DE102015200276A1 - Device and method for discharging a battery cell and battery module Battery, battery system, vehicle, computer program and computer program product - Google Patents

Device and method for discharging a battery cell and battery module Battery, battery system, vehicle, computer program and computer program product Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entladen einer zu entladenden Batteriezelle (1121, ... 112m) in einer Batterie (1000), umfassend eine Vielzahl von Batteriezellen (1kl1, ... 1klm) und eine Vielzahl von Schalteinrichtungen (2kl1, ... 2klm, 200; 500; 5001, ... 5003), gekennzeichnet durch eine Bestimmungseinrichtung (410) zum Bestimmen der zu entladenden Batteriezelle (1121, ... 112m), und eine Betätigungseinrichtung (430) zum Betätigen von Schalteinrichtungen der Vielzahl von Schalteinrichtungen (2kl1, ... 2klm, 200; 500; 5001, ... 5003) derart, dass ein Entladestrom von der zu entladenden Batteriezelle (1121, ... 112m) über die betätigten Schalteinrichtungen fließen kann, ein Batteriemodul, eine Batterie, ein Batteriesystem, ein Fahrzeug, ein Verfahren zum Entladen einer Batteriezelle, ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt.The invention relates to a device for discharging a battery cell to be discharged (1121, ... 112m) in a battery (1000), comprising a plurality of battery cells (1kl1, ... 1klm) and a plurality of switching devices (2kl1, ... 2klm, 200; 500; 5001, ... 5003), characterized by determining means (410) for determining the battery cell (1121, ... 112m) to be discharged, and an actuator (430) for operating switching means of the plurality of switching means (2kl1, ... 2klm, 200; 500; 5001, ... 5003) such that a discharge current can flow from the battery cell (1121, ... 112m) to be discharged via the actuated switching devices, a battery module, a battery, a battery system, a vehicle, a method for discharging a battery cell, a computer program, and a computer program product.

Description

Stand der TechnikState of the art

Es ist absehbar, dass sowohl bei stationären Anwendungen, zum Beispiel bei Windkraftanlagen, als auch bei mobilen Anwendungen, zum Beispiel bei Elektrokraftfahrzeugen (electric vehicles, EV), Hybridfahrzeugen (hybrid electric vehicles, HEV) oder Steckdosenhybridfahrzeugen (plug-in hybrid electric vehicles, PHEV), als wieder aufladbare elektrische Energiespeicher (EES, electro-chemical storage system, ESS) vermehrt neue Batteriesysteme bzw. Batteriemodule, zum Beispiel mit Lithium-Ionen-Akkumulatoren, zum Einsatz kommen werden.It is foreseeable that both in stationary applications, for example in wind turbines, and in mobile applications, for example in electric vehicles (EV), hybrid electric vehicles (HEV) or plug-in hybrid electric vehicles, PHEV), as rechargeable electrical energy storage (EES, electro-chemical storage system, ESS) increasingly new battery systems or battery modules, for example with lithium-ion batteries, will be used.

Ein Batteriesystem umfasst eine Vielzahl von Batteriezellen beispielsweise zylindrische oder prismatische Batteriezellen oder Batteriezellen mit Elektrodenwickel (Batteriezellwickel, Zellwickel, Jerry Roll, JR). Die Batteriezellen können in Reihe (Serie) verschaltet werden, um die elektrische Spannung zu erhöhen, und / oder parallel verschaltet werden, um den maximalen elektrischen Strom und die Kapazität zu erhöhen. Somit können die Batteriezellen zu Batteriemodulen bzw. Batterieeinheiten zusammengefasst werden. Beim Einsatz zum Antrieb von Fahrzeugen können beispielsweise ca. 100 Batteriezellen (als eine Traktionsbatterie) in Serie bzw. parallel verschaltet werden.A battery system comprises a multiplicity of battery cells, for example cylindrical or prismatic battery cells or battery cells with electrode coils (battery cell coil, cell coil, Jerry Roll, JR). The battery cells can be connected in series (series) to increase the voltage and / or connected in parallel to increase the maximum electric current and capacity. Thus, the battery cells can be combined into battery modules or battery units. When used to drive vehicles, for example, about 100 battery cells (as a traction battery) can be connected in series or in parallel.

Aus DE 10 2011 076 515 A1 ist bereits eine Energiespeichereinrichtung zum Erzeugen einer n-phasigen Versorgungsspannung, wobei n >= 1, mit n parallel geschalteten Energieversorgungszweigen, welche jeweils mit einem von n Phasenanschlüssen verbunden sind, wobei jeder der Energieversorgungszweige eine Vielzahl von in Serie geschalteten Energiespeichermodulen aufweist, welche jeweils ein Energiespeicherzellenmodul, welches mindestens eine Energiespeicherzelle aufweist, und eine Koppeleinrichtung mit Koppelelementen, welche dazu ausgelegt sind, das Energiespeicherzellenmodul selektiv in den jeweiligen Energieversorgungszweig zu schalten oder zu überbrücken, umfassen, wobei diejenigen Koppelelemente der Koppeleinrichtungen, die dazu ausgelegt sind, das Energiespeicherzellenmodul in dem jeweiligen Energieversorgungszweig zu überbrücken, selbstleitende Halbleiterschalter umfassen. Die übrigen Koppelelemente können dabei selbstsperrende Halbleiterschalter umfassen.Out DE 10 2011 076 515 A1 is already an energy storage device for generating an n-phase supply voltage, wherein n> = 1, with n parallel-connected power supply branches, which are each connected to one of n phase terminals, each of the power supply branches having a plurality of series-connected energy storage modules, each one Energy storage cell module, which has at least one energy storage cell, and a coupling device with coupling elements which are adapted to selectively switch or bypass the energy storage cell module in the respective power supply branch, wherein those coupling elements of the coupling means, which are adapted to the energy storage cell module in the respective Power supply branch to bridge, include self-conductive semiconductor switches. The remaining coupling elements may include self-locking semiconductor switch.

Ein Batteriesystem mit einem integrierten Umrichter kann beispielsweise einen direkten Wandler (direct converter) oder einen direkten Wechselrichter (direct inverter) umfassen. Dabei können Batteriezellen bzw. Batteriemodule zur Veränderung der Strangspannung mit Strömen über Frequenzbereiche bis in den Kilohertz-(kHz-)Bereich betrieben werden.A battery system with an integrated converter may include, for example, a direct converter or a direct inverter. In this case, battery cells or battery modules can be operated to vary the phase voltage with currents over frequency ranges up to the kilohertz (kHz) range.

Der für den Betrieb der Batteriezellen zulässige Temperaturbereich liegt typischer Weise zwischen +5 °C und +40 °C. Im unteren Bereich der Betriebstemperatur kann die Leistungsfähigkeit der Batteriezellen deutlich abnehmen. Bei Temperaturen von unter ca. 0 °C steigt der Innenwiderstand der Batteriezellen stark an, und die Leistungsfähigkeit und der Wirkungsgrad der Batteriezellen nehmen mit weiter fallenden Temperaturen kontinuierlich ab. Dabei kann auch eine irreversible Schädigung der Batteriezellen auftreten. Auch wenn die Betriebstemperatur überschritten wird, kann die Leistungsfähigkeit der Batteriezellen deutlich abnehmen. Bei Temperaturen über ca. 40 °C wird die Lebensdauer der Batteriezellen reduziert, unabhängig davon ob die Wärmeenergie (Joulsche Wärmeenergie, thermische Energie) in den Batteriezellen freigesetzt oder von extern zugeführt wird. Dadurch kann ebenfalls eine irreversible Schädigung der Batteriezellen auftreten. Die Schädigung kann zu einer beschleunigten Alterung der Batteriezellen oder, bei Überschreiten einer Grenztemperatur von 130 °C bis 170 °C, zu einer selbsterhaltenden exothermen Reaktion (thermisches Durchgehen, thermal runaway) der Batteriezellen, die beispielsweise zu einem Zellbrand oder einer Zellexplosion führen kann und somit eine Gefahr für Mensch und Umwelt darstellt, führen.The permissible temperature range for operation of the battery cells is typically between +5 ° C and +40 ° C. In the lower range of the operating temperature, the performance of the battery cells can be significantly reduced. At temperatures below about 0 ° C, the internal resistance of the battery cells increases sharply, and the performance and efficiency of the battery cells continue to decrease as temperatures continue to fall. In this case, an irreversible damage to the battery cells can occur. Even if the operating temperature is exceeded, the performance of the battery cells may decrease significantly. At temperatures above approx. 40 ° C, the service life of the battery cells is reduced, regardless of whether the thermal energy (Joule heat energy, thermal energy) is released in the battery cells or supplied externally. As a result, irreversible damage to the battery cells can likewise occur. The damage can lead to an accelerated aging of the battery cells or, when a limit temperature of 130 ° C to 170 ° C, to a self-sustaining exothermic reaction (thermal runaway) of the battery cells, which can lead to cell blight or a cell explosion, for example, and thus pose a danger to humans and the environment.

Für eine schnelle, aber definierte Entladung wird eine Batteriezelle in einem Fehlerfall üblicherweise mittels einer Sicherheitseinrichtung beispielsweise Sicherheitsschaltung mit ihrem Zellengehäuse kurzgeschlossen. Dabei wird die elektrische Energie direkt in der Batteriezelle, in der der Fehler vorliegt, in Wärmeenergie umgewandelt. Außerdem sind mechanische Sicherheitseinrichtungen beispielsweise innendruckbasierte Sicherheitseinrichtungen vergleichsweise ungenau und fehleranfällig.For a fast but defined discharge, a battery cell is usually short-circuited in an error case by means of a safety device, for example, safety circuit with its cell housing. The electrical energy is converted directly into heat energy in the battery cell where the fault is present. In addition, mechanical safety devices, for example, internal pressure-based safety devices are comparatively inaccurate and error-prone.

