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Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem mit einem Batteriemodul, welches mindestens eine Batteriezelle, eine Induktivität, einen positiven Pol und einen negativen Pol aufweist, einem Ausgang, welcher ein positives Terminal und ein negatives Terminal aufweist, einer Schalteinheit zur elektrischen Verbindung des Batteriemoduls mit dem Ausgang, und einem Gleichrichter, welcher einen ersten Gleichrichter-Ausgangsanschluss und einen zweiten Gleichrichter-Ausgangsanschluss aufweist.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen Batteriesystems.
Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug mit mindestens einem erfindungsgemäßen Batteriesystem.
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Stand der Technik
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Konventionelle Kraftfahrzeuge weisen einen Antrieb auf, welcher üblicherweise einen Verbrennungsmotor umfasst. Ferner umfassen konventionelle Kraftfahrzeuge ein Batteriesystem zur Versorgung eines Anlassers und weiterer Verbraucher des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie sowie einen Generator zum Laden des Batteriesystems. Elektrofahrzeuge weisen ein Batteriesystem zur Versorgung eines Traktionsmotors und weiterer Verbraucher mit elektrischer Energie auf.
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Ein gattungsgemäßes Batteriesystem eines konventionellen Kraftfahrzeugs umfasst ein Batteriemodul mit mindestens einer, vorzugsweise mit mehreren Batteriezellen, die beispielsweise seriell verschaltet sind. Ein solches Batteriemodul weist eine Nominalspannung von beispielsweise 12 V, 24 V oder 48 V auf. Eine Ausgangsspannung eines Batteriesystems eines konventionellen Kraftfahrzeugs entspricht dabei der Nominalspannung des Batteriemoduls. Ein Batteriesystem eines Elektrofahrzeugs kann mehrere seriell verschaltete Batteriemodule umfassen und dadurch eine höhere Ausgangsspannung von beispielsweise 600 V aufweisen.
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Ein gattungsgemäßes Batteriesystem umfasst ferner eine Schalteinheit zur elektrischen Verbindung des Batteriemoduls mit einem Ausgang des Batteriesystems. Mittels der Schalteinheit kann das Batteriesystem bzw. das Batteriemoduls elektrisch mit einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs verbunden, sowie von dem Bordnetz getrennt werden.
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Bei den Batteriezellen des Batteriemoduls handelt es sich beispielsweise um Lithium-Ionen-Batteriezellen. Die Entladung der Batteriezellen der Batteriemodule findet dabei nicht zwingend gleichmäßig statt. Die Ladungen der Batteriezellen, und damit auch die Ladungen der Batteriemodule, können somit voneinander abweichen, und die Spannungen der Batteriemodule liegen dann nicht alle auf dem gleichen Niveau. Zum Laden eines solchen Batteriesystems müssen die Ladungszustände der Batteriemodule zumindest annähernd gleich sein.
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Das Dokument
US 2017/0158062 A1 beschreibt ein Fahrzeugstromverteilungssystem mit Relais, die integrierte Spannungswandler aufweisen, um die Spannung aus einer Fahrzeugstromquellen in eine Spannung umzuwandeln, die für eine elektrische Fahrzeuglast akzeptabel ist.
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Aus dem Dokument
US 2018/0037124 A1 ist eine Vorrichtung zum Laden einer Batterie eines Elektrofahrzeugs unter Verwendung von sowohl induktivem Laden als auch konduktivem Laden in einer Umgebung bekannt, in der sowohl ein induktiver Ladeeingang als auch ein konduktiver Ladeeingang verfügbar sind.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird ein Batteriesystem vorgeschlagen. Dabei umfasst das Batteriesystem einem Batteriemodul, welches mindestens eine Batteriezelle, eine Induktivität, einen positiven Pol und einen negativen Pol aufweist, einen Ausgang, welcher ein positives Terminal und ein negatives Terminal aufweist, eine Schalteinheit zur elektrischen Verbindung des Batteriemoduls mit dem Ausgang, und einen Gleichrichter, welcher einen ersten Gleichrichter-Ausgangsanschluss und einen zweiten Gleichrichter-Ausgangsanschluss aufweist.
