cations (possibly solvated) from the electrolyte into the host lattice.

Auch in anderen, schon lange Zeit bekannten galvanischen Elementen, z. B. dem Zn/MnO2-Element und dem Bleiakkumulator, verläuft die Reduktion der kathodischen Oxide über die Einlagerung eines Protons (H+) in MnO2 bzw. PbO2.Also in other, for a long time known galvanic elements, eg. As the Zn / MnO2 element and the lead-acid battery, the reduction of the cathodic oxides proceeds via the incorporation of a proton (H +) in MnO2 or PbO2.

Die hochreaktiven Elektroden in Li-Ionen Batterien sind nur kinetisch, d. h. durch „passivierende” Oberflächenfilme, gegen eine plötzliche Reaktion mit dem organischen, leicht entflammbaren Elektrolyten geschützt. So sollte auf jeden Fall ein Betriebszustand der Lithium-Ionen-Zelle vermieden werden, der ein plötzliches Aufbrechen der Filme begünstigt, also z. B. eine Überladung oder Überentladung. Der auf die H2- bzw. O2-Entwicklung beruhende chemische Überlade- und Überentladeschutz in wässrigen Elektrolyten kann nämlich in den nichtwässrigen Lithiumzellen nicht realisiert werden. Die Entladung und Ladung von Lithium-Ionen-Zellen muss elektronisch überwacht und geregelt werdenThe highly reactive electrodes in Li-ion batteries are only kinetics, i. H. Protected by "passivating" surface films, against a sudden reaction with the organic, easily inflammable electrolyte. Thus, in any case, an operating state of the lithium-ion cell should be avoided, which promotes a sudden breakup of the films, so z. As an overload or over-discharge. Namely, the chemical overcharge and overdischarge protection in aqueous electrolytes based on H2 or O2 development can not be realized in the non-aqueous lithium cells. The discharge and charge of lithium-ion cells must be electronically monitored and regulated

Erfinderisch vorteilhaft sind Leistungselemente wie Batterien oder Kondensatoren und auch Hochvoltzellbatteriestromspeichersysteme der Lithium-Ionen oder Li-Metall, Li-Luft-Typen einsetzbar. Statt einem Lithium System kann auch etwa eine Schwefelbatterie oder beispielsweise auch eine Magnesiumbatterie und dergleichen vorzüglich verwendet werden. Vorzugsweise kann für eine Luftbatterie eine Batterieanordnung mit einer zusätzlichen Dichtmembran oder -Beschichtung angeordnet sein. Ein Luftbatteriesystem nutzt dann optional Sauerstoff aus der Luft als Gegenelektrode.Advantageously, power elements such as batteries or capacitors and also high-voltage cell battery current storage systems of lithium-ion or Li-metal, Li-air types can be used in an advantageous manner. Instead of a lithium system, about a sulfur battery or, for example, a magnesium battery and the like can be used excellently. Preferably, a battery assembly with an additional sealing membrane or coating can be arranged for an air battery. An air battery system then optionally uses oxygen from the air as the counter electrode.

Ein Stromspeicher, eine bevorzugte Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie im Sinne der vorliegenden Erfindung kann auf unterschiedliche Art und Weise elektrische Energie aus ein oder mehrerer Stromquellen aufnehmen und zurückgeben oder für andere Zwecke oder Verbraucher liefern, auspuffern oder ein Netz stabilisieren und dergleichen.A power storage, a preferred storage and distribution arrangement for electrical energy in the sense of the present invention can in different ways receive and return electrical energy from one or more power sources or deliver it for other purposes or consumers, buffer or stabilize a network and the like.

Eine erfindungsgemäßes Speicher- und Verteilsystem, insbesondere für den stationären Einsatz insbesondere in einem Gebäude, ist dafür vorgesehen, einen oder mehrere Verbraucher zumindest zeitweise mit einer elektrischen Leistung zu versorgen oder im parallelen Betrieb zu agieren. Es wird im Folgenden in weiteren Ausbildungen und Weiterbildungen, also mit deren Hilfe, weiter detailliert beschrieben werden.An inventive storage and distribution system, in particular for stationary use, in particular in a building, is intended to provide one or more consumers at least temporarily with an electrical power or to act in parallel operation. It will be described in more detail below in further training and developments, so with the help.

Das Speicher- und Verteilsystem weist eine erste Anzahl NBat > 2 von Batteriemodulen auf. Dazu mindestens eine Control – Einheit. Diese Batteriemodule weisen je zumindest eine, vorzugsweise wiederaufladbare, elektrochemische Zelle auf. Die Anzahl NBat ist so zu bemessen, dass damit unter Berücksichtigung der jeweiligen Leistung jedes Batteriemoduls eine elektrische Gesamtleistung an die Verbraucher leitbar ist, welche maximal gleich dieser Leistung ist.The storage and distribution system has a first number N Bat > 2 of battery modules. At least one control unit. These battery modules each have at least one, preferably rechargeable, electrochemical cell. The number N Bat is to be dimensioned so that, taking into account the respective power of each battery module, a total electrical power can be conducted to the consumers which is at most equal to this power.

Das Speicher- und Verteilsystem weist zumindest eine Batteriemodul-Überwachungseinrichtung, kurz Überwachungseinrichtung oder Control-Einheit, auf, welche zumindest einen physikalischen Parameter überwacht. Durch den physikalischen Parameter sind zumindest zwei verschiedene Betriebszustände eines Batteriemoduls erfassbar.The storage and distribution system has at least one battery module monitoring device, in short monitoring device or control unit, which monitors at least one physical parameter. At least two different operating states of a battery module can be detected by the physical parameter.

Das Speicher- und Verteilsystem weist zumindest eine elektrische Verbindungseinrichtung auf. Diese elektrische Verbindungseinrichtung dient dazu, elektrisch mit einem oder mehreren Verbrauchern zu verbinden.The storage and distribution system has at least one electrical connection device. This electrical connection device serves to electrically connect to one or more consumers.

Das Speicher- und Verteilsystem weist vorzugsweise zumindest eine elektrische Schalteinrichtung auf. Durch diese elektrische Schalteinrichtung sind diese Batteriemodule in Reihen- und/oder Parallelschaltung mit dieser elektrischen Verbindungseinrichtung verbindbar. Diese elektrische Schalteinrichtung ist so gestaltet, dass jedes Batteriemodul elektrisch gegenüber den anderen Batteriemodulen und/oder der elektrischen Verbindungseinrichtung isolierbar ist, wenn diese Überwachungseinrichtung erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul erfasste physikalische Parameter außerhalb eines insbesondere für dieser physikalischen Parameter vorgegebenen Bereiches ist. The storage and distribution system preferably has at least one electrical switching device. By this electrical switching device, these battery modules are connected in series and / or parallel connection with this electrical connection means. This electrical switching device is designed such that each battery module can be electrically insulated from the other battery modules and / or the electrical connection device, if this monitoring device recognizes that this is at least one physical parameter detected for each battery module outside of a predetermined particular for this physical parameter range.

Produktaufbau – ModularitätProduct structure - modularity

Die 5 zeigt schematisch den modularen Aufbau in einer zu bevorzugenden Ausführung. Darin sind zwei erfindungsgemäße Speicher- und Verteilanordnungen abzuleiten. Eine erste Speicher- und Verteilanordnung beinhaltet im Unterschied zur weiteren die Control-Einheit. Weitergehend ist zumindest ein Batteriemodul angeordnet, vorzugsweise zwei. Die Anordnung wäre bei bevorzugter Modulkapazität von 2,2 KWh nominal jeweils kapazitätsseitig erweiterbar um 2,2 KWh.The 5 schematically shows the modular structure in a preferred embodiment. Therein two storage and distribution arrangements according to the invention are derived. A first storage and distribution arrangement includes, unlike the other, the control unit. Further, at least one battery module is arranged, preferably two. With a preferred module capacity of 2.2 kWh nominal, the arrangement would be expandable on the capacity side by 2.2 kWh in each case.

Wenn eines der Batteriemodule der Energieversorgungsvorrichtung ausfällt, sei es durch einen Defekt des Batteriemoduls oder dadurch, dass ein für das Batteriemodul erfasster physikalische Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist, kann dieses Batteriemodul gegenüber den anderen Batteriemodulen und/oder gegenüber der elektrischen Verbindungseinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführung isoliert werden. Dieses isolierte Batteriemodul kann und braucht an den zumindest einen Verbraucher keine Energie bzw. keinen elektrischen Strom mehr abzugeben.If one of the battery modules of the power supply device fails, either as a result of a defect in the battery module or because a physical parameter detected for the battery module is out of a predetermined range, that battery module may face the other battery modules and / or the electrical connection device according to a preferred embodiment be isolated. This insulated battery module can and does not need to deliver any energy or electrical power to the at least one consumer.

