DE102018218577A1 - Method for adapting charging states of a plurality of electrochemical energy stores which can be connected in parallel - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Anpassen von Ladezuständen einer Mehrzahl von parallel schaltbaren elektrochemischen Energiespeichern eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs mit mindestens einer elektrischen Maschine und mindestens einem Gleichspannungswandler.Method for adapting charging states of a plurality of electrochemical energy stores of an electrically drivable vehicle which can be connected in parallel and having at least one electrical machine and at least one DC voltage converter.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Anpassen von Ladezuständen einer Mehrzahl von parallel schaltbaren elektrochemischen Energiespeichern eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs mit mindestens einer elektrischen Maschine und mindestens einem Gleichspannungswandler, wobei eine erste Gruppe von elektrochemischen Energiespeichern mit einem ersten Anschluss des Gleichspannungswandlers und eine zweite Gruppe von elektrochemischen Energiespeichern mit einem zweiten Anschluss des Gleichspannungswandlers elektrisch verbunden sind, einem elektrochemischen Energiespeichersystem sowie einer Verwendung des elektrochemischen Batteriesystems und des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.The invention is based on a method for adapting the charging states of a plurality of electrochemical energy stores of an electrically drivable vehicle which can be connected in parallel and having at least one electrical machine and at least one DC voltage converter, a first group of electrochemical energy stores having a first connection of the DC voltage converter and a second group of electrochemical energy stores are electrically connected to a second connection of the DC-DC converter, an electrochemical energy storage system and a use of the electrochemical battery system and the method according to the preamble of the independent claims.

Stand der TechnikState of the art

In Kraftfahrzeugen, die batterieelektrisch betrieben werden, ist der Batteriepack meist so aufgebaut, dass er aus mehreren in Serie verschalteten Batteriemodulen besteht, welche wiederum aus Batteriezellen aufgebaut sind. Bei kleinen Elektrofahrzeugen oder Elektrorollern liegt die Betriebsspannung üblicherweise im Niedervoltbereich zwischen 48 und 60 Volt und der Batteriepack umfasst mehrere parallel verschaltete Batteriemodule. Die Batteriemodule sind dabei fest miteinander verbunden und können auch nur gemeinsam entladen und geladen werden. In den heutigen elektrisch angetriebenen Kleinfahrzeugen sind die Batteriemodule fest miteinander verbunden. Ein Laden einzelner Batteriemodule beispielsweise am hauseigenen Stromnetz ist damit nicht möglich.In motor vehicles that are operated battery-electrically, the battery pack is usually constructed in such a way that it consists of several battery modules connected in series, which in turn are made up of battery cells. In the case of small electric vehicles or electric scooters, the operating voltage is usually in the low-voltage range between 48 and 60 volts and the battery pack comprises several battery modules connected in parallel. The battery modules are firmly connected to each other and can only be discharged and charged together. In today's small electric vehicles, the battery modules are firmly connected. It is therefore not possible to charge individual battery modules, for example on the in-house power grid.

Ein Herausnehmen von Batteriemodulen, welche sich an einer vorgegebenen Stelle im Batterieverbund befinden, soll für den Fahrer möglich sein. Eine elektronische Schaltung gemäß dem Stand der Technik ist nicht der Lage, alle Batteriemodule so miteinander zu verbinden, dass sie die maximal mögliche Leistung vom Start des Fahrzeugs an zur Verfügung stellen kann. Weiter kann ein einfaches Zusammenschalten von parallel verschalteten Batteriemodulen unterschiedlicher Ladezustände und unterschiedlicher Spannung zu hohen Ausgleichsströmen führen, welche die Batteriezellen zerstört.The driver should be able to remove battery modules that are located at a predetermined location in the battery system. An electronic circuit according to the prior art is not able to connect all battery modules to one another in such a way that it can provide the maximum possible power from the start of the vehicle. Furthermore, a simple interconnection of battery modules of different charge states and different voltages connected in parallel can lead to high compensation currents which destroy the battery cells.

Die Druckschrift JP 2014/147197 A1 offenbart eine Vorrichtung, um eine Verschlechterung der Batterie zu unterdrücken, die Fahrzeugleistung für eine lange Zeit aufrechtzuerhalten und die Kostenbelastung für einen Benutzer, die mit Batteriewechsel einhergeht, in einem Elektrofahrzeug zu reduzieren.The publication JP 2014/147197 A1 discloses an apparatus for suppressing battery deterioration, maintaining vehicle performance for a long time, and reducing the cost burden for a user associated with battery replacement in an electric vehicle.

Die Druckschrift US 2010/181829 offenbart elektrische Wandler, die so konfiguriert sind, dass sie in einem normalen Betrieb arbeiten, um die elektrische Leistung, die an den Sekundärbatterien anliegt, bidirektional in Gleichspannung umzuwandeln. In einem vorbestimmten Modus, der es erlaubt, dass die Sekundärbatterien geladen werden, führt mindestens einer der Wandler keine Schaltoperation durch, um einen Schaltverlust beim Laden der Sekundärbatterien zu vermeiden. Ein elektrischer Leistungsverlust, der an den Wandlern beim Laden der Sekundärbatterien verursacht wird, kann verringert werden, und die Ladeeffizienz kann verbessert werden.The publication US 2010/181829 discloses electrical converters configured to operate in normal operation to bidirectionally convert the electrical power applied to the secondary batteries to DC voltage. In a predetermined mode that allows the secondary batteries to be charged, at least one of the converters does not perform a switching operation in order to avoid a switching loss when charging the secondary batteries. Electrical power loss caused to the converters when charging the secondary batteries can be reduced, and the charging efficiency can be improved.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Stand der Technik weiter zu verbessern. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.It is an object of the present invention to further improve the prior art. This object is achieved by the features of the independent claims.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche weist demgegenüber vorteilhafterweise die Schritte auf:

  • a) Ermitteln einer Betriebsart der elektrischen Maschine;
  • b) Ermitteln eines ersten Ladezustands der ersten Gruppe von elektrochemischen Energiespeichern;
  • c) Ermitteln eines zweiten Ladezustands einer zweiten Gruppe von elektrochemischen Energiespeichern;
  • d1) Durchführen der Schritte, wenn die elektrische Maschine in einer ersten Betriebsart, insbesondere einem Stillstand, betrieben wird:
    • d1.a) Betreiben des Gleichspannungswandlers als Tiefsetzsteller, wenn der erste Ladezustand größer als der zweite Ladezustand ist, wodurch Energie aus der ersten Gruppe in die zweite Gruppe übertragen wird;
    • d1.b) Betreiben des Gleichspannungswandlers als Hochsetzsteller, wenn der erste Ladezustand zwischen einem vorgegebenen minimalen Ladezustand und dem zweiten Ladezustand liegt,
    oder
  • d2) Durchführen der Schritte, wenn die elektrische Maschine in einer zweiten Betriebsart, insbesondere einem Motorbetrieb, betrieben wird:
    • d2.a) Betreiben des Gleichspannungswandlers als Tiefsetzsteller, wenn eine Leistungsanforderung der elektrischen Maschine größer als eine durch die zweite Gruppe bereitstellbare Leistung ist oder im Wesentlichen einer durch die erste Gruppe bereitstellbaren Leistung entspricht oder kleiner als eine bereitstellbare Leistung der ersten Gruppe ist und der erste Ladezustand größer als der zweite Ladezustand ist, wodurch der erste Ladezustand stärker als der zweite Ladezustand abnimmt und diesem angeglichen wird; oder
    • d2.b) Betreiben des Gleichspannungswandlers als Hochsetzsteller, wenn eine Leistungsanforderung der elektrischen Maschine größer als eine durch die zweite Gruppe bereitstellbare Leistung ist oder im Wesentlichen einer durch die erste Gruppe bereitstellbaren Leistung entspricht oder kleiner als eine bereitstellbare Leistung der ersten Gruppe ist und der erste Ladezustand zwischen einem vorgegebenen minimalen Ladezustand und dem zweiten Ladezustand liegt, wodurch der erste Ladezustand dem minimalen Ladezustand angeglichen wird; oder
  • d3) Durchführen der Schritte, wenn die elektrische Maschine in einer dritten Betriebsart, insbesondere einem Generatorbetrieb, betrieben wird:
    • d3.a) Betreiben des Gleichspannungswandlers als Tiefsetzsteller, wenn der zweite Ladezustand kleiner als ein vorgegebener maximaler Ladezustand ist, wodurch die zweite Gruppe aus der elektrischen Maschine gespeist wird; oder
    • d3.b) Betreiben des Gleichspannungswandlers als Hochsetzsteller, wenn der zweite Ladezustand im Wesentlichen dem vorgegebenen maximalen Ladezustand entspricht, wodurch die erste Gruppe aus der elektrischen Maschine gespeist wird.
The procedure according to the invention with the characterizing features of the independent claims advantageously has the following steps:
  • a) determining an operating mode of the electrical machine;
  • b) determining a first state of charge of the first group of electrochemical energy stores;
  • c) determining a second state of charge of a second group of electrochemical energy stores;
  • d1) performing the steps when the electrical machine is operated in a first operating mode, in particular when it is at a standstill:
    • d1.a) operating the DC-DC converter as a buck converter if the first state of charge is greater than the second state of charge, whereby energy is transferred from the first group to the second group;
    • d1.b) operating the DC-DC converter as a step-up converter if the first state of charge is between a predetermined minimum state of charge and the second state of charge,
    or
  • d2) performing the steps when the electrical machine is operated in a second operating mode, in particular motor operation:
    • d2.a) operating the DC / DC converter as a buck converter if a power requirement of the electrical machine is greater than a power that can be provided by the second group or essentially corresponds to a power that can be provided by the first group or is less than an available power of the first group and the first state of charge is greater than the second state of charge, whereby the first state of charge decreases more than the second state of charge and is adapted to this; or
    • d2.b) operating the DC-DC converter as a step-up converter if a power requirement of the electrical machine is greater than a power that can be provided by the second group or essentially corresponds to a power that can be provided by the first group or is smaller than a power that can be provided by the first group and the first State of charge is between a predetermined minimum state of charge and the second state of charge, whereby the first state of charge is adjusted to the minimum state of charge; or
  • d3) performing the steps when the electric machine is operated in a third operating mode, in particular a generator mode:
    • d3.a) operating the DC-DC converter as a buck converter if the second state of charge is less than a predetermined maximum state of charge, as a result of which the second group is fed from the electrical machine; or
    • d3.b) operating the DC-DC converter as a step-up converter if the second state of charge essentially corresponds to the predetermined maximum state of charge, as a result of which the first group is fed from the electrical machine.

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

Erzeugen eines akustischen, optischen und/oder haptischen Signals umfassend einen aktuellen Ladezustand der elektrochemischen Energiespeicher. Dadurch kann vorteilhafterweise ein Fahrer des Fahrzeugs über den aktuellen Ladezustand der elektrochemischen Energiespeicher informiert werden.Generating an acoustic, optical and / or haptic signal comprising a current state of charge of the electrochemical energy store. This advantageously enables a driver of the vehicle to be informed about the current state of charge of the electrochemical energy store.

Der erste Ladezustand der ersten Gruppe von elektrochemischen Energiespeichern mittels einer gemessenen elektrischen Spannung der ersten Gruppe und/oder der zweite Ladezustand der zweiten Gruppe von elektrochemischen Energiespeichern wird mittels einer gemessenen elektrischen Spannung der zweiten Gruppe ermittelt. Dadurch können die Ladezustände mittels vorhandener Sensoren ermittelt werden, wodurch kein zusätzlicher Bauraum notwendig ist.The first state of charge of the first group of electrochemical energy stores by means of a measured electrical voltage of the first group and / or the second state of charge of the second group of electrochemical energy stores is determined by means of a measured electrical voltage of the second group. This enables the charge status to be determined using existing sensors, which means that no additional installation space is required.

Das erfindungsgemäße elektrochemische Energiespeichersystem umfasst eine Mehrzahl von parallel schaltbaren elektrochemischen Energiespeichern sowie ein Steuergerät zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei einzelne elektrochemische Energiespeicher unabhängig voneinander auswechselbar sind und eine erste Gruppe von elektrochemischen Energiespeichern mit einer zweiten Gruppe von elektrochemischen Energiespeichern mittels eines Gleichspannungswandlers elektrisch parallel verschaltbar sind.The electrochemical energy storage system according to the invention comprises a plurality of electrochemical energy stores which can be connected in parallel and a control device for carrying out a method according to the invention, wherein individual electrochemical energy stores can be replaced independently of one another and a first group of electrochemical energy stores can be connected in parallel with a second group of electrochemical energy stores by means of a DC voltage converter .

Dadurch können elektrochemische Energiespeicher, welche sich beispielsweise zu den restlichen elektrochemischen Energiespeichern auf unterschiedlichen Ladezuständen (SOC) befinden, zusammengeschaltet werden und eine geforderte Leistung bereitstellen. Weiter erwärmen sich die elektrochemischen Energiespeicher durch eine Stromaufteilung auf eine Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichern nicht so schnell, was wiederum zu einer längeren Betriebsdauer führt. Dadurch kann eine höhere Reichweite von Elektrofahrzeugen erreicht werden.As a result, electrochemical energy stores, which are located, for example, in different charge states (SOC) with respect to the remaining electrochemical energy stores, can be interconnected and provide the required power. Furthermore, the electrochemical energy stores do not heat up as quickly as a result of a current distribution over a plurality of electrochemical energy stores, which in turn leads to a longer operating time. As a result, a greater range of electric vehicles can be achieved.