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Das Batteriemodul kann mehrere Batteriezellen umfassen, die innerhalb der Batteriemodule sowohl seriell als auch parallel miteinander verschaltetet sein können. Die Batteriezellen sind vorzugsweise als Lithium-Ionen-Batteriezellen ausgeführt. Elektrische Leitungen innerhalb des Batteriemoduls und die Batteriezellen weisen Induktivitäten auf. Die Induktivität der elektrischen Leitungen und der Batteriezellen des Batteriemoduls bildet die Induktivität des Batteriemoduls. Optional kann das Batteriemodul zusätzlich eine Spule mit einer zusätzlichen Induktivität aufweisen. Bei einer zusätzlich vorgeschalteten Induktivität kann noch ein Kondensator parallel zu der mindestens einen Batteriezelle bzw. zu dem Batteriemodul geschaltet werden, um den Stromripple zu reduzieren.
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Erfindungsgemäß weist die Schalteinheit ein erstes Schaltelement, ein zweites Schaltelement und ein drittes Schaltelement auf. Unter dem Schaltelement wird verstanden, dass das Schaltelement einen Schalter oder mehrere parallelgeschalteten Schalter zur Erhöhung der Stromtragfähigkeit umfassen kann. Die Schaltelemente weisen jeweils drei Anschlüsse auf, wobei zwischen einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss eine Schaltstrecke gebildet ist, welche mittels eines dritten Anschlusses ansteuerbar ist. Die Schalteinheiten sind vorzugsweise identisch aufgebaut und auf gleiche Art mit dem Batteriemodul und mit dem Ausgang verbunden.
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Dabei ist ein erster Anschluss des ersten Schaltelements mit einem Knotenpunkt verbunden, und ein zweiter Anschluss des ersten Schaltelements mit einem der Pole des Batteriemoduls verbunden. Ein erster Anschluss des zweiten Schaltelements ist mit dem Knotenpunkt verbunden, und ein zweiter Anschluss des zweiten Schaltelements ist mit einem der Terminals des Ausgangs sowie mit einem der Gleichrichter-Ausgangsanschlüsse verbunden. Ein erster Anschluss des dritten Schaltelements ist mit dem anderen der Pole des Batteriemoduls und mit dem anderen der Terminals des Ausgangs sowie mit dem anderen der Gleichrichter-Ausgangsanschlüsse und ein zweiter Anschluss des dritten Schaltelements ist mit dem Knotenpunkt verbunden.
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Beispielsweise ist der zweite Anschluss des ersten Schaltelements mit dem positiven Pol des Batteriemoduls verbunden, und der zweite Anschluss des zweiten Schaltelements ist mit dem positiven Terminal des Ausgangs verbunden. Der erste Anschluss des dritten Schaltelements ist dann mit dem negativen Pol des Batteriemoduls und mit dem negativen Terminal des Ausgangs verbunden. Der negative Pol des Batteriemoduls ist dabei mit dem negativen Terminal des Ausgangs fest verbunden. Mittels der Schalteinheit kann das Batteriemodul elektrisch mit dem Ausgang sowie mit dem Gleichrichter verbunden, sowie von dem Ausgang und von dem Gleichrichter getrennt werden. Es können mehrere Batteriesysteme, die jeweils ein Batteriemodul mit jeweils einer zugeordneten Schalteinheit umfassen, parallel verschaltet werden.
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Vorzugsweise sind das erste Schaltelement, das zweite Schaltelement und das dritte Schaltelement als Halbleiterschalter ausgebildet. Dabei wird ebenfalls verstanden, dass das Schaltelement einen Halbleiterschalter oder mehrere parallelgeschalteten Halbleiterschalter zur Erhöhung der Stromtragfähigkeit umfassen kann.
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Vorzugsweise sind das erste Schaltelement, das zweite Schaltelement und das dritte Schaltelement als Feldeffekttransistoren (FETs) ausgebildet und weisen jeweils einen SOURCE-Anschluss, einen DRAIN-Anschluss und einen GATE-Anschluss auf. Die Schaltelemente können derart verschaltet sein, dass jeweils der erste Anschluss der SOURCE-Anschluss, der zweite Anschluss der DRAIN-Anschluss und der dritte Anschluss der GATE-Anschluss ist. Beispielsweise handelt es sich bei den Schaltelementen um MOSFETs, insbesondere um n-Kanal-MOSFETs vom Anreicherungstyp. Sind die Schaltelemente als p-Kanal-MOSFETs ausgebildet, sind sie derart verschaltete, dass jeweils der erste Anschluss der DRAIN-Anschluss, der zweite Anschluss der SOURCE-Anschluss und der dritte Anschluss der GATE-Anschluss ist.