Vorzugsweise weist die Energieversorgungsvorrichtung eine Überbrückungseinrichtung auf. Die Überbrückungseinrichtung dient dazu, ein insbesondere isoliertes Batteriemodul elektrisch zu überbrücken, vorzugsweise wenn das isolierte Batteriemodul Teil einer Reihenschaltung aus zumindest zwei dieser Batteriemodule ist. Selbst wenn eines dieser Batteriemodule ausfällt ist die Reihenschaltung unverändert zur Abgabe von Energie befähigt. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil erhöhter Verfügbarkeit.The energy supply device preferably has a bridging device. The bridging device is used to electrically bridge a particular insulated battery module, preferably when the insulated battery module is part of a series circuit of at least two of these battery modules. Even if one of these battery modules fails, the series connection is still capable of delivering energy. This preferred embodiment offers the advantage of increased availability.

Unter einem Verbraucher im Sinne der Erfindung ist eine von der Energieversorgungsvorrichtung unabhängige Einrichtung zu verstehen, welche zumindest zeitweise Leistung aus dieser Energieversorgungsvorrichtung aufnimmt.Under a consumer in the context of the invention is a device independent of the power supply device to understand, which at least temporarily receives power from this power supply device.

Unter der elektrischen Gesamtleistung [kW] im Sinne der Erfindung ist die elektrische Leistung zu verstehen, welche insbesondere zeitgleich von einem oder mehreren dieser Verbraucher aus der Energieversorgungsvorrichtung aufgenommen werden kann (Leistungsbedarf).For the purposes of the invention, the total electrical power [kW] is to be understood as meaning the electrical power which can be taken up at the same time by one or more of these consumers from the power supply device (power requirement).

Unter einem Batteriemodul im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere zum Speichern von Energie dient, welche insbesondere zur Abgabe von Energie dient. Dazu weist das Batteriemodul eine, zwei oder mehrere, vorzugsweise wiederaufladbare, elektrochemische Zellen auf. Diese elektrochemische Zelle ist ausgestaltet, chemische Energie zu speichern, chemische Energie in elektrische Energie zu wandeln und zumindest zeitweise elektrische Energie abzugeben. Vorzugsweise ist diese elektrochemische Zelle ausgestaltet, elektrische Energie aufzunehmen und in chemische Energie zu wandeln. Vorzugsweise sind zumindest zwei dieser Zellen in Reihe oder parallel geschaltet. Vorzugsweise weist das Batteriemodul zwei Modulanschlüsse unterschiedlicher Polarität auf, an welchen zumindest zeitweise die Spannung der verschalteten Zellen anliegt. Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung sind zumindest zwei dieser Zellen in Reihe geschaltet. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Summenspannung der verschalteten Zellen erhöht ist.A battery module in the sense of the invention is to be understood as meaning a device which in particular serves for storing energy, which serves in particular for the release of energy. For this purpose, the battery module has one, two or more, preferably rechargeable, electrochemical cells. This electrochemical cell is designed to store chemical energy, convert chemical energy into electrical energy and at least temporarily deliver electrical energy. Preferably, this electrochemical cell is configured to receive electrical energy and to convert it into chemical energy. Preferably, at least two of these cells are connected in series or in parallel. Preferably, the battery module has two module connections of different polarity, to which at least temporarily the voltage of the interconnected cells is applied. According to a first preferred embodiment, at least two of these cells are connected in series. This preferred embodiment has the advantage that the sum voltage of the interconnected cells is increased.

Ein Betriebszustand eines dieser Batteriemodule im Sinne der Erfindung ist gekennzeichnet durch zumindest einen oder mehrere physikalische Parameter des Batteriemoduls bzw. einer der Zellen des Batteriemoduls, insbesondere eine vorbestimmte Kombination aus zumindest zwei oder mehrerer dieser physikalischen Parameter. Vorzugsweise kann zwischen einem Versorgungszustand eines dieser Batteriemodule und einem Ausfallzustand unterschieden werden, wobei im Ausfallzustand mit dem Batteriemodul insbesondere keine elektrische Energie ausgetauscht werden sollte. Insbesondere wenn die Überwachungseinrichtung erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul erfasste physikalische Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist, geht die Überwachungseinrichtung von einem Ausfallzustand des zugehörigen Batteriemoduls aus. Insbesondere wenn die Überwachungseinrichtung erkennt, dass die Temperatur eines dieser Batteriemodule zumindest während eines ersten Zeitintervalls eine vorbestimmte Temperatur überschreitet, dann geht die Überwachungseinrichtung von einem Ausfallzustand des Batteriemoduls aus.An operating state of one of these battery modules according to the invention is characterized by at least one or more physical parameters of the battery module or one of the cells of the battery module, in particular a predetermined combination of at least two or more of these physical parameters. Preferably, a distinction can be made between a supply state of one of these battery modules and a failure state, wherein in the state of failure, in particular, no electrical energy should be exchanged with the battery module. In particular, when the monitoring device detects that this is at least one physical parameter detected for each battery module outside a predetermined range, the monitoring device assumes a failure state of the associated battery module. In particular, if the monitoring device detects that the temperature of one of these battery modules exceeds a predetermined temperature, at least during a first time interval, then the monitoring device assumes a failure state of the battery module.

Unter einer Batteriemodul-Überwachungseinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere der Überwachung zumindest eines physikalischen Parameters dient. Durch diesen physikalischen Parameter sind zumindest zwei verschiedene Betriebszustände eines dieser Batteriemodule erfassbar. Vorzugsweise ist mittels dieses physikalischen Parameters der Versorgungszustand eines dieser Batteriemodule vom Ausfallzustand unterscheidbar. Vorzugsweise ist die Batteriemodul Überwachungseinrichtung als elektronische Baugruppe, besonders bevorzugt als anwendungsspezifische integrierte Schaltung oder speicherprogrammierbare Steuerung ausgebildet. Die Batteriemodul-Überwachungseinrichtung ist vorzugsweise ausgestaltet, zumindest ein Schaltelement einer dieser elektrischen Schalteinrichtungen zu betätigen. Unter einem physikalischen Parameter im Sinne der Erfindung ist eine Kenngröße bzw. charakteristische Eigenschaft eines der Batteriemodule bzw. einer der Zellen zu verstehen, welche insbesondere

  • • einen Rückschluss auf einen Versorgungszustand des Batteriemoduls bzw. der Zelle ermöglicht, und/oder
  • • einen Rückschluss auf einen Ausfallzustand des Batteriemoduls bzw. der Zelle möglich, und/oder
  • • durch eine Messeinrichtung feststellbar ist, wobei die Messeinrichtung zumindest zeitweise ein Signal zur Verfügung stellen kann, vorzugsweise eine elektrische Spannung oder einen elektrischen Strom, und/oder
  • • von einer Steuereinrichtung, insbesondere der Batteriemodul-Überwachungseinrichtung, verarbeitet werden kann, insbesondere mit einem Zielwert verknüpft werden kann, insbesondere mit einem anderen der erfassten physikalischen Parameter verknüpft werden kann, und/oder
  • • Aufschluss ermöglicht über:
  • die elektrische Spannung des Batteriemoduls (Modulspannung), den dem Batteriemodul entnommenen elektrischen Strom (Modulstrom), den Übergangswiderstand innerhalb des Batteriemoduls, die Integrität des Batteriemoduls, den Ladezustand des Batteriemoduls, eine Temperatur des Batteriemoduls (Modultemperatur), einen Innendruck des Batteriemoduls (Moduldruck), das Vorliegen einer Fremdsubstanz insbesondere aus der Umgebung des Batteriemoduls, ein Vorliegen einer Substanz insbesondere einer der Zellen, insbesondere einen Austritt dieser Substanz, eine Zellspannung, einen Zellstrom, eine Zelltemperatur, einen Innendruck der Zelle, die Integrität einer der Zellen, das Freiwerden einer Substanz aus der Zelle, und/oder den Ladezustand, den Innenwiderstand einer der Zellen,
  • • eine Überführung des Batteriemoduls in einen anderen Betriebszustand nahe legen kann, insbesondere aus dem Versorgungszustand in den Ausfallzustand, einen Übergang des Batteriemoduls aus dem Versorgungszustand in dessen Ausfallzustand erkennen lässt.
A battery module monitoring device in the sense of the invention means a device which in particular serves to monitor at least one physical parameter. Through this physical parameter At least two different operating states of one of these battery modules can be detected. Preferably, the supply state of one of these battery modules can be distinguished from the failure state by means of this physical parameter. Preferably, the battery module monitoring device is designed as an electronic module, particularly preferably as an application-specific integrated circuit or programmable logic controller. The battery module monitoring device is preferably configured to actuate at least one switching element of one of these electrical switching devices. A physical parameter in the sense of the invention is to be understood as meaning a parameter or characteristic property of one of the battery modules or one of the cells, in particular
  • • allows a conclusion to a supply state of the battery module or the cell, and / or
  • • a conclusion on a failure state of the battery module or the cell possible, and / or
  • • can be detected by a measuring device, wherein the measuring device can at least temporarily provide a signal, preferably an electrical voltage or an electric current, and / or
  • • can be processed by a control device, in particular the battery module monitoring device, in particular can be linked to a target value, in particular can be linked to another of the detected physical parameters, and / or
  • • Digestion possible via:
  • the electrical voltage of the battery module (module voltage), the battery module removed electrical current (module current), the contact resistance within the battery module, the integrity of the battery module, the state of charge of the battery module, a temperature of the battery module (module temperature), an internal pressure of the battery module (module pressure) , the presence of a foreign substance, in particular from the surroundings of the battery module, the presence of a substance, in particular an exit of this substance, a cell voltage, a cell current, a cell temperature, an internal pressure of the cell, the integrity of one of the cells, the release of a cell Substance from the cell, and / or the state of charge, the internal resistance of one of the cells,
  • • can suggest a transfer of the battery module in another operating state, in particular from the supply state to the failure state, a transition of the battery module from the supply state can be detected in its failure state.

