DE102016010699A1 - Battery arrangement for a motor vehicle, with at least two energy storage devices, and method for operating a battery assembly for a motor vehicle - Google Patents

Battery arrangement for a motor vehicle, with at least two energy storage devices, and method for operating a battery assembly for a motor vehicle Download PDF

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Marcus Zacher
Steffen Zawierucha
Hannes Walz
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Abstract

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Batterieanordnung (10) bereitzustellen, welche es ermöglicht eine verbesserte elektrische Leistungsbereitstellung zu ermöglichen. Die Erfindung betrifft eine Batterieanordnung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit zumindest zwei Energiespeichern (12, 14, 16), welche parallel verschaltet sind, und mit einer Steuereinheit (26), zum Steuern der zumindest zwei Energiespeicher (12, 14, 16), wobei jedem einzelnen der zumindest zwei Energiespeicher (12, 14, 16) ein separater Gleichspannungswandler (13, 15, 17) zugeordnet ist und die Steuereinheit (26) den jeweiligen Gleichspannungswandler (13, 15, 17) steuert.The object of the invention is to provide a battery assembly (10), which makes it possible to provide an improved electrical power supply. The invention relates to a battery arrangement (10) for a motor vehicle, having at least two energy stores (12, 14, 16) which are connected in parallel, and having a control unit (26) for controlling the at least two energy stores (12, 14, 16). wherein each of the at least two energy stores (12, 14, 16) is associated with a separate DC-DC converter (13, 15, 17) and the control unit (26) controls the respective DC-DC converter (13, 15, 17).

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterieanordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Batterieanordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Patentanspruch 5.The invention relates to a battery arrangement for a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1 and to a method for operating a battery arrangement for a motor vehicle according to claim 5.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Batterien bekannt, die aus mehreren Energiespeichern, insbesondere mehreren Strängen, bestehen. Üblicherweise werden die einzelnen Stränge über Schaltelemente/Schütze miteinander verbunden. Über diese Schütze werden insbesondere der Plus-Anschluss eines jeden Stranges auf eine gemeinsame Plus-Leitung und der Minus-Anschluss eines jeden Stranges auf eine gemeinsame Minus-Leitung geschaltet. Die gemeinsame Plus- und Minus-Leitung sind dann mit dem Anschluss der Batterie verbunden. Um die einzelnen Stränge zusammenschalten zu können, müssen diese ungefähr die gleiche Spannung aufweisen, da sonst starke Ausgleichsströme zwischen den Strängen entstehen können, wodurch Zellen und/oder elektrische Bauteile beschädigt werden können. Zusätzlich muss sich die gesamte Batterieanordnung immer nach dem „schwächsten” Strang richten, das heißt, kann ein Strang aufgrund der Temperatur, dem Zellzustand oder aus anderen Gründen nicht den gleichen Strom liefern wie die anderen Stränge der Batterieanordnung, muss der Gesamtstrom der Batterieanordnung entsprechend heruntergeregelt werden. Dies geschieht üblicherweise über die batterieexterne Leistungselektronik. Ist ein Strang entladen, so muss dieser herausgeschaltet werden.Batteries are already known from the prior art, which consist of several energy stores, in particular several strands. Usually, the individual strands are interconnected via switching elements / contactors. In particular, the positive terminal of each line is connected to a common plus line and the minus terminal of each line is connected to a common minus line via these contactors. The common plus and minus leads are then connected to the battery connection. In order to be able to interconnect the individual strands, they must have approximately the same voltage, since otherwise strong compensation currents can occur between the strands, as a result of which cells and / or electrical components can be damaged. In addition, the entire battery assembly must always be aligned with the "weakest" string, that is, a string can not provide the same current as the other strings of the battery assembly due to temperature, cell condition, or other reasons, the total current of the battery assembly must be adjusted accordingly become. This is usually done via the battery-external power electronics. If a string is unloaded, it must be switched out.

