DE102021209520A1 - Method for operating an electrical energy store, electrical energy store and device - Google Patents

Method for operating an electrical energy store, electrical energy store and device Download PDF

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Johannes Maximilian Nipper
Johannes Swoboda
Shweta Vijay Pawar
Holavanahalli Shashank
Joerg Schneider
Peter Kohn
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Abstract

Verfahren (100) zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichers, aufweisend eine elektrische Energiespeichereinheit, einen Anschluss, eine Schaltvorrichtung und einen Sensor, wobei die Schaltvorrichtung zwischen der elektrischen Energiespeichereinheit und dem Anschluss angeordnet ist,
wobei ausgehend von einem Normalzustand (101) des elektrischen Energiespeichers, in dem alle Komponenten des elektrischen Energiespeichers störungsfrei arbeiten, ein sicherheitsrelevanter Fehler festgestellt wird,
wobei überprüft wird, welche Art von Fehler vorliegt und ob der elektrische Energiespeicher trotz des Fehlers für einen definierten Zeitraum weiter betrieben werden kann,
wobei, falls der elektrische Energiespeicher nicht für den definierten Zeitraum weiter betrieben werden kann, der elektrische Energiespeicher, insbesondere unmittelbar, in einen sicheren Zustand (103) überführt wird,
wobei, falls der elektrische Energiespeicher trotz des Fehlers für einen definierten Zeitraum weiter betrieben werden kann, der elektrische Energiespeicher für den definierten Zeitraum weiter betrieben wird und anschließend, insbesondere unmittelbar, in den sicheren Zustand (103) überführt wird.

Figure DE102021209520A1_0000
Method (100) for operating an electrical energy storage device, comprising an electrical energy storage unit, a connection, a switching device and a sensor, the switching device being arranged between the electrical energy storage unit and the connection,
based on a normal state (101) of the electrical energy storage device, in which all components of the electrical energy storage device are working correctly, a safety-relevant fault is determined,
whereby it is checked what type of error is present and whether the electrical energy store can continue to be operated despite the error for a defined period of time,
wherein, if the electrical energy store cannot continue to be operated for the defined period of time, the electrical energy store is transferred to a safe state (103), in particular immediately,
wherein, if the electrical energy store can continue to be operated despite the error for a defined period of time, the electrical energy store continues to be operated for the defined period of time and is then, in particular immediately, transferred to the safe state (103).
Figure DE102021209520A1_0000

Description

Feld der Erfindungfield of invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichers, einen elektrischen Energiespeicher und eine Vorrichtung.The present invention relates to a method for operating an electrical energy store, an electrical energy store and a device.

Stand der TechnikState of the art

Die WO 2019/223303 A1 offenbart ein Fehlerdiagnoseverfahren für ein elektrisches Fahrzeug, eine Fehlerdiagnosevorrichtung und ein elektrisches Fahrzeug.The WO 2019/223303 A1 discloses a fault diagnosis method for an electric vehicle, a fault diagnosis device and an electric vehicle.

Die CN 107 662 499 A zeigt ein elektrisches Steuerverfahren und -system für einen Gesamtfahrzeugfehler eines elektrischen Fahrzeugs.The CN 107 662 499 A FIG. 1 shows an electrical control method and system for a total vehicle fault of an electric vehicle.