Unter einer elektrischen Verbindungseinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere der elektrischen Verbindung eines oder mehrerer dieser Batteriemodule mit einem oder mehreren dieser Verbraucher dient. Aus der Energieversorgungsvorrichtung kann zumindest zeitweise elektrische Leistung, insbesondere die erste Leistung durch die elektrische Verbindungseinrichtung an den oder die Verbraucher abgegeben werden. Vorzugsweise weist die elektrische Verbindungseinrichtung zumindest zwei elektrische Vorrichtungsanschlüsse unterschiedlicher elektrischer Polarität auf. Vorzugsweise sind die Batteriemodule der Energieversorgungsvorrichtung mit der elektrischen Verbindungseinrichtung mittels der elektrischen Schalteinrichtung verbindbar. Vorzugsweise sind die Versorgungsanschlüsse mit zumindest einem dieser Verbraucher verbindbar.An electrical connection device in the sense of the invention means a device which in particular serves for the electrical connection of one or more of these battery modules to one or more of these consumers. From the power supply device, at least temporarily electrical power, in particular the first power can be delivered by the electrical connection device to the consumer or consumers. Preferably, the electrical connection device has at least two electrical device connections of different electrical polarity. The battery modules of the energy supply device can preferably be connected to the electrical connection device by means of the electrical switching device. The supply connections can preferably be connected to at least one of these consumers.

Unter einer elektrischen Schalteinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere ausgestaltet ist zur trennbaren elektrischen Kontaktierung zumindest eines oder mehrerer dieser Batteriemodule, und/oder zur elektrischen Verschaltung der Batteriemodule untereinander in Reihen- und/oder Parallelschaltung, und/oder zur trennbaren elektrischen Verbindung der verschalteten Batteriemodule mit der elektrischen Verbindungseinrichtung, und/oder zumindest zeitweise elektrischen Strom zwischen der elektrischen Verbindungseinrichtung und zumindest einem dieser Batteriemodule zu leiten, und/oder zur Isolierung zumindest eines dieser Batteriemodule gegenüber den übrigen Batteriemodulen der Energieversorgungsvorrichtung, insbesondere wenn ein für eines dieser Batteriemodule erfasster physikalischer Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist, und/oder zur Isolierung zumindest eines dieser Batteriemodule gegenüber der elektrischen Verbindungseinrichtung, insbesondere wenn ein für eines dieser Batteriemodule erfasster physikalischer Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist.An electrical switching device in the sense of the invention is to be understood as meaning a device which is designed in particular for disconnectable electrical contacting of at least one or more of these battery modules, and / or for electrical connection of the battery modules to one another in series and / or parallel connection, and / or disconnectable electrical connection of the interconnected battery modules with the electrical connection device, and / or at least temporarily electrical current between the electrical connection device and at least one of these battery modules to conduct, and / or for the isolation of at least one of these battery modules compared to the other battery modules of the power supply device, in particular if a one of these battery modules detected physical parameter is outside a predetermined range, and / or for the isolation of at least one of these battery modules with respect to the electrical Verbindungseinrich tion, in particular if a detected for one of these battery modules physical parameter is outside a predetermined range.

Die elektrische Schalteinrichtung weist zumindest ein oder mehrere Modulanschlusselemente auf. Das Modulanschlusselement ist zur Kontaktierung eines dieser Modulanschlüsse ausgestaltet, vorzugsweise entsprechend einem Stecker oder einer Buchse.The electrical switching device has at least one or more module connection elements. The module connection element is designed for contacting one of these module connections, preferably corresponding to a plug or a socket.

Vorzugsweise weist die elektrische Schalteinrichtung zumindest eine Stromleiteinrichtung auf, vorzugsweise zwei Stromleiteinrichtungen unterschiedlicher Polarität. Diese Stromleiteinrichtungen dienen der Leitung elektrischen Stroms zwischen zwei dieser Batteriemodule oder zwischen einem dieser Batteriemodule und der elektrischen Verbindungseinrichtung.The electrical switching device preferably has at least one current conducting device, preferably two current conducting devices of different polarity. These Stromleiteinrichtungen serve to conduct electrical current between two of these battery modules or between one of these battery modules and the electrical connection means.

Vorzugsweise ist zumindest eine oder mehrere dieser Stromleiteinrichtungen als insbesondere metallische Stromschiene, Stromband oder Kabel ausgebildet.Preferably, at least one or more of these Stromleiteinrichtungen than in particular metallic busbar, current band or cable is formed.

Vorzugsweise ist zumindest eine dieser Stromleiteinrichtungen lösbar oder stoffschlüssig mit einem dieser Vorrichtungsanschlüsse verbindbar. Vorzugsweise weist zumindest eine dieser Stromleiteinrichtungen zumindest eines dieser Modulanschlusselemente auf, besonders bevorzugt zumindest eines dieser Modulanschlusselemente je anzuschließendem Batteriemodul.Preferably, at least one of these Stromleiteinrichtungen is releasably or cohesively connectable to one of these device connections. Preferably, at least one of these current conducting devices has at least one of these module connecting elements, particularly preferably at least one of these module connecting elements for each battery module to be connected.

Vorzugsweise weist die elektrische Schalteinrichtung zumindest ein oder mehrere Schaltelemente auf. Das Schaltelement ist insbesondere ausgestaltet zur trennbaren elektrischen Verbindung eines dieser Batteriemodule mit einer der Stromleiteinrichtungen, und/oder zur trennbaren elektrischen Verbindung einer dieser Stromleiteinrichtungen mit der elektrischen Verbindungseinrichtung, und/oder zur trennbaren elektrischen Verbindung eines dieser Modulanschlusselemente mit einer dieser Stromleiteinrichtungen.Preferably, the electrical switching device has at least one or more switching elements. The switching element is in particular designed for the separable electrical connection of one of these battery modules with one of the Stromleiteinrichtungen, and / or for the separable electrical connection of one of these Stromleiteinrichtungen with the electrical connection means, and / or for the separable electrical connection of one of these module connection elements with one of these Stromleiteinrichtungen.

Vorzugsweise ist das Schaltelement schaltbar zwischen eines dieser Batteriemodule und eine dieser Stromleiteinrichtungen, oder einen dieser Modulanschlüsse und eines dieser Modulanschlusselemente, oder eine dieser Stromleiteinrichtungen und diese elektrische Verbindungseinrichtung, oder zumindest mittelbar einen dieser Modulanschlüsse und einen dieser Vorrichtungsanschlüsse derselben Polarität, oder eine dieser Stromleiteinrichtungen und einen dieser Vorrichtungsanschlüsse.Preferably, the switching element is switchable between one of these battery modules and one of these Stromleiteinrichtungen, or one of these module connections and one of these module connection elements, or one of these Stromleiteinrichtungen and this electrical connection means, or at least indirectly one of these module connections and one of these device connections of the same polarity, or one of these Stromleiteinrichtungen and one of these device ports.

Vorzugsweise ist zumindest eines dieser Schaltelemente in eines dieser Modulanschlusselemente integriert. Vorzugsweise ist eines oder mehrere dieser Schaltelemente als steuerbarer Schalter, Schütz, Relais oder Thyristor ausgebildet.Preferably, at least one of these switching elements is integrated in one of these module connection elements. Preferably, one or more of these switching elements is designed as a controllable switch, contactor, relay or thyristor.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verpolschutzeinrichtung mit einer ersten Anformung an einem dieser Modulanschlusselemente und mit einer zweiten Anformung an einem dieser Modulanschlüsse ausgebildet, wobei dieses Modulanschlusselement und dieser Modulanschluss dieselbe Polarität aufweisen. Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist die Verpolschutzeinrichtung mit einem Vorsprung und einer an diesen Vorsprung angepassten Ausnehmung ausgebildet. Vorzugsweise ist der Vorsprung Teil der elektrischen Schalteinrichtung und die Ausnehmung Teil des Batteriemoduls oder umgekehrt.According to a preferred embodiment, the polarity reversal protection device is formed with a first molding on one of these module connection elements and with a second molding on one of these module connections, wherein this module connection element and this module connection have the same polarity. According to a second preferred embodiment, the polarity reversal protection device is formed with a projection and a recess adapted to this projection. Preferably, the projection is part of the electrical switching device and the recess part of the battery module or vice versa.

