DE102017213452A1 - Energy storage system and method for electrically disconnecting at least a first energy storage unit - Google Patents

Energy storage system and method for electrically disconnecting at least a first energy storage unit Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Energiespeichersystem (1) zur Bereitstellung elektrischer Energie, aufweisend zumindest ein Anschlussmittel (2) zum Bereitstellen eines elektrischen Potentials zumindest einer ersten Energiespeichereinheit (4), wobei zwischen der ersten Energiespeichereinheit (4) und dem Anschlussmittel (2) eine erste Schalteinheit (10) zum Umschalten zwischen zumindest einem ersten Trennzustand (I), in welchem die erste Energiespeichereinheit (4) vom Anschlussmittel (2) getrennt ist, und einem ersten Verbindungszustand, in welchem die erste Energiespeichereinheit (4) mit dem Anschlussmittel (2) elektrisch verbunden ist, mit der ersten Energiespeichereinheit (4) in Reihe geschaltet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum elektrischen Trennen zumindest einer ersten Energiespeichereinheit (4) eines Energiespeichersystems (1).The invention relates to an energy storage system (1) for providing electrical energy, comprising at least one connection means (2) for providing an electrical potential of at least one first energy storage unit (4), wherein between the first energy storage unit (4) and the connection means (2) a first switching unit (10) for switching between at least a first separation state (I), in which the first energy storage unit (4) is disconnected from the connection means (2), and a first connection state, in which the first energy storage unit (4) with the connection means (2) electrically is connected in series with the first energy storage unit (4). Furthermore, the invention relates to a method for electrically disconnecting at least one first energy storage unit (4) of an energy storage system (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Energiespeichersystem zur Bereitstellung elektrischer Energie gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Vorrichtungsanspruches sowie ein Verfahren zum elektrischen Trennen zumindest einer ersten Energiespeichereinheit eines Energiespeichersystems gemäß dem unabhängigen Verfahrensanspruch.The present invention relates to an energy storage system for providing electrical energy according to the preamble of the independent device claim and a method for electrically disconnecting at least a first energy storage unit of an energy storage system according to the independent method claim.

Stand der TechnikState of the art

Es sind diverse Energiespeichersysteme, wie z.B. Batterien, aus dem Stand der Technik bekannt. Insbesondere im Fahrzeugbereich kann es dabei notwendig sein, derartige Energiespeichersysteme von der übrigen Elektronik des Fahrzeuges zu trennen, bzw. die Stromzufuhr zu unterbrechen, um zur Verbesserung der Sicherheit eine Notabschaltung zu erzeugen. Dabei ist es bspw. bekannt, zwischen Batteriepol und einem Batteriemodul einen Schalter anzuordnen, welcher im Notfall das Batteriemodul elektrisch abtrennt. Dadurch können zum einen Fehlströme vermieden werden, wenn das Fahrzeug zum Beispiel einen Unfall hat, und/oder ein thermisches Durchgehen der Batterie kann verhindert werden. Problematisch ist dabei jedoch, dass gerade im Bereich von Fahrzeugen in einem Notfall noch Restenergie benötigt wird, bspw. um Fahrassistenzsysteme, einen Airbag oder dergleichen, auszulösen. Darüber hinaus kann es vorkommen, dass der Schalter aufgrund einer Kontaktverschweißung verklebt und somit eine zuverlässige Öffnung des Schalters im Notfall nicht gewährleistet sein kann.There are various energy storage systems, such as Batteries, known in the art. In particular, in the vehicle sector, it may be necessary to separate such energy storage systems from the rest of the electronics of the vehicle, or to interrupt the power supply to produce an emergency shutdown to improve safety. It is known, for example, to arrange a switch between battery terminal and a battery module, which in an emergency electrically disconnects the battery module. As a result, on the one hand, faulty currents can be avoided if the vehicle has an accident, for example, and / or thermal runaway of the battery can be prevented. The problem is, however, that even in the field of vehicles in an emergency residual energy is still needed, for example, to driver assistance systems, an airbag or the like, trigger. In addition, it may happen that the switch adhered due to a contact welding and thus reliable opening of the switch can not be guaranteed in an emergency.

Aus der US 2016/254 521 A1 ist es daher bekannt, Schalter in einer Batterie vorzusehen, die jeweils zwischen Batteriezellen geschaltet sind. Aus der CN 203932250 U ist es ferner bekannt, beidseitig eines Batteriemoduls jeweils einen Schalter anzuordnen. Durch diese Ausgestaltungen steigt jedoch die bauliche Komplexität deutlich an und insbesondere können in einem Notfall Fehlströme an einem Potentialpunkt in der Batterie nicht zuverlässig vermieden werden.From the US 2016/254 521 A1 It is therefore known to provide switches in a battery, which are each connected between battery cells. From the CN 203932250 U It is also known to arrange a switch on each side of a battery module. Due to these embodiments, however, the structural complexity increases significantly and, in particular, fault currents at a potential point in the battery can not be reliably avoided in an emergency.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß weist das Energiespeichersystem zur Bereitstellung elektrischer Energie nach dem unabhängigen Vorrichtungsanspruch zumindest ein Anschlussmittel zum Bereitstellen eines elektrischen Potentials zumindest einer ersten Energiespeichereinheit auf. Zwischen der ersten Energiespeichereinheit und dem Anschlussmittel ist eine erste Schalteinheit zum Umschalten zwischen zumindest einem ersten Trennzustand und einem ersten Verbindungszustand mit der ersten Energiespeichereinheit in Reihe geschaltet. Im ersten Trennzustand ist die Energiespeichereinheit dabei vom Anschlussmittel, insbesondere elektrisch, getrennt. Im ersten Verbindungszustand ist die erste Energiespeichereinheit ferner mit dem Anschlussmittel elektrisch verbunden. Weiterhin umfasst die erste Schalteinheit ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement, wobei das erste und das zweite Schaltelement miteinander in Reihe geschaltet sind.According to the invention, the energy storage system for providing electrical energy according to the independent device claim has at least one connection means for providing an electrical potential of at least one first energy storage unit. Between the first energy storage unit and the connection means, a first switching unit for switching between at least a first separation state and a first connection state is connected in series with the first energy storage unit. In the first disconnected state, the energy storage unit is thereby separated from the connection means, in particular electrically. In the first connection state, the first energy storage unit is further electrically connected to the connection means. Furthermore, the first switching unit comprises a first switching element and a second switching element, wherein the first and the second switching element are connected in series with each other.

Insbesondere werden dadurch die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise behoben. Insbesondere wird durch ein erfindungsgemäßes Energiespeichersystem und/oder ein erfindungsgemäßes Verfahren die Sicherheit eines Energiespeichersystems, insbesondere in einer Notsituation, verbessert.In particular, the known from the prior art disadvantages are at least partially resolved. In particular, the safety of an energy storage system, in particular in an emergency situation, is improved by an inventive energy storage system and / or a method according to the invention.

Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Energiespeichersystem beschrieben worden sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.Further features and details of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings. In this case, features and details that have been described in connection with the energy storage system according to the invention, of course, also in connection with the inventive method and in each case vice versa, so with respect to the disclosure of the individual aspects of the invention always reciprocal reference is or may be.