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Alternativ können das erste Schaltelement, das zweite Schaltelement und das dritte Schaltelement als IGBTs (engl.: Insulated-Gate Bipolar Transistor) ausgebildet sein und weisen jeweils einen Kollektor-Anschluss, einen Emitter-Anschluss und einen GATE-Anschluss auf. Die Schaltelemente können derart verschaltet sein, dass jeweils der erste Anschluss der Emitter-Anschluss, der zweite Anschluss der Kollektor-Anschluss und der dritte Anschluss der GATE-Anschluss ist.
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Vorzugsweise weisen das erste Schaltelement, das zweite Schaltelement und das dritte Schaltelement jeweils eine Schaltstrecke sowie eine parallel zu der Schaltstrecke geschaltete Inversdiode, welche auch als Body-Diode bezeichnet wird, auf.
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Das Batteriesystem kann mit verschiedenen Ladespannung am Ausgang geladen werden. Vorzugsweise liegt an dem Batteriesystem zwischen dem positiven und dem negativen Terminal des Ausgangs eine feste Spannung an. Dadurch ist das Laden auch im Systemverbund ohne weiteres denkbar.
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Vorzugsweise ist die feste Spannung kleiner oder gleich 60 V. Damit gilt dies noch nicht als Hochvoltsystem, bei dem weitere Sicherheitsmaßnahmen zu treffen sind. Dabei können unteranderem Batteriesysteme mit Nennspannungen von 48 V für z. B Hybrid-Fahrzeug-Batterien oder Leichtelektromobil-Batterien oder von 36 V für Elektrofahrrad-Batterien geladen werden.
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Vorzugsweise ist die Schalteinheit fest im Batteriemodul integriert. Alternativ kann die Schalteinheit auch als ein separater Adapter ausgebildet sein, der an das Batteriemodul angeschlossen werden kann.
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Vorzugsweise ist der Gleichrichter ebenfalls fest im Batteriemodul integriert. Alternativ kann der Gleichrichter auch als ein separater Adapter ausgebildet sein.
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Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäß vorgeschlagene Batteriesystem ferner eine Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation mit einem Benutzer. Dabei kann die Kommunikation kabelgebunden, wie beispielsweise via CAN-Bus oder LIN-Bus, oder kabellos, wie beispielsweise per Bluetooth, erfolgen. Dadurch kann der Benutzer selbst entscheiden, ob die Batterie langsam (eco charge), normal (standard charge) oder schnell (fast charge) geladen wird.
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Es wird auch ein Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen Batteriesystems vorgeschlagen. Dabei wird die Schalteinheit derart angesteuert, dass ein Strom durch das Batteriemodul fließt, wodurch elektrische Energie zu der mindestens einen Batteriezelle übertragen wird. Der Strom fließt dabei unter anderem durch die Schalteinheit, durch die Induktivität und durch die mindestens eine Batteriezelle. Durch die Übertragung der elektrischen Energie zu der mindestens einen Batteriezelle des Batteriemoduls erfolgt eine Aufladung der mindestens einen Batteriezelle des Batteriemoduls.
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Vorzugsweise wird die Schalteinheit derart angesteuert, dass das erste und das zweite Schaltelement und ggf. das dritte Schaltelement geöffnet sind, um als bidirektionaler Batterietrennschalter zu fungieren, der Lade- oder Entladeströme trennt, und dass das erste und das zweite Schaltelement geschlossen sind, um das Batteriesystem mit einem anderen System zu verbinden, um einen Stromfluss in Lade- oder Entladerichtung zuzulassen.
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Vorzugsweise wird die Schalteinheit derart angesteuert, dass während einer ersten Phase das erste Schaltelement geschlossen, das zweite Schaltelement geschlossen und das dritte Schaltelement geöffnet ist. Der Strom fließt während der ersten Phase durch das erste Schaltelement, durch das zweite Schaltelement, durch die Induktivität und durch die mindestens eine Batteriezelle.
