DE102022120005A1 - Verfahren und System zu einem Notfallbetrieb für einen modularen Multilevelkonverter - Google Patents

Verfahren und System zu einem Notfallbetrieb für einen modularen Multilevelkonverter Download PDF

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    • B60L2250/00—Driver interactions
    • B60L2250/16—Driver interactions by display

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zu einem Notfallbetrieb für einen modularen Multilevelkonverter, wobei der modulare Multilevelkonverter eine Zentralsteuerung und eine Mehrzahl an Batteriemodulen aufweist. Das jeweilige Batteriemodul wird durch die Zentralsteuerung zu jedem Schalttakt mit einem jeweiligen Schaltzustand versehen, durch welchen ein jeweiliger Energiespeicher mit einem jeweiligen Energiespeicher eines jeweilig benachbarten Batteriemoduls verschaltet wird. Der jeweilige Schaltzustand wird ausgewählt aus einer Gruppe mindestens umfassend eine serielle oder eine parallele oder eine Bypass-Verschaltung. Durch eine Modulüberwachung wird ein jeweilig fehlerhafter Energiespeicher an die Zentralsteuerung gemeldet. Für das jeweilige Batteriemodul mit fehlerhaftem Energiespeicher wird zu jedem weiteren Schalttakt ein Bypass-Schaltzustand (210, 220) festgesetzt. Bei Überschreiten eines Schwellwertes, welcher durch eine vorgegebene Anzahl der für einen Betrieb des modularen Multilevelkonverters tolerierbaren fehlerhaften Energiespeicher definiert wird, wird ein Notfallbetrieb veranlasst, welcher mindestens folgende Schritte umfasst:• Betriebszustand wechselt von „Betriebsmodus“ in einen „Reparaturmodus“;• Anzeige des Wechsels in „Reparaturmodus“ in Bediendisplay;• Beschränkung einer weiteren Betriebsdauer bis zu einem Reparaturbeginn.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zu einem Notfallbetrieb für einen modularen Multilevelkonverter, welcher bspw. eine elektrische Traktionsmaschine eines Fahrzeugs antreibt.
  • Bei einem klassischen elektrischen Antriebsstrang eines Elektrofahrzeugs mit den Komponenten Hochvolt-(HV)-Gleichspannungsbatterie/Inverter/Traktionsmotor, führt ein Problem der HV-Batterie unweigerlich zum Liegenbleiben des Elektrofahrzeugs, da gemäß Sicherheitsvorgaben alle Motorschütze zu öffnen sind und damit die Traktionsversorgung unterbrochen ist. Wünschenswert wäre daher, dass auch ein Elektrofahrzeug mit Problemen bei der Traktionsbatterie eine Art Notfallbetrieb oder Notlaufeigenschaft aufweist, im Englischen mit „Limp Home“ bezeichnet, mit der noch sicher selbständig zumindest eine Werkstatt erreicht werden kann.
  • Die Druckschrift US 2012/0274140 A1 offenbart ein System von Batteriepackmodulen, bei dem die Auskopplung einzelner defekter Batteriezellen per MOSFET ohne anhaltende Unterbrechung der verbleibenden Stromversorgung unterstützt wird. Die Maßnahme wird durch einen zentralen Prozessor gesteuert, welcher die jeweilige defekte Batteriezelle erkennt und das Schaltschema nach Bedarf anpasst. Die gezeigte Schaltungsstruktur weist aber kaum Verschaltungsmöglichkeiten einzelner Batteriezellen untereinander auf, so dass bspw. im Betrieb ein Ladungsausgleich zwischen einzelnen Batteriezellen nicht möglich ist.
  • In der Druckschrift DE 10 2014 004 234 A1 wird zwar ein ähnlicher Ansatz beschrieben. Es lässt sich hierbei jedoch nicht ableiten, wie denn der Ausfall der betroffenen Batteriezelle erkannt und die zur Umgehung der Zelle nötigen Schaltzustände berechnet werden sollen.
  • Die deutsche Druckschrift DE 10 2011 089 309 A1 schlägt ebenfalls eine AC-Traktionsbatterie mit Koppelelementen in Vollbrückenschaltung vor, welche einzelne Zweige wahlweise freischalten oder überbrücken. Einzelheiten bzgl. einer Fehlererkennung werden indes nicht offenbart.