Vorzugsweise kann es sich bei dem Energiespeichersystem um eine Batterie, insbesondere eine Fahrzeugbatterie, handeln. So kann eine derartige Fahrzeugbatterie bspw. als Starterbatterie oder als Traktionsbatterie genutzt werden. Insbesondere im Falle eines Unfalls des Fahrzeuges, ist es somit von besonderem Vorteil, wenn das Energiespeichersystem eine Redundanz der Schaltelemente aufweist. Unter einer Energiespeichereinheit kann im Sinne der vorliegenden Erfindung vorzugsweise ein Batteriemodul verstanden werden. Insbesondere weist eine Energiespeichereinheit mehrere elektrochemische Speicherzellen auf, in welchen Energie gespeichert werden kann, insbesondere wobei die Energiespeicherzellen innerhalb der Energiespeichereinheit u.a. zueinander in Reihe geschaltet sind. Selbstverständlich können dabei auch eine oder mehrere Energiespeicherzellen parallel zueinander geschaltet sein. Unter einem Anschlussmittel kann vorzugsweise ein Batteriepol verstanden werden. So kann es sich bei dem Anschlussmittel vorteilhafterweise um den Pluspol oder den Minuspol des Energiespeichersystems handeln. Das Anschlussmittel kann somit zur Verbindung des Energiespeichersystems mit einem elektrischen Verbraucher ausgebildet sein. Insbesondere kann das Anschlussmittel einen Kontakt umfassen, welcher einen Abgriff der elektrischen Energie bzw. des elektrischen Potentials insbesondere außen am Energiespeichersystem erlaubt. Das elektrische Potential der ersten Energiespeichereinheit kann vorzugsweise die potentielle, insbesondere elektrische, Energie der Energiespeichereinheit, insbesondere bezogen auf eine Probeladung, umfassen. Das elektrische Potential der ersten Energiespeichereinheit kann somit den Anteil der elektrischen Energie umfassen, welche die erste Energiespeichereinheit am Anschlussmittel zur Abnahme bereitstellt und/oder beiträgt. Das Energiespeichersystem kann ferner mehrere Energiespeichereinheiten aufweisen, vorzugsweise sodass sich ein Gesamtpotential am Anschlussmittel ergibt. Die erste Schalteinheit ist ferner mit der ersten Energiespeichereinheit und dem Anschlussmittel in Reihe geschaltet. Vorzugsweise ist dabei im ersten Trennzustand zumindest das erste und/oder das zweite Schaltelement geöffnet, sodass eine elektrische Verbindung unterbrochen ist. Im Verbindungszustand sind vorzugsweise das erste und das zweite Schaltelement geschlossen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass im Verbindungszustand das elektrische Potential am ersten Schaltelement dem elektrischen Potential am zweiten Schaltelement entspricht oder im Wesentlichen entspricht. Insbesondere sind das erste und zweite Schaltelement somit beide an einem Potentialpunkt des Energiespeichersystems, insbesondere der Energiespeichereinheit, angeordnet.The energy storage system may preferably be a battery, in particular a vehicle battery. For example, such a vehicle battery can be used as a starter battery or as a traction battery. In particular, in the event of an accident of the vehicle, it is thus of particular advantage if the energy storage system has a redundancy of the switching elements. In the context of the present invention, an energy storage unit can preferably be understood as a battery module. In particular, an energy storage unit has a plurality of electrochemical storage cells in which energy can be stored, in particular wherein the energy storage cells within the energy storage unit are inter alia connected in series with one another. Of course, one or more energy storage cells can also be connected in parallel with each other. A connection means may preferably be understood as a battery pole. Thus, the connection means can advantageously be the positive pole or the negative pole of the energy storage system. The connection means can thus be designed to connect the energy storage system with an electrical load. In particular, the connection means may comprise a contact which allows a tap of the electrical energy or the electrical potential, in particular outside of the energy storage system. The electrical potential of the first energy storage unit may preferably be the potential, in particular electrical, energy of the energy storage unit, in particular, based on a sample charge. The electrical potential of the first energy storage unit can thus comprise the portion of the electrical energy which the first energy storage unit provides and / or contributes to the connection means for acceptance. The energy storage system may further comprise a plurality of energy storage units, preferably so that a total potential results at the connection means. The first switching unit is further connected in series with the first energy storage unit and the connection means. Preferably, at least the first and / or the second switching element is opened in the first disconnected state, so that an electrical connection is interrupted. In the connection state, preferably the first and the second switching element are closed. In particular, it may be provided that in the connection state, the electrical potential at the first switching element corresponds to the electrical potential at the second switching element or substantially corresponds. In particular, the first and second switching element are thus both arranged at a potential point of the energy storage system, in particular the energy storage unit.

Somit ergibt sich durch das erfindungsgemäße Energiespeichersystem eine Redundanz der Schaltelemente, wodurch die Sicherheit des Systems erhöht wird. Tritt eine Notsituation auf, ist die erste Energiespeichereinheit zuverlässig vom Anschlussmittel insbesondere in dem entsprechenden Potentialpunkt trennbar. Dadurch kann beispielsweise ein Hauptschalter des Energiespeichersystems nicht notwendig sein oder eine zusätzliche Sicherheit bieten. Ferner kann die erste Energiespeichereinheit in einer Notsituation gezielt, insbesondere vom Anschlussmittel, abgeschaltet werden. Öffnet das erste oder das zweite Schaltelement in der Notsituation nicht, kann das jeweils andere Schaltelement aktiviert werden, sodass dieses öffnet.This results in a redundancy of the switching elements by the energy storage system according to the invention, whereby the security of the system is increased. If an emergency situation occurs, the first energy storage unit can be reliably separated from the connection means, in particular in the corresponding potential point. As a result, for example, a main switch of the energy storage system may not be necessary or provide additional security. Furthermore, the first energy storage unit can be switched off in an emergency situation in a targeted manner, in particular by the connection means. If the first or the second switching element does not open in the emergency situation, the respective other switching element can be activated so that it opens.

Im Rahmen der Erfindung ist ferner denkbar, dass das erste Schaltelement zum reversiblen Herbeiführen des ersten Trennzustandes ausgebildet ist, und/oder dass das zweite Schaltelement zum irreversiblen Herbeiführen des ersten Trennzustandes ausgebildet ist. Somit kann im Normalbetrieb das erste Schaltelement betätigbar sein und das zweite Schaltelement lediglich in einer Notsituation betätigbar sein. Der erste Trennzustand kann dabei bspw. dadurch irreversibel herbeigeführt werden, dass das zweite Schaltelement in Form einer Sicherung ausgeführt ist, welche in der Notsituation öffnet. Insbesondere kann das irreversible Herbeiführen zumindest teilweise das Schmelzen eines elektrischen Bauteils, insbesondere eines Schmelzdrahtes, umfassen. Dadurch kann in einfacher Art und Weise das erste Schaltelement bspw. während des Betriebes überwacht werden und, sofern das erste Schaltelement einen Fehler aufweist, erst das zweite Schaltelement aktiviert werden. Zusätzlich oder alternativ kann das zweite Schaltelement in der Notsituation irreversibel geöffnet werden, um unabhängig vom ersten Schaltelement den ersten Trennzustand herbeizuführen.In the context of the invention is also conceivable that the first switching element is designed for reversibly causing the first separation state, and / or that the second switching element is designed for irreversibly inducing the first separation state. Thus, in normal operation, the first switching element can be actuated and the second switching element can be actuated only in an emergency situation. In this case, the first disconnection state can, for example, be caused irreversibly by the second switching element being designed in the form of a fuse which opens in the emergency situation. In particular, the irreversible induction may at least partially comprise the melting of an electrical component, in particular a fusible wire. As a result, the first switching element can, for example, be monitored during operation in a simple manner and, if the first switching element has a fault, only the second switching element can be activated. Additionally or alternatively, the second switching element can be opened irreversibly in the emergency situation, to bring about the first disconnected state independently of the first switching element.

