DE102020214760A1 - Method for operating an energy storage system and energy storage system - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein fehlertolerantes Energiespeichersystem (10) und ein Verfahren zu dessen Betrieb. Das Verfahren zum Betreiben eines fehlertoleranten Energiespeichersystems (10), das mehrere parallel miteinander verschaltete Stränge (12, 14, 16, 18) umfasst, die jeweils mindestens ein Energiespeichermodul (20, 22, 24, 26) mit mindestens einer Energiespeicherzelle (28) umfassen, umfasst zumindest nachfolgende Schritte:- Erkennung eines Fehlers einer Energiespeicherzelle (28);- Abschalten und Überbrücken der fehlerhaften Energiespeicherzelle (28) und/oder des fehlerhaften Energiespeichermoduls (20, 22, 24, 26), in dem sich die fehlerhafte Energiespeicherzelle (28) befindet;- Verbinden des fehlerhaften Strangs (12, 14, 16, 18), in dem sich die fehlerhafte Energiespeicherzelle (28) befindet, mit einem Eingang (64) des DC/DC-Wandlers (62), der derart gesteuert wird, dass die Spannung des fehlerhaften Strangs (12, 14, 16, 18) an einem Ausgang (66) des DC/DC-Wandlers (62) auf die Spannung der restlichen Stränge (12, 14, 16, 18) gesetzt wird.The invention relates to a fault-tolerant energy storage system (10) and a method for its operation. The method for operating a fault-tolerant energy storage system (10), which comprises a plurality of strings (12, 14, 16, 18) connected in parallel with one another, each of which comprises at least one energy storage module (20, 22, 24, 26) with at least one energy storage cell (28). , comprises at least the following steps: - Detection of a fault in an energy storage cell (28); - Switching off and bypassing the faulty energy storage cell (28) and/or the faulty energy storage module (20, 22, 24, 26) in which the faulty energy storage cell (28 );- connecting the faulty string (12, 14, 16, 18) in which the faulty energy storage cell (28) is located to an input (64) of the DC/DC converter (62), which is controlled in such a way that the voltage of the faulty phase (12, 14, 16, 18) at an output (66) of the DC/DC converter (62) is set to the voltage of the remaining phases (12, 14, 16, 18).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Energiespeichersystems, das mehrere parallel miteinander verschaltete Stränge umfasst, die jeweils mindestens ein Energiespeichermodul mit mindestens einer Energiespeicherzelle umfassen.The invention relates to a method for operating an energy storage system, which comprises a plurality of strands connected in parallel with one another, each of which comprises at least one energy storage module with at least one energy storage cell.

Die Erfindung betrifft ferner ein Energiespeichersystem umfassend mehrere parallel miteinander verschaltete Stränge, die jeweils mindestens ein Energiespeichermodul mit mindestens einer Energiespeicherzelle umfassen.The invention further relates to an energy storage system comprising a plurality of strands connected in parallel with one another, each of which comprises at least one energy storage module having at least one energy storage cell.

Stand der TechnikState of the art

In heutigen elektrisch angetriebenen Fahrzeugen sind mehrere Batteriezellen nicht nur seriell miteinander verschaltet, sondern auch auf parallele Weise. Dadurch wird eine ausreichend hohe Batteriekapazität und damit eine hohe Fahrzeugreichweite erzielt, aber auch die erforderliche Leistung kann somit zur Verfügung gestellt werden. Eine Parallelschaltung solcher Batteriezellen erfolgt meistens innerhalb eines Batteriemoduls, wobei mehrere Batteriemodule seriell miteinander verbunden werden, um die erforderliche Batteriespannung zu erreichen.In today's electrically powered vehicles, several battery cells are not only connected to one another in series, but also in parallel. As a result, a sufficiently high battery capacity and thus a high vehicle range is achieved, but the required power can also be made available in this way. Such battery cells are usually connected in parallel within a battery module, with several battery modules being connected to one another in series in order to achieve the required battery voltage.

Für autonom betriebene elektrische Fahrzeuge (Electric Vehicle, EV) gelten besondere Anforderungen, insbesondere hinsichtlich der Fahrtüchtigkeit des Fahrzeugs, da ein Liegenbleiben solcher Fahrzeuge nicht zugelassen ist. Diese Fahrzeuge müssen je nach Automatisierungsgrad ein bestimmtes Sicherheitslevel (Safe-Stop-Level, SSL) erfüllen. Hierzu werden sie nach unterschiedlichen Risikostufen klassifiziert (Automotive Safety Integrity Level, ASIL), was mit erhöhten Anforderungen an das Batteriedesign verbunden ist. Weniger fehleranfällige Systeme oder gar fehlertolerante Systeme können eine Redundanz, d. h. eine Verdopplung, einzelner Teilkomponenten bis hin zur Verdopplung des gesamten Batteriesystems bedeuten.Special requirements apply to autonomously operated electric vehicles (Electric Vehicle, EV), in particular with regard to the roadworthiness of the vehicle, since such vehicles are not permitted to break down. Depending on the degree of automation, these vehicles must meet a certain security level (Safe-Stop-Level, SSL). For this purpose, they are classified according to different risk levels (Automotive Safety Integrity Level, ASIL), which is associated with increased requirements for the battery design. Systems that are less error-prone or even error-tolerant systems can use redundancy, i. H. mean a doubling of individual subcomponents up to the doubling of the entire battery system.

Die Nachteile einer Redundanz, wie beispielsweise der Bauraum und insbesondere die Kosten, gelten vornehmlich für die teuerste Komponente des Antriebsstrangs, der Batterie. Erste Ansätze zielen in die Richtung, die Batterien nicht nur einsträngig, d. h. einzelne Batteriezellen oder parallel verschaltete Batteriezellen sind alle seriell verschaltet, aufzubauen, sondern die Batterie aus zwei oder gar mehreren Batteriemodulen, welche parallel verschaltet sind, aufzubauen. Mehrere parallel verschaltete Batteriemodule bedeuten nur bedingt mehr Bauraum, da die Batteriezellen entsprechend ihrer Batteriekapazität halbiert oder gar geviertelt werden müssen.The disadvantages of redundancy, such as the installation space and in particular the costs, apply primarily to the most expensive component of the drive train, the battery. The first approaches are aimed in the direction of not only using the batteries in a single strand, i. H. individual battery cells or battery cells connected in parallel are all connected in series, but to build the battery from two or even more battery modules, which are connected in parallel. Several battery modules connected in parallel only mean more installation space to a limited extent, since the battery cells have to be halved or even quartered according to their battery capacity.

Fällt fehlerbedingt eine Batteriezelle aus, so wird heute das Batteriemodul mit der fehlerhaften Batteriezelle abgeschaltet oder bei Fehlern in mehreren Modulen in einem Strang kann auch der komplette Strang abgeschaltet werden. Bei Batteriemodulen mit Kopplungseinrichtungen an den einzelnen Batteriezellen des Batteriemoduls kann im Fehlerfall die defekte Batteriezelle überbrückt werden. Bei einem solchen Batteriesystem bedeutet dies jedoch, dass auch jeweils eine intakte Batteriezelle aus allen weiteren Strängen des Batteriesystems überbrückt werden muss, um die gleiche Spannung in den Strängen zu erhalten. Gleiches gilt auch für Batteriesysteme mit parallel verschalteten Modulen; intakte Batteriezellen gehen dem Batteriesystem somit verloren.If a battery cell fails due to a fault, the battery module with the faulty battery cell is switched off today, or if there are faults in several modules in a string, the entire string can also be switched off. In the case of battery modules with coupling devices on the individual battery cells of the battery module, the defective battery cell can be bypassed in the event of a fault. In such a battery system, however, this means that an intact battery cell from all other strings of the battery system must be bridged in order to obtain the same voltage in the strings. The same applies to battery systems with modules connected in parallel; intact battery cells are thus lost to the battery system.

Das Dokument US 2014/0247014 A1 offenbart ein Speicherbatteriesystem zum Steuern der Ladungsmenge und der Entladungsmenge von jeder der elektrischen Speichereinheiten, die elektrisch mit einem gemeinsamen Gleichstrombus parallel geschaltet sind.The document U.S. 2014/0247014 A1 discloses a storage battery system for controlling the amount of charge and the amount of discharge of each of electrical storage units electrically connected in parallel with a common DC bus.

Das Dokument US 2012/0091964 A1 offenbart eine Bypass-Schaltung für eine Batterie und eine serielle Bypass-Schaltung für ein Fahrzeugbatteriesystem.The document US 2012/0091964 A1 discloses a bypass circuit for a battery and a series bypass circuit for a vehicle battery system.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Energiespeichersystems vorgeschlagen. Dabei umfasst das Energiespeichersystem mehrere parallel miteinander verschaltete Stränge, die jeweils mindestens ein Energiespeichermodul mit mindestens einer Energiespeicherzelle aufweisen. A method for operating an energy storage system is proposed. In this case, the energy storage system comprises a plurality of strands which are connected to one another in parallel and which each have at least one energy storage module with at least one energy storage cell.

Die Energiespeicherzelle kann beispielsweise als Batteriezelle, bevorzugt als Lithium-Ionen-Batteriezelle, ausgebildet sein. Die Energiespeicherzelle kann auch als Kondensator, bevorzugt als Superkondensator, ausgebildet sein.The energy storage cell can be designed, for example, as a battery cell, preferably as a lithium-ion battery cell. The energy storage cell can also be designed as a capacitor, preferably as a supercapacitor.

Bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren wird zunächst ein Fehler einer Energiespeicherzelle erkannt. Unter dem Fehler einer Energiespeicherzelle wird ein Zellenfehler oder ein Elektronikfehler, welcher an den der Energiespeicherzelle zugeordneten elektronischen Teilen, wie beispielsweise einer Zellenüberwachungseinheit oder einem Sensor, auftritt, verstanden. Zu dem Zellenfehler zählt beispielsweise ein Kurzschluss der Energiespeicherzelle, der durch Dendriten-Bildung hervorgerufen ist, oder ein Materialfehler des Aktivmaterials und weitere Chemikalien der Energiespeicherzelle oder ein Fehler bei der Fertigung der Energiespeicherzelle wie z. B. bei der Auftragung der Beschichtung oder eine fehlerhafter Pol-Verbindung; aber auch eine fehlerhaft ausgelegte Kühlung des Energiespeichers kann zu einer höheren thermischen Beanspruchung von z. B. im Energiespeichermodul innenliegenden Energiespeicherzellen führen, welche dann schneller altern. Die Zellenüberwachungseinheit kann als eine modulinterne Zellenüberwachungseinheit ausgebildet werden. Die Zellenüberwachungseinheit kann mehrere Sensoren aufweisen, die zur Ermittlung z. B. der Spannung, des Stroms und der Temperatur der einzelnen Energiespeicherzellen dienen. Die Zellenüberwachungseinheit kann auch Sensoren zur Ermittlung beispielsweise der Spannung, des Stroms sowie der Temperatur des Energiespeichermoduls aufweisen. Die Zellenüberwachungseinheit kann auch A/D-Wandler (Analog-Digital-Wandler) zur Umwandlung der erfassten analogen Signale in die digitalen Signale aufweisen.In the method proposed according to the invention, a fault in an energy storage cell is first detected. A fault in an energy storage cell is understood to mean a cell fault or an electronics fault which occurs in the electronic parts assigned to the energy storage cell, such as a cell monitoring unit or a sensor. The cell error includes, for example, a short circuit in the energy storage cell caused by dendrite formation, or a material error in the active material and other chemicals in the energy storage cell, or an error in the production of the energy storage cell, such as B. when applying the coating or a faulty pole connection; but also an incorrectly designed cooling of the Energy storage can lead to a higher thermal stress of z. B. in the energy storage module internal energy storage cells, which then age faster. The cell monitoring unit can be designed as a module-internal cell monitoring unit. The cell monitoring unit can have a number of sensors which are used to determine e.g. B. the voltage, the current and the temperature of the individual energy storage cells. The cell monitoring unit can also have sensors for determining, for example, the voltage, the current and the temperature of the energy storage module. The cell monitoring unit can also have A/D converters (analog-to-digital converters) for converting the detected analog signals into the digital signals.

Nachdem ein Fehler der Energiespeicherzelle erkannt wurde, wird die fehlerhafte Energiespeicherzelle abgeschaltet und überbrückt. Dies kann durch die der fehlerhaften Energiespeicherzelle zugeordneten Kopplungseinrichtungen erfolgen. Dabei wird die fehlerhafte Energiespeicherzelle durch eine erste Kopplungseinrichtung innerhalb des Energiespeichermoduls abgeschaltet und über eine Umgehungsleitung, in der eine zweite Kopplungseinrichtung aufgenommen ist, überbrückt.After an error in the energy storage cell has been detected, the defective energy storage cell is switched off and bypassed. This can be done by the coupling devices assigned to the faulty energy storage cell. In this case, the faulty energy storage cell is switched off by a first coupling device within the energy storage module and bypassed via a bypass line in which a second coupling device is accommodated.

Nach Erkennung eines Fehlers der Energiespeicherzelle kann auch das fehlerhafte Energiespeichermodul, in dem sich die fehlerhafte Energiespeicherzelle befindet, abgeschaltet und überbrückt werden. Dies kann durch die dem fehlerhaften Energiespeichermodul zugeordneten Kopplungseinrichtungen erfolgen. Dabei wird das fehlerhafte Energiespeichermodul durch eine erste Kopplungseinrichtung abgeschaltet und über eine Umgehungsleitung, in der eine zweite Kopplungseinrichtung aufgenommen ist, überbrückt.After a fault in the energy storage cell has been detected, the faulty energy storage module in which the faulty energy storage cell is located can also be switched off and bypassed. This can be done by the coupling devices assigned to the faulty energy storage module. In this case, the faulty energy storage module is switched off by a first coupling device and bypassed via a bypass line in which a second coupling device is accommodated.

Nach oder gleichzeitig mit dem Abschalten und dem Überbrücken der fehlerhaften Energiespeicherzelle und/oder des fehlerhaften Energiespeichermoduls wird der fehlerhafte Strang, in dem sich die fehlerhafte Energiespeicherzelle befindet, mit einem Eingang eines DC/DC-Wandlers elektrisch verbunden. Der DC/DC-Wandler wird dabei derart gesteuert, dass die Spannung des fehlerhaften Strangs an einem Ausgang des DC/DC-Wandlers auf das Niveau der Spannung der restlichen Stränge gesetzt wird. Der Ausgang des DC/DC-Wandlers ist dabei zur Bereitstellung der Spannung des Energiespeichersystems mit einem elektrischen Verbraucher, wie beispielsweise einer elektrischen Antriebseinheit eines Elektrofahrzeugs, verbindbar. Die Verbindung des fehlerhaften Strangs mit dem Eingang des DC/DC-Wandlers kann dadurch erfolgen, dass die Stränge jeweils mindestens einen Umschalter aufweisen, der eingerichtet ist, den Strang beim Fehlerzustand mit dem Eingang des DC/DC-Wandlers elektrisch zu verbinden. Dabei werden die restlichen Stränge parallel zu dem Ausgang des DC/DC-Wandlers zur Bereitstellung der Spannung des Energiespeichersystems geschaltet.After or simultaneously with the switching off and bridging of the faulty energy storage cell and/or the faulty energy storage module, the faulty string in which the faulty energy storage cell is located is electrically connected to an input of a DC/DC converter. In this case, the DC/DC converter is controlled in such a way that the voltage of the faulty phase at an output of the DC/DC converter is set to the level of the voltage of the remaining phases. The output of the DC/DC converter can be connected to an electrical consumer, such as an electric drive unit of an electric vehicle, for providing the voltage of the energy storage system. The faulty string can be connected to the input of the DC/DC converter in that the strings each have at least one changeover switch which is set up to electrically connect the string to the input of the DC/DC converter in the fault state. The remaining strands are connected in parallel to the output of the DC/DC converter to provide the voltage of the energy storage system.

In diesem Zusammenhang werden die Spannungen der einzelnen Stränge als auf einem gleichen Niveau liegend bezeichnet, wenn eine Differenz zwischen den Spannungen der einzelnen Stränge einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet oder gleich dem Schwellenwert ist. Beispielsweise für ein HV-System, welches eine Systemspannung von ca. 400 V beträgt, soll der Schwellenwert einen Wert von 5 V nicht überschreiten. Je geringer der Wert, umso besser für das Energiespeichersystem, da geringere Ausgleichsströme fließen.In this context, the voltages of the individual strands are said to be on the same level when a difference between the voltages of the individual strands is less than or equal to a predetermined threshold value. For example, for a HV system that has a system voltage of approximately 400 V, the threshold value should not exceed a value of 5 V. The lower the value, the better for the energy storage system, since lower equalizing currents flow.

Vorzugsweise wird der DC/DC-Wandler bei Durchführung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens derart gesteuert, dass die Ströme der einzelnen Stränge weniger als 5%, bevorzugt weniger als 1% von einem Mittelwert abweichen. Die Ströme der einzelnen Stränge können bei kleinen Stromwerten, wie z. B. bis 30 A, bis zu 1% und bei größeren Stromwerten, wie z. B. größer als 30 A, bis zu 5% von dem Mittelwert abweichen.When the method proposed according to the invention is carried out, the DC/DC converter is preferably controlled in such a way that the currents of the individual strands deviate by less than 5%, preferably less than 1%, from a mean value. The currents of the individual strands can at low current values, such. B. up to 30 A, up to 1% and at larger current values, such. B. greater than 30 A, up to 5% deviate from the mean.

Der DC/DC-Wandler kann entweder in einem Spannungsmodus oder einem Strommodus betrieben werden. Dabei wird im Spannungsmodus die Ausgangsspannung des DC/DC-Wandlers geregelt und im Strommodus wird der Ausgangsstrom geregelt.The DC/DC converter can be operated in either a voltage mode or a current mode. The output voltage of the DC/DC converter is regulated in voltage mode and the output current is regulated in current mode.

