DE102017211999A1 - Control arrangement, cell arrangement and working device - Google Patents

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Patrick Kaupp
Thomas Schaedlich
Chrysanthos Tzivanopoulos
Holger Stegmueller
Sven Bergmann
Thomas Kaiser
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Robert Bosch GmbH
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    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
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    • HELECTRICITY
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steueranordnung (50) für mindestens eine Schnellentladeeinheit (30) einer Batteriezelle (10), mit (i) einem Triggerabschnitt (51), welcher zur Steuerung des Betriebs des Schnellentladeeinheit (30) in Abhängigkeit vom Vorliegen oder Nichtvorliegen eines Schnellentladezustands und dazu eingerichtet ist, mit der Schnellentladeeinheit (30) verbunden oder verbindbar zu sein, und (ii) einem Erfassungsabschnitt (55), welcher zur Detektion und zum Signalisieren des Vorliegens oder Nichtvorliegens eines Schnellentladezustands an den Steuerabschnitt (51) eingerichtet ist, welche identische elektronische Bausteine sind, deren spezifische Funktionalität als Triggerabschnitt (51) bzw. als Erfassungsabschnitt (55) durch eine jeweilige und für die Funktionalität spezifische äußere Anschlussbeschaltung definiert ist.The present invention relates to a control arrangement (50) for at least one fast discharge unit (30) of a battery cell (10), comprising (i) a trigger section (51) for controlling the operation of the fast discharge unit (30) in response to the presence or absence of a fast discharge state and configured to be connected or connectable to the quick discharge unit (30), and (ii) a detection section (55) arranged to detect and signalize the presence or absence of a quick discharge state to the control section (51) which is identical are electronic components whose specific functionality is defined as a trigger section (51) or as a detection section (55) by a respective and for the functionality specific external connection circuit.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steueranordnung, insbesondere für mindestens eine Schnellentladeeinheit einer Batteriezelle, eine Zellenanordnung, insbesondere ein Zellmodul oder eine Batterie, und eine Arbeitsvorrichtung, insbesondere ein Fahrzeug.The present invention relates to a control arrangement, in particular for at least one rapid discharge unit of a battery cell, a cell arrangement, in particular a cell module or a battery, and a working device, in particular a vehicle.

Die jüngste Entwicklung im Bereich der elektronischen Industrie und dergleichen hat den Wunsch nach mobilen elektronischen Geräten mit hoher Performance und kompakter Bauweise gesteigert. Derartige elektronische Geräte benötigen Batterien mit einer hohen Kapazität und Energiedichte. In diesem Bereich sind insbesondere Batterien geeignet, die reich sind an Nickel und/oder an Lithium. Derartige Batterien sind jedoch bei einer Fehlfunktion oder bei einem fehlerhaften Einsatz der Batterie problematisch, weil unter bestimmten Umständen Fehlersituationen auftreten könnten, zum Beispiel das so genannte Entgasen oder die Entwicklung übermäßiger Wärme bis hin zur Entstehung von Feuer oder einer Explosion.The recent development in the field of electronic industry and the like has heightened the demand for mobile electronic devices with high performance and compact design. Such electronic devices require batteries with a high capacity and energy density. Batteries rich in nickel and / or lithium are particularly suitable in this area. However, such batteries are problematic in case of malfunction or incorrect use of the battery, because under certain circumstances, error situations could occur, for example, the so-called degassing or the development of excessive heat to the formation of fire or explosion.

DE 10 2013 204 510 A1 beschreibt ein elektrisch eigensicheres Batteriemodul mit ultraschneller Entladeschaltung und ein Verfahren zur Überwachung eines Batteriemoduls. Die US 2012/0187914 offenbart ein Steuerverfahren für ein Batteriesystem mit gesteigerter Sicherheit. DE 10 2013 204 510 A1 describes an electrically intrinsically safe battery module with ultrafast discharge circuit and a method for monitoring a battery module. The US 2012/0187914 discloses a control method for a battery system with increased safety.

Zur Vermeidung derartiger Fehlerfälle werden Batteriezellen häufig mit so genannten Schnellentladeeinheiten oder Schnellabschalteinrichtungen ausgestattet, insbesondere im Zusammenhang mit bestimmten Separatoren innerhalb des zu Grunde liegenden elektrochemischen Teils der Batteriezelle. Eine derartige Schnellentladeeinheit kann so aufgebaut sein, dass sie den elektrochemischen Teil über einen Widerstand, der zwischen den Zellanschlüssen eine elektrische Verbindung herstellt, entlädt, so dass die im elektrochemischen Teil gespeicherte Energiemenge reduziert wird. Dabei wird gleichzeitig die Temperatur des elektrochemischen Teils und insbesondere des Separators erhöht, wodurch dieser für bestimmte lonenarten zumindest teilweise impermeabel wird. Auf diese Weise erfolgt eine irreversible Passivierung der zu Grunde liegenden Batteriezelle.To avoid such errors battery cells are often equipped with so-called fast discharge units or Schnellabschalteinrichtungen, especially in connection with certain separators within the underlying electrochemical part of the battery cell. Such a fast discharge unit may be configured to discharge the electrochemical part via a resistor that makes electrical connection between the cell terminals so that the amount of energy stored in the electrochemical part is reduced. At the same time the temperature of the electrochemical part and in particular of the separator is increased, whereby this is at least partially impermeable for certain types of ions. In this way, an irreversible passivation of the underlying battery cell occurs.

Problematisch bei herkömmlichen Zellanordnungen, Zellmodulen oder Batterien ist die Notwendigkeit des Vorsehens unterschiedlicher Baugruppen um einerseits einen Gefahrenzustand messen und erkennen zu können und um andererseits Schnellentladeeinheiten steuern zu können. Dies führt zu gesteigerten Entwicklung- und Produktionskosten.The problem with conventional cell assemblies, cell modules or batteries is the need to provide different modules on the one hand to be able to measure and detect a hazardous condition and on the other hand to be able to control fast discharge units. This leads to increased development and production costs.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Steueranordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass die verschiedenen Steuerfunktionalitäten mit einer verringerten Anzahl von Baukomponenten realisiert werden können. Dies wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 dadurch erreicht, dass eine Steueranordnung für mindestens eine Schnellentladeeinheit einer Batteriezelle geschaffen wird mit (i) einem Triggerabschnitt, welcher zur Steuerung des Betriebs der Schnellentladeeinheit in Abhängigkeit vom Vorliegen oder Nichtvorliegen eines Schnellentladezustands und dazu eingerichtet ist, mit der Schnellentladeeinheit verbunden oder verbindbar zu sein, und mit (ii) einem Erfassungsabschnitt, welcher zur Detektion und zum Signalisieren des Vorliegens oder Nichtvorliegens eines Schnellentladezustands an den Steuerabschnitt eingerichtet ist, welche als identische elektronische Bausteine ausgebildet sind, deren spezifische Funktionalität als Triggerabschnitt bzw. als Erfassungsabschnitt durch eine jeweilige und für die Funktionalität spezifische äußere Anschlussbeschaltung definiert ist. Dabei wird im Sinne der vorliegenden Erfindung unter einem Schnellentladezustand ein Zustand einer Batteriezelle und/oder einer von der Batteriezelle zu versorgenden Einrichtung verstanden, welcher einen Schnellentladevorgang der Batteriezelle erfordert, insbesondere um eine Gefahrensituation zu vermeiden.In contrast, the control arrangement according to the invention with the features of independent claim 1 has the advantage that the various control functionalities can be realized with a reduced number of structural components. This is achieved according to the invention by the features of independent claim 1, by providing a control arrangement for at least one fast discharge unit of a battery cell with (i) a trigger section which is arranged to control the operation of the quick discharge unit in dependence on the presence or absence of fast discharge state and thereto to be connected or connectable to the fast discharge unit, and to (ii) a detection section adapted to detect and signal the presence or absence of a fast discharge state to the control section, which are formed as identical electronic components, their specific functionality as a trigger section or triggering section is defined as a detection section by a respective and for the functionality specific external connection circuit. For the purposes of the present invention, a rapid discharge state is understood as meaning a state of a battery cell and / or a device to be supplied by the battery cell, which requires a rapid discharging process of the battery cell, in particular in order to avoid a dangerous situation.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.