Im Rahmen der Erfindung ist ferner denkbar, dass das erste Schaltelement ein Haltemittel aufweist, durch welches das erste Schaltelement zum Herstellen des ersten Trennzustandes vorgespannt ist und/oder dass lediglich in einer Notsituation durch das zweite Schaltelement der erste Trennzustand herbeiführbar ist. Die Notsituation kann dabei bspw. einen zu hohen Strom am Anschlussmittel und/oder an der Energiespeichereinheit und/oder an der ersten Schalteinheit, und/oder eine Überschreitung einer Grenzlast oder einer bestimmten Anzahl an Öffnungs- und/oder Schließvorgängen des ersten Schaltelementes umfassen. So kann beispielsweise eine bestimmte Anzahl an Öffnungs- und/oder Schließbewegungen auf einen Verschleiß hindeuten und damit ein Austausch durch Herbeiführen des ersten Trennzustandes erzwungen werden. Insbesondere kann die Notsituation einen Unfall eines Fahrzeuges umfassen. Das erste Schaltelement kann vorteilhafterweise ein Schütz aufweisen, welches durch die Vorspannung im Normalzustand geöffnet sein kann. Wird die Zuschaltung der ersten Energiespeichereinheit benötigt, kann das erste Schaltelement schließen. Dadurch ist bereits eine hohe Sicherheit gegeben, da das erste Schaltelement bestrebt ist, in den Öffnungszustand verstellt zu werden. Das zweite Schaltelement kann ferner zusätzlich als Redundanzsicherung genutzt werden, wobei das zweite Schaltelement vorteilhafterweise auf einem anderen Funktionsprinzip beruhen kann, als das erste Schaltelement, so dass die Sicherheit des Energiespeichersystems weiter erhöht sein kann. Somit kann das zweite Schaltelement im Normalbetrieb geschlossen sein und nur in der Notsituation geöffnet werden. Dadurch kann die Sicherheit noch weiter gesteigert sein. Im Betrieb kann es vorkommen, dass das erste Schaltelement aufgrund einer Kontaktverschweißung verklebt und somit im geschlossenen Zustand verbleibt, insbesondere obwohl eine Vorspannung existiert. In diesem Fall dient das zweite Schaltelement als Öffner und damit als redundante Sicherung.In the context of the invention is also conceivable that the first switching element has a holding means by which the first switching element is biased to produce the first disconnected state and / or that only in an emergency situation by the second switching element of the first separation state can be brought. The emergency situation may include, for example, too high a current at the connection means and / or at the energy storage unit and / or at the first switching unit, and / or an exceeding of a limit load or a certain number of opening and / or closing operations of the first switching element. Thus, for example, a certain number of opening and / or closing movements indicate a wear and thus an exchange by inducing the first separation state can be forced. In particular, the emergency situation may include an accident of a vehicle. The first switching element may advantageously have a contactor, which may be open by the bias in the normal state. If the connection of the first energy storage unit is required, the first switching element can close. As a result, a high security is already given, since the first switching element is anxious to be adjusted in the open state. The second switching element can also be used in addition as a redundancy backup, wherein the second switching element can advantageously be based on a different operating principle than the first switching element, so that the safety of the energy storage system can be further increased. Thus, the second switching element may be closed in normal operation and be opened only in the emergency situation. This can increase safety even further. In operation, it may happen that the first switching element adheres due to a contact welding and thus remains in the closed state, in particular though a bias voltage exists. In this case, the second switching element serves as an opener and thus as a redundant fuse.

Es ist bei einem erfindungsgemäßen Energiespeichersystem ferner denkbar, dass ein pyrotechnischer Treibsatz vorgesehen ist, durch welchen der erste Trennzustand durch das zweite Schaltelement herbeiführbar ist. Der pyrotechnische Treibsatz kann vorzugsweise eine Sprengladung umfassen, welche auslöst, um das zweite Schaltelement zu öffnen. So kann beim Auslösen des pyrotechnischen Treibsatzes ein Teil einer elektrischen Leitung, welche das zweite Schaltelement umfasst, aufgesprengt werden, sodass eine elektrische Verbindung der ersten Energiespeichereinheit mit dem Anschlussmittel unterbrochen ist. Somit bietet der pyrotechnische Treibsatz eine zuverlässige Möglichkeit den ersten Trennzustand durch das zweite Schaltelement herbeizuführen. Darüber hinaus kann der pyrotechnische Treibsatz in kurzer Zeit ausgelöst werden, sodass eine entsprechende Reaktionszeit in einem Notfall reduziert sein kann. Dadurch kann die Sicherheit des Energiespeichersystems weiter gesteigert sein.It is also conceivable in an energy storage system according to the invention that a pyrotechnic propellant charge is provided, by means of which the first separation state can be brought about by the second switching element. The pyrotechnic propellant may preferably comprise an explosive charge which triggers to open the second switching element. Thus, when the pyrotechnic propellant charge is triggered, a part of an electrical line which comprises the second switching element can be blown open so that an electrical connection of the first energy storage unit to the connection means is interrupted. Thus, the offers pyrotechnic propellant a reliable way to bring about the first separation state by the second switching element. In addition, the pyrotechnic propellant can be triggered in a short time, so that a corresponding response time can be reduced in an emergency. As a result, the security of the energy storage system can be further increased.

Vorzugsweise kann bei einem erfindungsgemäßen Energiespeichersystem ferner eine Steuereinheit vorgesehen sein, durch welche die erste Schalteinheit überwachbar ist und durch welche das erste und/oder zweite Schaltelement ansteuerbar ist. Vorzugsweise können beide Schaltelemente, insbesondere jeweils getrennt voneinander, durch die Steuereinheit ansteuerbar sein, wobei auch eine gleichzeitige Ansteuerung durch die Steuereinheit denkbar ist. Durch die Steuereinheit kann somit eine optimale Überwachung realisiert sein. Insbesondere kann die Steuereinheit dazu ausgebildet sein, eine Messung der Stromstärke innerhalb der ersten Schalteinheit vorzunehmen und das erste und zweite Schaltelement entsprechend anzusteuern. Somit kann durch die Steuereinheit ein Umschalten zwischen dem Trennzustand und dem Verbindungszustand realisiert werden. Dazu kann vorgesehen sein, dass die erste Schalteinheit durch einen Steuerstrom der Steuereinheit und/oder ein Magnetfeld ansteuerbar ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Spule magnetisiert wird und dadurch zum Beispiel das erste Schaltelement betätigt wird. Auch ein Zünder des pyrotechnischen Treibsatzes kann durch die Steuereinheit auslösbar sein. Insbesondere kann die Steuereinheit mit einem Fahrzeugsteuergerät verbunden sein. Dadurch kann bspw. das Fahrzeugsteuergerät einen Unfall an die Steuereinheit melden, welche entsprechend die erste Energiespeichereinheit abtrennt, um einen Sicherheitszustand herbeizuführen.Preferably, in an energy storage system according to the invention, a control unit may further be provided by which the first switching unit can be monitored and by which the first and / or second switching element can be controlled. Preferably, both switching elements, in particular each separately from each other, be controlled by the control unit, wherein a simultaneous control by the control unit is conceivable. By the control unit can thus be realized optimal monitoring. In particular, the control unit may be designed to carry out a measurement of the current intensity within the first switching unit and to control the first and second switching element accordingly. Thus, the control unit can realize switching between the disconnection state and the connection state. For this purpose, it can be provided that the first switching unit can be controlled by a control current of the control unit and / or a magnetic field. In particular, it may be provided that a coil is magnetized and thereby, for example, the first switching element is actuated. An igniter of the pyrotechnic propellant charge can also be triggered by the control unit. In particular, the control unit may be connected to a vehicle control unit. As a result, for example, the vehicle control unit can report an accident to the control unit, which correspondingly disconnects the first energy storage unit in order to bring about a safety state.