  • Die US-amerikanische Druckschrift US 2010/0127661 A1 erörtert eine Traktionsbatterie mit lokaler Fehlererkennung. Ein fehlerhaftes Modul wird hier mittels einer batterieintegrierten Last durch die Steuerung zwangsentladen.
  • Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Aufrechterhaltung eines Betriebes einer Traktionsbatterie zur Verfügung zu stellen, welches trotz Einschränkung aufgrund fehlerhafter Energiespeicher eine weitere Energieversorgung gewährleistet. Damit soll zumindest eine Notlaufeigenschaft bereitgestellt werden, durch welche ein Weiterbetrieb bis zu einer nächstmöglichen Reparatur gewährleistet wird. Ferner soll ein System bereitgestellt werden, auf welchem das Verfahren zur Ausführung kommt.
  • Zur Lösung der voranstehend genannten Aufgabe wird ein Verfahren zu einem Notfallbetrieb für einen modularen Multilevelkonverter vorgeschlagen, wobei der modulare Multilevelkonverter eine Zentralsteuerung und eine Mehrzahl an Batteriemodulen aufweist. Ein jeweiliges Batteriemodul weist einen Energiespeicher und mehrere Halbleiterschalter auf. Das jeweilige Batteriemodul wird durch die Zentralsteuerung zu jedem Schalttakt mit einem jeweiligen Schaltzustand versehen, durch welchen der jeweilige Energiespeicher mit einem jeweiligen Energiespeicher eines jeweilig benachbarten Batteriemoduls verschaltet wird. Der jeweilige Schaltzustand wird ausgewählt aus einer Gruppe mindestens umfassend eine serielle Verschaltung, eine parallele Verschaltung, eine Verschaltung im Bypass. Durch die Zentralsteuerung wird mittels geeigneter Schaltzustände für die Mehrzahl an Batteriemodulen, welche in mindestens einem Strang angeordnet werden, mindestens eine Phase eines Wechselstroms gebildet, wobei durch eine Modulüberwachung ein jeweilig fehlerhafter Energiespeicher an die Zentralsteuerung gemeldet wird. Für das jeweilige Batteriemodul mit fehlerhaftem Energiespeicher wird zu jedem weiteren Schalttakt ein Bypass-Schaltzustand festgesetzt. Bei einer Berechnung der Schaltzustände aller Batteriemodule werden diejenigen Batteriemodule mit festgesetzten Bypass-Schaltzuständen berücksichtigt.
  • Bei Überschreiten eines Schwellwertes, welcher durch eine vorgegebene Anzahl der für einen Betrieb des modularen Multilevelkonverters tolerierbaren fehlerhaften Energiespeicher definiert wird, wird ein Notfallbetrieb veranlasst. Der Notfallbetrieb umfasst mindestens folgende Schritte:
    • • Betriebszustand wechselt von „Betriebsmodus“ in einen „Reparaturmodus“;
    • • Anzeige des Wechsels in „Reparaturmodus“ in Bediendisplay;
    • • Beschränkung einer weiteren Betriebsdauer bis zu einem Reparaturbeginn.
  • Der modulare Multilevelkonverter wird bspw. durch einen modularen Multilevelkonverter mit serieller und paralleler Konnektivität, auch als MMSPC oder M2SPC abgekürzt, gebildet und bspw. beschrieben in „Goetz, S.M.; Peterchev, A.V.; Weyh, T., „Modular Multilevel Converter With Series and Parallel Module Connectivity: Topology and Control," Power Electronics, IEEE Transactions on , vol.30, no.1, pp.203,215, 2015. doi: 10.1109/TPEL.2014.2310225. Ein solches modulares Multilevelkonvertersystem erzeugt Spannungsdifferenzen zwischen zwei Anschlussterminals, bspw. eines Energienetzes oder eines Traktionssystems eines Elektroautos, durch eine von der Zentralsteuerung bewirkten Konfiguration einer elektrischen Verschaltung von Energiespeichern der Batteriemodule und durch eine Schaltmodulation zwischen von einem Scheduler berechneten Schaltzuständen zur Bildung beliebiger Zwischenzustände. Der Scheduler, welcher logische Schaltzustände aller Batteriemodule berechnet, berücksichtigt erfindungsgemäß nach einer Meldung eines Ausfalls eines Batteriemoduls durch fehlerhaften Energiespeicher dieses nicht mehr zur seriellen oder parallelen Verschaltung bei weiteren Berechnungen und bewirkt durch die dann noch möglichen, von ihm berechneten Schaltzustände in dem fehlerhaften Batteriemodul und gegebenenfalls zusätzlich in benachbarten Batteriemodulen einen Strompfad, welcher den fehlerhaften Energiespeicher umgeht.
