DE102016214415A1 - Circuit for detecting a voltage of a plurality of series-connected electrical energy storage units and method for operating this circuit - Google Patents

Circuit for detecting a voltage of a plurality of series-connected electrical energy storage units and method for operating this circuit Download PDF

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Daniel Schweiker
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery

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Abstract

Es wird eine Schaltung zur Erfassung einer Spannung einer Mehrzahl von in Reihe geschalteten elektrischen Energiespeichereinheiten beschrieben, wobei die Schaltung jeweils einen Schalter für jede elektrische Energiespeichereinheit, dessen erster Anschluss jeweils mit deren positivem Pol verbunden ist, eine erste und eine zweite Spannungsquelle, einen ersten und einen zweiten Transistor sowie einen ersten und einen zweiten ohmschen Widerstand, wobei ein Steuereingang des ersten Transistors mit einem positiven Pol der ersten Spannungsquelle und ein Emitteranschluss des ersten Transistors mit einem zweiten Anschluss des ersten ohmschen Widerstands elektrisch leitend verbunden sind, umfasst. Dabei ist jeder elektrischen Energiespeichereinheit (Z1, ..., Z6) ein Schalter (S1, ..., S6) zugeordnet und ein erster Anschluss des jeweiligen Schalters (S1, ..., S6) jeweils mit einem positiven Pol der jeweiligen zugeordneten elektrischen Energiespeichereinheit (Z1, ..., Z6) elektrisch leitend verbindbar.The invention relates to a circuit for detecting a voltage of a plurality of series-connected electrical energy storage units, the circuit each having a switch for each electrical energy storage unit whose first terminal is respectively connected to its positive pole, a first and a second voltage source, a first and a second voltage source a second transistor and a first and a second ohmic resistor, wherein a control input of the first transistor having a positive pole of the first voltage source and an emitter terminal of the first transistor are electrically connected to a second terminal of the first ohmic resistor includes. In this case, each electrical energy storage unit (Z1,..., Z6) is assigned a switch (S1,..., S6) and a first terminal of the respective switch (S1,..., S6) is in each case associated with a positive pole of the respectively assigned one electrical energy storage unit (Z1, ..., Z6) electrically conductively connected.

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Schaltung zur Messung einer Spannung einer Mehrzahl von in Reihe geschalteten elektrischen Energiespeichereinheiten sowie einem Verfahren zum Betrieb einer Schaltung und deren Verwendung gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.The present invention is based on a circuit for measuring a voltage of a plurality of series-connected electrical energy storage units and a method for operating a circuit and its use according to the preamble of the independent claims.

Stand der TechnikState of the art

In Hybrid- und Elektrofahrzeugen werden meist Systeme mit einer großen Anzahl an elektrischen Energiespeichereinheiten verwendet. Da diese elektrischen Energiespeichereinheiten produktionsbedingt sowie aufgrund von Alterungseffekten unterschiedliche Eigenschaften aufweisen können, werden die Spannungen dieser elektrischen Energiespeichereinheiten zur Vermeidung eines Überladen beziehungsweise Tiefentladens mittels Schaltungen einzeln überwacht.In hybrid and electric vehicles systems are usually used with a large number of electrical energy storage units. Since these electrical energy storage units due to production and due to aging effects may have different properties, the voltages of these electrical energy storage units to avoid overcharging or overdischarge by means of circuits are monitored individually.

Zur Überwachung der jeweiligen Spannung werden meist integrierte Schaltungen mit einem oder mehreren Multiplexern verwendet.For monitoring the respective voltage, integrated circuits with one or more multiplexers are usually used.

Die Druckschrift US 20100052650 A1 offenbart eine alternative Möglichkeit der Spannungsmessung für eine Mehrzahl von elektrischen Energiespeichereinheiten. The publication US 20100052650 A1 discloses an alternative way of measuring voltage for a plurality of electrical energy storage units.

Die Druckschrift DE 102010063258 A1 offenbart ebenfalls Möglichkeiten der Spannungsmessungen mit Transimpedanzverstärkern.The publication DE 102010063258 A1 also discloses possibilities of voltage measurements with transimpedance amplifiers.

Die Druckschrift DE 102011079360 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Messung einer maximalen Zellspannung einer Mehrzahl von in Reihe geschalteten Batteriezellen. Eine mögliche Ausführungsform dieser Vorrichtung ist in 1 der vorliegenden Anmeldung wiedergegeben.The publication DE 102011079360 A1 discloses an apparatus for measuring a maximum cell voltage of a plurality of serially connected battery cells. A possible embodiment of this device is in 1 of the present application.

Nachteilig an dem bekannten Stand der Technik ist, dass eine große Anzahl an Bauteilen beziehungsweise aufwendige integrierte Schaltungen zur Erfassung einer Spannung notwendig sind.A disadvantage of the known prior art is that a large number of components or complex integrated circuits for detecting a voltage are necessary.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Erfindungsgemäß werden eine Schaltung zur Erfassung einer Spannung einer Mehrzahl von in Reihe geschalteten elektrischen Energiespeichereinheiten, ein Verfahren zum Betrieb dieser Schaltung sowie deren Verwendung mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche bereitgestellt.According to the invention, a circuit for detecting a voltage of a plurality of series-connected electrical energy storage units, a method for operating this circuit and their use with the characterizing features of the independent claims are provided.

Dabei umfasst die Schaltung eine erste und eine zweite Spannungsquelle, einen ersten und einen zweiten Transistor sowie einen ersten und einen zweiten ohmschen Widerstand, wobei ein Steuereingang des ersten Transistors mit einem positiven Pol der ersten Spannungsquelle und ein Emitteranschluss des ersten Transistors mit einem zweiten Anschluss des ersten ohmschen Widerstands elektrisch leitend verbunden sind und wobei jeder elektrischen Energiespeichereinheit ein Schalter zugeordnet ist und ein erster Anschluss des jeweiligen Schalters jeweils mit einem positiven Pol der jeweiligen zugeordneten elektrischen Energiespeichereinheit elektrisch leitend verbindbar ist. Somit werden flexible Verbindungsmöglichkeiten bereitgestellt sowie ein Zu- beziehungsweise Wegschalten einer einzelnen elektrischen Energiespeichereinheit im Rahmen der Spannungsmessung ermöglicht.In this case, the circuit comprises a first and a second voltage source, a first and a second transistor and a first and a second ohmic resistance, wherein a control input of the first transistor having a positive pole of the first voltage source and an emitter terminal of the first transistor having a second terminal of the wherein each electrical energy storage unit is associated with a switch and a first terminal of the respective switch is in each case electrically conductively connected to a positive pole of the respective associated electrical energy storage unit first ohmic resistance. Thus, flexible connection options are provided as well as enabling or disabling of a single electrical energy storage unit within the scope of the voltage measurement.