Die einzelnen elektrochemischen Energiespeicher sind unabhängig voneinander der jeweiligen ersten oder zweiten Gruppe zuschaltbar. Dadurch kann in einem Fehlerfall eines elektrochemischen Energiespeichers dieser vom restlichen Stromkreis weggeschaltet werden. Weiter ist das elektrochemische Energiespeichersystem für einen rotierenden Einbau von elektrochemischen Energiespeichern geeignet, insbesondere für elektrochemische Energiespeicher mit unterschiedlichen Alterungsstufen.The individual electrochemical energy stores can be switched on independently of the respective first or second group. In the event of a fault in an electrochemical energy store, this can be disconnected from the rest of the circuit. Furthermore, the electrochemical energy storage system is suitable for rotating installation of electrochemical energy stores, in particular for electrochemical energy stores with different aging levels.

Der Gleichspannungswandler ist ein Abwärts- und Aufwärtswandler, insbesondere ein bidirektionaler Ab- und Aufwärtswandler. Dadurch kann ein elektrochemisches Energiespeichersystem leicht an verschiedene Bauvarianten mit einer unterschiedlichen Anzahl von elektrochemischen Energiespeichern angepasst werden.The DC-DC converter is a step-down and step-up converter, in particular a bidirectional step-down and step-up converter. As a result, an electrochemical energy storage system can easily be adapted to different construction variants with a different number of electrochemical energy stores.

Das elektrochemische Energiespeichersystem ist mit einem Inverter zum Ansteuern einer elektrischen Maschine elektrisch verbindbar.The electrochemical energy storage system can be electrically connected to an inverter for controlling an electrical machine.

Vorteilhafterweise findet das erfindungsgemäße elektrochemische Batteriesystem und/oder das erfindungsgemäße Verfahren Verwendung für Elektrofahrzeuge, Hybridfahrzeuge, Plug-In-Hybridfahrzeuge, Luftfahrzeuge, Pedelecs oder E-Bikes, elektrisch angetriebene Arbeitsmaschinen, für portable Einrichtungen zur Telekommunikation oder Datenverarbeitung, für elektrische Handwerkzeuge oder Küchenmaschinen, sowie in stationären Speichern zur Speicherung insbesondere regenerativ gewonnener elektrischer Energie.The electrochemical battery system according to the invention and / or the method according to the invention is advantageously used for electric vehicles, hybrid vehicles, plug-in hybrid vehicles, aircraft, pedelecs or e-bikes, electrically driven work machines, for portable devices for telecommunications or data processing, for electrical hand tools or kitchen machines, as well as in stationary storage for storing in particular regenerative electrical energy.

Figurenliste Figure list

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Ferner können die im Folgenden beschriebenen Merkmale einzeln oder in einer beliebigen Kombination einen Gegenstand der Erfindung darstellen, wenn sich aus dem Kontext nicht explizit das Gegenteil ergibt.Further advantages and advantageous configurations of the objects according to the invention are illustrated by the drawings and explained in the following description. It should be noted that the drawings are only descriptive and are not intended to limit the invention in any way. Furthermore, the features described below, individually or in any combination, can constitute an object of the invention if the context does not explicitly state the opposite.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeichersystems; und
  • 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Angleichen von Ladezuständen;
  • 3 eine erste schematische Darstellung eines Verlaufs von Ladezuständen;
  • 4 eine zweite schematische Darstellung eines Verlaufs von Ladezuständen.
Show it:
  • 1 a schematic representation of an embodiment of the electrochemical energy storage system according to the invention; and
  • 2nd a schematic representation of an embodiment of the method according to the invention for matching charge states;
  • 3rd a first schematic representation of a course of charge states;
  • 4th a second schematic representation of a course of charge states.

Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description of the exemplary embodiments

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

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeichersystems. Das erfindungsgemäße elektrochemische Energiespeichersystem 100 umfasst eine erste Gruppe 101 von elektrochemischen Energiespeichern 103(1), 103(2) und eine zweite Gruppe 102 von elektrochemischen Energiespeichern 105(1), 105(2), 105(3), 105(4) sowie einen Gleichspannungswandler 106. Die elektrochemischen Energiespeicher 103(1), 103(2), 105(1), 105(2), 105(3), 105(4) weisen beispielweise eine maximale Modulspannung von 50,4 Volt auf, beispielsweise bei einer Serienschaltung von 12 Lithium-Ionen-Zellen. 1 shows a schematic representation of an embodiment of the electrochemical energy storage system according to the invention. The electrochemical energy storage system according to the invention 100 includes a first group 101 of electrochemical energy storage 103 (1) , 103 (2) and a second group 102 of electrochemical energy storage 105 (1) , 105 (2) , 105 (3) , 105 (4) as well as a DC-DC converter 106 . The electrochemical energy storage 103 (1) , 103 (2) , 105 (1) , 105 (2) , 105 (3) , 105 (4) have, for example, a maximum module voltage of 50.4 volts, for example when 12 lithium-ion cells are connected in series.

Die erste Gruppe 101 von elektrochemischen Energiespeichern 103(1), 103(2) ist mit einem ersten Anschluss 107 des Gleichspannungswandler 106 und die zweite Gruppe 102 mit elektrochemischen Energiespeichern 105(1), 105(2), 105(3), 105(4) mit einem zweiten Anschluss 108 des Gleichspannungswandlers 106 elektrisch verbunden.The first group 101 of electrochemical energy storage 103 (1) , 103 (2) is with a first connection 107 of the DC converter 106 and the second group 102 with electrochemical energy storage 105 (1) , 105 (2) , 105 (3) , 105 (4) with a second connector 108 of the DC converter 106 electrically connected.

Eine Energieübertragung hängt ab von einem Energieüberschuss der ersten Gruppe 101 im Vergleich zu der zweiten Gruppe, einer Leistung des Gleichspannungswandlers und einer Stromtragfähigkeit („C-Rate“) der elektrochemischen Energiespeicher 103(1), 103(2), 105(1), 105(2), 105(3), 105(4) bezüglich Lade- und Entladevorgängen. Der Gleichspannungswandler ist beispielsweise ein bidirektionaler Abwärts- und Aufwärtswandler („Buck-Boost-Converter“), damit dieser in der Lage ist, die Energie unabhängig von einem ersten Spannungsniveau U1 der ersten Gruppe 101 und einem zweiten Spannungsniveau U2 der zweiten Gruppe 102 in beide Richtungen übertragen zu können.An energy transfer depends on an energy surplus of the first group 101 compared to the second group, a power of the DC-DC converter and a current carrying capacity (“C-Rate”) of the electrochemical energy storage 103 (1) , 103 (2) , 105 (1) , 105 (2) , 105 (3) , 105 (4) regarding loading and unloading processes. The DC-DC converter is, for example, a bidirectional step-down and step-up converter ("Buck-Boost-Converter"), so that it is able to, the energy independent of a first voltage level U1 the first group 101 and a second voltage level U2 the second group 102 to be able to transmit in both directions.