Die US 2015/0002095 A1 beschreibt ein elektrisches Speichersystem, welches eine Mehrzahl an DC-Bussen aufweist sowie mehrere Energiespeicher, die in Serie geschaltet sind und zum Laden und Entladen geeignet sind. Die Anzahl der DC-Busse ist dabei größer als die Anzahl der Energiespeicher. Die Energiespeicher weisen einen jeweiligen Schalter auf, welcher in Serie mit dem Energiespeicher geschaltet ist. Des Weiteren sind die Schalter mit den DC-Bussen verschaltet und können mittels des Schalters zwischen den DC-Bussen herschalten. Die Energie der Energiespeicher kann an eine Verbraucherstelle geleitet werden. Des Weiteren ist ein Spannungsdetektor offenbart, welcher eine Spannung der jeweiligen Energiespeicher detektiert. Eine Kontrolleinheit schaltet die Schalter entsprechend einer detektierten Spannung des Spannungsdetektors.The US 2015/0002095 A1 describes an electrical storage system having a plurality of DC buses and a plurality of energy storage devices, which are connected in series and are suitable for charging and discharging. The number of DC buses is greater than the number of energy storage. The energy storage devices have a respective switch, which is connected in series with the energy store. Furthermore, the switches are interconnected with the DC buses and can switch between the DC buses by means of the switch. The energy of the energy storage can be directed to a consumer point. Furthermore, a voltage detector is disclosed which detects a voltage of the respective energy store. A control unit switches the switches according to a detected voltage of the voltage detector.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Batterieanordnung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche jedem Energiespeicher eine verbesserte elektrische Leistungsbereitstellung ermöglicht.Object of the present invention is to provide a battery assembly of the type mentioned, which allows each energy storage improved electrical power supply.

Diese Aufgabe wird durch eine Batterieanordnung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Betreiben einer Batterieanordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Patentanspruch 5 ermöglicht.This object is made possible by a battery arrangement for a motor vehicle having the features of patent claim 1 and by a method for operating a battery arrangement for a motor vehicle according to patent claim 5.

Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um eine Batterieanordnung für ein Kraftfahrzeug der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 7 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass jeder Energiespeicher eine maximale elektrische Leistung zur Verfügung stellen kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass jedem einzelnen der zumindest zwei Energiespeicher ein separater Gleichspannungswandler zugeordnet ist und die Steuereinheit den jeweiligen Gleichspannungswandler steuert. Die Steuereinheit wertet dabei eine Information über den jeweiligen Energiespeicher aus und steuert den jeweiligen Gleichspannungswandler so, dass jeder Energiespeicher maximal belastet werden kann. Somit kann erreicht werden, dass jeder der Energiespeicher stets die maximale elektrische Leistung zur Verfügung stellen kann und nicht an einen leistungsschwächeren Energiespeicher angepasst werden muss.In order to develop a battery arrangement for a motor vehicle specified in the preamble of claim 1 and a method specified in the preamble of claim 7 such that each energy storage can provide maximum electrical power, it is inventively provided that each of the at least two energy storage a separate DC-DC converter is assigned and the control unit controls the respective DC-DC converter. The control unit evaluates an information about the respective energy storage and controls the respective DC-DC converter so that each energy storage can be loaded maximum. Thus, it can be achieved that each of the energy storage devices can always provide the maximum electrical power and does not have to be adapted to a less powerful energy storage device.