Je nach Ausführung kann eine elektrischen Energiespeichereinheit mehrere Bauteile umfassen, beispielsweise mehrere Batteriezellen, die seriell und/oder parallel verschaltet sind.Depending on the design, an electrical energy storage unit may comprise a plurality of components, for example a plurality of battery cells, which are connected in series and / or in parallel.

Unter einer elektrischen Energiespeichereinheit kann insbesondere eine elektrochemische Batteriezelle und/oder ein Batteriemodul mit mindestens einer elektrochemischen Batteriezelle und/oder ein Batteriepack mit mindestens einem Batteriemodul verstanden werden. Zum Beispiel kann die elektrische Energiespeichereinheit eine Lithium-Batteriezelle oder ein Lithium-Batteriemodul oder ein Lithium-Batteriepack sein. Insbesondere kann die elektrische Energiespeichereinheit eine Lithium-Ionen-Batteriezelle oder ein Lithium-Ionen-Batteriemodul oder ein Lithium-Ionen-Batteriepack sein. Weiterhin kann die Batteriezelle vom Typ Lithium-Polymer-Akkumulator, Nickel-Metallhydrid-Akkumulator, Blei-Säure-Akkumulator, Lithium-Luft-Akkumulator oder Lithium-Schwefel-Akkumulator beziehungsweise ganz allgemein ein Akkumulator beliebiger elektrochemischer Zusammensetzung sein.An electrical energy storage unit may in particular be understood as meaning an electrochemical battery cell and / or a battery module having at least one electrochemical battery cell and / or a battery pack having at least one battery module. For example, the electric energy storage unit may be a lithium battery cell or a lithium battery module or a lithium battery pack. In particular, the electrical energy storage unit may be a lithium-ion battery cell or a lithium-ion battery module or a lithium-ion battery pack. Furthermore, the battery cell may be of the type lithium polymer accumulator, nickel metal hydride accumulator, lead acid accumulator, lithium air accumulator or lithium sulfur accumulator or more generally an accumulator of any electrochemical composition.

Die erste und zweite Spannungsquelle können insbesondere als Referenzspannungsquellen ausgelegt sein, deren Spannung sehr konstant ist und nur eine Schwankungsbreite im Bereich weniger Millivolt, beispielsweise +/–1 Millivolt, aufweist. The first and second voltage source can in particular be designed as reference voltage sources whose voltage is very constant and has only one fluctuation range in the range of a few millivolts, for example +/- 1 millivolt.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous embodiments of the present invention are the subject of the dependent claims.

So ist es vorteilhaft, wenn weiterhin ein Kollektoranschluss des ersten Transistors mit einem ersten Anschluss des zweiten ohmschen Widerstands elektrischen leitend verbunden ist, sowie zusätzlich ein Steuereingang des zweiten Transistors mit einem positiven Pol der zweiten Spannungsquelle und ein Emitteranschluss des zweiten Transistors mit einem zweiten Anschluss des zweiten ohmschen Widerstands elektrisch leitend verbunden ist. Dadurch kann eine elektrische Verbindung der Bauteile und ein identischer Aufbau der Schaltung erreicht werden.Thus, it is advantageous if, furthermore, a collector terminal of the first transistor is electrically conductively connected to a first terminal of the second ohmic resistor, and additionally a control input of the second transistor having a positive pole of the second voltage source and an emitter terminal of the second transistor having a second terminal of second ohmic resistance is electrically connected. Thereby, an electrical connection of the components and an identical structure of the circuit can be achieved.

Gemäß eines weiteren Aspekts kann vorgesehen sein, dass ein erster Anschluss des ersten ohmschen Widerstands mit einem zweiten Anschluss eines weiteren ersten Schalters und eines weiteren zweiten Schalters elektrisch leitend verbunden ist, sowie der negative Pol der ersten Spannungsquelle mit einem zweiten Anschluss eines weiteren dritten Schalters und eines weiteren vierten Schalters elektrisch leitend verbunden ist. Somit können flexible Anschlussmöglichkeiten für die elektrischen Komponenten geschaffen werden.According to a further aspect, it can be provided that a first terminal of the first ohmic resistor is electrically conductively connected to a second terminal of a further first switch and a further second switch, and the negative pole of the first voltage source to a second terminal of a further third switch and another fourth switch is electrically connected. Thus, flexible connection options for the electrical components can be created.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird ein zweiter Anschluss eines weiteren fünften Schalters mit dem ersten Anschluss des zweiten ohmschen Widerstands elektrisch leitend verbunden. Dadurch wird eine größere Flexibilität bei den elektrischen Verbindungsmöglichkeiten erreicht. Dies kann anschließend beispielweise durch eine geeignete Ansteuerung der ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Schalters ausgenutzt werden.According to a further advantageous embodiment, a second terminal of a further fifth switch is electrically conductively connected to the first terminal of the second ohmic resistor. This achieves greater flexibility in the electrical connection options. This can then be exploited, for example, by a suitable control of the first, second, third, fourth and fifth switches.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist ein erster Anschluss des weiteren ersten Schalters und ein erster Anschluss des weiteren zweiten Schalters jeweils im Wechsel der elektrischen Energiespeichereinheiten mit einem zweiten Anschluss des jeder elektrischen Energiespeichereinheit zugeordneten Schalters elektrisch leitend verbunden. Weiterhin sind in dieser Ausgestaltung ein erster Anschluss des weiteren dritten Schalters und ein erster Anschluss des weiteren vierten Schalters auf die gleiche Weise jeweils im Wechsel mit einem zweiten Anschluss des jeder elektrischen Energiespeichereinheit zugeordneten Schalters elektrisch leitend verbunden. Dadurch können gezielt einzelne elektrische Energiespeichereinheiten mit einer Baugruppe bestehend aus erstem Widerstand, erstem Transistor und erster Referenzspannungsquelle verbunden werden. Das Potential der verbundenen elektrischen Energiespeichereinheit sorgt für einen Stromfluss durch diese Bauteile.According to a further embodiment, a first terminal of the further first switch and a first terminal of the further second switch are in each case electrically conductively connected in alternation of the electrical energy storage units to a second terminal of the switch assigned to each electrical energy storage unit. Furthermore, in this embodiment, a first terminal of the further third switch and a first terminal of the further fourth switch in the same manner in each case in alternation with a second terminal of each electrical energy storage unit associated switch electrically connected. As a result, individual electrical energy storage units can be selectively connected to an assembly consisting of the first resistor, the first transistor and the first reference voltage source. The potential of the connected electrical energy storage unit ensures a flow of current through these components.