Die US 9,586,481 B2 offenbart eine Vorrichtung, ein Fahrzeug, ein Verfahren und ein Computerprogramm zur Deaktivierung von Hochvoltkomponenten eines Fahrzeugs.The US 9,586,481 B2 discloses a device, a vehicle, a method and a computer program for deactivating high-voltage components of a vehicle.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Der Kern der Erfindung bei dem Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichers, aufweisend eine elektrische Energiespeichereinheit, einen Anschluss, eine Schaltvorrichtung und einen Sensor, wobei die Schaltvorrichtung zwischen der elektrischen Energiespeichereinheit und dem Anschluss angeordnet ist, besteht darin, dass ausgehend von einem Normalzustand des elektrischen Energiespeichers, in dem alle Komponenten des elektrischen Energiespeichers störungsfrei arbeiten, ein sicherheitsrelevanter Fehler festgestellt wird,
wobei überprüft wird, welche Art von Fehler vorliegt und ob der elektrische Energiespeicher trotz des Fehlers für einen definierten Zeitraum weiter betrieben werden kann, wobei, falls der elektrische Energiespeicher nicht für den definierten Zeitraum weiter betrieben werden kann, der elektrische Energiespeicher, insbesondere unmittelbar, in einen sicheren Zustand überführt wird, wobei, falls der elektrische Energiespeicher trotz des Fehlers für einen definierten Zeitraum weiter betrieben werden kann, der elektrische Energiespeicher für den definierten Zeitraum weiter betrieben wird und anschließend, insbesondere unmittelbar, in den sicheren Zustand überführt wird.The core of the invention in the method for operating an electrical energy storage device, having an electrical energy storage unit, a connection, a switching device and a sensor, the switching device being arranged between the electrical energy storage unit and the connection, is that, starting from a normal state of the electrical energy storage device in which all components of the electrical energy storage device are working properly, a safety-related error is detected,
it being checked what type of error is present and whether the electrical energy storage device can continue to be operated despite the error for a defined period of time, whereby if the electrical energy storage device cannot continue to be operated for the defined period of time, the electrical energy storage device, in particular immediately, in a safe state is transferred, in which case, if the electrical energy store can continue to be operated despite the error for a defined period of time, the electrical energy store will continue to be operated for the defined period of time and is then, in particular immediately, transferred to the safe state.

Hintergrund der Erfindung ist, dass die Verfügbarkeit des elektrischen Energiespeichers verbessert wird. Dabei kann der definierte Zeitraum genutzt werden, um eine Vorrichtung, die aus dem elektrischen Energiespeicher gespeist wird, nicht unmittelbar abzuschalten, sondern in einer sicheren Position abzustellen, beispielsweise mittels eines autonomen Fahrmanövers.The background to the invention is that the availability of the electrical energy store is improved. In this case, the defined period of time can be used so that a device that is fed from the electrical energy store is not switched off immediately, but is parked in a safe position, for example by means of an autonomous driving maneuver.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous embodiments of the present invention are the subject matter of the dependent claims.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Schaltvorrichtung während des definierten Zeitraums, insbesondere mittels eines Haltestromkreises, geschlossen gehalten. Dadurch ist ein ungewolltes Öffnen der Schaltvorrichtung verhinderbar.According to an advantageous embodiment, the switching device is kept closed during the defined period of time, in particular by means of a holding current circuit. As a result, an unintentional opening of the switching device can be prevented.

Von Vorteil ist es dabei, wenn ein Öffnen der Schaltvorrichtung aufgrund eines Fehlers des elektrischen Energiespeichers mit geringer Relevanz verhindert wird, insbesondere mittels eines zusätzlichen Steueranschlusses der Schaltvorrichtung oder mittels eines Computerprogramms. Somit kann der elektrische Energiespeicher während des definierten Zeitraums ununterbrochen weiterbetrieben werden, auch wenn ein Fehler mit geringer Relevanz auftritt.It is advantageous if the switching device is prevented from opening due to a fault in the electrical energy store with little relevance, in particular by means of an additional control connection of the switching device or by means of a computer program. The electrical energy store can thus continue to be operated without interruption during the defined period of time, even if an error of minor relevance occurs.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der elektrische Energiespeicher während des definierten Zeitraums in einem Sicherheitsbetriebsmodus betrieben wird. Dadurch ist ein Ausfall des elektrischen Energiespeichers während des definierten Zeitraums verhinderbar.Furthermore, it is advantageous if the electrical energy store is operated in a safety operating mode during the defined period of time. As a result, failure of the electrical energy store can be prevented during the defined period of time.