Es wird ferner ein Energiespeichersystem vorgeschlagen. Das Energiespeichersystem umfasst dabei mehrere parallel miteinander verschaltete Stränge, die jeweils mindestens ein Energiespeichermodul mit mindestens einer Energiespeicherzelle umfassen. Umfasst das mindestens eine Energiespeichermodul mehrere Energiespeicherzellen, so können die Energiespeicherzellen innerhalb des mindestens einen Energiespeichermoduls seriell oder parallel miteinander verschaltet werden.An energy storage system is also proposed. In this case, the energy storage system comprises a plurality of strands which are connected to one another in parallel and which each comprise at least one energy storage module with at least one energy storage cell. If the at least one energy storage module comprises a plurality of energy storage cells, the energy storage cells can be connected to one another in series or in parallel within the at least one energy storage module.

Erfindungsgemäß weist das Energiespeichersystem ferner mindestens einen DC/DC-Wandler auf, der eingangsseitig mit einem oder mehreren Strängen verbindbar ist und ausgangsseitig mit einem elektrischen Verbraucher verbindbar ist. Dabei weisen die Stränge jeweils mindestens einen Umschalter auf, der eingerichtet ist, die Stränge beim Fehlerzustand mit einem Eingang des mindestens einen DC/DC-Wandlers elektrisch zu verbinden. Dabei werden die restlichen Stränge parallel zu dem Ausgang des DC/DC-Wandlers zur Bereitstellung der Spannung des Energiespeichersystems geschaltet. Beispielsweise kann in jedem Strang ein DC/DC-Wandler eingebaut werden, um das Energiespeichersystem im Falle, dass Fehler in unterschiedlichen Strängen auftreten, auch ohne Reduktion der Betriebsspannung weiter zu betreiben.According to the invention, the energy storage system also has at least one DC/DC converter, which can be connected to one or more strands on the input side and can be connected to an electrical load on the output side. The strands each have at least one changeover switch which is set up to electrically connect the strands to an input of the at least one DC/DC converter in the event of a fault. The remaining strands are connected in parallel to the output of the DC/DC converter to provide the voltage of the energy storage system. For example, a DC/DC converter can be installed in each string to convert the energy to continue to operate the storage system in the event that errors occur in different strands, even without reducing the operating voltage.

Zur Überwachung und Steuerung der Energiespeicherzellen kann einem jeden der Energiespeichermodule eine Zellenüberwachungseinheit, bevorzugt eine modulinterne Zellenüberwachungseinheit, zugeordnet sein. Die Zellenüberwachungseinheit kann mehrere Sensoren aufweisen, die zur Ermittlung z. B. der Spannung, des Stroms und der Temperatur der einzelnen Energiespeicherzellen dienen. Die Zellenüberwachungseinheit kann auch Sensoren zur Ermittlung beispielsweise der Spannung, des Stroms sowie der Temperatur des Energiespeichermoduls aufweisen. Die Zellenüberwachungseinheit kann auch A/D-Wandler (Analog-Digital-Wandler) zur Umwandlung der erfassten analogen Signale in die digitalen Signale aufweisen.To monitor and control the energy storage cells, a cell monitoring unit, preferably a module-internal cell monitoring unit, can be assigned to each of the energy storage modules. The cell monitoring unit can have a number of sensors which are used to determine e.g. B. the voltage, the current and the temperature of the individual energy storage cells. The cell monitoring unit can also have sensors for determining, for example, the voltage, the current and the temperature of the energy storage module. The cell monitoring unit can also have A/D converters (analog-to-digital converters) for converting the detected analog signals into the digital signals.

Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen, insbesondere fehlertolerant ausgebildeten, Energiespeichersystem weist das mindestens eine Energiespeichermodul vorzugsweise mehrere Energiespeicherzellen auf, die in Serienschaltung und/oder in Parallelschaltung verschaltet sind. Dabei umfasst die Serienschaltung innerhalb der Energiespeichermodule eine Energiespeicherzelle als 1p-Anordnung oder mindestens zwei parallel verschaltete Energiespeicherzellen als Xp-Anordnung.In the energy storage system proposed according to the invention, which is in particular designed to be fault-tolerant, the at least one energy storage module preferably has a plurality of energy storage cells which are connected in a series connection and/or in a parallel connection. The series connection within the energy storage modules includes an energy storage cell as a 1p arrangement or at least two energy storage cells connected in parallel as an Xp arrangement.

Die Energiespeicherzelle kann beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen fehlertoleranten Energiespeichersystem als Batteriezelle oder alternativ als Kondensator, bevorzugt als Superkondensator, ausgebildet sein.In the fault-tolerant energy storage system proposed according to the invention, the energy storage cell can be designed as a battery cell or alternatively as a capacitor, preferably as a supercapacitor.

Des Weiteren kann das erfindungsgemäß vorgeschlagene fehlertolerante Energiespeichersystem so ausgeführt sein, dass dieses erste Kopplungseinrichtungen aufweist, mit denen Energiespeichermodule aus dem Strang abgeschaltet und über Umgehungsleitungen mit zweiten Kopplungseinrichtungen überbrückbar sind.Furthermore, the fault-tolerant energy storage system proposed according to the invention can be designed in such a way that it has first coupling devices with which energy storage modules can be switched off from the string and bridged with second coupling devices via bypass lines.

Alternativ oder ergänzend zur vorstehend genannten Ausführungsmöglichkeit des erfindungsgemäß vorgeschlagenen fehlertoleranten Energiespeichersystems kann dieses innerhalb der einzelnen Energiespeichermodule erste Kopplungseinrichtungen aufweisen, mit denen einzelne Energiespeicherzellen oder einzelne Energiespeicherzellenpakete, die jeweils mehrere parallel verschaltete Energiespeicherzellen umfassen, innerhalb des Energiespeichermoduls abgeschaltet und über Umgehungsleitungen, in denen zweite Kopplungseinrichtungen aufgenommen sind, überbrückt werden können.As an alternative or in addition to the above-mentioned possible embodiment of the fault-tolerant energy storage system proposed according to the invention, it can have first coupling devices within the individual energy storage modules, with which individual energy storage cells or individual energy storage cell packages, each comprising a plurality of energy storage cells connected in parallel, are switched off within the energy storage module and, via bypass lines, in which second coupling devices are included, can be bridged.

Es wird auch ein Fahrzeug vorgeschlagen, das eingerichtet ist, das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren durchzuführen, und/oder das das erfindungsgemäß vorgeschlagene Energiespeichersystem umfasst.A vehicle is also proposed which is set up to carry out the method proposed according to the invention and/or which includes the energy storage system proposed according to the invention.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung in Gestalt des fehlertoleranten Energiespeichersystems sowie in Gestalt des Verfahrens zum Betreiben des erfindungsgemäß vorgeschlagenen fehlertoleranten Energiespeichersystems ermöglicht einen kosten- und bauraumgünstigen Betrieb des erfindungsgemäß vorgeschlagenen fehlertoleranten Energiespeichersystems bei gleichzeitiger maximal möglicher Kapazität im Fehlerfall.The solution proposed according to the invention in the form of the fault-tolerant energy storage system and in the form of the method for operating the fault-tolerant energy storage system proposed according to the invention enables cost-effective and space-saving operation of the fault-tolerant energy storage system proposed according to the invention while at the same time providing the maximum possible capacity in the event of a fault.

Dabei sind keine redundanten Stränge zur Sicherstellung einer geforderten Mindestkapazität des Energiespeichersystems erforderlich, was bedeutet, dass es insbesondere bei Shuttlefahrzeugen oder bei Fahrzeugen des öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV) keine Reichweitenangst gibt und damit die Einhaltung des Fahrplans möglich ist.No redundant strands are required to ensure the required minimum capacity of the energy storage system, which means that there is no fear of range, particularly in the case of shuttle vehicles or public transport vehicles, and compliance with the timetable is therefore possible.

Vorteilhafterweise setzt der DC/DC-Wandler die Spannung des defekten Strangs hoch und ermöglicht, das Energiespeichersystem ohne Reduktion der Betriebsspannung im Fehlerfall weiter zu betreiben.Advantageously, the DC/DC converter increases the voltage of the defective string and enables the energy storage system to continue to be operated without reducing the operating voltage in the event of a fault.

Die Entladung des Energiespeichersystems sowie der Ausgleich des Ladezustands (State of Charge, SoC) zwischen den einzelnen Strängen erfolgt dabei vorteilhafterweise über die Steuerung der Ausgangsspannung oder des Ausgangstromes des DC/DC-Wandlers. Der DC/DC-Wandler wird dabei nur im Fehlerfall zugeschaltet, sodass im Normalbetrieb keine Reduktion der Effizienz erfolgt.The discharging of the energy storage system and the balancing of the state of charge (SoC) between the individual strands is advantageously carried out by controlling the output voltage or the output current of the DC/DC converter. The DC/DC converter is only switched on in the event of an error, so that there is no reduction in efficiency in normal operation.

Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung sind auch Doppel- und Mehrfachfehler in einem Energiespeichermodul oder in einem Strang abbildbar.With the solution proposed according to the invention, double and multiple errors in an energy storage module or in a string can also be imaged.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren ist fehlerunabhängig, d. h., das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren ist für Zellenfehler und/oder Elektronikfehler anwendbar. Bei Durchführung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens ist auch kein Beachten von Zuschaltbedingungen bei parallelen Strängen erforderlich.The method proposed according to the invention is error-independent, i. That is, the method proposed according to the invention can be used for cell errors and/or electronic errors. When carrying out the method proposed according to the invention, it is also not necessary to observe switch-on conditions for parallel strands.