Weiterhin ist von Vorteil, wenn ein erster Anschluss des weiteren fünften Schalters mit einem zweiten Anschluss des Schalters der ersten in Reihe geschalteten elektrischen Energiespeichereinheit elektrisch leitfähig verbunden ist. Somit kann das elektrische Potential dieser zugehörigen elektrischen Energiespeichereinheit ohne Nutzung des weiteren ersten, weiteren zweiten, weiteren dritten und/oder weiteren vierten Schalters über diesen weiteren fünften Schalter geschaltet werden. Dies verhindert in der Folge eine mögliche Beeinflussung der Spannungsmessung bei der ersten in Reihe geschalteten elektrischen Energiespeichereinheit.Furthermore, it is advantageous if a first terminal of the further fifth switch is electrically conductively connected to a second terminal of the switch of the first series-connected electrical energy storage unit. Thus, the electrical potential of this associated electrical energy storage unit without use of the further first, further second, further third and / or further fourth switch can be switched via this further fifth switch. This prevents a possible influence on the voltage measurement in the first series-connected electrical energy storage unit in the sequence.

Gemäß einer Ausgestaltung sind der erste Anschluss des zweiten ohmschen Widerstands und ein Kollektoranschluss des zweiten Transistors elektrisch leitend mit einer Spannungsmesseinheit verbunden. Dabei kann diese Spannungsmesseinheit beispielsweise einen Analog-Digitalwandler sowie einen Verstärker, insbesondere einen Verstärker mit programmierbarer Verstärkung, auch Programmable Gain Amplifier genannt, umfassen. Darüber hinaus kann für diese Spannungsmesseinheit eine zusätzliche Spannungsquelle vorgesehen sein. Dabei kann die Spannungslage der zusätzlichen Spannungsquelle so gewählt werden, dass eine Transferfunktion der Spannungsmesseinheit in den typischen Spannungsbereich einer elektrischen Energiespeichereinheit verschoben wird. Somit kann die Messgenauigkeit der Spannungsmesseinheit erhöht werden.According to one embodiment, the first terminal of the second ohmic resistor and a collector terminal of the second transistor are electrically conductively connected to a voltage measuring unit. In this case, this voltage measuring unit, for example, an analog-to-digital converter and an amplifier, in particular an amplifier with programmable gain, also called Programmable Gain Amplifier include. In addition, an additional voltage source can be provided for this voltage measuring unit. In this case, the voltage position of the additional voltage source can be selected such that a transfer function of the voltage measuring unit is shifted into the typical voltage range of an electrical energy storage unit. Thus, the measurement accuracy of the voltage measurement unit can be increased.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird anstelle des ersten und/oder zweiten Transistors beispielsweise eine komplementäre Darlington-Schaltung verwendet. Dadurch wird ein über den Steuereingang fließender Basisstrom, welcher einen Effekt auf den durch den ersten beziehungsweise zweiten ohmschen Widerstand fließenden Strom hat, verringert und die Genauigkeit der Schaltung verbessert.According to a further advantageous embodiment, for example, a complementary Darlington circuit is used instead of the first and / or second transistor. As a result, a base current flowing via the control input, which has an effect on the current flowing through the first or second ohmic resistor, is reduced and the accuracy of the circuit is improved.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind ein Steuereingang eines dritten Transistors mit dem Emitteranschluss des ersten Transistors und ein Steuereingang eines vierten Transistors mit dem Kollektoranschluss des ersten Transistors elektrisch leitend verbunden. Somit befinden sich die Steuereingänge des dritten und vierten Transistors im Betrieb ohne Fehlerfall auf unterschiedlichen Potentialniveaus, was zur Fehlerdetektion genutzt werden kann.According to a further embodiment, a control input of a third transistor to the emitter terminal of the first transistor and a control input of a fourth transistor to the collector terminal of the first transistor are electrically connected. Thus, the control inputs of the third and fourth transistor in operation without error at different potential levels, which can be used for error detection.

Vorteilhafterweise ist ein Emitteranschluss des dritten Transistors über einen dritten ohmschen Widerstand mit einem Emitteranschluss des vierten Transistors elektrisch leitend verbunden und ein Kollektoranschluss des vierten Transistors über einen vierten ohmschen Widerstand mit einem Bezugspotential elektrisch leitend verbunden. Diese Beschaltung kann zur Erkennung bestimmter Fehler, beispielsweise eines Kurzschlusses des ersten Transistors, eingesetzt werden. Dadurch können Sicherheitsanforderungen, wie sie beispielsweise im Automobilbereich durch die verschiedenen ASIL-Level gestellt werden, erfüllt werden.Advantageously, an emitter terminal of the third transistor is electrically conductively connected via a third ohmic resistor to an emitter terminal of the fourth transistor, and a collector terminal of the fourth transistor is electrically conductively connected to a reference potential via a fourth ohmic resistor. This circuit can be used to detect certain errors, such as a short circuit of the first transistor. As a result, safety requirements, such as those set by the various ASIL levels in the automotive sector, can be met.

Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Schaltung, bei dem zwei aufeinanderfolgende, jeweils einer elektrischen Energiespeichereinheit zugeordnete Schalter geschlossen werden sowie der weitere erste Schalter und der weitere zweite Schalter jeweils so geöffnet beziehungsweise geschlossen werden sowie der weitere dritte Schalter und der weitere vierte Schalter jeweils so geöffnet beziehungsweise geschlossen werden, dass der erste ohmsche Widerstand elektrisch leitend mit dem positiven Pol einer der zwei aufeinanderfolgenden elektrischen Energiespeichereinheiten verbunden ist und der negative Pol der ersten Spannungsquelle elektrisch leitend mit dem entsprechenden negativen Pol einer der zwei aufeinanderfolgenden elektrischen Energiespeichereinheiten verbunden ist. Durch dieses Öffnen beziehungsweise Schließen ruft jeweils die Spannung einer einzelnen elektrischen Energiespeichereinheit einen Stromfluss durch den ersten Widerstand hervor. Im Wechsel können somit alle elektrischen Energiespeichereinheiten zu- beziehungsweise weggeschaltet werden. Dadurch können die elektrischen Energiespeichereinheiten mit einem relativ geringen Aufwand an elektrischen Komponenten beispielsweise zyklisch überwacht werden.Furthermore, the subject matter of the invention is a method for operating such a circuit, in which two successive switches, each associated with an electrical energy storage unit, are closed and the further first switch and the further second switch are each opened or closed and the further third switch and the other fourth switches are respectively opened or closed so that the first ohmic resistance is electrically connected to the positive pole of one of the two consecutive electrical energy storage units and the negative pole of the first voltage source is electrically connected to the corresponding negative pole of one of the two consecutive electrical energy storage units , By means of this opening or closing, respectively, the voltage of a single electrical energy storage unit causes a current flow through the first resistor. In alternation, all electrical energy storage units can thus be switched on or off. As a result, the electrical energy storage units can be monitored cyclically, for example, with a relatively low outlay on electrical components.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann der Spannungsabfall über den zweiten ohmschen Widerstand und den zweiten Transistor erfasst werden. Dadurch kann eine einfache Bestimmung der einzelnen Zellspannungen ermöglicht werden.In another aspect, the voltage drop across the second ohmic resistor and the second transistor may be detected. As a result, a simple determination of the individual cell voltages can be made possible.