Das Grundkonzept der vorliegenden Erfindung, also die Verwendung identischer elektronischer Bausteine für den Erfassungsabschnitt und für den Triggerabschnitt, die erst durch die entsprechende Anschlussbelegung in ihrer Funktionalität spezifiziert werden, lässt sich insbesondere durch die nachfolgend in der Tabelle aufgelisteten und an sich bekannten ASICs verschiedener Hersteller realisieren. Hersteller ASIC AMS AS8506 Analog Devices AD7280 Cellwise CW1165 Elithion EL01 / EL02 Freescale MC33771 Imagis Apollo Intersil SL9208; ISL9216/17; ISL94200/201 Linear Technology LTC6801, LTC6802, LTC6803, LTC6804 Maxim DS2726; MAX1894 / MAX1924; MAX11068; MAX11080, MAX17823, MAX17830 O2Micro OZ890 Renesas R2A20027, R2A20028, R2A270100HFP Texas Instruments bq series BQ77PL900; bq76PL536; bq76PL537; bq29330 / bq20z90; bq78PL114 / bq76PL102; bq76PL455A Toshiba TB9141FG The basic concept of the present invention, ie the use of identical electronic components for the detection section and for the trigger section, which are only specified in their functionality by the corresponding terminal assignment, can be realized in particular by the ASICs of various manufacturers listed below in the table and known per se , Manufacturer ASIC AMS AS8506 Analog Devices AD7280 Cellwise CW1165 Elithion EL01 / EL02 Freescale MC33771 Imagi Apollo Intersil SL9208; ISL9216 / 17; ISL94200 / 201 Linear Technology LTC6801, LTC6802, LTC6803, LTC6804 Maxim DS2726; MAX1894 / MAX1924; MAX11068; MAX11080, MAX17823, MAX17830 O2Micro OZ890 Renesas R2A20027, R2A20028, R2A270100HFP Texas Instruments bq series BQ77PL900; bq76PL536; bq76PL537; bq29330 / bq20z90; bq78PL114 / bq76PL102; bq76PL455A Toshiba TB9141FG

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steueranordnung sind der Triggerabschnitt und der Erfassungsabschnitt zur Kommunikation miteinander verbunden oder verbindbar. Dies wird insbesondere mittels einer Master-Slave-Konfiguration, eines Busses, eines synchronen seriellen Datenbusses und/oder nach Art einer SPI-Schnittstelle realisiert. Alternativ ist dies auch auf der Grundlage einer sogenannten Daisy-Chain-Architektur möglich.In an advantageous development of the control arrangement according to the invention, the trigger section and the detection section are connected or connectable for communication. This is realized in particular by means of a master-slave configuration, a bus, a synchronous serial data bus and / or in the manner of an SPI interface. Alternatively, this is also possible on the basis of a so-called daisy-chain architecture.

Der Triggerabschnitt kann zur Verbindung mit einer jeweiligen Schnellentladeeinheit, insbesondere mit einer Treiberschaltung der jeweiligen Schnellentladeeinheit, einen zugeordneten Balancing-Eingang aufweisen.The trigger section may have an associated balancing input for connection to a respective rapid discharge unit, in particular to a driver circuit of the respective fast discharge unit.

Alternativ oder zusätzlich kann der Erfassungsabschnitt für eine Detektion eines Schnellentladezustands zur Verbindung mit Zellanschlüssen mindestens einer zugeordneten Batteriezelle Paare von Zellanschlusseingängen aufweisen und dazu eingerichtet sein, im mit einer Batteriezelle verbundenen Zustand eine Zellspannung der verbundenen Batteriezelle zu erfassen und insbesondere zu bewerten.Alternatively or additionally, the detection section for detecting a fast discharge state for connection to cell terminals of at least one associated battery cell may have pairs of cell terminal inputs and be configured to detect and, in particular, evaluate a cell voltage of the connected battery cell when connected to a battery cell.

Die maßgeblichen Vorteile des erfindungsgemäßen Vorgehens entfalten sich insbesondere im Zusammenhang mit der Steuerung einer Vielzahl von Batteriezellen und vorzugsweise im Zusammenhang mit einem Zellenmodul oder einer Batterie.The significant advantages of the method according to the invention are particularly evident in connection with the control of a multiplicity of battery cells and preferably in connection with a cell module or a battery.

Daher ist es bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steueranordnung vorgesehen, dass diese zur Steuerung der Schnellentladeeinheiten einer Mehrzahl von Batteriezellen und insbesondere eines Zellmoduls eingerichtet ist.It is therefore provided in another advantageous development of the control arrangement according to the invention that it is set up to control the fast discharge units of a plurality of battery cells and in particular of a cell module.

Der Triggerabschnitt kann dazu eine entsprechende Mehrzahl von Balancing-Eingängen aufweisen.The trigger section may for this purpose have a corresponding plurality of balancing inputs.

Zusätzlich oder alternativ kann der Erfassungsabschnitt mindestens eine - insbesondere entsprechende - Mehrzahl von Zellanschlusseingängen aufweisen.Additionally or alternatively, the detection section may have at least one - in particular corresponding - plurality of cell terminal inputs.

Bei einer Organisation auf höherer Ebene, d.h. im Zusammenhang mit mehreren Zellenanordnungen oder Zellmodulen kann die Steueranordnung erfindungsgemäß mit einer Mehrzahl von Trägerabschnitten und einer entsprechenden Mehrzahl von Erfassungsabschnitten ausgebildet sein, welche zur Kommunikation miteinander verbunden oder verbindbar sind.In a higher level organization, i. In connection with a plurality of cell arrangements or cell modules, the control arrangement according to the invention may be formed with a plurality of support sections and a corresponding plurality of detection sections, which are connected or connectable with each other for communication.