Dabei ist es von Vorteil, wenn im Sicherheitsbetriebsmodus eine Leistung des elektrischen Energiespeichers begrenzt wird, insbesondere wobei ein mit dem elektrischen Energiespeicher verbundener Gleichspannungswandler als Abwärtswandler betrieben wird. Somit ist eine Überlastung, beispielsweise eine Überhitzung, des elektrischen Energiespeichers vermeidbar.In this case, it is advantageous if the power of the electrical energy storage device is limited in the safety operating mode, in particular with a DC-DC converter connected to the electrical energy storage device being operated as a step-down converter. Overloading, for example overheating, of the electrical energy store can thus be avoided.

Vorteilhafterweise wird im Sicherheitsbetriebsmodus des elektrischen Energiespeichers der Strom aus dem elektrischen Energiespeicher begrenzt.The current from the electrical energy store is advantageously limited in the safety operating mode of the electrical energy store.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Fehler einer Fehlerkategorie zugeordnet, wobei ein aktueller Betriebszustand des elektrischen Energiespeichers, insbesondere vor dem Auftreten des Fehlers, verwendet wird. Dabei ist eine Kategorisierung wie ASIL verwendbar.According to a further advantageous embodiment, the error is assigned to an error category, using a current operating state of the electrical energy store, in particular before the error occurred. A categorization such as ASIL can be used here.

Dabei ist es von Vorteil, dass, wenn der Fehler ein Ladefehler ist, die Schaltvorrichtung in einer Laderichtung des elektrischen Energiespeichers geöffnet wird. Somit ist der elektrische Energiespeicher, wenn lediglich der Ladefehler vorliegt, in Entladerichtung weiterhin betreibbar.It is advantageous here that, if the error is a charging error, the switching device is opened in a charging direction of the electrical energy store. The electrical energy store can therefore continue to be operated in the discharging direction if only the charging error is present.

Außerdem ist es von Vorteil, dass, wenn der Fehler ein Entladefehler ist, entweder die Schaltvorrichtung in Entladerichtung unmittelbar geöffnet wird oder die Schaltvorrichtung nach Ablauf des definierten Zeitraums in Entladerichtung geöffnet wird. Dadurch ist eine Reaktion auf den Entladefehler an eine Sicherheitsrelevanz des Entladefehlers anpassbar.In addition, it is advantageous that if the fault is a discharge fault, either the switching direction is opened immediately in the discharging direction or the switching device is opened in the discharging direction after the defined period of time has elapsed. As a result, a reaction to the discharge error can be adapted to a safety relevance of the discharge error.

Beispielsweise ist ein sicherheitsrelevanter Fehler ein Sensorausfall oder ein Ausfall einer Steuereinheit der Schaltvorrichtung.For example, a safety-relevant error is a sensor failure or a failure of a control unit of the switching device.

Von Vorteil ist es weiterhin, wenn im sicheren Zustand die Schaltvorrichtung, insbesondere in Laderichtung und Entladerichtung, geöffnet ist. Somit ist ein weiteres Laden und Entladen des elektrischen Energiespeichers verhinderbar.It is also advantageous if the switching device is open in the safe state, in particular in the charging direction and discharging direction. Further charging and discharging of the electrical energy store can thus be prevented.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der sichere Zustand durch eine Reaktion eines mit dem elektrischen Energiespeicher verbundenen Gleichspannungswandlers erreicht wird.Furthermore, it is advantageous if the safe state is achieved by a reaction of a DC-DC converter connected to the electrical energy store.