  • Die jeweiligen Energiespeicher werden dabei von einem Batteriemanagementsystem überwacht, welches bspw. auch Entladungszyklen und Lebensdauer protokolliert. Das jeweilige Batteriemodul kann auch sein eigenes jeweiliges Batteriemanagementsystem aufweisen, welches bei Ausfall des jeweiligen Energiespeichers den Fehler an die Zentralsteuerung meldet. Es ist denkbar, aus aufgezeichneten Daten zu einem jeweiligen Energiespeicher eine Ausfallwahrscheinlichkeit zu berechnen und den Notfallbetrieb bereits bei hoher Ausfallwahrscheinlichkeit, insbesondere bei gleichzeitig sehr hoher Ausfallwahrscheinlichkeit mehrerer Energiespeicherzellen, einzuleiten. Auch ist es denkbar, weitere Fehlerquellen in einem jeweiligen Batteriemodul, durch welche ein Strombeitrag des jeweiligen Batteriemoduls nicht möglich ist, beim Auslösen des Notfallbetriebes zu berücksichtigen. Solche Fehlerquellen sind bspw. ein Ausfall einer jeweiligen Leistungselektronik oder ein Kühlungsproblem im jeweiligen Batteriemodul.
  • Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorteilhaft möglich, den modularen Multilevelkonverter auch bei einem ausgefallenen Energiespeicher weiter zu betreiben. Zwar sind durch den Ausfall mindestens eines Energiespeichers eine Leistungsfähigkeit oder, im Falle einer Nutzung des modularen Multilevelkonverters als Traktionsbatterie in einem Elektrofahrzeug, eine Reichweite reduziert, aber zumindest ist es gerade bei letzterem Beispiel einem Fahrer nun möglich, ein Liegenbleiben zu vermeiden und selbsttätig eine geeignete Werkstatt anzusteuern.
  • In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Bypass-Schaltzustand durch einen Bypass-Plus bzw. Bypass+ oder einen Bypass-Minus bzw. Bypass- realisiert. Beide Schaltzustände werden auch in 2 an Hand eines Batteriemoduls mit einem Energiespeicher und dazu vier parallel geschalteten Halbbrücken erläutert.
  • In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die vorgegebene Anzahl gleich eins gesetzt. Damit wird der Notfallbetrieb bereits bei einem ersten ausgefallenen Energiespeicher eingeleitet.
  • In einer noch weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Reparaturmodus eine erste Maßnahme bei einer Verwendung des modularen Multilevelkonverters als Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs durch eine Anfahrt einer für die Reparatur von Energiespeichern ausgelegten Werkstatt gebildet. Hierzu wird von der Zentralsteuerung für ein Navigationssystem des Elektrofahrzeugs die nächstgelegene auf eine Reparatur von Energiespeichern ausgelegte Werkstatt als Fahrziel vorgegeben. Alternativ wird bei einer Verwendung des modularen Multilevelkonverters in einem stationären Betrieb im Reparaturmodus eine erste Maßnahme durch Initiierung eines Reparaturservices gebildet. Hierzu wird von der Zentralsteuerung online ein zeitlich nächst verfügbarer Reparaturtermin gebucht.
  • In einer fortgesetzt weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Notfallbetrieb ein weiterer Schritt durch eine Begrenzung einer Leistungsabgabe von Batteriemodulen gebildet. Dadurch werden weitere Ausfälle verbliebener Energiespeicher wegen Überlastung vermieden, oder zumindest eine Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls reduziert.