Darüber hinaus gibt es insgesamt keine Reichweitenreduzierung und somit wird die Steigerung der Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der Traktionsversorgung zum Erreichen des geforderten Safe-Stop-Levels ermöglicht.In addition, there is no overall reduction in range, which means that the availability and reliability of the traction supply can be increased to achieve the required safe-stop level.

Figurenlistecharacter list

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawings and the following description.

Es zeigen:

  • 1 einen Aufbau eines Energiespeichersystems im Stand der Technik,
  • 2 einen Aufbau eines erfindungsgemäß vorgeschlagenen Energiespeichersystems,
  • 3 ein Energiespeichermodul mit seriell geschalteten Energiespeicherzellen in 3p-Anordnung mit Zellenkopplungseinrichtungen,
  • 4 ein Energiespeichermodul mit seriell geschalteten Energiespeicherzellen in 1p-Anordnung mit Zellenkopplungseinrichtungen,
  • 5 ein Energiespeichermodul mit Energiespeicherzellen in 3p-Anordnung und diesem Energiespeichermodul zugeordneten Kopplungseinrichtungen in Haupt- und Umgehungsleitung,
  • 6 ein Energiespeichermodul mit Energiespeicherzellen in 1p-Anordnung und diesem Energiespeichermodul zugeordneten Kopplungseinrichtungen in Haupt- und Umgehungsleitung und
  • 7 einen Ablauf des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens.
Show it:
  • 1 a structure of an energy storage system in the prior art,
  • 2 a structure of an energy storage system proposed according to the invention,
  • 3 an energy storage module with energy storage cells connected in series in a 3p arrangement with cell coupling devices,
  • 4 an energy storage module with energy storage cells connected in series in a 1p arrangement with cell coupling devices,
  • 5 an energy storage module with energy storage cells in a 3p arrangement and coupling devices assigned to this energy storage module in the main and bypass line,
  • 6 an energy storage module with energy storage cells in a 1p arrangement and coupling devices in the main and bypass lines associated with this energy storage module and
  • 7 a sequence of the method proposed according to the invention.

In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.In the following description of the embodiments of the invention, the same or similar elements are denoted by the same reference symbols, with a repeated description of these elements being dispensed with in individual cases. The figures represent the subject matter of the invention only schematically.

1 zeigt einen Aufbau eines Energiespeichersystems 10 im Stand der Technik. 1 shows a structure of an energy storage system 10 in the prior art.

Das Energiespeichersystem 10 umfasst einen ersten Strang 12, einen zweiten Strang 14, einen dritten Strang 16 sowie einen vierten Strang 18. Die vier Stränge 12, 14, 16, 18 sind in einer Parallelschaltung 42 verschaltet und umfassen jeweils ein Energiespeichermodul 20, 22, 24, 26, und zwar das erste Energiespeichermodul 20, das zweite Energiespeichermodul 22, das dritte Energiespeichermodul 24 und das vierte Energiespeichermodul 26. Die Stränge 12, 14, 16, 18 umfassen ferner jeweils ein erstes Strangschütz 30 und ein zweites Strangschütz 32.The energy storage system 10 includes a first string 12, a second string 14, a third string 16 and a fourth string 18. The four strings 12, 14, 16, 18 are connected in a parallel circuit 42 and each include an energy storage module 20, 22, 24 , 26, specifically the first energy storage module 20, the second energy storage module 22, the third energy storage module 24 and the fourth energy storage module 26. The strings 12, 14, 16, 18 also each include a first string contactor 30 and a second string contactor 32.

Die Energiespeichermodule 20, 22, 24, 26 sind derart aufgebaut, dass in diesen die Energiespeicherzellen 28, die vorliegend als Batteriezellen ausgebildet sind, in einer 12s3p-Schaltung 46 miteinander verschaltet sind, bei der zwölf Energiespeicherzellen 28 in einer Serienschaltung 44 verschaltet sind, während drei Energiespeicherzellen 28 in der Parallelschaltung 42 verschaltet sind. Aus der Darstellung gemäß 1 geht ferner hervor, dass einem jeden der Energiespeichermodule 20, 22, 24, 26 eine Zellenüberwachungseinheit 38 zugeordnet ist. Das Energiespeichersystem 10 gemäß der Darstellung in 1 umfasst vier Energiespeichersteuereinheiten 40, die jeweils einem Energiespeichermodul 20, 22, 24, 26 zugeordnet sind. Die Energiespeichersteuereinheiten 40 stehen jeweils sowohl mit dem ersten Strangschütz 30 als auch mit dem zweiten Strangschütz 32 in Verbindung und kommunizieren auch mit den Zellenüberwachungseinheiten 38 der einzelnen Energiespeichermodule 20, 22, 24, 26. Das Energiespeichersystem 10 gemäß der Darstellung in 1 umfasst ferner ein erstes Hauptschütz 34 und ein zweites Hauptschütz 36 zum Zu- und Abschalten des Energiespeichersystems 10.The energy storage modules 20, 22, 24, 26 are constructed in such a way that in these the energy storage cells 28, which are presently embodied as battery cells, are connected to one another in a 12s3p circuit 46, in which twelve energy storage cells 28 are connected in a series circuit 44 while three energy storage cells 28 are connected in the parallel circuit 42 . According to the illustration 1 also shows that a cell monitoring unit 38 is assigned to each of the energy storage modules 20, 22, 24, 26. The energy storage system 10 as shown in FIG 1 comprises four energy storage control units 40, each of which is associated with an energy storage module 20, 22, 24, 26. The energy storage control units 40 are each connected to both the first phase contactor 30 and the second phase contactor 32 and also communicate with the cell monitoring units 38 of the individual energy storage modules 20, 22, 24, 26. The energy storage system 10 as shown in 1 also includes a first main contactor 34 and a second main contactor 36 for switching the energy storage system 10 on and off.

Bei dem in 1 dargestellten Energiespeichersystem 10 bilden üblicherweise zehn bis zwölf Energiespeicherzellen 28 in der Serienschaltung 44 ein Energiespeichermodul 20, 22, 24, 26. Sind mehrere solche Energiespeichermodule 20, 22, 24, 26, so zum Beispiel acht bis zehn Energiespeichermodule 20, 22, 24, 26, seriell miteinander verschaltet, wird eine erforderliche Spannung UE des Energiespeichersystems 10 von beispielsweise 400 V erreicht.At the in 1 In the energy storage system 10 shown, ten to twelve energy storage cells 28 in the series circuit 44 usually form an energy storage module 20, 22, 24, 26. If there are several such energy storage modules 20, 22, 24, 26, for example eight to ten energy storage modules 20, 22, 24, 26 , connected in series, a required voltage UE of the energy storage system 10 of 400 V, for example, is achieved.

Das in 1 dargestellte Energiespeichersystem 10 ist nur insofern fehlertolerant, als dass im Fehlerfall ein Energiespeichermodul 20, 22, 24, 26 bzw. Strang 12, 14, 16, 18 abgeschaltet wird, was mit einer Kapazitätsreduzierung und somit einer Leistungsreduzierung einhergeht.This in 1 The energy storage system 10 shown is only fault-tolerant insofar as an energy storage module 20, 22, 24, 26 or string 12, 14, 16, 18 is switched off in the event of a fault, which is associated with a capacity reduction and thus a power reduction.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

2 zeigt einen Aufbau eines erfindungsgemäß vorgeschlagenen Energiespeichersystems 10. 2 shows a structure of an energy storage system 10 proposed according to the invention.

Aus 2 geht hervor, dass das erfindungsgemäß vorgeschlagene Energiespeichersystem 10 einen ersten Strang 12, einen zweiten Strang 14, einen dritten Strang 16 und einen vierten Strang 18 aufweist.Out of 2 shows that the energy storage system 10 proposed according to the invention has a first strand 12 , a second strand 14 , a third strand 16 and a fourth strand 18 .

Die vier Stränge 12, 14, 16, 18 sind in einer Parallelschaltung 42 verschaltet und umfassen jeweils ein Energiespeichermodul 20, 22, 24, 26, und zwar das erste Energiespeichermodul 20, das zweite Energiespeichermodul 22, das dritte Energiespeichermodul 24 und das vierte Energiespeichermodul 26. Die Energiespeichermodule 20, 22, 24, 26 sind derart aufgebaut, dass in diesen die Energiespeicherzellen 28, die vorliegend als Batteriezellen ausgebildet sind, in einer 12s3p-Schaltung 46 miteinander verschaltet sind, bei der zwölf Energiespeicherzellen 28 in einer Serienschaltung 44 verschaltet sind, während drei Energiespeicherzellen 28 in der Parallelschaltung 42 verschaltet sind. Im Vergleich mit dem in 1 dargestellten Energiespeichersystem 10 umfasst das in 2 dargestellte, erfindungsgemäß vorgeschlagene fehlertolerante Energiespeichersystem 10 innerhalb der einzelnen Energiespeichermodule 20, 22, 24, 26 erste Kopplungseinrichtungen 54 (siehe 3), mit denen einzelne Energiespeicherzellenpakete, die jeweils drei in 3p-Anordnung 50 verschaltete Energiespeicherzellen 28 umfassen, innerhalb des Energiespeichermoduls 20, 22, 24, 26 abgeschaltet und über Umgehungsleitungen 56, in denen zweite Kopplungseinrichtungen 58 aufgenommen sind, überbrückt werden können.The four strands 12, 14, 16, 18 are connected in a parallel circuit 42 and each include an energy storage module 20, 22, 24, 26, namely the first energy storage module 20, the second energy storage module 22, the third energy storage module 24 and the fourth energy storage module 26. The energy storage modules 20, 22, 24, 26 are constructed in such a way that the energy storage cells 28, which are embodied here as battery cells, are connected to one another in a 12s3p circuit 46, in which twelve energy storage cells 28 are connected in a series circuit 44, while three energy storage cells 28 are connected in the parallel circuit 42. Compared to the in 1 illustrated energy storage system 10 includes in 2 illustrated fault-tolerant energy storage system 10 proposed according to the invention within the individual energy storage modules 20, 22, 24, 26 first coupling devices 54 (see 3 ), with which individual energy storage cell packages, each comprising three energy storage cells 28 connected in a 3p arrangement 50, can be switched off within the energy storage module 20, 22, 24, 26 and bypassed via bypass lines 56, in which second coupling devices 58 are accommodated.