Die Verbindung zur Kommunikation kann mittels einer Master-Slave-Konfiguration, eines Busses, eines synchronen seriellen Datenbusses und/oder nach Art einer SPI-Schnittstelle und/oder nach Art einer Daisy-Chain-Architektur erfolgen.The connection to the communication can take place by means of a master-slave configuration, a bus, a synchronous serial data bus and / or in the manner of an SPI interface and / or in the manner of a daisy-chain architecture.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Zellenanordnung und insbesondere ein Zellmodul oder eine Batterie als solche. Furthermore, the present invention also relates to a cell arrangement and in particular a cell module or a battery as such.

Dabei ist jeweils eine Mehrzahl von Batteriezellen ausgebildet, von denen jede einen ersten Zellanschluss und einen zweiten Zellanschluss aufweist, zwischen denen ein elektrischer Kontakt oder eine elektrischen Verbindung zu einer Schnellentladeeinheit ausgebildet oder ausbildbar ist.In each case, a plurality of battery cells is formed, each of which has a first cell connection and a second cell connection, between which an electrical contact or an electrical connection to a fast discharge unit is formed or can be formed.

Es ist ferner eine erfindungsgemäße Steueranordnung ausgebildet, welche mit den Zellanschlüssen und/oder mit der Schnellentladeeinheit einer jeweiligen Batteriezelle verbunden oder verbindbar ist.Furthermore, a control arrangement according to the invention is formed, which is connected or connectable to the cell connections and / or to the fast discharge unit of a respective battery cell.

Eine jeweilige Batteriezelle kann ausgebildet sein mit:

  • - ersten und zweiten Zellanschlüssen zur externen Kontaktierung der Batteriezelle,
  • - einem elektrochemischen Teil, vorzugsweise mit oder nach Art einer Jelly-Roll- und/oder einer Elektrodenstapelkonfiguration, in elektrischer Verbindung mit den Zellanschlüssen, und
  • - einer Schnellentladeeinheit, welche mit den Zellanschlüssen und parallel zum elektrochemischen Teil elektrisch verbunden oder verbindbar ist und welche eingerichtet ist, Batteriezelle beim Vorliegen erster Bedingungen zu entladen, indem die Zellanschlüsse elektrisch miteinander verbunden werden, insbesondere unter Zwischenschaltung eines Widerstands und/oder unter Verwendung eines Entladeschalters.
A respective battery cell may be formed with:
  • first and second cell terminals for external contacting of the battery cell,
  • an electrochemical part, preferably with or in the manner of a jelly roll and / or an electrode stack configuration, in electrical connection with the cell terminals, and
  • a rapid discharge unit which is electrically connected or connectable to the cell terminals and parallel to the electrochemical part and which is arranged to discharge the battery cell in the presence of first conditions by the cell terminals being electrically connected to each other, in particular with the interposition of a resistor and / or using a discharging.

Der elektrochemische Teil kann eine positive Elektrode, eine negative Elektrode, eine Elektrolytkomponente mit einer elektrisch leitenden Salzkomponente und einer Lösungsmittelkomponente sowie einen Separator aufweisen.The electrochemical part may include a positive electrode, a negative electrode, an electrolyte component having an electrically conductive salt component and a solvent component, and a separator.

Der Separator kann eingerichtet sein, beim Erreichen einer vordefinierten Temperatur zumindest teilweise impermeabel zu sein oder zu werden für Ionen, die im Inneren des elektrochemischen Teils erzeugt werden oder vorhanden sind.The separator may be configured to be at least partially impermeable upon reaching a predefined temperature for ions generated or present inside the electrochemical part.

Die Schnellentladeeinheit kann eingerichtet sein, die Batteriezelle mittels eines ersten Stroms, der durch die Batteriezelle und durch die Schnellentladeeinheit fließt, zu entladen, und zwar durch Verbinden der ersten und zweiten Zellanschlüsse mittels des Widerstands der Schnellentladeeinheit.The fast discharge unit may be configured to discharge the battery cell by means of a first current flowing through the battery cell and through the quick-charging unit, by connecting the first and second cell terminals by the resistance of the quick-charging unit.

Der Widerstand kann so gewählt sein oder werden, dass er während des Stromflusses bewirkt, dass der erste Strom durch die Batteriezelle und durch die Schnellentladeeinheit bewirkt, dass sich der elektrochemische Teil derart erwärmt, dass der Separator die vorbestimmte Temperatur erreicht.The resistor may be selected to cause, during the current flow, the first current through the battery cell and through the fast discharge unit to cause the electrochemical part to heat so that the separator reaches the predetermined temperature.

Zusätzlich oder alternativ kann der Widerstand der Schnellentladeeinheit so gewählt sein oder werden, dass ein thermisches Durchgehen der Batteriezelle während des Aufheizens des elektrochemischen Teils mittels des ersten Stroms durch die elektrochemische Zelle und durch die Schnellentladeeinheit verhindert wird.Additionally or alternatively, the resistance of the quick-charge unit may be selected to prevent thermal runaway of the battery cell during the heating of the electrochemical part by means of the first current through the electrochemical cell and through the fast discharge unit.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Separator so eingerichtet ist, dass er beim Erreichen der vorbestimmten Temperatur zumindest teilweise undurchlässig oder impermeabel wird für im elektrochemischen Teil vorhandene oder erzeugte Ionen. Ein derartiger Vorgang realisiert in bedingter, aber steuerbarer Art und Weise eine, insbesondere irreversible, Passivierung der zu Grunde liegenden Batteriezelle oder einer Mehrzahl davon.It is particularly advantageous if the separator is set up such that, when the predetermined temperature is reached, it becomes at least partially impermeable or impermeable to ions present or generated in the electrochemical part. Such a process realized in conditional, but controllable manner one, in particular irreversible, passivation of the underlying battery cell or a plurality thereof.

Innerhalb einiger oder weniger Millisekunden nach Aktivierung der Schnellentladeeinheit werden Ladungsträger sehr schnell entladen, und zwar direkt vor den jeweiligen Elektroden. Dies führt zu einer Verarmung an Ladungsträgern vor den Elektroden und mithin zu einer starken Polarisation der Elektroden. Innerhalb der nachfolgenden 100 ms werden in einem zweiten Schritt die bereits im Elektrolyten vorhandenen Ladungsträger sehr schnell entladen, und zwar verglichen mit den Reaktionen der Insertion oder Deinsertion (insertion/deinsertion reaction) der Elektroden, verglichen mit dem langsamen Diffusionsvorgang durch die Festkörper-Elektrolytgrenzfläche (SEI : solid electrolyte interface) sowie verglichen mit der langsamen Diffusion in das aktive Material. Dies bewirkt eine starke Trennung der Ladungsträger vor der Elektrode, wodurch eine weitere Polarisation der Elektrode im Zusammenhang mit einem starken Spannungsabfall der Batteriezelle auftritt, dies führt zu einer ersten Plateauphase.Within a few or a few milliseconds of activation of the fast charger unit, charge carriers are discharged very quickly, directly in front of the respective electrodes. This leads to a depletion of charge carriers in front of the electrodes and thus to a strong polarization of the electrodes. Within the next 100 ms, in a second step, the charge carriers already present in the electrolyte are discharged very rapidly compared to the reactions of the insertion or deinsertion reaction of the electrodes, compared to the slow diffusion process through the solid-electrolyte interface (US Pat. SEI: solid electrolyte interface) as well as compared to the slow diffusion into the active material. This causes a strong separation of the charge carriers in front of the electrode, whereby a further polarization of the electrode occurs in connection with a strong voltage drop of the battery cell, this leads to a first plateau phase.