  • Ferner wird ein System für einen Notfallbetrieb eines modularen Multilevelkonverters beansprucht, wobei das System den modularen Multilevelkonverter mit einer Zentralsteuerung, einem Scheduler, einem Batteriemanagementsystem und einer Mehrzahl an Batteriemodulen umfasst. Ein jeweiliges Batteriemodul weist einen Energiespeicher und mehrere Halbleiterschalter auf. Die Zentralsteuerung ist dazu konfiguriert, das jeweilige Batteriemodul zu jedem Schalttakt mit einem jeweiligen Schaltzustand, welcher den Energiespeicher des jeweiligen Batteriemoduls mit einem jeweiligen Energiespeicher eines jeweilig benachbarten Batteriemoduls verschaltet, zu versehen, wobei der jeweilige Schaltzustand ausgewählt ist aus einer Gruppe mindestens umfassend eine serielle Verschaltung, eine parallele Verschaltung, eine Verschaltung im Bypass. Das Batteriemanagementsystem ist dazu konfiguriert, durch eine Modulüberwachung einen jeweiligen fehlerhaften Energiespeicher an die Zentralsteuerung zu melden und für das jeweilige Batteriemodul mit fehlerhaftem Energiespeicher für alle weiteren Schalttakte ein Bypass-Schaltzustand festzusetzten. Der Scheduler ist dazu konfiguriert, bei einer Berechnung der Schaltzustände für alle Batteriemodule diejenigen Batteriemodule mit festgesetzten Bypass-Schaltzuständen zu berücksichtigen. Die Zentralsteuerung ist dazu ausgelegt, bei Überschreiten eines Schwellwertes, welcher durch eine vorgegebene Anzahl der für einen Betrieb des modularen Multilevelkonverters tolerierbaren fehlerhaften Energiespeicher definiert ist, einen Notfallbetrieb zu veranlassen. Der Notfallbetrieb umfasst mindestens folgende Schritte:
    • • Betriebszustand wechselt von „Betriebsmodus“ in einen „Reparaturmodus“;
    • • Anzeige des Wechsels in „Reparaturmodus“ in Bediendisplay;
    • • Beschränkung einer weiteren Betriebsdauer bis zu einem Reparaturbeginn.
  • In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist der Bypass-Schaltzustand durch einen Bypass-Plus bzw. Bypass+ oder einen Bypass-Minus bzw. Bypass- realisiert.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist die vorgegebene Anzahl gleich eins.
  • In einer noch weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist im Reparaturmodus, bei einer Verwendung des modularen Multilevelkonverters als Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs, eine erste Maßnahme durch eine Anfahrt einer für die Reparatur von Energiespeichern ausgelegten Werkstatt gebildet. Alternativ ist im Reparaturmodus, bei einer Verwendung des modularen Multilevelkonverters in einem stationären Betrieb, eine erste Maßnahme durch Initiierung eines Reparaturservices gebildet.
  • In einer fortgesetzt weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist im Notfallbetrieb ein weiterer Schritt durch eine Begrenzung einer Leistungsabgabe von Batteriemodulen gebildet. Dadurch werden weitere Ausfälle verbliebener Energiespeicher wegen Überlastung vermieden, oder eine Wahrscheinlichkeit hierfür zumindest reduziert.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
  • Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
    • 1 zeigt schematisch einen modularen Multilevelkonverter aus dem Stand der Technik.