Einzelne elektrochemische Energiespeicher 103(1), 103(2), 105(1), 105(2), 105(3), 105(4) sind unabhängig voneinander auswechselbar, beispielsweise um entladene oder defekte elektrochemischen Energiespeicher 103(1), 103(2), 105(1), 105(2), 105(3), 105(4) zu wechseln. Durch das Wechseln einzelner elektrochemischer Energiespeicher 103(1), 103(2), 105(1), 105(2), 105(3), 105(4) des elektrochemischen Energiespeichersystems 100 können diese separat aufgeladen werden. Dadurch haben diese elektrochemischen Energiespeicher 103(1), 103(2), 105(1), 105(2), 105(3), 105(4) einen höheren Ladezustand im Vergleich zu den elektrochemischen Energiespeichern, die in einem Fahrzeug verbleiben und nicht geladen wurden und dürfen in Folge großer Ausgleichsströme nicht einfach parallelgeschaltet werden.Individual electrochemical energy storage 103 (1) , 103 (2) , 105 (1) , 105 (2) , 105 (3) , 105 (4) can be replaced independently of one another, for example to discharge or defective electrochemical energy stores 103 (1) , 103 (2) , 105 (1) , 105 (2) , 105 (3) , 105 (4) switch. By changing individual electrochemical energy stores 103 (1) , 103 (2) , 105 (1) , 105 (2) , 105 (3) , 105 (4) of the electrochemical energy storage system 100 these can be charged separately. As a result, they have electrochemical energy stores 103 (1) , 103 (2) , 105 (1) , 105 (2) , 105 (3) , 105 (4) a higher state of charge compared to the electrochemical energy storage devices that remain in a vehicle and have not been charged and cannot simply be connected in parallel as a result of large compensating currents.

Die elektrochemischen Energiespeichern 103(1), 103(2) der ersten Gruppe 101 und die elektrochemischen Energiespeichern 105(1), 105(2), 105(3), 105(4) der zweiten Gruppe 102 sind elektrisch parallelgeschaltet.The electrochemical energy storage 103 (1) , 103 (2) the first group 101 and the electrochemical energy storage 105 (1) , 105 (2) , 105 (3) , 105 (4) the second group 102 are electrically connected in parallel.

Die zweite Gruppe 102 ist elektrisch mit einem Inverter 109 zum Antreiben einer elektrischen Maschine 110 verbunden.The second group 102 is electrical with an inverter 109 for driving an electrical machine 110 connected.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Angleichen von Ladezuständen. 2nd shows a schematic representation of an embodiment of the method according to the invention for adjusting charge states.

In Schritt 200 wird eine Betriebsart der elektrischen Maschine 110 ermittelt.In step 200 becomes an operating mode of the electrical machine 110 determined.

In Schritt 210 wird ein erster Ladezustand SOC1 der ersten Gruppe 101 von elektrochemischen Energiespeicher 103(1), 103(2) ermittelt, beispielsweise mittels Messen einer elektrischen Spannung der ersten Gruppe 101 mittels mindestens eines Spannungssensors.In step 210 becomes a first state of charge SOC1 the first group 101 of electrochemical energy storage 103 (1) , 103 (2) determined, for example by measuring an electrical voltage of the first group 101 by means of at least one voltage sensor.

In Schritt 220 wird ein zweiter Ladezustand SOC2 der zweiten Gruppe 102 von elektrochemischen Energiespeicher 103(1), 103(2), 105(1), 105(2), 105(3), 105(4) ermittelt, beispielsweise mittels Messen einer elektrischen Spannung der zweiten Gruppe 102 mittels mindestens eines Spannungssensors.In step 220 becomes a second state of charge SOC2 the second group 102 of electrochemical energy storage 103 (1) , 103 (2) , 105 (1) , 105 (2) , 105 (3) , 105 (4) determined, for example by measuring an electrical voltage of the second group 102 by means of at least one voltage sensor.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf die dargestellte Reihenfolge der Ausführungsform beschränkt. Vielmehr können die Schritte 200 bis 220 in beliebiger Reihenfolge, wiederholt, zeitlich nacheinander und/oder gleichzeitig erfolgen.The method according to the invention is not restricted to the sequence of the embodiment shown. Rather, the steps 200 to 220 in any order, repeatedly, successively and / or simultaneously.

Wird in Schritt 230 die erste Betriebsart 240 der elektrischen Maschine 110 ermittelt, wird in Schritt 241 der erste Ladezustand SOC1 mit dem zweiten Ladezustand SOC2 verglichen. Ist der erste Ladezustand SOC1 größer als der zweite Ladezustand SOC2 wird in Schritt 242 der Gleichspannungswandler 106 als Tiefsetzsteller, wodurch Energie aus der ersten Gruppe 101 in die zweite Gruppe 102 übertragen wird. Ist der erste Ladezustand SOC1 kleiner als der zweite Ladezustand SOC2, dann wird in Schritt 243 geprüft, ob der erste Ladezustand SOC1 in einem Bereich zwischen einem vorgegebenen minimalen Ladezustand SOC1_min und dem zweiten Ladezustand SOC2 liegt. Liegt der erste Ladezustand in diesem Bereich, dann wird in Schritt 255 der Gleichspannungswandler 106 als Hochsetzsteller betrieben. Das Verfahren wird in Schritt 200 fortgesetzt.Will in step 230 the first mode 240 of the electrical machine 110 is determined in step 241 the first state of charge SOC1 with the second state of charge SOC2 compared. Is the first state of charge SOC1 larger than the second state of charge SOC2 will in step 242 the DC-DC converter 106 as a buck converter, which provides energy from the first group 101 to the second group 102 is transmitted. Is the first state of charge SOC1 smaller than the second state of charge SOC2 , then in step 243 checked whether the first state of charge SOC1 in a range between a predetermined minimum state of charge SOC1_min and the second state of charge SOC2 lies. If the first state of charge is in this range, then in step 255 the DC-DC converter 106 operated as a boost converter. The procedure is in step 200 continued.

Wird in Schritt 230 die zweite Betriebsart 250 der elektrischen Maschine 110 ermittelt, wird in Schritt 258 eine Leistungsanforderung PEM der elektrischen Maschine 110, eine durch die erste Gruppe 101 bereitstellbare Leistung P1 sowie eine durch die zweite Gruppe 102 bereitstellbare Leistung P2 ermittelt.Will in step 230 the second mode 250 of the electrical machine 110 is determined in step 258 a power requirement PEM of the electrical machine 110 , one by the first group 101 available performance P1 as well as one by the second group 102 available performance P2 determined.

In Schritt 253 wird der Gleichspannungswandler 106 als Tiefsetzsteller betrieben, wenn in Schritt 252 die Leistungsanforderung PEM der elektrischen Maschine 110 größer als eine durch die zweite Gruppe 102 bereitstellbare Leistung P2 ist oder im Wesentlichen einer durch die erste Gruppe 101 bereitstellbaren Leistung P1 entspricht oder kleiner als eine bereitstellbare Leistung P1 der ersten Gruppe 110 ist und der erste Ladezustand SOC1 größer als der zweite Ladezustand SOC2 ist, wodurch der erste Ladezustand SOC1 stärker als der zweite Ladezustand SOC2 abnimmt und diesem angeglichen wird.In step 253 becomes the DC converter 106 operated as a buck converter if in step 252 the power requirement PEM of the electrical machine 110 larger than one by the second group 102 available performance P2 is or essentially one by the first group 101 deployable performance P1 equals or less than a deliverable performance P1 the first group 110 is and the first state of charge SOC1 larger than the second state of charge SOC2 is what the first state of charge SOC1 stronger than the second state of charge SOC2 decreases and is adjusted to this.