Um die Sicherheit von Akkumulatoren (Batterien) und Akkumulatorsystemen (Batteriesystemen) zu erhöhen, ist es jedoch erforderlich, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entladen von Batteriezellen bereitzustellen.However, in order to increase the safety of accumulators (batteries) and accumulator systems (battery systems), it is necessary to provide an apparatus and method for discharging battery cells.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben den Vorteil, dass die Wärmeenergie, die beim Entladen einer Batteriezelle beispielsweise in einem Fehlerfall, zumindest teilweise, außerhalb dieser Batteriezelle freigesetzt wird. Somit wird die Wärmeenergie nicht in der Batteriezelle, die beschädigt ist, oder dem Batteriemodul, das beschädigt ist, freigesetzt. Dadurch kann die Sicherheit des Batteriemoduls bzw. der Batterie erhöht werden. Weiterhin kann die Wärmeenergie über mehrere Bauelemente verteilt freigesetzt werden. Somit kann eine thermische Belastung jedes einzelnen Bauelements reduziert werden. Weiterhin kann ein Zeitraum für das Entladen verkürzt werden. Dadurch kann eine Schnellentladung der Batterie bereitgestellt werden. Weiterhin kann der Strom beim Entladen definiert eingestellt beispielsweise gesteuert oder geregelt werden. Dadurch kann ein kontrolliertes Entladen erreicht werden. Somit kann eine Beschädigung der Bauelemente durch das Entladen verhindert werden. Weiterhin können die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren beispielsweise in ein Batteriesystem mit einem integrierten Umrichter und einem direkten Wechselrichter integriert werden. Außerdem kann nach dem Entladen der fehlerhaften und / oder beschädigten Batteriezelle bzw. des fehlerhaften und / oder beschädigten Batteriemoduls ein Weiterbetrieb der Batterie ermöglicht werden. Somit kann beispielsweise eine Weiterfahrt eines Fahrzeugs erreicht werden. Somit kann die Verfügbarkeit der Batterie bzw. des Fahrzeugs erreicht werden.The devices and methods according to the invention with the features of the independent claims have the advantage that the heat energy released when discharging a battery cell, for example in the event of a fault, at least partially, outside of this battery cell. Thus, the heat energy is not released in the battery cell that is damaged or the battery module that is damaged. As a result, the safety of the battery module or the battery can be increased. Furthermore, the heat energy can be released distributed over several components. Thus, a thermal load of each Component can be reduced. Furthermore, a period for unloading can be shortened. As a result, a rapid discharge of the battery can be provided. Furthermore, the current when discharging defined set, for example, controlled or regulated. This allows a controlled unloading can be achieved. Thus, damage to the components by discharging can be prevented. Furthermore, the devices and methods according to the invention can be integrated, for example, in a battery system with an integrated converter and a direct inverter. In addition, after discharging the faulty and / or damaged battery cell or the faulty and / or damaged battery module further operation of the battery can be made possible. Thus, for example, a further journey of a vehicle can be achieved. Thus, the availability of the battery or the vehicle can be achieved.

Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.Advantageous embodiments of the present invention are described in the dependent claims.

Zweckmäßiger Weise kann das Bestimmen der zu entladenden Batteriezelle ein Überwachen der Vielzahl von Batteriezellen zum Detektieren eines kritischen Zustands in der zu entladenden Batteriezelle umfassen. Dadurch kann eine bzw. jede Batteriezelle der Vielzahl von Batteriezellen entladen werden, wenn sie einen kritischen beispielsweise sicherheitskritischen Zustand aufweist.Conveniently, determining the battery cell to be discharged may include monitoring the plurality of battery cells to detect a critical condition in the battery cell to be discharged. As a result, one or each battery cell of the plurality of battery cells can be discharged if it has a critical, for example, safety-critical state.

Zweckmäßiger Weise kann das Betätigen der Schalteinrichtungen ein Überwachen oder Einstellen des Entladestroms umfassen. Dadurch kann das Entladen der Batteriezelle definiert erfolgen.Conveniently, the actuation of the switching means may include monitoring or adjusting the discharge current. As a result, the discharge of the battery cell can be defined.

Zweckmäßiger Weise kann die Vielzahl von Schalteinrichtungen in einer Vielzahl von Koppeleinrichtungen angeordnet sein. Dadurch kann der Aufbau und / oder die Steuerung der Batteriemodule vereinfacht werden.Conveniently, the plurality of switching devices may be arranged in a plurality of coupling devices. Thereby, the structure and / or the control of the battery modules can be simplified.

Zweckmäßiger Weise kann die Vielzahl von Schalteinrichtungen als Vielzahl von Leistungsschalteinrichtungen beispielsweise Leistungsschaltern wie Halbleiterschaltern, Leistungstransistoren, Leistungsfeldeffekttransistoren (Leistungs-FETs), selbstsperrenden Leistungsfeldeffekttransistoren oder Metalloxidfeldeffekttransistoren (MOSFETs) ausgebildet sein. Dadurch kann der Aufbau der Schalteinrichtungen und die Steuerung der Schalteinrichtungen vereinfacht. Weiterhin können die Schalteinrichtungen im Linearbetrieb betrieben werden. Somit kann an den Schalteinrichtungen Wärmeenergie freigesetzt werden. Somit können die Schalteinrichtungen im Entladebetrieb eine zusätzliche Funktion ausführen. Weiterhin kann die freigesetzte Wärmeenergie besser abgegeben und verteilt werden.Conveniently, the plurality of switching devices may be formed as a plurality of power switching devices such as power switches such as semiconductor switches, power transistors, power field effect transistors (FETs), self-blocking power field effect transistors or metal oxide field effect transistors (MOSFETs). Thereby, the structure of the switching devices and the control of the switching devices can be simplified. Furthermore, the switching devices can be operated in linear mode. Thus, heat energy can be released at the switching devices. Thus, the switching devices can perform an additional function in the unloading operation. Furthermore, the released heat energy can be better delivered and distributed.

Zweckmäßiger Weise kann der Entladestrom an Innenwiderständen der betätigten Schalteinrichtungen thermische Energie freisetzen. Somit kann die freigesetzte Wärmeenergie besser abgegeben und verteilt werden.Conveniently, the discharge current to internal resistances of the actuated switching devices can release thermal energy. Thus, the released heat energy can be better delivered and distributed.

Zweckmäßiger Weise kann der Entladestrom an einem Widerstandselement oder Halbleiterelement, das einem der betätigten Schalteinrichtungen zugeordnet ist, thermische Energie freisetzen. Dadurch kann die freigesetzte Wärmeenergie noch besser abgegeben und verteilt werden.Conveniently, the discharge current at a resistive element or semiconductor element associated with one of the actuated switching devices can release thermal energy. As a result, the released heat energy can be delivered and distributed even better.

Zweckmäßiger Weise kann die Vielzahl von Batteriezellen in einer Vielzahl von Batteriemodulen angeordnet sein. Dadurch kann der Aufbau der Batterie modularisiert werden. Dadurch kann Baugruppen standardisiert werden. Somit kann die Wartung und Instandsetzung vereinfacht werden. Weiterhin können Kosten reduziert werden.Conveniently, the plurality of battery cells may be arranged in a plurality of battery modules. As a result, the structure of the battery can be modularized. As a result, assemblies can be standardized. Thus, the maintenance and repair can be simplified. Furthermore, costs can be reduced.

Zweckmäßiger Weise kann die Vielzahl von Batteriezellen in einer Vielzahl von Batteriemodulsträngen angeordnet sein. Dadurch kann der Aufbau der Batterie weiter modularisiert werden. Weiterhin kann die Batterie eine mehrphasige Versorgungsspannung bereitstellen. Somit kann die Vielseitigkeit der Batterie erhöht werden.Conveniently, the plurality of battery cells may be arranged in a plurality of battery module strings. As a result, the structure of the battery can be further modularized. Furthermore, the battery can provide a multi-phase supply voltage. Thus, the versatility of the battery can be increased.

Zweckmäßiger Weise kann der Entladestrom innerhalb eines Batteriemodulstrangs der Vielzahl von Batteriemodulsträngen, in dem die zu entladende Batteriezelle angeordnet ist, fließen. Dadurch kann das Entladen besonders einfach erreicht werden. Außerdem kann ein anderer Batteriemodulstrang oder können andere Batteriemodulstränge der Vielzahl von Batteriemodulsträngen während des Entladens eine Versorgungsspannung bereitstellen. Somit kann die Batterie beim Entladen einen Notbetrieb bereitstellen. Dadurch können die Verfügbarkeit verbessert und die Ausfallsicherheit der Batterie erhöht werden.Conveniently, the discharge current may flow within a battery module string of the plurality of battery module strings in which the battery cell to be discharged is arranged. As a result, unloading can be achieved particularly easily. Additionally, another battery module string or other battery module strings may provide a supply voltage to the plurality of battery module strings during discharge. Thus, the battery can provide emergency operation during unloading. This can improve the availability and increase the reliability of the battery.