Zusätzlich kann die Batteriespannung UBat konstant gehalten werden. Dadurch ist es ermöglicht, dass die externe Leistungselektronik, insbesondere die Steuereinheit, auf einen geringen Eingangsspannungsbereich ausgelegt werden kann, wodurch eine Erhöhung des Wirkungsgrads erzielt werden kann. Weiterhin ist dadurch ein paralleler Betrieb von den Energiespeichern mit unterschiedlichen Spannungen möglich. Es kann weiterhin erreicht werden, dass ein Ladungsausgleich zwischen den Energiespeichern durchgeführt werden kann (Balancen der Stränge möglich). Ebenfalls ist über die Steuereinheit und über den jeweils separaten Gleichspannungswandler ein aufgrund eines entsprechendes Laden beziehungsweise Entladen der einzelnen Energiespeicher ein effizientes Wärmen der einzelnen Zellen des Energiespeichers möglich.In addition, the battery voltage U Bat can be kept constant. This makes it possible that the external power electronics, in particular the control unit, can be designed for a low input voltage range, whereby an increase in the efficiency can be achieved. Furthermore, a parallel operation of the energy storage with different voltages is possible. It can also be achieved that a charge balance between the energy storage can be performed (balances of the strands possible). Likewise, an efficient heating of the individual cells of the energy store is possible via the control unit and via the respective separate DC-DC converter due to a corresponding charging or discharging of the individual energy store.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann der jeweilige Gleichspannungswandler in Serie mit dem zugeordneten Energiespeicher geschaltet sein. Mittels dieser Anordnung kann erreicht werden, dass der Gleichspannungswandler den Energiespeicher individuell regelt.According to a further advantageous embodiment, the respective DC-DC converter can be connected in series with the associated energy store. By means of this arrangement can be achieved that the DC-DC converter regulates the energy storage individually.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann der Gleichspannungswandler als Hochsetzsteller nutzbar sein. Beim Hochsetzsteller handelt es sich um einen Aufwärtswandler, welcher auch als Boost-Converter bezeichnet wird. Der Betrag der Ausgangsspannung des Hochsetzstellers ist stets größer als der Betrag der Eingangsspannung des Hochsetzstellers. Mittels dieser Ausführungsform kann somit erreicht werden, dass die elektrische Leistung in der Batterieanordnung geregelt werden kann.According to a further advantageous embodiment, the DC-DC converter can be used as a boost converter. The boost converter is an up-converter, which is also known as a boost converter. Of the Amount of the output voltage of the boost converter is always greater than the amount of the input voltage of the boost converter. By means of this embodiment it can thus be achieved that the electrical power in the battery arrangement can be regulated.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann der Gleichspannungswandler als Tiefsetzsteller nutzbar sein. Der Tiefsetzsteller oder auch Abwärtswandler oder auch Back-Converter genannt, ist ein Gleichspannungswandler, bei welchem die Ausgangsspannung stets kleiner als der Betrag der Eingangsspannung ist. Mittels dieser Ausgestaltungsform kann erreicht werden, dass die Batterieanordnung regelbar ist und somit die maximale elektrische Leistung der gesamten Batterieanordnung zur Verfügung gestellt werden kann.In a further advantageous embodiment, the DC-DC converter can be used as a buck converter. The buck converter or also referred to as a buck converter or back-converter, is a DC-DC converter, in which the output voltage is always smaller than the amount of the input voltage. By means of this embodiment can be achieved that the battery assembly is adjustable and thus the maximum electrical power of the entire battery assembly can be made available.

Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Betreiben einer Batterieanordnung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Batterieanordnung mit zumindest zwei Energiespeichern, welche parallel verschaltet sind, und mit einer Steuereinheit zum Steuern der zumindest zwei Energiespeicher bereitgestellt wird. Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung ist darin zu sehen, dass für jeden einzelnen der zumindest zwei Energiespeicher ein separater Gleichspannungswandler bereitgestellt wird und eine Energieabgabe von jedem der Energiespeicher über die Gleichspannungswandler individuell gesteuert wird.The invention likewise relates to a method for operating a battery arrangement for a motor vehicle, wherein the battery arrangement is provided with at least two energy stores, which are connected in parallel, and with a control unit for controlling the at least two energy stores. An essential idea of the invention is to be seen in that a separate DC-DC converter is provided for each of the at least two energy stores and an energy output from each of the energy stores is individually controlled via the DC-DC converters.