Je schneller die Entladung erfolgt, desto besser entwickelt sich das Sicherheitsverhalten der Batteriezelle. Dies ist deshalb so, weil der Entladestrom schnell abfällt und die Erwärmung der Batterie nicht lokal auf die Schadenszone begrenzt ist. Daher ist die Gesamterwärmung der Batteriezelle niedrig verglichen mit der lokalen Erwärmung im Falle eines Kurzschlusses.The faster the discharge, the better the safety behavior of the battery cell develops. This is because the discharge current drops rapidly and the heating of the battery does not occur locally the damage zone is limited. Therefore, the overall heating of the battery cell is low compared to the local heating in the case of a short circuit.

Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren eine Arbeitsvorrichtung und insbesondere ein Fahrzeug mit einem Aggregat zum Ausführen eines Arbeitsvorgangs und insbesondere einen Antrieb sowie mindestens eine erfindungsgemäße Zellanordnung oder eine Batterie, welche zur Versorgung des Aggregats zu dessen Betrieb mit elektrischer Energie ausgebildet sind.The present invention further relates to a working device and more particularly to a vehicle having an assembly for carrying out a work process and in particular a drive and at least one cell arrangement or a battery according to the invention, which are designed to supply the unit with electrical energy for its operation.

Figurenlistelist of figures

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren werden Ausführungsformen der Erfindung im Detail beschrieben.

  • 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Arbeitsvorrichtung mit Fokus auf eine Batteriezelle, bei welcher eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steueranordnung eingesetzt wird.
  • 2 bis 4 zeigen schematisch Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Zellenanordnung unter mehrfacher Verwendung von Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Steueranordnung.
Embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
  • 1 shows a schematic side view of an embodiment of the working device according to the invention with a focus on a battery cell, in which an embodiment of the control arrangement according to the invention is used.
  • 2 to 4 show schematically embodiments of the cell arrangement according to the invention with multiple use of embodiments of the control arrangement according to the invention.

Bevorzugte Ausführungsformen der ErfindungPreferred embodiments of the invention

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 Ausführungsbeispiele der Erfindung und der technische Hintergrund im Detail beschrieben. Gleiche und äquivalente sowie gleich oder äquivalent wirkende Elemente und Komponenten werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Nicht in jedem Fall ihres Auftretens wird die Detailbeschreibung der bezeichneten Elemente und Komponenten wiedergegeben.The following are with reference to the 1 to 4 Embodiments of the invention and the technical background described in detail. Identical and equivalent as well as equivalent or equivalent elements and components are designated by the same reference numerals. Not in every case of their occurrence, the detailed description of the designated elements and components is reproduced.

Die dargestellten Merkmale und weiteren Eigenschaften können in beliebiger Form voneinander isoliert und beliebig miteinander kombiniert werden, ohne den Kern der Erfindung zu verlassen.The illustrated features and other properties can be isolated in any form from each other and combined with each other, without departing from the gist of the invention.

1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Arbeitsvorrichtung mit Fokus auf eine Batteriezelle, bei welcher eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steueranordnung eingesetzt wird. 1 shows a schematic side view of an embodiment of the working device according to the invention with a focus on a battery cell, in which an embodiment of the control arrangement according to the invention is used.

Die in 1 dargestellte Batteriezelle 10 weist in einem Gehäuse 17 einen elektrochemischen Teil 20 auf, der gebildet wird von einer ersten oder positiven Elektrode 21, einer zweiten oder negativen Elektrode 22 und einer Elektrolytkomponente 23 mit mindestens einer Salzkomponente 24 mit mindestens einer Lösungsmittelkomponente oder Lösungskomponente 25.In the 1 illustrated battery cell 10 points in a housing 17 an electrochemical part 20 which is formed by a first or positive electrode 21 , a second or negative electrode 22 and an electrolyte component 23 with at least one salt component 24 with at least one solvent component or solution component 25 ,

Die Elektroden 21, 22 sind im Elektrolyten 23 eingetaucht und werden durch den Separator 26 getrennt. Der Separator 26 besitzt die Eigenschaft, beim Erreichen einer vorbestimmten Temperaturschwelle von unten zumindest teilweise impermeabel zu werden für eine oder für mehrere Ionenspezies, die in der Batteriezelle 10 vorliegen oder erzeugt werden.The electrodes 21 . 22 are in the electrolyte 23 dipped and are passed through the separator 26 separated. The separator 26 has the property of becoming at least partially impermeable when reaching a predetermined temperature threshold from below for one or more ionic species present in the battery cell 10 be present or generated.

Der elektrochemische Teil 20 ist über Anschlussleitungen 15 und 16 mit den ersten und zweiten Zellanschlüssen 11, 12 verbunden, welche so eingerichtet und ausgebildet sind, dass sie einen externen Kontakt ausbilden können, um zum Beispiel in direkter oder indirekter Art und Weise elektrische Energie über Versorgungsleitungen 61 und 62 einer Last 60 zuzuführen. Auf diese Art und Weise wird zum Beispiel eine die Last 60 bereitstellende Einrichtung betrieben. Alternativ oder zusätzlich können über die Leitungen 61 und 62 benachbarte Batteriezellen 10 oder eine Mehrzahl von Batteriezellen 10 kontaktiert werden, um zum Beispiel ein Zellmodul 110 oder eine Zellenanordnung 110 bzw. eine Batterie 100 zu bilden.The electrochemical part 20 is via connection lines 15 and 16 with the first and second cell connections 11 . 12 connected, which are adapted and adapted to form an external contact, for example, in direct or indirect manner electrical energy via supply lines 61 and 62 a load 60 supply. In this way, for example, one becomes the burden 60 operating device operated. Alternatively or additionally, via the lines 61 and 62 adjacent battery cells 10 or a plurality of battery cells 10 be contacted, for example, a cell module 110 or a cell assembly 110 or a battery 100 to build.