Im Rahmen der Erfindung ist ferner denkbar, dass die Steuereinheit Teil einer Zentralsteuereinheit eines Energiespeichersystems ist. Somit ist es nicht notwendig, eine zusätzliche Steuereinheit für die erste Schalteinheit vorzusehen, sondern die Steuereinheit kann Teil bspw. einer Batteriesteuereinheit sein, sodass Kosten eingespart werden können und gleichzeitig verschiedene Batteriedaten in der Steuereinheit zusammenfließen können, um eine zuverlässige Detektion einer Notsituation durchführen zu können.In the context of the invention is also conceivable that the control unit is part of a central control unit of an energy storage system. Thus, it is not necessary to provide an additional control unit for the first switching unit, but the control unit may be part of, for example, a battery control unit, so that costs can be saved and at the same time different battery data can flow together in the control unit to perform a reliable detection of an emergency situation ,

Im Rahmen der Erfindung ist ferner denkbar, dass eine zweite Energiespeichereinheit vorgesehen ist, welche durch eine zweite Schalteinheit zum Umschalten zwischen einem zweiten Trennzustand, in welchem die zweite Energiespeichereinheit vom Anschlussmittel getrennt ist und einem zweiten Verbindungszustand, in welchen die zweite Energiespeichereinheit mit dem Anschlussmittel elektrisch verbunden ist, in Reihe geschaltet ist, wobei die zweite Schalteinheit baugleich zu der ersten Schalteinheit ausgebildet ist. Somit kann die zweite Schalteinheit, insbesondere ein drittes Schaltelement und ein viertes Schaltelement umfassen, wobei das dritte und das vierte Schaltelement in Reihe zueinander geschaltet sind. Die zweite Energiespeichereinheit kann ebenfalls als Batteriemodul ausgeführt sein. Insbesondere kann die zweite Energiespeichereinheit zur ersten Energiespeichereinheit und die zweite Schalteinheit zur ersten Schalteinheit parallelgeschaltet sein. Ferner kann im Verbindungszustand das elektrische Potential am dritten Schaltelement dem elektrischen Potential am vierten Schaltelement entsprechen, insbesondere so dass die zweite Schalteinheit an einem Potentialpunkt der zweiten Energiespeichereinheit angeordnet ist. Wenn somit eine zweite Energiespeichereinheit vorgesehen ist, welche über die zweite Schalteinheit mit dem Anschlussmittel verbunden ist, kann auch die Sicherheit der zweiten Energiespeichereinheit gewährleistet sein, wie bereits zur ersten Energiespeichereinheit beschrieben. Eine Notsituation kann z.B. auch einen ungleichen Ladezustand der ersten und zweiten Energiespeichereinheit umfassen. Insbesondere kann das Energiespeichersystem somit modularisiert aufgebaut sein. Insbesondere kann die erste Energiespeichereinheit unabhängig von der zweiten Energiespeichereinheit in den zweiten Trennzustand überführbar sein. Der zweite Trennzustand kann vorzugsweise dem ersten Trennzustand entsprechen und der zweite Verbindungszustand dem ersten Verbindungszustand. Dadurch kann bspw. in einem Notfall lediglich eine Energiespeichereinheit abgeschaltet werden, sodass noch ein Teil der Gesamtenergie des Energiespeichersystems zur Verfügung gestellt werden kann, bspw. um Fahrassistenzsysteme eines Fahrzeuges zu betreiben. Insbesondere können weitere Energiespeichereinheiten vorgesehen sein, welche jeweils über eine weitere Schalteinheit mit dem Anschlussmittel verbunden sind. In the context of the invention is also conceivable that a second energy storage unit is provided, which by a second switching unit for switching between a second separation state in which the second energy storage unit is separated from the connection means and a second connection state in which the second energy storage unit with the connection means electrically is connected in series, wherein the second switching unit is constructed identical to the first switching unit. Thus, the second switching unit, in particular a third switching element and a fourth switching element comprise, wherein the third and the fourth switching element are connected in series with each other. The second energy storage unit can also be designed as a battery module. In particular, the second energy storage unit can be connected in parallel with the first energy storage unit and the second switching unit with the first switching unit. Furthermore, in the connection state, the electrical potential at the third switching element can correspond to the electrical potential at the fourth switching element, in particular so that the second switching unit is arranged at a potential point of the second energy storage unit. Thus, if a second energy storage unit is provided, which is connected via the second switching unit with the connection means, the safety of the second energy storage unit can be ensured, as already described for the first energy storage unit. An emergency situation may e.g. Also include an unequal state of charge of the first and second energy storage unit. In particular, the energy storage system can thus be modularized. In particular, the first energy storage unit can be transferred into the second separation state independently of the second energy storage unit. The second separation state may preferably correspond to the first separation state and the second connection state to the first connection state. As a result, in an emergency, for example, only one energy storage unit can be switched off so that a part of the total energy of the energy storage system can still be made available, for example to operate driver assistance systems of a vehicle. In particular, further energy storage units can be provided, which are each connected via a further switching unit with the connection means.

Es ist ferner bei einem erfindungsgemäßen Energiespeichersystem denkbar, dass die erste und die zweite Schalteinheit eine gemeinsame Baueinheit bilden. Dadurch kann sich die Montage des Energiespeichersystems vereinfachen und damit können die Herstellkosten insgesamt reduziert sein. Insbesondere kann auch die Steuereinheit zur Steuerung der ersten und der zweiten Schalteinheit vorgesehen sein, sodass eine einzelne Steuereinheit ausreicht, um beide Schalteinheiten zu betreiben. Ferner kann durch die Ausbildung als gemeinsame Baueinheit bspw. eine Fertigung der ersten und zweiten Schalteinheit unabhängig von den Energiespeichereinheiten vorgesehen sein und anschließend bei der Montage gemeinsam verbaut werden.It is also conceivable in an energy storage system according to the invention that the first and the second switching unit form a common structural unit. As a result, the assembly of the energy storage system can be simplified and thus the manufacturing costs can be reduced overall. In particular, the control unit for controlling the first and the second switching unit may be provided so that a single control unit is sufficient to operate both switching units. Furthermore, by the design as a common structural unit, for example, a production of the first and second switching unit can be provided independently of the energy storage units and then installed together during assembly.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum elektrischen Trennen zumindest einer ersten Energiespeichereinheit eines Energiespeichersystems von einem Anschlussmittel nach dem unabhängigen Verfahrensanspruch beansprucht. Insbesondere handelt es sich bei dem Energiespeichersystem um ein erfindungsgemäßes Energiespeichersystem. Ferner umfasst das Verfahren folgende Schritte:

  • - Bereitstellen eines elektrischen Potentials zumindest durch die erste Energiespeichereinheit an dem Anschlussmittel, welches mit der ersten Energiespeichereinheit elektrisch verbunden ist, wobei eine erste Schalteinheit zwischen der ersten Energiespeichereinheit und dem Anschlussmittel mit der ersten Energiespeichereinheit in Reihe geschaltet ist,
  • - Überwachen eines ersten Schaltelementes der ersten Schalteinheit auf eine Notsituation,
  • - Feststellen der Notsituation und öffnen eines zweiten Schaltelementes der ersten Schalteinheit, das mit dem ersten Schaltelement in Reihe geschaltet ist, sodass die erste Energiespeichereinheit vom Anschlussmittel getrennt wird.
According to a further aspect of the invention, a method for the electrical separation of at least one first energy storage unit of an energy storage system from a connection means according to the independent method claim is claimed. In particular, the energy storage system is an inventive energy storage system. Furthermore, the method comprises the following steps:
  • Providing an electrical potential at least by the first energy storage unit at the connection means, which is electrically connected to the first energy storage unit, wherein a first switching unit is connected in series between the first energy storage unit and the connection means with the first energy storage unit,
  • Monitoring a first switching element of the first switching unit for an emergency situation,
  • - Detecting the emergency situation and open a second switching element of the first switching unit, which is connected in series with the first switching element, so that the first energy storage unit is disconnected from the connection means.