In Schritt 254 wird der Gleichspannungswandler 106 als Hochsetzsteller betrieben, wenn in Schritt 252 die Leistungsanforderung PEM der elektrischen Maschine 110 größer als eine durch die zweite Gruppe 102 bereitstellbare Leistung P2 ist oder im Wesentlichen einer durch die erste Gruppe 101 bereitstellbaren Leistung P1 entspricht oder kleiner als eine bereitstellbare Leistung P1 der ersten Gruppe 110 ist und der erste Ladezustand SOC1 zwischen einem vorgegebenen minimalen Ladezustand SOC1_min und dem zweiten Ladezustand SOC2 liegt, wodurch der erste Ladezustand SOC1 dem minimalen Ladezustand SOC1_min angeglichen wird. Das Verfahren wird in Schritt 200 fortgesetzt.In step 254 becomes the DC converter 106 operated as a step-up converter if in step 252 the power requirement PEM of the electrical machine 110 larger than one by the second group 102 available performance P2 is or essentially one by the first group 101 deployable performance P1 equals or less than a deliverable performance P1 the first group 110 is and the first state of charge SOC1 between a predetermined minimum state of charge SOC1_min and the second state of charge SOC2 which is the first state of charge SOC1 the minimum charge level SOC1_min is adjusted. The procedure is in step 200 continued.

Wird in Schritt 230 die dritte Betriebsart 260 der elektrischen Maschine 110 ermittelt, wird in Schritt 261 der zweite Ladezustand SOC2 mit einem vorgegebenen maximalen zweiten Ladezustand SOC2_max verglichen. Ist der zweite Ladezustand SOC2 kleiner als der maximale Ladezustand SOC2_max wird in Schritt 263 der Gleichspannungswandler 106 als Tiefsetzsteller betrieben, wodurch die zweite Gruppe 102 aus der elektrischen Maschine 110 gespeist wird. Entspricht der zweite Ladezustand SOC2 im Wesentlichen dem vorgegeben maximalen Ladezustand SOC2_max, dann wird in Schritt 264 der Gleichspannungswandler 106 als Hochsetzsteller betrieben, wodurch die erste Gruppe 101 aus der elektrischen Maschine 110 gespeist wird. Das Verfahren wird in Schritt 200 fortgesetzt.Will in step 230 the third mode 260 of the electrical machine 110 is determined in step 261 the second state of charge SOC2 with a predetermined maximum second state of charge SOC2_max compared. Is the second state of charge SOC2 less than the maximum charge level SOC2_max will in step 263 the DC-DC converter 106 operated as a buck converter, making the second group 102 from the electrical machine 110 is fed. Corresponds to the second state of charge SOC2 essentially the specified maximum state of charge SOC2_max , then in step 264 the DC-DC converter 106 operated as a boost converter, making the first group 101 from the electrical machine 110 is fed. The procedure is in step 200 continued.

3 zeigt eine erste schematische Darstellung eines Verlaufs von Ladezuständen. Eine erste Gruppe 301 von elektrochemischen Energiespeichern weist einen ersten Ladezustand SOC1, eine zweite Gruppe 302 von elektrochemischen Energiespeichern einen zweiten Ladezustand SOC2 zu einem Zeitpunkt t0 auf. 3rd shows a first schematic representation of a course of charge states. A first group 301 of electrochemical energy stores has a first state of charge SOC1 , a second group 302 of electrochemical energy stores a second state of charge SOC2 at a time t0 on.

Zwischen einem Zeitpunkt t1 und t1', beispielsweise wenn die elektrische Maschine 110 in der zweiten Betriebsart als Motor betrieben wird, entspricht die Leistungsanforderung PEM der elektrischen Maschine 110 einer durch die erste Gruppe 101 bereitstellbaren Leistung P1. Der Gleichspannungswandler 106 wird als Tiefsetzsteller betrieben, wodurch die elektrische Maschine 110 aus der ersten Gruppe 101 gespeist wird und der erste Ladezustand SOC1 der ersten Gruppe 101 abnimmt, der zweite Ladezustand SOC2 der zweiten Gruppe 102 bleibt im Wesentlichen konstant.Between a point in time t1 and t1 ' , for example if the electrical machine 110 is operated as a motor in the second operating mode, the power requirement PEM corresponds to the electrical machine 110 one by the first group 101 deployable performance P1 . The DC-DC converter 106 is operated as a buck converter, which causes the electrical machine 110 from the first group 101 is fed and the first state of charge SOC1 the first group 101 decreases, the second state of charge SOC2 the second group 102 remains essentially constant.

Zu dem Zeitpunkt t1' ist die Leistungsanforderung PEM der elektrischen Maschine 110 größer als die durch die erste Gruppe 101 und zweite Gruppe 102 bereitstellbare Leistung. Der Gleichspannungswandler 106 wird als Tiefsetzsteller betrieben, wodurch die elektrische Maschine 101 aus der ersten Gruppe 101 und der zweiten Gruppe 102 gespeist wird und der erste Ladezustand SOC1 und der zweite Ladezustand SOC2 abnehmen, wobei in Abhängigkeit eines Leistungsflusses des Gleichspannungswandlers 106 der Ladezustand SOC1 stärker abnimmt als der zweite Ladezustand SOC2 und diese somit gezielt angeglichen werden.At the time t1 ' is the power requirement PEM of the electrical machine 110 larger than that by the first group 101 and second group 102 available performance. The DC-DC converter 106 is operated as a buck converter, which causes the electrical machine 101 from the first group 101 and the second group 102 is fed and the first state of charge SOC1 and the second state of charge SOC2 decrease, depending on a power flow of the DC converter 106 the state of charge SOC1 decreases more than the second state of charge SOC2 and thus they can be aligned in a targeted manner.