Aus der Darstellung gemäß 2 geht ferner hervor, dass einem jeden der Energiespeichermodule 20, 22, 24, 26 eine modulinterne Zellenüberwachungseinheit 38 zugeordnet ist.According to the illustration 2 also shows that each of the energy storage modules 20, 22, 24, 26 is assigned a module-internal cell monitoring unit 38.

Selbstverständlich kann das erfindungsgemäß vorgeschlagene fehlertolerante Energiespeichersystem 10 mehr oder weniger als vier Stränge 12, 14, 16, 18 umfassen, die in Parallelschaltung 42 verschaltet sind. Die Stränge 12, 14, 16, 18 können auch jeweils mehrere Energiespeichermodule 20, 22, 24, 26 aufweisen, die in Serienschaltung 44 verschaltet sind.Of course, the fault-tolerant energy storage system 10 proposed according to the invention can include more or fewer than four strands 12, 14, 16, 18, which are connected in a parallel circuit 42. The strands 12, 14, 16, 18 can also each have a plurality of energy storage modules 20, 22, 24, 26, which are connected in a series circuit 44.

Das Energiespeichersystem 10 in 2 weist dabei einen DC/DC-Wandler 62 auf, der einen Eingang 64 und einen Ausgang 66 umfasst. Dabei ist der Ausgang 66 des DC/DC-Wandlers 62 über ein erstes Hauptschütz 34 und ein zweites Hauptschütz 36 zum Zu- und Abschalten des Energiespeichersystems 10 mit einen elektrischen Verbraucher 70 verbindbar.The energy storage system 10 in 2 has a DC/DC converter 62 which includes an input 64 and an output 66 . The output 66 of the DC/DC converter 62 can be connected to an electrical consumer 70 via a first main contactor 34 and a second main contactor 36 for switching the energy storage system 10 on and off.

Die Stränge 12, 14, 16, 18 des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Energiespeichersystems 10 umfassen ferner jeweils ein erstes Strangschütz 30 und einen Umschalter 60. Dabei sind die Umschalter 60 dazu eingerichtet, die Stränge 12, 14, 16, 18 beim fehlerfreien Zustand mit dem Ausgang 66 des einen DC/DC-Wandlers 62 elektrisch zu verbinden und beim Fehlerzustand mit dem Eingang 64 des DC/DC-Wandlers 62 elektrisch zu verbinden. Der DC/DC-Wandler 62 kommt nur im Fehlerfall zum Tragen und hat die Aufgabe, die Spannung des Strangs 12, 14, 16, 18, in dem sich die defekte Energiespeicherzelle 28 befindet, die durch die ihr zugeordneten Kopplungseinrichtungen 54, 58 überbrückt wurde, auf die Spannungen der restlichen Stränge 12, 14, 16, 18 bzw. der restlichen Energiespeichermodule 20, 22, 24, 26 hochzusetzen. Dadurch brauchen keine weiteren Energiespeicherzellen 28 aus restlichen Energiespeichermodulen 20, 22, 24, 26 zur Vermeidung hoher Ausgleichsströme aufgrund unterschiedlicher Spannungsniveaus in den einzelnen Strängen 12, 14, 16, 18 überbrückt werden und somit tritt auch keine Spannungsreduzierung auf.The strings 12, 14, 16, 18 of the energy storage system 10 proposed according to the invention also each include a first string contactor 30 and a changeover switch 60. The changeover switches 60 are set up to connect the strings 12, 14, 16, 18 to the output 66 of the one DC/DC converter 62 and, in the event of a fault, to electrically connect it to the input 64 of the DC/DC converter 62. The DC/DC converter 62 only comes into play in the event of a fault and has the task of reducing the voltage of the phase 12, 14, 16, 18 in which the defective energy storage cell 28 is located, which was bridged by the coupling devices 54, 58 assigned to it , to the voltages of the remaining strands 12, 14, 16, 18 or the remaining energy storage modules 20, 22, 24, 26 to increase. As a result, no further energy storage cells 28 from remaining energy storage modules 20, 22, 24, 26 need to be bridged to avoid high equalizing currents due to different voltage levels in the individual strands 12, 14, 16, 18 and thus no voltage reduction occurs.

Das Energiespeichersystem 10 gemäß der Darstellung in 2 umfasst weiterhin vier Energiespeichersteuereinheiten 40, die jeweils einem Strang 12, 14, 16, 18 zugeordnet sind. Die Energiespeichersteuereinheiten 40 stehen jeweils sowohl mit dem ersten Strangschütz 30 als auch mit dem Umschalter 60 in Verbindung und kommunizieren auch mit den Zellenüberwachungseinheiten 38 der einzelnen Energiespeichermodule 20, 22, 24, 26.The energy storage system 10 as shown in FIG 2 also includes four energy storage control units 40, each of which is assigned to a strand 12, 14, 16, 18. The energy storage control units 40 are each connected to both the first phase contactor 30 and the switch 60 and also communicate with the cell monitoring units 38 of the individual energy storage modules 20, 22, 24, 26.

Das in 2 dargestellte Energiespeichersystem 10 kann beispielsweise in einem Fahrzeug, insbesondere einem Elektrofahrzeug, verwendet werden. Das Fahrzeug weist beispielsweise eine Fahrzeugsteuereinheit 68 (Vehicle Control Unit, VCU) auf, die mit dem DC/DC-Wandler 62 kommuniziert. Die Fahrzeugsteuereinheit 68 steht dabei auch mit den Hauptschützen 34, 36 in elektrischer Verbindung.This in 2 The energy storage system 10 shown can be used, for example, in a vehicle, in particular an electric vehicle. The vehicle has, for example, a vehicle control unit 68 (Vehicle Control Unit, VCU) that communicates with the DC/DC converter 62 . The vehicle control unit 68 is also electrically connected to the main contactors 34, 36.

Das Energiespeichersystem 10 ist dabei zur Bereitstellung der Spannung UE des Energiespeichersystems 10 mittels der Hauptschütze 34, 36 mit einem elektrischen Verbraucher 70 verbindbar. In 2 ist der elektrische Verbraucher 70 als eine elektrische Antriebseinheit ausgebildet, die einen Wechselrichter 72 und eine elektrische Maschine 74 aufweist. Der Wechselrichter 72 ist dabei eingangsseitig mit dem Energiespeichersystem 10 bzw. dem Ausgang 66 des DC/DC-Wandlers 62 verbindbar und ausgangsseitig mit der elektrischen Maschine 74 verbunden.In order to provide the voltage UE of the energy storage system 10, the energy storage system 10 can be connected to an electrical load 70 by means of the main contactors 34, 36. In 2 the electrical load 70 is designed as an electrical drive unit which has an inverter 72 and an electrical machine 74 . The inverter 72 can be connected to the energy storage system 10 or the output 66 of the DC/DC converter 62 on the input side and is connected to the electrical machine 74 on the output side.