Der Kern der Erfindung bei dem elektrischen Energiespeicher aufweisend eine elektrische Energiespeichereinheit, einen Anschluss, eine Schaltvorrichtung und einen Sensor, wobei die Schaltvorrichtung zwischen der elektrischen Energiespeichereinheit und dem Anschluss angeordnet ist, besteht darin, dass der elektrische Energiespeicher eingerichtet ist, mittels eines Verfahrens wie zuvor beschrieben beziehungsweise nach einem der auf das Verfahren bezogenen Ansprüche betrieben zu werden.The core of the invention in the case of the electrical energy storage device having an electrical energy storage unit, a connection, a switching device and a sensor, the switching device being arranged between the electrical energy storage unit and the connection consists in that the electrical energy storage device is set up using a method as before described or to be operated according to one of the claims related to the method.

Hintergrund der Erfindung ist, dass die Verfügbarkeit des elektrischen Energiespeichers verbessert wird. Dabei kann der definierte Zeitraum genutzt werden, um eine Vorrichtung, die aus dem elektrischen Energiespeicher gespeist wird, nicht unmittelbar abschalten zu müssen, sondern sicher abzuschalten.The background to the invention is that the availability of the electrical energy store is improved. In this case, the defined period of time can be used so that a device that is fed from the electrical energy store does not have to be switched off immediately, but rather is switched off safely.

Der Kern der Erfindung bei der Vorrichtung, insbesondere Fahrzeug, besteht darin, dass die Vorrichtung einen elektrischen Energiespeicher wie zuvor beschrieben beziehungsweise nach einem der auf den elektrischen Energiespeicher bezogenen Ansprüche aufweist.The core of the invention in the device, in particular the vehicle, is that the device has an electrical energy store as described above or according to one of the claims relating to the electrical energy store.

Hintergrund der Erfindung ist, dass die Verfügbarkeit der Vorrichtung verbessert wird. Dabei kann der definierte Zeitraum genutzt werden, um die Vorrichtung, die aus dem elektrischen Energiespeicher gespeist wird, nicht unmittelbar abschalten zu müssen, sondern in eine sichere Position zu bringen, bevor der elektrische Energiespeicher in den sicheren Zustand überführt wird.The background to the invention is that the availability of the device is improved. In this case, the defined period of time can be used so that the device, which is fed from the electrical energy store, does not have to be switched off immediately, but instead brought into a safe position before the electrical energy store is switched to the safe state.

Vorteilhafterweise wird das Verfahren zur Ausführung eines autonomen Fahrmanövers genutzt, beispielsweise um das Fahrzeug an einer sicheren Position abzustellen.The method is advantageously used to carry out an autonomous driving maneuver, for example to park the vehicle in a safe position.

Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.The above configurations and developments can be combined with one another as desired, insofar as this makes sense. Further possible refinements, developments and implementations of the invention also include combinations of features of the invention described above or below with regard to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. In particular, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the present invention.

Figurenlistecharacter list

Im folgenden Abschnitt wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben können, auf die die Erfindung aber in ihrem Umfang nicht beschränkt ist, erläutert. Das Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt.In the following section, the invention is explained using an exemplary embodiment, from which further inventive features can result, but to which the scope of the invention is not limited. The embodiment is shown in the drawing.

Es zeigt:

  • 1 ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichers.
It shows:
  • 1 a schematic flowchart of a method 100 according to the invention for operating an electrical energy store.

1 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichers, der eine Schaltvorrichtung aufweist, die zumindest einen Sensor, beispielsweise einen Stromsensor und/oder einen Spannungssensor und/oder einen Temperatursensor für ein Kühlmittel, aufweist. Dabei weist der elektrische Energiespeicher gegebenenfalls einen weiteren Sensor, beispielsweise einen Stromsensor und/oder einen Spannungssensor und/oder Temperatursensor innerhalb des elektrischen Energiespeichers, auf. 1 shows a schematic flowchart of method 100 according to the invention for operating an electrical energy store which has a switching device which has at least one sensor, for example a current sensor and/or a voltage sensor and/or a temperature sensor for a coolant. In this case, the electrical energy storage device optionally has a further sensor, for example a current sensor and/or a voltage sensor and/or temperature sensor within the electrical energy storage device.