Zweckmäßiger Weise kann der Entladestrom über einen Entladepfad des Batteriemodulstrangs fließen. Dadurch kann der Aufbau besonders einfach ausgeführt werden. Somit kann die Batterie beim Entladen einen Notbetrieb bereitstellen. Dadurch können die Verfügbarkeit weiter verbessert und die Ausfallsicherheit der Batterie weiter erhöht werdenConveniently, the discharge current can flow through a discharge path of the battery module string. This allows the construction to be carried out particularly easily. Thus, the battery can provide emergency operation during unloading. As a result, the availability can be further improved and the reliability of the battery can be further increased

Zweckmäßiger Weise kann eine betätigte Schalteinrichtung der betätigten Schalteinrichtungen in dem Entladepfad angeordnet sein. Dadurch kann der Aufbau des Entladepfads vereinfacht werden.Conveniently, an actuated switching device of the actuated switching devices may be arranged in the discharge path. As a result, the structure of the discharge path can be simplified.

Zweckmäßiger Weise kann der Entladestrom durch einen gemeinsamen Entladepfad der Vielzahl von Batteriemodulsträngen fließen. Dadurch kann eine Anzahl von Entladepfaden reduziert werden. Somit können Gewicht und Kosten reduziert werden.Conveniently, the discharge current through a common discharge path of the plurality of battery module strings flow. This can reduce a number of unloading paths. Thus, weight and cost can be reduced.

Zweckmäßiger Weise kann eine andere betätigte Schalteinrichtung der betätigten Schalteinrichtungen in dem gemeinsamen Entladepfad angeordnet sein. Dadurch kann der Aufbau des Entladepfads vereinfacht werden.Conveniently, another actuated switching means of the actuated switching means may be arranged in the common discharge path. As a result, the structure of the discharge path can be simplified.

Zweckmäßiger Weise kann der Entladestrom über einen anderen Batteriemodulstrang oder andere Batteriemodulstränge der Vielzahl von Batteriemodulsträngen fließen. Dadurch können die Entladepfade oder der gemeinsame Entladepfad entfallen. Somit können Gewicht und Kosten weiter reduziert werden.Conveniently, the discharge current may flow over another battery module string or other battery module strings of the plurality of battery module strings. As a result, the discharge paths or the common discharge path can be omitted. Thus weight and costs can be further reduced.

Die Erfindung stellt weiterhin ein Batteriemodul bereit, das die zuvor beschriebene Vorrichtung umfasst.The invention further provides a battery module comprising the device described above.

Die Erfindung stellt weiterhin eine Batterie bereit, die die zuvor beschriebene Vorrichtung oder das zuvor beschriebene Batteriemodul umfasst.The invention further provides a battery comprising the previously described device or battery module described above.

Die Erfindung stellt weiterhin ein Batteriesystem bereit, das die zuvor beschriebene Vorrichtung, das zuvor beschriebene Batteriemodul oder die zuvor beschriebene Batterie umfasst.The invention further provides a battery system comprising the apparatus described above, the previously described battery module or the previously described battery.

Die Erfindung stellt weiterhin ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug wie Elektrokraftfahrzeug, Hybridfahrzeug, Plug-In Hybridfahrzeug oder Elektromotorrad (Elektro-Bike, E-Bike), Elektrofahrrad (Pedal Electric Cycle, Pedelec), ein Seefahrzeug wie Elektroboot oder Unterseeboot (U-Boot), ein Luftfahrzeug oder ein Raumfahrzeug, bereit, das die zuvor beschriebene und mit dem Fahrzeug verbundene Vorrichtung, das zuvor beschriebene und mit dem Fahrzeug verbundene Batteriemodul, die zuvor beschriebene und mit dem Fahrzeug verbundene Batterie oder das zuvor beschriebene und mit dem Fahrzeug verbundene Batteriesystem umfasst.The invention further provides a vehicle, in particular motor vehicle such as electric motor vehicle, hybrid vehicle, plug-in hybrid vehicle or electric motorcycle (electric bike, e-bike), electric bicycle (Pedal Electric Cycle, Pedelec), a maritime vehicle such as electric boat or submarine (submarine) , an aircraft or a spacecraft, including the device previously described and connected to the vehicle, the battery module previously described and connected to the vehicle, the battery previously described and connected to the vehicle, or the battery system previously described and connected to the vehicle ,

Die Erfindung stellt weiterhin entsprechende Verfahren bereit.The invention further provides corresponding methods.

Die Erfindung stellt weiterhin ein Computerprogramm bereit, das auf einem Datenträger oder in einem Speicher eines Computers gespeichert ist und das von dem Computer lesbare Befehle umfasst, die zur Ausführung eines der zuvor beschriebenen Verfahren bestimmt sind, wenn die Befehle auf dem Computer ausgeführt werden.The invention further provides a computer program stored on a data carrier or in a memory of a computer and comprising computer readable instructions for executing one of the methods described above when the instructions are executed on the computer.

Die Erfindung stellt weiterhin ein Computerprogrammprodukt bereit, das das zuvor beschriebene Computerprogramm umfasst.The invention further provides a computer program product comprising the computer program described above.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, die Verfahrensschritte nicht zwangsläufig in der beschriebenen Reihenfolge auszuführen. In einer weiteren Ausführungsform können die Verfahrensschritte auch ineinander verschachtelt sein (Interleaving).It is within the scope of the invention not necessarily to carry out the method steps in the order described. In a further embodiment, the method steps can also be interleaved (interleaving).

Weiterhin ist es möglich, dass einzelne Abschnitte des beschriebenen Verfahrens als einzelne verkaufsfähige Einheiten und restliche Abschnitte des Verfahrens als andere verkaufsfähige Einheiten ausgebildet werden können. Damit kann das erfindungsgemäße Verfahren als verteiltes System auf unterschiedlichen Computer-basierten Instanzen, zum Beispiel Client-Server-Instanzen, zur Ausführung kommen. So ist es beispielsweise möglich, dass ein Modul seinerseits unterschiedliche Sub-Module umfasst.Furthermore, it is possible that individual sections of the described method can be designed as individual salable units and remaining sections of the method as other salable units. Thus, the method according to the invention can be executed as a distributed system on different computer-based instances, for example client-server instances. For example, it is possible for a module to include different sub-modules.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich.Other features and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following description of exemplary embodiments, which should not be construed as limiting the invention, with reference to the accompanying drawings.

1 zeigt ein Schaltbild eines Batteriemoduls 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, 1 shows a circuit diagram of a battery module 10 according to an embodiment of the invention,

2 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild des Batteriemoduls 10, 2 shows a simplified circuit diagram of the battery module 10 .

3 zeigt ein Schaltbild eines Batteriesystems 30 gemäß der Ausführungsform der Erfindung im Normalbetrieb, 3 shows a circuit diagram of a battery system 30 according to the embodiment of the invention in normal operation,

4 zeigt ein Schaltbild des Batteriesystems 40 im Entladebetrieb über einen Batteriemodulstrang 100 2, 4 shows a circuit diagram of the battery system 40 in the discharge operation via a battery module string 100 2 ,

5 zeigt ein Schaltbild des Batteriesystems 50 im Entladebetrieb über zwei Batteriemodulstränge 100 2, 100 3, 5 shows a circuit diagram of the battery system 50 in unloading operation via two battery module strings 100 2 , 100 3 ,

6 zeigt ein Schaltbild ein anderen Batteriesystems 60 mit Entladepfaden in den Batteriemodulsträngen 100 1, ... 100 3 gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung im Entladebetrieb, und 6 shows a schematic diagram of another battery system 60 with discharge path in the battery module strings 100 1 , ... 100 3 according to another embodiment of the invention in the unloading operation, and

7 zeigt ein Schaltbild eines weiteren Batteriesystems 70 mit einem gemeinsamen Entladepfad für die Batteriemodulsträngen 100 1, ... 100 3 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung im Entladebetrieb. 7 shows a circuit diagram of another battery system 70 with a common discharge path for the battery module strings 100 1 , ... 100 3 according to another embodiment of the invention in the unloading operation.

1 zeigt ein Schaltbild eines Batteriemoduls 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 1 shows a circuit diagram of a battery module 10 according to an embodiment of the invention.

Das Batteriemodul 10 bzw. ein l-tes Batteriemodul 10 kl in einem k-ten Batteriemodulstrang 100 k umfasst eine Vielzahl m von Batteriezellen 1 kl1, ... 1 klm, die, wie in 1 beispielshaft gezeigt, elektrisch in Serie miteinander verbunden sind, eine Vielzahl von Schalteinrichtungen 2 kl1, ... 2 kl4 und einen ersten beispielsweise positiven elektrischen Batteriemodulanschluss (Modulanschluss, Anschluss) 7 kl1 und einen zweiten beispielsweise negativen elektrischen Batteriemodulanschluss 7 kl2. Die Schalteinrichtungen 2 kl1, ... 2 kl4 können, wie in 1 beispielhaft gezeigt, als selbstsperrende FETs ausgebildet sein und zu deren Schutz jeweils eine Freilaufdiode 3 kl1, ... 3 kl4 umfassen. Die Schalteinrichtungen 2 kl1, ... 2 kl4 sind derart untereinander und mit der Vielzahl von Batteriezellen 1 kl1, ... 1 klm verbunden, dass der erste Anschluss 7 kl1 und der Anschluss 7 kl2 mit der Vielzahl von Batteriezellen 1 kl1, ... 1 klm verbunden sind, wenn beispielsweise die Schalteinrichtungen 2 kl1 und 2 kl4 geschlossen und die Schalteinrichtungen 2 kl2 und 2 kl3 geöffnet sind (vergleiche Batteriemodul 10 12 in 47), und der erste Anschluss 7 kl1 und der Anschluss 7 kl2 miteinander verbunden sind, wenn die Schalteinrichtungen 2 kl3 und 2 kl4 geschlossen und die Schalteinrichtungen 2 kl1 und 2 kl1 geöffnet sind (vergleiche Batteriemodul 10 11 in 47).The battery module 10 or one Lth battery module 10 kl in a k th battery module string 100 k includes a plurality m of battery cells 1 kl1 , ... 1 klm , which, as in 1 shown as an example, are electrically connected in series, a variety of switching devices 2 kl1 , ... 2 kl4 and a first, for example, positive electrical battery module connection (module connection, connection) 7 kl1 and a second example negative electrical battery module connection 7 kl2 . The switching devices 2 kl1 , ... 2 kl4 can, as in 1 shown as an example, be designed as a self-locking FETs and their protection in each case a freewheeling diode 3 kl1 , ... 3 kl4 include. The switching devices 2 kl1 , ... 2 Cl4 are so among themselves and with the large number of battery cells 1 kl1 , ... 1 klm connected that the first connection 7 kl1 and the connection 7 kl2 with the multitude of battery cells 1 kl1 , ... 1 klm are connected, for example, when the switching devices 2 kl1 and 2 kl4 closed and the switching devices 2 kl2 and 2 kl3 are open (see battery module 10 12 in 4 - 7 ), and the first connection 7 kl1 and the connection 7 kl2 are interconnected when the switching devices 2 kl3 and 2 kl4 closed and the switching devices 2 kl1 and 2 kl1 are open (see battery module 10 11 in 4 - 7 ).