Erkennt die jeweilige Energiespeichersteuereinheit 40 einen Fehler einer Energiespeicherzelle 28, sei es ein Zellenfehler, sei es ein Elektronikfehler, so werden die erste und zweite Kopplungseinrichtung 54, 58 betätigt und die entsprechende Energiespeicherzelle 28 abgeschaltet und überbrückt. Danach oder gleichzeitig schaltet der Umschalter 60 um, der dem fehlerhaften Strang 12, 14, 16, 18, in dem sich die fehlerhafte Energiespeicherzelle 28 befindet, zugeordnet ist, und legt die reduzierte Spannung, wie beispielsweise bei Lithium-Ionen-Batteriezellen um 4,2 V bis 2,8 V reduzierte Spannung pro überbrückter Energiespeicherzelle 28, des Strangs 12, 14, 16, 18 bzw. des Energiespeichermoduls 20, 22, 24, 26 auf den Eingang 64 des DC/DC-Wandlers 62, der die Spannung auf das Niveau der restlichen Stränge 12, 14, 16, 18 bzw. der restlichen Energiespeichermodule 20, 22, 24, 26 anhebt. Die VCU übernimmt das Spannungsmanagement der Stränge 12, 14, 16, 18 bzw. der Energiespeichermodule 20, 22, 24, 26 und steuert den DC/DC-Wandler 62 entsprechend an. Der DC/DC-Wandler 62 kann entweder in einem Spannungsmodus, in dem die Ausgangsspannung des DC/DC-Wandlers 62 geregelt wird, oder in einem Strommodus, in dem der Ausgangsstrom des DC/DC-Wandlers 62 geregelt wird, betrieben werden.If the respective energy storage control unit 40 detects an error in an energy storage cell 28, be it a cell error or an electronic error, then the first and second coupling devices 54, 58 are actuated and the corresponding energy storage cell 28 is switched off and bypassed. After that or at the same time, the changeover switch 60, which is assigned to the faulty string 12, 14, 16, 18 in which the faulty energy storage cell 28 is located, switches over and sets the reduced voltage, such as in the case of lithium-ion battery cells, by 4. 2 V to 2.8 V reduced voltage per bridged energy storage cell 28, the strand 12, 14, 16, 18 or the energy storage module 20, 22, 24, 26 to the input 64 of the DC / DC converter 62, the voltage the level of the remaining strands 12, 14, 16, 18 or the remaining energy storage modules 20, 22, 24, 26 raises. The VCU takes over the voltage management of the strands 12, 14, 16, 18 or the energy storage modules 20, 22, 24, 26 and controls the DC/DC converter 62 accordingly. The DC/DC converter 62 can be operated in either a voltage mode, in which the output voltage of the DC/DC converter 62 is regulated, or in a current mode, in which the output current of the DC/DC converter 62 is regulated.

Zum gleichmäßigen Entladen der Energiespeicherzellen 28 sollte die Steuerung des DC/DC-Wandlers 62 derart erfolgen, dass die Ströme der einzelnen Stränge 12, 14, 16, 18 weniger als X% von einem Mittelwert abweichen. Die parallelen restlichen Stränge 12, 14, 16, 18 werden mit dem Ausgang 66 des DC/DC-Wandlers 62 parallel verschaltet, wodurch somit wieder alle vier Stränge 12, 14, 16, 18 das gleiche Spannungsniveau aufweisen mit dem vorteilhaften Effekt, dass somit die Spannungsanpassung nicht durch das Abschalten der gesunden Energiespeicherzellen 28 erfolgt und dadurch die Restkapazität des Energiespeichersystems 10 nicht reduziert wird, was zur Steigerung der Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der Traktionsversorgung führt.For uniform discharging of the energy storage cells 28, the DC/DC converter 62 should be controlled in such a way that the currents of the individual strands 12, 14, 16, 18 deviate from a mean value by less than X%. The remaining parallel strands 12, 14, 16, 18 are connected in parallel to the output 66 of the DC/DC converter 62, which means that all four strands 12, 14, 16, 18 have the same voltage level again, with the advantageous effect that the voltage adjustment does not take place by switching off the healthy energy storage cells 28 and as a result the remaining capacity of the energy storage system 10 is not reduced, which leads to an increase in the availability and reliability of the traction supply.

Vorteilhaft bei diesem Aufbau ist, dass auch mehrere Fehler in einem Energiespeichermodul 20, 22, 24, 26 oder einem Strang 12, 14, 16, 18, die als Doppelfehler oder Mehrfachfehler bezeichnet werden, behandelt werden können.The advantage of this structure is that multiple errors in an energy storage module 20, 22, 24, 26 or a line 12, 14, 16, 18, which are referred to as double errors or multiple errors, can be treated.

Die Komplettabschaltung des Energiespeichersystems 10 erfolgt über die Hauptschütze 34, 36, welche ebenfalls von der VCU betätigt werden. Die Umschalter 60 können als Zwei- oder Dreifach-Schalter ausgeführt werden. Durch diesen Umschalter 60 oder durch alle Kopplungseinrichtungen 54, 58 kann eine Strang-Komplett-Abschaltung erfolgen.The complete shutdown of the energy storage system 10 takes place via the main contactors 34, 36, which are also actuated by the VCU. The switch 60 can be designed as a double or triple switch. This changeover switch 60 or all the coupling devices 54, 58 can be used to completely switch off the string.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren und das erfindungsgemäß vorgeschlagene Energiespeichersystem 10 bieten den Vorteil, dass keine weiteren Energiespeicherzellen 28 - außer der defekten Energiespeicherzelle 28 - ab- oder zugeschaltet werden müssen, wodurch den entsprechenden Bedingungen, insbesondere dem Entladestrom, keine Beachtung geschenkt werden braucht.The method proposed according to the invention and the energy storage system 10 proposed according to the invention offer the advantage that no further energy storage cells 28 - apart from the defective energy storage cell 28 - have to be switched on or off, which means that the corresponding conditions, in particular the discharge current, do not need to be taken into account.

Werden Kopplungseinrichtungen 54, 58 nicht für Energiespeicherzellen 28, sondern für Energiespeichermodule 20, 22, 24, 26 eingebaut, so sind der Aufbau und das Verfahrensablauf analog.If coupling devices 54, 58 are installed not for energy storage cells 28 but for energy storage modules 20, 22, 24, 26, then the structure and the process sequence are analogous.

Der in 2 dargestellte Aufbau des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Energiespeichersystems 10 und das hierzu beschriebene Verfahren ist besonders geeignet zur Behandlung von nur einem Fehler oder mehreren Fehlern innerhalb eines Strangs 12, 14, 16, 18. Treten Fehler in unterschiedlichen Strängen 12, 14, 16, 18 auf, sind weitere Hardwareanpassungen erforderlich. Somit ist der Betrieb eines Energiespeichersystems 10 im Fehlerfall ohne eine Spannungsreduzierung bei gleichzeitiger maximal möglicher Kapazität sichergestellt.the inside 2 The structure of the energy storage system 10 proposed according to the invention and the method described for this purpose is particularly suitable for treating only one error or multiple errors within a line 12, 14, 16, 18. If errors occur in different lines 12, 14, 16, 18, are further hardware adjustments required. In this way, the operation of an energy storage system 10 is ensured in the event of a fault without a voltage reduction while at the same time having the maximum possible capacity.

3 zeigt ein erstes Energiespeichermodul 20 des fehlertoleranten Energiespeichersystems 10 in Form eines Batteriemoduls mit ersten und zweiten Kopplungseinrichtungen 54, 58, die in 3p-Anordnung 50 verschalteten Energiespeicherzellen 28, bei der die drei Energiespeicherzellen 28 in Parallelschaltung 42 verschaltet sind, zugeordnet sind. 3 shows a first energy storage module 20 of the fault-tolerant energy storage system 10 in the form of a battery module with first and second coupling devices 54, 58, which are associated with energy storage cells 28 connected in a 3p arrangement 50, in which the three energy storage cells 28 are connected in a parallel circuit 42.

In 3 ist das erste Energiespeichermodul 20 derart aufgebaut, dass einzelne zu 3p-Paketen verschaltete Energiespeicherzellen 28 in Serienschaltung 44 geschaltet sind, beispielsweise zwölf Energiespeicherzellenpakete. Das erste Energiespeichermodul 20 gemäß 3 ist derart aufgebaut, dass vor einer jeden 3p-Anordnung 50 der einzelnen Energiespeicherzellen 28 die erste Kopplungseinrichtung 54 in der Hauptleitung 52 liegt. Vor dieser zweigt die Umgehungsleitung 56 ab, in der die zweite Kopplungseinrichtung 58 aufgenommen ist.In 3 the first energy storage module 20 is constructed in such a way that individual energy storage cells 28 connected to form 3p packets are connected in series circuit 44, for example twelve energy storage cell packets. The first energy storage module 20 according to FIG 3 is constructed in such a way that the first coupling device 54 in the main line 52 is located in front of each 3p arrangement 50 of the individual energy storage cells 28 . In front of this, the bypass line 56 branches off, in which the second coupling device 58 is accommodated.

Durch die Ausführungsvariante des ersten Energiespeichermoduls 20 gemäß der Darstellung in 3 ist ein Weiterbetrieb des ersten Energiespeichermoduls 20 auch dann möglich, wenn einzelne, in 3p-Anordnung 50 verschaltete, Energiespeicherzellen 28 ausfallen sollten, sodass ein Weiterbetrieb des ersten Energiespeichermoduls 20 durch Öffnen beziehungsweise Schließen der ersten und zweiten Kopplungseinrichtung 54, 58, d. h. durch Umgehen der schadhaften Energiespeicherzelle 28, möglich ist.The embodiment variant of the first energy storage module 20 as shown in 3 continued operation of the first energy storage module 20 is also possible if individual energy storage cells 28 connected in a 3p arrangement 50 should fail, so that continued operation of the first energy storage module 20 is possible by opening or closing the first and second coupling devices 54, 58, i.e. by bypassing the defective energy storage cell 28 is possible.

4 zeigt eine weitere Ausführungsvariante des ersten Energiespeichermoduls 20 des Energiespeichersystems 10 mit seriell geschalteten Energiespeicherzellen 28 in 1p-Anordnung 48 mit ersten und zweiten Kopplungseinrichtungen 54, 58. 4 shows a further embodiment variant of the first energy storage module 20 of the energy storage system 10 with serially connected energy storage cells 28 in a 1p arrangement 48 with first and second coupling devices 54, 58.