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Vorzugsweise wird die Schalteinheit ferner derart angesteuert, dass während einer zweiten Phase das erste Schaltelement geschlossen, das zweite Schaltelement geöffnet und das dritte Schaltelement geschlossen ist. Verfügt das dritte Schaltelement über eine Body-Diode, kann das dritte Schaltelement alternativ auch geöffnet bleiben. Der Strom fließt während der zweiten Phase durch das erste Schaltelement, durch das dritte Schaltelement, durch die Induktivität und durch die mindestens eine Batteriezelle.
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Vorzugsweise wird die Schalteinheit ferner derart angesteuert, dass die erste Phase und die zweite Phase zyklisch wiederholt werden. Die erste Phase und die zweite Phase werden bevorzugt mit einer verhältnismäßig hohen Frequenz von beispielsweise 20 kHz wiederholt. Zwischen der ersten und der zweiten Phase kann eine Totzeit-Phase eingeführt werden, um sicherzustellen, dass das zweite und das dritte Schaltelement nicht zeitgleich geschlossen sein können.
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Wenn das Batteriesystem im normalen Betrieb verwendet werden, kann die Schalteinheit derart angesteuert werden, dass das erste und das zweite Schaltelement dauerhalft geschlossen sind. Dabei dient die Schalteinheit als normaler Trennschalter.
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Es wird auch ein Fahrzeug vorgeschlagen, das mindestens ein erfindungsgemäßes Batteriesystem umfasst, welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird.
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Es wird ferner eine Ladestation vorgeschlagen, die mindestens ein erfindungsgemäßes Batteriesystem umfasst, welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird.
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Es wird auch ein elektrisches Gerät vorgeschlagen, das mindestens ein erfindungsgemäßes Batteriesystem umfasst, welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird.
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Vorteile der Erfindung
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Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das erfindungsgemäße Batteriesystem ähnlich wie ein DC/DC-Wandler, beziehungsweise wie ein Tiefsetzsteller, betrieben werden. Während dieses Vorgangs wird elektrische Energie insbesondere von einer ersten Spannungsquelle, sei es eine Gleichspannung, sei es eine Wechselspannung, zu den Induktivitäten und weiter zu einer zweiten Spannungsquelle, vorliegend den Batteriezellen, übertragen. Dabei bleibt die Spannung der zweiten Spannungsquelle stets kleiner oder gleich der Spannung der ersten Spannungsquelle.
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Durch die Erfindung wird außerhalb des Batteriesystems kein intelligenter Lader benötigt. Die Strom- bzw. Spannungsregelung wird durch die Schalteinheit übernommen. Es muss somit keine Kommunikation zwischen der Spannungsversorgung und dem Batteriesystem erfolgen. Dadurch ist es ebenfalls möglich, mehrere Batteriemodule mit unterschiedlichem Ladezustand (State Of Charge, SOC), unterschiedlicher Alterungszustand (State Of Health, SOH) oder unterschiedlicher Kapazitäten zeitgleich zu laden. Ebenfalls können zweitgleich Batterien unterschiedlicher Spannungsniveaus, wie beispielsweise 48 V und 36 V, geladen werden. Anwendung hierfür wären zum Beispiel Ladestationen für Wechselbatterien, die nur noch eine Gleichspannung bereitstellen müssten.
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Auch ein CCCV-Laden (Constant Current Constant Voltage, CCCV) kann ermöglicht werden. Die Schalteinheit kann dabei Teil des Batteriemoduls sein oder dem Batteriemodul vorgeschaltet sein. Durch eine Kommunikationsschnittstelle zum Batteriesystem, sei es kabelgebunden, sei es kabellos, könnte ein Benutzer selbst entscheiden, ob die Batterie langsam, normal oder schnell geladen wird.
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Figurenliste
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Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Batteriesystems gemäß einer ersten Ausführungsform und
- 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Batteriesystems gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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Ausführungsformen der Erfindung
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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.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Batteriesystems 10 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Batteriesystem 10 umfasst ein Batteriemodul 5, einen Ausgang 6 und eine Schalteinheit 60. Die Schalteinheit 60 dient zur elektrischen Verbindung des Batteriemoduls 5 mit dem Ausgang 6.
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Das Batteriemodul 5 umfasst dabei mehrere Batteriezellen 2, die innerhalb des Batteriemoduls 5 seriell miteinander verschaltetet sind. Die mehreren Batteriezellen 2 können auch parallel oder parallel und serielle miteinander verschaltet sein. Induktivitäten von elektrischen Leitungen und der Batteriezellen 2 bilden eine Induktivität 3. Optional kann zusätzlich eine Spule mit einer zusätzlichen Induktivität vorgesehen sein. In diesem Fall bilden die Induktivitäten der elektrischen Leitungen und der Batteriezellen 2 gemeinsam mit der Induktivität der Spule die Induktivität 3.