Damit bringt ein erfindungsgemäßes Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Energiespeichersystem beschrieben worden sind. Das Feststellen der Notsituation und Öffnen eines zweiten Schaltelementes kann dabei vorzugsweise durch eine Steuereinheit durchgeführt werden, welche bspw. einen Mikroprozessor umfassen kann. Das Öffnen des zweiten Schaltelementes kann vorzugsweise irreversibel, insbesondere durch einen pyrotechnischen Treibsatz, durchgeführt werden. Somit ist in einem Notfall eine gewisse Redundanz gegeben, wobei das zweite Schaltelement in den Notsituationen gesteuert werden kann, insbesondere wenn ein Öffnen des ersten Schaltelementes nicht möglich ist.Thus, a method according to the invention brings about the same advantages as have already been described in detail with reference to an inventive energy storage system. The determination of the emergency situation and opening of a second switching element can preferably be carried out by a control unit which, for example, may comprise a microprocessor. The opening of the second switching element can preferably be carried out irreversibly, in particular by a pyrotechnic propellant charge. Thus, in an emergency, there is some redundancy, the second switching element being able to be controlled in emergency situations, in particular if opening of the first switching element is not possible.

Es ist bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ferner denkbar, dass eine zweite Schalteinheit vorgesehen ist, welche zwischen einer zweiten Energiespeichereinheit und dem Anschlussmittel in Reihe geschaltet ist, wobei die zweite Schalteinheit unabhängig von der ersten Schalteinheit betätigt wird. Somit kann durch die zweite Schalteinheit gewährleistet werden, dass bspw. bei einem Defekt einer Energiespeichereinheit oder bei einer Notsituation bspw. noch ein Rest an Energie zur Verfügung gestellt werden kann, während kritische Teile des Energiespeichersystems abgeschaltet werden können. Insbesondere kann bspw. in der Notsituation die Energie einer der Energiespeichereinheiten ausreichen, um eine Fahrassistenz eines Fahrzeuges eines Fahrzeuges zu versorgen, wobei diese Energie bspw. gering genug sein kann, um ein thermisches Durchgehen des Energiespeichersystems oder andere schädliche Effekte zu verhindern.It is also conceivable in a method according to the invention that a second switching unit is provided, which is connected in series between a second energy storage unit and the connection means, wherein the second switching unit is actuated independently of the first switching unit. Thus, it can be ensured by the second switching unit that, for example, in the case of a defect of an energy storage unit or in an emergency situation, for example, a residual amount of energy can still be made available while critical parts of the energy storage system can be switched off. In particular, in the emergency situation, for example, the energy of one of the energy storage units may suffice to supply a driving assistance of a vehicle of a vehicle, wherein this energy may, for example, be low enough to prevent a thermal runaway of the energy storage system or other harmful effects.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen, ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktive Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen:

  • 1 ein erfindungsgemäßes Energiespeichersystem in schematischer Darstellung in einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 2 eine erste und zweite Schalteinheit eines erfindungsgemäßen Energiespeichersystems eines weiteren Ausführungsbeispiels in schematischer, detaillierterer Ansicht,
  • 3 ein Steuergerät mit einer ersten Schalteinheit in schematischer Darstellung,
  • 4a-4d mögliche Konfigurationen eines Trennzustandes und eines Verbindungszustandes einer ersten Schalteinheit in einem weiteren Ausführungsbeispiel,
  • 5 ein erfindungsgemäßes Verfahren in schematischer Darstellung der Verfahrensschritte gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Further, measures improving the invention will become apparent from the following description of some embodiments of the invention, which are shown schematically in the figures. All of the claims, the description or the drawings resulting features and / or advantages, including design details, spatial arrangements and method steps may be essential to the invention both in itself and in various combinations. It should be noted that the figures have only descriptive character and are not intended to limit the invention in any way. Show it:
  • 1 an inventive energy storage system in a schematic representation in a first embodiment,
  • 2 a first and second switching unit of an energy storage system according to the invention of a further embodiment in a schematic, more detailed view,
  • 3 a control device with a first switching unit in a schematic representation,
  • 4a-4d possible configurations of a disconnected state and a connection state of a first switching unit in a further embodiment,
  • 5 a method according to the invention in a schematic representation of the method steps according to a further embodiment.

In den nachfolgenden Beschreibungen werden für die gleichen, technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.In the following descriptions, the identical reference numerals are used for the same, technical features of different embodiments.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Energiespeichersystem 1 mit einem Anschlussmittel 2, an welchem ein elektrisches Potential einer ersten und/oder einer zweiten Energiespeichereinheit 4,5 bereitstellbar ist. Insbesondere kann es sich bei dem Anschlussmittel 2 um einen Batteriepol und bei der ersten und zweiten Energiespeichereinheit 4,5 um jeweils ein Batteriemodul, welches elektrochemische Speicherzellen aufweist, handeln. Zwischen dem Anschlussmittel 2 und der ersten Energiespeichereinheit 4 ist eine erste Schalteinheit 10 vorgesehen, welche zwischen einem ersten Trennzustand I und einem ersten Verbindungszustand II umschaltbar ist und ein erstes Schaltelement 11 und ein zweites Schaltelement 12 umfasst. Ferner ist ein pyrotechnischer Sprengsatz 12.1 vorgesehen, durch welchen eine Öffnung des zweiten Schaltelementes 12 insbesondere irreversibel erzwingbar ist. Insbesondere kann der pyrotechnische Sprengsatz 12.1 in einer Notsituation durch eine Steuereinheit 50 ausgelöst werden. Die Steuereinheit 50 kann vorzugsweise dabei Teil eines Zentralsteuergerätes des Energiespeichersystems 1 sein. Ferner ist zwischen dem Anschlussmittel 2 und der zweiten Energiespeichereinheit 5 eine zweite Schalteinheit 20 vorgesehen, welche ein drittes Schaltelement 21 und ein viertes Schaltelement 22 aufweist. Dabei ist die zweite Schalteinheit 20 analog zur ersten Schalteinheit 10 ausgebildet, sodass auch ein pyrotechnischer Sprengsatz 22.1 vorgesehen ist, durch welchen das vierte Schaltelement 22 in einer Notsituation geöffnet werden kann. Insbesondere ist die erste Schalteinheit 10 somit an einem Potentialpunkt der ersten Energiespeichereinheit 4 und die zweite Schalteinheit 20 an einem Potentialpunkt der zweiten Energiespeichereinheit 5 angeordnet. Durch eine Redundanz der Schaltelemente 11, 12 bzw. 21, 22 kann somit eine besonders hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit des Energiespeichersystems 1 gegeben sein, in einer Notsituation zumindest eine der Energiespeichereinheiten 4,5 abzuschalten, bzw. vom Anschlussmittel 2 zu trennen. Darüber hinaus ist ein weiteres Anschlussmittel 3 vorgesehen, an welchem ein elektrisches Potential der ersten und zweiten Energiespeichereinheit 4,5 bereitstellbar ist. Vorzugsweise kann zwischen dem weiteren Anschlussmittel 3 und der ersten und/oder zweiten Energiespeichereinheit 4,5 eine dritte Schalteinheit 30 und eine vierte Schalteinheit 40 vorgesehen sein, wobei die dritte Schalteinheit 30 vorzugsweise zwischen der ersten Energiespeichereinheit 4 und dem weiteren Anschlussmittel 3 und die vierte Schalteinheit 40 zwischen dem weiteren Anschlussmittel 3 und der zweiten Energiespeichereinheit 5 in Reihe geschaltet sein kann. Dadurch kann die Gesamtsicherheit des Energiespeichersystems 1 weiter gesteigert sein und das Abschalten detailliert gesteuert werden, insbesondere wenn auch die dritte und vierte Schalteinheit 30, 40 durch die Steuereinheit 50 ansteuerbar sind. Die erste und zweite Schalteinheit 10, 20 bilden vorzugsweise eine gemeinsame Baueinheit 60, sodass eine Herstellung des Energiespeichersystems 1 kostengünstig ausgestaltet sein kann und die Schalteinheiten 10, 20 in unterschiedlichen Arten von Energiespeichersystemen einheitlich verwendet werden können. Insbesondere kann das weitere Anschlussmittel 3 eine elektrische Masse umfassen oder zum Anschluss an eine Masse geeignet sein. Im dargestellten Zustand befindet sich die erste Schalteinheit 10 im ersten Trennzustand I und die zweite Schalteinheit 20 in einem zweiten Trennzustand III. Dadurch sind beide Energiespeichereinheiten 4, 5 vom Anschlussmittel 2 elektrisch getrennt. 1 shows an inventive energy storage system 1 with a connection means 2 in which an electrical potential of a first and / or a second energy storage unit 4 . 5 is available. In particular, it may be in the connection means 2 around a battery post and in the first and second energy storage units 4 . 5 in each case a battery module, which has electrochemical storage cells act. Between the connection means 2 and the first energy storage unit 4 is a first switching unit 10 provided, which between a first separation state I and a first connection state II is switchable and a first switching element 11 and a second switching element 12 includes. There is also a pyrotechnic explosive device 12.1 provided, through which an opening of the second switching element 12 in particular irreversibly enforceable. In particular, the pyrotechnic explosive device 12.1 in an emergency situation by a control unit 50 to be triggered. The control unit 50 may preferably be part of a central control unit of the energy storage system 1 be. Furthermore, between the connection means 2 and the second energy storage unit 5 a second switching unit 20 provided, which a third switching element 21 and a fourth switching element 22 having. Here is the second switching unit 20 analogous to the first switching unit 10 trained, so that also a pyrotechnic explosive device 22.1 is provided, through which the fourth switching element 22 can be opened in an emergency situation. In particular, the first switching unit 10 thus at a potential point of the first energy storage unit 4 and the second switching unit 20 at a potential point of the second energy storage unit 5 arranged. By a redundancy of the switching elements 11 . 12 respectively. 21 . 22 Thus, a particularly high level of security and reliability of the energy storage system 1 be given, in an emergency situation at least one of the energy storage units 4 . 5 switch off, or from the connection means 2 to separate. In addition, another connection means 3 provided at which an electrical potential of the first and second energy storage unit 4 . 5 is available. Preferably, between the further connection means 3 and the first and / or second energy storage unit 4 . 5 a third switching unit 30 and a fourth switching unit 40 be provided, wherein the third switching unit 30 preferably between the first energy storage unit 4 and the further connection means 3 and the fourth switching unit 40 between the further connection means 3 and the second energy storage unit 5 can be connected in series. This allows the overall security of the energy storage system 1 be further increased and the shutdown be controlled in detail, especially if the third and fourth switching unit 30 . 40 through the control unit 50 are controllable. The first and second switching unit 10 . 20 preferably form a common structural unit 60 so that manufacture of the energy storage system 1 can be designed inexpensively and the switching units 10 . 20 can be used uniformly in different types of energy storage systems. In particular, the further connection means 3 comprise an electrical ground or be suitable for connection to a ground. In the illustrated state, the first switching unit is located 10 in the first separation state I and the second switching unit 20 in a second separation state III , As a result, both energy storage units 4 . 5 from the connection means 2 electrically isolated.