Das Batteriemodul 10, 10 kl kann weiterhin ein Vielzahl von Temperaturmesseinrichtungen 4 kl1, ... 4 klm, die jeweils einer der Vielzahl von Batteriezellen 1 kl1, ... 1 klm zugeordnet sind, zum Messen einer Zelltemperatur an oder in der zugeordneten Batteriezelle umfassen. Die Temperaturmesseinrichtungen können, wie in 1 beispielhaft gezeigt, als Temperatursensoren wie temperaturabhängige Widerstände wie Widerstände mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC-Widerstände) oder Widerstände mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC-Widerstände) ausgebildet sein.The battery module 10 . 10 kl can continue to use a variety of temperature measuring devices 4 kl1 , ... 4 klm , each one of the multitude of battery cells 1 kl1 , ... 1 klm are associated to measure a cell temperature at or in the associated battery cell. The temperature measuring devices can, as in 1 shown as temperature sensors such as temperature-dependent resistors such as resistors with positive temperature coefficient (PTC resistors) or resistors with a negative temperature coefficient (NTC resistors) may be formed.

Das Batteriemodul 10, 10 kl kann weiterhin eine Strommesseinrichtung 5 kl beispielsweise zum Messen eines Stroms in die Vielzahl von Batteriezellen 1 kl1, ... 1 klm bzw. aus der Vielzahl von Batteriezellen 1 kl1, ... 1 klm und / oder eine Spannungsmesseinrichtung 6 kl beispielsweise zum Messen einer Spannung der Vielzahl von Batteriezellen 1 kl1, ... 1 klm umfassen.The battery module 10 . 10 kl can continue a current measuring device 5 kl, for example, for measuring a current in the plurality of battery cells 1 kl1 , ... 1 klm or from the large number of battery cells 1 kl1 , ... 1 klm and / or a voltage measuring device 6 kl, for example, for measuring a voltage of the plurality of battery cells 1 kl1 , ... 1 klm include.

Das Batteriemodul 10, 10 kl kann weiterhin eine Schnittstelleneinrichtung 9 kl mit einem Anschluss 8 kl zur Kommunikation mit einer Steuerungsvorrichtung und / oder eine Verarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten von Messwerten umfassen. Die Kommunikation über den Anschluss 8 kl kann beispielsweise parallel, seriell, gemultiplext und / oder über einen Bus wie Feldbus erfolgen.The battery module 10 . 10 kl can continue to use an interface device 9 kl with a connection 8th kl for communication with a control device and / or processing means for processing measured values. The communication over the connection 8th For example, kl can be parallel, serial, multiplexed and / or via a bus such as fieldbus.

2 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild des in 1 gezeigten Batteriemoduls 10, 10 kl, das in 3 bis 7 verwendet wird. Das vereinfachte Schalt zeigt die Vielzahl von Batteriezellen 1 kl1, ... 1 klm und die Vielzahl von Schalteinrichtungen 2 kl1, ... 2 kl4. 2 shows a simplified circuit diagram of the in 1 shown battery module 10 . 10 kl , that in 3 to 7 is used. The simplified switching shows the multiplicity of battery cells 1 kl1 , ... 1 klm and the variety of switching devices 2 kl1 , ... 2 cl4 .

3 zeigt ein Schaltbild eines Batteriesystems 30 gemäß der Ausführungsform der Erfindung im Normalbetrieb. 3 shows a circuit diagram of a battery system 30 according to the embodiment of the invention in normal operation.

Das Batteriesystem 30 umfasst eine Batterie 1000, die eine Vielzahl k von Batteriemodulsträngen (Modulstränge, Stränge) 100 1, ... 100 3 umfasst. Die Batteriemodulstränge 100 1, ... 100 3 umfassen jeweils eine Vielzahl l von Batteriemodulen 10 11, ... 10 3l, die den mit Bezug auf die 1 und 2 beschriebenen Batteriemodulen 10, 10 kl entsprechen, und einen ersten beispielsweise positiven elektrischen Batteriemodulstranganschluss (Stranganschluss, Anschluss) 7 11, 7 31 und einen zweiten beispielsweise negativen elektrischen Batteriemodulstranganschluss 7 12, 7 32. Wie in 3 beispielhaft gezeigt, kann das Batteriesystem 30 aus drei Batteriemodulsträngen 100 1, ... 100 3 eine drei-phasige Versorgungsspannung zum Betreiben einer elektrischen Maschine beispielsweise eines Motors 300 über eine drei-polige Motorschalteinrichtung 200 erzeugen und bereitstellen. Die Motorschalteinrichtung 200 kann als Motorumschalteinrichtung wie Motorumschalter, der drei ein-polige Umschalter 20 1, ... 20 3 umfasst, ausgebildet sein. Das Batteriesystem 30 kann beispielsweise als DINV-Batteriesystem ausgebildet sein.The battery system 30 includes a battery 1000 having a plurality k of battery module strings (module strings, strands) 100 1 , ... 100 3 includes. The battery module strings 100 1 , ... 100 3 each include a plurality 1 of battery modules 10 11 , ... 10 3l , with respect to the 1 and 2 described battery modules 10 . 10 kl correspond, and a first example positive electrical battery module strand connection (strand connection, connection) 7 11 , 7 31 and a second, for example negative electrical battery module strand connection 7 12 , 7 32 . As in 3 shown by way of example, the battery system 30 from three battery module strings 100 1 , ... 100 3 shows a three-phase supply voltage for operating an electrical machine, for example a motor 300 via a three-pole motor switching device 200 create and deploy. The engine switching device 200 can be used as a motor switching device such as motor switch, the three single-pole switch 20 1 , ... 20 3 , be formed. The battery system 30 can be designed for example as a DINV battery system.

Das Batteriesystem 30 umfasst weiterhin eine Steuerungsvorrichtung 400 zur Steuerung des Batteriesystems. Die Steuerungsvorrichtung 400 umfasst Bestimmungseinrichtung 410 und eine Betätigungseinrichtung 430. Die Bestimmungseinrichtung 410 kann als Verarbeitungseinrichtung wie Mikroprozessor oder Mikrocontroller ausgebildet sein. Die Betätigungseinrichtung 430 ist mit den Anschlüssen 8 kl der Batteriemodule 10 11, ... 10 3l und der drei-poligen Motorschalteinrichtung 200 verbunden und kann als Schnittstelleneinrichtung ausgebildet sein. Die Steuerungsvorrichtung 400 kann weiterhin eine Speichereinrichtung 420 zum Speichern von Befehlen und / oder Daten wie Messwerten umfassen. Die Speichereinrichtung 420 kann als flüchtiger und / oder nichtflüchtiger Speicher ausgebildet sein.The battery system 30 further comprises a control device 400 for controlling the battery system. The control device 400 includes determination means 410 and an actuator 430 , The determining device 410 can be designed as a processing device such as microprocessor or microcontroller. The actuating device 430 is with the connections 8th kl of the battery modules 10 11 , ... 10 3l and the three-pole motor switching device 200 connected and may be formed as an interface device. The control device 400 can continue a storage device 420 for storing instructions and / or data such as measured values. The storage device 420 can be designed as a volatile and / or non-volatile memory.

Im Normalbetrieb steuert die Steuerungsvorrichtung 400 die Batteriemodule 10 11, ... 10 3l derart, dass die Batterie 1000 dem Motor 300 eine drei-phasige Versorgungsspannung zur Verfügung stellt.In normal operation, the control device controls 400 the battery modules 10 11 , ... 10 3l such that the battery 1000 the engine 300 provides a three-phase supply voltage.

Weiterhin kann die Steuerungsvorrichtung 400 Messwerte von den Temperaturmesseinrichtungen 4 kl, ... 4 kl, Strommesseinrichtungen 5 kl und / oder Spannungsmesseinrichtungen 6 kl der Batteriemodule 10 11, ... 10 3l erfassen und die erfassten Messwerte auswerten.Furthermore, the control device 400 Measured values from the temperature measuring devices 4 kl , ... 4 kl , current measuring equipment 5 kl and / or voltage measuring devices 6 kl der battery modules 10 11 , ... 10 3l capture and evaluate the measured values.