Der Vorsprung und die Ausnehmung sind so angeordnet, dass der Vorsprung nur bei korrekter Polung des Batteriemoduls in die Ausnehmung passt. Ansonsten verhindert der Vorsprung eine mechanische Verbindung von Modulanschlusselement und Modulanschluss.The projection and the recess are arranged so that the projection fits only with correct polarity of the battery module in the recess. Otherwise, the projection prevents a mechanical connection of module connection element and module connection.

Eine bevorzugte Weiterbildung der elektrischen Schalteinrichtung dient der Verbindung parallel geschalteter Batteriemodule mit der elektrischen Verbindungseinrichtung. Diese elektrische Schalteinrichtung weist zumindest eine oder zwei dieser Stromleiteinrichtungen auf. Zumindest eine oder zwei dieser Stromleiteinrichtungen sind vorzugsweise als Installationsschiene ausgebildet.A preferred development of the electrical switching device is used to connect parallel connected battery modules with the electrical connection device. This electrical switching device has at least one or two of these Stromleiteinrichtungen. At least one or two of these Stromleiteinrichtungen are preferably formed as an installation rail.

Die Stromleiteinrichtung oder Klemmleiste weist für jedes anzuschließende Batteriemodul je eines dieser Modulanschlusselemente auf. Vorzugsweise ist einer dieser Vorrichtungsanschlüsse mit dieser Stromleiteinrichtung mechanisch verbunden, vorzugsweise verschraubt, vernietet, verschweißt oder einstückig ausgebildet. Diese Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die mechanische Stabilität der elektrischen Schalteinrichtung erhöht ist. Diese Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Verschaltung zumindest zwei dieser Batteriemodule vereinfacht ist.The current conducting device or terminal strip has one of these module connecting elements for each battery module to be connected. Preferably, one of these device ports is mechanically connected to this Stromleiteinrichtung, preferably screwed, riveted, welded or integrally formed. This development offers the advantage that the mechanical stability of the electrical switching device is increased. This development offers the advantage that the interconnection is simplified at least two of these battery modules.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist die Überbrückungseinrichtung zwischen die zwei Modulanschlüsse unterschiedlicher Polarität des insbesondere isolierten Batteriemoduls geschaltet. Diese Überbrückungseinrichtung ist ausgestaltet, diese Modulanschlüsse kurzzuschließen.According to a first preferred embodiment, the bridging device is connected between the two module terminals of different polarity of the particular insulated battery module. This bridging device is designed to short-circuit these module connections.

Dazu weist die Überbrückungseinrichtung zumindest einen steuerbaren Schalter auf. Vorzugsweise weist Überbrückungseinrichtung einen Entladewiderstand auf, über welchen das Batteriemodul im isolierten Zustand zumindest teilweise entladen werden kann. Diese bevorzugte Ausführungsform bietet den Vorteil, dass zeitgleich mit der Überbrückung ein Strompfad zum Entladen des isolierten Batteriemoduls gebildet ist.For this purpose, the bridging device has at least one controllable switch. Bridging device preferably has a discharge resistor, via which the battery module in the isolated state can be at least partially discharged. This preferred embodiment has the advantage that a current path for discharging the insulated battery module is formed at the same time as the bridging.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Energieversorgungsvorrichtung eine Messeinrichtung auf. Die Messeinrichtung ist insbesondere ausgestaltet, zumindest einen oder mehrere dieser physikalischen Parameter zu erfassen.According to a preferred embodiment, the energy supply device has a measuring device. The measuring device is in particular designed to detect at least one or more of these physical parameters.

Die Messeinrichtung ist insbesondere ausgestaltet, zumindest einen oder mehrere Messwerte bereitzustellen, wobei dieser zumindest ein Messwert repräsentativ für den erfassten physikalischen Parameter ist. Vorzugsweise ist zumindest einer oder mehrere dieser Messwerte als eine vorbestimmte elektrische Spannung oder als ein vorbestimmter elektrischer Strom bereitstellbar.The measuring device is in particular configured to provide at least one or more measured values, wherein this at least one measured value is representative of the detected physical parameter. Preferably, at least one or more of these measurement values can be provided as a predetermined electrical voltage or as a predetermined electrical current.

Die Messeinrichtung weist zumindest einen, vorzugsweise mehrere Messfühler für insbesondere verschiedene dieser physikalischen Parameter auf. Vorzugsweise weist die Messeinrichtung mehrere dieser Messfühler auf, welche verschiedenen dieser Batteriemodule zugeordnet sind, besonders bevorzugt zur Erfassung eines dieser physikalischen Parameter zu einem dieser Batteriemodule oder zumindest einer von deren Zellen. Vorzugsweise ist die Messeinrichtung, insbesondere zumindest einer ihrer Messfühler, ausgestaltet, ein Oxidationsprodukt und/oder ein Rauchgas festzustellen.The measuring device has at least one, preferably a plurality of measuring sensors for, in particular, different of these physical parameters. Preferably, the measuring device has several this sensor, which are assigned to different of these battery modules, particularly preferably for detecting one of these physical parameters to one of these battery modules or at least one of their cells. The measuring device, in particular at least one of its measuring sensors, is preferably configured to detect an oxidation product and / or a flue gas.

Vorzugsweise weist die Messeinrichtung einen Fühlerumschalter auf, welcher mit mehreren dieser Messfühler signalverbunden ist und welcher dazu ausgestaltet ist, diese Messfühler insbesondere nacheinander anzusteuern und/oder abzufragen.Preferably, the measuring device has a sensor switch, which is signal-connected with a plurality of these sensors and which is designed to control these sensors in particular successively and / or interrogate.

Vorzugsweise weist die Messeinrichtung zumindest einen oder mehrere Messfühleranschlüsse auf, welche der Kontaktierung der verschiedenen Messfühler dienen. Besonders bevorzugt sind mehrere dieser Messfühleranschlüsse zu einem Vielpolanschluss vereint.Preferably, the measuring device has at least one or more probe connections, which serve for contacting the different measuring sensors. More preferably, several of these probe connections are combined to form a multipolar connection.

Vorzugsweise sind die erfassten Messwerte in einem Datenspeicher abspeicherbar, besonders bevorzugt jeweils mit einem Wert welcher repräsentativ für den Zeitpunkt der Erfassung des zugehörigen Messwertes ist. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass aus diesen Messwerten Erkenntnisse über den Betriebszustand des jeweiligen Batteriemoduls gewonnen werden können.Preferably, the detected measured values can be stored in a data memory, particularly preferably each with a value which is representative of the time of detection of the associated measured value. This preferred embodiment offers the advantage that knowledge about the operating state of the respective battery module can be obtained from these measured values.

Die Modulaufnahmeeinrichtung ist insbesondere ausgestaltet, zumindest eines oder mehrere dieser Batteriemodule insbesondere auswechselbar aufzunehmen, vorzugsweise sämtliche dieser Batteriemodule insbesondere auswechselbar aufzunehmen.The module receiving device is in particular configured to receive at least one or more of these battery modules, in particular interchangeably, preferably to receive all of these battery modules, in particular interchangeably.

Vorzugsweise ist diese elektrische Schalteinrichtung insbesondere zur Kontaktierung der Batteriemodule von der Modulaufnahmeeinrichtung gehalten. Wenn ein Batteriemodul von der Modulaufnahmeeinrichtung aufgenommen und mittels der elektrischen Schalteinrichtung kontaktiert ist, insbesondere mittels mehrerer dieser Modulanschlusselemente, dann ist der Austausch von Signalen und/oder von elektrischer Leistung bzw. elektrischer Energie mit diesem Batteriemodul möglich.Preferably, this electrical switching device is held in particular for contacting the battery modules of the module receiving device. If a battery module is received by the module receiving device and contacted by the electrical switching device, in particular by means of a plurality of these module connection elements, then the exchange of signals and / or electrical power or electrical energy with this battery module is possible.

Vorzugsweise weist die elektrische Schalteinrichtung, insbesondere deren Stromschienen, je Batteriemodul zwei Modulanschlusselemente für den Austausch von elektrischer Leistung bzw. elektrischer Energie mit diesem Batteriemodul auf. Vorzugsweise sind zumindest einige dieser Modulanschlusselemente miteinander elektrisch derart verbunden, sodass die von der Modulaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Batteriemodule miteinander in Reihe und/oder parallel verschaltet sind.Preferably, the electrical switching device, in particular its busbars, per battery module on two module connection elements for the exchange of electrical power or electrical energy with this battery module. Preferably, at least some of these module connection elements are electrically connected to one another in such a way that the battery modules accommodated by the module receiving device are interconnected in series and / or in parallel.

Vorzugsweise weist die Modulaufnahmeeinrichtung zumindest zwei oder mehrere Fächer für diese Batteriemodule auf.Preferably, the module receiving device has at least two or more compartments for these battery modules.

Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Gruppierung mehrerer dieser Batteriemodule vereinfacht ist.This preferred embodiment offers the advantage that the grouping of several of these battery modules is simplified.

Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung ist die Modulaufnahmeeinrichtung als Regal mit zumindest zwei oder mehreren Fächern für zumindest zwei oder mehrere dieser Batteriemodule ausgebildet, insbesondere mit übereinander angeordneten Fächern. Vorzugsweise weisen diese Fächer ausziehbare Stützflächen je für zumindest eines dieser Batteriemodule auf. Besonders bevorzugt sind diese Fächer entsprechend Schubladen ausgebildet. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Batteriemodule zum Wechsel leichter zugänglich sind.According to a first preferred development, the module receiving device is designed as a shelf with at least two or more compartments for at least two or more of these battery modules, in particular with compartments arranged one above the other. Preferably, these compartments each have extendable support surfaces for at least one of these battery modules. Particularly preferably, these compartments are designed according to drawers. This preferred development offers the advantage that the battery modules are easier to access for changing.

Gemäß einer zweiten bevorzugten Weiterbildung ist die Modulaufnahmeeinrichtung entsprechend einem Schaltschrank mit insbesondere übereinander angeordneten Fächern für mehrere dieser Batteriemodule ausgebildet. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die elektrische Schalteinrichtung gegen unbefugten Zugriff gesichert ist.According to a second preferred embodiment, the module receiving device is designed corresponding to a control cabinet with in particular stacked compartments for several of these battery modules. This preferred development has the advantage that the electrical switching device is secured against unauthorized access.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Energieversorgungsvorrichtung eine Kommunikationseinrichtung auf. Diese Kommunikationseinrichtung ist ausgestaltet, zumindest einen oder mehrere dieser physikalischen Parameter mitzuteilen, insbesondere bei Bedarf, insbesondere periodisch, insbesondere bei Vorliegen des Ausfallzustandes.According to a preferred embodiment, the energy supply device has a communication device. This communication device is designed to notify at least one or more of these physical parameters, in particular when needed, in particular periodically, in particular when the failure state exists.

Diese Kommunikationseinrichtung ist ausgestaltet, zumindest einen oder mehrere dieser physikalischen Parameter, zumindest mittelbar an eine insbesondere übergeordnete Steuereinrichtung, insbesondere auf Anforderung durch diese Steuereinrichtung. Vorzugsweise ist diese Kommunikationseinrichtung ausgestaltet, mitzuteilen bzw. zu übermitteln, dass wenigstens eine dieser erfassten physikalischen Parameter außerhalb eines zugehörigen vorgegebenen Bereiches ist. Vorzugsweise ist diese Kommunikationseinrichtung ausgestaltet als Piepser, lichtemittierende Diode, serielle Schnittstelle, Ethernet-Schnittstelle, Infrarotschnittstelle, GPS-Einrichtung, GSM-Baugruppe, Nahfunkeinrichtung oder Transponder.This communication device is configured, at least one or more of these physical parameters, at least indirectly to a particular higher-level control device, in particular on request by this control device. Preferably, this communication device is configured to communicate that at least one of these detected physical parameters is outside of an associated predetermined range. Preferably, this communication device is designed as a beeper, light emitting diode, serial interface, Ethernet interface, infrared interface, GPS device, GSM module, radio or transponder.

Vorzugsweise weist die Kommunikationseinrichtung eine Datenschnittstelle, eine Antenne, ein Leuchtmittel oder einen Lautsprecher auf. Vorzugsweise ist diese Kommunikationseinrichtung durch die Überwachungseinrichtung aktivierbar. Diese bevorzugte Ausgestaltungbietet den Vorteil, dass zumindest ein physikalischer Parameter und/oder ein Betriebszustand in der Ferne insbesondere einem Betreiber der Energieversorgungsvorrichtung bekannt werden können.The communication device preferably has a data interface, an antenna, a lighting device or a loudspeaker. Preferably, this communication device can be activated by the monitoring device. These preferred embodiment offers the advantage that at least one physical parameter and / or an operating state in the distance, in particular an operator of the power supply device can be known.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist diese Kommunikationseinrichtung ausgestaltet, zumindest zeitweise, insbesondere periodisch ein vorbestimmtes erstes Signal zu senden, welches auf eine einwandfreie Funktion der Energieversorgungsvorrichtung hinweist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass das Ausbleiben dieses ersten Signals als Warnung interpretiert werden kann.According to a preferred refinement, this communication device is designed to transmit, at least temporarily, in particular periodically, a predetermined first signal, which indicates a perfect functioning of the energy supply device. This preferred development has the advantage that the absence of this first signal can be interpreted as a warning.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Energieversorgungsvorrichtung eine Hilfsenergieversorgungseinrichtung. Die Hilfsenergieversorgungseinrichtung ist ausgestaltet, Energie aufzunehmen, insbesondere aus zumindest einem dieser Batteriemodule, und diese Energie abzuspeichern.According to a preferred embodiment, the energy supply device has an auxiliary power supply device. The auxiliary power supply device is designed to absorb energy, in particular from at least one of these battery modules, and to store this energy.

Die Hilfsenergieversorgungseinrichtung ist ausgestaltet, Energie abzugeben, insbesondere wenn diese Überwachungseinrichtung erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul erfasste physikalische Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist, insbesondere wenn eine mindeste Versorgungsspannung zur Versorgung der Überwachungseinrichtung unterschritten ist. Die Hilfsenergieversorgungseinrichtung ist ausgestaltet, zumindest zeitweise zumindest diese Überwachungseinrichtung, diese Messeinrichtung, diese Löscheinrichtung und/oder diese Kommunikationseinrichtung mit elektrischer Energie zu versorgen, vorzugsweise wenn wenigstens eines dieser Batteriemodule ausfällt.The auxiliary power supply device is configured to emit energy, in particular if this monitoring device detects that this is at least one physical parameter detected for each battery module outside a predetermined range, in particular if a minimum supply voltage for supplying the monitoring device has not fallen below. The auxiliary energy supply device is configured, at least temporarily, to supply this measuring device, this extinguishing device and / or this communication device with electrical energy, preferably if at least one of these battery modules fails.

Vorzugsweise versorgt die Hilfsenergieversorgungseinrichtung zeitweise die Überwachungseinrichtung, die Messeinrichtung, die optionale Löscheinrichtung und besonders bevorzugt die Kommunikationseinrichtung. Vorzugsweise ist diese Hilfsenergieversorgungseinrichtung zwischen die Überwachungseinrichtung und zumindest eines dieser Batteriemodule geschaltet, besonders bevorzugt zwischen die Überwachungseinrichtung und die verschalteten Batteriemodule.Preferably, the auxiliary power supply device temporarily supplies the monitoring device, the measuring device, the optional extinguishing device and particularly preferably the communication device. Preferably, this auxiliary power supply device is connected between the monitoring device and at least one of these battery modules, more preferably between the monitoring device and the interconnected battery modules.

Vorzugsweise wirkt die Hilfsenergieversorgungseinrichtung entsprechend einer unterbrechungsfreien Stromversorgung. Besonders bevorzugt erfolgt die Versorgung der Überwachungseinrichtung mit Energie ausschließlich über die zwischengeschaltete Hilfsenergieversorgungseinrichtung.Preferably, the auxiliary power supply device acts according to an uninterruptible power supply. Particularly preferably, the supply of the monitoring device with energy takes place exclusively via the intermediate auxiliary power supply device.

Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Betriebssicherheit der Energieversorgungsvorrichtung verbessert ist.This preferred embodiment has the advantage that the reliability of the power supply device is improved.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Hilfsenergieversorgungseinrichtung als kapazitiver Energiespeicher und/oder als elektrochemischer Energiespeicher ausgebildet.According to a preferred refinement, the auxiliary power supply device is designed as a capacitive energy store and / or as an electrochemical energy store.

Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Integration der Hilfsenergieversorgungseinrichtung in die Energieversorgungsvorrichtung mit geringem Aufwand möglich ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass der Austausch von elektrischer Energie mit dieser Hilfsenergieversorgungseinrichtung möglich ist.This preferred development has the advantage that the integration of the auxiliary power supply device into the power supply device is possible with little effort. This preferred development offers the advantage that the exchange of electrical energy with this auxiliary power supply device is possible.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Moduleinhausung eine Druckentlastungseinrichtung mit einer Öffnung in einer Wandung der Moduleinhausung und mit einem selbstschließenden Auslassventil in dieser Öffnung auf. Vorzugsweise ist die Druckentlastungseinrichtung bzw. deren Öffnung mit einer optionalen Absaugeinrichtung oder Rauchgaszug verbunden, insbesondere mit einem optionalem Absaugkanal.According to a preferred development, the module housing has a pressure relief device with an opening in a wall of the module housing and with a self-closing outlet valve in this opening. Preferably, the pressure relief device or its opening is connected to an optional suction device or flue, in particular with an optional suction channel.

Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass ein Überdruck in der Moduleinhausung abgebaut werden kann.This preferred development offers the advantage that an overpressure in the module housing can be reduced.

Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass ein optionales Fluid kanalisiert abgesaugt werden kann. Diese Weiterbildung ist vorteilhaft mit zumindest einer der Weiterbildungen kombinierbar.This preferred development has the advantage that an optional fluid can be sucked out in a channeled manner. This development can be advantageously combined with at least one of the developments.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Energieversorgungsverrichtung eine Modulwechseleinrichtung auf. Diese Modulwechseleinrichtung dient zur Entnahme eines insbesondere ersten dieser Batteriemodule aus einer dieser Modulaufnahmeeinrichtungen und/oder zum Einsetzen eines insbesondere zweiten dieser Batteriemodule in eine dieser Modulaufnahmeeinrichtungen, insbesondere in dieselbe Modulaufnahmeeinrichtung.According to a preferred embodiment, the power supply device has a module change device. This module changing device is used for removing a particular first of these battery modules from one of these module receiving devices and / or for inserting a particular second of these battery modules in one of these module receiving devices, in particular in the same module receiving device.

Diese Modulwechseleinrichtung ist vorzugsweise so ausgestaltet, ein insbesondere isoliertes und/oder ausgefallenes Batteriemodul insbesondere einem dieser Aufnahmen einer dieser Modulaufnahmeeinrichtungen zu entnehmen. Diese Modulwechseleinrichtung ist ausgestaltet, eines dieser Batteriemodule einer dieser Modulaufnahmeeinrichtungen zuzuführen, insbesondere in eine Aufnahme einer dieser Modulaufnahmeeinrichtungen einzusetzen.This module changing device is preferably designed to take a particular insulated and / or failed battery module in particular one of these recordings of one of these module receiving devices. This module changing device is configured to supply one of these battery modules to one of these module receiving devices, in particular to insert it in a receptacle of one of these module receiving devices.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Energieversorgungsvorrichtung weist zumindest auf:

  • • eine Anzahl dieser Batteriemodule,
  • • eine dieser Modulaufnahmeeinrichtungen,
  • • eine dieser elektrischen Schalteinrichtungen,
  • • diese elektrische Verbindungseinrichtung,
  • • eine dieser Messeinrichtungen, diese Überwachungseinrichtung,
  • • vorzugsweise einen dieser Spannungswandler
  • • vorzugsweise diese Hilfsenergieversorgungseinrichtung,
  • • vorzugsweise diese Kommunikationseinrichtung,
  • • vorzugsweise eine oder mehrere dieser Überbrückungseinrichtungen,
  • • vorzugsweise eine oder mehrere einer Wärmeschutzeinrichtung, auch vorzugsweise in Form einer zusätzlichen Isolation.
A further preferred embodiment of the energy supply device has at least:
  • A number of these battery modules,
  • • one of these module receiving devices,
  • • one of these electrical switching devices,
  • This electrical connection device,
  • • one of these measuring devices, this monitoring device,
  • • preferably one of these voltage transformers
  • Preferably this auxiliary energy supply device,
  • Preferably this communication device,
  • Preferably one or more of these bridging devices,
  • Preferably one or more of a thermal protection device, also preferably in the form of additional insulation.

Die Messeinrichtung weist zumindest einen oder mehrere Messfühler auf, vorzugsweise zumindest einen Messfühler je Batteriemodul. Besonders bevorzugt weist die Messeinrichtung je Batteriemodul zumindest einen oder mehrere Messfühler für bspw. die Modulspannung, den Modulstrom, die Modultemperatur, für ein Oxidationsprodukt und/oder für ein Rauchgas auf.The measuring device has at least one or more measuring sensors, preferably at least one measuring sensor per battery module. Particularly preferably, the measuring device per battery module on at least one or more sensors for example. The module voltage, the module current, the module temperature, for an oxidation product and / or a flue gas on.

Weiter weist die Messeinrichtung einen Fühlerumschalter zur Abfrage der verschiedenen Messfühler auf. Weiter weist die Messeinrichtung Messfühleranschlüsse zur Kontaktierung der verschiedenen Messfühler auf. Vorzugsweise sind mehrere dieser Messfühleranschlüsse zu einem dieser Vielpolanschlüsse vereint.Furthermore, the measuring device has a sensor switch to query the various sensors. Furthermore, the measuring device has sensor connections for contacting the various sensors. Preferably, several of these probe connections are combined to one of these Vielpolanschlüsse.

Bevorzugt wird die Frontblende am Gehäusekorpus ohne Befestigungselemente fixiert. Gemäß einer bevorzugten Anordnung sind dazu Rasthaken auf der Innenseite der Frontblende angeordnet, die sich beim Aufschieben der Frontblende auf den Korpus verkeilen.Preferably, the front panel is fixed to the housing body without fasteners. According to a preferred arrangement for this purpose latching hooks are arranged on the inside of the front panel, which wedge when sliding the front panel on the body.

Dabei zentrieren bevorzugt Einführschrägen die Frontblende zum Korpus und gewährleisten den Abstand zwischen Korpus und Frontblende (Schattenfuge). Bevorzugt wird das Wiedereröffnen des Systems durch Befestigungselemente gesichert. Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist zumindest ein Befestigungselement durch den Hauptschalter (Trennung der DC-Leitungen als Freischaltung), also im Betriebsmodus eingeschaltet, verdeckt. Zum Lösen dieser verdeckten Befestigung muss der Hauptschalter auf Nullstellung gebracht werden. Das hat den Vorteil der redundanten Sicherheit unter insbesondere Hochvoltaspekten.In this case, preferably insertion chases center the front panel to the body and ensure the distance between the body and front panel (shadow gap). Preferably, the reopening of the system is secured by fasteners. According to a preferred embodiment, at least one fastener by the main switch (disconnection of the DC lines as activation), ie switched on in the operating mode, hidden. To release this concealed attachment, the main switch must be brought to zero position. This has the advantage of redundant security in particular high-voltage aspects.

Unter Handlings-Gesichtspunkten ist die bevorzugte Anordnung mit den Modulen bei max. 25 kg pro Komponenten und bevorzugten Abmessungen von 73 × 98 × 31 pro Systemeinheit vorteilhaft.From a handling point of view, the preferred arrangement with the modules is at max. 25 kg per component and preferred dimensions of 73x98x31 per system unit.

Bevorzugt sichern einfache Plug & Play Installationselemente mit vorkonfektionierten Stecksystemen die einfache Installation. Ein bevorzugter Energie Manager sichert die optionale Fernüberwachung ab.Preferably, simple plug & play installation elements with pre-assembled connector systems ensure easy installation. A preferred Energy Manager ensures optional remote monitoring.

Verwendungen der Speicher- und Verteilanordnung für elektrische EnergieUses of the storage and distribution arrangement for electrical energy

Gemäß einer bevorzugten Verwendung wird eine erfindungsgemäße Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie oder eine ihrer Weiterbildungen als Solarhausspeicher zum Aufnehmen von insbesondere elektrischer Energie von zumindest einer regenerativen Energiequellen oder einem Stromnetz verwendet, insbesondere innerhalb eines ersten Zeitintervalls. Diese bevorzugte Verwendung bietet den Vorteil, dass die Energieversorgungsvorrichtung als Pufferspeicher elektrische Energie aufnehmen kann.According to a preferred use, a storage and distribution arrangement according to the invention for electrical energy or one of its further developments as a solar house storage for receiving in particular electrical energy from at least one regenerative energy sources or a power network is used, in particular within a first time interval. This preferred use has the advantage that the energy supply device can absorb electrical energy as a buffer memory.

Gemäß einer bevorzugten Verwendung der Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie wird eine erfindungsgemäße Energieversorgungsvorrichtung oder eine ihrer Weiterbildung zum Bereitstellen von insbesondere elektrischer Energie an ein Stromnetz.According to a preferred use of the storage and distribution arrangement for electrical energy is a power supply device according to the invention or a further development for providing particular electrical energy to a power grid.

Gemäß der bevorzugten erfinderischen Verwendung der Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie erfolgen der Betrieb und die Anordnung quasi autonom. Ohne mit dem Wechselrichter zu kommunizieren und tatsächlich unabhängig von der solaren Einstrahlung wird die Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie so verwendet, dass die aus den PV Modulen bezogenen Leistung variieren kann.According to the preferred inventive use of the storage and distribution arrangement for electrical energy, the operation and the arrangement are quasi-autonomous. Without communicating with the inverter, and indeed independent of solar radiation, the electrical energy storage and distribution assembly is used so that the power drawn from the PV modules can vary.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den weiteren Figuren. Es zeigt:Further advantages, features and possible applications of the present invention will become apparent from the following description in conjunction with the other figures. It shows:

1 [entfällt] 1 [Omitted]

2 Gehäuseaufbau Deckel/Rückwand/Wandhalter 2 Housing cover / back panel / wall bracket

3 [entfällt] 3 [Omitted]

4 [entfällt] 4 [Omitted]

5 Gehäuse- modulare Anordnung 5 Housing modular arrangement

6 Korpus mit Deckel 6 Body with lid

7 Deckel auf Korpus-Verschluss 7 Lid on body closure

8 Verschluss-Deckel schematisch 8th Closure lid schematically

9 Modulwerkzeug 9 module tool

10 [entfällt] und 10 [not applicable] and

11 Trennschalter-Sicherheitselement 11 Disconnectors security element

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Korpuscorpus
22
Deckelcover
33
Modulmodule
44
Modulaufnahmemodule mounting
55
LED AnzeigeLED display
66
Trennschalter (HV Sicherungseinrichtung)Disconnector (HV safety device)
77
Modulwerkzeugmodule tool
88th
Kontroll-EinheitControl unit
99
LED-AnzeigeLED display
1010
Klemmleisteterminal block

In 6 ist der Korpus des Gehäuses und der Deckel eines bevorzugten Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie abgebildet. Der Korpus (1) nimmt über die Modulaufnahmen (4) die Module (3) und die Kontroleinheit (8) auf, die vom Deckel (2) nach außen hin eingeschlossen werden.In 6 the body of the housing and the lid of a preferred storage and distribution arrangement for electrical energy is shown. The body ( 1 ) takes over the module shots ( 4 ) the modules ( 3 ) and the control unit ( 8th ) from the lid ( 2 ) are enclosed to the outside.