2 zeigt ein erfindungsgemäßes Energiespeichersystem 1 in schematischer Ansicht in einem weiteren Ausführungsbeispiel. Dabei sind Energiespeichereinheiten 4, 5 parallel zueinander mit einem Anschlussmittel 2 verbunden. Das Anschlussmittel 2 dient ferner zur Bereitstellung eines elektrischen Potentials der ersten und/oder zweiten Energiespeichereinheit 4, 5 und ist insbesondere zum Anschluss des Energiespeichersystems 1 an einen Verbraucher ausgebildet. Auf einer dem Anschlussmittel 2 gegenüberliegenden Seite sind die Energiespeichereinheiten 4,5 jeweils mit einer Masse verbunden. Ferner ist zwischen dem Anschlussmittel 2 und der ersten Energiespeichereinheit 4 eine erste Schalteinheit 10 und zwischen dem Anschlussmittel 2 und der zweiten Energiespeichereinheit 5 eine zweite Schalteinheit 20 in Reihe geschaltet. Die Schalteinheiten 10, 20 sind dabei parallel zueinander geschaltet. Um eine erhöhte Sicherheit in einer Notsituation gewährleisten zu können, weist die erste Schalteinheit 10 ein erstes und ein zweites Schaltelement 11, 12 auf, wobei das erste und zweite Schaltelement 11, 12 zueinander in Reihe geschaltet sind. Die zweite Schalteinheit 20 weist dazu weiterhin ein drittes und ein viertes Schaltelement 21, 22 auf, die zueinander in Reihe geschaltet sind. Ist nun ein erster Trennzustand I bzw. ein zweiter Trennzustand III aufgrund eines Defektes nicht mehr durch das erste oder dritte Schaltelement 11, 21 erreichbar, kann das zweite bzw. vierte Schaltelement 12, 22 öffnen. Im dargestellten Zustand befindet sich die erste Schalteinheit 10 in einem ersten Trennzustand I und die zweite Schalteinheit 20 in einem zweiten Verbindungszustand IV, insbesondere so dass am Anschlussmittel 2 die Energie bzw. das elektrische Potential der zweiten Energiespeichereinheit 5 zur Verfügung steht, die erste Energiespeichereinheit 4 aber vom Anschlussmittel 2 elektrisch getrennt ist. 2 shows an inventive energy storage system 1 in a schematic view in a further embodiment. These are energy storage units 4 . 5 parallel to each other with a connection means 2 connected. The connection means 2 further serves to provide an electrical potential of the first and / or second energy storage unit 4 . 5 and is in particular for connection of the energy storage system 1 trained to a consumer. On one the connection means 2 opposite side are the energy storage units 4 . 5 each connected to a mass. Furthermore, between the connection means 2 and the first energy storage unit 4 a first switching unit 10 and between the connection means 2 and the second energy storage unit 5 a second switching unit 20 connected in series. The switching units 10 . 20 are connected in parallel. To ensure increased safety in an emergency situation, the first switching unit points 10 a first and a second switching element 11 . 12 on, wherein the first and second switching element 11 . 12 connected in series with each other. The second switching unit 20 furthermore has a third and a fourth switching element 21 . 22 on, which are connected to each other in series. Is now a first state of separation I or a second separation state III due to a defect no longer by the first or third switching element 11 . 21 reachable, the second or fourth switching element 12 . 22 to open. In the illustrated state, the first switching unit is located 10 in a first state of separation I and the second switching unit 20 in a second connection state IV , in particular so that at the connection means 2 the energy or the electric potential of the second energy storage unit 5 is available, the first energy storage unit 4 but from the connection means 2 is electrically isolated.

3 zeigt ferner eine Steuereinheit 50, welche mit einer Schalteinheit 10 zusammenwirkt in einem weiteren Ausführungsbeispiel. Dazu sind Steuerleitungen 52, 53 vorgesehen, welche die Steuereinheit 50 mit der ersten Schalteinheit 10 verbinden. Dabei führt eine Steuerleitung 52 zu einem ersten Schaltelement 11 der ersten Schalteinheit 10 und eine Steuerleitung 53 führt zu einem zweiten Schaltelement 12 der Schalteinheit 10. Ferner ist die erste Schalteinheit 10 mit einem Messmittel 51 verbunden, über welches bspw. eine Stromstärke in der ersten Schalteinheit 10 messbar sein kann. Das Messmittel 51 ist weiterhin mit der Steuereinheit 50 verbunden, sodass eine Notsituation durch die Steuereinheit 50 anhand der Messergebnisse des Messmittels 51 festgestellt werden kann. Die Messergebnisse, welche das Messmittel 51 zur Verfügung stellt, können insbesondere Messdaten und/oder Rohdaten umfassen. 3 further shows a control unit 50 , which with a switching unit 10 cooperates in a further embodiment. These are control cables 52 . 53 provided which the control unit 50 with the first switching unit 10 connect. This leads a control line 52 to a first switching element 11 the first switching unit 10 and a control line 53 leads to a second switching element 12 the switching unit 10 , Furthermore, the first switching unit 10 with a measuring device 51 connected, via which, for example, a current in the first switching unit 10 can be measurable. The measuring device 51 is still with the control unit 50 connected, so an emergency situation by the control unit 50 based on the measurement results of the measuring device 51 can be determined. The measurement results which the measuring device 51 may provide, in particular, measurement data and / or raw data.