Die Schaltvorrichtung ist dabei zwischen zumindest einer elektrischen Energiespeichereinheit, aufweisend ein elektrisches Energiespeichermodul beziehungsweise eine elektrische Energiespeicherzelle, und einem Anschluss des elektrischen Energiespeichers angeordnet. Vorzugweise weist die Schaltvorrichtung zumindest zwei Halbleiterschalter auf, insbesondere MOSFETs, die antiseriell angeordnet sind, so dass die Schaltvorrichtung nur in Laderichtung des elektrischen Energiespeichers öffnen kann oder nur in Entladerichtung des elektrischen Energiespeichers öffnen kann oder in Entladerichtung und Laderichtung gleichzeitig öffnen kann.The switching device is arranged between at least one electrical energy storage unit, having an electrical energy storage module or an electrical energy storage cell, and a connection of the electrical energy storage device. The switching device preferably has at least two semiconductor switches, in particular MOSFETs, which are arranged back-to-back, so that the switching device can only open in the charging direction of the electrical energy storage device or can only open in the discharging direction of the electrical energy storage device or can open in the discharging direction and charging direction at the same time.

Ausgehend von einem Normalzustand 101 des elektrischen Energiespeichers, in dem alle Komponenten des elektrischen Energiespeichers störungsfrei arbeiten, wird ein sicherheitsrelevanter Fehler, beispielsweise ein Sensorausfall oder ein Ausfall der Steuereinheit der Schaltvorrichtung, festgestellt.Starting from a normal state 101 of the electrical energy store, in which all components of the electrical energy store are faulty work without any problems, a safety-related error, for example a sensor failure or a failure of the control unit of the switching device, is detected.

Danach wird überprüft, welche Art von Fehler vorliegt und der Fehler wird einer Fehlerkategorie zugeordnet. Dabei wird ein aktueller Betriebszustand des elektrischen Energiespeichers berücksichtigt.Then it is checked what type of error is present and the error is assigned to an error category. A current operating state of the electrical energy store is taken into account.

Folgende Fehlerkategorien sind vorgesehen:

  • - Ladefehler: Ein Fehler, der sich lediglich im Ladebetrieb des elektrischen Energiespeichers auswirkt und im Entladebetrieb ignoriert werden kann.
  • - Entladefehler erster Art: Ein Fehler, der sich zumindest auch im Entladebetrieb des elektrischen Energiespeichers auswirkt, allerdings für einen definierten Zeitraum ignoriert werden kann.
  • - Entladefehler zweiter Art: Ein Fehler, der sich zumindest auch auf den Entladebetrieb auswirkt und bewirkt, dass unverzüglich eine Sicherheitsaktion für den elektrischen Energiespeicher ausgeführt werden muss.
The following error categories are provided:
  • - Charging error: An error that only affects the charging operation of the electrical energy store and can be ignored in the discharging operation.
  • - Discharge error of the first type: An error which at least also affects the discharging operation of the electrical energy store, but which can be ignored for a defined period of time.
  • - Discharging error of the second type: An error that at least also affects the discharging operation and causes a safety action for the electrical energy storage device to be carried out immediately.

Eine Sicherheitsaktion für den elektrischen Energiespeicher ist beispielsweise ein Öffnen der Schaltvorrichtung oder eine Reaktion eines mit dem elektrischen Energiespeicher verbundenen Gleichspannungswandlers.A safety action for the electrical energy store is, for example, an opening of the switching device or a reaction of a DC-DC converter connected to the electrical energy store.

Der definierte Zeitraum ist vorzugsweise größer als 10 s und kleiner als 5 Minuten, insbesondere größer als 30 s und kleiner als 2 Minuten, vorzugweise beträgt der definierte Zeitraum eine Minute.The defined time period is preferably greater than 10 s and less than 5 minutes, in particular greater than 30 s and less than 2 minutes, and the defined time period is preferably one minute.