Jeder der ersten und zweiten Zellanschlüssen weist einen Verbindungsbereich 13 auf zum Ausbilden einer elektrischen Verbindung der Batteriezelle 10 und seiner Anschlussleitungen 15, 16 mit der Schnellentladeeinheit 30.Each of the first and second cell terminals has a connection area 13 to form an electrical connection of the battery cell 10 and its connecting cables 15 . 16 with the fast-charging unit 30 ,

Zusätzlich weisen die ersten und zweiten Zellanschlüsse 11, 12 jeweils einen externen Bereich 14 auf, um mit den Versorgungsleitungen 61, 62 und der Last 60 direkt oder indirekt verbunden zu werden oder alternativ eine Verbindung zu Zellanschlüssen 11, 12 benachbarter Zellen 10 zu schaffen.In addition, the first and second cell connections 11 . 12 one external area each 14 on to the utility lines 61 . 62 and the load 60 be connected directly or indirectly or alternatively a connection to cell terminals 11 . 12 adjacent cells 10 to accomplish.

Zusätzlich zu den Anschlussleitungen 15, 16 zum Verbinden der Batteriezelle 10 sind an Verbindungsknoten 35, 36 Entladeleitungen oder Entladekontakte 33, 34 an den Verbindungsbereichen 13 ausgebildet, und zwar zum elektrischen Verbinden der Verbindungsbereiche 13 der ersten und zweiten Zellanschlüssen 11, 12 mit der Schnellentladeeinheit 30. Diese ist ihrerseits eingerichtet, ein Schnellentladen der Batteriezelle 10 und insbesondere des elektrochemischen Teils 20 unter vorgegebenen Bedingungen zu bewirken, um eine Gefahrensituation zu vermeiden. In addition to the connecting cables 15 . 16 for connecting the battery cell 10 are at connection nodes 35 . 36 Discharge lines or discharge contacts 33 . 34 at the connection areas 13 formed, namely for electrically connecting the connection areas 13 the first and second cell connections 11 . 12 with the fast-charging unit 30 , This is in turn set up, a quick discharge of the battery cell 10 and in particular of the electrochemical part 20 under specified conditions to avoid a dangerous situation.

Wie schematisch in 1 dargestellt ist, kann dieser Schnellentladevorgang realisiert werden durch Betätigen eines Entladeschalters 32, der im Allgemeinen auch als Schnellentladeelement bezeichnet werden kann und der die elektrische Verbindung zwischen den Anschlussknoten 35 und 36 zum Entladen der Batteriezelle 10 und insbesondere des elektrochemischen Teils 20 bewirkt, und zwar über den seriell verbundenen Entladewiderstand 31, welcher einen geeigneten Widerstandswert besitzt.As schematically in 1 is shown, this quick discharge process can be realized by operating a discharge switch 32 , which can also be generally referred to as fast discharge element and the electrical connection between the terminal node 35 and 36 for discharging the battery cell 10 and in particular of the electrochemical part 20 causes, via the serially connected discharge resistor 31 which has a suitable resistance value.

Andererseits wird der Widerstandswert des Widerstands 31 so bemessen, dass sich ein Entladen des elektrochemischen Teils 20 in vergleichsweise kurzer Zeit bewerkstelligen lässt, und zwar ohne dass die Batteriezelle 10 und ihr elektrochemischer Teil 20 ein thermisches Durchgehen (thermal runaway) erleiden.On the other hand, the resistance of the resistor 31 so dimensioned that is a discharge of the electrochemical part 20 can be accomplished in a relatively short time, and without the battery cell 10 and their electrochemical part 20 undergo a thermal runaway.

Zur weiteren Unterstützung der Sicherheitsaspekte, die mittels der Schnellentladeeinheit 30 erzielt werden, wird erfindungsgemäß die Steueranordnung 50 mit dem elektrischen Anschluss des dort vorgesehenen Trägerabschnitts 50 über die Triggerleitung 56 vorgeschlagen.To further support the safety aspects by means of the fast discharge unit 30 be achieved, according to the invention, the control arrangement 50 with the electrical connection of the carrier section provided there 50 via the trigger line 56 proposed.

Die Steueranordnung 50 ist so ausgebildet, dass sie über den Triggerabschnitt 51 mittels der Triggerleitung 56 und gegebenenfalls der Triggersonde 52 den Entladeschalter 32 beim Vorliegen bestimmter Bedingungen, die einen Schnellentladezustand beschreiben, zum Schließen einer elektrischen Verbindung betätigt.The control arrangement 50 is designed to be over the trigger section 51 by means of the trigger line 56 and optionally the trigger probe 52 the discharge switch 32 in the presence of certain conditions describing a fast discharge state, actuated to close an electrical connection.

Auf diese Weise ist die Steueranordnung 50 über den Triggerabschnitt 51 in der Lage, beim Vorliegen bestimmter Bedingungen den Schnellentladevorgang zu initiieren und durchzuführen.In this way is the control arrangement 50 over the trigger section 51 able to initiate and perform the quick discharge process when certain conditions exist.

Die Bedingungen, die zu einem Initiieren und Durchführen des Schnellentladevorgangs führen, können im Zusammenhang gesehen werden mit Zustandsbedingungen oder Betriebsbedingungen des elektrochemischen Teils 20 der Batteriezelle 10. Zusätzlich oder alternativ sind auch externe Bedingungen zur Berücksichtigung sinnvoll, zum Beispiel im Zusammenhang mit einer Unfallsituation, welche primär zunächst nichts mit den Batteriezellen 10 zu tun hat.The conditions that lead to initiation and execution of the fast discharge process may be seen in context with state conditions or operating conditions of the electrochemical part 20 the battery cell 10 , Additionally or alternatively, external conditions are also worth considering, for example in connection with an accident situation, which primarily initially nothing with the battery cells 10 has to do.

2 bis 4 zeigen schematisch Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Zellenanordnung 110 unter mehrfacher Verwendung von Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Steueranordnung 50. 2 to 4 show schematically embodiments of the cell arrangement according to the invention 110 with multiple use of embodiments of the control arrangement according to the invention 50 ,

Jede Batteriezelle 10 der Zellenanordnung 110 oder Batterie 100 weist einen elektrochemischen Teil auf, welcher über die Versorgungsleitungen 61 und 62 einen externen Abgriff ermöglicht. Über die Verbindungsknoten 35 und 36 ist jeweils eine Schnellentladeeinheit 30 mit einem Treiber 37 und einem Entladeschalter 32 ausgebildet. Über eine Triggerleitung 56 und eine Triggersonde 52 wird am Treiber 37 die Auslösung des Entladeschalters 32 bewirkt.Every battery cell 10 the cell arrangement 110 or battery 100 has an electrochemical part which, via the supply lines 61 and 62 allows an external tap. About the connection nodes 35 and 36 each is a fast-charging unit 30 with a driver 37 and a discharge switch 32 educated. Via a trigger line 56 and a trigger probe 52 will be at the driver 37 the triggering of the discharge switch 32 causes.

Über die Erfassungsleitung 57 wird über einen ersten Baustein der Steueranordnung 50, der auch als Erfassungsabschnitt 55 bezeichnet wird, der Zustand der jeweiligen Batteriezelle 10 erfasst und durch den Erfassungsabschnitt 55 bewertet.About the detection line 57 is via a first component of the control arrangement 50 which also serves as a capturing section 55 is designated, the state of the respective battery cell 10 detected and by the detection section 55 rated.