Aus der Darstellung gemäß 4 geht hervor, dass das erste Energiespeichermodul 20 des Energiespeichersystems 10 die modulinterne Zellenüberwachungseinheit 38 umfasst. Im ersten Energiespeichermodul 20 sind die Energiespeicherzellen 28 in Serienschaltung 44 verschaltet. Bei dem in 4 dargestellten ersten Energiespeichermodul 20 sind im Energiespeichersystem 10 einer Hauptleitung 52 des ersten Strangs 12 erste Kopplungseinrichtungen 54 vorgesehen. Einer jeden der im ersten Energiespeichermodul 20 gemäß der Ausführungsvariante in 4 dargestellten Energiespeicherzelle 28 ist eine Umgehungsleitung 56 zugeordnet, in der sich jeweils eine zweite Kopplungseinrichtung 58 befindet.According to the illustration 4 shows that the first energy storage module 20 of the energy storage system 10 includes the module-internal cell monitoring unit 38 . The energy storage cells 28 are connected in series circuit 44 in the first energy storage module 20 . At the in 4 First energy storage module 20 shown, first coupling devices 54 are provided in the energy storage system 10 of a main line 52 of the first line 12 . Each of the in the first energy storage module 20 according to the embodiment variant in 4 shown energy storage cell 28 is associated with a bypass line 56 in which a second coupling device 58 is located in each case.

Fällt eine der Energiespeicherzellen 28 des ersten Energiespeichermoduls 20 gemäß 4 aus, wird die dieser Energiespeicherzelle 28 jeweils zugeordnete erste Kopplungseinrichtung 54 geöffnet, sodass die betreffende Energiespeicherzelle 28 abgeschaltet werden kann. Eine Umgehung erfolgt durch ein jeweiliges Schließen der zweiten Kopplungseinrichtung 58 in der der abzuschaltenden Energiespeicherzelle 28 jeweils zugeordneten Umgehungsleitung 56.If one of the energy storage cells 28 of the first energy storage module 20 according to 4 off, the first coupling device 54 associated with this energy storage cell 28 is opened, so that the energy storage cell 28 in question can be switched off. A bypass occurs by closing the second coupling device 58 in the bypass line 56 assigned to the energy storage cell 28 to be switched off.

5 zeigt das erste Energiespeichermodul 20 mit Energiespeicherzellen 28 in 3p-Anordnung 50 und die diesem Energiespeichermodul 20 zugeordneten Kopplungseinrichtungen 54, 58 in Haupt- und Umgehungsleitung 52, 56. 5 shows the first energy storage module 20 with energy storage cells 28 in a 3p arrangement 50 and the coupling devices 54, 58 associated with this energy storage module 20 in the main and bypass lines 52, 56.

Aus 5 geht hervor, dass das dort dargestellte erste Energiespeichermodul 20 eine Anzahl von Energiespeicherzellen 28 aufweist, die jeweils in 3p-Anordnung 50 parallel geschaltet sind. Das in 5 herausgegriffene erste Energiespeichermodul 20 des Energiespeichersystems 10 weist in der Hauptleitung 52 eine erste Kopplungseinrichtung 54 auf. Vor der ersten Kopplungseinrichtung 54 zweigt die Umgehungsleitung 56 ab, in der die zweite Kopplungseinrichtung 58 aufgenommen ist. Fällt das erste Energiespeichermodul 20, dessen in 3p-Anordnung 50 verschaltete Energiespeicherzellen 28 in Serienschaltung 44 geschaltet sind, aus, so wird die erste Kopplungseinrichtung 54 geöffnet, die in der Umgehungsleitung 56 liegende zweite Kopplungseinrichtung 58 geschlossen und mithin das schadhafte Energiespeichermodul 20, 22, 24, 26 überbrückt, sodass im Energiespeichersystem 10 nur das schadhafte der Energiespeichermodule 20, 22, 24, 26 abgeschaltet ist und das Energiespeichersystem 10 weiter betrieben werden kann.Out of 5 shows that the first energy storage module 20 shown there has a number of energy storage cells 28 which are each connected in parallel in a 3p arrangement 50 . This in 5 The first energy storage module 20 of the energy storage system 10 that has been singled out has a first coupling device 54 in the main line 52 . Before the first coupling device 54, the bypass line 56 branches off, in which the second coupling device 58 is accommodated. If the first energy storage module 20, whose energy storage cells 28 connected in a 3p arrangement 50 are connected in a series circuit 44, fails, the first coupling device 54 is opened, the second coupling device 58 in the bypass line 56 is closed and the defective energy storage module 20, 22, 24, 26 bridged, so that in the energy storage system 10 only the defective one of the energy storage modules 20, 22, 24, 26 is switched off and the energy storage system 10 can continue to be operated.

6 zeigt das erste Energiespeichermodul 20 mit Energiespeicherzellen 28 in 1p-Anordnung 48 und die diesem Energiespeichermodul 20 zugeordneten Kopplungseinrichtungen 54, 58 in Haupt- und Umgehungsleitung 52, 56. 6 shows the first energy storage module 20 with energy storage cells 28 in a 1p arrangement 48 and the coupling devices 54, 58 associated with this energy storage module 20 in the main and bypass lines 52, 56.

Aus der Darstellung gemäß 6 geht ein fehlertolerantes Energiespeichersystem 10 hervor, dessen hier beispielhaft herausgegriffenes erstes Energiespeichermodul 20 in Serienschaltung 44 miteinander verschaltete Energiespeicherzellen 28 umfasst. Das erste Energiespeichermodul 20 zeigt die modulinterne Zellenüberwachungseinheit 38, die mit den in Serienschaltung 44 miteinander verschalteten Energiespeicherzellen 28 verbunden ist.According to the illustration 6 a fault-tolerant energy storage system 10 emerges, whose first energy storage module 20 selected here by way of example comprises energy storage cells 28 connected to one another in a series circuit 44 . The first energy storage module 20 shows the cell monitoring unit 38 inside the module, which is connected to the energy storage cells 28 connected to one another in a series circuit 44 .

Wie aus 6 weiter hervorgeht, befindet sich in der Hauptleitung 52 die erste Kopplungseinrichtung 54, vor der, analog zur Ausführungsvariante gemäß 5, die Umgehungsleitung 56 abzweigt. In dieser ist die zweite Kopplungseinrichtung 58 angeordnet. Zum Abschalten des ersten Energiespeichermoduls 20 aus der Hauptleitung 52 erfolgt ein Öffnen der ersten Kopplungseinrichtung 54 und ein Schließen der zweiten Kopplungseinrichtung 58, sodass ein sich beispielsweise als schadhaft herausgestellt habendes erstes Energiespeichermodul 20 über die Umgehungsleitung 56 innerhalb des ersten Strangs 12 des Energiespeichersystems 10 umgangen werden kann und ein Weiterbetrieb des erfindungsgemäß vorgeschlagenen fehlertoleranten Energiespeichersystems 10 möglich ist.How out 6 further shows that the main line 52 contains the first coupling device 54, in front of which, analogously to the embodiment according to FIG 5 , the bypass line 56 branches off. The second coupling device 58 is arranged in this. To switch off the first energy storage module 20 from the main line 52, the first coupling device 54 is opened and the second coupling device 58 is closed, so that a first energy storage module 20 that has turned out to be defective, for example, is bypassed via the bypass line 56 within the first branch 12 of the energy storage system 10 and continued operation of the fault-tolerant energy storage system 10 proposed according to the invention is possible.

7 zeigt einen beispielhaften Ablauf 100 des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens. 7 shows an exemplary sequence 100 of the method proposed according to the invention.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren wird in einem ersten Verfahrensschritt 101 gestartet. Nachdem ein Fehler der Energiespeicherzelle 28 in einem zweiten Verfahrensschritt 102 erkannt wurde, wird die fehlerhafte Energiespeicherzelle 28 in einem dritten Verfahrensschritt 103 abgeschaltet und überbrückt. Dies kann durch die der fehlerhaften Energiespeicherzelle 28 zugeordneten Kopplungseinrichtungen 54, 58 erfolgen. Dabei wird die fehlerhafte Energiespeicherzelle 28 durch eine erste Kopplungseinrichtung 54 innerhalb des Energiespeichermoduls 20, 22, 24, 26 abgeschaltet und über eine Umgehungsleitung 56, in denen eine zweite Kopplungseinrichtung 58 aufgenommen ist, überbrückt. Dies kann aber auch dadurch erfolgen, dass das fehlerhafte Energiespeichermodul 20, 22, 24, 26, in dem sich die fehlerhafte Energiespeicherzelle 28 befindet, abgeschaltet und überbrückt wird. Dabei wird das fehlerhafte Energiespeichermodul 20, 22, 24, 26 durch eine erste Kopplungseinrichtung 54 abgeschaltet und über eine Umgehungsleitung 56, in der eine zweite Kopplungseinrichtung 58 aufgenommen ist, überbrückt.The method proposed according to the invention is started in a first method step 101 . After a fault in the energy storage cell 28 has been detected in a second method step 102, the faulty energy storage cell 28 is switched off and bypassed in a third method step 103. This can be done by the coupling devices 54 , 58 assigned to the defective energy storage cell 28 . In this case, the faulty energy storage cell 28 is switched off by a first coupling device 54 within the energy storage module 20, 22, 24, 26 and is bypassed via a bypass line 56, in which a second coupling device 58 is accommodated. However, this can also take place in that the faulty energy storage module 20, 22, 24, 26, in which the faulty energy storage cell 28 is located, is switched off and bypassed. In this case, the faulty energy storage module 20, 22, 24, 26 is switched off by a first coupling device 54 and bypassed via a bypass line 56, in which a second coupling device 58 is accommodated.