Optional ist eine bevorzugte Weiterbildung mit zusätzlichen Isolationselementen zwischen den Modulen (3), oder und in beliebiger Kombination zu anderen Anordnungsbestandteilen angeordnet.Optionally, a preferred development with additional insulation elements between the modules ( 3 ), or and arranged in any combination with other arrangement components.

In 7 ist der Deckel (2) auf dem Korpus (1) in Verschlussposition visualisiert.In 7 is the lid ( 2 ) on the body ( 1 ) visualized in the closed position.

Bevorzugt wird die Frontblende als Deckel (2) am Gehäusekorpus (1) ohne Befestigungselemente fixiert. Gemäß einer bevorzugten Anordnung sind dazu Rasthaken auf der Innenseite der Frontblende angeordnet, die sich beim Aufschieben der Frontblende auf den Korpus verkeilen.Preferably, the front panel as a lid ( 2 ) on the housing body ( 1 ) fixed without fasteners. According to a preferred arrangement for this purpose latching hooks are arranged on the inside of the front panel, which wedge when sliding the front panel on the body.

Dabei zentrieren bevorzugt Einführschrägen die Frontblende (2) zum Korpus (1) und gewährleisten den Abstand zwischen Korpus (1) und Frontblende (2) (Schattenfuge). Bevorzugt wird das Wiedereröffnen des Systems durch Befestigungselemente gesichert.In this case, insertion bevels preferably center the front panel ( 2 ) to the body ( 1 ) and ensure the distance between the body ( 1 ) and front panel ( 2 ) (Shadow gap). Preferably, the reopening of the system is secured by fasteners.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung gemäß 8 ist zumindest ein Befestigungselement durch den Hauptschalter als Trennschalter (8) (Trennung der DC-Leitungen als Freischaltung, also HV Sicherungseinrichtung), also im Betriebsmodus eingeschaltet, verdeckt. Zum Lösen dieser verdeckten Befestigung muss der Hauptschalter auf Nullstellung gebracht werden. Das hat den Vorteil der redundanten Sicherheit unter insbesondere Hochvoltaspekten.According to a preferred embodiment according to 8th is at least one fastener by the main switch as a disconnector ( 8th ) (Separation of the DC lines as activation, so HV protection device), ie switched on in the operating mode, hidden. To release this concealed attachment, the main switch must be brought to zero position. This has the advantage of redundant security in particular high-voltage aspects.

Die 9 zeigt eine bevorzugte Ausbildung eines Werkezuges (7), wie es zur Modulmontage vorteilhaft eingesetzt wird, um ergonomischen und schützenden Vorgaben insbesondere gerecht zu werden.The 9 shows a preferred embodiment of a work train ( 7 ), as it is advantageously used for module assembly to meet ergonomic and protective requirements in particular.

Das Modulwerkzeug (7) ist dabei eine temporäre Griff- oder Halteeinrichtung mit der die Module direkt und in einem Zuge in die Modulaufnahmen (4) des Korpus (1) eingesetzt werden. Für die Erfindung ist eine solche Griff- oder Halteeinrichtung in jeder Form und Ausgestaltung gegeben, die den ergonomischen Aspekt mit berücksichtigt. Vorzugsweise kann die Halteeinrichtung (7) auch ein Element zur Beförderungssicherheit sein, welches nur temporär eingesetzt wird.The module tool ( 7 ) is a temporary grip or holding device with the modules directly and in one go into the module receptacles ( 4 ) of the body ( 1 ) are used. For the invention, such a grip or holding device is given in any shape and design that takes into account the ergonomic aspect. Preferably, the holding device ( 7 ) also be an element for transport safety, which is used only temporarily.

Unter Handlings-Gesichtspunkten ist die bevorzugte Anordnung mit den Modulen bei max. 25 kg pro Komponenten und bevorzugten Abmessungen von 73 × 98 × 31 pro Systemeinheit vorteilhaft.From a handling point of view, the preferred arrangement with the modules is at max. 25 kg per component and preferred dimensions of 73x98x31 per system unit.

Bevorzugt sichern einfache Plug & Play Installationselemente mit vorkonfektionierten Stecksystemen die einfache Installation.Preferably, simple plug & play installation elements with pre-assembled connector systems ensure easy installation.

Gemäß einer Weiterbildung ist eine Ausführung des Modulwerkezuges (7) einschlägig, welches über Sollbruchstellen nur nach erfolgter korrekter Moduleinsetzung (3) und korrekter Verbindung mit der Klemmleiste (10) entnehmbar ist. Dies hat insbesondere den weiteren Vorteil, dass ein höheres Maß an korrekter Installation sichergestellt werden kann.According to a further development, an embodiment of the module train ( 7 ) relevant, which on predetermined breaking points only after the correct module insertion ( 3 ) and correct connection with the terminal strip ( 10 ) is removable. This has the particular advantage that a higher degree of correct installation can be ensured.

Gemäß 11 dient der erfinderische Trennschalter (HV Sicherungseinrichtung) (6) gemäß der Produktlebensdauer wesentlich zur Betriebs- und Wartungssicherheit bei. Dieser ist bevorzugt unten am Korpus (1) angeordnet, kann jedoch auch an anderer Stelle oder in anderer Form wie eine Verriegelung, optional zusätzlich, angeordnet sein.According to 11 serves the inventive circuit breaker (HV safety device) ( 6 ) according to the product lifetime significantly for operational and maintenance safety. This is preferably on the bottom of the body ( 1 ), but may also be arranged elsewhere or in another form such as a lock, optionally in addition.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist zumindest ein Befestigungselement durch den Hauptschalter als Trennschalter (HV Sicherungseinrichtung) (6) (Trennung der DC-Leitungen als Freischaltung), also im Betriebsmodus eingeschaltet, verdeckt. Zum Lösen dieser verdeckten Befestigung muss der Hauptschalter auf Nullstellung gebracht werden. Das hat den Vorteil der redundanten Sicherheit unter insbesondere Hochvoltaspekten.According to a preferred embodiment, at least one fastening element by the main switch as a disconnector (HV safety device) ( 6 ) (Separation of the DC lines as activation), ie switched on in the operating mode, hidden. To release this concealed attachment, the main switch must be brought to zero position. This has the advantage of redundant security in particular high-voltage aspects.

Gemäß einer optional bevorzugten Ausführung kann erfindungsgemäß das Befestigungselement mechatronisch, elektronisch aus und eingelöst werden, temporär der Sicherung der Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie dienen, also den Hauptschalter als Trennschalter (HV Sicherungseinrichtung) (6) auch blockieren.According to an optionally preferred embodiment, according to the invention, the fastening element can be mechatronically, electronically off and redeemed, temporarily serve to fuse the storage and distribution arrangement for electrical energy, ie the main switch as a disconnector (HV safety device) ( 6 ) also block.

Verfahren zur Speicher- und Verteilanordnung für elektrische EnergieMethod for storage and distribution arrangement for electrical energy

Die Erfindung zur Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie umfasst auch Verfahren, einige dieser Schritte sind im Rahmen der Beschreibung bereits ausgeführt worden und sollen an dieser Stelle nicht wiederholt werden.The invention also relates to methods for storing and distributing electrical energy, some of these steps are within the scope of Description has already been made and should not be repeated here.

Das Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie ist bevorzugt ein vollständig autonom arbeitendes Speichersystem für elektrische Energie aus Photovoltaik mit neuartiger Anordnung und Funktion. Das Grundprinzip seines Energiemanagements basiert darauf, dass es aus der Perspektive jedes Solarwechselrichters die aus den angeschlossenen PV-Modulen bezogene Leistung variieren kann. Dies bevorzugt völlig ohne mit dem Wechselrichter kommunizieren zu müssen und tatsächlich unabhängig von der solaren Einstrahlung.The storage and distribution arrangement for electrical energy is preferably a fully autonomous storage system for electrical energy from photovoltaic with a novel arrangement and function. The basic principle of its energy management is based on the fact that, from the perspective of every solar inverter, the power drawn from the connected PV modules can vary. This prefers completely without having to communicate with the inverter and actually independent of the solar irradiation.