In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform des Verfahrens kann, falls einer der Energiespeicher eine geringere elektrische Leistung als der andere Energiespeicher bereitstellt, der jeweilige Gleichspannungswandler des einen Energiespeichers als ein Hochsetzsteller mittels der Steuereinheit betrieben werden. Falls einer der Energiespeicher eine höhere elektrische Leistung als der andere Energiespeicher bereitstellt, kann der jeweilige Gleichspannungswandler des einen Energiespeichers als ein Tiefsetzsteller mittels der Steuereinheit betrieben werden.In an advantageous embodiment of the method can, if one of the energy storage provides a lower electrical power than the other energy storage, the respective DC-DC converter of an energy storage are operated as a boost converter by means of the control unit. If one of the energy stores provides a higher electrical output than the other energy store, the respective DC-DC converter of the one energy store can be operated as a step-down converter by means of the control unit.

Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Batterieanordnung sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zu sehen.Advantageous embodiments of the battery arrangement can be seen as advantageous embodiments of the method according to the invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown in the single FIGURE can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Dabei zeigt die einzige Figur ein Schaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung. In der Figur sind gleiche oder funktionsgleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.The single figure shows a circuit diagram of an embodiment of a battery assembly according to the invention. In the figure, identical or functionally identical components are provided with the same reference numerals.

Die Figur zeigt ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung 10. Die Batterieanordnung 10 weist dabei zumindest zwei Energiespeicher 12, 14, 16 auf, bei dem in dieser Ausführungsform gezeigten Beispiel insgesamt drei Energiespeicher 12, 14, 16. Der Energiespeicher 12 kann beispielsweise aus einer Mehrzahl von Zellen 12a, 12b, 12c, 12d und 12e bestehen. Diese sind in Serie miteinander verschaltet und bilden den Energiespeicher 12 mit der ersten Packspannung U1. Am Energiespeicher 12 ist ein erster Gleichspannungswandler 13 in Serie geschaltet.The figure shows a circuit diagram of an embodiment of a battery assembly according to the invention 10 , The battery arrangement 10 has at least two energy storage 12 . 14 . 16 in, in the example shown in this embodiment, a total of three energy storage 12 . 14 . 16 , The energy storage 12 can for example consist of a plurality of cells 12a . 12b . 12c . 12d and 12e consist. These are connected in series with each other and form the energy storage 12 with the first pack voltage U 1 . At the energy storage 12 is a first DC-DC converter 13 connected in series.

Ein analoger Aufbau gilt für den Energiespeicher 14 und den Energiespeicher 16. Beim Energiespeicher 14 wird eine zweite Packspannung U2 bereitgestellt und der Energiespeicher 14 ist in Serie mit dem Gleichspannungswandler 15 geschaltet. Beim Energiespeicher 16 wird eine dritte Packspannung U3 bereitgestellt, und der Energiespeicher 16 ist in Serie geschaltet mit einem Gleichspannungswandler 17. Die Energiespeicher 14, 16 bestehen, wie bereits der Energiespeicher 12, aus den Zellen 14a bis 14e und aus den Zellen 16a bis 16e. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass Die Zellen 12a–12e, 14a–14e, 16a–16e baugleich sind, so dass die Energiespeicher zumindest im Wesentlichen die gleichen Packspannungen U1, U2, U3 aufweisen. Aufgrund von Alterung, Temperaturunterschieden oder anderen Umständen können sich jedoch die Packspannungen U1, U2, U3 auch voneinander nicht unerheblich unterscheiden.An analogous structure applies to the energy storage 14 and the energy storage 16 , At the energy storage 14 a second pack voltage U 2 is provided and the energy store 14 is in series with the DC-DC converter 15 connected. At the energy storage 16 a third pack voltage U 3 is provided, and the energy store 16 is connected in series with a DC-DC converter 17 , The energy storage 14 . 16 exist, as already the energy storage 12 , from the cells 14a to 14e and from the cells 16a to 16e , In particular, it can be provided that the cells 12a - 12e . 14a - 14e . 16a - 16e are identical, so that the energy storage at least substantially the same packaging voltages U 1 , U 2 , U 3 have. Due to aging, temperature differences or other circumstances, however, the packaging voltages U 1 , U 2 , U 3 may differ from each other not insignificantly.