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Das Batteriemodul 5 weist somit die Batteriezellen 2 als Spannungsquelle und die Induktivität 3 auf. Das Batteriemodul 5 weist ferner einen positiven Pol 22 und einen negativen Pol 21 auf. Im Leerlauf liegt eine von den Batteriezellen 2 gelieferte Spannung zwischen dem positiven Pol 22 und dem negativen Pol 21 an.
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Der Ausgang 6 des Batteriesystems 10 weist ein positives Terminal 12 und ein negatives Terminal 11 auf. Umfasst das Batteriemodul 5 eine zusätzliche Spule mit einer zusätzlichen Induktivität, kann noch ein Kondensator parallel zu der den Batteriezellen 2 bzw. zu dem Batteriemodul 5 geschaltet werden, um den Stromripple, der durch das Batteriemodul 5 fließt, zu reduzieren.
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Die Schalteinheit 60 weist ein erstes Schaltelement 61, ein zweites Schaltelement 62 und ein drittes Schaltelement 63 auf. Die Schaltelemente 61, 62, 63 weisen jeweils drei Anschlüsse auf, wobei zwischen einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss eine Schaltstrecke gebildet ist, welche mittels eines dritten Anschlusses ansteuerbar ist.
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Das erste Schaltelement 61, das zweite Schaltelement 62 und das dritte Schaltelement 63 sind vorliegend als Feldeffekttransistoren ausgebildet. Die Schaltelemente 61, 62, 63 weisen jeweils einen SOURCE-Anschluss, einen DRAIN-Anschluss und einen GATE-Anschluss auf. Die Schaltelemente 61, 62, 63 sind derart verschaltet, dass jeweils der erste Anschluss der SOURCE-Anschluss, der zweite Anschluss der DRAIN-Anschluss und der dritte Anschluss der GATE-Anschluss ist.
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Bei den Schaltelementen 61, 62, 63 handelt es sich vorliegend um n-Kanal-MOSFETs vom Anreicherungstyp. Die Schaltelemente 61, 62, 63 weisen jeweils eine Schaltstrecke sowie eine parallel zu der Schaltstrecke geschaltete Inversdiode auf. Die Inversdiode, welche auch als Body-Diode bezeichnet wird, entsteht in jedem MOSFET aufgrund von dessen interner Struktur und ist kein explizites Bauteil. Das erste und das zweite Schaltelement 61, 62 bilden dabei einen bidirektionalen Batterietrennschalter, während das zweite und das dritte Schaltelement 62, 63 einen Tiefsetzsteller bilden.
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Der erste Anschluss des ersten Schaltelements 61 ist mit einem Knotenpunkt 25 verbunden. Ein zweiter Anschluss des ersten Schaltelements 61 ist mit dem positiven Pol 22 des Batteriemoduls 5 verbunden. Ein erster Anschluss des zweiten Schaltelements 62 ist mit dem Knotenpunkt 25 verbunden. Ein zweiter Anschluss des zweiten Schaltelements 62 ist mit dem positiven Terminal 12 des Ausgangs 6 verbunden. Ein erster Anschluss des dritten Schaltelements 63 ist mit dem negativen Pol 21 des Batteriemoduls 5 und mit dem negativen Terminal 11 des Ausgangs 6 verbunden. Ein zweiter Anschluss des dritten Schaltelements 63 ist mit dem Knotenpunkt 25 verbunden.
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Vorzugsweise liegt zwischen den Terminals 11, 12 eine feste Spannung an. Vorteilhaft ist dadurch das Laden auch im Systemverbund ohne weiteres denkbar. Bevorzugt ist die feste Spannung kleiner oder gleich 60 V. Dabei können unter anderem Batteriesysteme 10 mit Nennspannungen von 48 V für z. B Hybrid-Fahrzeug-Batterien, Leichtelektromobil-Batterien oder von 36 V für Elektrofahrrad-Batterien geladen werden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Batteriesystems 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Das Batteriesystem 10 umfasst ein Batteriemodul 5, einen Ausgang 6 und eine Schalteinheit 60. Die Schalteinheit 60 dient zur elektrischen Verbindung des Batteriemoduls 5 mit dem Ausgang 6. Dabei sind das Batteriemodul 5 und die Schalteinheit 60 gleich wie 1 dargestellt aufgebaut.