Die 4a bis 4c zeigen mögliche Konfigurationen eines ersten Trennzustandes I und 4d zeigt eine mögliche Konfiguration eines ersten Verbindungszustandes II in weiteren Ausführungsbeispielen. 4a zeigt eine erste Schalteinheit 10 im ersten Trennzustand I, dabei weist die erste Schalteinheit 10 ein erstes Schaltelement 11 und ein zweites Schaltelement 12 auf. In dem in 4a dargestellten Trennzustand I sind sowohl das erste Schaltelement 11, als auch das zweite Schaltelement 12, geöffnet. Vorzugsweise umfasst das erste Schaltelement 11 ein Schütz, welches durch ein Vorspannmittel 13 in einen Öffnungszustand vorgespannt ist und durch ein Betätigungsmittel 14, welches bspw. eine magnetisierbare Spule sein kann, in einen Verbindungszustand II überführbar sein kann. Das Vorspannmittel 13 kann vorzugsweise eine Feder umfassen. 4b zeigt eine weitere mögliche Konfiguration des ersten Trennzustandes I, wobei lediglich das erste Schaltelement 11 der ersten Schalteinheit 10 geöffnet ist, sodass eine elektrische Verbindung durch die erste Schalteinheit 10 unterbrochen ist. 4c zeigt darüber hinaus eine weitere Konfiguration des ersten Trennzustandes I, wobei das zweite Schaltelement 12 geöffnet ist und das erste Schaltelement 11 geschlossen ist. 4d zeigt die erste Schalteinheit in einem Verbindungszustand II, wobei das erste und das zweite Schaltelement 11,12 geschlossen sind. Dadurch kann ein elektrischer Stromkreis, welcher die erste Schalteinheit 10 aufweist, geschlossen sein. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das Energiespeichersystem 1 des ersten Ausführungsbeispiels im Normalbetrieb zwischen erstem Trenn- und Verbindungszustand I, II gemäß der 4b und 4d umschaltet. In einer Notsituation, in welcher z.B. das erste Schaltelement 11 aufgrund eines Defektes nicht öffnet, kann vorgesehen sein, dass der Trennzustand I gemäß 4c über das zweite Schaltelement 12 hergestellt wird. Umfasst die Notsituation beispielsweise einen Unfall eines Fahrzeuges, in welchem das Energiespeichersystem 1 verbaut ist, kann vorteilhafterweise der Trennzustand I gemäß 4a hergestellt werden, um eine doppelte Absicherung einer Abschaltung der ersten Energiespeichereinheit 4 zu gewährleisten. Insbesondere können ein zweiter Trennzustand III und/oder ein zweiter Verbindungszustand IV einer zweiten Schalteinheit 20 die zuvor beschriebenen Konfigurationen mit Bezug auf eine zweite Schalteinheit 20 umfassen.The 4a to 4c show possible configurations of a first separation state I and 4d shows a possible configuration of a first connection state II in further embodiments. 4a shows a first one switching unit 10 in the first separation state I , this shows the first switching unit 10 a first switching element 11 and a second switching element 12 on. In the in 4a illustrated disconnected state I are both the first switching element 11 , as well as the second switching element 12 , open. Preferably, the first switching element comprises 11 a contactor, which by a biasing means 13 is biased in an open state and by an actuating means 14 , which may be, for example, a magnetizable coil, in a connection state II can be translatable. The biasing agent 13 may preferably comprise a spring. 4b shows another possible configuration of the first separation state I , wherein only the first switching element 11 the first switching unit 10 is open, so that an electrical connection through the first switching unit 10 is interrupted. 4c also shows another configuration of the first disconnect state I , wherein the second switching element 12 is open and the first switching element 11 closed is. 4d shows the first switching unit in a connection state II wherein the first and the second switching element 11 . 12 are closed. As a result, an electrical circuit, which is the first switching unit 10 has to be closed. Preferably, it can be provided that the energy storage system 1 of the first embodiment in normal operation between the first separation and connection state I . II according to the 4b and 4d switches. In an emergency situation, in which, for example, the first switching element 11 due to a defect does not open, it can be provided that the disconnected state I according to 4c over the second switching element 12 will be produced. For example, the emergency situation includes an accident of a vehicle in which the energy storage system 1 is installed, can advantageously the disconnected state I according to 4a be made to double hedge a shutdown of the first energy storage unit 4 to ensure. In particular, a second separation state III and / or a second connection state IV a second switching unit 20 the configurations described above with respect to a second switching unit 20 include.

5 zeigt ferner ein erfindungsgemäßes Verfahren 100 zum elektrischen Trennen zumindest einer ersten Energiespeichereinheit 4 eines Energiespeichersystems 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung der Verfahrensschritte. Dabei ist zunächst ein Bereitstellen 101 eines elektrischen Potentials zumindest durch die erste Energiespeichereinheit 4 an einem Ausschlussmittel 2 vorgesehen, welches mit der ersten Energiespeichereinheit 4 elektrisch verbunden ist. Ferner ist eine erste Schalteinheit 10 zwischen der ersten Energiespeichereinheit 4 und dem Anschlussmittel 2 mit der ersten Energiespeichereinheit 4 in Reihe geschaltet. Während und/oder nach dem Bereitstellen 101 des elektrischen Potentials erfolgt ein Überwachen 102 eines ersten Schaltelementes 11 der ersten Schalteinheit 10 auf eine Notsituation. Dabei kann bspw. eine Stromstärke in der ersten Schalteinheit 10 gemessen werden. Vorteilhafterweise kann das Überwachen 102 durch eine Steuereinheit 50 durchgeführt werden. Insbesondere während des Überwachens 102, findet ein Feststellen 103 der Notsituation und ein Öffnen 104 eines zweiten Schaltelementes 12 der ersten Schalteinheit 10 statt, wobei das zweite Schaltelement 12 mit dem ersten Schaltelement 11 in Reihe geschaltet ist, sodass die erste Energiespeichereinheit 4 vom Anschlussmittel 2 getrennt wird. Insbesondere kann das Öffnen 104 irreversibel und/oder mittels eines pyrotechnischen Treibsatzes 12.1 erfolgen. Ferner kann eine zweite Energiespeichereinheit 5 des Energiespeichersystems 1 vorgesehen sein und das Energiespeichersystem 1 eine zweite Schalteinheit 20 aufweisen, welche unabhängig von der ersten Schalteinheit 10 betätigt wird. Dabei kann ein Öffnen eines vierten Schaltelementes 22 vorgesehen sein, wenn ein drittes Schaltelement 21 der zweiten Schalteinheit 20 versagt. 5 further shows a method according to the invention 100 for the electrical separation of at least one first energy storage unit 4 an energy storage system 1 according to a further embodiment in a schematic representation of the method steps. At first, there is a provision 101 an electric potential at least by the first energy storage unit 4 at an exclusionary 2 provided, which with the first energy storage unit 4 electrically connected. Furthermore, a first switching unit 10 between the first energy storage unit 4 and the connection means 2 with the first energy storage unit 4 connected in series. During and / or after deployment 101 the electrical potential is monitored 102 a first switching element 11 the first switching unit 10 on an emergency situation. In this case, for example, a current in the first switching unit 10 be measured. Advantageously, the monitoring can 102 by a control unit 50 be performed. Especially during monitoring 102 , finds a finding 103 the emergency situation and an opening 104 a second switching element 12 the first switching unit 10 instead, the second switching element 12 with the first switching element 11 connected in series, so that the first energy storage unit 4 from the connection means 2 is disconnected. In particular, the opening can 104 irreversible and / or by means of a pyrotechnic propellant 12.1 respectively. Furthermore, a second energy storage unit 5 of the energy storage system 1 be provided and the energy storage system 1 a second switching unit 20 which are independent of the first switching unit 10 is pressed. In this case, an opening of a fourth switching element 22 be provided when a third switching element 21 the second switching unit 20 failed.

Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsform beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.The above explanation of the embodiment describes the present invention solely by way of examples. Of course, individual features of the embodiments, if technically feasible, can be combined freely with one another, without departing from the scope of the present invention.

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Claims (10)

Energiespeichersystem (1) zur Bereitstellung elektrischer Energie, aufweisend zumindest ein Anschlussmittel (2) zum Bereitstellen eines elektrischen Potentials zumindest einer ersten Energiespeichereinheit (4), wobei zwischen der ersten Energiespeichereinheit (4) und dem Anschlussmittel (2) eine erste Schalteinheit (10) zum Umschalten zwischen zumindest einem ersten Trennzustand (I), in welchem die erste Energiespeichereinheit (4) vom Anschlussmittel (2) getrennt ist, und einem ersten Verbindungszustand (II), in welchem die erste Energiespeichereinheit (4) mit dem Anschlussmittel (2) elektrisch verbunden ist, mit der ersten Energiespeichereinheit (4) in Reihe geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schalteinheit (10) ein erstes Schaltelement (11) und ein zweites Schaltelement (12) umfasst, wobei das erste und das zweite Schaltelement (11, 12) miteinander in Reihe geschaltet sind.Energy storage system (1) for providing electrical energy, comprising at least one connection means (2) for providing an electrical potential of at least a first energy storage unit (4), wherein between the first energy storage unit (4) and the connection means (2) a first switching unit (10) for Switchover between at least a first disconnected state (I), in which the first energy storage unit (4) is disconnected from the connection means (2), and a first connection state (II) in which the first energy storage unit (4) is electrically connected to the connection means (2) is connected in series with the first energy storage unit (4), characterized in that the first switching unit (10) comprises a first switching element (11) and a second switching element (12), wherein the first and the second switching element (11, 12 ) are connected in series with each other. Energiespeichersystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (11) zum reversiblen Herbeiführen des ersten Trennzustandes (I) ausgebildet ist und/oder dass das zweite Schaltelement (12) zum irreversiblen Herbeiführen des ersten Trennzustandes (I) ausgebildet ist.Energy storage system (1) after Claim 1 , characterized in that the first switching element (11) for reversibly inducing the first separation state (I) is formed and / or that the second switching element (12) for irreversibly causing the first separation state (I) is formed. Energiespeichersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (11) ein Haltemittel (13) aufweist, durch welches das erste Schaltelement (11) zum Herstellen des ersten Trennzustandes (I) vorgespannt ist und/oder dass lediglich in einer Notsituation durch das zweite Schaltelement (12) der erste Trennzustand (I) herbeiführbar ist.Energy storage system (1) according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that the first switching element (11) has a holding means (13) through which the first switching element (11) for producing the first disconnected state (I) is biased and / or that only in an emergency situation by the second switching element (12 ) the first separation state (I) can be brought about. Energiespeichersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein pyrotechnischer Treibsatz (12.1) vorgesehen ist, durch welchen der erste Trennzustand (I) durch das zweite Schaltelement (12) herbeiführbar ist.Energy storage system (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that a pyrotechnic propellant charge (12.1) is provided, through which the first separation state (I) by the second switching element (12) can be brought. Energiespeichersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (50) vorgesehen ist, durch welche die erste Schalteinheit (10) überwachbar ist und durch welche das erste und/oder zweite Schaltelement (11, 12) ansteuerbar ist.Energy storage system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a control unit (50) is provided, through which the first switching unit (10) can be monitored and by which the first and / or second switching element (11, 12) can be controlled. Energiespeichersystem (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (50) Teil einer Zentralsteuereinheit des Energiespeichersystems (1) ist.Energy storage system (1) after Claim 5 , characterized in that the control unit (50) is part of a central control unit of the energy storage system (1). Energiespeichersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Energiespeichereinheit (5) vorgesehen ist, welche durch eine zweite Schalteinheit (20) zum Umschalten zwischen einem zweiten Trennzustand (III), in welchem die zweite Energiespeichereinheit (5) vom Anschlussmittel (2) getrennt ist und einem zweiten Verbindungszustand (IV), in welchem die zweite Energiespeichereinheit (5) mit dem Anschlussmittel (2) elektrisch verbunden ist, in Reihe geschaltet ist, wobei die zweite Schalteinheit (20) baugleich zu der ersten Schalteinheit (10) ausgebildet ist.Energy storage system (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that a second energy storage unit (5) is provided, which by a second switching unit (20) for switching between a second separation state (III), in which the second energy storage unit (5) from Connection means (2) is separated and a second connection state (IV), in which the second energy storage unit (5) to the connection means (2) is electrically connected in series, wherein the second switching unit (20) identical to the first switching unit ( 10) is formed. Energiespeichersystem (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Schalteinheit (10, 20) eine gemeinsame Baueinheit (60) bilden.Energy storage system (1) after Claim 7 , characterized in that the first and the second switching unit (10, 20) form a common structural unit (60). Verfahren (100) zum elektrischen Trennen zumindest einer ersten Energiespeichereinheit (4) eines Energiespeichersystems (1), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, von einem Anschlussmittel (2) umfassend die folgenden Schritte: - Bereitstellen (101) eines elektrischen Potentials zumindest durch die erste Energiespeichereinheit (4) an dem Anschlussmittel (2), welches mit der ersten Energiespeichereinheit (4) elektrisch verbunden ist, wobei eine erste Schalteinheit (10) zwischen der ersten Energiespeichereinheit (4) und dem Anschlussmittel (2) mit der ersten Energiespeichereinheit (4) in Reihe geschaltet ist, - Überwachen (102) eines ersten Schaltelementes (11) der ersten Schalteinheit (10) auf eine Notsituation, - Feststellen (103) der Notsituation und Öffnen (104) eines zweiten Schaltelementes (12) der ersten Schalteinheit (10), das mit dem ersten Schaltelement (11) in Reihe geschaltet ist, so dass die erste Energiespeichereinheit (4) vom Anschlussmittel (2) getrennt wird.Method (100) for electrically separating at least one first energy storage unit (4) of an energy storage system (1), in particular according to one of the preceding claims, from a connection means (2) comprising the following steps: - Providing (101) an electrical potential at least by the first energy storage unit (4) on the connection means (2) which is electrically connected to the first energy storage unit (4), wherein a first switching unit (10) between the first energy storage unit (4) and the connection means (2) is connected in series with the first energy storage unit (4), Monitoring (102) a first switching element (11) of the first switching unit (10) for an emergency situation, - Detecting (103) the emergency situation and opening (104) of a second switching element (12) of the first switching unit (10), which is connected in series with the first switching element (11), so that the first energy storage unit (4) from the connection means (2 ) is separated. Verfahren (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Schalteinheit (20) vorgesehen ist, welche zwischen einer zweiten Energiespeichereinheit (5) und dem Anschlussmittel (2) in Reihe geschaltet ist, wobei die zweite Schalteinheit (20) unabhängig von der ersten Schalteinheit (10) betätigt wird.Method (100) according to Claim 9 , characterized in that a second switching unit (20) is provided, which is connected in series between a second energy storage unit (5) and the connection means (2), wherein the second switching unit (20) is actuated independently of the first switching unit (10) ,
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