Zweckmäßigerweise wird mittels einer Erfassung des Potentials vor dem vierten ohmschen Widerstand gegen ein Bezugspotential eine Aussage über mögliche Fehler in der Schaltung ermöglicht. Dadurch können Sicherheitsanforderungen, wie sie beispielsweise im Automobilbereich durch die verschiedenen ASIL-Level gestellt werden, erfüllt werden.Appropriately, by means of a detection of the potential before the fourth ohmic resistance to a reference potential a statement about possible errors in the circuit allows. As a result, safety requirements, such as those set by the various ASIL levels in the automotive sector, can be met.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher ausgeführt.Advantageous embodiments of the invention are illustrated in the figures and explained in more detail in the following description.

Es zeigt:It shows:

1 eine dem Stand der Technik entnommene Schaltungsanordnung; 1 a taken from the prior art circuit arrangement;

2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; 2 a schematic representation of a circuit according to the invention according to a first embodiment;

3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; 3 a schematic representation of a circuit according to the invention according to a second embodiment;

4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schaltung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel; 4 a schematic representation of a circuit according to the invention according to a third embodiment;

5 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer erfindungsgemäßen Schaltung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel; und 5 a schematic representation of a section of a circuit according to the invention according to a fourth embodiment; and

6 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahren gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. 6 a flowchart of a method according to the invention according to a first embodiment.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in allen Figuren gleiche Vorrichtungskomponenten.The same reference numerals denote the same device components in all figures.

2 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltung. Elektrischen Energiespeichereinheiten Z1 bis Z6 ist dabei jeweils ein Schalter S1 bis S6 zugeordnet, der, je nach Schalterstellung, einen positiven Pol der jeweiligen elektrischen Energiespeichereinheit Z1 bis Z6 mit einem ersten ohmschen Widerstand R1, einem zweiten ohmschen Widerstand R2 beziehungsweise weiteren ohmschen Widerständen R3 bis R6 verbindet. Weiterhin ist der elektrischen Energiespeichereinheit Z2 eine erste Spannungsquelle UR1 und ein erster ohmscher Widerstand R1, der elektrischen Energiespeichereinheit Z1 eine zweite Spannungsquelle UR2 und ein zweiter ohmscher Widerstand R2 sowie den weiteren elektrischen Energiespeichereinheiten Z3 bis Z6 jeweils eine Spannungsquelle UR3 bis UR6 sowie ein Widerstand R3 bis R6 zugeordnet. Weiterhin ist der elektrischen Energiespeichereinheit Z2 ein erster Transistor T1, der elektrischen Energiespeichereinheit Z1 ein zweiter Transistor T2 sowie den weiteren elektrischen Energiespeichereinheiten Z3 bis Z6 jeweils ein Transistor T3 bis T6 zugeordnet. Idealerweise haben die Bauteile Transistor, Widerstand und Spannungsquelle jeweils im Wesentlichen die gleichen Eigenschaften. Das Schließen eines beliebigen Schalters S1 bis S6 und das gleichzeitige Öffnen der jeweiligen anderen Schalter S1 bis S6 erzeugt durch eine jeweilige Spannung UC1 bis UC6 der selektierten elektrischen Energiespeichereinheit Z1 bis Z6 einen Stromfluss. Ein dadurch entstehender Spannungsabfall UAD wird über Leitungen 400 und 401 von einer Spannungsmesseinheit 102 erfasst und entspricht, unter einigen idealisierenden Annahmen wie gleiche Komponenteneigenschaften und Vernachlässigung der jeweiligen Basis-Emitter-Ströme, der jeweiligen Spannung UC1 bis UC6 der selektierten elektrischen Energiespeichereinheit Z1 bis Z6. Ist beispielsweise ein Schalter S2 geschlossen und die anderen Schalter S1 und S3 bis S6 geöffnet, fließt durch den ersten ohmschen Widerstand R1 ein Strom I1, für den gilt:

Figure DE102016214415A1_0002
wobei Uref der Spannungswert der ersten Spannungsquelle UR1 und UBE,1 die Basis-Emitter-Spannung des ersten Transistors T1 ist. R ist der Widerstandswert des ersten ohmschen Widerstands R1. Unten den genannten Annahmen ergibt sich der messbare Spannungsabfall UAD zu: UAD = I1R + Uref + UBE = UC2 und entspricht der Spannung UC2 der elektrischen Energiespeichereinheit Z2. 2 schematically shows a first embodiment of a circuit according to the invention. Electrical energy storage units Z1 to Z6 are each assigned a switch S1 to S6, which, depending on the switch position, a positive pole of the respective electrical energy storage unit Z1 to Z6 with a first ohmic resistor R1, a second ohmic resistor R2 or other ohmic resistors R3 to R6 combines. Furthermore, the electrical energy storage unit Z2 is a first voltage source UR1 and a first ohmic resistance R1, the electrical energy storage unit Z1 a second voltage source UR2 and a second ohmic resistor R2 and the other electrical energy storage units Z3 to Z6 each have a voltage source UR3 to UR6 and a resistor R3 to Assigned to R6. Furthermore, the electrical energy storage unit Z2 is a first transistor T1, the electrical energy storage unit Z1 a second transistor T2 and the other electrical energy storage units Z3 to Z6 each assigned a transistor T3 to T6. Ideally, the transistor, resistor, and voltage source components each have substantially the same characteristics. The closing of an arbitrary switch S1 to S6 and the simultaneous opening of the respective other switches S1 to S6 generates a current flow through a respective voltage U C1 to U C6 of the selected electrical energy storage unit Z1 to Z6. A resulting voltage drop U AD is via lines 400 and 401 from a voltage measuring unit 102 detects and corresponds, under some idealizing assumptions such as the same component properties and neglecting the respective base-emitter currents, the respective voltage U C1 to U C6 of the selected electrical energy storage unit Z1 to Z6. Is closed, for example, a switch S2 and the other switches S1 and S3 to S6 are open, flows through the first resistor R1, a current I 1, for which:
Figure DE102016214415A1_0002
where U ref is the voltage value of the first voltage source UR1 and U BE, 1 is the base-emitter voltage of the first transistor T1. R is the resistance of the first ohmic resistor R1. At the bottom of these assumptions, the measurable voltage drop U AD is: U AD = I 1 R + U ref + U BE = U C2 and corresponds to the voltage U C2 of the electrical energy storage unit Z2.