Der Pluspol des Energiespeichers 12 beziehungsweise der Pluspol des Gleichspannungswandlers 13 ist über den Kontakt 18 mit dem Pluspol 20 der Batterieanordnung 10 verbunden. Analoges gilt für die Energiespeicher 14 und 16. Diese sind jeweils über ihre Gleichspannungswandler 15 und 17 und über die Kontakte 18 mit dem Pluspol 20 der Batterieanordnung 10 gekoppelt. Somit sind die Energiespeicher 12, 14, 16 parallel verschaltet. Die Packspannungen U1, U2 und U3 können, wie bereits erläutert, unterschiedlich sein.The positive pole of the energy storage 12 or the positive pole of the DC-DC converter 13 is about the contact 18 with the positive pole 20 the battery arrangement 10 connected. The same applies to the energy storage 14 and 16 , These are each via their DC-DC converter 15 and 17 and about the contacts 18 with the positive pole 20 the battery arrangement 10 coupled. Thus, the energy storage 12 . 14 . 16 connected in parallel. The packing voltages U 1 , U 2 and U 3 may, as already explained, be different.

Über die Kontakte 22 sind die Energiespeicher 12, 14, 16 beziehungsweise deren Gleichspannungswandler 13, 15, 17 mit dem Minuspol 24 der Batterieanordnung 10 gekoppelt. Somit kann zwischen dem Pluspol 20 der Batterieanordnung 10 und dem Minuspol 24 der Batterieanordnung 10 eine Batteriespannung UBat bereitgestellt werden.About the contacts 22 are the energy stores 12 . 14 . 16 or their DC-DC converter 13 . 15 . 17 with the negative pole 24 the battery arrangement 10 coupled. Thus, between the positive pole 20 the battery arrangement 10 and the negative pole 24 the battery arrangement 10 a battery voltage U Bat are provided.

Es ist möglich und bevorzugt vorgesehen, dass jeder separate Gleichspannungswandler 13, 15, 17 bidirektional betrieben werden kann, das heißt sowohl als ein Tiefsetzsteller als auch als ein Hochsetzsteller betrieben kann.It is possible and preferred that each separate DC-DC converter 13 . 15 . 17 can be operated bidirectionally, that can be operated both as a buck converter and as a boost converter.

Eine Steuereinheit 26 der Batterieanordnung 10 ist mit jedem der Gleichspannungswandler 13, 15, 17 gekoppelt und kann jeden der Gleichspannungswandler 13, 15, 17 separat und individuell ansteuern. Somit kann die Steuereinheit 26 nun eine Information der einzelnen Energiespeicher 12, 14, 16 separat und individuell auswerten und jeden einzelnen der Gleichspannungswandler 13, 15, 17 entsprechend so steuern, dass jeder der Energiespeicher 12, 14, 16 verbessert eine elektrische Leistung bereitstellen kann. Es kann damit erreicht werden, dass jeder der Energiespeicher 12, 14, 16 stets die maximale elektrische Leistung zur Verfügung stellen kann und sich nicht an einen leistungsschwächeren Energiespeicher 12, 14, 16 anpassen muss.A control unit 26 the battery arrangement 10 is with each of the DC-DC converters 13 . 15 . 17 coupled and can each of the DC-DC converter 13 . 15 . 17 drive separately and individually. Thus, the control unit 26 now an information of the individual energy storage 12 . 14 . 16 evaluate separately and individually and each one of the DC-DC converter 13 . 15 . 17 accordingly control so that each of the energy stores 12 . 14 . 16 improved electrical power can provide. It can be achieved by having each of the energy stores 12 . 14 . 16 always be able to provide the maximum electrical power and not to a less powerful energy storage 12 . 14 . 16 must adapt.