    • 2 zeigt zwei Bypass-Schaltzustände in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In 1 wird schematisch ein modularer Multilevelkonverter 100 aus dem Stand der Technik gezeigt. Ein erster Strang mit Batteriemodulen 111, 112 bis 119, ein zweiter Strang mit Batteriemodulen 121, 122 bis 129, und ein dritter Strang mit Batteriemodulen 131, 132 bis 139 versorgen bspw. eine elektrische Maschine 109 mit einer jeweiligen Phase eines Wechselstroms. Denkbar ist aber auch, dass es sich bei dem durch Bezugszeichen 109 dargestellten Verbraucher um ein Stromnetz handelt, durch das einerseits Energiespeicher in den Batteriemodulen 111, 112, 119, 121, 122, 129, 131, 132, 139 aufgeladen werden, andererseits in welches durch den modularen Multilevelkonverter auch elektrische Leistung eingespeist werden kann. An einem doppelten Sternpunkt 102, 103 befindet sich ein Nebenversorgungsabgriff bspw. für ein Nebenspannungsnetz, bspw. 12 V oder 48 V in einem Fahrzeug. Dabei kann eine Spannungslage auch variieren, was wiederum von Spannungslagen der jeweiligen Module abhängt 111, 112, 119, 121, 122, 129, 131, 132, 139. Ein jeweiliges Batteriemodul 111, 112, 119, 121, 122, 129, 131, 132, 139 umfasst mindestens einen Energiespeicher und mehrere Halbleiterschalter, bspw. MOSFETs, welche in Halbbrücken angeordnet sein können. Die gezeigten Batteriemodule 111, 112, 119, 121, 122, 129, 131, 132, 139 verfügen über jeweils zwei Eingangsanschlüsse und zwei Ausgangsanschlüsse, wobei die jeweiligen Halbleiterschalter, gesteuert durch eine Zentralsteuerung, den jeweiligen Energiespeicher entweder seriell oder parallel oder unter Umgehung, bzw. Bypass, mit einem jeweiligen Energiespeicher eines benachbarten Batteriemoduls 111, 112, 119, 121, 122, 129, 131, 132, 139 verschalten können. Hierzu zeigen die beiden Modultopologien 191, 192 mögliche Ausgestaltungen zu einem Schaltungsaufbau eines jeweiligen Batteriemoduls 111, 112, 119, 121, 122, 129, 131, 132, 139, welches, hier als Beispiel dargestellt, einen Energiespeicher und vier Halbbrücken aufweist. Bei der ersten Modultopologie 191 handelt es sich um eine sogenannte asymmetrische Topologie, wobei der Energiespeicher eingangsseitig angeordnet ist und ein logischer Zustand, wie bspw. ein Bypass-Schaltzustand, über die vier Halbbrücken des Batteriemoduls 191 gebildet wird. Bei der zweiten Modultopologie 192 ist der Energiespeicher mittig angeordnet, so dass es sich um eine sogenannte symmetrische Topologie handelt. Diese kann bspw. steuerungstechnisch über je zwei Halbbrücken zweier benachbarter asymmetrische Module 191 gebildet werden. Mit beiden Modultopologien 191, 192 ist es möglich, einen jeweiligen Bypass-Schaltzustand, durch welchen ein defekter Energiespeicher umgangen werden kann, umzusetzen.
  • In 2 werden zwei Bypass-Schaltzustände 210, 220 in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Beide Bypass-Schaltzustände 210, 220 werden beispielhaft an der symmetrischen zweiten Modultopologie (Bezugszeichen 192 in 1), bei der zwei benachbarte Module mit asymmetrischer Topologie eine Umsetzung der jeweiligen Bypass-Schaltzustände 210, 220 über die jeweiligen MOSFETs ansteuern müssen, dargestellt. Bei der (hier nicht gezeigten) asymmetrischen Topologie eines Moduls wäre dies nicht der Fall, sondern das jeweilige (asymmetrische) Modul steuert den kompletten logischen Zustand, wie bspw. einen Bypass, allein. Der Bypass-Schaltzustand 210 wird mit „Bypass-Plus“ bzw. „Bypass+“ bezeichnet, da ein Strompfad den Energiespeicher auf seinem Pluspolanschluss umgeht. Analog wird der Bypass-Schaltzustand 220 mit „Bypass-Minus“ bzw. „Bypass-“ bezeichnet, da der Strompfad den Energiespeicher auf seinem Minuspolanschluss umgeht.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Anordnungsschema modularer Multilevelkonverter
    101