Wenn die Steuerungseinrichtung 400 in den verarbeiteten Messwerten, vorzugsweise unter Berücksichtigung einer aktuellen Belastung der Batteriemodule 10 11, ... 10 3l bzw. Vielzahl von Batteriezellen 1 111, ... 10 3lm, einen kritischen bzw. unzulässigen Zustand detektiert, kann die Steuerungseinrichtung 400 eine Batteriezelle, die den kritischen Zustand aufweist, wie im Folgenden beschrieben, entladen und so einen unkritischen, sicheren bzw. stabilen Zustand für diese Batteriezelle bzw. das zugeordnete Batteriemodul erreichen.When the controller 400 in the processed measured values, preferably taking into account a current load of the battery modules 10 11 , ... 10 3l or variety of battery cells 1 111 , ... 10 3lm , detects a critical or impermissible state, the control device 400 a battery cell, which has the critical state, as described below, discharged and thus reach a non-critical, safe or stable state for this battery cell or the associated battery module.

4 zeigt ein Schaltbild des Batteriesystems 40 im Entladebetrieb über einen Batteriemodulstrang 100 2. 4 shows a circuit diagram of the battery system 40 in the discharge operation via a battery module string 100 2 .

Das Batteriesystem 40 entspricht dem mit Bezug auf 3 beschriebenen Batteriesystem 30. Die Steuerungsvorrichtung 400 hat beispielsweise bei der Batteriezelle 1 121 des betroffenen Batteriemoduls 10 12 des betroffenen Modulstrangs 100 1 aufgrund einer unzulässig hohen Temperatur der Batteriezelle 1 121 einen kritischen Zustand bestimmt. Zur Erreichung des unkritischen Zustands kann die Batteriezelle 1 121 über den benachbarten, zweiten Modulstrang 100 2 entladen werden. Um für das Entladen der Batteriezelle 1 121 den in 4 (mittels stärkerer Linien) hervorgehobenen Stromkreis zu schließen, schließt die Steuerungsvorrichtung 400 mittels der Betätigungseinrichtung 430 die Schalteinrichtungen 2 121, 2 124 des betroffenen Batteriemoduls 10 12, sodass seine Anschlüsse 7 121, 7 122 mit der Vielzahl seiner Batteriezellen 1 121, ... 1 12m verbunden sind, die Schalteinrichtungen (untere Schalteinrichtungen, low-side switches) 2 113, 2 114, 2 1l3, 2 1l4 der übrigen Batteriemodule 10 11, 10 1l des betroffenen Modulstrangs 100 1, sodass jeweils ihre Anschlüsse miteinander verbunden sind, der drei-poligen Motorschalteinrichtung 200, die die Anschlüsse 7 11, ... 7 31 der Vielzahl von Modulsträngen 10 1, ... 10 3 miteinander zu einem Sternpunkt verbindet und dabei den Motor 300 von der Batterie 1000 trennt, und die Schalteinrichtungen 2 213, 2 214, 2 223, 2 224, 2 2l3, 2 2l4 aller Batteriemodule 10 21, ... 10 2l des benachbarten Modulstrangs 100 2, sodass jeweils ihre Anschlüsse miteinander verbunden sind, während zumindest einige der übrigen Schalteinrichtungen geöffnet sind. Alternativ kann die Steuerungsvorrichtung 400 mittels der Betätigungseinrichtung 430 für ein oder mehrere Batteriemodule 10 kl auch die Schalteinrichtungen 2 kl1, 2 kl4 schließen und die Schalteinrichtungen 2 kl2, 2 kl3 öffnen, sodass seine / ihre Anschlüsse 7 kl1, 7 kl2 mit der Vielzahl seiner / ihrer Batteriezellen 1 kl1, ... 1 klm verbunden sind. Dadurch wird die elektrische Energie der Batteriezelle 1 121 bzw. des betroffenen Batteriemoduls 10 12 aufgrund ihres Leit-Widerstands (On-Widerstands) in den geschlossenen Schalteinrichtungen als Verlustleistung in thermische Energie freigesetzt. Zur Anpassung bzw. Optimierung des Entladens kann die Steuerungsvorrichtung 400 die Leit-Widerstände anpassen bzw. erhöhen, sodass die Schalteinrichtungen im Linearbetrieb statt im Schaltbetrieb arbeiten. Dabei kann die Steuerungsvorrichtung 400 die Leit-Widerstände für jede Schalteinrichtung individuell anpassen, sodass die Verlustleistungen in den Schalteinrichtungen gleichmäßig oder gemäß einer vorgegebenen Verteilung verteilt werden können. Weiterhin kann die Steuerungsvorrichtung 400 durch Überwachen des Entladens Leistungsanpassung erreichen und so eine zum Entladen erforderliche Zeit minimieren.The battery system 40 corresponds to that with respect to 3 described battery system 30 , The control device 400 has, for example, the battery cell 1 121 of the affected battery module 10 12 of the affected module string 100 1 due to an impermissibly high temperature of the battery cell 1 121 determines a critical state. To achieve the uncritical state, the battery cell 1 121 over the adjacent second module string 100 2 unloaded. To unload the battery cell 1 121 the in 4 Close (highlighted by stronger lines) highlighted circuit closes the control device 400 by means of the actuating device 430 the switching devices 2 121 , 2 124 of the affected battery module 10 12 , so its connections 7 121 , 7 122 with the multitude of its battery cells 1 121 , ... 1 12m are connected, the switching devices (lower switching devices, low-side switches) 2 113 , 2 114 , 2 1l3 , 2 1l4 of the remaining battery modules 10 11 , 10 1l of the affected module string 100 1 , so that their respective terminals are connected together, the three-pole motor switching device 200 that the connections 7 11 , ... 7 31 of the plurality of module strands 10 1 , ... 10 3 connects to a star point and the engine 300 from the battery 1000 separates, and the switching devices 2 213 , 2 214 , 2 223 , 2 224 , 2 2l3 , 2 2l4 of all battery modules 10 21 , ... 10 2l of the adjacent module string 100 2 , so that their respective terminals are connected to each other while at least some of the remaining switching devices are opened. Alternatively, the control device 400 by means of the actuating device 430 for one or more battery modules 10 kl also the switching devices 2 kl1 , 2 kl4 close and the switching devices 2 kl2 , 2 kl3 open so that his / her connections 7 kl1 , 7 kl2 with the variety of his / her battery cells 1 kl1 , ... 1 klm are connected. This will increase the electrical energy of the battery cell 1 121 or the affected battery module 10 12 due to their conduction resistance (on-resistance) in the closed switching devices as power loss in thermal energy released. To adapt or optimize the discharge, the control device 400 adjust or increase the conduction resistances so that the switching devices operate in linear mode instead of in switching operation. In this case, the control device 400 adjust the conduction resistances for each switching device individually, so that the power losses in the switching devices can be distributed uniformly or according to a predetermined distribution. Furthermore, the control device 400 by monitoring the discharge to achieve power matching, thus minimizing the time required for unloading.

Für eine Batteriemodul, umfassend zwei Lithium-Ionen-Batteriezellen mit einer Zellnennspannung von 3,6 V und einem Zellinnenwiderstand (Ri) von 1 mΩ als Batteriezellen und vier MOSFETs als Schalteinrichtungen, ergibt sich folgende beispielhafte Modellrechnung. Für ein Batteriemodul mit zwei Lithium-Ionen-Batteriezellen mit einer Zellnennspannung von 3,6 V, die in Serie geschaltet sind, ergibt sich eine Batteriemodulspannung von 7,2 V. Für eine Schalteinrichtung mit einem Einschaltwiderstand (RDrain-Source(ein), RDS(on)) von 0,137 mΩ. Für einen Batteriemodulstrang mit 48 Schalteinrichtungen ergibt sich für diese 48 Schalteinrichtungen ein Gesamteinschaltwiderstand (ΣRDS(on)) von 6,56 mΩ und für die zwei Batteriezellen und die 48 Schalteinrichtungen ein Gesamtwiderstand (ΣR) von 2 Ri + ΣRDS(on) = 2 × 1 mΩ + 6,56 mΩ = 8,56 mΩ.For a battery module comprising two lithium-ion battery cells with a cell nominal voltage of 3.6 V and a cell internal resistance (R i ) of 1 mΩ as battery cells and four MOSFETs as switching devices, the following exemplary model calculation results. For a battery module with two lithium-ion battery cells with a nominal cell voltage of 3.6 V, which are connected in series, results in a battery module voltage of 7.2 V. For a switching device with an on-resistance (R drain-source (on) , R DS (on) ) of 0.137 mΩ. For a battery module string with 48 switching devices, a total turn- on resistance (ΣR DS (on) ) of 6.56 mΩ results for these 48 switching devices and a total resistance (ΣR) of 2 R i + ΣR DS (on) for the two battery cells and the 48 switching devices. = 2 × 1 mΩ + 6.56 mΩ = 8.56 mΩ.

Für eine temperaturabhängige Widerstandsänderung zwischen Sperrschicht-(Junction-)Temperaturen (TJ) von 25 °C und 150 °C ergibt sich ein Temperaturkoeffizient RDS(on)150°C/ΣRDS(on)25°C von 2.For a temperature-dependent change in resistance between junction temperatures (T J ) of 25 ° C and 150 ° C, a temperature coefficient R DS (on) 150 ° C / ΣR DS (on) 25 ° C of 2 results.