Des Weiteren kann damit erreicht werden, dass die Batteriespannung UBat konstant gehalten wird. Somit kann erreicht werden, dass die Steuereinheit 26 auf einen geringeren Eingangsspannungsbereich ausgelegt werden kann, wodurch eine Erhöhung des Wirkungsgrades erzielt werden kann.Furthermore, it can be achieved that the battery voltage U Bat is kept constant. Thus it can be achieved that the control unit 26 can be designed for a lower input voltage range, whereby an increase in the efficiency can be achieved.

Somit kann erreicht werden, dass eine optimale Belastung der einzelnen Energiespeicher sowie eine konstante Batteriespannung UBat zur Verfügung gestellt werden kann. Ebenfalls ist dadurch möglich, dass ein paralleler Betrieb der Energiespeicher 12, 14, 16 mit unterschiedlichen Packspannungen U1, U2, U3 möglich ist. Über die Gleichspannungswandler 13, 15, 17 ist ebenfalls ein Ladungsausgleich zwischen den Energiespeichern 12, 14, 16 möglich. Dieser Ladungsausgleich wird auch als Balancen der Stränge bezeichnet. Ebenfalls kann durch die Steuereinheit 26 ein effizientes Vorwärmen der einzelnen Energiespeicher 12, 14, 16 beziehungsweise insbesondere deren einzelner Zellen 12a–12e, 14a–14e, 16a–16e möglich über ein gezieltes Laden/Entladen der einzelnen Energiespeicher 12, 14, 16 mittels der Steuereinheit 26.Thus, it can be achieved that an optimal load of the individual energy store and a constant battery voltage U Bat can be made available. It is also possible that a parallel operation of the energy storage 12 . 14 . 16 with different packing voltages U 1 , U 2 , U 3 is possible. About the DC-DC converter 13 . 15 . 17 is also a charge balance between the energy storage 12 . 14 . 16 possible. This charge balance is also called balancing the strands. Likewise, by the control unit 26 an efficient preheating of the individual energy storage 12 . 14 . 16 or in particular their individual cells 12a - 12e . 14a - 14e . 16a - 16e possible via a specific charging / discharging of the individual energy storage 12 . 14 . 16 by means of the control unit 26 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Batterieanordnungbattery assembly
1212
Energiespeicherenergy storage
12a12a
Zellecell
12b12b
Zellecell
12c12c
Zellecell
12d12d
Zellecell
12e12e
Zellecell
1313
GleichspannungswandlerDC converter
1414
Energiespeicherenergy storage
14a14a
Zellecell
14b14b
Zellecell
14c14c
Zellecell
14d14d
Zellecell
14e14e
Zellecell
1515
GleichspannungswandlerDC converter
1616
Energiespeicherenergy storage
16a16a
Zellecell
16b16b
Zellecell
16c16c
Zellecell
16d16d
Zellecell
16e16e
Zellecell
1717
GleichspannungswandlerDC converter
1818
Pluspol der EnergiespeicherPositive pole of the energy storage
2020
Pluspol der BatterieanordnungPositive pole of the battery arrangement
2222
Minuspol der EnergiespeicherNegative pole of the energy storage
2424
Minuspol der BatterieanordnungNegative pole of the battery arrangement
2626
Steuereinheitcontrol unit
U1 U 1
erste Packspannungfirst packing voltage
U2 U 2
zweite Packspannungsecond packing voltage
U3 U 3
dritte Packspannungthird pack voltage
UBat U Bat
Batteriespannungbattery voltage

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2015/0002095 A1 [0003] US 2015/0002095 A1 [0003]

Claims (6)