Dabei kann bevorzugt die Leistung, die der Wechselrichter anscheinend aus der Anlage bezieht und oder einspeist, beliebig kleiner, größer oder identisch groß sein wie die zum selben Zeitpunkt von der Anlage tatsächlich erzeugte Leistung.In this case, the power which the inverter apparently draws from the installation and / or feeds in may be arbitrarily smaller, larger or identical in size to the power actually generated by the installation at the same time.

In einer bevorzugten Ausführung beobachtet das System lediglich die PV-Erzeugung und Funktion des Wechselrichters, ohne selbst dabei in die Energieerzeugung einzugreifen oder nennenswert selbst Energie zu verbrauchen.In a preferred embodiment, the system merely monitors the PV production and function of the inverter without itself intervening in the generation of energy or appreciably consuming its own energy.

Das System zweigt in einer weiteren bevorzugten Ausführung einen kontinuierlich durchstimmbaren Anteil der PV-Leistung ab und nutzt diesen zum Laden zumindest einer Batterie. Aus Perspektive des Wechselrichters ist ein besonderer Solarzyklusabschnitt, mit überziehende Wolke am Himmel, gegeben. Mittels Algorithmen wird bevorzugt verhindert, dass der Wechselrichter sich abschaltet.In a further preferred embodiment, the system branches off a continuously variable component of the PV power and uses it to charge at least one battery. From the perspective of the inverter, there is a special solar cycle section, with a cloud covering the sky. By means of algorithms is preferably prevented that the inverter shuts down.

In einer bevorzugten Ausführung fügt das System der PV Leistung eine kontinuierlich durchstimmbare Leistung hinzu und entlädt dabei die Batterie. Aus der Perspektive des Wechselrichters scheint die Sonne heller. Dieser Mode bzw. Schritt wird insbesondere dann angewandt, wenn keine Sonne scheint, vorzüglich bei PV Leistung Null. Bevorzugt wird der Wechselrichter über die Funktion des Wiedereinschaltens „black starts” zuverlässig wieder gestartet, falls dieser sich in einer möglichen Ausnahmesituation abgeschaltet haben sollte.In a preferred embodiment, the system adds a continuously tunable power to the PV power, discharging the battery. From the perspective of the inverter, the sun shines brighter. This mode or step is used in particular when no sun is shining, especially at PV power zero. Preferably, the inverter is reliably restarted via the function of restarting "black starts", if this should have turned off in a possible exceptional situation.

Ein bevorzugter Leistungssensor, der im Haushalt oder auf der Nutzerseite am Anschlusspunkt zum Netzbetreiber eingeschleift wird, sorgt über eine extrem schnelle Rückkopplung im ms-Bereich für eine Regelung des Leistungsbezugs des Haushalts auf den bevorzugten Wert Null, wann immer die zulässigen Betriebsparameter der Batterie und der Leistungselektronik dies erlauben.A preferred power sensor, which is connected in the household or on the user side at the connection point to the network operator, provides an extremely fast feedback in the ms range for controlling the power draw of the household to the preferred value zero, whenever the permissible operating parameters of the battery and the Power electronics allow this.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 202013011937 U1 [0013] DE 202013011937 U1 [0013]
  • DE 102008000560 A1 [0016] DE 102008000560 A1 [0016]

Claims (7)

Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie, mit einer Einhausung, Batterie und Anschlüssen, dadurch gekennzeichnet, dass diese an einer Wand mit zusätzlicher Sicherungseinrichtung für die Batteriemodule (3) befestigt ist.Storage and distribution arrangement for electrical energy, with a housing, battery and terminals, characterized in that this on a wall with additional safety device for the battery modules ( 3 ) is attached. Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie, mit einer Einhausung, Batterie und Anschlüssen, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit zusätzlicher Sicherungseinrichtung für den Deckel (2) angeordnet ist.Storage and distribution arrangement for electrical energy, with a housing, battery and terminals, characterized in that this with additional safety device for the lid ( 2 ) is arranged. Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie, mit einer Einhausung, Batterie und Anschlüssen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Trennschalter (6) im eingeschalteten Zustand eine Sicherungseinrichtung verdeckt, so dass der Deckel (2) nicht vom Korpus (1) abgenommen werden kann.Storage and distribution arrangement for electrical energy, with a housing, battery and connections, characterized in that a disconnecting switch ( 6 ) in the switched-on state, a safety device is concealed, so that the cover ( 2 ) not from the body ( 1 ) can be removed. Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie, Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Betriebsverfahrensschritt die bezogenene Leistung variieren kann.Storage and distribution arrangement for electrical energy, method, characterized in that in at least one operating method step, the power applied can vary. Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie, Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass eine durchstimmbare Leistung abgezweigt wird um zumindest eine Batterie zu laden.Storage and distribution arrangement for electrical energy, method, characterized in that a variable power is diverted to charge at least one battery. Die Verwendung einer Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie, dadurch gekennzeichnet, dass dies autonom erfolgt.The use of a storage and distribution arrangement for electrical energy, characterized in that this is done autonomously. Die Verwendung einer Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie, dadurch gekennzeichnet, dass diese ohne mit dem Wechselrichter zu kommunizieren und tatsächlich unabhängig von der solaren Einstrahlung die Speicher- und Verteilanordnung für elektrische Energie so verwendet wird, dass die aus den PV Modulen bezogenen Leistung variieren kann.The use of an electrical energy storage and distribution arrangement, characterized in that it is used without communicating with the inverter and, in fact, independently of the solar irradiation, the storage and distribution arrangement for electrical energy is used so that the power drawn from the PV modules varies can.
DE102015006758.3A 2015-06-01 2015-06-01 Electric energy storage and distribution device, method and their use Pending DE102015006758A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015006758.3A DE102015006758A1 (en) 2015-06-01 2015-06-01 Electric energy storage and distribution device, method and their use

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015006758.3A DE102015006758A1 (en) 2015-06-01 2015-06-01 Electric energy storage and distribution device, method and their use

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015006758A1 true DE102015006758A1 (en) 2016-12-01

Family

ID=57282044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015006758.3A Pending DE102015006758A1 (en) 2015-06-01 2015-06-01 Electric energy storage and distribution device, method and their use

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102015006758A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111819786A (en) * 2018-01-28 2020-10-23 艾沃尔克斯公司 Device for a photovoltaic system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008000560A1 (en) 2008-03-07 2009-09-10 Dilo Trading Ag Mains-independent electrical energy storage unit
DE202013011937U1 (en) 2013-06-19 2015-01-29 Sonnenbatterie Gmbh Storage system for storing electrical energy with a modular connection unit for mains voltage connections

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008000560A1 (en) 2008-03-07 2009-09-10 Dilo Trading Ag Mains-independent electrical energy storage unit
DE202013011937U1 (en) 2013-06-19 2015-01-29 Sonnenbatterie Gmbh Storage system for storing electrical energy with a modular connection unit for mains voltage connections

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111819786A (en) * 2018-01-28 2020-10-23 艾沃尔克斯公司 Device for a photovoltaic system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2406838B1 (en) Battery system having an output voltage of more than 60 v direct current voltage
EP3103182B1 (en) Device and method for connecting a battery management system
DE102009001962A1 (en) Charging system with Fl circuit breakers
EP3762992A1 (en) Battery storage system
EP3363059B1 (en) Cell module for storing electrical energie, batterie and enclosure
DE102012011061A1 (en) Power supply device with a first power and method for operating this power supply device
WO2014019772A1 (en) Battery module and battery, and motor vehicle comprising same
DE102015104177A1 (en) Integrated high-voltage maintenance disconnecting device (Service Disconnect)
DE102014109939A1 (en) Local charging network with at least one charging system for charging electric vehicles, charging system with at least one charging station and method for operating a charging network with at least one charging system for charging electric vehicles
DE102011089949A1 (en) Battery module with heat shrink tubing
EP3069400A1 (en) Energy storage arrangement, use thereof, and energy storage cell arrangement
EP3472913B1 (en) Electrical energy supply unit and control therefor
DE102015006758A1 (en) Electric energy storage and distribution device, method and their use
DE102011107053A1 (en) Electrochemical energy storage device, and method of operation thereof
WO2010130494A1 (en) Method and device for separating an energy accumulator from a connected network
WO2022258587A2 (en) Modular battery system
DE102015204111A1 (en) Battery cell, cell connector and battery module
WO2009109251A1 (en) Mains-independent electrical energy storage unit
DE102013108640A1 (en) Modular energy supply system
WO2020193122A1 (en) Modular device for supplying power
WO2012123139A2 (en) Energy store and energy storage system
DE202010009207U1 (en) Connection of an inverter device with an accumulator device
EP3101773B1 (en) Mobile energy supply apparatus
EP4030522A1 (en) Battery module, modular battery system and method for assembling a modular battery system
WO2014094744A1 (en) Battery system comprising a battery management system, store system for storing electrical energy comprising such a battery system, and method for bringing such a battery system into operation

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative

Representative=s name: MEISSNER BOLTE PATENTANWAELTE RECHTSANWAELTE P, DE

R012 Request for examination validly filed