Für einen in 4 gezeigten Stromkreis mit dem betroffenen Batteriemodulstrang 100 1 seriell verbunden mit einem Batteriemodulstrang 100 2 (oder 100 3) ergeben sich, ohne Berücksichtigung von Innenwiderständen von Leitungen und der Motorschalteinrichtung 200 sowie Übergangswiderständen, für eine Sperrschichttemperatur von 25 °C ein maximaler Strom (Imax25°C) von 476,2 A und eine Verlustleistung pro MOSFET (P25°C) von 30,99 W und für eine Sperrschichttemperatur von 150 °C ein maximaler Strom (Imax150°C) von 238,1 A und eine Verlustleistung pro MOSFET (P150°C) von 15,50 W.For a in 4 shown circuit with the affected battery module string 100 1 connected in series with a battery module string 100 2 (or 100 3 ) result, without consideration of internal resistance of lines and the engine switching device 200 and junction resistances , for a junction temperature of 25 ° C a maximum current (I max25 ° C ) of 476.2 A and a power dissipation per MOSFET (P 25 ° C ) of 30.99 W and for a junction temperature of 150 ° C a maximum Current (I max 150 ° C ) of 238.1 A and a power dissipation per MOSFET (P 150 ° C ) of 15.50 W.

Wenn die Steuerungseinrichtung 400 in den verarbeiteten Messwerten das Erreichen des unkritischen, sicheren bzw. stabilen Zustands detektiert, kann sie das Entladen der Batteriezelle 1 121 beenden.When the controller 400 In the processed measured values, the achievement of the uncritical, safe or stable state detected, it can unload the battery cell 1 121 finish.

Im Folgenden werden mit Bezug auf die 5 bis 7 weitere Stromkreise zum Entladen beschrieben.The following are with reference to the 5 to 7 further circuits for unloading described.

5 zeigt ein Schaltbild des Batteriesystems 50 im Entladebetrieb über zwei Batteriemodulstränge 100 2, 100 3. 5 shows a circuit diagram of the battery system 50 in unloading operation via two battery module strings 100 2 , 100 3 .

Das Batteriesystem 50 entspricht dem mit Bezug auf 4 beschriebenen Batteriesystem 40. Zur Erreichung des unkritischen Zustands kann die Batteriezelle 1 121 über den benachbarten, zweiten Modulstrang 100 2 und den dritten Modulstrang 100 3 entladen werden. Um für das Entladen der Batteriezelle 1 121 die in 5 hervorgehobenen Stromkreise zu schließen, schließt die Steuerungsvorrichtung 400 mittels der Betätigungseinrichtung 430 zusätzlich auch die Schalteinrichtungen 2 313, 2 314, 2 323, 2 324, 2 3l3, 2 3l4 aller Batteriemodule 10 31, ... 10 3l des dritten Modulstrangs 100 3, sodass jeweils ihre Anschlüsse miteinander verbunden sind.The battery system 50 corresponds to that with respect to 4 described battery system 40 , to Achieving the uncritical state, the battery cell 1 121 over the adjacent second module string 100 2 and the third module string 100 3 are discharged. To unload the battery cell 1 121 the in 5 to close highlighted circuits, closes the control device 400 by means of the actuating device 430 in addition, the switching devices 2 313 , 2 314 , 2 323 , 2 324 , 2 3l3 , 2 3l4 of all battery modules 10 31 , ... 10 3l of the third module string 100 3 , so that their connections are connected to each other.

Für einen in 5 gezeigten Stromkreis mit dem betroffenen Batteriemodulstrang 100 1 seriell verbunden mit den parallel verbundenen Batteriemodulsträngen 100 2 und 100 3 ergeben sich, ohne Berücksichtigung von Innenwiderständen von Leitungen und der Motorschalteinrichtung 200 sowie Übergangswiderständen, für eine Sperrschichttemperatur von 25 °C ein maximaler Strom (Imax25°C) von 608,1 A und eine Verlustleistung pro MOSFET (P25°C) von 50,54 W und für eine Sperrschichttemperatur von 150 °C ein maximaler Strom (Imax150°C) von 304,1 A und eine Verlustleistung pro MOSFET (P150°C) von 25,27 W.For a in 5 shown circuit with the affected battery module string 100 1 connected in series with the battery module strings connected in parallel 100 2 and 100 3 result, without consideration of internal resistance of lines and the engine switching device 200 and transition resistances , for a junction temperature of 25 ° C a maximum current (I max25 ° C ) of 608.1 A and a power dissipation per MOSFET (P 25 ° C ) of 50.54 W and for a junction temperature of 150 ° C a maximum Current (I max 150 ° C ) of 304.1 A and a power dissipation per MOSFET (P 150 ° C ) of 25.27 W.

6 zeigt ein Schaltbild ein anderen Batteriesystems 60 mit Entladepfaden in den Batteriemodulsträngen 100 1, ... 100 3 gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung im Entladebetrieb. 6 shows a schematic diagram of another battery system 60 with discharge path in the battery module strings 100 1 , ... 100 3 according to another embodiment of the invention in the unloading operation.

Das Batteriesystem 60 entspricht im Wesentlichen dem mit Bezug auf 4 beschriebenen Batteriesystem 40. Zur Erreichung des unkritischen Zustands kann die Batteriezelle 1 121 über einen Entladepfad des betroffenen Modulstrangs 100 1, der mit den Anschlüssen 7 11 und 7 12 verbunden ist, entladen werden. Um für das Entladen der Batteriezelle 1 121 den in 6 hervorgehobenen Stromkreis zu schließen, schließt die Steuerungsvorrichtung 400 mittels der Betätigungseinrichtung 430 die Schalteinrichtungen 2 121, 2 124 des betroffenen Batteriemoduls 10 12, sodass seine Anschlüsse 7 121, 7 122 mit der Vielzahl seiner Batteriezellen 1 121, ... 1 12m verbunden sind, die Schalteinrichtungen 2 113, 2 114, 2 1l3, 2 1l4 der übrigen Batteriemodule 10 11, 10 1l des betroffenen Modulstrangs 100 1, sodass jeweils ihre Anschlüsse miteinander verbunden sind, und eine Schalteinrichtung 500 1, die in dem Entladepfad des betroffenen Modulstrangs 100 1 angeordnet ist, während zumindest einige der übrigen Schalteinrichtungen geöffnet sind.The battery system 60 is essentially the same as with reference to 4 described battery system 40 , To achieve the uncritical state, the battery cell 1 121 via a discharge path of the affected module string 100 1 , with the connections 7 11 and 7 12 is connected, unloaded. To unload the battery cell 1 121 the in 6 to close the highlighted circuit closes the control device 400 by means of the actuating device 430 the switching devices 2 121 , 2 124 of the affected battery module 10 12 , so its connections 7 121 , 7 122 with the multitude of its battery cells 1 121 , ... 1 12m are connected, the switching devices 2 113 , 2 114 , 2 1l3 , 2 1l4 of the remaining battery modules 10 11 , 10 1l of the affected module string 100 1 , so that their respective terminals are connected together, and a switching device 500 1 , in the discharge path of the affected module string 100 1 is arranged while at least some of the remaining switching means are opened.

Für einen in 6 gezeigten Stromkreis mit dem betroffenen Batteriemodulstrang 100 1 seriell verbunden mit dem Entladepfad des betroffenen Modulstrangs 100 1 ergeben sich, ohne Berücksichtigung von Innenwiderständen von Leitungen und der Schalteinrichtung 500 1 sowie Übergangswiderständen, für eine Sperrschichttemperatur von 25 °C ein maximaler Strom (Imax25°C) von 841,1 A und eine Verlustleistung pro MOSFET (P25°C) von 96,69 W und für eine Sperrschichttemperatur von 150 °C ein maximaler Strom (Imax150°C) von 420,6 A und eine Verlustleistung pro MOSFET (P150°C) von 48,34 W.For a in 6 shown circuit with the affected battery module string 100 1 connected in series with the discharge path of the affected module string 100 1 result, without consideration of internal resistance of lines and the switching device 500 1 and contact resistances , for a junction temperature of 25 ° C a maximum current (I max25 ° C ) of 841.1 A and a power dissipation per MOSFET (P 25 ° C ) of 96.69 W and for a junction temperature of 150 ° C. maximum current (I max 150 ° C ) of 420.6 A and a power dissipation per MOSFET (P 150 ° C ) of 48.34 W.

7 zeigt ein Schaltbild eines weiteren Batteriesystems 70 mit einem gemeinsamen Entladepfad für die Batteriemodulsträngen 100 1, ... 100 3 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung im Entladebetrieb. 7 shows a circuit diagram of another battery system 70 with a common discharge path for the battery module strings 100 1 , ... 100 3 according to another embodiment of the invention in the unloading operation.