Zu einem Zeitpunkt t2' ist der erste Ladezustand SOC1 im Wesentlichen gleich dem zweiten Ladezustand SOC2. Die Leistungsanforderung PEM der elektrischen Maschine 110 entspricht im Wesentlichen einer durch die erste Gruppe 101 bereitstellbare Leistung P1. Der Gleichspannungswandler 106 wird nun als Hochsetzsteller betrieben, so dass die elektrische Maschine aus der ersten Gruppe 101 gespeist wird. Der erste Ladezustand SOC1 nimmt ab, der zweite Ladezustand SOC2 bleibt im Wesentlichen konstant. Zu einem Zeitpunkt t3 erreicht der erste Ladezustand SOC1 einen vorgegebenen minimalen Ladezustand SOC_min. Die erste Gruppe 101 wird zu dem Zeitpunkt t3 weggeschaltet und die zweite Gruppe 102 zugeschaltet. Die elektrische Maschine 110 wird aus der zweiten Gruppe 102 gespeist, wodurch der zweite Ladezustand SOC2 abnimmt, bis zu einem Zeitpunkt t4, an dem der zweite Ladezustand SOC2 einen minimalen Ladezustand SOC_min erreicht.At a time t2 ' is the first state of charge SOC1 essentially equal to the second state of charge SOC2 . The PEM performance requirement of the electrical machine 110 essentially corresponds to one by the first group 101 available performance P1 . The DC-DC converter 106 is now operated as a step-up converter, so that the electrical machine from the first group 101 is fed. The first state of charge SOC1 the second state of charge decreases SOC2 remains essentially constant. At a time t3 reaches the first charge level SOC1 a predetermined minimum state of charge SOC_min . The first group 101 will at the time t3 switched off and the second group 102 switched on. The electrical machine 110 becomes the second group 102 fed, causing the second state of charge SOC2 decreases up to a point in time t4 on which the second state of charge SOC2 a minimal charge SOC_min reached.

Zu einem Zeitpunkt t3 können die elektrochemischen Energiespeicher 103(1), 103(2) der ersten Gruppe 101 vorteilhafterweise durch geladene elektrochemische Energiespeicher 103(1), 103(2) getauscht werden, da diese den minimalen Ladezustand SOC_min erreicht haben. Dadurch kann die Nutzungsdauer, insbesondere eine Reichweite, deutlich erhöht werden.At a time t3 can the electrochemical energy storage 103 (1) , 103 (2) the first group 101 advantageously by charged electrochemical energy storage 103 (1) , 103 (2) can be exchanged as these have the minimum charge level SOC_min achieved. This can significantly increase the useful life, especially the range.

4 zeigt eine zweite schematische Darstellung eines Verlaufs von Ladezuständen eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs mit einem elektrochemischen Energiespeichersystem umfassend eine erste Gruppe 401 und eine zweite Gruppe 402 von elektrochemischen Energiespeichern 103(1), 103(2), 105(1), 105(2), 105(3), 105(4). 4th shows a second schematic representation of a course of charge states of an electrically drivable vehicle with an electrochemical energy storage system comprising a first group 401 and a second group 402 of electrochemical energy storage 103 (1) , 103 (2) , 105 (1) , 105 (2) , 105 (3) , 105 (4) .

Die erste Gruppe 401 weist einen ersten Ladezustand SOC1, die zweite Gruppe 402 einen zweiten Ladezustand SOC2 zu einem Zeitpunkt t0 auf, der bis zu einem Zeitpunkt t1 im Wesentlichen konstant bleibt. Zu dem Zeitpunkt t1 wird das Fahrzeug beispielsweise in Betrieb genommen. Um Energie aus der ersten Gruppe 101 in die zweite Gruppe 102 zu übertragen, wird der Gleichspannungswandler 106 als Tiefsetzsteller betrieben. Der erste Ladezustand SOC1 der ersten Gruppe 101 nimmt ab, der zweite Ladezustand SOC2 der zweiten Gruppe 102 nimmt gemäß Verlauf 414 zu. Bis zu einem Zeitpunkt t2 wird eine elektrische Maschine 110 des Fahrzeugs in einer ersten Betriebsart betrieben, insbesondere in einem Stillstand, in der keine Leistung angefordert wird.The first group 401 has a first state of charge SOC1 , the second group 402 a second state of charge SOC2 at a time t0 on that up to a point in time t1 remains essentially constant. At the time t1 the vehicle is put into operation, for example. For energy from the first group 101 to the second group 102 to transmit, the DC-DC converter 106 operated as a buck converter. The first state of charge SOC1 the first group 101 the second state of charge decreases SOC2 the second group 102 takes according to the course 414 to. Up to a point in time t2 becomes an electrical machine 110 operated in a first operating mode, in particular at a standstill, in which no power is requested.

Zu dem Zeitpunkt t2 wird die elektrische Maschine 110 in einer zweiten Betriebsart, insbesondere einem Motorbetrieb, betrieben.At the time t2 becomes the electrical machine 110 operated in a second operating mode, in particular engine operation.

Ist eine geforderte Leistung PEM der elektrischen Maschine 110 kleiner als eine bereitstellbare Leistung P1 der ersten Gruppe 101, dann wird der Gleichspannungswandler 106 als Hochsetzsteller betrieben, wodurch der erste Ladzustand SOC1 gemäß Verlauf 402 abnimmt, der zweite Ladezustand SOC2 bis zu einem Zeitpunkt t3 gemäß Verlauf 413 zunimmt, da die elektrische Maschine 110 und die zweite Gruppe 102 aus der ersten Gruppe 101 gespeist werden.Is a required power PEM of the electrical machine 110 less than an available performance P1 the first group 101 , then the DC-DC converter 106 operated as a boost converter, whereby the first charge state SOC1 according to the course 402 decreases, the second state of charge SOC2 up to a point in time t3 according to the course 413 increases as the electrical machine 110 and the second group 102 from the first group 101 be fed.

Entspricht die geforderte Leistung PEM der elektrischen Maschine 110 im Wesentlichen der durch die erste Gruppe 101 bereitstellbaren Leistung P1, dann wird der Gleichspannungswandler 106 als Hochsetzsteller betrieben, wodurch der erste Ladezustand SOC1 gemäß Verlauf 402 abnimmt, der zweite Ladezustand SOC2 bis zu einem Zeitpunkt t3 gemäß Verlauf 412 im Wesentlichen gleichbleibt, da die elektrische Maschine 110 aus der ersten Gruppe 101 gespeist wird.Corresponds to the required power PEM of the electrical machine 110 essentially that of the first group 101 deployable performance P1 , then the DC-DC converter 106 operated as a boost converter, whereby the first state of charge SOC1 according to the course 402 decreases, the second state of charge SOC2 up to a point in time t3 according to the course 412 essentially remains the same since the electrical machine 110 from the first group 101 is fed.

Ist die geforderte Leistung PEM der elektrischen Maschine 110 größer als eine durch die zweite Gruppe 102 bereitstellbare Leistung P2, dann wird der Gleichspannungswandler 106 als Hochsetzsteller betrieben, wodurch die elektrische Maschine 110 aus der ersten Gruppe 101 und der zweiten Gruppe 102 gespeist wird, wodurch bis zu einem Zeitpunkt t3 der erste Ladezustand SOC1 gemäß Verlauf 402 und der zweite Ladezustand SOC2 gemäß Verlauf 411 abnehmen.Is the required power PEM of the electrical machine 110 larger than one by the second group 102 available performance P2 , then the DC-DC converter 106 operated as a step-up converter, whereby the electrical machine 110 from the first group 101 and the second group 102 is fed, thereby up to a point in time t3 the first state of charge SOC1 according to the course 402 and the second state of charge SOC2 according to the course 411 lose weight.