Liegt ein Schnellentladezustand einer jeweils überwachten Batteriezelle 10 vor, das heißt also ein Zustand, bei dem aus Sicherheitsgründen die jeweilige Batteriezelle 10 schnell entladen werden sollte, so wird über den Bus 58 das zweite Bauteil der Steueranordnung 50, nämlich der Triggerabschnitt 51, veranlasst, über eine entsprechende Triggerleitung 56, die an einem der Batteriezelle 10 zugeordneten Balancing-Eingang b1 - b16 angeschlossen ist, über die Triggersonde 52 den Treiber 37 zu triggern und mithin den Entladeschalter 32 zu schließen um über die Entladeleitungen 33, 34 die Zellanschlüsse 11, 12, die zu den Versorgungsleitungen 61, 62 führen, miteinander kurz zu schließen, um somit den Schnellentladevorgang und/oder die Passivierung der Batteriezelle 10 zu initiieren.Is a fast discharge state of a respective monitored battery cell 10 before, that is, a state in which for safety reasons, the respective battery cell 10 should be unloaded quickly, so will be over the bus 58 the second component of the control arrangement 50 namely the trigger section 51 , caused by a corresponding trigger line 56 attached to one of the battery cell 10 associated balancing input b1 - b16 is connected via the trigger probe 52 the driver 37 to trigger and thus the discharge switch 32 to close over the discharge lines 33 . 34 the cell connections 11 . 12 leading to the supply lines 61 . 62 lead to close each other short, thus the quick discharge process and / or the passivation of the battery cell 10 to initiate.

Bei der Ausführungsform gemäß 2 sind der Triggerabschnitt 51 als ein erstes Bauteil und der Erfassungsabschnitt 55 als ein zweites Bauteil miteinander über einen Bus 58, zum Beispiel nach dem Master-Slave-Prinzip kommunikativ miteinander verbunden.In the embodiment according to 2 are the trigger section 51 as a first component and the detection section 55 as a second component with each other via a bus 58 , for example, communicatively connected to each other according to the master-slave principle.

Erfindungsgemäß sind die Bauteile des Triggerabschnitts 51 und des Erfassungsabschnitts 55 der Steueranordnung 50 dem Kern nach identisch aufgebaut. Erfindungsgemäß erfolgt jedoch durch eine entsprechend gewählte Beschaltung der Balancing-Eingänge b1 - b16 sowie der Zellanschlusseingänge z1 - z16 die entsprechende Spezifizierung der ansonsten gleichen Bauteile als Triggerabschnitt 51 bzw. als Erfassungsabschnitt 55. According to the invention, the components of the trigger section 51 and the detection section 55 the control arrangement 50 built in the same way as the core. According to the invention, however, by a correspondingly selected wiring of the balancing inputs b1 - b16 as well as the cell terminal inputs z1 - z16 the corresponding specification of the otherwise same components as a trigger section 51 or as a detection section 55 ,

Bei der Ausführungsform gemäß 3 sind ein jeweiliger Triggerabschnitt 51 und ein Erfassungsabschnitt 55 wiederum durch einen Master-Slave-Bus miteinander verbunden. Zusätzlich sind die Erfassungsabschnitte 55 zueinander benachbarter Zellmodule 110 über eine Daisy-Chain-Verbindung miteinander kommunikativ verbunden.In the embodiment according to 3 are a respective trigger section 51 and a detection section 55 in turn connected by a master-slave bus. In addition, the detection sections 55 adjacent cell modules 110 connected communicatively via a daisy-chain connection.

Bei der Ausführungsform gemäß 4 sind sämtliche Triggerabschnitte 51 und Erfassungsabschnitte 55 miteinander kommunikativ über eine jeweilige Daisy-Chain-Verbindung gekoppelt.In the embodiment according to 4 are all trigger sections 51 and detection sections 55 communicatively coupled with each other via a respective daisy-chain connection.

Diese und weitere Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden an Hand der folgenden Darlegungen weiter erläutert:These and other features and characteristics of the present invention will be further elucidated with reference to the following statements:

Zielsetzung der vorliegenden Erfindung ist die Entwicklung eines Steuerkonzepts für Schnellentladeeinheiten 30 für Batteriezellen 10 und Zellanordnungen 110, insbesondere für Zellmodule 110 und Batterien 100, welches bei hoher Zuverlässigkeit kostengünstig aufgebaut werden kann.The object of the present invention is the development of a control concept for fast-charging units 30 for battery cells 10 and cell arrays 110 , especially for cell modules 110 and batteries 100 which can be built inexpensively with high reliability.

Ein Kernaspekt ist dabei die Verwendung an sich bekannter Standardschaltkreise für verschiedenartige Lösungen von Teilproblemen.A key aspect is the use of standard circuits known per se for various solutions to partial problems.

Jede Batteriezelle 10 weist dabei eine Schnellentladeeinheit 30 mit einer entsprechenden Treiberschaltung 37 auf.Every battery cell 10 has a fast discharge unit 30 with a corresponding driver circuit 37 on.

Jedes verwendete Bauteil für die Steueranordnung, nämlich der Triggerabschnitt 51 einerseits und der Erfassungsabschnitt 55 andererseits, wird mit einem bestimmten Funktionsumfang bereitgestellt.Each component used for the control arrangement, namely the trigger section 51 on the one hand and the detection section 55 on the other hand, is provided with a certain functionality.

Das zu Grunde liegende Bauteil kann zum Beispiel ein ASIC sein. Durch jeweils einen ASIC wird der Triggerabschnitt 51 sowie der Erfassungsabschnitt 55 der Steueranordnung 50 realisiert.The underlying component may be, for example, an ASIC. Each time an ASIC becomes the trigger section 51 as well as the capturing section 55 the control arrangement 50 realized.

Das Bauteil kann dabei typischerweise zwischen 6 und 16 Zellspannungen erfassen und/oder vermessen, sowie typischerweise 6 bis 16 einzelne Batteriezellen 10 balancen.The component can typically detect and / or measure between 6 and 16 cell voltages, and typically 6 to 16 individual battery cells 10 , balance.

Erfindungsgemäß wird der gleiche ASIC als Triggerabschnitt 51 und als Erfassungsabschnitt 55 verwendet, also in zweifacher Form, im Zusammenhang mit dem Triggerabschnitt 51 werden die am jeweiligen ASIC ausgebildeten Balancing-Eingänge b1 - b16 als Triggeranschlüsse für die Schnellentladeeinheit 30 verwendet.According to the invention, the same ASIC is used as the trigger section 51 and as a detection section 55 used, so in two ways, in connection with the trigger section 51 become the balancing inputs formed on the respective ASIC b1 - b16 as trigger connections for the fast-charging unit 30 used.

Der erste ASIC für den Erfassungsabschnitt 55 hat qualitativ hohe Anforderungen zu erfüllen, weil in ihm Mess- und Bewertungsprozesse ablaufen.The first ASIC for the capture section 55 has to meet high quality requirements, because measurement and evaluation processes take place in it.