3 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schaltung mit zusätzlichen Komponenten zur Fehlerdetektion. Ein dritter und vierter ohmscher Widerstand R3 und R4 sowie ein dritter und vierter Transistor T3 und T4 sind so miteinander elektrisch leitend verbunden, dass es möglich ist, sowohl Kurzschlüsse der ersten Spannungsquelle UR1 als auch des ersten Transistors T1 zu erkennen. Dazu wird mittels einer Leitung 103 ein Potential Uerr vor dem vierten ohmschen Widerstand R4 gegenüber einem Bezugspotential, beispielsweise Masse, einer Auswerteeinheit (in 3 nicht eingezeichnet) zugeführt. Weist das Potential Uerr bei aktiver Messung der Spannung UC2 der elektrischen Energiespeichereinheiten Z2 einen Low-Pegel auf, beispielsweise im Wesentlichen 0 V, liegt mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Kurzschluss des ersten Transistors T1 oder der ersten Spannungsquelle UR1 vor. Fehlerquellen, die eine Messung der Spannung UC2 der elektrischen Energiespeichereinheit Z2 verfälschen würden, werden somit detektiert. 3 schematically shows a section of a second embodiment of a circuit according to the invention with additional components for error detection. A third and fourth ohmic resistance R3 and R4 and a third and fourth transistor T3 and T4 are electrically conductively connected to each other, that it is possible to detect both short circuits of the first voltage source UR1 and the first transistor T1. This is done by means of a line 103 a potential U err before the fourth ohmic resistance R4 with respect to a reference potential, for example ground, an evaluation unit (in 3 not shown). If the potential U err has a low level, for example essentially 0 V, when the voltage U C2 of the electrical energy storage units Z2 is actively measured, there is a high probability of a short circuit of the first transistor T1 or of the first voltage source UR1. Sources of error that would falsify a measurement of the voltage U C2 of the electrical energy storage unit Z2 are thus detected.

Liegt beispielsweise ein Kurzschluss des ersten Transistors T1 vor, befinden sich die Steuereingänge des dritten und vierten Transistors T3 und T4 auf gleichem Potential. Daher sperren diese Transistoren und über die Leitung 103 wird in einer angeschlossenen Auswerteeinheit ein Low-Pegel von Uerr erfasst und ein Fehler festgestellt.For example, if there is a short circuit of the first transistor T1, the control inputs of the third and fourth transistors T3 and T4 are at the same potential. Therefore, these transistors block and over the line 103 In a connected evaluation unit, a low level of U err is detected and an error is detected.

Für jede zu überwachende Schaltungsanordnung aus Transistor und Spannungsquelle, beispielsweise in 2 für jedes Paar aus Transistor T1, T3 bis T6 und zugehöriger Spannungsquelle UR1, UR3 bis UR6, ist eine solche Fehlerdetektionsschaltung aufzubauen.For each to be monitored circuit arrangement of transistor and voltage source, for example in 2 for each pair of transistor T1, T3 to T6 and associated voltage source UR1, UR3 to UR6, such an error detection circuit is to be constructed.

In 4 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltung schematisch dargestellt. Dabei umfasst die Schaltung die erste Spannungsquelle UR1 und die zweite Spannungsquelle UR2 sowie den ersten Transistor T1 und den zweiten Transistor T2. Weiterhin sind der erste und zweite ohmsche Widerstand R1 und R2 in die Schaltung integriert. Mittels eines weiteren ersten, weiteren zweiten, weiteren dritten und weiteren vierten Schalters S11, S12, S21 und S22 sowie der den jeweiligen elektrischen Energiespeichereinheiten Z1 bis Z6 zugeordneten Schaltern S1 bis S6 können die elektrischen Energiespeichereinheiten Z1 bis Z6 mit dem ersten ohmschen Widerstand R1 sowie der ersten Spannungsquelle UR1 elektrischen leitend verbunden werden. Bevorzugt erfolgt diese elektrische Verbindung für eine beliebige elektrische Energiespeichereinheit Z2 bis Z6, bis auf die erste elektrische Energiespeichereinheit Z1, durch eine geeignete Schalterstellung derart, dass der positive Pol der elektrischen Energiespeichereinheit mit dem ersten ohmschen Widerstand R1 und ihr negativer Pol mit dem negativen Pol der ersten Spannungsquelle UR1 leitend verbunden ist. Dies wird im Folgenden als aktive Spannungsmessung bezeichnet. Idealerweise haben dabei der erste und zweite ohmsche Widerstand R1 und R2 denselben Widerstandswert R und die erste und zweite Spannungsquelle UR1 und UR2 stellen dieselbe Spannung Uref bereit. Dann gilt bei geeigneter Wahl des Spannungswertes Uref folgender Zusammenhang für den durch den ersten ohmschen Widerstand R1 fließenden Strom I1:

Figure DE102016214415A1_0003
In 4 a third embodiment of a circuit according to the invention is shown schematically. In this case, the circuit comprises the first voltage source UR1 and the second voltage source UR2 and the first transistor T1 and the second transistor T2. Furthermore, the first and second ohmic resistors R1 and R2 are integrated in the circuit. By means of a further first, further second, further third and further fourth switches S11, S12, S21 and S22 as well as the switches S1 to S6 assigned to the respective electrical energy storage units Z1 to Z6, the electrical energy storage units Z1 to Z6 can be connected to the first ohmic resistance R1 and the first voltage source UR1 electrically conductively connected. Preferably, this electrical connection for any electrical energy storage unit Z2 to Z6, except for the first electrical energy storage unit Z1, by a suitable switch position such that the positive pole of the electrical energy storage unit with the first ohmic Resistor R1 and its negative pole is conductively connected to the negative pole of the first voltage source UR1. This is referred to below as active voltage measurement. Ideally, the first and second ohmic resistors R1 and R2 have the same resistance value R, and the first and second voltage sources UR1 and UR2 provide the same voltage U ref . Then, with a suitable choice of the voltage value U ref, the following relationship applies to the current I 1 flowing through the first ohmic resistor R 1 :
Figure DE102016214415A1_0003