Nach oder gleichzeitig mit dem Abschalten und dem Überbrücken der fehlerhaften Energiespeicherzelle 28 und/oder des fehlerhaften Energiespeichermoduls 20, 22, 24, 26 wird in einem Verfahrensschritt 104 der fehlerhafte Strang 12, 14, 16, 18, in dem sich die fehlerhafte Energiespeicherzelle 28 befindet, mit einem Eingang 64 eines DC/DC-Wandlers 62 elektrisch verbunden.After or at the same time as the switching off and bridging of the defective energy storage cell 28 and/or the defective energy storage module 20, 22, 24, 26, the defective phase 12, 14, 16, 18 in which the defective energy storage cell 28 is located is removed in a method step 104 , With an input 64 of a DC / DC converter 62 electrically connected.

Der DC/DC-Wandler 62 wird in einem Verfahrensschritt 105 derart gesteuert, dass die Spannung des fehlerhaften Strangs 12, 14, 16, 18 auf das Niveau der Spannung der restlichen Stränge 12, 14, 16, 18 gesetzt wird. Diese Spannung an einem Ausgang 66 des DC/DC-Wandlers 62 wird dann in einem Verfahrensschritt 106 einem elektrischen Verbraucher 70, wie beispielsweise einer elektrischen Antriebseinheit eines Elektrofahrzeugs, bereitgestellt.In a method step 105, the DC/DC converter 62 is controlled in such a way that the voltage of the faulty strand 12, 14, 16, 18 is set to the voltage level of the remaining strands 12, 14, 16, 18. This voltage at an output 66 of the DC / DC converter 62 is then in a step 106 an electrical load 70, such as a electric drive unit of an electric vehicle provided.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not limited to the exemplary embodiments described here and the aspects highlighted therein. Rather, within the range specified by the claims, a large number of modifications are possible, which are within the scope of expert action.

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Claims (11)

Verfahren zum Betreiben eines Energiespeichersystems (10), das mehrere parallel miteinander verschaltete Stränge (12, 14, 16, 18) umfasst, die jeweils mindestens ein Energiespeichermodul (20, 22, 24, 26) mit mindestens einer Energiespeicherzelle (28) umfassen, umfassend zumindest nachfolgende Schritte: - Erkennen eines Fehlers einer Energiespeicherzelle (28); - Abschalten und Überbrücken der fehlerhaften Energiespeicherzelle (28) und/oder des fehlerhaften Energiespeichermoduls (20, 22, 24, 26), in dem sich die fehlerhafte Energiespeicherzelle (28) befindet; - Verbinden des fehlerhaften Strangs (12, 14, 16, 18), in dem sich die fehlerhafte Energiespeicherzelle (28) befindet, mit einem Eingang (64) eines DC/DC-Wandlers (62), der derart gesteuert wird, dass die Spannung des fehlerhaften Strangs (12, 14, 16, 18) an einem Ausgang (66) des DC/DC-Wandlers (62) auf das Niveau der Spannung der restlichen Stränge (12, 14, 16, 18) gesetzt wird.Method for operating an energy storage system (10), which comprises a plurality of strands (12, 14, 16, 18) connected in parallel with one another, each of which comprises at least one energy storage module (20, 22, 24, 26) with at least one energy storage cell (28), comprising at least the following steps: - detecting a fault in an energy storage cell (28); - Switching off and bridging the defective energy storage cell (28) and/or the defective energy storage module (20, 22, 24, 26) in which the defective energy storage cell (28) is located; - Connecting the faulty string (12, 14, 16, 18), in which the faulty energy storage cell (28) is located, to an input (64) of a DC/DC converter (62), which is controlled in such a way that the voltage of the faulty phase (12, 14, 16, 18) at an output (66) of the DC/DC converter (62) is set to the level of the voltage of the remaining phases (12, 14, 16, 18). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der DC/DC-Wandler (62) derart gesteuert wird, dass die Ströme der einzelnen Stränge (12, 14, 16, 18) weniger als 5% von einem Mittelwert abweichen.procedure after claim 1 , characterized in that the DC/DC converter (62) is controlled in such a way that the currents of the individual strands (12, 14, 16, 18) deviate from an average value by less than 5%. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsspannung des DC/DC-Wandlers (62) geregelt wird.procedure after claim 1 or 2 , characterized in that the output voltage of the DC/DC converter (62) is regulated. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangsstrom des DC/DC-Wandlers (62) geregelt wird.procedure after claim 1 or 2 , characterized in that the output current of the DC/DC converter (62) is regulated. Energiespeichersystem (10) umfassend mehrere parallel miteinander verschaltete Stränge (12, 14,16, 18), die jeweils mindestens ein Energiespeichermodul (20, 22, 24, 26) mit mindestens einer Energiespeicherzelle (28) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiespeichersystem (10) ferner mindestens einen DC/DC-Wandler (62) aufweist, der eingangsseitig mit einem oder mehreren Strängen (12, 14, 16, 18) verbindbar ist und ausgangsseitig mit einem elektrischen Verbraucher (70) verbindbar ist, wobei die Stränge (12, 14, 16, 18) jeweils mindestens einen Umschalter (60) aufweisen, der eingerichtet ist, die Stränge (12, 14, 16, 18) beim Fehlerzustand mit einem Eingang (64) des mindestens einen DC/DC-Wandlers (62) elektrisch zu verbinden.Energy storage system (10) comprising a plurality of strings (12, 14, 16, 18) connected in parallel, each of which comprises at least one energy storage module (20, 22, 24, 26) with at least one energy storage cell (28), characterized in that the energy storage system ( 10) also has at least one DC/DC converter (62), which can be connected to one or more strands (12, 14, 16, 18) on the input side and can be connected to an electrical load (70) on the output side, the strands (12 , 14, 16, 18) each have at least one changeover switch (60) which is set up to connect the strands (12, 14, 16, 18) to an input (64) of the at least one DC/DC converter (62) in the event of a fault to connect electrically. Energiespeichersystem (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Energiespeichermodul (20, 22, 24, 26) mehrere Energiespeicherzellen (28) aufweist, die in Serienschaltung (44) und/oder in Parallelschaltung (42) verschaltet sind, wobei die Serienschaltung (44) innerhalb der Energiespeichermodule (20, 22, 24, 26) eine Energiespeicherzelle (28) als Ip-Anordnung (48) aufweist oder mindestens zwei parallel verschaltete Energiespeicherzellen (28) als Xp-Anordnung umfasst.Energy storage system (10) according to claim 5 , characterized in that the at least one energy storage module (20, 22, 24, 26) has a plurality of energy storage cells (28) which are connected in a series circuit (44) and/or in a parallel circuit (42), the series circuit (44) being within the Energy storage modules (20, 22, 24, 26) has an energy storage cell (28) as an Ip arrangement (48) or comprises at least two energy storage cells (28) connected in parallel as an Xp arrangement. Energiespeichersystem (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeicherzelle (28) als Batteriezelle oder als Kondensator ausgebildet ist.Energy storage system (10) according to claim 5 or 6 , characterized in that the energy storage cell (28) is designed as a battery cell or as a capacitor. Energiespeichersystem (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeicherzelle (28) als Superkondensator ausgebildet ist.Energy storage system (10) according to claim 7 , characterized in that the energy storage cell (28) is designed as a supercapacitor. Energiespeichersystem (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieses erste Kopplungseinrichtungen (54) aufweist, mit denen Energiespeichermodule (20, 22, 24, 26) aus dem Strang (12, 14, 16, 18) abgeschaltet und über Umgehungsleitungen (56) mit zweiten Kopplungseinrichtungen (58) überbrückbar sind.Energy storage system (10) according to one of Claims 5 until 8th , characterized in that it has first coupling devices (54) with which energy storage modules (20, 22, 24, 26) are switched off from the string (12, 14, 16, 18) and connected to second coupling devices (58) via bypass lines (56) are bridgeable. Energiespeichersystem (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieses innerhalb der Energiespeichermodule (20, 22, 24, 26) erste Kopplungseinrichtungen (54) aufweist, mit denen Energiespeicherzellen (28) innerhalb des Energiespeichermoduls (20, 22, 24, 26) abgeschaltet und über Umgehungsleitungen (56), in denen zweite Kopplungseinrichtungen (58) aufgenommen sind, überbrückbar sind.Energy storage system (10) according to one of Claims 5 until 8th , characterized in that it has first coupling devices (54) within the energy storage modules (20, 22, 24, 26) with which energy storage cells (28) within the energy storage module (20, 22, 24, 26) are switched off and via bypass lines (56) , in which second coupling devices (58) are accommodated, can be bridged. Fahrzeug, das eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 durchzuführen und/oder das ein Energiespeichersystem (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 10 umfasst.Vehicle that is set up, a method according to one of Claims 1 until 4 perform and / or an energy storage system (10) according to one of Claims 5 until 10 includes.
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