Zu einem Zeitpunkt t3 können die elektrochemischen Energiespeicher 103(1), 103(2) der ersten Gruppe 101 vorteilhafterweise durch geladene elektrochemische Energiespeicher 103(1), 103(2) getauscht werden, da diese den minimalen Ladezustand SOC_min erreicht haben und nicht weiter entladen werden können. Dadurch kann die Nutzungsdauer, insbesondere eine Reichweite, deutlich erhöht werden.At a time t3 can the electrochemical energy storage 103 (1) , 103 (2) the first group 101 advantageously by charged electrochemical energy storage 103 (1) , 103 (2) can be exchanged as these have the minimum charge level SOC_min have reached and can no longer be discharged. This can significantly increase the useful life, especially the range.

Werden die elektrochemischen Energiespeicher 103(1), 103(2) der ersten Gruppe 101 nicht getauscht, so wird die zweite Gruppe 102 entsprechend einer geforderten Leistung PEM der elektrischen Maschine 110 entladen, bis der zweite Ladezustand SOC2 der zweiten Gruppe 102 den vorgegebenen minimalen Ladezustand SOC_min erreicht hat.Will the electrochemical energy storage 103 (1) , 103 (2) the first group 101 not swapped, so the second group 102 corresponding to a required power PEM of the electrical machine 110 discharged until the second charge SOC2 the second group 102 the specified minimum state of charge SOC_min has reached.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • JP 2014/147197 A1 [0004]JP 2014/147197 A1 [0004]
  • US 2010181829 [0005]US 2010181829 [0005]

Claims (8)