    Nebenversorgungsabgriff
    102
    Erster Sternpunkt
    103
    Zweiter Sternpunkt
    109
    Elektrische Maschine
    111
    Erstes Batteriemodul erster Strang
    112
    Zweites Batteriemodul erster Strang
    119
    Letztes Batteriemodul erster Strang
    121
    Erstes Batteriemodul zweiter Strang
    122
    Zweites Batteriemodul zweiter Strang
    129
    Letztes Batteriemodul zweiter Strang
    131
    Erstes Batteriemodul dritter Strang
    132
    Zweites Batteriemodul dritter Strang
    139
    Letztes Batteriemodul dritter Strang
    191
    Erste Modultopologie
    192
    Zweite Modultopologie
    210
    Schaltzustand Bypass+
    220
    Schaltzustand Bypass-
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • „Goetz, S.M.; Peterchev, A.V.; Weyh, T., „Modular Multilevel Converter With Series and Parallel Module Connectivity: Topology and Control,“ Power Electronics, IEEE Transactions on , vol.30, no.1, pp.203,215 [0010]

Claims (10)

  1. Verfahren zu einem Notfallbetrieb für einen modularen Multilevelkonverter, wobei der modulare Multilevelkonverter (100) eine Zentralsteuerung und eine Mehrzahl an Batteriemodulen (111, 112, 119, 121, 122, 129, 131, 132, 139, 191, 192) aufweist, wobei ein jeweiliges Batteriemodul (111, 112, 119, 121, 122, 129, 131, 132, 139, 191, 192) einen Energiespeicher und mehrere Halbleiterschalter aufweist, wobei das jeweilige Batteriemodul (111, 112, 119, 121, 122, 129, 131, 132, 139, 191, 192) durch die Zentralsteuerung zu jedem Schalttakt mit einem jeweiligen Schaltzustand versehen wird, durch welchen der jeweilige Energiespeicher mit einem jeweiligen Energiespeicher eines jeweilig benachbarten Batteriemoduls (111, 112, 119, 121, 122, 129, 131, 132, 139, 191, 192) verschaltet wird, wobei der jeweilige Schaltzustand ausgewählt wird aus einer Gruppe mindestens umfassend eine serielle Verschaltung, eine parallele Verschaltung, eine Verschaltung im Bypass (210, 220), wobei durch eine Modulüberwachung ein jeweilig fehlerhafter Energiespeicher an die Zentralsteuerung gemeldet wird, wobei für das jeweilige Batteriemodul (111, 112, 119, 121, 122, 129, 131, 132, 139, 191, 192) mit fehlerhaftem Energiespeicher zu jedem weiteren Schalttakt ein Bypass-Schaltzustand (210, 220) festgesetzt wird, wobei bei einer Berechnung der Schaltzustände aller Batteriemodule (111, 112, 119, 121, 122, 129, 131, 132, 139, 191, 192) diejenigen Batteriemodule (111, 112, 119, 121, 122, 129, 131, 132, 139, 191, 192) mit festgesetzten Bypass-Schaltzuständen (210, 220) berücksichtigt werden, und wobei bei Überschreiten eines Schwellwertes, welcher durch eine vorgegebene Anzahl der für einen Betrieb des modularen Multilevelkonverters (100) tolerierbaren fehlerhaften Energiespeicher definiert wird, ein Notfallbetrieb veranlasst wird, welcher mindestens folgende Schritte umfasst: • Betriebszustand wechselt von „Betriebsmodus“ in einen „Reparaturmodus“; • Anzeige des Wechsels in „Reparaturmodus“ in Bediendisplay; • Beschränkung einer weiteren Betriebsdauer bis zu einem Reparaturbeginn.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Bypass-Schaltzustand (210, 220) durch einen Bypass-Plus (210) oder einen Bypass-Minus (220) realisiert wird.
  3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei bei dem Schwellwert die vorgegebene Anzahl gleich eins gesetzt wird.
  4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei im Reparaturmodus eine erste Maßnahme • bei einer Verwendung des modularen Multilevelkonverters (100) als Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs durch eine Anfahrt einer für die Reparatur von Energiespeichern ausgelegten Werkstatt gebildet wird, oder • bei einer Verwendung des modularen Multilevelkonverters (100) in einem stationären Betrieb durch Initiierung eines Reparaturservices gebildet wird.