Batterieanordnung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit zumindest zwei Energiespeichern (12, 14, 16), welche parallel verschaltet sind, und mit einer Steuereinheit (26), zum Steuern der zumindest zwei Energiespeicher (12, 14, 16), dadurch gekennzeichnet, dass jedem einzelnen der zumindest zwei Energiespeicher (12, 14, 16) ein separater Gleichspannungswandler (13, 15, 17) zugeordnet ist und die Steuereinheit (26) den jeweiligen Gleichspannungswandler (13, 15, 17) steuert.Battery arrangement ( 10 ) for a motor vehicle, with at least two energy stores ( 12 . 14 . 16 ), which are connected in parallel, and with a control unit ( 26 ), for controlling the at least two energy stores ( 12 . 14 . 16 ), characterized in that each of the at least two energy stores ( 12 . 14 . 16 ) a separate DC-DC converter ( 13 . 15 . 17 ) and the control unit ( 26 ) the respective DC-DC converter ( 13 . 15 . 17 ) controls. Batterieanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Gleichspannungswandler (13, 15, 17) in Serie mit dem zugeordneten Energiespeicher (12, 14, 16) geschaltet ist.Battery arrangement ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the respective DC-DC converter ( 13 . 15 . 17 ) in series with the associated energy store ( 12 . 14 . 16 ) is switched. Batterieanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungswandler (13, 15, 17) als Hochsetzsteller nutzbar ist.Battery arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the DC-DC converter ( 13 . 15 . 17 ) is usable as a boost converter. Batterieanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungswandler (13, 15, 17) Tiefsetzsteller nutzbar ist.Battery arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the DC-DC converter ( 13 . 15 . 17 ) Buck converter is usable. Verfahren zum Betreiben einer Batterieanordnung (10) für ein Kraftfahrzeug, wobei die Batterieanordnung (10) mit zumindest zwei Energiespeichern (12, 14, 16), welche parallel verschaltet sind, und mit einer Steuereinheit (26), zum Steuern der zumindest zwei Energiespeicher (12, 14, 16), bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden einzelnen der zumindest zwei Energiespeicher (12, 14, 16) ein separater Gleichspannungswandler (13, 15, 17) bereitgestellt wird, und eine Energieabgabe von jedem der Energiespeicher (12, 14, 16) über die Gleichspannungswandler (13, 15, 17) individuell gesteuert wird.Method for operating a battery arrangement ( 10 ) for a motor vehicle, the battery arrangement ( 10 ) with at least two energy stores ( 12 . 14 . 16 ), which are connected in parallel, and with a control unit ( 26 ), for controlling the at least two energy stores ( 12 . 14 . 16 ), is provided, characterized in that for each of the at least two energy stores ( 12 . 14 . 16 ) a separate DC-DC converter ( 13 . 15 . 17 ) and an energy output from each of the energy storages ( 12 . 14 . 16 ) via the DC-DC converter ( 13 . 15 . 17 ) is controlled individually. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass – falls einer der Energiespeicher (12, 14, 16) eine geringere elektrische Leistung als der andere Energiespeicher (12, 14, 16) bereitstellt, der jeweilige Gleichspannungswandler (13, 15, 17) des einen Energiespeichers (12, 14, 16) als ein Hochsetzsteller mittels der Steuereinheit (26) betrieben wird; und – falls einer der Energiespeicher (12, 14, 16) eine höhere elektrische Leistung als der andere Energiespeicher (12, 14, 16) bereitstellt, der jeweilige Gleichspannungswandler (13, 15, 17) des einen Energiespeichers (12, 14, 16) als ein Tiefsetzsteller mittels der Steuereinheit (26) betrieben wird.A method according to claim 5, characterized in that - if one of the energy storage ( 12 . 14 . 16 ) a lower electrical power than the other energy storage ( 12 . 14 . 16 ), the respective DC-DC converter ( 13 . 15 . 17 ) of an energy store ( 12 . 14 . 16 ) as a boost converter by means of the control unit ( 26 ) is operated; and - if one of the energy stores ( 12 . 14 . 16 ) a higher electrical power than the other energy storage ( 12 . 14 . 16 ), the respective DC-DC converter ( 13 . 15 . 17 ) of an energy store ( 12 . 14 . 16 ) as a buck converter by means of the control unit ( 26 ) is operated.
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