Wenn ein Ladefehler vorliegt, wird ein Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers verhindert, indem die Schaltvorrichtung in Laderichtung des elektrischen Energiespeichers geöffnet wird.If there is a charging error, a charging process of the electrical energy storage device is prevented by the switching device being opened in the charging direction of the electrical energy storage device.

Wenn ein Entladefehler erster Art vorliegt, wird der elektrische Energiespeicher für den definierten Zeitraum weiter betrieben, zum Beispiel indem ein Haltestromkreis die Schaltvorrichtung geschlossen hält. Vorzugsweise wird während des definierten Zeitraums der elektrische Energiespeicher in einen Sicherheitsbetriebsmodus 102 überführt. Der Sicherheitsbetriebsmodus 102 des elektrischen Energiespeichers ist ein Betriebsmodus, in dem beispielweise eine Leistung des elektrischen Energiespeichers begrenzt wird. Dazu kann ein mit dem elektrischen Energiespeicher verbundener Gleichspannungswandler als Abwärtswandler betrieben werden.If there is a discharge error of the first type, the electrical energy store continues to be operated for the defined period of time, for example by a holding circuit keeping the switching device closed. The electrical energy store is preferably switched to a safety operating mode 102 during the defined period of time. The safety operating mode 102 of the electrical energy store is an operating mode in which, for example, the power of the electrical energy store is limited. For this purpose, a DC-DC converter connected to the electrical energy store can be operated as a step-down converter.

Im Sicherheitsbetriebsmodus 102 wird ein Öffnen der Schaltvorrichtung für den definierten Zeitraum verhindert, solange kein Entladefehler zweiter Art auftritt. Dazu kann ein zusätzlicher Steueranschluss der Schaltvorrichtung oder eine Softwarelösung ein Öffnen der Schaltvorrichtung aufgrund eines Fehlers des elektrischen Energiespeichers mit geringer Relevanz verhindern. Ein Fehler mit geringer Relevanz ist beispielsweise ein Ausfall eines Temperatursensors für ein Kühlmedium des elektrischen Energiespeichers, da davon ausgegangen werden kann, dass das Kühlmedium innerhalb des definierten Zeitraums keine sicherheitskritische Temperatur errreicht beziehungsweise überschreitet.In the safety operating mode 102, the switching device is prevented from opening for the defined period of time as long as no discharge error of the second type occurs. For this purpose, an additional control connection of the switching device or a software solution can prevent the switching device from opening due to a fault in the electrical energy store with little relevance. An error with little relevance is, for example, a failure of a temperature sensor for a cooling medium of the electrical energy store, since it can be assumed that the cooling medium does not reach or exceed a safety-critical temperature within the defined period of time.

Nach dem definierten Zeitraum wird die Schaltvorrichtung schnellstmöglich in den sicheren Zustand 103 überführt.After the defined period of time, the switching device is transferred to the safe state 103 as quickly as possible.

Wenn ein Entladefehler der zweiten Art vorliegt, wird der elektrische Energiespeicher schnellstmöglich in einen sicheren Zustand 103 überführt. Der sichere Zustand 103 wird beispielsweise durch ein Öffnen der Schaltvorrichtung erreicht, um den elektrischen Energiespeicher von einem aus dem elektrischen Energiespeicher gespeisten elektrischen Verbraucher zu trennen, oder durch eine Reaktion eines mit dem elektrischen Energiespeicher verbundenen Gleichspannungswandlers.If there is a discharge error of the second type, the electrical energy store is transferred to a safe state 103 as quickly as possible. The safe state 103 is achieved, for example, by opening the switching device in order to separate the electrical energy store from an electrical load fed from the electrical energy store, or through a reaction of a DC-DC converter connected to the electrical energy store.