Verfahren zum Anpassen von Ladezuständen einer Mehrzahl von parallel schaltbaren elektrochemischen Energiespeichern (103(1), 103(2), 105(1), 105(2), 105(3), 105(4)) eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs mit mindestens einer elektrischen Maschine (110) und mindestens einem Gleichspannungswandler (106), wobei eine erste Gruppe (101) von elektrochemischen Energiespeichern (103(1), 103(2)) mit einem ersten Anschluss (107) des Gleichspannungswandler (106) und eine zweite Gruppe (102) von elektrochemischen Energiespeichern (105(1), 105(2), 105(3), 105(4)) mit einem zweiten Anschluss (108) des Gleichspannungswandler (106) elektrisch verbunden sind, umfassend folgende Schritte: a) (200) Ermitteln einer Betriebsart der elektrischen Maschine (110); b) (210) Ermitteln eines ersten Ladezustands (SOC1) der ersten Gruppe (101) von elektrochemischen Energiespeichern (103(1), 103(2)); c) (220) Ermitteln eines zweiten Ladezustands (SOC2) einer zweiten Gruppe (102) von elektrochemischen Energiespeichern (105(1), 105(2), 105(3), 105(4)); d1) (240) Durchführen der Schritte, wenn die elektrische Maschine (110) in einer ersten Betriebsart, insbesondere einem Stillstand, betrieben wird: d1.a) (242) Betreiben des Gleichspannungswandlers (106) als Tiefsetzsteller, wenn der erste Ladezustand (SOC1) größer als der zweite Ladezustand (SOC2) ist (241), wodurch Energie aus der ersten Gruppe (101) in die zweite Gruppe (102) übertragen wird; d1.b) (244) Betreiben des Gleichspannungswandlers (106) als Hochsetzsteller, wenn der erste Ladezustand (SOC1) zwischen einem vorgegebenen minimalen Ladezustand (SOC1_min) und dem zweiten Ladezustand (SOC2) liegt (243), oder d2) (250) Durchführen der Schritte, wenn die elektrische Maschine (110) in einer zweiten Betriebsart, insbesondere einem Motorbetrieb, betrieben wird: d2.a) (253) Betreiben des Gleichspannungswandlers (106) als Tiefsetzsteller, wenn eine Leistungsanforderung (PEM) der elektrischen Maschine (110) größer als eine durch die zweite Gruppe (102) bereitstellbare Leistung (P2) ist oder im Wesentlichen einer durch die erste Gruppe (101) bereitstellbaren Leistung (P1) entspricht oder kleiner als eine bereitstellbare Leistung (P1) der ersten Gruppe (110) ist und der erste Ladezustand (SOC1) größer als der zweite Ladezustand (SOC2) ist (252), wodurch der erste Ladezustand (SOC1) stärker als der zweite Ladezustand (SOC2) abnimmt und diesem angeglichen wird; oder d2.b) (254) Betreiben des Gleichspannungswandlers (106) als Hochsetzsteller, wenn eine Leistungsanforderung (PEM) der elektrischen Maschine (110) größer als eine durch die zweite Gruppe (102) bereitstellbare Leistung (P2) ist oder im Wesentlichen einer durch die erste Gruppe (101) bereitstellbaren Leistung (P1) entspricht oder kleiner als eine bereitstellbare Leistung (P1) der ersten Gruppe (110) ist und der erste Ladezustand (SOC1) zwischen einem vorgegebenen minimalen Ladezustand (SOC1_min) und dem zweiten Ladezustand (SOC2) liegt (252), wodurch der erste Ladezustand (SOC1) dem minimalen Ladezustand (SOC1_min) angeglichen wird; oder d3) (260) Durchführen der Schritte, wenn die elektrische Maschine (110) in einer dritten Betriebsart, insbesondere einem Generatorbetrieb, betrieben wird: d3.a) (263) Betreiben des Gleichspannungswandlers (106) als Tiefsetzsteller, der zweite Ladezustand (SOC2) kleiner als ein vorgegebener maximaler Ladezustand (SOC2_max) ist (261), wodurch die zweite Gruppe (102) aus der elektrischen Maschine (110) gespeist wird; oder d3.b) (264) Betreiben des Gleichspannungswandlers (106) als Hochsetzsteller, wenn der zweite Ladezustand (SOC2) im Wesentlichen dem vorgegebenen maximalen Ladezustand (SOC2_max) entspricht (261), wodurch die erste Gruppe (101) aus der elektrischen Maschine (110) gespeist wird.Method for adapting charging states of a plurality of electrochemical energy stores (103 (1), 103 (2), 105 (1), 105 (2), 105 (3), 105 (4)) which can be connected in parallel to an electrically drivable vehicle with at least one electrical machine (110) and at least one DC / DC converter (106), a first group (101) of electrochemical energy stores (103 (1), 103 (2)) with a first connection (107) of the DC / DC converter (106) and a second group (102) of electrochemical energy stores (105 (1), 105 (2), 105 (3), 105 (4)) are electrically connected to a second connection (108) of the direct voltage converter (106), comprising the following steps: a) (200) determining an operating mode of the electrical machine (110); b) (210) determining a first state of charge (SOC1) of the first group (101) of electrochemical energy stores (103 (1), 103 (2)); c) (220) determining a second state of charge (SOC2) of a second group (102) of electrochemical energy stores (105 (1), 105 (2), 105 (3), 105 (4)); d1) (240) performing the steps when the electrical machine (110) is operated in a first operating mode, in particular at a standstill: d1.a) (242) operating the DC-DC converter (106) as a buck converter if the first state of charge (SOC1) is greater than the second state of charge (SOC2) (241), whereby energy from the first group (101) into the second group ( 102) is transmitted; d1.b) (244) operating the DC-DC converter (106) as a step-up converter if the first state of charge (SOC1) lies between a predetermined minimum state of charge (SOC1_min) and the second state of charge (SOC2) (243), or d2) (250) performing the steps when the electrical machine (110) is operated in a second operating mode, in particular motor operation: d2.a) (253) operating the DC-DC converter (106) as a buck converter if a power requirement (PEM) of the electrical machine (110) is greater than a power (P2) that can be provided by the second group (102) or essentially one by the first group (101) of deliverable power (P1) is equal to or less than a deliverable power (P1) of the first group (110) and the first state of charge (SOC1) is greater than the second state of charge (SOC2) (252), which means that the first State of charge (SOC1) decreases more than the second state of charge (SOC2) and is adjusted to this; or d2.b) (254) operating the DC-DC converter (106) as a step-up converter if a power requirement (PEM) of the electrical machine (110) is greater than a power (P2) that can be provided by the second group (102) or essentially one by the the first group (101) of available power (P1) corresponds to or is less than a available power (P1) of the first group (110) and the first state of charge (SOC1) lies between a predetermined minimum state of charge (SOC1_min) and the second state of charge (SOC2) (252), whereby the first state of charge (SOC1) is matched to the minimum state of charge (SOC1_min); or d3) (260) performing the steps when the electrical machine (110) is operated in a third operating mode, in particular a generator mode: d3.a) (263) operating the DC-DC converter (106) as a buck converter, the second state of charge (SOC2) is less than a predetermined maximum state of charge (SOC2_max) (261), which means that the second group (102) from the electrical machine (110) is fed; or d3.b) (264) operating the DC-DC converter (106) as a step-up converter if the second state of charge (SOC2) essentially corresponds to the predetermined maximum state of charge (SOC2_max) (261), whereby the first group (101) from the electrical machine (110 ) is fed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein akustisches, optisches und/oder haptisches Signal umfassend einen aktuellen Ladezustand (SOC1, SOC2) der elektrochemischen Energiespeicher (103(1), 103(2), 105(1), 105(2), 105(3), 105(4)) erzeugt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that an acoustic, optical and / or haptic signal comprising a current state of charge (SOC1, SOC2) of the electrochemical energy stores (103 (1), 103 (2), 105 (1), 105 (2), 105 (3 ), 105 (4)) is generated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ladezustand (SOC1) der ersten Gruppe (101) von elektrochemischen Energiespeichern (103(1), 103(2)) mittels einer gemessenen elektrischen Spannung (U1) der ersten Gruppe (101) und/oder der zweite Ladezustand (SOC2) der zweiten Gruppe (102) von elektrochemischen Energiespeichern (105(1), 105(2), 105(3), 105(4)) mittels einer gemessenen elektrischen Spannung (U2) der zweiten Gruppe (102) ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first state of charge (SOC1) of the first group (101) of electrochemical energy stores (103 (1), 103 (2)) by means of a measured electrical voltage (U1) of the first group (101 ) and / or the second state of charge (SOC2) of the second group (102) of electrochemical energy stores (105 (1), 105 (2), 105 (3), 105 (4)) by means of a measured electrical voltage (U2) of the second Group (102) is determined. Elektrochemisches Energiespeichersystem (100) mit einer Mehrzahl von parallel schaltbaren elektrochemischen Energiespeichern (103(1), 103(2), 105(1), 105(2), 105(3), 105(4)) sowie einem Steuergerät zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei einzelne elektrochemische Energiespeicher (103(1), 103(2), 105(1), 105(2), 105(3), 105(4)) unabhängig voneinander auswechselbar sind und eine erste Gruppe (101) von elektrochemischen Energiespeichern (103(1), 103(2)) mit einer zweiten Gruppe (102) von elektrochemischen Energiespeichern (105(1), 105(2), 105(3), 105(4)) mittels eines Gleichspannungswandlers (106) elektrisch parallel verschaltbar sind.Electrochemical energy storage system (100) with a plurality of electrochemical energy stores (103 (1), 103 (2), 105 (1)) which can be connected in parallel, 105 (2), 105 (3), 105 (4)) and a control device for carrying out a method according to one of the Claims 1 to 3rd , wherein individual electrochemical energy stores (103 (1), 103 (2), 105 (1), 105 (2), 105 (3), 105 (4)) can be replaced independently of one another and a first group (101) of electrochemical energy stores (103 (1), 103 (2)) with a second group (102) of electrochemical energy stores (105 (1), 105 (2), 105 (3), 105 (4)) by means of a direct voltage converter (106) electrically in parallel are interconnectable. Elektrochemisches Energiespeichersystem (100) nach Anspruch 4, wobei die einzelnen elektrochemischen Energiespeicher (103(1), 103(2), 105(1), 105(2), 105(3), 105(4)) unabhängig voneinander der jeweiligen ersten Gruppe (101) oder zweiten Gruppe (102) zuschaltbar sind.Electrochemical energy storage system (100) Claim 4 , the individual electrochemical energy stores (103 (1), 103 (2), 105 (1), 105 (2), 105 (3), 105 (4)) independently of one another of the respective first group (101) or second group ( 102) can be activated. Elektrochemisches Energiespeichersystem (100) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei der Gleichspannungswandler (106) ein Abwärts- und Aufwärtswandler ist.Electrochemical energy storage system (100) according to one of the Claims 4 or 5 wherein the DC-DC converter (106) is a step-down and step-up converter. Elektrochemisches Energiespeichersystem (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das elektrochemische Energiespeichersystem (100) mit einem Inverter (109) zum Ansteuern einer elektrischen Maschine (110) elektrisch verbindbar ist.Electrochemical energy storage system (100) according to one of the Claims 4 to 6 The electrochemical energy storage system (100) can be electrically connected to an inverter (109) for controlling an electrical machine (110). Verwendung eines elektrochemischen Batteriesystems (100) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7 und/oder eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für Elektrofahrzeuge, Hybridfahrzeuge, Plug-In-Hybridfahrzeuge, Luftfahrzeuge, Pedelecs oder E-Bikes, elektrisch angetriebene Arbeitsmaschinen, für portable Einrichtungen zur Telekommunikation oder Datenverarbeitung, für elektrische Handwerkzeuge oder Küchenmaschinen, sowie in stationären Speichern zur Speicherung insbesondere regenerativ gewonnener elektrischer Energie.Use of an electrochemical battery system (100) according to one of the Claims 4 to 7 and / or a method according to one of the Claims 1 to 3rd for electric vehicles, hybrid vehicles, plug-in hybrid vehicles, aircraft, pedelecs or e-bikes, electrically powered work machines, for portable devices for telecommunications or data processing, for electric hand tools or kitchen machines, as well as in stationary memories for storing, in particular, regeneratively obtained electrical energy.
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