Dabei ist UBE,1 die Basis-Emitter-Spannung des ersten Transistors T1 und kennzeichnet diejenige Spannung, die zwischen Basis und Emitter des ersten Transistors T1 anliegt, wenn ein Strom zwischen seinem Emitter und Kollektor fließt.In this case, U BE, 1, the base-emitter voltage of the first transistor T1 and denotes that voltage which is applied between the base and emitter of the first transistor T1, when a current flows between its emitter and collector.

Idealerweise haben der erste und der zweite Transistor T1 und T2 dieselbe Basis-Emitter-Spannung UBE. UCi bezeichnet dabei eine der Spannungen UC2 bis UC6 je nach erfolgter Schalterstellung des weiteren ersten, weiteren zweiten, weiteren dritten und weiteren vierten Schalters S11, S12, S21 und S22 sowie der den jeweiligen elektrischen Energiespeichereinheiten Z1 bis Z6 zugeordneten Schaltern S1 bis S6. Der Strom I1 fließt bei geeigneter Wahl des Spannungswertes Uref durch den zweiten ohmschen Widerstand R2 und den zweiten Transistor T2. Der dadurch entstehende Spannungsabfall wird über Leitungen 100 und 101 von der Spannungsmesseinheit 102 erfasst. Dabei gilt für die durch die Spannungsmesseinheit 102 erfasste Spannung Uerf unter den beschriebenen idealen Bedingungen:

Figure DE102016214415A1_0004
Ideally, the first and second transistors T1 and T2 have the same base-emitter voltage U BE . U Ci denotes one of the voltages U C2 to U C6 depending on the switch position of the other first, further second, further third and further fourth switch S11, S12, S21 and S22 and the respective electrical energy storage units Z1 to Z6 associated switches S1 to S6 , The current I 1 flows with a suitable choice of the voltage value U ref through the second ohmic resistor R2 and the second transistor T2. The resulting voltage drop is via lines 100 and 101 from the voltage measuring unit 102 detected. The same applies to the voltage measurement unit 102 detected voltage U erf under the described ideal conditions:
Figure DE102016214415A1_0004

Ein weiterer fünfter Schalter Sc dient dazu, die elektrische Energiespeichereinheit Z1 direkt mit der Spannungsmesseinheit 102 zu verbinden, um Verfälschungen der erfassten Spannungswerte zu vermeiden. Bei abweichenden Eigenschaften der entsprechenden Bauteile können nachgelagert Berechnungen durchgeführt werden, beispielsweise in einer Zellüberwachungseinheit (CSC) oder einem Steuergerät, um die korrekten Spannungswerte der jeweiligen elektrischen Energiespeichereinheiten zu ermitteln, da sich ihre Werte in Formel 2 nicht gegenseitig aufheben. Bei Kenntnis der jeweiligen Eigenschaften der Bauteile ist dies aber ohne weiteres möglich.Another fifth switch Sc serves to connect the electrical energy storage unit Z1 directly to the voltage measuring unit 102 to prevent distortions of the detected voltage values. In the case of deviating properties of the corresponding components, calculations can be carried out downstream, for example in a cell monitoring unit (CSC) or a control unit, in order to determine the correct voltage values of the respective electrical energy storage units, since their values in formula 2 do not cancel each other out. With knowledge of the respective properties of the components but this is readily possible.

Darüber hinaus kann eine Ausführung der Schaltung Transistoren mit gemeinsamem Gehäuse enthalten, was mögliche Abweichungen zwischen den Bauteilen, beispielsweise durch thermische Unterschiede oder Fertigungsabweichungen, zusätzlich verringert.In addition, one embodiment of the circuit may include common-body transistors, which further reduces possible component-to-component variations, such as thermal differences or manufacturing variations.

Die entsprechenden Schalter S1 bis S6, der weitere fünfte Schalter Sc sowie der weitere erste, weitere zweite, weitere dritte und weitere vierte Schalter S11, S12, S21 und S22 können als Halbleiterschalter, beispielsweise als MOSFETS ausgeführt werden, was ein schnelles und verlustarmes Schalten ermöglicht. Weiterhin können anstelle der gezeigten ersten und zweiten Bipolar-pnp-Transistoren T1 und T2 andere Transistorausführungen, beispielsweise MOSFETs, verwendet werden.The corresponding switches S1 to S6, the further fifth switch Sc and the further first, further second, further third and further fourth switches S11, S12, S21 and S22 can be embodied as semiconductor switches, for example as MOSFETs, which enables fast and low-loss switching , Furthermore, instead of the illustrated first and second bipolar pnp transistors T1 and T2, other transistor designs, for example MOSFETs, may be used.

5 zeigt die schematische Darstellung eines Ausschnitts eines vierten Ausführungsbeispiels. Hierbei wird ein möglicher Spannungsabfall über den zweiten ohmschen Widerstand R2 und den zweiten Transistor T2 von einer Spannungsmesseinheit 501 erfasst. Die Spannungsmesseinheit 501 umfasst dabei einen Verstärker, insbesondere einen Verstärker mit programmierbarer Verstärkung, auch Programmable Gain Amplifier genannt. Darüber hinaus wird ein Eingang der Spannungsmesseinheit 501 mittels einer Spannungsquelle 500 auf ein geeignetes Spannungsniveau angehoben. Dabei kann die Spannungslage der zusätzlichen Spannungsquelle so gewählt werden, dass eine Transferfunktion der Spannungsmesseinheit in den typischen Spannungsbereich einer elektrischen Energiespeichereinheit, beispielsweise zwischen 2,8 V und 4,3 V, verschoben wird. Somit kann die Messgenauigkeit der Spannungsmesseinheit erhöht werden. Zusätzlich wird über den Kondensator 504 eine Tiefpassfilterung der in der Spannungsmesseinheit 501 erfassten Spannung erreicht. Dioden 503 und 502 sind als Schutzdioden eingebaut. 5 shows the schematic representation of a section of a fourth embodiment. In this case, a possible voltage drop across the second ohmic resistor R2 and the second transistor T2 from a voltage measuring unit 501 detected. The voltage measuring unit 501 includes an amplifier, in particular an amplifier with programmable gain, also called Programmable Gain Amplifier. In addition, an input of the voltage measuring unit 501 by means of a voltage source 500 raised to a suitable voltage level. In this case, the voltage position of the additional voltage source can be selected so that a transfer function of the voltage measuring unit in the typical voltage range of an electrical energy storage unit, for example, between 2.8 V and 4.3 V, is shifted. Thus, the measurement accuracy of the voltage measurement unit can be increased. In addition, via the capacitor 504 a low-pass filtering in the voltage measuring unit 501 reached detected voltage. diodes 503 and 502 are installed as protective diodes.