Demgegenüber kann - obwohl strukturell gleich aufgebaut - der zweite ASIC für den Triggerabschnitt 51 vergleichsweise günstiger bereitgestellt werden, da hier nur die Balancing-Schaltung verwendet wird.In contrast, although structurally the same structure, the second ASIC for the trigger section 51 be provided comparatively cheaper, since only the balancing circuit is used here.

Es kann die gleiche Schaltung verwendet werden, gegebenenfalls mit einem unterschiedlichen Gehäuse. Es kann auch der gleiche ASIC verwendet werden, jedoch ohne Qualitätsüberprüfung auf nicht genutzte Funktionen, zum Beispiel auch unter Fortfall einer Kalibrierung der Zellanschlusseingänge z1 - z16.It can be used the same circuit, optionally with a different housing. It is also possible to use the same ASIC, but without checking the quality for unused functions, for example also without calibration of the cell connection inputs z1 - z16 ,

Beispiele für derartige Standardschaltkreise in Form von ASICs sind in der oben im Detail wiedergegebenen Tabelle aufgelistet.Examples of such standard circuits in the form of ASICs are listed in the table presented in detail above.

Die Kommunikation zwischen dem ersten ASIC für den Erfassungsabschnitt 55 und dem zweiten ASIC für den Triggerabschnitt 51 kann über eine Daisy-Chain-Verknüpfung erfolgen, oder indem der zweite ASIC für den Triggerabschnitt 51 als Slave einer Master-Slave-Verbindung an den ersten ASIC für den Erfassungsabschnitt 55 gekoppelt ist.The communication between the first ASIC for the acquisition section 55 and the second ASIC for the trigger section 51 can be done via a daisy-chain link, or by the second ASIC for the trigger section 51 as a slave of a master-slave connection to the first ASIC for the acquisition section 55 is coupled.

Das Verwenden der Balancing-Eingänge hat Vorteile, weil sämtliche Schnellentladeeinheiten 30 auf unterschiedlichen Potenzialen liegen oder liegen können. Somit kann die gesamte Anordnung nicht gegen Masse geschaltet werden. Vielmehr wird ein Pegelschieber (Level-Shifter) benötigt, um sämtliche Schalter 32 sämtlicher Entladeeinheiten 30 ansteuern zu können. Derartige Pegelschieber sind aber im Zusammenhang mit den Balancing-Eingängen b1 - b16 beim Bauteil oder ASIC des jeweiligen Triggerabschnitts 51 ohnehin ausgebildet. Using the balancing inputs has advantages because all quick-charging units 30 are or may be at different potentials. Thus, the entire assembly can not be switched to ground. Rather, a level shifter (level shifter) is needed to all the switches 32 all unloading units 30 to be able to drive. Such level shifters are associated with the balancing inputs b1 - b16 at the component or ASIC of the respective trigger section 51 trained anyway.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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  • US 2012/0187914 [0003]US 2012/0187914 [0003]

Claims (10)