Unter einem elektrischen Energiespeicher wird hierbei ein wiederaufladbarer Energiespeicher verstanden, insbesondere aufweisend eine elektrochemische Energiespeicherzelle und/oder ein Energiespeichermodul aufweisend zumindest eine elektrochemische Energiespeicherzelle und/oder ein Energiespeicherpack aufweisend zumindest ein Energiespeichermodul. Die Energiespeicherzelle ist als lithiumbasierte Batteriezelle, insbesondere Lithium-Ionen-Batteriezelle, ausführbar. Alternativ ist die Energiespeicherzelle als Lithium-Polymer-Batteriezelle oder Nickel-Metallhydrid-Batteriezelle oder Blei-Säure-Batteriezelle oder Lithium-Luft-Batteriezelle oder Lithium-Schwefel-Batteriezelle ausgeführt.An electrical energy store is understood to mean a rechargeable energy store, in particular having an electrochemical energy storage cell and/or an energy storage module having at least one electrochemical energy storage cell and/or an energy storage pack having at least one energy storage module. The energy storage cell can be designed as a lithium-based battery cell, in particular a lithium-ion battery cell. Alternatively, the energy storage cell is designed as a lithium polymer battery cell or nickel metal hydride battery cell or lead acid battery cell or lithium air battery cell or lithium sulfur battery cell.

Unter einem Fahrzeug wird hierbei ein Landfahrzeug, zum Beispiel ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen, oder ein Luftfahrzeug oder ein Wasserfahrzeug verstanden, insbesondere ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug. Das Fahrzeug ist beispielsweise ein batterieelektrisch angetriebenes Fahrzeug, das einen rein elektrischen Antrieb aufweist, oder ein Hybridfahrzeug, das einen elektrischen Antrieb und einen Verbrennungsmotor aufweist.A vehicle is understood here as a land vehicle, for example a passenger car or a truck, or an aircraft or a watercraft, in particular an at least partially electrically powered vehicle. The vehicle is, for example, a battery-electric vehicle that has a purely electric drive, or a hybrid vehicle that has an electric drive and an internal combustion engine.

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Claims (13)