In 6 ist ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In einem ersten Schritt ST1 wird die elektrische Energiespeichereinheit festgelegt, deren Spannung erfasst werden soll. In einem zweiten Schritt ST2 werden Schalterstellungen der Schalter S1 bis S6, S11 bis S22 und Sc entsprechend dieser Festlegung vorgenommen. Soll beispielsweise die Spannung UC6 der elektrischen Energiespeichereinheit Z6 erfasst werden, sind die Schalterstellungen wie folgt:
Schalter S6 und S5 geschlossen, Schalter S1 bis S4 geöffnet, Schalter S22 und S12 geschlossen, Schalter S21 und S11 geöffnet, Schalter Sc geöffnet.
In 6 a flow chart of a method according to the invention is shown. In a first step ST1, the electrical energy storage unit is set, whose voltage is to be detected. In a second step ST2 switch positions of the switches S1 to S6, S11 to S22 and Sc are made in accordance with this definition. If, for example, the voltage U C6 of the electrical energy storage unit Z6 is to be detected, the switch positions are as follows:
Switches S6 and S5 closed, switches S1 to S4 open, switches S22 and S12 closed, switches S21 and S11 open, switch Sc open.

In einem dritten Schritt ST3 wird die über den zweiten ohmschen Widerstand R2 und den zweiten Transistor T2 abfallende Spannung Uerf einer Spannungsmesseinheit zugeführt und erfasst. In einem vierten Schritt ST4 wird das erfasste Potential Uerf plausibilisiert. Fällt diese Plausibilisierung negativ aus, liegt ein Fehler vor und es wird zu einem fünften Schritt ST5, einer Fehlerbehandlungsprozedur, übergegangen. Falls die Plausibilisierung positiv ausfällt, wird kein Fehler festgestellt und die Spannung Uerf wird weiterverarbeitet und das Verfahren wird mit dem ersten Schritt ST1 fortgesetzt.In a third step ST3, the voltage U erf dropping across the second ohmic resistor R2 and the second transistor T2 is supplied to a voltage measuring unit and detected. In a fourth step ST4, the detected potential U erf is plausibilized. If this plausibility check is negative, an error has occurred and a fifth step ST5, an error handling procedure, is entered. If the plausibility check is positive, no error is detected and the voltage U erf is further processed and the method continues with the first step ST1.

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Claims (14)