Steueranordnung (50) für mindestens eine Schnellentladeeinheit (30) einer Batteriezelle (10), mit - einem Triggerabschnitt (51), welcher zur Steuerung des Betriebs der Schnellentladeeinheit (30) in Abhängigkeit vom Vorliegen oder Nichtvorliegen eines Schnellentladezustands und dazu eingerichtet ist, mit der Schnellentladeeinheit (30) verbunden oder verbindbar zu sein, und - einem Erfassungsabschnitt (55), welcher zur Detektion und zum Signalisieren des Vorliegens oder Nichtvorliegens eines Schnellentladezustands an den Steuerabschnitt (51) eingerichtet ist, welche als identische elektronische Bausteine ausgebildet sind, deren spezifische Funktionalität als Triggerabschnitt (51) bzw. als Erfassungsabschnitt (55) durch eine jeweilige und für die Funktionalität spezifische äußere Anschlussbeschaltung definiert ist.Control arrangement (50) for at least one rapid discharge unit (30) of a battery cell (10), with a trigger section (51) adapted to control the operation of the quick discharge unit (30) in response to the presence or absence of a quick discharge state and to be connected or connectable to the quick discharge unit (30), and a detection section (55) arranged to detect and signalize the presence or absence of a fast discharge state to the control section (51), which are formed as identical electronic components whose specific functionality as trigger section (51) and detection section (55 ) is defined by a respective and for the functionality specific external connection circuit. Steueranordnung (50) nach Anspruch 1, bei welcher der Triggerabschnitt (51) und der Erfassungsabschnitt (55) zur Kommunikation miteinander verbunden oder verbindbar sind, insbesondere - mittels einer Master-Slave-Konfiguration, eines Busses, eines synchronen seriellen Datenbusses und/oder nach Art einer SPI-Schnittstelle und/oder - nach Art einer Daisy-Chain-Architektur.Control arrangement (50) according to Claim 1 in which the trigger section (51) and the detection section (55) are connected or connectable for communication, in particular - by means of a master-slave configuration, a bus, a synchronous serial data bus and / or in the manner of an SPI interface and / or - like a daisy-chain architecture. Steueranordnung (50) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher der Triggerabschnitt (51) zur Verbindung mit einer jeweiligen Schnellentladeeinheit (30) und insbesondere mit einer Treiberschaltung (37) davon einen zugeordneten Balancing-Eingang (b1-b16) aufweist.Control arrangement (50) according to one of the preceding claims, wherein the trigger section (51) for connection to a respective fast discharge unit (30) and in particular to a driver circuit (37) thereof has an associated balancing input (b1-b16). Steueranordnung (50) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher der Erfassungsabschnitt (55) für eine Detektion eines Schnellentladezustands zur Verbindung mit Zellanschlüssen (11, 12) mindestens einer zugeordneten Batteriezelle (10) Paare von Zellanschlusseingängen (z1-z16) aufweist und dazu eingerichtet ist, im verbundenen Zustand eine Zellspannung der verbundenen Batteriezelle (10) zu erfassen.A control device (50) as claimed in any one of the preceding claims, wherein the fast discharge state detection section (55) comprises and configures pairs of cell terminal inputs (z1-z16) for connection to cell terminals (11, 12) of at least one associated battery cell (10) is to detect a cell voltage of the connected battery cell (10) in the connected state. Steueranordnung (50) nach einem der vorangehenden Ansprüche, - welche zur Steuerung der Schnellentladeeinheiten (30) einer Mehrzahl von Batteriezellen (10) und insbesondere eines Zellmoduls (110) eingerichtet ist und/oder - bei welcher der Triggerabschnitt (51) dazu eine entsprechende Mehrzahl von Balancing-Eingängen (b1-b16) und/oder der Erfassungsabschnitt (55) mindestens eine - insbesondere entsprechende - Mehrzahl von Zellanschlusseingängen (z1-z16) aufweisen.Control arrangement (50) according to one of the preceding claims, - Which is set up to control the rapid discharge units (30) of a plurality of battery cells (10) and in particular a cell module (110) and / or - In which the trigger section (51) for this purpose a corresponding plurality of balancing inputs (b1-b16) and / or the detection section (55) at least one - in particular corresponding - plurality of cell terminal inputs (z1-z16). Steueranordnung (50) nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer Mehrzahl von Trägerabschnitten (51) und einer entsprechenden Mehrzahl von Erfassungsabschnitten (55), welche zur Kommunikation miteinander verbunden oder verbindbar sind, insbesondere - mittels einer Master-Slave-Konfiguration, eines Busses, eines synchronen seriellen Datenbusses und/oder nach Art einer SPI-Schnittstelle und/oder - nach Art einer Daisy-Chain-Architektur.A control arrangement (50) according to any one of the preceding claims, comprising a plurality of support sections (51) and a corresponding plurality of detection sections (55) which are interconnected or connectable for communication, in particular by means of a master-slave configuration, a bus, a synchronous serial data bus and / or in the manner of an SPI interface and / or - like a daisy-chain architecture. Zellenanordnung (110) und insbesondere Zellmodul oder Batterie (100), - welche mit einer Mehrzahl von Batteriezellen (10) ausgebildet ist, von denen jede einen ersten Zellanschluss (11) und einen zweiten Zellanschluss (12) aufweist, zwischen denen ein elektrischer Kontakt zu einer Schnellentladeeinheit (30) ausgebildet oder ausbildbar ist, und - welche eine Steueranordnung (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist, die mit den Zellanschlüssen (11, 12) und/oder mit der Schnellentladeeinheit (30) einer jeweiligen Batteriezelle (10) verbunden oder verbindbar ist.Cell arrangement (110) and in particular cell module or battery (100), - which is formed with a plurality of battery cells (10), each of which has a first cell terminal (11) and a second cell terminal (12), between which an electrical contact a quick discharge unit (30) is formed or be formed, and - which a control arrangement (50) according to one of Claims 1 to 6 which is connected or connectable to the cell terminals (11, 12) and / or to the fast discharge unit (30) of a respective battery cell (10). Zellenanordnung (110) nach Anspruch 7, bei welcher eine jeweilige Batteriezelle (10) ausgebildet ist mit: - ersten und zweiten Zellanschlüssen (11, 12) zur externen Kontaktierung der Batteriezelle (10), - einem elektrochemischen Teil (20), vorzugsweise mit oder nach Art einer Jelly-Roll- und/oder einer Elektrodenstapelkonfiguration (20'), in elektrischer Verbindung mit den Zellanschlüssen (11, 12), und - einer Schnellentladeeinheit (30), welche elektrisch verbunden oder verbindbar ist den Zellanschlüssen (11, 12) parallel zum elektrochemischen Teil (20) und welche eingerichtet ist, die Batteriezelle (10) beim Vorliegen erster Bedingungen zu entladen, indem die Zellanschlüsse (11, 12) elektrisch miteinander verbunden werden, insbesondere unter Zwischenschaltung eines Widerstands (31) und/oder unter Verwendung eines Entladeschalters (32).Cell arrangement (110) after Claim 7 in which a respective battery cell (10) is formed with: - first and second cell terminals (11, 12) for external contacting of the battery cell (10), - an electrochemical part (20), preferably with or in the manner of a jelly roll and / or an electrode stack configuration (20 ') in electrical communication with the cell terminals (11, 12), and - a fast discharge unit (30) which is electrically connected or connectable to the cell terminals (11, 12) parallel to the electrochemical part (20) and which is adapted to discharge the battery cell (10) in the presence of first conditions by the cell terminals (11, 12) are electrically connected to each other, in particular with the interposition of a resistor (31) and / or using a discharge switch (32). Zellenanordnung (110) nach Anspruch 8, bei welcher - der elektrochemische Teil (20) eine positive Elektrode (21), eine negative Elektrode (22), eine Elektrolytkomponente (23) mit einer elektrisch leitenden Salzkomponente (24) und einer Lösungsmittelkomponente (24) sowie einen Separator (26) aufweist, - der Separator (26) eingerichtet ist, beim Erreichen einer vordefinierten Temperatur zumindest teilweise impermeabel zu sein oder zu werden für Ionen, die im Inneren des elektrochemischen Teils (20) erzeugt werden oder vorhanden sind, - die Schnellentladeeinheit (30) eingerichtet ist, die Batteriezelle (10) mittels eines ersten Stroms, der durch die Batteriezelle (10) und durch die Schnellentladeeinheit (30) fließt, zu entladen, und zwar durch Verbinden der ersten und zweiten Zellanschlüsse (11, 12) mittels des Widerstands (31) der Schnellentladeeinheit (30), - der Widerstand (31) insbesondere so gewählt ist, dass er während des Stromflusses bewirkt, dass der erste Strom durch die Batteriezelle (10) und durch die Schnellentladeeinheit (30) bewirkt, dass sich der elektrochemische Teil (20) derart erwärmt, dass der Separator (26) die vorbestimmte Temperatur erreicht, und/oder - der Widerstand (31) der Schnellentladeeinheit (30) so gewählt ist, dass ein thermisches Durchgehen der Batteriezelle (10) während des Erwärmens des elektrochemischen Teils (20) mittels des ersten Stroms durch die elektrochemische Zelle (20) und durch die Schnellentladeeinheit (30) verhindert wird.Cell arrangement (110) after Claim 8 , in which - the electrochemical part (20) has a positive electrode (21), a negative electrode (22), an electrolyte component (23) with an electrically conductive salt component (24) and a solvent component (24) and a separator (26), - the separator (26) is arranged to be at least partially impermeable upon reaching a predefined temperature for ions which are generated or are present in the interior of the electrochemical part (20), - the rapid discharge unit (30) is arranged, the battery cell (10 ) by means of a first current flowing through the battery cell (10) and through the fast discharge unit (30), by connecting the first and second cell terminals (11, 12) by means of the resistor (31) of the fast discharge unit (30) in that the resistor (31) is chosen in particular so that during the flow of current it causes the first current to flow through the battery cell (10) and through the rapid discharge unit (30) causes the electrochemical part (20) to be heated so that the separator (26) reaches the predetermined temperature, and / or - the resistance (31) of the quick discharge unit (30) is selected so that thermal runaway of the Battery cell (10) is prevented during the heating of the electrochemical part (20) by means of the first current through the electrochemical cell (20) and by the fast discharge unit (30). Arbeitsvorrichtung und insbesondere Fahrzeug, mit - einem Aggregat zum Ausführen eines Arbeitsvorgangs, insbesondere ein Antrieb, und - mindestens einer Zellanordnung (110) oder Batterie nach einem der Ansprüche 7 bis 9, welche zur Versorgung des Aggregats zu dessen Betrieb mit elektrischer Energie ausgebildet ist.Working device and in particular vehicle, with - an assembly for performing a work operation, in particular a drive, and - at least one cell assembly (110) or battery according to one of Claims 7 to 9 , which is designed to supply the unit for its operation with electrical energy.
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