Verfahren (100) zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichers, aufweisend eine elektrische Energiespeichereinheit, einen Anschluss, eine Schaltvorrichtung und einen Sensor, wobei die Schaltvorrichtung zwischen der elektrischen Energiespeichereinheit und dem Anschluss angeordnet ist, wobei ausgehend von einem Normalzustand (101) des elektrischen Energiespeichers, in dem alle Komponenten des elektrischen Energiespeichers störungsfrei arbeiten, ein sicherheitsrelevanter Fehler festgestellt wird, wobei überprüft wird, welche Art von Fehler vorliegt und ob der elektrische Energiespeicher trotz des Fehlers für einen definierten Zeitraum weiter betrieben werden kann, wobei, falls der elektrische Energiespeicher nicht für den definierten Zeitraum weiter betrieben werden kann, der elektrische Energiespeicher, insbesondere unmittelbar, in einen sicheren Zustand (103) überführt wird, wobei, falls der elektrische Energiespeicher trotz des Fehlers für einen definierten Zeitraum weiter betrieben werden kann, der elektrische Energiespeicher für den definierten Zeitraum weiter betrieben wird und anschließend, insbesondere unmittelbar, in den sicheren Zustand (103) überführt wird.Method (100) for operating an electrical energy storage device, comprising an electrical energy storage unit, a connection, a switching device and a sensor, the switching device being arranged between the electrical energy storage unit and the connection, based on a normal state (101) of the electrical energy storage device, in which all components of the electrical energy storage device are working correctly, a safety-relevant fault is determined, whereby it is checked what type of error is present and whether the electrical energy store can continue to be operated despite the error for a defined period of time, wherein, if the electrical energy store cannot continue to be operated for the defined period of time, the electrical energy store is transferred to a safe state (103), in particular immediately, wherein, if the electrical energy store can continue to be operated despite the error for a defined period of time, the electrical energy store continues to be operated for the defined period of time and is then, in particular immediately, transferred to the safe state (103). Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung während des definierten Zeitraums, insbesondere mittels eines Haltestromkreises, geschlossen gehalten wird.Method (100) according to claim 1 , characterized in that the switching device is kept closed during the defined period of time, in particular by means of a holding circuit. Verfahren (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Öffnen der Schaltvorrichtung aufgrund eines Fehlers des elektrischen Energiespeichers mit geringer Relevanz verhindert wird, insbesondere mittels eines zusätzlichen Steueranschlusses der Schaltvorrichtung oder mittels eines Computerprogramms.Method (100) according to claim 2 , characterized in that the switching device is prevented from opening due to a fault in the electrical energy store with little relevance, in particular by means of an additional control connection of the switching device or by means of a computer program. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Energiespeicher während des definierten Zeitraums in einem Sicherheitsbetriebsmodus (102) betrieben wird.Method (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical energy storage device is operated in a safety operating mode (102) during the defined period of time. Verfahren (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Sicherheitsbetriebsmodus (102) eine Leistung des elektrischen Energiespeichers begrenzt wird, insbesondere wobei ein mit dem elektrischen Energiespeicher verbundener Gleichspannungswandler als Abwärtswandler betrieben wird.Method (100) according to claim 4 , characterized in that in the safety operating mode (102) a power of the electrical energy storage device is limited, in particular with a DC-DC converter connected to the electrical energy storage device being operated as a step-down converter. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fehler einer Fehlerkategorie zugeordnet wird, wobei ein aktueller Betriebszustand des elektrischen Energiespeichers, insbesondere vor dem Auftreten des Fehlers, verwendet wird.Method (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the error is assigned to an error category, a current operating state of the electrical energy store, in particular before the error occurred, being used. Verfahren (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenn der Fehler ein Ladefehler ist, die Schaltvorrichtung in einer Laderichtung des elektrischen Energiespeichers geöffnet wird.Method (100) according to claim 6 , characterized in that if the error is a charging error, the switching device is opened in a charging direction of the electrical energy store. Verfahren (100) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenn der Fehler ein Entladefehler ist, entweder die Schaltvorrichtung in Entladerichtung unmittelbar geöffnet wird oder die Schaltvorrichtung nach Ablauf des definierten Zeitraums in Entladerichtung geöffnet wird.Method (100) according to claim 6 or 7 , characterized in that if the error is a discharge error, either the switching device is opened immediately in the discharging direction or the switching device is opened in the discharging direction after the defined period of time has elapsed. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein sicherheitsrelevanter Fehler ein Sensorausfall oder ein Ausfall einer Steuereinheit der Schaltvorrichtung ist.Method (100) according to one of the preceding claims, characterized in that a safety-relevant error is a sensor failure or a failure of a control unit of the switching device. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im sicheren Zustand (103) die Schaltvorrichtung, insbesondere in Laderichtung und Entladerichtung, geöffnet ist.Method (100) according to one of the preceding claims, characterized in that in the safe state (103) the switching device is open, in particular in the charging direction and discharging direction. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der sichere Zustand (103) durch eine Reaktion eines mit dem elektrischen Energiespeicher verbundenen Gleichspannungswandlers erreicht wird.Method (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the safe state (103) is achieved by a reaction of a DC-DC converter connected to the electrical energy store. Elektrischer Energiespeicher aufweisend eine elektrische Energiespeichereinheit, einen Anschluss, eine Schaltvorrichtung und einen Sensor, wobei die Schaltvorrichtung zwischen der elektrischen Energiespeichereinheit und dem Anschluss angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Energiespeicher eingerichtet ist, mittels eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche betrieben zu werden.Electrical energy storage device comprising an electrical energy storage unit, a connection, a switching device and a sensor, the switching device being arranged between the electrical energy storage unit and the connection, characterized in that the electrical energy storage device is set up to be operated using a method according to one of the preceding claims . Vorrichtung, insbesondere Fahrzeug, aufweisend einen elektrischen Energiespeicher nach Anspruch 12.Device, in particular vehicle, having an electrical energy store claim 12 .
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