Schaltung zur Erfassung einer Spannung einer Mehrzahl von in Reihe geschalteten elektrischen Energiespeichereinheiten (Z1, ..., Z6), umfassend eine erste und eine zweite Spannungsquelle (UR1, UR2), einen ersten und einen zweiten Transistor (T1, T2) sowie einen ersten und einen zweiten ohmschen Widerstand (R1, R2), wobei ein Steuereingang des ersten Transistors (T1) mit einem positiven Pol der ersten Spannungsquelle (UR1) und ein Emitteranschluss des ersten Transistors (T1) mit einem zweiten Anschluss des ersten ohmschen Widerstands (R1) elektrisch leitend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder elektrischen Energiespeichereinheit (Z1, ..., Z6) ein Schalter (S1, ..., S6) zugeordnet ist und ein erster Anschluss des jeweiligen Schalters (S1, ..., S6) jeweils mit einem positiven Pol der jeweiligen zugeordneten elektrischen Energiespeichereinheit (Z1, ..., Z6) elektrisch leitend verbindbar ist.Circuit for detecting a voltage of a plurality of series-connected electrical energy storage units (Z1, ..., Z6), comprising a first and a second voltage source (UR1, UR2), a first and a second transistor (T1, T2) and a first and a second ohmic resistor (R1, R2), wherein a control input of the first transistor (T1) with a positive pole of the first voltage source (UR1) and an emitter terminal of the first transistor (T1) with a second terminal of the first ohmic resistor (R1) are electrically conductively connected, characterized in that each electrical energy storage unit (Z1, ..., Z6) is associated with a switch (S1, ..., S6) and a first terminal of the respective switch (S1, ..., S6) each with a positive pole of the respective associated electrical energy storage unit (Z1, ..., Z6) is electrically conductively connected. Schaltung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kollektoranschluss des ersten Transistors (T1) mit einem ersten Anschluss des zweiten ohmschen Widerstands (R2) elektrisch leitend verbunden ist, sowie ein Steuereingang des zweiten Transistors (T2) mit einem positiven Pol der zweiten Spannungsquelle (UR2) und ein Emitteranschluss des zweiten Transistors (T2) mit einem zweiten Anschluss des zweiten ohmschen Widerstands (R2) elektrisch leitend verbunden sind.A circuit according to claim 1, characterized in that a collector terminal of the first transistor (T1) with a first terminal of the second ohmic resistor (R2) is electrically connected, and a control input of the second transistor (T2) with a positive pole of the second voltage source ( UR2) and an emitter terminal of the second transistor (T2) are electrically conductively connected to a second terminal of the second ohmic resistor (R2). Schaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Anschluss des ersten ohmschen Widerstands (R1) mit einem zweiten Anschluss eines weiteren ersten Schalters (S11) und eines weiteren zweiten Schalters (S12) elektrisch leitend verbunden ist, sowie der negative Pol der ersten Spannungsquelle (UR1) mit einem zweiten Anschluss eines weiteren dritten Schalters (S21) und eines weiteren vierten Schalters (S22) elektrisch leitend verbunden ist.Circuit according to one of the preceding claims, characterized in that a first terminal of the first ohmic resistor (R1) is electrically conductively connected to a second terminal of a further first switch (S11) and a further second switch (S12), and the negative pole of first voltage source (UR1) is electrically conductively connected to a second terminal of a further third switch (S21) and a further fourth switch (S22). Schaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Anschluss eines weiteren fünften Schalters (Sc) mit dem ersten Anschluss des zweiten ohmschen Widerstands (R2) elektrisch leitend verbunden ist.Circuit according to one of the preceding claims, characterized in that a second terminal of a further fifth switch (Sc) is electrically conductively connected to the first terminal of the second ohmic resistor (R2). Schaltung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Anschluss des weiteren ersten Schalters (S11) und ein erster Anschluss des weiteren zweiten Schalters (S12) jeweils im Wechsel der elektrischen Energiespeichereinheiten (Z1, ..., Z6) mit einem zweiten Anschluss des jeder elektrischen Energiespeichereinheit zugeordneten Schalters (S1, ..., S6) elektrisch leitend verbunden sind, sowie ein erster Anschluss des weiteren dritten Schalters (S21) und ein erster Anschluss des weiteren vierten Schalters (S22) jeweils im Wechsel mit einem zweiten Anschluss des jeder elektrischen Energiespeichereinheit (Z1, ..., Z6) zugeordneten Schalters (S1, ..., S6) elektrisch leitend verbunden sind.Circuit according to one of claims 3 to 4, characterized in that a first terminal of the further first switch (S11) and a first terminal of the further second switch (S12) in each case in the change of electrical energy storage units (Z1, ..., Z6) a second terminal of each electrical energy storage unit associated switch (S1, ..., S6) are electrically connected, and a first terminal of the further third switch (S21) and a first terminal of the further fourth switch (S22) each alternating with a second terminal of each electrical energy storage unit (Z1, ..., Z6) associated switch (S1, ..., S6) are electrically connected. Schaltung gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Anschluss des weiteren fünften Schalters (Sc) mit einem zweiten Anschluss des Schalters (S1) der ersten in Reihe geschalteten elektrischen Energiespeichereinheit (Z1) elektrisch leitend verbunden ist.Circuit according to one of Claims 4 or 5, characterized in that a first terminal of the further fifth switch (Sc) is electrically conductively connected to a second terminal of the switch (S1) of the first series-connected electrical energy storage unit (Z1). Schaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschluss des zweiten ohmschen Widerstands (R2) und ein Kollektoranschluss des zweiten Transistors (T2) elektrisch leitend mit einer Spannungsmesseinheit (102, 501) verbunden ist.Circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the first terminal of the second ohmic resistor (R2) and a collector terminal of the second transistor (T2) are electrically conductively connected to a voltage measuring unit ( 102 . 501 ) connected is. Schaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle des ersten und/oder zweiten Transistors (T1, T2) eine komplementäre Darlington-Schaltung eingesetzt wird.Circuit according to one of the preceding claims, characterized in that instead of the first and / or second transistor (T1, T2) a complementary Darlington circuit is used. Schaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuereingang eines dritten Transistors (T3) mit dem Emitteranschluss des ersten Transistors (T1) und ein Steuereingang eines vierten Transistors (T4) mit dem Kollektoranschluss des ersten Transistors (T1) elektrisch leitend verbunden sind. Circuit according to one of the preceding claims, characterized in that a control input of a third transistor (T3) to the emitter terminal of the first transistor (T1) and a control input of a fourth transistor (T4) to the collector terminal of the first transistor (T1) are electrically connected , Schaltung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Emitteranschluss des dritten Transistors (T3) über einen dritten ohmschen Widerstand (R3) mit einem Emitteranschluss des vierten Transistors (T4) elektrisch leitend verbunden ist, sowie ein Kollektoranschluss des vierten Transistors (T4) über einen vierten ohmschen Widerstand (R4) mit einem Bezugspotential elektrisch leitend verbunden ist.A circuit according to claim 9, characterized in that an emitter terminal of the third transistor (T3) via a third resistor (R3) with an emitter terminal of the fourth transistor (T4) is electrically connected, and a collector terminal of the fourth transistor (T4) via a fourth ohmic resistor (R4) is electrically conductively connected to a reference potential. Verfahren zum Betrieb einer Schaltung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei aufeinanderfolgende, jeweils einer elektrischen Energiespeichereinheit (Z1, ..., Z6) zugeordnete Schalter (S1, ..., S6) geschlossen werden sowie der weitere erste Schalter (S11) und der weitere zweite Schalter (S12) jeweils so geöffnet beziehungsweise geschlossen werden sowie der weitere dritte Schalter (S21) und der weitere vierte Schalter (S22) jeweils so geöffnet beziehungsweise geschlossen werden, dass der erste ohmsche Widerstand (R1) elektrisch leitend mit dem positiven Pol einer der zwei aufeinanderfolgenden elektrischen Energiespeichereinheiten (Z2, ..., Z6) verbunden ist und der negative Pol der ersten Spannungsquelle (UR1) elektrisch leitend mit dem entsprechenden negativen Pol einer der zwei aufeinanderfolgenden elektrischen Energiespeichereinheiten (Z2, ..., Z6) verbunden ist.Method for operating a circuit according to one of Claims 5 to 10, characterized in that two successive switches (S1, ..., S6) assigned to one respective electrical energy storage unit (Z1, ..., Z6) are closed and the further first one Switch (S11) and the other second Switch (S12) are each opened or closed and the other third switch (S21) and the further fourth switch (S22) are each opened or closed so that the first ohmic resistance (R1) electrically conductive with the positive pole of the two successive electrical energy storage units (Z2, ..., Z6) is connected and the negative pole of the first voltage source (UR1) is electrically connected to the corresponding negative pole of one of the two consecutive electrical energy storage units (Z2, ..., Z6). Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsabfall (Uerf) über den zweiten ohmschen Widerstand (R2) und den zweiten Transistor (T2) erfasst wird.A method according to claim 11, characterized in that the voltage drop (Uerf) via the second ohmic resistance (R2) and the second transistor (T2) is detected. Batterie, umfassend mindestens zwei elektrische Energiespeichereinheiten (Z1, ..., Z6), dadurch gekennzeichnet, dass selbige mindestens eine Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 umfasst.Battery comprising at least two electrical energy storage units (Z1, ..., Z6), characterized in that the same comprises at least one circuit according to one of claims 1 to 10. Verwendung einer Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 11 bis 12 und/oder einer Batterie nach Anspruch 13 in batteriebetriebenen Fahrzeugen einschließlich Hybridfahrzeugen und stationären Energiespeicherinstallationen.Use of a circuit according to one of claims 1 to 10, a method according to one of claims 11 to 12 and / or a battery according to claim 13 in battery-powered vehicles including hybrid vehicles and stationary energy storage installations.
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