Das Batteriesystem 70 entspricht im Wesentlichen dem mit Bezug auf 4 beschriebenen Batteriesystem 40. Zur Erreichung des unkritischen Zustands kann die Batteriezelle 1 121 über einen gemeinsamen Entladepfad für die Vielzahl von Modulsträngen 100 1, ... 100 3, der jeweils die Anschlüsse 7 11 und 7 12, 7 21 und 7 22 oder 7 31 und 7 32 verbunden kann, entladen werden. Um für das Entladen der Batteriezelle 1 121 den in 7 hervorgehobenen Stromkreis zu schließen, schließt die Steuerungsvorrichtung 400 mittels der Betätigungseinrichtung 430 die Schalteinrichtungen 2 121, 2 124 des betroffenen Batteriemoduls 10 12, sodass seine Anschlüsse 7 121, 7 122 mit der Vielzahl seiner Batteriezellen 1 121, ... 1 12m verbunden sind, die Schalteinrichtungen 2 113, 2 114, 2 1l3, 2 1l4 der übrigen Batteriemodule 10 11, 10 1l des betroffenen Modulstrangs 100 1, sodass jeweils ihre Anschlüsse miteinander verbunden sind, der drei-poligen Motorschalteinrichtung 200, die die Anschlüsse 7 11, ... 7 31 der Vielzahl von Modulsträngen 10 1, ... 10 3 miteinander verbindet und dabei den Motor 300 von der Batterie 1000 trennt, und eine Schalteinrichtung 500, die in dem gemeinsamen Entladepfad angeordnet ist, während zumindest einige der übrigen Schalteinrichtungen geöffnet sind. Dabei kann die Motorschalteinrichtung 200 als Motortrenneinrichtung wie Motortrennschalter, der drei ein-polige Trennschalter umfasst, ausgebildet sein.The battery system 70 is essentially the same as with reference to 4 described battery system 40 , To achieve the uncritical state, the battery cell 1 121 via a common discharge path for the plurality of module strands 100 1 , ... 100 3 , each of the connectors 7 11 and 7 12 , 7 21 and 7 22 or 7 31 and 7 32 connected can be discharged. To unload the battery cell 1 121 the in 7 to close the highlighted circuit closes the control device 400 by means of the actuating device 430 the switching devices 2 121 , 2 124 of the affected battery module 10 12 , so its connections 7 121 , 7 122 with the multitude of its battery cells 1 121 , ... 1 12m are connected, the switching devices 2 113 , 2 114 , 2 1l3 , 2 1l4 of the remaining battery modules 10 11 , 10 1l of the affected module string 100 1 , so that their respective terminals are connected together, the three-pole motor switching device 200 that the connections 7 11 , ... 7 31 of the plurality of module strands 10 1 , ... 10 3 connects with each other while the engine 300 from the battery 1000 separates, and a switching device 500 disposed in the common discharge path while at least some of the remaining switching devices are opened. In this case, the engine switching device 200 as engine disconnecting device such as motor disconnector, which comprises three single-pole disconnect switch, be formed.

Für einen in 7 gezeigten Stromkreis mit dem betroffenen Batteriemodulstrang 100 1 seriell verbunden mit dem gemeinsamen Entladepfad ergeben sich, ohne Berücksichtigung von Innenwiderständen von Leitungen und der Schalteinrichtung 500 sowie Übergangswiderständen, wiederum für eine Sperrschichttemperatur von 25 °C ein maximaler Strom (Imax25°C) von 841,1 A und eine Verlustleistung pro MOSFET (P25°C) von 96,69 W und für eine Sperrschichttemperatur von 150 °C ein maximaler Strom (Imax150°C) von 420,6 A und eine Verlustleistung pro MOSFET (P150°C) von 48,34 W.For a in 7 shown circuit with the affected battery module string 100 1 connected in series with the common discharge path result, without consideration of internal resistance of lines and the switching device 500 and transition resistances , again for a junction temperature of 25 ° C, a maximum current (I max25 ° C ) of 841.1A and a power dissipation per MOSFET (P 25 ° C ) of 96.69W and for a junction temperature of 150 ° C maximum current (I max 150 ° C ) of 420.6 A and a power dissipation per MOSFET (P 150 ° C ) of 48.34 W.

Abschließend wird angemerkt, dass Ausdrücke wie „umfassend“ und „aufweisend“ oder dergleichen nicht ausschließen, dass weitere Elemente oder Schritte vorgesehen sein können. Die verwendeten Anzahlen sind lediglich beispielhaft, sodass eine Vielzahl zwei, vier, fünf, sechs, oder mehr Elemente oder Schritte umfassen kann. Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass Artikel wie „ein“ oder „eine“ keine Vielzahl ausschließen. Weiterhin wird angemerkt, dass Zahlwörter bzw. Ordnungszahlen wie „erste“, „zweite“ usw. ausschließlich zur Unterscheidung von Elementen und Schritten dienen, ohne dabei eine Reihenfolge der Anordnung der Elemente oder der Ausführung der Schritte festzulegen bzw. zu beschränken. Außerdem können die in Verbindung mit den verschiedenen Ausführungsformen beschriebenen Merkmale beliebig miteinander kombiniert werden. Schließlich wird angemerkt, dass die Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als den Schutzbereich der Ansprüche beschränkend ausgelegt werden sollen.Finally, it is noted that terms such as "comprising" and "having" or the like do not preclude that further elements or steps may be provided. The numbers used are merely exemplary, such that a plurality may include two, four, five, six, or more elements or steps. It should also be noted that articles such as "a" or "One" exclude no variety. Furthermore, it is noted that numerals such as "first", "second", etc., are only for discriminating elements and steps without specifying an order of arrangement of elements or execution of steps. In addition, the features described in connection with the various embodiments may be combined with each other as desired. Finally, it is noted that the reference signs in the claims should not be construed as limiting the scope of the claims.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (12)