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Das Batteriesystem 10 umfasst ferner einen Gleichrichter 70, der einen ersten Gleichrichter-Eingangsanschluss 71, einen zweiten Gleichrichter-Eingangsanschluss 72, einen ersten Gleichrichter-Ausgangsanschluss 73 und einen zweiten Gleichrichter-Ausgangsanschluss 74 aufweist. Dabei kann der Gleichrichter 70 ausgangsseitig einen Glättungskondensator aufweisen. Dabei ist sicherzustellen, dass das positive Terminal 12 und der zweite Gleichrichter-Eingangsanschluss 72 nicht zeitgleich angeschlossen werden können. Dies kann ggf. durch einen entsprechenden Stecker-Anschluss gewährleistet werden. Im idealen Fall können die Terminals 11, 12 nicht berührt werden, sobald der erste und der zweite Gleichrichter-Eingangsanschluss 71, 72 angeschlossen sind.
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Der erste Gleichrichter-Ausgangsanschluss 73 ist dabei mit dem negativen Terminal 11 des Ausgangs 6 sowie dem ersten Anschluss des dritten Schaltelements 63 und dem negativen Pol 21 des Batteriemoduls 5 verbunden. Der zweite Gleichrichter-Ausgangsanschluss 74 ist dabei mit dem positiven Terminal 12 des Ausgangs 6 sowie dem zweiten Anschluss des zweiten Schaltelements 62 verbunden.
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Beispielsweise kann eine einphasige Wechselspannung von 230 V zwischen dem ersten und dem zweiten Gleichrichter-Eingangsanschluss 71, 72 anliegen, während nach Gleichrichtung durch den Gleichrichter 70 eine Gleichspannung von ca. 325 V zwischen dem ersten und dem zweiten Gleichrichter-Ausgangsanschluss 73, 74 ohne Last anliegt.
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Die in 1 und 2 dargestellten Schalteinheiten 60, und der in 2 dargestellte Gleichrichter 70 ausgebildet werden, der dem Batteriemodul 5 vorgeschaltet werden kann. Alternativ können sie auch fest im Batteriemodul 5 integriert sein.
Beim Aufladen der Batteriesysteme 10 bzw. der Batteriemodule 5, die in 1 und 2 dargestellt wurden, wird die Schalteinheit 60 derart angesteuert, dass ein Strom durch das Batteriemodul 5 fließt, wodurch elektrische Energie zu den
Batteriezellen 2 übertragen wird. Der Strom fließt dabei unter anderem durch die Schalteinheit 60, durch die Induktivität 3 und durch die Batteriezellen 2. Durch die Übertragung der elektrischen Energie zu den Batteriezellen 2 erfolgt eine Aufladung der Batteriezellen 2.
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Dabei kann die Schalteinheit 60 derart angesteuert werden, dass während einer ersten Phase das erste Schaltelement 61 geschlossen, das zweite Schaltelement 62 geschlossen und das dritte Schaltelement 63 geöffnet ist. Verfügt das dritte Schaltelement 63 eine Body-Diode, kann dieses auch geöffnet bleiben. Der Strom fließt während der ersten Phase durch das erste Schaltelement 61, durch das zweite Schaltelement 62, durch die Induktivität 3 und durch die Batteriezellen 2.
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Die Schalteinheit 60 kann derart angesteuert werden, dass während einer zweiten Phase das erste Schaltelement 61 geschlossen, das zweite Schaltelement 62 geöffnet und das dritte Schaltelement 63 geschlossen ist. Der Strom fließt während der zweiten Phase durch das erste Schaltelement 61, durch das dritte Schaltelement 63, durch die Induktivität 3 und durch die Batteriezellen 2.
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Ferner kann die Schalteinheit 60 ferner derart angesteuert werden, dass die erste Phase und die zweite Phase zyklisch wiederholt werden. Die erste Phase und die zweite Phase werden bevorzugt mit einer verhältnismäßig hohen Frequenz von beispielsweise 20 kHz wiederholt.
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2017/0158062 A1 [0006]
- US 2018/0037124 A1 [0007]