  5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei im Notfallbetrieb ein weiterer Schritt durch eine Begrenzung einer Leistungsabgabe von Batteriemodulen (111, 112, 119, 121, 122, 129, 131, 132, 139, 191, 192) gebildet wird, wodurch weitere Ausfälle verbliebener Energiespeicher wegen Überlastung vermieden werden.
  6. System für einen Notfallbetrieb eines modularen Multilevelkonverters, wobei das System den modularen Multilevelkonverter (100) mit einer Zentralsteuerung, einem Scheduler, einem Batteriemanagementsystem und einer Mehrzahl an Batteriemodulen (111, 112, 119, 121, 122, 129, 131, 132, 139, 191, 192) umfasst, wobei ein jeweiliges Batteriemodul (111, 112, 119, 121, 122, 129, 131, 132, 139, 191, 192) einen Energiespeicher und mehrere Halbleiterschalter aufweist, wobei die Zentralsteuerung dazu konfiguriert ist, das jeweilige Batteriemodul (111, 112, 119, 121, 122, 129, 131, 132, 139, 191, 192) zu jedem Schalttakt mit einem jeweiligen Schaltzustand, welcher den Energiespeicher des jeweiligen Batteriemoduls (111, 112, 119, 121, 122, 129, 131, 132, 139, 191, 192) mit einem jeweiligen Energiespeicher eines jeweilig benachbarten Batteriemoduls (111, 112, 119, 121, 122, 129, 131, 132, 139, 191, 192) verschaltet, zu versehen, wobei der jeweilige Schaltzustand ausgewählt ist aus einer Gruppe mindestens umfassend eine serielle Verschaltung, eine parallele Verschaltung, eine Verschaltung im Bypass (210, 220), wobei das Batteriemanagementsystem dazu konfiguriert ist, durch eine Modulüberwachung einen jeweiligen fehlerhaften Energiespeicher an die Zentralsteuerung zu melden und für das jeweilige Batteriemodul (111, 112, 119, 121, 122, 129, 131, 132, 139, 191, 192) mit fehlerhaftem Energiespeicher für alle weiteren Schalttakte ein Bypass-Schaltzustand (210, 220) festzusetzten, wobei der Scheduler dazu konfiguriert ist, bei einer Berechnung der Schaltzustände für alle Batteriemodule (111, 112, 119, 121, 122, 129, 131, 132, 139, 191, 192) diejenigen Batteriemodule (111, 112, 119, 121, 122, 129, 131, 132, 139, 191, 192) mit festgesetzten Bypass-Schaltzuständen (210, 220) zu berücksichtigen, und wobei die Zentralsteuerung dazu ausgelegt ist, bei Überschreiten eines Schwellwertes, welcher durch eine vorgegebene Anzahl der für einen Betrieb des modularen Multilevelkonverters (100) tolerierbaren fehlerhaften Energiespeicher definiert ist, einen Notfallbetrieb zu veranlassen, welcher mindestens folgende Schritte umfasst: • Betriebszustand wechselt von „Betriebsmodus“ in einen „Reparaturmodus“; • Anzeige des Wechsels in „Reparaturmodus“ in Bediendisplay; • Beschränkung einer weiteren Betriebsdauer bis zu einem Reparaturbeginn.
  7. System nach Anspruch 6, wobei der Bypass-Schaltzustand (210, 220) durch einen Bypass-Plus (210) oder einen Bypass-Minus (220) realisiert ist.
  8. System nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei bei dem Schwellwert die vorgegebene Anzahl gleich eins ist.
  9. System nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei im Reparaturmodus eine erste Maßnahme • bei einer Verwendung des modularen Multilevelkonverters (100) als Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs durch eine Anfahrt einer für die Reparatur von Energiespeichern ausgelegten Werkstatt gebildet ist, oder • bei einer Verwendung des modularen Multilevelkonverters (100) in einem stationären Betrieb durch Initiierung eines Reparaturservices gebildet ist.
  10. System nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei im Notfallbetrieb ein weiterer Schritt durch eine Begrenzung einer Leistungsabgabe von Batteriemodulen (111, 112, 119, 121, 122, 129, 131, 132, 139, 191, 192) gebildet ist, wodurch weitere Ausfälle verbliebener Energiespeicher wegen Überlastung vermieden werden.
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