Vorrichtung zum Entladen einer zu entladenden Batteriezelle (1 121, ... 1 12m) in einer Batterie (1000), umfassend eine Vielzahl von Batteriezellen (1 kl1, ... 1 klm) und eine Vielzahl von Schalteinrichtungen (2 kl1, ... 2 klm, 200; 500; 500 1, ... 500 3), gekennzeichnet durch: – eine Bestimmungseinrichtung (410) zum Bestimmen der zu entladenden Batteriezelle (1 121, ... 1 12m), und – eine Betätigungseinrichtung (430) zum Betätigen von Schalteinrichtungen der Vielzahl von Schalteinrichtungen (2 kl1, ... 2 klm, 200; 500; 500 1, ... 500 3) derart, dass ein Entladestrom von der zu entladenden Batteriezelle (1 121, ... 1 12m) über die betätigten Schalteinrichtungen fließen kann.Device for discharging a battery cell to be discharged ( 1 121 , ... 1 12m ) in a battery ( 1000 ) comprising a plurality of battery cells ( 1 kl1 , ... 1 klm ) and a plurality of switching devices ( 2 kl1 , ... 2 klm , 200 ; 500 ; 500 1 , ... 500 3 ), characterized by: - a determination device ( 410 ) for determining the battery cell to be discharged ( 1 121 , ... 1 12m ), and - an actuator ( 430 ) for actuating switching devices of the plurality of switching devices ( 2 kl1 , ... 2 klm , 200 ; 500 ; 500 1 , ... 500 3 ) such that a discharge current from the battery cell to be discharged ( 1 121 , ... 1 12m ) can flow over the actuated switching devices. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: – das Bestimmen der zu entladenden Batteriezelle (1 121, ... 1 12m) ein Überwachen der Vielzahl von Batteriezellen (1 kl1, ... 1 klm) zum Detektieren eines kritischen Zustands in der zu entladenden Batteriezelle (1 121, ... 1 12m) umfasst, – das Betätigen der Schalteinrichtungen ein Überwachen oder Einstellen des Entladestroms umfasst, – die Vielzahl von Schalteinrichtungen (2 kl1, ... 2 klm) in einer Vielzahl von Koppeleinrichtungen angeordnet ist, – die Vielzahl von Schalteinrichtungen (2 kl1, ... 2 klm, 200; 500; 500 1, ... 500 3) als Vielzahl von Leistungsschalteinrichtungen, Leistungsschaltern, Halbleiterschaltern, Leistungstransistoren, Leistungsfeldeffekttransistoren oder selbstsperrenden Leistungsfeldeffekttransistoren ausgebildet ist, – der Entladestrom an Innenwiderständen der betätigten Schalteinrichtungen thermische Energie freisetzen kann, oder – der Entladestrom an einem Widerstandselement oder Halbleiterelement, das einem der betätigten Schalteinrichtungen zugeordnet ist, thermische Energie freisetzen kann. The device of claim 1, wherein: - determining the battery cell to be discharged ( 1 121 , ... 1 12m ) monitoring the plurality of battery cells ( 1 kl1 , ... 1 klm ) for detecting a critical condition in the battery cell to be discharged ( 1 121 , ... 1 12m ), - the actuation of the switching devices comprises monitoring or adjusting the discharge current, - the plurality of switching devices ( 2 kl1 , ... 2 klm ) is arranged in a plurality of coupling devices, - the plurality of switching devices ( 2 kl1 , ... 2 klm , 200 ; 500 ; 500 1 , ... 500 3 ) is formed as a plurality of power switching devices, circuit breakers, semiconductor switches, power transistors, power field effect transistors or self-blocking power field effect transistors, - the discharge current to internal resistances of the actuated switching devices can release thermal energy, or - the discharge current to a resistive element or semiconductor element associated with one of the actuated switching devices , can release thermal energy. Die Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei: – die Vielzahl von Batteriezellen (1 kl1, ... 1 klm) in einer Vielzahl von Batteriemodulen (10; 10 kl; 10 11, ... 10 3l) angeordnet ist, – die Vielzahl von Batteriezellen (1 kl1, ... 1 klm) in einer Vielzahl von Batteriemodulsträngen (100 1, ... 100 3) angeordnet ist, – der Entladestrom innerhalb eines Batteriemodulstrangs (100 1) der Vielzahl von Batteriemodulsträngen (100 1, ... 100 3), in dem die zu entladende Batteriezelle (1 121, ... 1 12m) angeordnet ist, fließen kann, – der Entladestrom über einen Entladepfad des Batteriemodulstrangs (100 1) fließen kann, – eine betätigte Schalteinrichtung (500 1) der betätigten Schalteinrichtungen in dem Entladepfad angeordnet ist, – der Entladestrom durch einen gemeinsamen Entladepfad der Vielzahl von Batteriemodulsträngen (100 1, ... 100 3) fließen kann, – eine andere betätigte Schalteinrichtung (500) der betätigten Schalteinrichtungen in dem gemeinsamen Entladepfad angeordnet ist, oder – der Entladestrom über einen anderen Batteriemodulstrang oder andere Batteriemodulstränge (100 2, 100 3) der Vielzahl von Batteriemodulsträngen (100 1, ... 100 3) fließen kann.The device according to claim 1 or 2, wherein: - the plurality of battery cells ( 1 kl1 , ... 1 klm ) in a multiplicity of battery modules ( 10 ; 10 kl ; 10 11 , ... 10 3l ) is arranged, - the plurality of battery cells ( 1 kl1 , ... 1 klm ) in a plurality of battery module strings ( 100 1 , ... 100 3 ), - the discharge current within a battery module string ( 100 1 ) the plurality of battery module strings ( 100 1 , ... 100 3 ), in which the battery cell to be discharged ( 1 121 , ... 1 12m ) is arranged to flow, - the discharge current via a discharge path of the battery module string ( 100 1 ), - an actuated switching device ( 500 1 ) of the actuated switching devices is arranged in the discharge path, - the discharge current through a common discharge path of the plurality of battery module strands ( 100 1 , ... 100 3 ), - another actuated switching device ( 500 ) of the actuated switching devices is arranged in the common discharge path, or - the discharge current via another battery module line or other battery module lines ( 100 2 , 100 3 ) the plurality of battery module strings ( 100 1 , ... 100 3 ) can flow. Batteriemodul (10), umfassend: – die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3.Battery module ( 10 ), comprising: - the device according to one of claims 1 to 3. Batterie (1000), umfassend: – die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, oder – das Batteriemodul nach Anspruch 4.Battery ( 1000 ), comprising: - the device according to one of claims 1 to 3, or - the battery module according to claim 4. Batteriesystem, umfassend: – die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, – das Batteriemodul (10) nach Anspruch 4, oder – die Batterie (1000) nach Anspruch 5.Battery system, comprising: - the device according to one of claims 1 to 3, - the battery module ( 10 ) according to claim 4, or - the battery ( 1000 ) according to claim 5. Fahrzeug, umfassend: – die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, verbunden mit dem Fahrzeug, – die Batteriemodul (10) nach Anspruch 4, verbunden mit dem Fahrzeug, – die Batterie nach Anspruch 5, verbunden mit dem Fahrzeug, oder – das Batteriesystem nach Anspruch 6, verbunden mit dem Fahrzeug.A vehicle comprising: - the device according to one of claims 1 to 3 connected to the vehicle, - the battery module ( 10 ) according to claim 4, connected to the vehicle, - the battery according to claim 5, connected to the vehicle, or - the battery system according to claim 6, connected to the vehicle. Verfahren zum Entladen einer zu entladenden Batteriezelle (1 121, ... 1 12m) in einer Batterie (1000), umfassend eine Vielzahl von Batteriezellen (1 kl1, ... 1 klm) und eine Vielzahl von Schalteinrichtungen (2 kl1, ... 2 klm, 200; 500; 500 1, ... 500 3), gekennzeichnet durch: – Bestimmen der zu entladenden Batteriezelle (1 121, ... 1 12m), und – Betätigen von Schalteinrichtungen der Vielzahl von Schalteinrichtungen (2 kl1, ... 2 klm, 200; 500; 500 1, ... 500 3) derart, dass ein Entladestrom von der zu entladenden Batteriezelle (1 121, ... 1 12m) über die betätigten Schalteinrichtungen fließen kann.Method for discharging a battery cell to be discharged ( 1 121 , ... 1 12m ) in a battery ( 1000 ) comprising a plurality of battery cells ( 1 kl1 , ... 1 klm ) and a plurality of switching devices ( 2 kl1 , ... 2 klm , 200 ; 500 ; 500 1 , ... 500 3 ), characterized by: - determining the battery cell to be discharged ( 1 121 , ... 1 12m ), and - actuating switching devices of the plurality of switching devices ( 2 kl1 , ... 2 klm , 200 ; 500 ; 500 1 , ... 500 3 ) such that a discharge current from the battery cell to be discharged ( 1 121 , ... 1 12m ) can flow over the actuated switching devices. Das Verfahren nach Anspruch 8, wobei: – das Bestimmen der zu entladenden Batteriezelle (1 121, ... 1 12m) ein Überwachen der Vielzahl von Batteriezellen (1 kl1, ... 1 klm) zum Detektieren eines kritischen Zustands in der zu entladenden Batteriezelle (1 121, ... 1 12m) umfasst, – das Betätigen der Schalteinrichtungen ein Überwachen oder Einstellen des Entladestroms umfasst, – die Vielzahl von Schalteinrichtungen (2 kl1, ... 2 klm) in einer Vielzahl von Koppeleinrichtungen angeordnet wird, – die Vielzahl von Schalteinrichtungen (2 kl1, ... 2 klm, 200; 500; 500 1, ... 500 3) als Vielzahl von Leistungsschalteinrichtungen, Leistungsschaltern, Halbleiterschaltern, Leistungstransistoren, Leistungsfeldeffekttransistoren oder selbstsperrenden Leistungsfeldeffekttransistoren ausgebildet wird, – der Entladestrom an Innenwiderständen der betätigten Schalteinrichtungen thermische Energie freisetzen kann, oder – der Entladestrom an einem Widerstandselement oder Halbleiterelement, das einem der betätigten Schalteinrichtungen zugeordnet ist, thermische Energie freisetzen kann.The method of claim 8, wherein: determining the battery cell to be discharged ( 1 121 , ... 1 12m ) monitoring the plurality of battery cells ( 1 kl1 , ... 1 klm ) for detecting a critical condition in the battery cell to be discharged ( 1 121 , ... 1 12m ), the actuation of the switching devices comprises monitoring or adjusting the discharge current, The plurality of switching devices ( 2 kl1 , ... 2 klm ) is arranged in a plurality of coupling devices, - the plurality of switching devices ( 2 kl1 , ... 2 klm , 200 ; 500 ; 500 1 , ... 500 3 ) is formed as a plurality of power switching devices, circuit breakers, semiconductor switches, power transistors, power field effect transistors or self-blocking power field effect transistors, - the discharge current to internal resistors of the actuated switching devices can release thermal energy, or - the discharge current to a resistive element or semiconductor element associated with one of the actuated switching devices , can release thermal energy. Das Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei: – die Vielzahl von Batteriezellen (1 kl1, ... 1 klm) in einer Vielzahl von Batteriemodulen (10; 10 kl; 10 11, ... 10 3l) angeordnet wird, – die Vielzahl von Batteriezellen (1 kl1, ... 1 klm) in einer Vielzahl von Batteriemodulsträngen (100 1, ... 100 3) angeordnet wird, – der Entladestrom innerhalb eines Batteriemodulstrangs (100 1) der Vielzahl von Batteriemodulsträngen (100 1, ... 100 3), in dem die zu entladende Batteriezelle (1 121, ... 1 12m) angeordnet ist, fließen kann, – der Entladestrom über einen Entladepfad des Batteriemodulstrangs (100 1) fließen kann, – eine betätigte Schalteinrichtung (500 1) der betätigten Schalteinrichtungen in dem Entladepfad angeordnet wird, – der Entladestrom durch einen gemeinsamen Entladepfad der Vielzahl von Batteriemodulsträngen (100 1, ... 100 3) fließen kann, – eine andere betätigte Schalteinrichtung (500) der betätigten Schalteinrichtungen in dem gemeinsamen Entladepfad angeordnet ist, oder – der Entladestrom über einen anderen Batteriemodulstrang oder andere Batteriemodulstränge (100 2, 100 3) der Vielzahl von Batteriemodulsträngen (100 1, ... 100 3) fließen kann.The method of claim 8 or 9, wherein: - the plurality of battery cells ( 1 kl1 , ... 1 klm ) in a multiplicity of battery modules ( 10 ; 10 kl ; 10 11 , ... 10 3l ) is arranged, - the plurality of battery cells ( 1 kl1 , ... 1 klm ) in a plurality of battery module strings ( 100 1 , ... 100 3 ), - the discharge current within a battery module string ( 100 1 ) the plurality of battery module strings ( 100 1 , ... 100 3 ), in which the battery cell to be discharged ( 1 121 , ... 1 12m ) is arranged to flow, - the discharge current via a discharge path of the battery module string ( 100 1 ), - an actuated switching device ( 500 1 ) of the actuated switching devices is arranged in the discharge path, - the discharge current through a common discharge path of the plurality of battery module strands ( 100 1 , ... 100 3 ), - another actuated switching device ( 500 ) of the actuated switching devices is arranged in the common discharge path, or - the discharge current via another battery module line or other battery module lines ( 100 2 , 100 3 ) the plurality of battery module strings ( 100 1 , ... 100 3 ) can flow. Computerprogramm, das auf einem Datenträger oder in einem Speicher eines Computers gespeichert ist und das von dem Computer lesbare Befehle umfasst, die zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 8 bis 10 bestimmt sind, wenn die Befehle auf dem Computer ausgeführt werden.A computer program stored on a computer disk or memory and comprising computer readable instructions for carrying out the method of any one of claims 8 to 10 when the instructions are executed on the computer. Computerprogrammprodukt, das das Computerprogramm nach Anspruch 11 umfasst.A computer program product comprising the computer program of claim 11.
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